Estudo de validação

O modelo que o software encontra é o que está no subsolo?

Teste clássico de qualquer programa de inversão: criamos um subsolo conhecido, calculamos os dados que ele produziria em campo, adicionamos ruído e pedimos ao Inversor ERT 2D que descubra o subsolo só a partir desses dados. Aqui está o resultado, com os acertos e os limites.

48 eletrodos · 5 mWenner-Schlumberger676 leiturasruído de ±3%RMS final 1,8%
1 · O subsolo conhecido

Um cenário típico de investigação rasa

Cobertura de solo argiloso com uma lente saturada, rocha alterada por cima de rocha sã com topo irregular, e uma zona fraturada vertical: o alvo de quem procura água subterrânea ou investiga fundações.

Modelo verdadeiro: solo de 60 ohm·m com lente de 18 ohm·m, rocha alterada de 350 ohm·m, rocha sã de 3.000 ohm·m e zona fraturada vertical de 80 ohm·m em x = 150 m
Escala de cores de resistividade, de 12 a 4.500 ohm·m
UnidadeResistividade verdadeiraPosição
Solo argiloso60 Ω·mDo topo até 2,5–4,5 m
Lente argilosa saturada18 Ω·mx de 40 a 75 m, dentro do solo
Rocha alterada350 Ω·mAté o topo da rocha, entre 7 e 17 m
Rocha sã3.000 Ω·mAbaixo do topo da rocha
Zona fraturada80 Ω·mFaixa vertical de 10 m de largura centrada em x = 150 m
2 · O que o software recuperou

Mesma escala de cores, lado a lado

Os dados sintéticos receberam ruído aleatório de até ±3% em cada leitura, como acontece em campo. O Inversor ERT 2D partiu de um meio homogêneo e chegou a este modelo em 7 iterações, com erro RMS de 1,8%, o mesmo nível do ruído colocado nos dados.

Modelo verdadeiro
Verdadeiro
Modelo recuperado pela inversão: a lente condutiva, a zona fraturada e o aumento da resistividade com a profundidade aparecem nas posições corretas
Recuperado pela inversão
3 · Os números

Onde acertou e quanto errou

Valores medidos diretamente no modelo invertido, comparados com o modelo verdadeiro.

1,8%Erro RMS final, igual ao nível do ruído dos dados (≈1,7%)
x = 148,8 mPosição da zona fraturada no modelo recuperado (verdadeira: 150 m)
15 Ω·mLente argilosa recuperada (verdadeira: 18 Ω·m)
330 Ω·mRocha alterada recuperada (verdadeira: 350 Ω·m)
FeiçãoVerdadeiroRecuperadoLeitura
Lente argilosa saturada18 Ω·m15 Ω·m (mediana)Posição, extensão e valor recuperados
Rocha alterada (5–9 m)350 Ω·m330 Ω·m (mediana)Valor recuperado
Zona fraturada80 Ω·m em x = 150 mMínimo de 100 Ω·m em x = 148,8 mPosição correta; fica mais larga e menos condutiva em profundidade
Topo da rocha (isolinha de 1.000 Ω·m)7 a 17 mEm média 3,7 m mais fundoForma correta; 2,1 m de diferença onde a rocha é rasa e 5,4 m onde é funda
Rocha sã (26–32 m)3.000 Ω·m1.360 Ω·m (mediana)Contraste reduzido na base do modelo

O topo da rocha

A inversão por suavização transforma um contato brusco em uma transição gradual. Por isso o contorno de 1.000 Ω·m fica um pouco abaixo do topo real, e a diferença cresce com a profundidade, onde os dados têm menos resolução. Acima da zona fraturada a rocha some do modelo, como deveria.

Na prática: use a isolinha como guia e confirme a profundidade do contato com sondagem, ou experimente a inversão robusta (norma L1), que preserva melhor contatos bruscos.

Gráfico comparando o topo da rocha verdadeiro com a isolinha de 1.000 ohm·m do modelo recuperado
4 · Em profundidade

Três perfis verticais

Resistividade verdadeira (degraus) e recuperada (pontos) em três posições da linha. A inversão acompanha os valores e a ordem das camadas; os contatos aparecem suavizados.

Perfis verticais de resistividade verdadeira e recuperada em x = 57,5 m, 105 m e 150 m

Convergência

O erro cai de 53% (meio homogêneo) para 2,2% na terceira iteração e se estabiliza em 1,8%. Ajustar abaixo do nível do ruído seria ajustar o próprio ruído, e o algoritmo para ali.

Parâmetros usados: norma L2 com suavização, fator de amortecimento inicial 0,15 e mínimo 0,015, malha com células de meia largura, 19 camadas até 51 m.

Gráfico do erro RMS por iteração, de 53% até 1,8%
5 · Compare você mesmo

Rode estes dados no software que você usa hoje

O arquivo abaixo está no formato .dat do RES2DINV, com as mesmas 676 leituras com ruído usadas neste estudo. Inverta no seu software de costume e no Inversor ERT 2D e compare os dois com o modelo verdadeiro da seção 1.

validacao-sintetica.dat 48 eletrodos a cada 5 m · Wenner-Schlumberger · a de 5 a 20 m, n de 1 a 6 · sem topografia
Baixar os dados

Sobre este estudo: o modelo verdadeiro é sintético, para que a resposta certa seja conhecida. Os dados foram calculados pelo mesmo motor de elementos finitos usado na inversão, prática comum em testes de validação; com dados de campo, a qualidade do resultado depende também da aquisição, do contato dos eletrodos e da topografia.

Quer ver com uma linha sua?

Mande um arquivo .dat que você já interpretou. Processamos de graça e devolvemos a seção, o perfil geológico e o relatório para você comparar.