Incorporando atenuação na modelagem de GPR no domínio do tempo através do modelo de Q constante, usando múltiplos polos de Debye: teoria e aplicação em rochas carbonáticas carstificadas

• Autor(a) principal: Santos, Bruno Barauna dos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45606
• topic: Geofísica; Atenuação; Modelo de Debye; Modelo de Q constante; Modelagem de GPR no domínio do tempo; Carste

A dispersão e a absorção são efeitos importantes que contribuem para atenuar os sinais reais de GPR (Ground Penetrating Radar) e devem ser incorporados na propagação das ondas. O modelo de Q constante (fator de qualidade Q) é válido para a maioria das rochas para faixas de frequência GPR típicas. Na modelagem de onda no domínio do tempo, para simular um modelo de Q constante, usando uma superposição de vários polos de Debye, o número de polos e seus parâmetros devem ser especificados previamente, dados valores alvo para Q e velocidade e a frequência útil faixa da wavelet. Para ondas eletromagnéticas (e também viscoelásticas), este problema é geralmente formulado como um problema de otimização altamente não linear apresentando várias soluções, que é resolvido usando métodos de otimização global. Uma abordagem linear eficiente para estimar múltiplos polos de Debye para simular modelos de Q constantes em dados GPR é apresentada. O problema inverso resultante é fácil de resolver porque o número de polos exigidos é muito pequeno. Para as bandas de frequência GPR usuais, são necessários apenas dois ou três polos. O ganho de eficiência é particularmente alto porque a abordagem permite obter uma solução redimensionada que depende apenas da banda de frequência e do número de polos. Soluções específicas que satisfazem os valores alvo de velocidade e Q são obtidas a partir da solução redimensionada. A escolha do número de polos é feita provisoriamente de forma que ambas as curvas de velocidade e Q, em função da frequência, sejam aproximadamente constantes na banda de frequência especificada. Para minimizar os custos computacionais na modelagem no domínio do tempo, o mínimo de polos possível deve ser usado. A importância da introdução de efeitos de atenuação é exemplificada pela apresentação de uma abordagem de modelagem de tentativa e erro para reproduzir, o mais próximo possível, uma seção GPR de campo de 200 MHz adquirida em rochas carbonáticas fraturadas e carstificadas.