La IA puede anticipar con tiempo la formación de olas gigantes en el mar
Un nuevo sistema basado en Inteligencia Artificial puede anticipar la formación de olas gigantescas en el mar en un tiempo récord: entre 1 y 5 minutos antes de que se conviertan en una amenaza para barcos y plataformas marinas.
Un avance significativo en la seguridad marítima ha surgido gracias a un innovador programa informático que promete predecir la aparición de olas gigantescas y peligrosas, conocidas como olas rebeldes.
Este desarrollo, liderado por un equipo de investigadores de la Universidad de Maryland, podría transformar la forma en que los navegantes y las plataformas de aguas profundas (offshore) se preparan para enfrentar estos fenómenos naturales impredecibles.
Las tripulaciones de los buques de carga y las tripulaciones y pasajeros de los barcos también podrían utilizar este tiempo de antelación para tomar medidas de seguridad. Los detalles de este estudio se presentan en un artículo publicado en la revista Scientific Reports.
Olas rebeldes: un peligro silencioso
Las olas rebeldes pueden alcanzar los 30 metros de altura, aparecer repentinamente y causar estragos en embarcaciones y estructuras marítimas.
Aunque los marineros han compartido relatos de encuentros con estas olas extraordinarias durante siglos, la comunidad científica solo comenzó a documentarlas formalmente en 1995, cuando una ola de aproximadamente 25 metros golpeó inesperadamente una plataforma de gas en el Mar del Norte.
Desde entonces, se han registrado incidentes trágicos, como el que ocurrió en 2022, cuando un pasajero del crucero Viking Polaris perdió la vida debido a una ola rebelde. Las olas gigantes se han relacionado asimismo con la inexplicable desaparición de muchos navíos transoceánicos.
Un sistema predictivo revolucionario
El nuevo sistema de predicción, desarrollado por Balakumar Balachandran y su colega Thomas Breunung, utiliza un enfoque basado en Inteligencia Artificial (IA) para identificar patrones que preceden a la formación de olas rebeldes.
Para diseñar la herramienta, los dos investigadores entrenaron una red neuronal artificial para que fuera capaz de distinguir las olas oceánicas que pueden convertirse en olas gigantes de las que seguirán una trayectoria habitual.
Para facilitar el entrenamiento de la red, utilizaron un conjunto de datos que consta de 14 millones de muestras de 30 minutos de duración de mediciones de la elevación de la superficie del mar de 172 boyas ubicadas cerca de las costas de los Estados Unidos continentales y las islas del Pacífico. El equipo compiló un conjunto de datos que abarcan en total 880 años de información sobre olas oceánicas.
Tiempo récord
Este extenso análisis permitió al sistema aprender a distinguir entre las olas normales y las que tienen el potencial de convertirse en olas rebeldes.
El resultado de este esfuerzo es un sistema que puede predecir correctamente con un minuto de anticipación la aparición del 75% de las olas gigantes y con cinco minutos de anticipación el 73% de las olas monstruosas, lo que representa un avance notable en la capacidad de anticipar estos eventos.
Durante las pruebas, el modelo demostró su eficacia al predecir tres de cada cuatro olas rebeldes, superando las expectativas iniciales de los investigadores.
Comprobado
La validación del sistema se llevó a cabo utilizando datos de boyas que no habían sido parte del conjunto original de entrenamiento, lo que demostró la aplicabilidad universal del modelo desarrollado.
Aunque el sistema ha presentado algunas falsas alarmas, los investigadores subrayan la importancia de contar con advertencias anticipadas, ya que anticipar una ola rebelde es preferible a ser sorprendido por ella.
Según los investigadores, la precisión y el tiempo de aviso de las predicciones de su herramienta podrían mejorarse aún más incorporando magnitudes físicas como la profundidad del agua, la velocidad del viento y la ubicación de las boyas.
El objetivo final es establecer un sistema de alertas que permita a los barcos y plataformas offshore prepararse adecuadamente para la llegada de olas rebeldes, aumentando así la seguridad en el mar.
Referencia
Prediction of freak waves from buoy measurements. Thomas Breunung & Balakumar Balachandran. Scientific Reports, volume 14, Article number: 16048 (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-024-66315-3
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(Una primera versión de este artículo se publicó el 26 de julio de 2024)
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