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Il grid computing per predire la qualità  dei corsi d’€™acqua

Il World Community Grid di IBM e l’Università della Virginia hanno annunciato Computing for Sustainable Water, un progetto finalizzato a simulare e predire gli effetti ambientali ed economici delle scelte agricole, commerciali e industriali, nell’arco dei prossimi 20 anni, nella Baia di Chesapeake, il più grande estuario americano. Il progetto può essere adattato per studiare anche altri corsi d’acqua.

Sfruttando l’enorme potenza di calcolo di due milioni di computer – un numero record raggiunto di recente – forniti dai quasi 600.000 utenti che hanno scaricato l’applicazione del World Community Grid in 80 paesi, gli scienziati condurranno 1,3 milioni di esperimenti di simulazione in un solo anno, un’impresa che di norma ne richiederebbe 90. 

Le conoscenze acquisite grazie al progetto Computing for Sustainable Water potranno contribuire a influenzare le decisioni future di politica pubblica per la Baia di Chesapeake, ma anche per altri 400 importanti corsi d’acqua ed ecosistemi associati in tutto il mondo, la metà dei quali sono particolarmente minacciati . Sarà possibile inoltre ottenere utili informazioni per le prassi di gestione idrica, per rispondere alle esigenze degli oltre 1,2 miliardi di persone che attualmente non hanno accesso ad acqua pulita e potabile.

Privati, imprese e organizzazioni non-profit – come enti locali, agenzie per i servizi sociali e scuole – possono contribuire al progetto dell’Università della Virginia, scaricando l’app gratuita dal World Community Grid sui propri personal computer (si scarica da qui in versione per OS X dopo essersi registrati: è riportata come “PowerPC” ma l’applicazione è Universal, nativa per Mac con CPU PowerPC e Intel).

L’app consente ai computer di eseguire i calcoli per il progetto Computing for Sustainable Water quando i loro sistemi sono inattivi. Il processo è automatico, ha un consumo minimo di energia supplementare e non influisce sulla velocità delle attività del computer.

Per il progetto Computing for Sustainable Water, l’Università della Virginia ha creato un modello matematico che simula le azioni dei 17,4 milioni di persone che vivono nel bacino idrografico di oltre 165.000 chilometri quadrati dalla Baia di Chesapeake. Potrà predire gli effetti mensili e cumulativi delle decisioni legate all’agricoltura, ai trasporti, all’energia e all’industria, adottate nell’arco di 20 anni. Saranno prese in considerazione diverse ipotesi in ogni scenario, ad esempio la percentuale prevista di abitazioni collegate alle fosse biologiche e ai pozzi, rispetto a quelle collegate alla rete fognaria e ai sistemi idrici pubblici.

Il progetto si basa su un precedente lavoro di modellazione eseguito dall’Università della Virginia. Denominato UVA Bay Game, questo modello di simulazione serve principalmente a sensibilizzare e educare le persone riguardo alle conseguenze delle alterazioni naturali e artificiali al bacino idrografico della Baia di Chesapeake. I giocatori simulano le decisioni di agricoltori, costruttori, pescatori della Baia e autorità di regolamentazione, i risultati forniscono informazioni generali sull’andamento e sulla gestione del bacino idrografico.

“Una volta completato un anno di calcoli, prevediamo di arrivare a risultati che potrebbero informare le politiche e stimolare un cambiamento dei comportamenti individuali nella regione della Baia di Chesapeake e lungo il suo bacino idrografico”, spiega Gerard Learmonth, professore di ingegneria dei sistemi e dell’informazione all’Università della Virginia, che ha avuto un ruolo decisivo nella progettazione e realizzazione del progetto Computing for Sustainable Water. “Ciò che apprendiamo da questo progetto potrebbe essere facilmente esteso ad altre regioni del mondo che affrontano problemi simili di qualità delle acque. Osserveremo se le varie best practices di gestione attualmente utilizzate dalle pubbliche amministrazioni saranno efficaci nel lungo periodo nel ridurre il carico di azoto, fosforo e sedimenti che giunge alla Baia di Chesapeake dalle aree urbane e agricole, causando il deterioramento del suo stato di salute. Ci auguriamo che ciò che apprenderemo potrà non solo aiutare a riportare in buona salute la Baia, ma anche a sostenerla per le generazioni future”.

Gli scienziati comprendono bene ciò che accade alle acque quando si verificano specifici cambiamenti in natura, ma non è altrettanto facile predire e prevedere come l’uomo potrebbe influire su tali cambiamenti. Per predire gli esiti e le conseguenze involontarie dello sviluppo influenzato dall’uomo con un grado di certezza, è necessario che essi simulino molti possibili scenari di causa-effetto e “what if”. Per compiere progressi tempestivi, la complessità e la mole di dati coinvolti richiede capacità di calcolo rapida e potente: un’impresa costosa. Il World Community Grid, è un supercomputer pubblico creato e sostenuto da IBM, che fornisce potenza computazionale necessaria per eseguire enormi quantità di calcoli gratuitamente.

Il World Community Grid sostiene altri progetti finalizzati a contrastare l’inquinamento delle acque, ad esempio un’iniziativa della Tsinghua University in Cina per sviluppare modi per filtrare, pulire o trattare l’acqua dolce e marina inquinata, con minori costi, complessità ed energia rispetto a quanto richiesto dalle tecniche attuali. Altri progetti si propongono di trovare un modo più rapido per curare le malattie (alcune delle quali trasmesse dall’acqua, come la schistosomiasi), trovare materiali per l’energia rinnovabile e sviluppare alimenti più sani.

Fonte: IBM

[A cura di Mauro Notarianni]

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