QUERO-QUERO CIÊNCIA. Novo Avanço na Reconstrução de Eventos Micro-Sísmicos: Abordagem de Derivada Topológica

Egressa do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional do Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), Andressa Silva, é uma das autoras do novo estudo intitulado "Full-waveform reconstruction of micro-seismic events via topological derivative approach", publicado no Journal of computational Physics.

O estudo apresenta uma abordagem inovadora que promete aprimorar significativamente a caracterização e análise de eventos micro-sísmicos, conta também com a participação dos pesquisadores André Novotny,  Coordenador do Programa de Pós-Graduação (LNCC),  Alan Amad da Swansea University Bay Campus e   Bojan Guzina da University of Minnesota.

Utilizando um algoritmo avançado, os pesquisadores conseguem realizar a reconstrução espacial e caracterização de eventos micro-sísmicos em corpos elásticos tridimensionais, cujas geometrias e propriedades materiais são previamente conhecidas. Este método combina a localização das fontes com a inversão do tensor de momento, permitindo uma análise detalhada dos mecanismos de fraturamento subjacentes.

A chave para este avanço está na aplicação da derivada topológica como framework para uma reconstrução robusta. Através da exploração da equivalência entre o campo de ondas elásticas gerado pela criação de novas micro-superfícies e um conjunto de dipolos e duplos acoplamentos, os pesquisadores conseguem formular o problema inverso e obter soluções ótimas. Este processo é reforçado por uma busca combinatória sobre uma grade prescrita, possibilitando refinamentos sucessivos na reconstrução dos eventos.

Os resultados do estudo são ilustrados por experimentos numéricos que destacam a capacidade do esquema de inversão de reconstruir múltiplos eventos simultâneos, localizar eventos fora da grade e lidar com dados ruidosos. Além disso, a pesquisa demonstra a utilidade da reconstrução multifrequencial na redução da necessidade de locais de sensoriamento, o que pode ter implicações significativas para a eficiência e custo das operações de monitoramento sísmico.

Para Andressa Silva, o estudo proporciona contribuições importantes para diversas áreas como geofísica, engenharia de reservatórios, operações de mineração, manutenção de infraestrutura civil e no avanço do armazenamento geológico de dióxido de carbono (CO2).  Uma vez que a caracterização precisa de eventos micro-sísmicos  é crucial para uma compreensão abrangente dos mecanismos de falha e suas potenciais implicações.

Este artigo representa um avanço importante na área de geofísica e engenharia de materiais, oferecendo novas ferramentas e metodologias para a análise precisa de eventos micro-sísmicos.

A figura apresenta a reconstrução exata, utilizando o método proposto, de uma seleção de tensores de momento presentes na literatura. O tensor de momento correto e o reconstruído pelo método são representados pelos mecanismos focais vermelho e preto, respectivamente. Em sismologia, mecanismos focais (usualmente conhecidos como "beachballs") são frequentemente usados para descrever eventos micro sísmicos.

Para mais informações e acessar o artigo, clique https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021999124003486

Autores: Andressa.A.M. da Silva ^a (LNCC) Antonio.A. Novotny ^a (LNCC),  A.A.S. Amad ^b (Swansea University Bay Campus), B.B. Guzina ^c (University of Minnesota)

Créditos
Anmily Paula Martins (SECIN-LNCC), Andressa Silva (LNCC) Graziele Soares (SECIN-LNCC), Tathiana Tapajóz (SECIN-LNCC),

O Quero-Quero Ciência é um ciclo de entrevistas que faz parte das ações de divulgação científica do LNCC

Curiosidade: O pássaro Quero-Quero, ave da família dos Charadriidae, tem os gramados do campus do LNCC como habitat natural

Serviço de Comunicação Institucional
secin@lncc.br