Un estudio publicado por Li et al. en la Scientific Reports (Nature) presenta un marco de inversión Gauss-Newton para datos electromagnéticos transitorios en superficie (GTEM) basado en el software de elementos finitos COMSOL Multiphysics®.

Los autores introdujeron una fuente magnética virtual en el receptor y se aplicó el método del campo adjunto, lo que permite obtener la matriz de sensibilidad 3D completa en solo dos simulaciones directas e integrarla en un flujo de trabajo iterativo. EL modelo y su mallado se muestran en la Figura 1.

Figura 1. Configuraciones de modelado directo y malla en COMSOL: (a) Modelo de simetría axial y (b) Modelo 3D completo.

La Figura 2 muestra la evolución temporal del campo electromagnético transitorio alrededor de una anomalía conductora 3D obtenida mediante la simulación en COMSOL Multiphysics^®. En los primeros instantes, el campo se concentra en las proximidades del lazo transmisor; posteriormente, la energía se propaga hacia el subsuelo y se intensifica alrededor de la anomalía conductora debido a la inducción de corrientes de Foucault. En tiempos más tardíos, el campo penetra a mayor profundidad mientras la señal asociada a la anomalía se atenúa progresivamente. Estos resultados demuestran la capacidad del modelo desarrollado en COMSOL Multiphysics^® para reproducir con precisión la evolución espacio-temporal de los campos TEM en estructuras geológicas tridimensionales.

Figura 2. Amplitudes transitorias del campo electromagnético en una sección transversal de un modelo de cubo conductor en instantes de tiempo seleccionados.

Principales hallazgos del estudio:

• Alta precisión en modelado directo: Las soluciones 3D en un semiespacio homogéneo mostraron un error relativo menor al 1,4% en comparación con la solución analítica (y menor al 0,05% en el modelo con simetría axial).
• Rápida convergencia: En las pruebas con un modelo estratificado en forma de "H", la inversión convergió en solo 4 iteraciones, logrando un ajuste del 0,99%.
• Validación en campo: En la mina de carbón Xiaogangou (Xinjiang, China), el método delimitó con precisión zonas conductoras de agua asociadas a la falla DF1, con una coincidencia excelente frente a los datos de sondeos (ZK402) y la geología local.

Un avance clave que ofrece una herramienta precisa y accesible para la simulación e inversión TEM en escenarios geológicos complejos.

Referencias

[1] Li, F., Wang, P. & Lu, K. Gauss-Newton inversion of ground transient electromagnetic data using COMSOL multiphysics. Sci Rep 16, 970 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-30438-y