"Encaramos el gran reto de la ingenier¨ªa"

Sergio Idelsohn, especialista en mec¨¢nica de fluidos, acaba de obtener una beca de tres millones de euros del Consejo Europeo de Investigaci¨®n (ERC) para desarrollar sistemas de simulaci¨®n inform¨¢tica que puedan realizar c¨¢lculos en tiempo real. Este investigador ICREA en el Centro Internacional de M¨¦todos Num¨¦ricos en la Ingenier¨ªa (CIMNE) de la UPC en Barcelona, de origen argentino, maneja t¨¦cnicas que sirven para comprobar c¨®mo se comporta un avi¨®n en vuelo o c¨®mo navega un petrolero. La Armada de Estados Unidos utiliza sus t¨¦cnicas en uno de sus proyectos.

A los 62 a?os, Idelsohn nunca deja de pensar. Llega a la entrevista con una hoja rebosante de ecuaciones, fruto de la consulta de su jefe, Eugenio O?ate, con la almohada. Revisar¨¢ el trabajo mientras pasea, su gran espacio de inspiraci¨®n.

"Los bomberos podr¨ªan saber c¨®mo evoluciona un incendio"

"Para c¨¢lculos en tiempo real utilizaremos videoconsolas"

Pregunta. ?En qu¨¦ han cambiado los m¨¦todos num¨¦ricos desde que comenz¨® a investigar, hace 40 a?os?

Respuesta. Son m¨¦todos matem¨¢ticos utilizados para resolver problemas de ingenier¨ªa o f¨ªsica. En los a?os cincuenta y sesenta estos problemas se resolv¨ªan a mano. Desde los a?os setenta, lo hacen los ordenadores, pero fue necesario adaptar los m¨¦todos.Una ecuaci¨®n que rige el movimiento de los l¨ªquidos, por ejemplo, se escribe en dos l¨ªneas de una pizarra. Pero saber la velocidad que rige esa ecuaci¨®n es algo muy dif¨ªcil y hasta la aparici¨®n de los computadores se realizaba en papel. Entonces, un sistema de 20 ecuaciones con 20 inc¨®gnitas pod¨ªa requerir un par de d¨ªas; hoy en d¨ªa se pueden resolver entre cuatro y cinco millones de ecuaciones en minutos.

P. ?Qu¨¦ aplicaciones tiene?

R. Hay casos en que no es posible realizar ensayos reales. Un problema t¨ªpico de la siderurgia es calcular la altura desde la que se puede volcar un material en una vasija de metal fundido para mezclarlo sin salpicar el trabajador, pero hay otros: ?Cu¨¢nto tiempo tardar¨¢ la impureza del metal fundido en subir a la superficie? ?C¨®mo mezclo azufre con el metal a 1.500 grados y cu¨¢nto tiempo tarda en mezclarse?

P. ?Cu¨¢l es su mayor reto?

R. Realizar c¨¢lculos num¨¦ricos de problemas de ingenier¨ªa en tiempo real es un gran reto, siempre nos hemos estado peleando con el tiempo de c¨¢lculo. Muchas veces no se pueden realizar aplicaciones pr¨¢cticas porque no funciona el m¨¦todo para resolver el problema en tiempo real.

P. ?Qu¨¦ representa el nuevo m¨¦todo que ha desarrollado y por qu¨¦ dicen que es revolucionario?

R. Es el m¨¦todo de Elementos Finitos de Part¨ªculas, que realmente ha tra¨ªdo un cambio importante en muchas de las ecuaciones que resolvemos. Por ejemplo, en los problemas de superficies libres (una superficie que separa un l¨ªquido del aire o de otro l¨ªquido), tambi¨¦n llamadas interfases. Hasta ahora, se pod¨ªa simular c¨®mo avanza una ola, pero no cuando ¨¦sta rompe contra un rompeolas. Cuando aparecen muchas part¨ªculas, las gotas se convierten en muchas superficies libres. El m¨¦todo de part¨ªculas permite prevenir los efectos de un tsunami en una ciudad costera.

