Fuente: AndaluciaInvestiga.com – José Teodoro del Pozo

El software permite ayudar a predecir los efectos de un tsunami gracias, en gran medida, a un simulador basado en ecuaciones matemáticas.

Expertos andaluces y de grupos internacionales han desarrollado una aplicación web que ayuda a predecir los efectos de tsunamis. El  sistema, destinado a centros de investigación y empresas públicas o privadas, ofrece simulaciones matemáticas que permiten prevenir y estudiar este tipo de avalanchas submarinas.

Lo explica el director del Grupo de Investigación Ecuaciones Diferenciales, Análisis Numérico y Aplicaciones (EDANYA) de la Universidad de Málaga (UMA), Carlos Parés Madroñal: “Pretendemos ofrecer esta aplicación como servicio web que permita a los usuarios realizar simulaciones desde su propio ordenador”. En concreto, se trata de una plataforma que permite lanzar simulaciones de gran envergadura con tiempos de cálculo razonables. Para lograr esta celeridad en los cálculos, imposible para los ordenadores de la mayoría de los usuarios, los investigadores instalaron en la Universidad de Málaga la infraestructura de computación necesaria para dar soporte al desarrollo de las operaciones matemáticas.

De esta forma, el sistema satisface los requerimientos de potencia de cálculo y es  capaz de realizar simulaciones solicitadas a través de la web usando cualquier tipo de navegador desde los propios ordenadores privados. “La página web de la plataforma HySEA genera un cuestionario para que el usuario suministre los datos de la simulación que desea hacer. A continuación, los cálculos se ejecutan en la red de ordenadores situada en la UMA y, posteriormente, los usuarios reciben la simulación solicitada en la web”, resume Parés Madroñal.

Hasta el momento, la web tiene aplicación en el ámbito científico y formativo. “La plataforma está ya bastante avanzada y actualmente en uso por los miembros del equipo y parte de sus colaboradores”. Además, se utiliza también para sesiones prácticas en docencia desde distintos centros de formación e investigación. “Recientemente hemos obtenido una subvención del proyecto Ingenio-Mathematica, del programa CONSOLIDER del Ministerio de Ciencia e Innovación. El objetivo es abrir esta herramienta a un mayor número de usuarios, no necesariamente del mundo académico”, añade el profesor Parés.

Un método matemático

El grupo de investigación centra sus esfuerzos en el estudio de los tsunamis provocados por avalanchas aéreas o submarinas, es decir, olas de gran magnitud originadas por la caída brusca de sedimentos cerca del litoral que arrasan zonas costeras.  “Desarrollamos un modelo capaz de simular los tsunamis generados por este mecanismo geológico. El papel que juegan los sistemas de predicción es fundamental para el diseño de planes de prevención”, explica Carlos Parés Madroñal.

Las simulaciones se basan en un modelo matemático, es decir, un conjunto de ecuaciones que combinan el movimiento del agua y del material arrastrado por la avalancha. Para contrastar la precisión de las simulaciones generadas se utilizan tsunamis acontecidos en épocas pasadas. Este modelo, publicado en la revista Journal of Computational Physics, describe la necesidad de estudiar dos de los factores implicados en un tsunami: la avalancha y el agua. “El modelo puede aplicarse a la predicción de algunos tipos de tsunamis, como el ocurrido en Papua-Nueva Guinea en 1998. En este caso el fenómeno se produjo como consecuencia de un desplazamiento de una capa de sedimentos submarinos cercanos a la costa”, explica el experto de la Universidad de Sevilla, Enrique Domingo Fernández Nieto.

Este modelo matemático también puede aplicarse en el estudio de los derrumbes que se producen en laderas cercanas a la costa y llegan a alcanzar el agua y producir un tsunami que afecte a las zonas costeras próximas. “Actualmente estudiamos los fenómenos acaecidos en la Isla de Montserrat, donde se produjo un desprendimiento de 45 millones de metros cúbicos en una montaña cercana a la línea de costa”, apunta Fernández Nieto.

A partir del modelo propuesto por los investigadores es posible seguir la evolución del tsunami en el mar, así como su llegada a la línea de costa y la inundación que produce. “Los movimientos del material arrastrado por la avalancha generan ondas en el agua, cuya propagación afecta, a su vez, a la evolución de la avalancha”, explica Fernández Nieto. Los diferentes miembros de los equipos de investigación también desarrollan modelos matemáticos que se relacionan con otros problemas de flujos geofísicos, como inundaciones, erosión y transporte de sedimentos o corrientes marinas.

Además del grupo EDANYA, en la investigación colaboran el Departamento de Matemática Aplica I de la Hispalense, geólogos del Instituto Español de Oceanografía (IEO) y profesores de la Escuela Normal Superior de París, de la Universidad Savoie, en Francia, y del Equipo de Sismología del Instituto de Física del Globo de Paris.

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El equipo de investigación que coordina el profesor Carlos Parés

Simulación de un tsunami en el litoral de Málaga

Más información:

Carlos Parés

Enrique Domingo Fernández

Email: pares@anamat.cie.uma.es / edofer@us.es

Tlf.: 954 55 66 65