Conferencias Invitadas
D. Bullo 1 y N Bonomo
1 IFIBA, CONICET - Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales,
Universidad de Buenos Aires. [email protected] [email protected]
Existen distintas metodologías de adquisición y procesado de datos de Georadar de cobertura múltiple (MO) que se presentan como potencialmente útiles para la mejora de la calidad de las señales primarias en relación a las señales secundarias y el ruido. En trabajos previos se compararon los métodos de cobertura múltiple SEA (Synthetic Emitted Array) y CMP (Common Mid-Point) en relación al método tradicional de cobertura simple (Simple Offset o SO) para el caso de adquisición 1D. En general, mostramos los beneficios del uso de los métodos MO-1D en cuanto a la precisión y exactitud alcanzadas, en especial a partir del uso del método SEA.
En el presente trabajo presentamos una metodología SEA basada en arreglos de transmisores 2D, la cual mejora los resultados MO-1D. Ello se logra a través de una mayor concentración de la energía disponible sobre la trayectoria emisores-reflector-receptor, una disminución de la intensidad sobre reflectores periféricos y un promediado más eficiente del ruido a cero. Investigamos las ventajas y desventajas de la utilización de estos arreglos en casos canónicos tales como una capa suave o un objeto pequeño respecto de la longitud de onda principal.
Entre los parámetros de mayor relevancia en los arreglos 1D se encuentran el número de transmisores, la distancia entre los mismos y el tiempo de retardo de emisión entre ellos. Variándolos, es posible obtener modificaciones en la directividad y extensión del frente de ondas transmitido y reflejado. En el caso 2D, al agregarse una dimensión, la cantidad de parámetros se duplica, por lo que es necesario un detallado análisis de los mismos para obtener frentes de ondas adecuados.
Para evaluar cuantitativamente los resultados del método, definimos un conjunto de indicadores numéricos adecuados y un indicador global definido a partir de los mismos. A partir de su análisis, describimos una metodología para obtener el conjunto de parámetros de entrada que optimiza los resultados.
GAyAP06: Trazado de rayos empleando una búsqueda de Fibonacci L. Onnis1, 2 y J. Carcione3
1 Universidad de Buenos Aires.Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física.
Grupo de Geofísica Aplicada y Ambiental. [email protected]
2CONICET – Universidad de Buenos Aires. Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA). Buenos
Aires, Argentina.
3 Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofísica Sperimental (OGS), Borgo Grotta Gigante 42c,
34010 Sgonico, Trieste, Italia.
Dentro de las aplicaciones de los algoritmos de localización de fuentes sísmicas, el monitoreo volcánico se destaca por requerir resultados casi en tiempo real. Adicionalmente, los tremores volcánicos y otras fuentes de baja frecuencia presentan gran incerteza temporal, y los algoritmos de localización basados en amplitud han demostrado ser eficientes. Esto motiva el desarrollo de un código rápido de modelado directo para simular la respuesta de detectores en superficie ante la energización de fuentes en profundidad, que pueda ser usado como entrada de la rutina de localización.
Se considera un modelo 2D visco-acústico de capas horizontales, isótropas, y con velocidad, densidad y factor de calidad constantes. Las interfases se definen inicialmente por un número reducido de puntos (~50), luego interpolados por splines en miles de posiciones intermedias equiespaciadas. Los modelos típicos tienen una extensión del orden de los 3-4 km.
Se buscan los rayos que unen una dada posición de la fuente con cada detector ubicado en superficie. Se traza una serie de rayos con ángulos de salida respecto de la vertical equiespaciados. Para cada detector el intervalo inicial de búsqueda es determinado por los ángulos consecutivos que definen los rayos más cercanos a cada lado. A continuación se aplica el método de búsqueda de Fibonacci hasta restringir el ángulo a un intervalo de la extensión deseada y se traza el rayo con el ángulo central. La función de mérito en cada iteración es la distancia entre el punto de arribo del rayo a la superficie y el detector. Esto se realiza para todos los detectores.
Una vez trazados los rayos se determina su tiempo de viaje y su factor de pérdida de amplitud desde la fuente por divergencia esférica, absorción inelástica y transmisión a través de cada interfase. También se incluye un factor dependiente del ángulo que da cuenta del patrón de radiación. Con todo esto se obtiene para cada detector una traza que representa su respuesta ante una fuente pulsada. Para obtener sismogramas sintéticos de espectro limitado, se convoluciona la traza de cada detector con una onda de Ricker. Para validar los resultados se los compara con sismogramas sintéticos obtenidos para modelos equivalentes usando un método de grilla pseudoespectral.
