Nuevo algoritmo ayudará a predecir eventos naturales extremos

Foto del huracán Isabel, tomada por el astronauta Edward Lu, que en ese momento estaba en la Estación Espacial Internacional

NASA

Muchos acontecimientos extremos, como las ondas asesinas (gigantes olas únicas de unos 30 metros de altura) o la inestabilidad en la corriente de aire, se producen sin previo aviso. Sin embargo, los matemáticos estadounidenses desarrollaron un algoritmo probabilístico para identificar patrones que preceden a un evento extremo. El programa informático, llevado acabo por científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, EE. UU.), ayudará a predecir perturbaciones extremas en flujos de líquido y gas. La revista Science Advances publica el artículo.

El algoritmo se basa en una combinación de datos de observación y ecuaciones dinámicas. A veces las ecuaciones pueden predecir los estados poco realistas del sistema físico bajo investigación, y a veces requieren demasiados precursores de eventos extremos, que ocurren con muy poca probabilidad en la vida cotidiana. Para que las predicciones del algoritmo sean más creíbles, los científicos utilizaron datos sobre los sistemas que se encuentran en el mundo real. Esto ayudó a eliminar posibles errores.

Los investigadores probaron el programa sobre la simulación de flujo de Kolmogórov. Dicho matemático lo utilizó como un modelo que ayudó a describir la transición del sistema de un estado laminar (movimiento de un fluido ordenado, estratificado, suave) a uno turbulento. El algoritmo de los investigadores demostró que las inestabilidades en el flujo surgen no por influencias externas, sino por el intercambio interno de energía no lineal. Como resultado, los autores del artículo destacaron la premisa que lleva a la ocurrencia de eventos extremos en el 75-99% de los casos, dependiendo de la complejidad del sistema que se está simulando.

Según uno de los autores del trabajo, el nuevo algoritmo es adecuado para un gran número de sistemas donde puede ocurrir una catástrofe. Esto se debe al hecho de que la turbulencia a menudo se encuentra en la naturaleza (se puede observar en los flujos de gas y líquido, por ejemplo, en el movimiento del aire en la atmósfera terrestre o del agua en los mares), así como en los dispositivos técnicos. Los pasajeros de aeronaves conmúnmente se cruzan con turbulencias, que en algunos casos puede conducir a un accidente. En el futuro, los científicos planean aplicar el algoritmo en situaciones en las que el fluido encuentra un obstáculo o una pared. Como ejemplos les pueden servir los flujos de aire alrededor de las aeronaves y las corrientes oceánicas que chocan con plataformas petroleras.

Kristina Ulasovich

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