El Barcelona Supercomputing Center ensaya una respuesta a terremotos en México

El MareNostrum 5 será el primer supercomputador europeo en simular en condiciones reales el impacto de grandes catástrofes como los terremotos. Para ello, el Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) pondrá a prueba por primera vez en Europa un protocolo de cómputo urgente para mejorar la respuesta inmediata ante fenómenos naturales extremos y mitigar sus efectos. El ensayo se realiza en el marco del Simulacro Nacional de Sismo de México hoy 19 de septiembre.

A partir de los datos reales de la alerta sísmica, como el hipocentro y la magnitud, obtenidos gracias a la colaboración entre el BSC y el Servicio Sismológico Nacional de México (SSN), los investigadores generarán mapas que muestren la intensidad y el alcance del terremoto. Será la primera vez que se usen simulaciones basadas en la física para producir mapas en alta resolución en los minutos posteriores a un sismo, lo que contribuirá a identificar regiones con mayor probabilidad de daños en infraestructuras y a reducir el tiempo de reacción de los equipos de rescate y protección civil.

"Este ensayo nos permitirá probar los flujos de computación urgente para terremotos que hemos desarrollado en el BSC en condiciones reales, y su uso potencial para ofrecerlo de forma operacional en el futuro. Los resultados pueden ser valiosos para ayudar a las primeras acciones de respuesta ante catástrofes de un gran potencial impacto en la sociedad", explica Marisol Monterrubio Velasco, investigadora mexicana del BSC y responsable científica del ensayo.

El simulacro, organizado por el Gobierno de México junto con el Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el SSN, recreará este año un escenario hipotético con las mismas características que el devastador terremoto de 1985, que dejó más de 10.000 muertos, decenas de miles de heridos y más de 250.000 personas sin hogar. El sismo fue de magnitud 8,1 con epicentro en la costa del Pacífico, en el sur del estado de Michoacán, una de las zonas con mayor actividad sísmica del mundo.

Además, en este ensayo conmemorativo, México pondrá a prueba por primera vez su sistema nacional de alertas a través de la telefonía móvil, con el envío simultáneo de un mensaje a más de 80 millones de teléfonos, que se sumará a las alarmas que sonarán en todo el país para indicar a la población que evacúe sus hogares, escuelas y centros de trabajo y se dirijan a las áreas seguras previamente designadas.

Supercomputación para emergencias

El ejercicio, realizado en condiciones reales y en colaboración directa con el SSN y la empresa Mondaic, supone un paso pionero en el ecosistema de supercomputación europeo: "Se trata del primer protocolo de supercomputación urgente para emergencias en Europa, ya que hasta ahora solo había habido casos puntuales, como la simulación de la erupción de La Palma, que se hizo también en el BSC en 2021, pero sin un marco operativo establecido", ha añadido Josep de la Puente, líder del Grupo Wave Phenomena del BSC.

El equipo multidisciplinar de investigadores que participa en el ejercicio está compuesto por físicos, ingenieros, informáticos, sismólogos y geofísicos de los departamentos de Aplicaciones Computacionales para la Ciencia y la Ingeniería (CASE) y Ciencias de la Computación del BSC.

Para el ensayo, los científicos contarán con acceso urgente y prioritario a 55 nodos de GPU del MareNostrum 5, lo que permitirá generar una malla de simulación de 700 km x 400 km x 150 km de profundidad con una resolución de 2 km, una dimensión sin precedentes que abarca aproximadamente la mitad del territorio mexicano. Esta asignación excepcional de recursos computacionales simula una petición urgente de cómputo en un contexto de emergencia, un hecho pionero a nivel europeo que pone a prueba la capacidad de un centro de supercomputación para dar una respuesta inmediata ante un fenómeno natural de estas características.

"La computación urgente se basa en analizar posibles casos, establecer niveles de prioridad y definir protocolos de actuación. En situaciones muy críticas, como por ejemplo un riesgo inminente para vidas humanas, el sistema puede parar de manera automática la ejecución de procesos en curso para dar paso a tareas urgentes, sin demora ni intervención de operadores. Las tareas urgentes —programas, datos y procedimientos— han sido preparadas, verificadas y aprobadas previamente para garantizar una respuesta inmediata", explica Sergi Girona, director de Operaciones y CIO del BSC.

Resiliencia ante fenómenos extremos

Esta capacidad de cómputo urgente y semiautomática supone un cambio de paradigma en el acceso a la supercomputación, orientada a ofrecer servicio inmediato en situaciones en las que una simulación en tiempo real puede ayudar en la toma de decisiones ante un potencial desastre. Este tipo de protocolos, una vez operativos, pueden contribuir a mitigar riesgos y aumentar la resiliencia ante fenómenos naturales como terremotos, huracanes, tsunamis, erupciones volcánicas o inundaciones, ayudando a salvar vidas y reducir el impacto económico de las catástrofes.

Este tipo de protocolos, una vez operativos, pueden contribuir a mitigar riesgos y aumentar la resiliencia ante fenómenos naturales como terremotos, huracanes, tsunamis, erupciones volcánicas o inundaciones

El BSC cuenta con amplia experiencia en proyectos nacionales y europeos relacionados con fenómenos naturales extremos como ChEESE, eFlows4HPC y DT-GEO, en los que ha desarrollado herramientas clave para la simulación sísmica y flujos de trabajo de computación urgente que ahora serán puestos a prueba en este simulacro.

Además, el BSC colabora con la Unidad Militar de Emergencias (UME) en el uso de supercomputación e inteligencia artificial para simular escenarios de riesgo en España y apoyar la toma de decisiones, trabajando conjuntamente en la creación de un gemelo digital para emergencias que incluye la simulación de terremotos y el desarrollo de sistemas de apoyo. El BSC también es parte esencial de Destination Earth, una de las mayores iniciativas de la Comisión Europea para combatir el cambio climático, cuyo objetivo es crear gemelos digitales del planeta que permitan anticipar fenómenos naturales extremos.

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