{"id":89120,"date":"2011-02-01T00:00:00","date_gmt":"2011-02-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2011\/02\/01\/ensayo-marino\/"},"modified":"2017-02-01T14:56:38","modified_gmt":"2017-02-01T16:56:38","slug":"ensayo-marino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/ensayo-marino\/","title":{"rendered":"Ensayo marino"},"content":{"rendered":"

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>A lo largo de la costa brasile\u00f1a, en el fondo del oc\u00e9ano, reposan grandes dep\u00f3sitos de gas y\u00a0 petr\u00f3leo, principalmente en la regi\u00f3n sudeste del pa\u00eds, donde, por lo que todo indica, existen grandes reservas ubicadas en la capa presal. Su extracci\u00f3n requiere estructuras flotantes \u2013plataformas y buques\u2013 y sistemas submarinos con tecnolog\u00eda de \u00faltima generaci\u00f3n, y muy caros. Para saber si funcionar\u00e1n correctamente y si el dinero invertido no se perder\u00e1, estas instalaciones, antes de su construcci\u00f3n y su entrada al mar, deben pasar por ensayos de convalidaci\u00f3n en tanques virtuales elaborados en computadoras y en tanques de prueba f\u00edsicos similares a piscinas, dos formas de experimentos que est\u00e1n reunidas desde diciembre en la Escuela Polit\u00e9cnica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (Poli-USP). El laboratorio virtual de la Poli, denominado Tanque de Pruebas Num\u00e9rico (TPN), existe desde 2002 merced a un convenio con Petrobras. En 2006, el TPN se convirti\u00f3 en uno de los cuatro nudos de la Red Tem\u00e1tica de Computaci\u00f3n Cient\u00edfica y Visualizaci\u00f3n, conocida como Red Galileo. Los otros tres est\u00e1n en las universidades federales de R\u00edo de Janeiro y de Alagoas y en la Pontificia Universidad Cat\u00f3lica de R\u00edo de Janeiro. Forman tambi\u00e9n parte de la Red Galileo otras 10 universidades e instituciones de investigaci\u00f3n.<\/p>\n

La ampliaci\u00f3n y modernizaci\u00f3n del TPN contempla las nuevas demandas surgidas principalmente con el anuncio del descubrimiento de petr\u00f3leo y gas en la capa ubicada debajo de la sal existente en el fondo del mar en 2007. El sistema computacional de laboratorio cuenta con un nuevo cluster<\/em>, un aglomerado de computadoras, con 1.792 procesadores que trabajan en paralelo. Para albergar este nuevo recurso, adem\u00e1s del tanque f\u00edsico, se construy\u00f3 un edificio con un \u00e1rea construida de alrededor 1.600 m\u00b2 e instalaciones para m\u00e1s de 80 investigadores. Se invirtieron en total 9,5 millones de reales, de los cuales 9 millones salieron de Petrobras y el resto de la\u00a0 Financiadora de Estudios y\u00a0 Proyectos (Finep).<\/p>\n

El tanque f\u00edsico, llamado Calibrador Hidrodin\u00e1mico (CH-TPN-USP), tiene 14 metros (m) de lado y 4 m de profundidad, y est\u00e1 dotado de generadores y absorbedores de olas (flaps).<\/em> En total son 148, dispuestos a lo largo de todo el per\u00edmetro del tanque, donde es posible crear olas multidireccionales, regulares o aleatorias. De acuerdo con el profesor Kazuo Nishimoto, del Departamento de Ingenier\u00eda Naval y Oce\u00e1nica de la Poli y\u00a0 coordinador del TPN, con la capacidad de los flaps<\/em> de absorber olas y no repelerlas, es posible tambi\u00e9n simular las condiciones de mar infinito, como si el tanque no tuviera laterales y las olas se propagasen sin reflexi\u00f3n. Los flaps<\/em>, los ventiladores y otros sistemas permiten representar, adem\u00e1s de las olas, las principales condiciones ambientales que act\u00faan sobre los buques y las plataformas marinas, tales como las corrientes y los vientos, desde una leve brisa hasta huracanes. Adem\u00e1s, tambi\u00e9n es posible reproducir la din\u00e1mica de las l\u00edneas de anclaje \u2013los cables fijados al suelo marino que mantienen a la plataforma en el lugar\u2013 y de los risers,<\/em> ca\u00f1os r\u00edgidos de acero o flexibles, que llevan el crudo extra\u00eddo hasta la plataforma de producci\u00f3n.<\/p>\n

