Predecir una inundación evitaría catastróficas consecuencias. Fuente: Flickr
La aparición de los ordenadores llevó consigo, casi desde el principio, la creación de videojuegos, por lo que uno de los retos de los investigadores en el campo de la informática ha sido siempre ofrecer unas imágenes cada más coloridas y realistas. El componente encargado de hacer esto posible es la tarjeta gráfica, que permite transformar el código servido por el procesador en una imagen, que a su vez es enviada al monitor para su visualización.
Aunque la operación siempre es la misma, no lo son los resultados, pues las tarjetas gráficas se han ido adaptando a los avances de la tecnología de los videojuegos para ser capaces de soportar las últimas versiones, con realistas efectos de iluminación, grandes resoluciones, y todo ello a tiempo real.
El potencial de estas tarjetas ha sido utilizado ahora por investigadores noruegos para diseñar una herramienta capaz de predecir inundaciones. Según publica The Research Council of Norway, se trata de un equipo de SINTEF ICT, organización de investigación del país nórdico centrada en las Tecnologías de la Información y la Comunicación, que ha conseguido desarrollar la primera simulación que “se ejecuta más rápido que las inundaciones que realmente ocurren”, como señala el coordinador del proyecto, Jens Olav Nygaard.
Del procesador a la tarjeta gráfica
El reto de los investigadores era diseñar un programa de simulación que permitiera salvar vidas en muchas partes del mundo, al prevenir o, al menos, reducir los daños ocasionados por las inundaciones. Para ello debían encontrar una fórmula capaz de soportar la gran capacidad que requiere la simulación tridimensional de cualquier fenómeno natural, y acortar el tiempo de espera de una respuesta.
Aunque la operación siempre es la misma, no lo son los resultados, pues las tarjetas gráficas se han ido adaptando a los avances de la tecnología de los videojuegos para ser capaces de soportar las últimas versiones, con realistas efectos de iluminación, grandes resoluciones, y todo ello a tiempo real.
El potencial de estas tarjetas ha sido utilizado ahora por investigadores noruegos para diseñar una herramienta capaz de predecir inundaciones. Según publica The Research Council of Norway, se trata de un equipo de SINTEF ICT, organización de investigación del país nórdico centrada en las Tecnologías de la Información y la Comunicación, que ha conseguido desarrollar la primera simulación que “se ejecuta más rápido que las inundaciones que realmente ocurren”, como señala el coordinador del proyecto, Jens Olav Nygaard.
Del procesador a la tarjeta gráfica
El reto de los investigadores era diseñar un programa de simulación que permitiera salvar vidas en muchas partes del mundo, al prevenir o, al menos, reducir los daños ocasionados por las inundaciones. Para ello debían encontrar una fórmula capaz de soportar la gran capacidad que requiere la simulación tridimensional de cualquier fenómeno natural, y acortar el tiempo de espera de una respuesta.
En un primer momento, según explica Nygaard, sólo usaban el procesador principal del ordenador para ejecutar cálculos. “Esto implicaba la necesidad de muchos equipos para llevar a cabo el tipo de cálculos con los que trabajábamos”, continua el investigador. Sin embargo, con la incorporación de las tarjetas gráficas, tomando prestada la tecnología usada por los desarrolladores de videojuegos, han conseguido “procesar más cálculos simultáneamente, de forma que extraemos mucha mayor capacidad de cada equipo”, añade el investigador.
El siguiente paso era crear el simulador. Durante su estancia en el Centro Nacional de Ciencias de la Computación e Ingeniería Hidroeléctrica de la Universidad de Mississippi, dos investigadores de doctorado, participantes en el proyecto, desarrollaron un código capaz de acelerar, de forma continuada, la simulación de las olas en aguas poco profundas. Este mecanismo es el que permite a su vez obtener el máximo rendimiento de la tarjeta gráfica del ordenador.
