Efectos de la gran ola a tiempo real

Las matemáticas son su herramienta. Con ecuaciones derivadas parciales y la potencia de cálculo del ordenador pueden realizar simulaciones numéricas para cualquier fenómeno que ocurra en la naturaleza o fuera de ella. La evolución de un fluido en un entorno natural como la inundación de un río, el recorrido de un vertido contaminante o el depósito de sedimentos movidos por las corrientes podrían ser algunas aplicaciones de modelos matemáticos para resolver problemas en geofísica. Pero lo suyo son los tsunamis. Así, el grupo Edanya de la Universidad de Málaga se ha convertido en líder europeo en la simulación de estos fenómenos y han creado un código que les permite calcular en tan sólo seis minutos los efectos de una gran ola al chocar contra la costa. Colaboran con los sistemas de alerta temprana de varios países y son los únicos no americanos avalados en Estados Unidos. El trabajo en este grupo de investigación no cesa. Ahora persiguen que su código sea cada vez más complejo y, al mismo tiempo, aumentar su celeridad.

El reto se lo planteó un responsable del INGV (Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología) de Italia en un congreso en 2009 y desde entonces han trabajado en una aplicación que ha tenido tanta popularidad a nivel científico por su capacidad para calcular muy rápido los efectos de una gran ola. "En vez de utilizar la CPU de un ordenador usamos las GPU de las tarjetas gráficas", explica Jorge Macías, profesor del Departamento de Análisis Matemático y miembro del grupo Edanya, que acudió el pasado mes de abril a Silicon Valley a recoger el prestigioso premio de Nvidia. Esto hace que, además de ganar rapidez, se abaraten costes. "Antes para hacer este tipo de simulaciones tan rápido se necesitaba un súper computador del orden de los 1.000 millones de euros, algo que sólo se podían permitir EEUU, Japón o Alemania. Nosotros hemos hecho que con unos 60.000 euros se tenga un sistema que es capaz de calcular en tiempo real", comenta Macías.

"En el Mediterráneo y el Atlántico la fuente sísmica que genera la ola está a una distancia corta, lo que supone es que en una hora o menos llegará a la costa. Estamos en una situación muy distinta a Estados Unidos. Para ellos la fuente está en Japón y la ola va a tardar 14 ó 15 horas en llegar, hay mucho tiempo para reaccionar", explica Macías. Así que el reto que ponían los italianos es que la simulación tenía que estar en seis minutos. "El sistema de alerta necesita unos 10 minutos para hacer detección de la fuente sísmica, de su magnitud, su localización, y el modelo de simulación numérica otros seis. A partir de ahí tendríamos la información necesaria para predecir el fenómeno y poder actuar", agrega el experto.

Asegura Macías que en el Mediterráneo hay mucha sismicidad pero son movimientos de magnitud pequeña que no producen tsunamis y en caso de hacerlo serían pequeños. "En el Mediterráneo tuvieron lugar dos en el verano de 2016 en Turquía y Grecia y fueron olas que penetran, que puede alcanzar medio metro o un metro, pero si se sabe cómo actuar no pasa nada", apunta. En la parte Atlántica, sin embargo, las fallas tienen un mayor poder de generación de tsunamis. "Pero la frecuencia, es decir, los periodos de recurrencia son mucho más largos. Aquí podrían ser 500, 700 o mil años, dependiendo de la magnitud", explica el investigador de la UMA que habla del tsunami que afectó a Cádiz en 1755, tras el terremoto de Lisboa, y en el que murieron unas 2.000 personas porque la zona aún estaba muy despoblada. "Los sismólogos dicen que donde hubo un tsunami se va a volver a producir, ya que quiere decir que hay una falla y va a romper de nuevo", señala el profesor.

Uno de los frentes de trabajo del grupo malagueño está ahora en Chile, país en el que tienen colaboraciones con la Universidad Técnica Santiago de Santa María, que trabaja para el Servicio Hidrográfico de la Marina de Chile. "Allí las fuentes están muy cerca de la costa y ésta es muy alargada. Hay zonas donde en cinco o diez minutos llegará la ola, ahí la población tiene que saber cómo actuar porque no hay alerta que valga, pero luego hay otras en las que están a una hora o más y sí pueden hacer una simulación", comenta Macías. En 2014, 2105 y 2106 tuvieron tsunamis importantes, pero en 2010 padecieron un evento que los marcó. Se canceló la alerta, la gente volvió a sus casas y hubo olas posteriores que ocasionaron la muerte de varias personas. "Ellos quieren utilizar la simulación para cancelar la alerta con absoluta seguridad de que no van a llegar más olas", agrega el investigador.

Volviendo al Mediterráneo, donde el impacto sismológico es mayor es en el Mar Egeo. Turquía, Grecia e Italia son los países más afectados e Italia, sin duda, es donde el sistema de alerta está más desarrollado tras Japón, Estados Unidos y Chile. "Son los primeros que implementaron el cálculo a tiempo real en un sistema de alerta, antes que ningún otro país, y son los que le han dado impulso a nuestro trabajo", indica el profesor y destaca que "nuestro código HySEA de la Universidad de Málaga es el código oficial de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) para hacer este tipo de simulaciones, que es algo muy importante, tenemos contratos anuales con ellos desde 2012".

Siguen trabajando para intentar "que el modelo sea más complejo y, por tanto más preciso, lo que hace que se tarde más en calcular, pero la tecnología te permite hacerlo de nuevo en esos seis minutos", dice Macías. Y añade que "vamos avanzando según la demanda de nuestros contratantes, nos proponen también variaciones, filtros... todo se va perfeccionando".