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El poder de las simulaciones

La simulación en computadoras ocupa un lugar cada vez más significativo en el quehacer diario de los científicos. Ya sean químicos o geólogos, genetistas o astrofísicos, en algún momento recurren a esta herramienta para planificar sus actividades futuras. Pero ¿de qué hablamos cuando hablamos de simulaciones?

Según el diccionario

Según el diccionario de la Real Academia Española, simular es 'representar algo, fingiendo o imitando lo que no es'. Es decir, una simulación es una representación de un problema, una circunstancia o un desarrollo que queremos observar. Un experimento científico, por ejemplo, es una simulación que busca representar, en condiciones controladas por el investigador, un proceso que ocurre en la naturaleza.

Hasta hace poco tiempo, el diseño de los experimentos científicos estaba basado en las experiencias previas, en la formación del investigador, en su creatividad y en su conocimiento profundo sobre el tema que estaba estudiando. Con el aumento de la capacidad de cálculo de las computadoras y, en especial, de las placas de video, diseñar una simulación informática se fue transformando en una herramienta muy común para los grupos de investigación, no como reemplazo de los clásicos experimentos, sino como su paso previo

El modelo matemático

En ciencias, la mayoría de los eventos pueden explicarse según un modelo matemático. Ese modelo está compuesto por una serie de ecuaciones que contemplan las variables más significativas de lo que se explica. Por ejemplo, si queremos estudiar una reacción química, tendremos que controlar las concentraciones de las sustancias químicas involucradas, la temperatura y la presión del lugar donde se realizará la mezcla, y el tiempo que permitiremos que estas sustancias interactúen. Concentraciones, temperatura, presión y tiempo serán nuestras variables significativas y, a partir de ellas, iremos desarrollando ecuaciones que representen matemáticamente esa reacción que estamos viendo

Simulaciones

Las variables

Cuanto mayor sea el número de variables significativas de aquello que se investiga, más complejo será el modelo matemático que lo represente. Cuando las computadoras no existían, era muy difícil arribar a modelos matemáticos de múltiples variables. Hoy en día, es mucho más fácil. Hay que tener una computadora con buena capacidad de cálculo, acceder al programa de computación adecuado y saber cómo ajustarlo al experimento que queremos desarrollar. Lo interesante de construir estos modelos matemáticos en las computadoras es que, una vez que se hallan las mejores ecuaciones, podemos usarlas para simular varios experimentos sin haberlos hecho. ¿Cómo? Pues, simplemente, reemplazando los datos correspondientes mediante el teclado.

Las ventajas de simular

Supongamos que tenemos que saber cómo se comportará un nuevo material si se lo somete al doble del peso que soporta habitualmente. Una opción es diseñar una serie de experimentos reales que representen eso que deseamos saber y ejecutarlos sin más. Otra es, previamente, acudir a un modelo matemático que se ajuste a la representación deseada, cargar los datos necesarios en el programa que desarrollamos y ver los resultados más probables en cuestión de minutos, de horas o de días (sí, hay cálculos tan complejos que a una supercomputadora le lleva días resolverlos).

¿Cuáles son las ventajas de este proceso? Fundamentalmente, el ahorro de tiempo y de recursos, pues las simulaciones permiten evaluar el diseño del experimento, mejorarlo o descartarlo. También, que las simulaciones dan la posibilidad de probar diseños de experimentos de muchas variables que no se probarían si esta herramienta no existiera.

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¿Simulaciones que son un juego?

Los videojuegos que simulan la vida real tienen su antecedente más antiguo en los simuladores de vuelo que se comenzaron a usar en la década del ochenta, en los Estados Unidos, para entrenar a pilotos y astronautas. En la actualidad, hay simuladores de manejo de todos los medios de transporte que existen, y muchos de ellos se usan tanto para entrenar profesionales como para jugar en la web. Pero manejar un helicóptero o una aeronave no son las únicas situaciones de la vida que se han usado para diseñar videojuegos. De hecho, existe toda una categoría de videojuegos que desarrolla mundos virtuales, donde es posible estudiar fenómenos de la naturaleza o interactuar con otros seres virtuales y realizar las mismas actividades que desarrollamos en la vida diaria. ¿Qué aplicación científica tienen? Hay muchos grupos de investigación en psicología y en sociología que los utilizan. Algunos estudios indican que podrían ser muy buenas herramientas en el tratamiento de trastornos sociales o en la recuperación de ciertas habilidades corporales.

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Ficha

Publicado: 13 de mayo de 2015

Última modificación: 08 de enero de 2016

Audiencia

Estudiantes

Área / disciplina

Nivel

Secundario

Categoría

Entrevistas, ponencia y exposición

Modalidad

Todas

Formato

Texto

Etiquetas

simulador digital

simulación

Autor/es

Educ.ar

Licencia

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