GAyAP07: Exploración gravimétrica terrestre para identificar arcillas ferruginosas en el Sistema de Tandilia, provincia de Buenos Aires
N. Tessone1, S. Perdomo1, J. Nigro2, 3, M. Tessone2, R. Etcheverry2, 4 1 Facultad de Ciencias. Astronómicas y Geofísicas, UNLP.
2 Facultad de Ciencias Naturales y Museo, UNLP. Instituto de Recursos Minerales (INREMI). 3 Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CICBA)
4 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Argentina.
El hierro es uno de los metales más importantes e imprescindibles para las actividades humanas y se conocen miles de depósitos en diferentes regiones del mundo. Cada uno presenta características geológicas diferentes y se encuentran en diferentes formaciones litológicas.
En el Sistema de Tandilia (Buenos Aires, Argentina) existen sitios dedicados a la extracción de hierro en formaciones sedimentarias, en particular en arcillas ferrruginosas. La práctica habitual de exploración es a través de la apertura o expansión de canteras, la cual resulta una práctica costosa, ineficiente y con impacto ambiental.
En este trabajo se analizan los resultados de un perfil gravimétrico terrestre como método complementario para exploración de estas arcillas ferruginosas. Estas arcillas presentarían un contraste de densidad adecuado para poder ser identificadas a través de una prospección gravimétrica. En primera instancia se analizaron modelos sintéticos para estudiar la factibilidad del método, y en una etapa posterior se realizó una prueba de campo.
Se utilizó un gravímetro Worden con una precisión de 0.01 mGales, y una estación total para efectuar apropiadamente las correcciones por altura. Se midieron 21 estaciones separadas cada 50m, constituyendo un perfil de más de 1km de longitud. Este perfil se ubicó en una zona de interés prospectivo donde se planea continuar con las tareas de extracción.
Los resultados indican que la exploración gravimétrica permite identificar la presencia de cuerpos que podrían interpretarse como bancos de arcillas ferruginosas en la zona. La metodología propuesta resulta un método rápido y económico si se compara con las prácticas habituales de exploración. Reduce la expansión de canteras a los bancos de extracción logrando el mínimo impacto ambiental posible. De esta forma, es posible realizar un plan de explotación adecuado, optimizando tiempos y recursos económicos.
GAyAP08: Propiedades magnéticas de polvos atmosféricos en el área urbana de Tandil B. Alba1, M.A.E. Chaparro2, C. D’Angelo2, A.G. Castañeda Miranda2 y H.N. Böhnel3
1 Facultad de Ciencias Exactas, UNCPBA. [email protected]
2 Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires
(CIFICEN, CONICET-UNCPBA), Tandil, Argentina.
3 Centro de Geociencias (CGEO-UNAM), Querétaro, México.
Los polvos atmosféricos en áreas urbanas involucran mayormente partículas de origen antropogénico (por ej.: emisiones vehiculares e industriales), y en forma adicional componentes de origen natural (por ej.: suelos). La dispersión atmosférica de estas partículas constituye un serio riesgo para la salud ya que pueden ser respiradas debido a su tamaño (<10 μm). En este trabajo, se presentan resultados de análisis realizados a polvos depositados en calles, estacionamientos, ventanas y veredas de seis sitios de la ciudad de Tandil (Prov. de Buenos Aires). Los sitios fueron elegidos de acuerdo al impacto de las emisiones vehiculares e industriales.
Las muestras recolectadas fueron secadas en el laboratorio y tamizadas con filtros de 2mm y 63µm para el estudio de la muestra total, y dos fracciones granulométricas: a (<63µm) y b (63µm- 2mm). Las propiedades magnéticas se determinaron mediante la aplicación de técnicas de susceptibilidad magnética (χ y χFD%), magnetización remanente anhistérica (MRA, χMRA, χMRA/χ) y
estudios termomagnéticos (curvas M[T]). En forma complementaria, se realizaron observaciones por microscopía de barrido electrónico (SEM-EDS) y se obtuvieron los espectros de radiación atómica de las muestras utilizando la técnica laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS).
