La turbulencia, un fenómeno que causa vuelos agitados y representa una parte significativa del consumo energético en vehículos y aeronaves, continúa siendo uno de los grandes desafíos sin resolver en el ámbito de la física. Un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) y la Universidad de Michigan (UM) ha dado un paso importante al desarrollar un nuevo modelo de inteligencia artificial explicable, diseñado para identificar las áreas más influyentes dentro de un flujo turbulento, lo que podría facilitar su comprensión.
Este avance ha sido documentado en la prestigiosa revista Nature Communications. Según Sergio Hoyas, investigador del Instituto de Matemática Pura y Aplicada (IUMPA) de la UPV y coautor del estudio, “una mejor descripción de la turbulencia permite prever zonas peligrosas en vuelo y reducir riesgos para los pasajeros”. Además, este modelo podría ser fundamental para manipular la turbulencia en procesos industriales, mejorar la combustión o disminuir la resistencia aerodinámica, lo que tendría un impacto económico considerable.
Nuevas herramientas para desentrañar la turbulencia
A lo largo de más de un siglo, la turbulencia ha representado un rompecabezas complejo: ecuaciones intrincadas, experimentos complicados y ordenadores con limitaciones han dificultado su comprensión. Andrés Cremades, otro investigador del IUMPA, señala que “la IA nos proporciona ahora una herramienta innovadora con un potencial enorme para abordar este desafío e identificar qué regiones del flujo turbulento son realmente significativas en su evolución”.
El equipo analizó la turbulencia utilizando su nuevo modelo de IA. A través de simulaciones detalladas, el algoritmo estima qué aspectos son cruciales en la dinámica turbulenta. A diferencia de otros enfoques basados en inteligencia artificial que funcionan como una “caja negra”, este método no solo predice cómo evolucionará el flujo, sino que también identifica las áreas específicas que tienen mayor influencia en su desarrollo.
Estrategias más sostenibles gracias a la investigación
La investigación realizada por el equipo UPV-UM es especialmente relevante para diseñar estrategias más eficientes en el control de la turbulencia. Esto permitiría reducir fricción, consumo energético y desgaste en sistemas industriales. Teniendo en cuenta que aproximadamente el 15% de la energía mundial se pierde debido a efectos relacionados con la turbulencia, identificar con precisión las zonas clave del flujo puede contribuir al desarrollo de tecnologías más sostenibles en sectores como la aeronáutica, automoción o energía eólica.
Los investigadores afirman que esta técnica también puede aplicarse a otros problemas físicos donde sea necesario discernir cuáles factores son realmente importantes. Ricardo Vinuesa concluye: “Demostrar la existencia y unicidad de soluciones a las ecuaciones de mecánica de fluidos es conocido como el problema del millón de dólares. Resolver la turbulencia de manera práctica sería el problema del billón de dólares”.
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