La temporada de huracanes de 2017 fue una de las peores registradas. 17 tormentas nombradas causaron más de 100 muertes directas, incurrió en daños por valor de 265.000 millones de dólares y destruyó millones de vidas.

Es posible que no podamos evitar que ocurran huracanes, pero podemos mejorar nuestra capacidad para predecirlos, sacar a la gente de peligro, responda rápidamente a sus secuelas y construya nuestras casas e infraestructura de una manera que pueda sobrevivir a lo peor que la naturaleza pueda lanzarnos.

Una nueva herramienta llamada DesignSafe está ayudando a hacerlo. Una plataforma de investigación basada en la web para la red NHERI (Infraestructura de investigación de ingeniería de peligros naturales), DesignSafe permite a los investigadores gestionar, analizar, y comprender la información crítica sobre los peligros naturales, desde terremotos y tornados hasta huracanes y sumideros.

Con el apoyo de subvenciones de la National Science Foundation (NSF) y desarrollado en el Texas Advanced Computing Center (TACC) en colaboración con socios de la Universidad de Texas en Austin, Universidad de Rice, y el Instituto de Tecnología de Florida, DesignSafe está avanzando en la investigación que evitará que los eventos de peligros naturales se conviertan en desastres sociales. Esto significa ayudar a los ingenieros a construir estructuras más seguras en el futuro para resistir los peligros naturales y permitir que los servicios de emergencia orienten mejor sus esfuerzos.

Impulsando el reconocimiento posterior a la tormenta

La temporada de huracanes de 2017 puso a prueba DesignSafe y mostró la promesa de la plataforma, según David Roueche, profesor asistente de Ingeniería Civil en la Universidad de Auburn. Roueche estuvo al frente de la respuesta a huracanes de la temporada, participar en misiones de reconocimiento a la costa de Texas, los Cayos de Florida, Puerto Rico y varias islas del Caribe tras los huracanes Harvey, Irma y Maria.

Después de Harvey, Roueche y sus colaboradores se enfocaron en grupos de viviendas unifamiliares impactadas por una variedad de velocidades del viento. Inspeccionaron más de 1, 000 viviendas individuales y registrado más de 5, 000 fotografías geoetiquetadas capturadas por equipos terrestres y vehículos aéreos no tripulados. Participaron en esfuerzos similares después de Irma y María.

DesignSafe les ayudó de diversas formas. Coordinaron sus implementaciones a través de un canal de comunidad virtual en Slack (una herramienta de colaboración basada en la nube) establecido por DesignSafe; utilizaron datos de mapas eólicos desarrollados por otros investigadores y compartidos en DesignSafe para determinar dónde enfocarían sus esfuerzos; y una vez que comenzaron a capturar datos en el campo, lo subieron inmediatamente a DesignSafe y utilizaron software de visualización y mapeo como HazMapper y QGIS para generar mapas que sintetizaban sus colecciones de datos y las de otros.

"Estábamos interesados ​​en capturar datos sobre estructuras antes de que se destruyan, derribado y reconstruido, ", Dijo Roueche." Estos son datos perecederos, ese es el propósito del programa NSF RAPID, capturar estos datos perecederos antes de que se pierdan ".

Roueche y su equipo encontraron ejemplos de casas una al lado de la otra, construido aproximadamente al mismo tiempo, donde uno fue completamente destruido y el otro intacto. ¿Qué factores influyeron en la supervivencia? ¿Y cómo se podrían mejorar los esfuerzos de reconstrucción al comprender qué características llevaron a algunas estructuras a resistir las tormentas?

Portal de reconocimiento de DesignSafe, que se lanzó en 2017, proporcionó tanto las capacidades informáticas que Roueche necesitaba para sus análisis como un lugar para compartir más de 200 gigabytes de datos recopilados. El portal también permitió que su equipo comenzara de inmediato el control de calidad y las evaluaciones de los datos y generara rápidamente informes que otros que ingresaran al campo más tarde podrían usar y contribuir.

Típicamente, se necesitan años para que los datos recopilados por los investigadores después de una tormenta sean analizados e informados, lo que significa que los esfuerzos de reconstrucción no pueden aprovechar los conocimientos de los ingenieros. Con un sistema como DesignSafe, sin embargo, Existe la esperanza de que se pueda acelerar la "curva de resiliencia" y de que las recomendaciones se puedan difundir en meses.

"Queremos que las ciudades puedan reconstruirse de manera más resiliente, "Dijo Roueche." Normalmente, Pasan de uno a cinco años antes de que los productos de los datos se publiquen en la literatura. Eso no nos permite ayudar a las comunidades en la reconstrucción. Al tener un flujo de trabajo más ágil, estandarizar procesos, y publicar datos antes, nos permite incidir en el proceso de reconstrucción y tener un mayor impacto. Es por eso que estoy muy emocionado acerca de hacia dónde se dirige esto ".

(Los colaboradores de Roueche incluyeron:Frank Lombardo de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Rich Krupar de la Universidad de Maryland, Daniel Smith de la estación de pruebas de ciclones en la Universidad James Cook y Tracy Kijewski-Correa de la Universidad de Notre Dame).

Simulaciones a nivel de calle de impactos de tormentas

Además de permitir el reconocimiento posterior a la tormenta, estar en la primera línea del huracán Harvey inspiró a los desarrolladores de DesignSafe a crear nuevas herramientas para ayudar a los socorristas en el futuro.

Dan Stanzione, El director ejecutivo de TACC y el investigador principal de DesignSafe, asistió a los tomadores de decisiones en el Centro de Operaciones del Estado de Texas durante el huracán Harvey.

"Mientras que hay, un socorrista me dijo:'Quiero saber una lista de direcciones en Houston que se han inundado por encima de la altura de su toma de corriente. Tienes una supercomputadora puedes hacer eso, ¿verdad? '", recordó Stanzione." No pudimos brindar esa asistencia en el momento, pero nos inspiró a crear tal herramienta ".

Los componentes necesarios para dicho análisis:pronósticos de marejadas ciclónicas, mapas de elevación y registros de construcción de viviendas, ya existían. Pero la capacidad de conectar estos conjuntos de datos y generar una lista de hogares potencialmente dañados en un período de tiempo razonable no lo hizo.

En los meses que siguieron, Los investigadores del equipo DesignSafe unieron herramientas para integrar simulaciones y datos a través de escalas, desde la totalidad del Golfo de México hasta un tramo particular de costa, y desde vecindarios individuales hasta hogares específicos.

Usando datos del huracán Ike de 2008 y de una tormenta hipotética que FEMA usa para su investigación, el equipo de DesignSafe demostró que de hecho es posible generar una lista de direcciones potencialmente dañadas en tiempo real. De hecho, todos los aspectos del proceso se pueden calcular dentro de DesignSafe, usando las supercomputadoras masivas de TACC en segundo plano.

"Podemos ir desde todo el golfo, simulación de HPC a gran escala para, '¿Se inundó esta casa o no?' ", Dijo Stanzione." Es un objetivo a largo plazo que antes no era tecnológicamente posible, pero a eso hemos podido llegar. Todos los datos permanecen en el entorno DesignSafe. El siguiente paso es determinar cómo podemos automatizar estos flujos de trabajo para que se ejecuten automáticamente ".

Cuando llegue la próxima tormenta, gracias a DesignSafe, Los socorristas tendrán la información que necesitan para una acción rápida al alcance de su mano.