Supercómputo para el medio ambiente: paralelizando simulaciones de derrames en el mar

Autores/as

  • Gabriela Reséndiz Colorado Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México. https://orcid.org/0000-0002-2421-6987
  • Rosario Romero Centeno Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México. https://orcid.org/0000-0003-3840-5655
  • Jorge Zavala Hidalgo Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México. https://orcid.org/0000-0002-2737-434X
  • Miguel Ángel Robles Roldán Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México. https://orcid.org/0000-0003-1193-5576
  • Pável Ernesto Oropeza Alfaro Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México. https://orcid.org/0000-0002-7464-1973

DOI:

https://doi.org/10.22201/dgtic.26832968e.2026.17.133

Palabras clave:

simulaciones de derrame, paralelización, PyGnome, derrames de hidrocarburo

Resumen

Las simulaciones numéricas de escenarios y pronósticos de trayectorias de derrames de hidrocarburos juegan un papel preponderante en la atención de estos incidentes. Uno de los principales retos es obtener estas simulaciones en corto tiempo. En este trabajo, se aborda la paralelización de simulaciones de derrames por medio del desarrollo de scripts en Bash y Python, lo cual permite aprovechar los múltiples nodos del cluster Ometéotl del Grupo Interacción Océano-Atmósfera del Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático (ICAyCC) de la UNAM. Los resultados de la implementación de cómputo paralelo muestran una reducción del 77.8% en el tiempo de pared respecto a la versión secuencial, lo que permitió obtener 66 430 simulaciones de derrames en 36 horas. Por otro lado, las simulaciones de un solo pozo, considerando un derrame diario durante 26 años, tardaron 3 horas y 20 minutos en ejecutarse.

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Biografía del autor/a

Rosario Romero Centeno, Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México.

Rosario de Lourdes Romero Centeno estudió Matemáticas en la Facultad de Ciencias de la UNAM; realizó una
maestría en ciencias con orientación en Oceanografía Física en el Centro de Investigación Científica y de
Educación Superior de Ensenada, y obtuvo su doctorado en Ciencias de la Tierra en el área de ciencias
atmosféricas en el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM (ahora Instituto de Ciencias de la Atmósfera
y Cambio Climático, ICAyCC). Cuenta con alrededor de 40 publicaciones, incluyendo artículos científicos en
revistas indizadas, libros y capítulos de libros, artículos y notas de divulgación, además de informes y reportes
técnicos de proyectos de investigación. Ha colaborado y ha sido responsable o corresponsable en un número
importante de proyectos financiados por programas de la UNAM, el CONAHCTY y por diversas dependencias
gubernamentales. Ha dirigido tesis de licenciatura (2), maestría (5) y doctorado (4) y es tutora del Posgrado en
Ciencias de la Tierra, en donde ha impartido varios cursos. Actualmente es Investigadora Titular ‘A’ de tiempo
completo en el ICAyCC, tiene Nivel II en el SNII y sus líneas de investigación se centran en procesos de
interacción océano-atmósfera y estudios del clima y variabilidad climática en México.

Jorge Zavala Hidalgo, Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México.

Jorge Zavala Hidalgo es Físico por la Facultad de Ciencias de la UNAM; realizó una maestría
en Ciencias del Mar por la UNAM y un doctorado en Oceanografía Física por el Centro de
Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada. Realizó un posdoctorado en
el Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies de la Universidad Estatal de Florida, en
los EUA, y estuvo dos años como investigador visitante en esa institución. En 2003 se
incorporó al entonces Centro de Ciencias de la Atmósfera, hoy Instituto de Ciencias de la
Atmósfera y Cambio Climático (ICAyCC) de la UNAM, siendo actualmente Investigador
Titular C, con PRIDE D, y miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores
en el Nivel III. Fue Jefe del Servicio Mareográfico Nacional operado por la UNAM de 2006 a
2019; Editor en Jefe de la revista Atmósfera del ICAyCC de 2017 a 2019; Coordinador
General del Servicio Meteorológico Nacional entre 2019 y 2021, y director del ICAyCC de
2021 a 2025. Sus líneas de investigación incluyen los procesos de interacción océano-
atmósfera; la variabilidad del clima en México, incluyendo el cambio climático; la variabilidad
del nivel del mar y la dinámica de las costas y mares mexicanos. Tiene 63 artículos
publicados en revistas indizadas, 8 libros y varios capítulos de libro, y una amplia
participación en actividades de difusión y divulgación de la ciencia. Ha dirigido 32 tesis, 15 de
licenciatura, 12 de maestría y 5 de doctorado, así como ocho estancias posdoctorales.

Miguel Ángel Robles Roldán, Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México.

Ing. Eléctrico-Electrónico por la Facultad de Ingeniería de la UNAM, Maestro en Ciencia e Ingeniería de la Computación también por la UNAM. Experiencia de 10 años (2008-2018) realizando diseño y mantenimientos preventivos y correctivos a sistemas de medición meteorológica en el área de Instrumentación Meteorológica del (entonces) Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA). Desde 2018 Técnico Académico en el Grupo Interacción Océano Atmósfera del ICAyCC, realizando post-procesamiento de salidas de modelos de predicción numérica, así como desarrollando y manteniendo plataformas web para facilitar el acceso a los datos generados por diferentes proyectos de investigación como el CIGOM. A la par brinda apoyo al PEMBU y RUOA, en especial en el desarrollo de prototipos de medición de bajo costo y actividades de divulgación. Mas recientemente, desde 2022, imparte clases de Instrumentación, Microprocesadores y Robótica en la ENCiT.

