Innovación informática para la industria de dragados
La investigación de las interacciones entre el suelo y los fluidos sin el empleo de ordenadores es enormemente costosa. Precisa de experimentos a gran escala en los que el viento, la gravedad, las olas, las corrientes y las características cambiantes del fondo marino deben tenerse en cuenta en distinto grado en cada ubicación. Un programa informático que aborde los problemas matemáticos relacionados con las deformaciones grandes y las presiones de fluidos que se producen allí donde interactúan los suelos y los fluidos sería de enorme ayuda. «Nuestro objetivo fue siempre resolver problemas en los que existen deformaciones grandes de suelos blandos (arena, arcilla, turba) cuando interactúan con el agua, situaciones características de proyectos marinos, costeros, de ingeniería costera y de protección contra inundaciones», declaró el profesor Alexander Rohe, coordinador de la red MPM-DREDGE e investigador en Deltares. El proyecto aprovechó el trabajo pionero realizado en la Universidad de Cambridge y Deltares. En dicho trabajo se identificó el método del punto material (MPM) como una solución de gran potencial para resolver las interacciones entre suelos y fluidos. El apoyo de las cuatro empresas más grandes de Europa dedicadas a los dragados reunidas en el proyecto MPM-DREDGE les permitió crear aplicaciones específicas para este sector. La industria de los dragados es fundamental para abordar proyectos como el desarrollo de puertos, la rehabilitación de tierras, la exploración y explotación de petróleo y gas, los parques eólicos marítimos y un sinfín de iniciativas en las que se produce una interacción entre el suelo y un fluido. En favor de la industria europea del dragado Las aplicaciones de MDM-DREDGE incluyen el dragado de suelo para la minería de arena y los riesgos asociados de licuefacción y desprendimientos que destruyen las pendientes subacuáticas; la instalación de geocontenedores para la construcción de rompeolas; y la modelización de la erosión para diseñar cimientos marítimos, la protección contra la erosión de la superficie del fondo marítimo, la construcción de diques, las pendientes subacuáticas y las represas. El proyecto logró crear un código informático tridimensional basado en el MPM, el cual puede emplearse para modelizar problemas de deformación a gran escala en interacciones entre suelos y fluidos. Esta herramienta matemática se validó, demostró e integró en el software Annura3D, el cual combina trabajos anteriores de Cambridge y Deltares. «Hemos logrado mejoras significativas en el MPM en pos de la modelización de dos continuos, agua y sólido, y su interacción. El agua puede fluir hacia masas de suelo sólidas, recorrerlas y lixiviarse generando deformaciones. El método nuevo también permite modelar la transición de estados, esto es, la fluidización de materiales sólidos y la solidificación o sedimentación de mezclas de suelo y agua o lodos», afirmó el Dr. Rohe. El equipo confía en convencer con este software nuevo a la industria de dragados para que se sirva de técnicas de modelización matemática avanzadas con el fin de aumentar la eficacia de sus operaciones y el diseño de sus construcciones. La versión beta se publicó en enero de 2017 y se espera publicar la versión definitiva en septiembre de 2018, tan pronto como concluyan las labores de ensayo y validación de las funcionalidades nuevas. A partir de ahí, la Comunidad Científica Anura3D MPM trabajará en su desarrollo y se publicarán actualizaciones semestrales. «El software no es código abierto pero se puede solicitar acceso al mismo. Trabajamos para publicarlo de forma completamente abierta en un plazo de tres años, afirmó el Dr. Rohe. Los resultados del proyecto ya sirven para nutrir otras investigaciones científicas en marcha y se han remitido propuestas adicionales para su evaluación en el marco de Horizonte 2020.
Palabras clave
MPM-DREDGE, draga, herramienta matemática, software, industria, Annura3D, método del punto material, presión de fluido, interacción entre el suelo y el fluido, protección ante inundaciones
