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lunes, 22 de febrero de 2010

SERGIO IDELSOHN:"Encaramos el gran reto de la ingeniería"

La siguiente es una entrevista a un gran profesional de la Ingeniería, el Ing. Sergio Idelhson, especialista en mecánica de fluidos, experto en desarrollar sistemas de simulación informática que pueden servir para comprobar cómo se comporta un avión en vuelo o cómo navega un petrolero.
La simulación es una notable herramienta que permite representar un proceso mediante otro que lo hace mas simple y entendible, que permite analizar sus características. De una u otra forma la practicamos de manera empírica, sin sustento teórico o conocimiento de sus atributos. Podemos hablar de la simulación de un examen, de diseños industriales, de resistencia de carga, maquetas, pilotos, hasta algo más sofisticado y que si requiere de modelos como el entrenamiento virtual de los pilotos de aviación.
Gracias a El País de España tenemos acceso a una entrevista de mucho valor didáctico para todos aquellos que tenemos en la ingeniería a nuestra profesión:

Entrevista a Sergio Idelhson
Sergio Idelsohn, especialista en mecánica de fluidos, acaba de obtener una beca de tres millones de euros del Consejo Europeo de Investigación (ERC) para desarrollar sistemas de simulación informática que puedan realizar cálculos en tiempo real. Este investigador ICREA en el Centro Internacional de Métodos Numéricos en la Ingeniería (CIMNE) de la UPC en Barcelona, de origen argentino, maneja técnicas que sirven para comprobar cómo se comporta un avión en vuelo o cómo navega un petrolero. La Armada de Estados Unidos utiliza sus técnicas en uno de sus proyectos.

"Para cálculos en tiempo real utilizaremos videoconsolas"
A los 62 años, Idelsohn nunca deja de pensar. Llega a la entrevista con una hoja rebosante de ecuaciones, fruto de la consulta de su jefe, Eugenio Oñate, con la almohada. Revisará el trabajo mientras pasea, su gran espacio de inspiración.

Pregunta. ¿En qué han cambiado los métodos numéricos desde que comenzó a investigar, hace 40 años?

Respuesta. Son métodos matemáticos utilizados para resolver problemas de ingeniería o física. En los años cincuenta y sesenta estos problemas se resolvían a mano. Desde los años setenta, lo hacen los ordenadores, pero fue necesario adaptar los métodos.Una ecuación que rige el movimiento de los líquidos, por ejemplo, se escribe en dos líneas de una pizarra. Pero saber la velocidad que rige esa ecuación es algo muy difícil y hasta la aparición de los computadores se realizaba en papel. Entonces, un sistema de 20 ecuaciones con 20 incógnitas podía requerir un par de días; hoy en día se pueden resolver entre cuatro y cinco millones de ecuaciones en minutos.

P. ¿Qué aplicaciones tiene?

R. Hay casos en que no es posible realizar ensayos reales. Un problema típico 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: ¿Cuánto tiempo tardará la impureza del metal fundido en subir a la superficie? ¿Cómo mezclo azufre con el metal a 1.500 grados y cuánto tiempo tarda en mezclarse?

P. ¿Cuál es su mayor reto?

R. Realizar cálculos numéricos de problemas de ingeniería en tiempo real es un gran reto, siempre nos hemos estado peleando con el tiempo de cálculo. Muchas veces no se pueden realizar aplicaciones prácticas porque no funciona el método para resolver el problema en tiempo real.

P. ¿Qué representa el nuevo método que ha desarrollado y por qué dicen que es revolucionario?

R. Es el método de Elementos Finitos de Partículas, que realmente ha traído un cambio importante en muchas de las ecuaciones que resolvemos. Por ejemplo, en los problemas de superficies libres (una superficie que separa un líquido del aire o de otro líquido), también llamadas interfases. Hasta ahora, se podía simular cómo avanza una ola, pero no cuando ésta rompe contra un rompeolas. Cuando aparecen muchas partículas, las gotas se convierten en muchas superficies libres. El método de partículas permite prevenir los efectos de un tsunami en una ciudad costera.

P. ¿Se utiliza esta técnica en la práctica?

R. Los vulcanólogos nos han pedido que simulemos la interacción de los fluidos en la cámara magmática de los volcanes, que normalmente se encuentra en situación estacionaria. Suponen que las erupciones empiezan cuando, por algún motivo, entra en esa cámara un líquido más caliente, se produce una reacción térmica y aumenta la presión hasta producirse la erupción. Quieren comparar los resultados con el material despedido por los volcanes.

P. ¿Cuál es la idea del proyecto seleccionado por el ERC?

R. La Unión Europea quiere competir científicamente con EE UU y Japón, y los proyectos ERC deben ser de alto riesgo para que los que obtengan resultados sean de primera línea. En nuestro caso, queremos resolver problemas que utilicen los cálculos numéricos en tiempo real. Sería impensable un GPS que ofreciera al conductor de un coche una dirección al cabo de tres minutos, en vez de tres segundos. Por ejemplo: ¿Qué pasaría si durante un incendio forestal cambia de repente el viento? ¿Habrá que desalojar las viviendas cercanas? Los bomberos podrían ir con ordenadores de bolsillo y conocer mejor la evolución del incendio. Lo mismo serviría para tsunamis.

P. ¿Cómo funcionará un sistema de cálculo en tiempo real?

R. Vamos a utilizar la tecnología de videoconsolas, que cuentan con tarjetas gráficas de altas prestaciones y de propósito general (GPUGP), más potentes que muchos ordenadores personales. El problema de los videojuegos, sin embargo, es la falta de precisión, algo fundamental en la industria. Esta precisión es importante, por ejemplo, durante una intervención quirúrgica: es necesario calcular en tiempo real la tensión que soporta la sangre (para evitar que se rompa, que cambien sus propiedades físicas) cuando el cirujano introduce un corazón artificial o una válvula.

P. ¿Y dónde venden su idea?

R. Nos ha costado muchos años, pero hemos conseguido entrar en un mercado tan difícil como Estados Unidos. Por ejemplo, la Agencia Nacional de Estandarización Técnica (NIST) nos ha pedido que simulemos la propagación de incendios en el mobiliario doméstico. También trabajamos para la Office for Naval Research en la nueva generación de barcos rápidos sobre colchón de aire, para conocer cómo se deforma su estructura con fuertes oleajes y cómo navegan en aguas poco profundas. La Armada estadounidense también nos ha encargado estudiar el efecto de la implosión en el fondo marino. Igualmente vamos a coordinar proyectos para evaluar cómo pueden afectar huracanes y terremotos a las construcciones e infraestructuras viarias, que es de interés del Banco Interamericano de Desarrollo y el Banco Mundial. Y en Europa tenemos actualmente 30 proyectos; por ejemplo, cómo reforzar los polímeros con nanopartículas, algo interesante para crear textiles de alta resistencia con los cuales poder construir puentes con vigas llenas de aire o hangares portátiles que llevaría la propia avioneta. En el terreno de la seguridad, en colaboración con la empresa Dragados, hemos creado un sistema para evaluar la seguridad de la construcción del puerto de Langosteira en A Coruña, debido a que sólo es posible trabajar un número limitado de días al año por causa del mal tiempo.

Otra entrevista que recomendamos leer: "Las matemáticas dan una cosilla...como un subidón"