Figura 1. Ejemplos de modelos de resistividad para cálculos PETGEM
El modelado e inversión de conjuntos de datos electromagnéticos 3D utilizando esquemas matemáticos novedosos y arquitecturas masivamente paralelas de vanguardia tienen un papel fundamental en la resolución de la próxima generación de problemas de geociencias. En configuraciones de la vida real, estos problemas son complejos y computacionalmente costosos. Una estrategia de colaboración multidisciplinar es clave para comprender y resolver las ecuaciones físicas, preprocesar y posprocesar los datos asociados con experimentos físicos, y construir interpretaciones a partir del análisis de los resultados numéricos obtenidos.
En el ámbito del proyecto PIXIL, investigadores del Barcelona Supercomputing Center (BSC) han colaborado con la Universidad de Barcelona (UB) para desarrollar y validar una nueva versión del PETGEM, que es una rutina paralela para el modelado de datos electromagnéticos en el contexto de la exploración geofísica. La última versión admite métodos EM de fuente activa (por ejemplo, método electromagnético de fuente controlada) y de fuente pasiva (por ejemplo, método magnetotelúrico).
La filosofía del código PETGEM se basa en el hecho de que el subsuelo de la Tierra contiene recursos naturales fundamentales para el desarrollo regional. Obtener imágenes precisas de fuentes de agua, minerales y energía en las profundidades de la superficie es un paso crucial para su gestión y explotación. Las imágenes geofísicas nos permiten obtener mapas detallados del interior de la Tierra. Esto se logra analizando las deformaciones y los campos electromagnéticos (EM) medidos en la superficie. PETGEM se enfoca en detectar y caracterizar reservorios geotérmicos (y otros recursos valiosos) basados en métodos EM y Computación de Alto Rendimiento (HPC). Esta herramienta proporciona información clave para reducir las ambigüedades en la interpretación de conjuntos de datos geofísicos mediante el mapeo de variaciones de conductividad en el subsuelo. Basado en métodos numéricos de vanguardia, el flujo de trabajo PETGEM ha demostrado ser un esquema a gran escala flexible, preciso y eficiente para la solución de casos de prueba realistas en contextos marinos y terrestres.
Además, con respecto a la implementación computacional, los investigadores del BSC han iniciado una colaboración con los desarrolladores de la biblioteca PETSC. El objetivo principal es aprovechar el soporte de malla no estructurado en PETSc para resolver problemas electromagnéticos geofísicos a gran escala. Se espera que estos dos esfuerzos tengan un modelador electromagnético geofísico robusto, eficiente y flexible.