Análisis de la Respuesta Sismoeléctrica en Medios Parcialmente Saturados

Abstract

En esta tesis ahondamos el estudio del modelado numérico del fenómeno sismoeléctrico en medios parcialmente saturados donde el campo saturación responde a las ecuaciones de flujo bifásico. Los métodos sismoeléctricos tienen gran importancia en situaciones en las cuales buscamos tener un acercamiento a aquello que sucede en el subsuelo, en particular, en zonas de la tierra donde encontramos rocas que están saturadas por más de un fluido. En este contexto, el movimiento de los fluidos porales puede modelarse utilizando las ecuaciones de flujo bifásico. Cuando una onda sísmica mueve cargas en rocas parcialmente saturadas, se produce una conversión de energía sísmica a electromagnética debido a la presencia de una doble capa eléctrica. Este fenómeno da origen al conocido método sismoeléctrico, que será la herramienta geofísica utilizada para analizar medios parcialmente saturados con distribuciones realistas de fluidos. Utilizaremos simulaciones numéricas para dos fenómenos de ocurrencia frecuente en la naturaleza. Consideraremos, en primer lugar, una zona saturada con agua y aire donde la proporción relativa de los fluidos varía linealmente con la profundidad; en segundo lugar, una expansión de un contaminante denso no acuoso en un acuífero. Resaltamos que las aplicaciones pueden extenderse a otros contextos. El énfasis estará puesto en el estudio de la respuesta de interfase y de la información que puede brindarnos respecto a cambios en la saturación de fluidos. Los modelos nos muestran que frente a cambios de saturación, la respuesta de interfase muestra modificaciones significativas. Nuestros resultados resaltan la importancia de proponer modelos que nos permitan hacer una caracterización más cercana a lo que solemos observar: que los fluidos porales presentan distribuciones variables en el tiempo y gradualmente variables en el espacio, es decir, no abruptos.