La supercomputación, esa realización de cálculos numéricos a gran escala, tanto en volumen de datos como en velocidad de procesado, mediante el uso de superordenadores en prácticamente todos los ámbitos de nuestra actividad, se traduce en productos y servicios que nos permiten trabajar, anticiparnos, protegernos, cuidar nuestra salud, alimentarnos y en definitiva, vivir como lo hacemos actualmente. Algunos ejemplos en entornos cotidianos permiten visualizarlo de manera sencilla
Desde la planificación urbanística en grandes territorios hasta los alimentos que hemos de consumir son decisiones que las operaciones de cálculo en supercomputadores hacen más fáciles y, sobre todo, fundamentadas, simulando procesos y consecuencias.
Desde los años cuarenta, en las que una de las primeras tareas asignadas a un “superordenador”, no para un uso muy pacífico, fueron los cálculos de las ondas de choque de la primera bomba atómica, sin la rapidez y la capacidad de cálculo de los ordenadores, algunas disciplinas se habrían atascado en sus planteamientos teóricos. Tal es el caso de la física de alta energía y los experimentos en el CERN que hacen colisionar electrones y positrones y que producen tal cantidad de información que, sin la ayuda de un superordenador que sepa discriminar entre todos los sucesos, no se habría podido comprobar experimentalmente sus ideas teóricas.
Hoy en día, la existencia de superordenadores que, naturalmente, trabajen en tiempo real, se ha convertido en una necesidad. Los ámbitos de aplicación son muchos. La predicción meteorológica es una de las tareas científicas vinculadas de forma más estrecha a la simulación numérica. Para predecir el comportamiento futuro de la atmósfera se utilizan los modelos meteorológicos, que, tomando como referencia la situación en un instante determinado, puede pronosticar lo que ocurrirá en un instante posterior. La gran cantidad de datos que se utilizan como referentes y que son obtenidos de las estaciones meteorológicas y de los satélites, como el Meteosat, de boyas oceánicas o de globos sonda, se procesan en supercomputadores para dar lugar a la simulación de lo que ocurrirá plasmados después en los mapas del tiempo que vemos la prensa. Pero también realiza la predicción del viento para parques eólicos y, a partir del pronóstico de precipitaciones, la previsión del desbordamiento de ríos. Además, los modelos numéricos permiten hacer predicciones de oleaje y de la hidrodinámica del océano, también estudios sobre el clima y los cambios que sufrirá en el futuro.
Así un centenar de científicos consiguieron recrear las consecuencias del cambio climático para Galicia a un siglo vista gracias a la simulación numérica. En función de los cálculos realizados mediante supercomputadores se prevé que la temperatura habrá aumentado 3,5ºC a finales de siglo y que para entonces el nivel del mar estará entre 0,5 y 1,4 metros por encima del actual con un calentamiento del agua de más de 1ºC. Las consecuencias que también han sido calculadas, permiten anticiparse en la toma de decisiones, por ejemplo.
Pero también la simulación numérica es una ventana abierta a la recreación de la vida, desde la escala molecular en el cuerpo humano hasta la que permite reconstruir la historia de la vida en la Tierra. La posibilidad de replicar vida en los ordenadores gracias al cálculo computacional es para los científicos la vía para avanzar en la lucha contra el cáncer, la prevención de infartos y el desarrollo de implantes óseos, entre muchas otras cuestiones de primer orden para la salud humana. Los biomateriales, el procesamiento de imágenes médicas, las nanopartículas magnéticas, la cirugía robotizada, la neurotecnología y la nanotecnología forman parte del abanico de avances que inciden directamente sobre la salud humana y el aumento de las expectativas de vida y ninguna de ellas sería posible sin la supercomputación.
La ingeniería y el diseño industrial se incorporan porque han experimentado una auténtica revolución en las últimas décadas gracias a la simulación numérica, que le han permitido la puesta en marcha de lo que comúnmente se denominan laboratorios virtuales. En esencia, se trata de un conjunto de herramientas computacionales que permiten reproducir el diseño de los productos y probar su funcionamiento antes de proceder a la costosa fabricación de prototipos físicos como en las industrias pesadas como la metalúrgica que tienen en la simulación numérica un aliado fundamental para lograr innovaciones de producto y de proceso que suponen una ventaja competitiva decisiva.
Es el caso de Galicia empresas como la gallega Ferroatlántica, con la ayuda del Grupo de Ingeniería Matemática de la Universidad de Santiago desarrolló un nuevo electrodo para los hornos de los que se obtiene el silicio metálico que actualmente es líder en el mercado por reducir los costes de producción en más de un 10%. O del Cluster Tecnológico de la Automoción Gallega donde se llevan a cabo ensayos virtuales de accidentología para conseguir la validación de diseños. La simulación numérica permite aplicar multitud de variables de presión, temperatura, etc. y reproduce muy rápido procesos de repetición, por ejemplo, la apertura de una manilla miles de veces, que en un ensayo mecánico son costosos en tiempo y dinero. Otras aplicaciones son el diseño de nuevos productos farmacéuticos, componentes electrónicos, simulación de terremotos, estudio de la evolución de la contaminación en áreas extensas o simulación de órganos corporales con el objetivo de reproducir su funcionamiento con representaciones en 3D de alta precisión a partir de métodos de resonancia magnética.
En definitiva, el mercado demanda ordenadores más potentes y más SUPER
