A temporada de furacões de 2017 foi uma das piores já registradas. 17 tempestade nomeada causou mais de 100 fatalidades diretas, incorreu $ 265 bilhões em danos e interrompeu milhões de vidas.

Podemos não ser capazes de evitar a ocorrência de furacões, mas podemos melhorar nossa capacidade de predizê-los, tire as pessoas do caminho do perigo, responder rapidamente às suas consequências e construir nossas casas e infraestrutura de uma forma que possa sobreviver ao pior que a natureza pode jogar sobre nós.

Uma nova ferramenta chamada DesignSafe está ajudando a fazer isso. Uma plataforma de pesquisa baseada na web para a Rede NHERI (Infraestrutura de Pesquisa de Engenharia de Riscos Naturais), O DesignSafe permite que os pesquisadores gerenciem, analisar, e entender informações críticas sobre riscos naturais - de terremotos e tornados a furacões e sumidouros.

Apoiado por doações da National Science Foundation (NSF) e desenvolvido no Texas Advanced Computing Center (TACC) em colaboração com parceiros da Universidade do Texas em Austin, Rice University, e Instituto de Tecnologia da Flórida, O DesignSafe está desenvolvendo pesquisas que evitarão que eventos de risco natural se tornem desastres sociais. Isso significa ajudar os engenheiros a construir estruturas mais seguras no futuro para resistir aos riscos naturais e permitir que os profissionais de emergência direcionem melhor seus esforços.

Potencializando o reconhecimento pós-tempestade

A temporada de furacões de 2017 colocou o DesignSafe à prova e mostrou a promessa da plataforma, de acordo com David Roueche, professor assistente de Engenharia Civil na Auburn University. Roueche estava na linha de frente na resposta aos furacões da temporada, participando de missões de reconhecimento ao litoral do Texas, as Florida Keys, Porto Rico e várias ilhas do Caribe na esteira dos furacões Harvey, Irma e Maria.

Depois de Harvey, Roueche e seus colaboradores almejaram aglomerados de residências unifamiliares impactados por uma variedade de velocidades do vento. Eles inspecionaram mais de 1, 000 casas individuais e registradas mais de 5, 000 fotografias geomarcadas capturadas por equipes terrestres e veículos aéreos não tripulados. Eles participaram de esforços semelhantes depois de Irma e Maria.

O DesignSafe os ajudou de várias maneiras. Eles coordenaram suas implantações por meio de um canal de comunidade virtual no Slack (uma ferramenta de colaboração baseada em nuvem) estabelecida pela DesignSafe; eles usaram dados de mapas de vento desenvolvidos por outros pesquisadores e compartilhados no DesignSafe para determinar onde focariam seus esforços; e uma vez que eles começaram a capturar dados em campo, eles o carregaram imediatamente para o DesignSafe e usaram softwares de mapeamento e visualização como HazMapper e QGIS para gerar mapas que sintetizaram suas coleções de dados e outras.

"Estávamos interessados ​​em capturar dados sobre estruturas antes de serem destruídas, demolido e reconstruído, "Roueche disse." Estes são dados perecíveis - esse é o propósito do programa NSF RAPID - para capturar esses dados perecíveis antes que eles sejam perdidos. "

Roueche e sua equipe encontraram exemplos de casas lado a lado, construído ao mesmo tempo, onde um estava completamente destruído e o outro estava intacto. Que fatores influenciaram a sobrevivência? E como os esforços de reconstrução poderiam ser melhorados com a compreensão de quais recursos levaram algumas estruturas a resistir a tempestades?

Portal de reconhecimento do DesignSafe, que foi lançado em 2017, forneceu os recursos de computação de que Roueche precisava para suas análises e um local para compartilhar mais de 200 gigabytes de dados coletados. O portal também permitiu que sua equipe iniciasse imediatamente o controle de qualidade e as avaliações dos dados e gerasse rapidamente relatórios que outras pessoas que entrassem em campo posteriormente poderiam usar e contribuir.

Tipicamente, leva anos para que os dados coletados pelos pesquisadores após uma tempestade sejam analisados ​​e relatados, o que significa que os esforços de reconstrução não podem tirar proveito dos insights dos engenheiros. Com um sistema como o DesignSafe, Contudo, há esperança de que a "curva de resiliência" possa ser acelerada e que as recomendações possam ser disseminadas em meses.

"Queremos que as cidades sejam capazes de se reconstruir com mais resiliência, "Roueche disse." Normalmente, leva de um a cinco anos para que os produtos a partir de dados sejam lançados na literatura. Isso não nos permite ajudar as comunidades na reconstrução. Por ter um fluxo de trabalho mais simplificado, padronizando processos, e publicar dados mais cedo, nos permite afetar o processo de reconstrução e ter um impacto maior. É por isso que estou super empolgado com o rumo que isso vai dar. "

(Colaboradores de Roueche incluídos:Frank Lombardo da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, Rich Krupar da Universidade de Maryland, Daniel Smith da Estação de Teste de Ciclone da Universidade James Cook e Tracy Kijewski-Correa da Universidade Notre Dame.)

Simulações de impactos de tempestades no nível da rua

Além de permitir o reconhecimento pós-tempestade, estar na linha de frente do furacão Harvey inspirou os desenvolvedores do DesignSafe a criar novas ferramentas para auxiliar os primeiros respondentes no futuro.

Dan Stanzione, O diretor executivo da TACC e o investigador principal do DesignSafe, assistiu tomadores de decisão no Texas State Operations Center durante o furacão Harvey.

"Enquanto lá, um socorrista me disse:'Quero saber uma lista de endereços em Houston que foram inundados acima da altura da tomada elétrica. Você tem um supercomputador, você pode fazer isso certo? '", lembrou Stanzione." Não fomos capazes de fornecer essa assistência no momento, mas nos inspirou a criar essa ferramenta. "

Os componentes necessários para tal análise - previsões de ondas de tempestade, mapas de elevação e registros de construção de casas - já existiam. Mas a capacidade de conectar esses conjuntos de dados e gerar uma lista de casas potencialmente danificadas em um período de tempo razoável não funcionou.

Nos meses que se seguiram, pesquisadores da equipe DesignSafe reuniram ferramentas para integrar simulações e dados em escalas, de todo o Golfo do México a um trecho específico da costa, e de bairros individuais para casas específicas.

Usando dados do furacão Ike de 2008 e de uma tempestade hipotética que a FEMA usa para suas pesquisas, a equipe do DesignSafe mostrou que é realmente possível gerar uma lista de endereços potencialmente danificados em tempo real. Na verdade, todos os aspectos do processo podem ser computados no DesignSafe, usando os supercomputadores maciços do TACC em segundo plano.

"Podemos ir de todo o golfo, simulação HPC em grande escala para, 'Esta casa inundou ou não?' ", Disse Stanzione." É um objetivo de longa data que não era tecnologicamente possível antes, mas que temos sido capazes de fazer. Todos os dados permanecem no ambiente DesignSafe. A próxima etapa é determinar como podemos automatizar esses fluxos de trabalho para que sejam executados automaticamente. "

Quando a próxima tempestade chegar, graças ao DesignSafe, Os socorristas terão as informações de que precisam para uma ação rápida na ponta dos dedos.