LAC desenvolve modelos matemáticos para meteorologia e outras áreas do INPE

COMPUTAÇÃO MATEMÁTICA APLICADA

Shirley Marciano

Hoje é muito simples ter acesso à previsão do tempo. Ela é recebida através dos noticiários ou mesmo por meio de uma simples busca na Internet. Porém, para que as informações cheguem aos usuários neste formato, existe um longo caminho a ser percorrido.

Por haver uma gama consideravelmente grande de variáveis climáticas, tal tarefa torna- -se muito complexa, exigindo para tanto a aplicação de alta tecnologia. Para obter os dados meteorológicos, ainda sem o devido tratamento, são utilizados alguns dispositivos em solo, mas a maioria deles é coletada pelos satélites posicionados no espaço. Eles enviam os dados às antenas terrestres, as quais retransmitem para os centros — como o de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) — para serem gravados e processados. Esse processamento nada mais é do que a decodificação, por meio de softwares desenvolvidos e testados exclusivamente para essa finalidade, do que foi coletado.

Pois bem, para criar um programa que execute esse trabalho é necessário, antes de tudo, que sejam compreendidos os fenômenos. Isto é realizado através do desenvolvimento de modelos matemáticos e computacionais. Ou seja, a partir de um episódio meteorológico, num dado momento, são desenvolvidas equações matemáticas, e seu resultado será um modelo de referência, que servirá para prever eventos subsequentes.

O processo de modelagem para obtenção de dados meteorológicos é parte das diversas atividades de pesquisa que estão sob a responsabilidade da equipe do Laboratório Associado de Computação Matemática Aplicada do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (LAC-INPE), um dos quatro laboratórios integrantes da Coordenação de Laboratórios Associados de Tecnologias Especiais (CTE).

Os outros são os de Plasma (LAP), de Sensores e Materiais (LAS) e de Combustão e Propulsão (LCP). “Nós atendemos demandas que nos chegam e criamos os modelos, mas para isto é necessário muito conhecimento prévio. Por essa razão, temos que acompanhar as pesquisas que aqui estão, o estado da arte das diversas áreas de atuação do nosso laboratório”, destaca Elbert Einstein Nehrer Macau, do LAC.

Na mesma linha do que é realizado para a meteorologia, essa equipe inter e multidisciplinar — composta por engenheiros da computação e da ciência computacional, engenheiros mecânicos, físicos, meteorologistas, físicos nucleares, cosmologistas — desenvolve também modelagem matemática e computacional para as áreas de sensoriamento remoto, geofísica espacial, processamento de imagens, astrofísica e engenharia aeroespacial.

“Para engenharia espacial, por exemplo, temos que testar exaustivamente os softwares porque, se ocorrer um erro num satélite, a missão pode até ser perdida. É um trabalho que exige um alto nível de confiabilidade”, explica NL Vijaykumar, um dos primeiros pesquisadores do Laboratório. O LAC e os demais laboratórios pertencentes ao CTE desenvolvem pesquisas que atendem a diversas coordenações do INPE, como as de Engenharia (ETE), de Clima Espacial, de Observação da Terra (OBT), além do CPTEC e outros.

“As outras coordenações são temáticas. Aqui é diferente. Nós do LAC desenvolvemos metodologias que são usadas para as áreas do INPE”, diz Haroldo Fraga de Campos Velho. “Somos como um laboratório ‘meio’ para atingir os fins do Instituto”, complementa Vijay.

Pós-graduação

O LAC, junto à Divisão de Processamento de Imagens (DPI-INPE) e com a colaboração de pesquisadores do DCTA, é responsável pela pós-graduação do INPE em Computação Aplicada. Neste programa são ministrados cursos e desenvolvidas pesquisas nas diversas áreas de atuação do laboratório. “Aqui já formamos um grande número de profissionais que atuam em inúmeras áreas do INPE e de outras instituições de ensino e pesquisa. Através de orientações de teses, a nossa pós-graduação permite a difusão, o desenvolvimento e a aplicação de pesquisas com reconhecida qualidade acadêmica”, resume o pesquisador Solon Venâncio de Carvalho.

O LAC possui vários grupos de pesquisa:

- Computação Científica - desenvolve modelos matemáticos e computacionais.

- Engenharia de Software - estuda e aperfeiçoa técnicas destinadas à área de engenharia de satélites.

- Inteligência Artificial - desenvolve programas que permitem ao computador tomar decisões por meio de critérios pré-estabelecidos.

- Processamento de Alto Desempenho - são técnicas estudadas e desenvolvidas que possuem a finalidade de prover uma maior velocidade de um determinado trabalho. É o caso, por exemplo, do supercomputador do CPTEC, que utiliza — para os casos em que os dados não dependam um do outro — processadores separados (paralelização).

- Pesquisa Operacional - desenvolve técnicas e modelos que visam otimizar sistemas ou processos de decisão. Por exemplo, buscar boas localizações para antenas receptoras de dados de satélites.

“Apesar da relevante contribuição que este laboratório traz em termos de desenvolvimento de pesquisa na área de modelagem matemática e computacional, até 2020, corremos o risco de ficar com apenas 50% da atual equipe — que hoje possui 20 pessoas — em decorrência de aposentadorias”, adverte Ezzat Selim Chalhoub, chefe do LAC.

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