Un equipo de expertos del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) desarrolló un sistema de pronóstico de tsunamis que destaca por la utilización de supercomputación para llevar a cabo simulaciones que permitan optimizar el procesamiento de datos y ajustar las predicciones de estos eventos geológicos.
Una solución que acelera el pronóstico de la aparición de tsunamis
Los terremotos submarinos pueden desencadenar tsunamis capaces de poner a prueba la supervivencia de las comunidades costeras. En este escenario, la ciencia puede aportar soluciones que permitan anticipar la aparición de estos eventos y adoptar medidas de prevención inmediatas.
Tal es el caso del equipo del LLNL que desarrolló una tecnología que integra supercomputación, simulaciones físicas y tecnología de gemelos digitales para generar predicciones más exactas en un menor período de tiempo. En concreto, los especialistas apuntaron a superar una dificultad de los sistemas tradicionales: la de ofrecer alertas tempranas más rápidas a cambio de sacrificar la precisión.
«Tradicionalmente, los científicos han recurrido a modelos simplificados que generan predicciones rápidas pero menos precisas, o a simulaciones de alta fidelidad que requieren de enormes recursos computacionales», explicaron.
En esta línea, recurrieron a las capacidades de exaescala de la supercomputadora El Capitán, la biblioteca de elementos finitos MFEM de código abierto y el diseño de gemelos digitales para detectar cambios de presión en tiempo real, procesar los datos y reconstruir el movimiento del lecho.
Las pruebas fueron realizadas en la zona de subducción de Cascadia, una falla que se extiende por 700 mi desde California hasta Columbia Británica (Canadá). Los principales hallazgos evidenciaron el cumplimiento de los objetivos: se obtuvieron predicciones en apenas segundos, que abarcaron detalles específicos como el horario de llegada y la altura de las olas y una estimación del grado de incertidumbre en torno a las predicciones.
«Nuestro trabajo demuestra que los modelos de terremotos y tsunamis basados en física son ahora lo suficientemente rápidos como para guiar respuestas en tiempo real, lo que mejora la alerta temprana en el Pacífico y abre camino hacia la construcción de sistemas globales», explicó Alice-Agnes Gabriel, sismóloga vinculada al proyecto.
¿Cómo funciona la herramienta?
La articulación del sistema comienza con los cálculos realizados con El Capitán, máquina que permitió realizar simulaciones matemáticas de alta complejidad que representaron el comportamiento de las ondas del fondo oceánico. La supercomputadora logró la resolución de un problema de más de 55 billones de grados de libertad, utilizando más de 43 mil unidades de procesamiento gráfico.
El sentido de recurrir a El Capitán fue el de realizar por adelantado los cálculos más difíciles, con el fin de entrenar al sistema en el procesamiento rápido de datos complejos y desarrollar un gemelo digital: una representación computacional del entorno marino y la dinámica de las variables físicas que dan lugar a los fenómenos.
Así, los expertos contaron con una simulación de la zona de subducción de Cascadia, que les permitió comparar los datos registrados durante el terremoto con los escenarios simulados previamente, para reconstruir los eventos que anticiparon su aparición.
Aunque no fueron aplicados aún, los científicos contemplan la instalación de sensores marinos para detectar en tiempo real los cambios de presión mientras acontece el terremoto. El objetivo es traducir la información mediante un código matemático y utilizar los datos para inferir los movimientos y estimar las condiciones de llegada y las características de las olas.
La tecnología recibió el reconocimiento Gordon Bell
En 2025, la innovadora propuesta mereció el premio Gordon Bell, otorgado por la Association for Computing Machinery, que destaca los avances en computación de alto rendimiento. El reconocimiento puso de manifiesto el valor de los aportes de la supercomputación al abordaje de problemáticas reales y actuales.
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