En el análisis magnético de las muestras, a través de mediciones de susceptibilidad magnética y MRA, se muestran valores de concentración contrastantes entre sitios con diferentes influencias de contaminantes, por ej.: los valores de χ y MRA fueron de 459.2 x10-8 m3kg-1 y 774.2 x10-6 Am2kg-1
respectivamente en la muestra tomada en un sitio ubicado a 50 m de una industria metalúrgica en funcionamiento, mientras que en aquella colectada en un parque turístico de la ciudad los valores fueron de 145.3 x10-8 m3kg-1 y 277.0 x10-6 Am2kg-1. Asimismo, las mediciones de χ revelan mayor
concentración magnética en la fracción más fina (<63µm). Las curvas M[T] revelan la presencia de fases magnéticamente blandas correspondientes a minerales del tipo magnetita y en forma adicional una fase de alta coercitividad. Los valores de χFD% y del cociente χMRA/χ son menores a
5% y a 3 respectivamente, con lo cual, se descarta la presencia mayoritaria de partículas ultrafinas (<0.1µm) y superparamagnéticas. Las observaciones SEM-EDS revelan, entre otros, la presencia de esférulas (óxidos de Fe) con variable tamaño (5-20 µm) en un sitio próximo a una industria metalúrgica. Por otra parte, con la espectroscopía LIBS se identificaron elementos mayoritarios (Ca, Si, Mg, Mn, Cu y Al) y con un esquema experimental de mayor precisión y sensibilidad, fue posible analizar diferencias en concentraciones de algunos elementos (Pb, Cu, Fe, Ti, Zn, Ba y V) entre muestras con distinta influencia de contaminantes. En este último esquema se registraron mediciones de emisión con discriminación de tiempo postbreakdown y ventanas temporales estrechas, logrando detectar líneas débiles de algunos elementos, muy difíciles de ver y analizar con otros tipos de técnicas.
GAyAP09:Identificación de bridas utilizando datos de GPR y redes neuronales
P. Bordón1, 2, 3, P. Martinelli1, 2 y N. Bonomo1, 2
1 Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Departamento de Física.
Buenos Aires, Argentina. [email protected].
2 CONICET - Universidad de Buenos Aires. Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA). Buenos
Aires, Argentina.
3 Becario Doctoral del CONICET.
El radar de penetración terrestre (GPR) es un método no invasivo de prospección superficial que ha sido ampliamente probado como una herramienta eficaz en la localización de elementos diversos, tales como capas, grietas, muros y pisos antiguos, minas antipersonales y cañerías, entre otros. Aunque la adquisición de datos mediante este método es relativamente rápida, en comparación con otros métodos geofísicos, no ocurre lo mismo con el procesamiento e interpretación de los datos. En los casos de prospección de porciones extensas de suelo, ambas etapas requieren de una gran cantidad de tiempo y esfuerzo de parte del experto y las probabilidades de error humano aumentan.
La detección de bridas en oleoductos y mineraloductos es una de las aplicaciones recientes de GPR que suele presentar las características mencionadas en el párrafo anterior, ya que involucra el análisis de datos adquiridos a lo largo de decenas o cientos de kilómetros. Ante las dificultades planteadas, el objetivo de este trabajo es estudiar la identificación automática de este tipo de objetos utilizando algoritmos de aprendizaje no supervisado, en particular redes neuronales.
Las redes neuronales se utilizan aquí como sistemas de detección y clasificación de patrones, en donde los algoritmos aprenden a realizar una tarea, el reconocimiento, en base a cierta experiencia previamente adquirida (perfiles de GPR en los cuales se han identificado bridas). Un segundo conjunto de datos en los cuales también se han identificado bridas actúa como testeo de la red neuronal resultante. Finalmente, ésta es aplicada a un conjunto de datos incógnita. Los ejemplos considerados incluyen datos de campo obtenidos durante la prospección de un ducto y datos sintéticos, los cuales fueron utilizados para generalizar la base de datos de entrenamiento de las redes a los distintos tipos de suelo y profundidades del ducto que hemos medido en la región.
Se evalúan distintas arquitecturas de redes neuronales multicapa y se discute el desempeño de cada una a la hora de realizar el reconocimiento. Asimismo, se realiza un proceso de selección de atributos definidos sobre los datos de entrada y se evalúa la ventaja de incluirlos en el procedimiento.
Los algoritmos estudiados han demostrado alcanzar una buena efectividad, lo que presenta una perspectiva alentadora para la aplicación de redes neuronales para la localización automática de bridas.
Palabras clave: GPR, reconocimiento automático de bridas, redes neuronales, análisis de atributos.
GAyAP10:Conversión a profundidad en aguas profundas: Estimación de una ley de velocidad calibrada a partir de datos de refracción de sonoboyas