“Si una presa se rompe y lo introducimos en el programa de simulación, podemos calcular los flujos y los niveles de agua más rápido de lo que ocurre en realidad”, apunta Nygaard. Con estos datos, el sistema es capaz de determinar aquellas áreas que deberían ser evacuadas, para prevenir catástrofes como la ocurrida en la primavera de 2011 ante la importante crecida del Mississipi.
Previamente, para la ejecución de los cálculos, el sistema necesita la introducción de datos que describan el terreno de antemano. Estos pueden ser añadidos de forma manual o bien obtenerse de otras fuentes, como Google Earth.
El siguiente paso era crear el simulador. Durante su estancia en el Centro Nacional de Ciencias de la Computación e Ingeniería Hidroeléctrica de la Universidad de Mississippi, dos investigadores de doctorado, participantes en el proyecto, desarrollaron un código capaz de acelerar, de forma continuada, la simulación de las olas en aguas poco profundas. Este mecanismo es el que permite a su vez obtener el máximo rendimiento de la tarjeta gráfica del ordenador.
“Si una presa se rompe y lo introducimos en el programa de simulación, podemos calcular los flujos y los niveles de agua más rápido de lo que ocurre en realidad”, apunta Nygaard. Con estos datos, el sistema es capaz de determinar aquellas áreas que deberían ser evacuadas, para prevenir catástrofes como la ocurrida en la primavera de 2011 ante la importante crecida del Mississipi.
Previamente, para la ejecución de los cálculos, el sistema necesita la introducción de datos que describan el terreno de antemano. Estos pueden ser añadidos de forma manual o bien obtenerse de otras fuentes, como Google Earth.
Jens Olav Nygaard. Imagen: Martin L. Sætra. Fuente: SINTEF ICT.
Otras áreas de aplicación
El simulador puede usarse también con otro tipo de fenómenos naturales, como por ejemplo para detectar aquellas zonas propensas a sufrir deslizamientos de tierra. Bastaría con añadir información relativa al terreno para que el programa realizara un simulacro mucho más rápido de lo que se produciría realmente el movimiento.
Por otra parte, el equipo de investigación prevé que el método podría servir también para agilizar la localización de reservas de petróleo, basándose en los datos obtenidos de los fondos marinos. Sin embargo, afirman que esta es una de las áreas de aplicación que requeriría un mayor procesamiento de importantes cantidades de datos.
“Todavía necesitamos ordenadores potentes”, apunta el investigador, “pero con nuestra tecnología el proceso de simulación irá mucho más rápido que antes”. Además, no será esta la única ventaja del nuevo método, mucho más económico y cuidadoso con el medioambiente que los anteriores.
“Cuando la tarjeta gráfica se usa para ejecutar muchos cálculos similares al mismo tiempo, hay menos acumulación de calor en el hardware. Así, se requiere menos energía en comparación con los cálculos que se ejecutan en serie en el procesador principal. Esto hace que el método sea más barato y más respetuoso con el medio ambiente amigable”, concluye Nygaard.
El simulador puede usarse también con otro tipo de fenómenos naturales, como por ejemplo para detectar aquellas zonas propensas a sufrir deslizamientos de tierra. Bastaría con añadir información relativa al terreno para que el programa realizara un simulacro mucho más rápido de lo que se produciría realmente el movimiento.
Por otra parte, el equipo de investigación prevé que el método podría servir también para agilizar la localización de reservas de petróleo, basándose en los datos obtenidos de los fondos marinos. Sin embargo, afirman que esta es una de las áreas de aplicación que requeriría un mayor procesamiento de importantes cantidades de datos.
“Todavía necesitamos ordenadores potentes”, apunta el investigador, “pero con nuestra tecnología el proceso de simulación irá mucho más rápido que antes”. Además, no será esta la única ventaja del nuevo método, mucho más económico y cuidadoso con el medioambiente que los anteriores.
“Cuando la tarjeta gráfica se usa para ejecutar muchos cálculos similares al mismo tiempo, hay menos acumulación de calor en el hardware. Así, se requiere menos energía en comparación con los cálculos que se ejecutan en serie en el procesador principal. Esto hace que el método sea más barato y más respetuoso con el medio ambiente amigable”, concluye Nygaard.