Centenas de pessoas morrem no mar todos os anos devido a acidentes com navios e aviões. As equipes de emergência têm pouco tempo para resgatar aqueles que estão na água porque a probabilidade de encontrar uma pessoa viva cai vertiginosamente após seis horas. Além das marés e condições climáticas desafiadoras, As correntes costeiras instáveis ​​muitas vezes tornam as operações de busca e salvamento extremamente difíceis.

Uma nova visão dos fluxos costeiros obtida por uma equipe de pesquisa internacional liderada por George Haller, Professor de Dinâmica Não Linear na ETH Zurique, promete aprimorar as técnicas de busca e resgate atualmente em uso. Usando ferramentas da teoria de sistemas dinâmicos e dados do oceano, a equipe desenvolveu um algoritmo para prever para onde os objetos e pessoas flutuando na água irão flutuar. “Nosso trabalho tem um claro potencial para salvar vidas, "diz Mattia Serra, ex-Ph.D. estudante da ETH e agora pós-doutorado em Harvard, quem é o primeiro autor de um estudo publicado recentemente em Nature Communications.

Armadilhas escondidas levam a pessoas desaparecidas

Nas operações de resgate de hoje no mar, modelos elaborados de dinâmica oceânica e previsão do tempo são usados ​​para prever a trajetória de objetos à deriva. Para águas costeiras que mudam rapidamente, Contudo, tais previsões são frequentemente imprecisas devido a parâmetros incertos e dados ausentes. Como resultado, uma pesquisa pode ser iniciada no local errado, causando uma perda de tempo precioso.

A equipe de pesquisa de Haller obteve resultados matemáticos prevendo que os objetos flutuando na superfície do oceano deveriam se reunir ao longo de algumas curvas especiais que eles chamam de TRansient Attracting Profiles (TRAPs). Essas curvas são invisíveis a olho nu, mas pode ser extraído e rastreado a partir de dados instantâneos da superfície do oceano usando métodos matemáticos recentes desenvolvidos pela equipe da ETH. Isso permite o planejamento rápido e preciso de caminhos de busca que são menos sensíveis a incertezas na hora e local do acidente.

Uma nova ferramenta para socorristas

Em colaboração com uma equipe do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, um grupo do Instituto Oceanográfico de Woods Hole e da Guarda Costeira dos EUA, a equipe da ETH testou seu novo, Algoritmo de busca baseado em TRAP em dois experimentos oceânicos separados perto de Martha's Vineyard, perto da costa nordeste dos Estados Unidos. Trabalhando com os mesmos dados em tempo real disponíveis para a Guarda Costeira, a equipe identificou com sucesso TRAPs na região em tempo real. Eles descobriram que boias e manequins jogados na água de fato se acumulavam rapidamente ao longo dessas curvas em evolução. "Das várias abordagens concorrentes testadas neste projeto, este foi o único algoritmo que funcionou consistentemente no local, "diz Haller.

"Nossos resultados são obtidos rapidamente, fácil de interpretar e barato de implementar, "diz Serra. Ele acrescenta que o método que desenvolveram também tem potencial para prever a evolução dos derramamentos de óleo. O próximo plano do grupo de pesquisa é testar sua nova ferramenta de previsão também em outras regiões do oceano. Haller diz:" "Nossa esperança é que este método se torne uma parte padrão do kit de ferramentas da guarda costeira em todos os lugares."