Pese a tales ventajas, este tipo de tanque tambi\u00e9n tiene algunos inconvenientes. Adem\u00e1s de sus costos elevados, tiene limitaciones f\u00edsicas para simular situaciones que ocurren en ambientes de gran profundidad, y as\u00ed no permiten la reproducci\u00f3n fiel de la\u00a0 din\u00e1mica de todo el sistema. Para representar mejor las condiciones en ambientes con profundidades de alrededor de tres mil metros o m\u00e1s ser\u00eda necesario un tanque de dimensiones inviables f\u00edsicamente. O los modelos de las embarcaciones y de las plataformas quedar\u00edan tan peque\u00f1os que comprometer\u00edan la representaci\u00f3n f\u00edsica y el an\u00e1lisis en escala real. Para superar dichas limitaciones, existen los tanques virtuales o simuladores num\u00e9ricos: tal es el caso del TPN. Se trata de un programa computacional capaz de representar matem\u00e1ticamente las mismas condiciones generadas por un tanque de pruebas f\u00edsico, con la ventaja de que no existen restricciones dimensionales, y de obtener los resultados con mayor rapidez y precisi\u00f3n. Asimismo, el simulador num\u00e9rico calcula la din\u00e1mica de las unidades flotantes, de los esfuerzos y las tensiones en las l\u00edneas de amarre y en los risers.<\/p>\n

Una tarea veloz
\n<\/strong>El cluster<\/em> de computadoras es capaz de realizar centenas de simulaciones de diversas condiciones ambientales en cuesti\u00f3n de minutos. Nishimoto explica que un cluster <\/em>de computadoras es un conglomerado de procesadores dedicados, que resuelven una \u00fanica tarea de manera cooperativa e integrada. De este modo, las operaciones de c\u00e1lculo se subdividen y se distribuyen por todos los procesadores que componen el grupo, con lo cual resoluci\u00f3n de los problemas se vuelve m\u00e1s r\u00e1pida. La opci\u00f3n por ese sistema se hizo en 2002 cuando se cre\u00f3 el TPN. “Decidimos que, en lugar de invertir en supercomputadoras especializadas, lo mejor ser\u00eda desarrollar un cluster<\/em> con desempe\u00f1o similar y a un costo mucho menor”, comenta Nishimoto. Actualmente la capacidad de procesamiento del TPN es de 55 teraflops, lo que significa 55 billones de operaciones matem\u00e1ticas por segundo. A los efectos de comparaci\u00f3n, las computadoras personales m\u00e1s veloces existentes no llegan a 0,1 teraflops. Flops significa floating point operations per second<\/em> u operaciones de punto flotante por segundo.<\/p>\n

Las simulaciones realizadas en el TPN ser\u00e1n fundamentales para el \u00e9xito de la\u00a0 explotaci\u00f3n de las reservas petrol\u00edferas de la capa presal, seg\u00fan Luiz Levy, gerente de m\u00e9todos cient\u00edficos del Centro de Investigaci\u00f3n y Desarrollo (Cenpes) de Petrobras. “Las reservas se encuentran muy lejos de la costa y en gran profundidad, por eso su explotaci\u00f3n constituye un gran reto”, dice. “En el TPN ser\u00e1 posible realizar una serie de c\u00e1lculos y simulaciones”. Adem\u00e1s de las simulaciones convencionales de la explotaci\u00f3n de \u00f3leo y gas, la Red Galileo tambi\u00e9n podr\u00e1 representar los procesos de perforaci\u00f3n de las capas de sal. “Es un gran reto perforar esas capas, pues sufren deformaciones y pueden colapsar la columna de perforaci\u00f3n”, explica Nishimoto. “Hay que crear un modelo num\u00e9rico por cada pozo, que simule las condiciones del mar y del suelo y calcule la din\u00e1mica de las embarcaciones involucradas en la explotaci\u00f3n.”<\/p>\n

Los ensayos realizados en el TPN generan una cantidad de datos tan grande que es casi imposible analizarlos mediante procesos convencionales. Para resolver este problema, se\u00a0 cre\u00f3 el TPNView, un programa de computadora de visualizaci\u00f3n, basado en t\u00e9cnicas de computaci\u00f3n gr\u00e1fica en tiempo real, que permite una representaci\u00f3n precisa del ambiente en realidad virtual. El mismo al\u00eda la visualizaci\u00f3n en tres dimensiones (3D) y\u00a0 herramientas de an\u00e1lisis de datos tales como estad\u00edsticas, gr\u00e1ficos y diagramas. Pese a la\u00a0 sofisticaci\u00f3n del TPN, no reemplaza al tanque de pruebas f\u00edsico. Uno complementa al otro, y es precisamente este trabajo conjunto lo que hace del laboratorio de la USP una instalaci\u00f3n rara en el mundo. “Existen muchos tanques f\u00edsicos en Noruega, Holanda y\u00a0 Jap\u00f3n, pero no existe un laboratorio que acople el tanque f\u00edsico con el num\u00e9rico con cluster del porte de 55 teraflops. Por eso actualmente el TPN es \u00fanico en el mundo.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Laboratorio amplia el estudio de proyectos de embarcaciones ","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297],"coauthors":[112],"class_list":["post-89120","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89120","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=89120"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89120\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=89120"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=89120"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=89120"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=89120"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}