Pável Ernesto Oropeza Alfaro, Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, Ciudad de México, México.

Obras y trabajos publicados:

Operational Ozone forecasting system in Mexico city: A machine learning framework integrating forecasted weather and historical Ozone data (2024-12-30) https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2024.121017

”ATLAS DE LÍNEA BASE AMBIENTAL DEL GOM - TOMO II: Circulación oceánica y oleaje,

Subtomo Circulación oceánica”, CICESE© , 2020, ISBN 978-607-99048-1-4

Colaboración en el ”Sistema Integral de Modelación Numérica Acoplada de derrames de hidrocarburos en el GOM - Tomo I y II

Actividade relevantes:

Colaboración en la implementación del Clúster Ometeotl del ICAyCC, UNAM, 2017 (https://coloquio.super.unam.mx/2020/materiales/carteles/CS2020AV03.pdf)

Colaboración en configuración en Supercómputo de ”Sistema de Pronóstico operacional de eventos extremos CENAPRED” (https://grupo-ioa.atmosfera.unam.mx/cenapred/index.php)

Colaboración en configuración en Supercómputo de ”Sistema de Pronóstico Meteorológico del ICAyCC” (http://pronosticos.atmosfera.unam.mx/operativo/)

Cargos actuales y desempeñados:

Actualmente colaboro en la administración de recursos computacionales de alto desempeño del Grupo Interacción Océano Atmósfera - Clúster Ometeotl.

Apoyo en la selección y especificación de equipo de cómputo HPC 

Coordinador de Informática, Diseño y mantenimiento ”Portal Web CAAD” en Comisión de Apelación y Arbitraje del Deporte (2010-2011)

Citas

[1] Petróleos Mexicanos (PEMEX), Anuario estadístico 2024, 2024. [Online]. Available: https://www.pemex.com/ri/Publicaciones/Anuario%20Estadistico%20Archivos/Anuario%20Estad%C3%ADstico%202024.pdf. Accessed: Sep. 2025.

[2] L. A. Soto, A. V. Botello, S. Licea-Durán, M. L. Lizárraga-Partida, and A. Yáñez-Arancibia, "The environmental legacy of the Ixtoc-I oil spill in Campeche Sound, southwestern Gulf of Mexico," Front. Mar. Sci., vol. 1, p. 57, 2014, doi: 10.3389/fmars.2014.00057.

[3] J. Beyer, H. C. Trannum, T. Bakke, P. V. Hodson, and T. K. Collier, "Environmental effects of the Deepwater Horizon oil spill: A review," Mar. Pollut. Bull., vol. 110, no. 1, pp. 28–51, 2016, doi: 10.1016/j.marpolbul.2016.06.027.

[4] National Research Council, "Understanding the Risk," in Oil in the Sea III: Inputs, Fates, and Effects, Washington, DC, USA: The National Academies Press, 2003, pp. 19–62.

[5] P. Chapman, T. L. Wade, and A. H. Knap, "Environmental Effects and Management of Oil Spills on Marine Ecosystems," in Handbook of Oil Spill Science and Technology, F. Fingas, Ed., Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2018, pp. 119–145, doi: 10.1201/9781315153933-5.

[6] NOAA Office of Response and Restoration (ORR), "PyGnome: General NOAA Operational Modeling Environment," [Online]. Available: https://github.com/NOAA-ORR-ERD/PyGnome. Accessed: Aug. 2025.

[7] NOAA Office of Response and Restoration (ORR), PyGnome Documentation, [Online]. Available: https://gnome.orr.noaa.gov/doc/pygnome/index.html. Accessed: Sep. 2025.

[8] R. Romero-Centeno, J. Zavala-Hidalgo, and J. P. Osuna-Cañedo, Eds., "Circulación oceánica y oleaje," in Atlas de línea base ambiental del golfo de México, vol. II, S. Z. Herzka et al., Coords., México: CIGoM, 2021.

[9] R. Romero-Centeno and J. Zavala-Hidalgo, Eds., "Meteorología," in Atlas de línea base ambiental del golfo de México, vol. I, S. Z. Herzka et al., Coords., México: CIGoM, 2021.

[10] Secretaría de Energía (SENER), "Sistema de Información de Hidrocarburos," [Online]. Available: https://sih-hidrocarburos.energia.gob.mx/. Accessed: May 2025.

[11] Secretaría de Energía (SENER), "Mapa Interactivo de Contratos y Asignaciones de Hidrocarburos," [Online]. Available: https://mapa-hidrocarburos.energia.gob.mx/. Accessed: May 2025.

Servidores de supercómputo con el nombre “OMETÉOTL”, código de programación y una ilustración de líquido vertiéndose.

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Publicado

27/08/26 (12:00)

Cómo citar

Reséndiz Colorado, G., Romero Centeno, R., Zavala Hidalgo, J., Robles Roldán, M. Ángel, & Oropeza Alfaro, P. E. (2026). Supercómputo para el medio ambiente: paralelizando simulaciones de derrames en el mar. TIES, Revista De Tecnología E Innovación En Educación Superior, (17), 51–61. https://doi.org/10.22201/dgtic.26832968e.2026.17.133

Número

Núm. 17 (2026): Congreso Internacional de Supercómputo 2025, volumen 2

Sección

Artículos

Licencia

Derechos de autor 2026 Gabriela Reséndiz Colorado, Rosario Romero Centeno, Jorge Zavala Hidalgo, Miguel Ángel Robles Roldán, Pável Ernesto Oropeza Alfaro

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