Matemáticas para evitar desastres por huracanes

Las matemáticas pueden tener una aplicación mucho más práctica de lo que uno puede imaginar para ayudar a entender el potencial y desarrollo de los huracanes, con lo que se estaría aportando una herramienta que permitiría definir escenarios de riesgo con antelación suficiente y mayor precisión.

Es por ello que el coordinador del Programa de Servicio Departamental de Física de la Universidad Iberoamericana (Ibero), Alfredo Sandoval Villalbazo, ha dedicado una parte de su labor a ayudar a comprender la importancia de las matemática de los huracanes.

Al compartir su experiencia, el investigador destacó que debemos aprender a ver a esta disciplina desde un punto de vista más dinámico, ya que por lo general “estamos acostumbrados a cosas graduales y de forma uniforme y lineal”.

Con las matemáticas aplicadas de manera básica y lineal uno puede determinar cuánto va a tardar un planeta en darle la vuelta al Sol o cuando habrá un eclipse de manera precisa, al grado de que “incluso podemos jugar a ser caza eclipses, acudiendo a los lugares y haciendo itinerarios”.

En el caso de los huracanes, dijo, esto no pasa ya que las ecuaciones que solemos aplicar no son lineales y están sujetas a cambios en sus soluciones, debido a que se presentan otros factores como podrían ser la variación de una frontera, así como el calentamiento o enfriamiento del agua.

En pocas palabras se afectan las leyes físicas como la conservación de la masa, el balance de ímpetu y el balance de energía, lo que nos lleva a un conjunto de ecuaciones diferenciales.

Para poder definir la peligrosidad de un huracán, explicó, es indispensable apoyarnos en sistemas de computación avanzados que permiten desarrollar modelos hasta con cuatro o cinco días de anticipación.

Sandoval Villalbazo advirtió que en particular hoy el planeta está pasando por un indiscutible fenómeno de calentamiento global, por lo que los fenómenos son más violentos, de ahí que huracanes como Harvey, en 2017, sorprendió no sólo a los gobiernos y a las poblaciones, sino a los propios científicos.

ESTAR ALERTAS. El investigador de la Ibero recalcó que es importante que la gente esté mucho más preparada para cambios súbitos.
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Y es que, en este caso particular, se trató de un remanente de depresión tropical que pasó por encima de Yucatán, “sin que nos diéramos cuenta”, para luego recorrer una zona de temperaturas altas, producto del calentamiento global y que ha hecho que los océanos estén más calientes.

Gracias a este hecho, el sistema aumentó su energía y en un periodo de 12 a 14 horas pasó de ser un huracán categoría 1 a 4 en la escala de Saffir-Simpson, y luego se estacionó durante días frente a las costas, “generando lluvias que nadie habría podido diagnosticar unos días antes”.

Aclaró que es importante entender que las matemáticas de los huracanes revela que “no podemos interferir este tipo de fenómenos con toda la anticipación que quisiéramos, y ello no es tanto que no sepamos los científicos, sino que se trata de que el fenómeno mismo tiene elementos de caos”.

Por ello, enfatizó, es importante que la gente esté mucho más preparada para cambios súbitos.

A pesar de que puedan presentarse estos casos, es indispensable estar siempre preparados, ya que si hay un fenómeno violento, siempre existe el riesgo de que éste aumente su fuerza y genere afectaciones a millones de personas, como pasó con Irma y que por su causa se tuvieron que desplazar millones de personas.

Actualmente, dijo, existen diversos modelos para determinar la trayectoria y el famoso “cono de incertidumbre” y que consiste en sumar toda una serie de probabilidades que podrían presentarse durante el trayecto de un huracán.

Todas estas ecuaciones se ingresan a una computadora y se reproducen las posibles trayectorias, y si alguna se repite o tiene similitudes constantemente, es entonces que se da la información sobre “la posible trayectoria que podría tener el huracán”.

Para ello, se utilizan modelos de ecuaciones de transporte y se aplican los distintos modelos de predicción, luego de lo cual se corren los códigos de la solución de las distintas ecuaciones que surgen de éstos y otros factores para definir posible trayectorias, magnitud y efectos.

