Expertos de la Universidad de Sevilla (US) han desarrollado un software de simulación matemática que predice el comportamiento de los flujos ambientales (corrientes de agua, caudal de los ríos, inundaciones, deslizamientos de tierra y dispersión de contaminantes en la atmósfera) en el entorno andaluz y que, por ende, ayuda a mejorar sus aspectos medioambientales. La principal novedad es la precisión de cálculo de esta herramienta informática.
Investigadores de la Universidad de Sevilla han desarrollado un software que permite realizar simulaciones matemáticas del comportamiento de los flujos ambientales, como las corrientes de agua los deslizamientos de tierra o la dispersión de contaminantes en la atmósfera. Los expertos trabajan en el Grupo de Investigación Modelado Matemático y Simulación de Sistemas Medioambientales, del Departamento de Ecuaciones Diferenciales y Análisis Numérico.
El estudio se desarrolla a través de la aplicación FreeFem++3D, ecuación tridimensional que "modela" diversos problemas existentes en áreas como la Física, la Ingeniería, las Ciencias de la salud o la Economía. "Es un sistema que permite programar, mediante operaciones matemáticas, cualquier tipo de simulación, como las presentes en interacciones de los flujos de aire y sangre o la interacción aire-atmósfera", matiza el experto.
En concreto, el proyecto Freefem++3D: Aplicaciones a la simulación de flujos ambientales, ya se ha aplicado en el estudio del Embalse del Gergal y en el Estrecho de Gibraltar. En el primero, el calor del verano y el frío del invierno provocan un fenómeno ambiental llamado ciclo estacional de estratificación-desestratificación, que permite a los expertos realizar diversos análisis ecológicos para de optimizar los recursos naturales que ofrece la balsa sevillana. "En ocasiones, pueden darse inversiones de agua entre el fondo y la superficie, es decir, intercambios en el embalse producidos por el viento, que hacen que las sustancias potencialmente contaminantes del fondo ocupen la superficie y puedan ser explotados", apunta el investigador principal, Tomás Chacón Rebollo.
Una explicación matemática
En el caso del Estrecho de Gibraltar, este modelo informático ayuda a entender la compleja dinámica que existe entre el Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo. "Nuestro simulador ayuda a comprender la ecología de la zona, así como el clima.
En este sentido, el flujo del Estrecho está generado por dos mareas de diferente densidad que provocan una compleja interacción entre ambas", sostiene Chacón Rebollo. Y añade: "Estudiamos cómo el Océano Atlántico, de menor densidad, 'rellena' el Mar Mediterráneo en la superficie. Mientras que éste 'rellena' el anterior en el fondo. La entrada de agua mediterránea en el Atlántico se puede visualizar como una gran cascada". De esta forma, esta herramienta ayuda a entender el clima o la flora y fauna de la zona al reproducir el movimiento del agua, además de su velocidad, presión y salinidad.
Este modelo, caracterizado por ser "preciso y riguroso en sus cálculos", se utiliza para analizar las diversas corrientes de aguas naturales o inducidas por el hombre y es capaz de simular, por ejemplo, el caudal de los ríos, inundaciones, deslizamientos de tierra o el transporte y la dispersión de contaminantes en la atmósfera.
La aplicación, que se podrá descargar de forma gratuita desde la red, permite determinar, de una manera predictiva, cuál puede ser el alcance de una inundación provocada, por ejemplo, por un río. "Con esta aplicación impedimos que se levanten zonas residenciales en entornos peligrosos para la sociedad. Es decir, diagnosticamos, desde un punto de vista del riesgo, la distancia óptima a la que construir las infraestructuras, siempre en función de la reproducción matemática de un desbordamiento virtual", explica el investigador.
Ecuaciones para modelar el crecimiento de tumores, algoritmos para probar futuras máquinas, avanzadas teorías de computación y una fórmula para marcar un gol son algunos de los temas que se han tratado esta semana en la capital andaluza durante el 9º Congreso Europeo de Matemáticas.
La frecuencia con la que los animales voladores, sean aves, insectos o murciélagos, agitan sus alas es proporcional a la raíz cuadrada de su masa corporal dividida por el área alar. Investigadores daneses han dado con esta fórmula, que también se puede aplicar para animales nadadores como las ballenas y los pingüinos.
