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Matemáticas al servicio de la prevención de tsunamis Imprimir E-Mail

Fuente: Andalucía Investiga

El grupo de investigación EDANYA de la Universidad de Málaga (UMA), liderado por el doctor Carlos Parés, trabaja en el estudio de la simulación numérica de flujos geofísicos, que permite diseñar modelos de predicción de zonas de riesgo en caso de tsunamis.

Irene Catalán

El doctor Carlos Parés lidera este grupo de investigación de la Universidad de Málaga
El doctor Carlos Parés lidera este grupo de investigación de la Universidad de Málaga

Tras el último tsunami acontecido en las islas de Samoa, en el que perdieron la vida más de 100 personas, la investigación de este fenómeno se hace imprescindible para prevenir sus devastadoras consecuencias. Una premisa sobre la que trabaja el grupo de Ecuaciones Diferenciales, Análais Numérico y Aplicaciones (EDANYA) de la Universidad de Málaga (UMA), que desarrolla un proyecto sobre la simulación numérica de flujos geofísicos.

Entre otras aplicaciones, este tipo de estudios permite diseñar modelos de predicción en zonas de riesgo en caso de tsunamis. El doctor Carlos Parés Madroñal lidera la investigación, que realizan en colaboración con otras universidades, como las de Sevilla y Cádiz, el Instituto Oceanográfico Español  (IEO) y con científicos de otros países como Francia y EEUU.

Entre los modelos matemáticos desarrollados por este grupo tras casi 20 años de investigación, uno de los más recientes se centra en la simulación de tsunamis provocados por avalanchas submarinas. Aunque este tipo de modelos no permiten predecir en qué momento se va a producir un tsunami de estas características, puesto que se generan por muy diversas causas, sí que posibilitan predecir algunos aspectos vitales. Por ejemplo, en el supuesto de que se pueda producir un tsunami debido a una avalancha submarina en una zona de riesgo, el modelo permite saber a qué zonas de la costa llegará y en qué momento, así como cuáles serán los riesgos y qué áreas de mayor proximidad al litoral serán más vulnerables.

Un aspecto fundamental en el desarrollo del modelo es el estudio de su fiabilidad, para lo que simulan tsunamis pasados y comparan las predicciones que proporciona el modelo con los datos disponibles sobre las consecuencias reales que tuvieron. “Es una manera de calibrar los modelos”, explicó Parés, al tiempo que apuntó que estos estudios preliminares guían la mejora de los modelos matemáticos cuyas ecuaciones combinan el movimiento del agua y el fondo marino. Otro aspecto relevante lo constituyen los parámetros que se deben tener en cuenta para diseñar una predicción matemática, como son las características del fondo marino. La obtención de datos de calidad pasa por la colaboración con científicos de otras disciplinas como oceanógrafos o geólogos.

Un tsunami en el Mar de Alborán

El equipo de científicos se encuentra ahora inmerso en el estudio de un hipotético tsunami producido en la plataforma continental de la Isla de Alborán. La investigación está motivada por el hecho de que, en sus proximidades, se pueden observar signos “que demuestran claramente que en algún momento, en ese lugar se produjo una avalancha submarina”, ya que hay un hueco en la plataforma por debajo del cual se aprecia en el fondo marino una cantidad importante de material sedimentario. El objetivo es el de simular la avalancha que pudo dar lugar a este depósito de sedimentos, así como el tsunami que produjo en el Mar de Alborán, para cotejar los resultados con los registros históricos de tsunamis en la zona.

Simulación de un hipotético tsunami acaecido en el Mar de Alborán
Simulación de un hipotético tsunami acaecido en el Mar de Alborán

Las simulaciones del hipotético tsunami acontecido en dicha zona se están realizando en el marco de un proyecto de excelencia de la Junta de Andalucía, denominado Mosaico, en el que el grupo colabora con geólogos del Centro Oceanográfico de Fuengirola del IEO.

En cuanto al procedimiento, los matemáticos se encargan de resolver, a través del ordenador y mediante métodos numéricos, unas complejas ecuaciones que provienen de la física, y que son las que expresan matemáticamente las leyes básicas que hacen que un fluido se mueva.

En estas ecuaciones aparece un conjunto de datos que es necesario suministrar al modelo, tales como el estado inicial del mar o, en el caso de los modelos de tsunamis, el estado de la plataforma continental antes de la avalancha. A partir de ellos, el ordenador empieza a despejar las incógnitas, que informan sobre la evolución en el tiempo del fenómeno que se estudia. Los investigadores han comprobado la eficacia de sus ecuaciones con los datos de un tsunami, muy bien documentado, ocurrido en Papua Nueva Guinea en 1998.

El desarrollo de este nuevo modelo para la simulación de tsunamis ha sido publicado en la prestigiosa revista Journal of Computational Physics. Además, el equipo también ha desarrollado otros modelos destinados a la simulación de ríos, corrientes marinas, inundaciones, etcétera.

 
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