Finalmente, si convergen muchas trayectorias posibles en la misma dirección, es entonces que se difunde la información para poner en alerta a la población, pero siempre con la limitante de que “no podemos usar esas predicciones más allá de unos cuantos días”.

Esa es la diferencia con la física determinista, donde podemos saber las cosas por siglos como los eclipses, la trayectoria de los cometas, y las fases lunares, pero también implica una importante oportunidad para comenzar a tomar en serio y ver de diferente manera a las matemáticas de los huracanes.

En ese sentido, el académico aseguró que sería ideal que muchos jóvenes se acercaran al área de matemáticas y comenzaran a incursionar en la aplicación de los diferentes modelos que pueden ayudar a definir con mayor precisión la fuerza y dirección de un huracán.

Para el especialista de la Ibero el reto es desmitificar la idea de que las matemáticas son aburridas o sólo exclusivas para un grupo de la población, para lo cual es importante ayudar a los estudiantes, desde niños, a experimentar por sí mismos los resultados de las matemáticas y la física.

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FRASES

“La matemática del fenómeno predice que no podemos inferir en ellos con toda la anticipación que quisiéramos, pues su afectación no es gradual”

“Las ecuaciones parciales, no lineales están sujetas a cambios en sus condiciones con algún cambio mínimo, como cambio en temperatura o dirección”
Alfredo Sandoval Villalbazo, programa de Servicio Departamental de Física de la Ibero

Los siete más devastadores

• Janet (1955). Es el primero del que se tiene registro. Catalogado categoría 5 de la escala Saffir-Simpson. El huracán Janet tocó tierra el 27 de septiembre de 1955, en Quintana Roo. Según la prensa de la época, la ciudad más afectada fue su capital, Chetumal, dejando 712 muertos (datos del Cenapred) y arrasó prácticamente con todas las viviendas, que en su mayoría eran de madera.
• Liza (1976). Este huracán alcanzó la categoría 4 el 30 de septiembre de 1976 antes de golpear con fuerza el sur de la península de Baja California y Sonora. El fenómeno natural dejó alrededor de 630 muertos y 10 mil damnificados, con daños totales por 3 millones de pesos.
• Gilberto (1988). De categoría 5, el fenómeno tocó tierra el 14 de septiembre de 1988 en la isla de Cozumel antes de arrasar Cancún para luego regresar al Atlántico y volver a golpear el noreste de México (Nuevo León y Coahuila). Llegó a internarse en el antiguo cauce de un río seco de la ciudad de Monterrey, desatando una devastadora inundación. Dejó unos 225 muertos, la gran mayoría en la ciudad regiomontana, además de alrededor de 139 mil damnificados.
• Paulina (1997). Entre el 5 y 10 octubre de ese año, este huracán causó la muerte de 228 personas y más de 150 mil damnificados. Tocó tierra en Chiapas antes de arrasar con Puerto Escondido en Oaxaca y Acapulco, Guerrero.
• Stan (2005). De categoría 1, el huracán Stan tocó tierra en San Andrés de Tuxtla en Veracruz. Dejó 82 muertos en su paso por Chiapas y Oaxaca, pero lo más devastador fue en Centroamérica, donde hubo alrededor de 2 mil víctimas: 670 en Guatemala 670 muertos y 69 en El Salvador.
• Wilma (2005). Por primera vez en la historia un huracán recibió un nombre con la letra W. Fue el más destructivo que ha golpeado a México. El 21 de octubre de 2005 tocó tierra en Cozumel como categoría 4 para después afectar por más de 48 horas a Cancún y la Riviera Maya. Aunque sólo hay registros de ocho muertos, el impacto del huracán en las costas de Quintana Roo dejó daños equivalentes a mil 752 millones de dólares.
• Manuel (2013). Aunque sólo fue de categoría 1, Manuel dejó 123 muertos, 97 de ellos se produjeron en un alud en la comunidad de La Pintada, en Guerrero. También se ensañó con Coahuila, Chihuahua y Durango. Además, hubo más de 59 mil evacuados y al menos 218 mil 594 personas afectadas. Las pérdidas económicas se calcularon en 242 millones de dólares. Redacción

JJ/I