Modelos matemáticos simulan los efectos de los tsunamis

Tiempo que la ola tardará en llegar a la costa y zonas de inundación son parte de los avances que dio a conocer en la sexta versión de Wonapde en la Universidad de Concepción.

¿Alguna vez mirando al mar en el atardecer, se ha imaginado hacer un cálculo matemático?, claramente no. Sin embargo, la ciencia está revelando que a través de ecuaciones se puede anticipar un fenómeno natural que puede terminar en catástrofe, como un tsunami, y así salvar muchas vidas.

Esta investigación de Randall LeVeque, profesor de matemáticas aplicadas de la Universidad de Washington, Seatle, fue parte de los avances que presentó en el Workshop on Numerical Analysis of Partial Differential Equations, Wonapde, conferencia de primer nivel en el ámbito del Análisis Numérico de Ecuaciones Diferenciales Parciales, organizado por el Centro de Investigación en Ingeniería Matemática (CI²MA) de la Universidad de Concepción.

En definitiva, lo que logra LeVeque, a través de análisis numérico, es generar métodos matemáticos, que permiten resolver ecuaciones que representan y modelan fenómenos físicos, lo que da paso a la simulación.

– ¿Cómo obtiene la información?

– A través de sensores de presión, que miden la altura de la ola y otros que miden sismos que están ubicados en boyas a través de todo el anillo de fuego del Pacífico, en que se da la interacción de placas. Esta información la reciben los centros de alerta, que recolectan datos, para simular un modelo matemático y el software que permite decir dónde va a llegar la ola tras un sismo.

– Y el tiempo que demora en llegar la ola, ¿también lo miden?

– Eso depende de dónde ocurrió el sismo, si ocurre cerca de la costa, en la zona que llaman de subducción, la llegada puede ser en 15 minutos, pero si ocurre en Japón pueden pasar varias horas para que llegue la ola.

– Si es en Japón, ¿podríamos determinar las zonas de inundación?

– Cuando ocurre un sismo, se inicia la recolección de datos que toma cerca de media hora, porque se debe obtener la información de los 25 sensores que tenemos en el anillo del Pacífico, porque la ola tiene que llegar al sensor.

Si el terremoto ocurre en Japón, se puede predecir dónde va allegar la ola y cuál es la zona inundable, porque tarda cerca de 12 horas, pero si ocurre en la costa de chile, el recolectar los datos tarda tiempo y estaríamos muy justos en los tiempos. El desafío desde el punto de vista matemático es tratar de hacer la recolección de datos lo más rápido posible, a través de procesadores o computadores, de manera de hacer una simulación instantánea.

– ¿Qué ecuaciones ocupan y cuántos cálculos requieren para determinar la llegada de un tsunami?

– Son ecuaciones llamadas de aguas poco profundas, porque el océano es gigante en comparación a su profundidad. Se requieren billones y billones de cálculos para cubrir el océano.

– ¿Qué computadores o procesadores usan? ¿Cuál es su costo?

– Se puede hacer una simulación en un laptop, pero el procesamiento de datos tardaría días, semanas o meses, pero los centros de alerta tienen supercomputadores, que tienen cientos de procesadores y los cálculos se hacen en paralelo.

El costo no es tan alto, porque la tecnología computacional cada vez es más económica, en Chile ya los tienen el Shoa y el Centro de Investigación para la Gestión Integrada de Desastres.

Pero el valor de los sensores es el más alto, por ejemplo, en Japón tienen toda una red en el fondo del mar, que son millones de dólares.

Se trabaja para que los supercomputadores tengan respaldo en caso de daño, se está realizando un sistema que permite respaldo en laptop.

Lo que se hace es pensar en si hay un tsunami en tal punto, considerando los datos que se disponen, se simulan varios tipos de terremotos, para tener cosas precalculadas.

– ¿Podremos predecir el futuro con cálculos matemáticos?

– La predicción es difícil, se está partiendo por pequeños sismos, pero la ciencia todavía no llega ahí. Lo que se busca es tratar de colectar datos de miles y miles de años, y así sacar probalidades estadísticas.

– ¿Por qué decidió presentar sus estudios en Wonapade?

– Por el prestigio y porque es conocido como uno de los mejores en análisis matemático a nivel mundial, porque buscamos colaboración de chilenos en los estudios y estoy preparando un workshop en la materia.

Pretendo volver a Concepción para seguir interactuando con los especialistas, para que la comunidad sepa que estamos haciendo algo, que ya hay avances, que buscan que en caso de catástrofe el desastre sea lo menos posible, que entiendan el fenómeno, sepan como evacuar, sin temor.

Manuel Solano, docente del departamento de Ingeniería Matemática, investigador de CI²MA y presidente del comité organizador de Wonapde, afirmó que el encuentro, que finalizó el viernes, permitió contar con científicos de primer nivel, como LeVeque, pues desarrolla simulación en un área que la casa de estudios no está trabajando. “Nosotros hacemos investigaciones y modelamiento de celdas solares, sedimentación, tratamiento de aguas servidas y mecánica de fluidos, pero faltaba esta (…). Acá la importancia está en acercar cada vez más la tecnología a los fenómenos naturales que nos afectan y hacer simulaciones más rápidas”, finalizó Solano.