P. ?Se utiliza esta t¨¦cnica en la pr¨¢ctica?

R. Los vulcan¨®logos nos han pedido que simulemos la interacci¨®n de los fluidos en la c¨¢mara magm¨¢tica de los volcanes, que normalmente se encuentra en situaci¨®n estacionaria. Suponen que las erupciones empiezan cuando, por alg¨²n motivo, entra en esa c¨¢mara un l¨ªquido m¨¢s caliente, se produce una reacci¨®n t¨¦rmica y aumenta la presi¨®n hasta producirse la erupci¨®n. Quieren comparar los resultados con el material despedido por los volcanes.

P. ?Cu¨¢l es la idea del proyecto seleccionado por el ERC?

R. La Uni¨®n Europea quiere competir cient¨ªficamente con EE UU y Jap¨®n, y los proyectos ERC deben ser de alto riesgo para que los que obtengan resultados sean de primera l¨ªnea. En nuestro caso, queremos resolver problemas que utilicen los c¨¢lculos num¨¦ricos en tiempo real. Ser¨ªa impensable un GPS que ofreciera al conductor de un coche una direcci¨®n al cabo de tres minutos, en vez de tres segundos. Por ejemplo: ?Qu¨¦ pasar¨ªa si durante un incendio forestal cambia de repente el viento? ?Habr¨¢ que desalojar las viviendas cercanas? Los bomberos podr¨ªan ir con ordenadores de bolsillo y conocer mejor la evoluci¨®n del incendio. Lo mismo servir¨ªa para tsunamis.

P. ?C¨®mo funcionar¨¢ un sistema de c¨¢lculo en tiempo real?

R. Vamos a utilizar la tecnolog¨ªa de videoconsolas, que cuentan con tarjetas gr¨¢ficas de altas prestaciones y de prop¨®sito general (GPUGP), m¨¢s potentes que muchos ordenadores personales. El problema de los videojuegos, sin embargo, es la falta de precisi¨®n, algo fundamental en la industria. Esta precisi¨®n es importante, por ejemplo, durante una intervenci¨®n quir¨²rgica: es necesario calcular en tiempo real la tensi¨®n que soporta la sangre (para evitar que se rompa, que cambien sus propiedades f¨ªsicas) cuando el cirujano introduce un coraz¨®n artificial o una v¨¢lvula.

P. ?Y d¨®nde venden su idea?

R. Nos ha costado muchos a?os, pero hemos conseguido entrar en un mercado tan dif¨ªcil como Estados Unidos. Por ejemplo, la Agencia Nacional de Estandarizaci¨®n T¨¦cnica (NIST) nos ha pedido que simulemos la propagaci¨®n de incendios en el mobiliario dom¨¦stico. Tambi¨¦n trabajamos para la Office for Naval Research en la nueva generaci¨®n de barcos r¨¢pidos sobre colch¨®n de aire, para conocer c¨®mo se deforma su estructura con fuertes oleajes y c¨®mo navegan en aguas poco profundas. La Armada estadounidense tambi¨¦n nos ha encargado estudiar el efecto de la implosi¨®n en el fondo marino. Igualmente vamos a coordinar proyectos para evaluar c¨®mo pueden afectar huracanes y terremotos a las construcciones e infraestructuras viarias, que es de inter¨¦s del Banco Interamericano de Desarrollo y el Banco Mundial. Y en Europa tenemos actualmente 30 proyectos; por ejemplo, c¨®mo reforzar los pol¨ªmeros con nanopart¨ªculas, algo interesante para crear textiles de alta resistencia con los cuales poder construir puentes con vigas llenas de aire o hangares port¨¢tiles que llevar¨ªa la propia avioneta. En el terreno de la seguridad, en colaboraci¨®n con la empresa Dragados, hemos creado un sistema para evaluar la seguridad de la construcci¨®n del puerto de Langosteira en A Coru?a, debido a que s¨®lo es posible trabajar un n¨²mero limitado de d¨ªas al a?o por causa del mal tiempo.