Cada año, la Guardia Costera de los Estados Unidos realiza miles de misiones de búsqueda y rescate en el mar. En situaciones en las que cada minuto es importante, es fundamental tener a mano los datos y algoritmos de modelado oceánico más eficientes.
Los investigadores de Virginia Tech son parte de un grupo multiinstitucional que utiliza técnicas matemáticas con modelos oceánicos y experimentos para comprender mejor los patrones de flujo cercanos a la superficie y estructuras de flujo ocultas. Con datos de modelado más precisos, los equipos de respuesta pueden predecir mejor la cuadrícula del área de búsquedadesde el aire y reduzca el tiempo de respuesta ante emergencias cuando hay vidas en peligro.
A lo largo de este estudio, publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 26 de mayo, el equipo de investigación descubrió perfiles ocultos de atracción transitoria, o TRAP, en los datos de velocidad de la superficie del océano. Estos perfiles de atracción transitoria actúan como zonas de recolección a corto plazo para todos los objetos flotantes, escombros y personas enel agua. Cuando se incorporan a los algoritmos de búsqueda y rescate, las ubicaciones de las TRAP dan una predicción más precisa sobre las regiones para enfocar los esfuerzos de búsqueda.
"Desde el momento en que son alertados de que alguien está perdido, los equipos de búsqueda y rescate utilizan un software sofisticado para tratar de determinar la última ubicación conocida en el agua, tomar en cuenta cuánto tiempo ha pasado y hacer su mejor predicción sobre qué tan lejoshan derivado ", dijo Shane Ross, profesor en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Oceánica Kevin T. Crofton." Al mejorar el modelado de objetos a la deriva en corrientes inestables, los equipos de búsqueda tendrán cálculos de probabilidad más eficientes que les permitirán establecer una búsqueda más ajustadacuadrícula y hacer rescates más rápidos y seguros "
Los modelos de flujo actuales utilizados en las operaciones de búsqueda y rescate tienen en cuenta la dinámica oceánica, la predicción del clima y las observaciones in situ, como las boyas de marcadores de referencia de localización automática desplegadas desde el aire. Según el equipo de investigación, incluso con modelos oceánicos de alta resolucióny una mejor predicción del clima, la planificación de búsqueda y rescate aún se basa en prácticas convencionales, y los rescatistas confían en sus corazonadas tanto como en herramientas de predicción sofisticadas.
Las herramientas computacionales pueden predecir cómo se transportan las partículas u objetos y revelar áreas del flujo donde es probable que converjan objetos a la deriva. En términos de ingeniería, estos patrones se denominan estructuras coherentes lagrangianas. Desafortunadamente, calcular estructuras lagrangianas a menudo puede llevar mucho tiempo ycostoso computacionalmente.
Para su uso en escenarios de respuesta a desastres, los perfiles de atracción transitorios se interpretan fácilmente y se pueden calcular y actualizar instantáneamente a partir de instantáneas de datos de velocidad del océano. Esto elimina el cálculo muy costoso y oportuno, especialmente cuando las predicciones a corto plazo son críticamente importantes en búsqueda y rescateDespués de seis horas, la probabilidad de rescatar personas vivas disminuye significativamente.
Estos atractivos perfiles, donde es probable que las personas en el agua se acumulen, proporcionan rutas de búsqueda continuamente actualizadas y altamente específicas. El recuadro muestra un barco de migrantes que se volcó el 12 de abril de 2015 en el Mar Mediterráneo.
¿Para demostrar la influencia predictiva de los perfiles de atracción transitoria en las aguas costeras? ¿O identificar las regiones donde es más probable que los objetos o las personas se acumulen en un período de dos a tres horas?, El equipo de investigación realizómúltiples experimentos de campo frente a la costa de Martha's Vineyard en Massachusetts.
Usando tanto los drifters del Experimento de Dinámica Costera del Océano como los maniquíes de 180 libras de OSCAR Water Rescue Training, se lanzaron objetivos alrededor de las áreas de perfiles de atracción transitorios pronosticados con dispositivos de rastreo GPS que informaron la ubicación cada cinco minutos. Incluso sin tener en cuenta la resistencia al viento o los efectos inerciales, los investigadores observaron que las TRAP atraían invariablemente a los flotantes y maniquíes flotantes en el agua durante un período de dos a tres horas.
La identificación de perfiles de atracción transitorios en los datos de velocidad de la superficie del océano también puede tener un impacto significativo en la contención de desastres ambientales, tales como derrames catastróficos de petróleo. Las trampas brindan información crítica para los equipos de respuesta a riesgos ambientales y tienen el potencial de limitar la propagación de materiales tóxicos yreducir el impacto perjudicial en los sistemas ecológicos circundantes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Virginia Tech . Original escrito por Jama Green. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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