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El simulador de tsunamis en 3D aumenta la preparación para emergencias de Japón

Hola otra vez. Yo soy Simón Sánchez y hoy te voy a hablar sobre El simulador de tsunamis en 3D aumenta la preparación para emergencias de Japón

Una asociación entre Fujitsu y la Universidad de Tohoku ha dado sus frutos en forma de un sistema preciso de predicción de tsunamis que ayudará a que Japón sea más resistente a los desastres, como el gran terremoto del este de Japón del 11 de marzo de 2011 y el tsunami resultante. que devastó la nación isleña.

Una colaboración entre Fujitsu Limited y la Universidad de Tohoku, que comenzó en 2012, resultó en un simulador de tsunamis en 3D capaz de reproducir detalles como el empuje del agua en áreas urbanas y las posibles olas de los ríos que podrían ser causadas por un tsunami.

El proyecto de investigación conjunto combina la tecnología de simulación de propagación de tsunamis en 2D desarrollada por el profesor Fumihiko Imamura, director del Instituto Internacional de Investigación en Ciencias de Desastres de la Universidad de Tohoku, con la tecnología de simulación de fluidos en 3D de Fujitsu. Como resultado, los investigadores vinculados al proyecto pueden replicar con precisión los complejos cambios que sufre un tsunami al interactuar con la topografía costera o los edificios en áreas urbanas.

El plan es aplicar el simulador a la predicción de un desastre compuesto de un tsunami causado por un fuerte terremoto. Para permitir esta estrategia, el sistema se incluirá en los Programas estratégicos para la investigación innovadora (HPCI), que anuncia la poderosa supercomputadora K como un recurso informático principal. HPCI es facilitado por MEXT, el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón. Uno de los temas del programa es la mejora de las técnicas de predicción de tsunamis, lo que aumentaría la preparación para emergencias del país.

Debido a las trágicas secuelas del desastre de 2011, Japón comprende la gran necesidad de emplear tecnología de simulación a gran escala para optimizar la resiliencia de los edificios y facilitar una mejor predicción de daños.

La tecnología de simulación de propagación de tsunamis en 2D desarrollada por el profesor Imamura de la Universidad de Tohoku es excelente para calcular la hora de llegada y la altura de las olas de un tsunami a lo largo de las zonas costeras. Pero el programa carece de la capacidad de simular la entrada de agua en áreas urbanas y ríos. Agregar datos en 3D es un desafío, pero necesario para tener en cuenta estructuras como edificios y terraplenes que afectan el comportamiento de los tsunamis.

La tecnología de simulación de fluidos 3D de Fujitsu utiliza una técnica hidrodinámica de partículas suaves que trata el fluido como una rejilla de partículas. De esta manera puede modelar el comportamiento 3D, como romper olas y desbordar. Pero pasar de 2D a 3D empuja significativamente la demanda de computación, especialmente cuando el objetivo es modelar un área grande que se extiende desde el área de origen del tsunami hasta una región costera.

Fujitsu y la Universidad de Tohoku desarrollaron un nuevo programa que incorporó datos de altura de ola y velocidad de flujo de la tecnología de simulación de propagación de tsunamis en 2D en la tecnología de simulación de fluidos en 3D. El resultado fue un nuevo simulador de tsunamis en 3D que utiliza los recursos informáticos de manera eficiente.

Como el presione soltar explica:

La acción del tsunami en el área grande que se extiende desde la fuente del hipocentro hasta las áreas costeras se replicó utilizando tecnología de simulación 2D (figura 1 (a)), para la cual las cargas computacionales son relativamente ligeras y es La tecnología de simulación de fluidos 3D se ha utilizado precisamente en regiones costeras y áreas urbanas, donde ocurren fenómenos como interrupciones de olas y desbordes, que permiten replicar los movimientos 3D del tsunami en un período de tiempo razonable para su uso práctico.

La tecnología de simulación de fluidos en 3D recientemente desarrollada simula la acción de un tsunami en áreas costeras, lo que no se podría hacer con la tecnología de simulación en 2D o con la tecnología de simulación de fluidos en 3D por sí sola. Con la mayor capacidad de simulación, los funcionarios japoneses esperan poder predecir el grado de daño causado por la fuerza de impacto del tsunami cuando golpea la costa.

Un segundo beneficio de tener cargas de procesamiento relativamente ligeras es que el tiempo requerido para la replicación se reduce en gran medida, lo que permite que los esfuerzos de mitigación evalúen más rápidamente una amenaza entrante.

Para tener una idea del ahorro de tiempo, Fujitsu explica que utilizando solo la tecnología de simulación de fluidos 3D en un sistema de supercomputadora de 10.000 nodos, llevaría más de 200 años realizar este tipo de carga de trabajo. El simulador de tsunamis en 3D, por otro lado, es capaz de replicar un radio de 0,5 m en un tsunami que viaja a lo largo de unos 10 kilómetros cuadrados, lo que equivale a un puerto o bahía típico, en unas 160 horas en una computadora. equivalente.

El nuevo simulador se utilizará en conjunto con una variedad de métodos de predicción de daños causados ​​por tsunamis para crear un plan de mitigación de desastres para el oeste de Japón. Para contribuir al esfuerzo, Fujitsu dijo que la compañía está trabajando «para desarrollar soluciones que respaldarán las medidas de reducción de desastres naturales y que se proporcionarán a los gobiernos nacionales y locales».

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