| Artículos | 01 NOV 1997

Coches más seguros gracias a la simulación

Tags: Histórico
Joan C. Ambrojo.

Cada año se producen millones de accidentes de circulación. Los fabricantes de coches se afanan por mejorar día a día la seguridad de los vehículos y los airbags, barras laterales y otros dispositivos están salvando muchas vidas humanas. Pero crear el coche más seguro requiere miles de pruebas, reales y simuladas. La simulación con computación en paralelo reduce al mínimo el tiempo de cálculo.

La normativa internacional en seguridad de vehículos obliga a los fabricantes a certificar sus productos con una serie de pruebas. Desde choques frontales y laterales al desplazamiento de los ocupantes. Todo a diversas velocidades. El coste que supone realizar las pruebas en vivo hizo que los constructores comenzaran a aplicar hace un año la simulación informática como un complemento en el desarrollo.

Hasta ahora, los programas informáticos de elementos finitos analizaban sólo unos pocos tipos de variables. Un consorcio europeo de empresas e instituciones, con participación española, ha conseguido desarrollar Promenvir, una prometedora aplicación de supercomputación que permitirá a los ingenieros investigar y analizar de forma automática y controlada los efectos que distintos parámetros y variables del diseño tienen en el comportamiento de la estructura del automóvil siniestrado. Pero también tendrá otras aplicaciones en ámbitos como la aeronáutica espacial, más concretamente en el desarrollo de reflectores de satélite.

Uno de los primeros "conejillos de indias" del citado software ha sido BMW, considerado por muchos como uno de los fabricantes que más y mejor invierte en la seguridad de sus vehículos. Durante tres días los ingenieros de la firma alemana estuvieron probando el sistema en el Centro Europeo de Paralelismo de Barcelona (CEPBA) de la UPC y estudiaron el comportamiento de ciertos elementos del automóvil durante unas supuestas colisiones. Con los sistemas tradicionales habrían necesitado 1.000 horas de cálculo para llegar a las mismas conclusiones. "BMW es un socio muy importante porque nos proporciona un ejemplo de la aplicación con cálculos cien veces más intensos que los habituales", explica Jesús Labarta, director del centro de paralelismo con sede en Barcelona. La prueba se ha realizado sobre un ordenador Silicon Graphics Origin 2000 con memoria compartida y 64 procesadores trabajando en paralelo, utilizando el simulador PAM-CRASH, de la francesa ESI.

Actualmente, los constructores se preocupan por estudiar en qué grado afecta un impacto a los ocupantes. Por ejemplo, es bastante habitual que el pedal del freno o el panel frontal causen la rotura de piernas y rodillas. Eso sin hablar del volante y otros elementos. Pero el mundo exterior estaba algo descuidado. De cara al futuro, BMW analizará cómo afectan los choques de sus automóviles a los peatones y a los ocupantes de los otros vehículos. El objetivo es conseguir un diseño que cause los menores daños posibles. "Es una nueva metodología que esperamos nos permita mejorar el nivel de seguridad de nuestros coches", afirma Ralf Blumhardt, del departamento de simulación de choques de BMW.

En el desarrollo de Promenvir, proyecto que finalizará en diciembre de este año, está participando un equipo de la Universidad Politécnica de Catalunya, que se ha encargado del diseño general de la herramienta y de la implementación de la paralelización. También están colaborando Construcciones Aeronáuticas (CASA) División Espacio y el Centro de Estudios e Investigaciones Técnicas de Guipúzcoa, además de otras compañías extranjeras. La inversión ha sido elevada (500 millones de pesetas) pero el retorno por la venta del producto, ya en versión industrial, también será importante: "La I+D puede llegar a ser rentable", asegura Jacek Marczyk, de CASA División Espacio. En este sentido, este programa también ha sido testeado por ingenieros de Peugeot y Seat, y está prevista su comercialización a partir de 1998.

Promenvir tiene tres partes diferenciadas. En la primera el ingeniero, después de haber conocido cuál es el problema a resolver, define en qué se centrará el análisis y la influencia que puedan tener ciertas características de los elementos de un vehículo. Por ejemplo, cómo se comporta en un impacto una barra lateral según sea la rigidez y grosor del material empleado. En la segunda fase se distribuye el cálculo a los procesadores disponibles de la forma más eficiente posible. Es algo fundamental para obtener los resultados en el menor tiempo posible. Las miles de ejecuciones que se lanzan al sistema generan enormes cantidades de datos que se han de repartir por la red de ordenadores. "Se podría sobrecargar la red", asegura Sergi Girona, de la UPC. "Por ello es necesario distribuir los datos de forma lógica e inteligente para extraer la información necesaria". Finalmente se realiza una estadística, herramienta que permitirá analizar los resultados obtenidos con las distintas alternativas.

La supercomputación en paralelo de altas prestaciones es, según los técnicos, una buena fórmula para resolver cálculos complejos y muy intensivos en los procesos de simulación con la metodología Monte Carlo. Hay dos maneras de efectuar cálculos como los que realiza el CEPBA. O se instala una máquina muy potente en un solo edificio o se conectan varios equipos, de forma que constituyen un metaordenador u ordenador virtual. Recientemente se ha realizado un experimento de cálculo con una red de cien ordenadores situados en cuatro países, con prestaciones de 50 GigaFLOP, en el que han tomado parte como participantes españoles el CEPBA, el CEIT y CASA.

La creación de Promenvir supone un gran paso adelante en la mejora de la seguridad de los vehículos. Paradójicamente, la tecnología empleada en el CEPBA habría sido considerada hace dos años "como un gran desafío", en opinión de Jesús Labarta. Esta nueva herramienta incrementa notablemente la sofisticación y la capacidad de resolver problemas de cálculo. Ahora habrá que esperar a ver si los coches del futuro son realmente menos dañinos y circulan en manos de conductores más prudentes.

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