Computación de alto rendimiento para una mejor agricultura

La agricultura es la principal fuente de sustento en muchas regiones del mundo en desarrollo, y el futuro de nuestro mundo depende de una agricultura sostenible a nivel mundial. HPC se está volviendo crítico en la actividad agrícola, control de plagas, diseño de pesticidas y monitoreo de los efectos de los pesticidas. Los datos climáticos se utilizan para comprender el impacto del cambio climático en el agua y la agricultura en Oriente Medio y África del Norte, ayudar a las autoridades locales en la gestión del agua y los recursos agrícolas y ayudar a las comunidades vulnerables de la región mediante una mejor gestión y respuesta ante la sequía.

El sector agrícola francés utiliza un poco más de 500 moléculas de síntesis orgánica en los alrededor de 2 900 productos pesticidas comercialmente disponibles que han sido aprobados para la venta. Existe el riesgo de que los ingredientes activos de los plaguicidas lleguen al medio ambiente y a la cadena alimentaria.

Estos representan un peligro potencial para las personas y los ecosistemas con efectos inmediatos y / o a largo plazo. Por lo tanto, la presencia de pesticidas en los cursos de agua y en las aguas subterráneas ha sido revisada cada vez más a menudo desde el cambio de siglo. Estas pruebas destacan la presencia generalizada de pesticidas en los medios acuáticos, principalmente en cantidades muy pequeñas. Los resultados de los análisis permiten verificar el cumplimiento de las normas. Estos estándares, definidos a nivel europeo por ingrediente, están incluidos en los objetivos de calidad de la Directiva Marco Europea del Agua.

En el Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques de Toulouse (LCPQ), los científicos dirigidos por Fabienne Bessac y Sophie Hoyau, profesores investigadores de Toulouse INP-PURPAN y la Universidad Paul Sabatier, están llevando a cabo investigaciones para mejorar nuestra comprensión de las interacciones entre las moléculas de plaguicidas y un tipo de arcilla, Montmorillonita. Los plaguicidas que se estudian son la atrazina (un herbicida prohibido desde 2004 pero aún se encuentra en las aguas subterráneas y superficiales), el metamitrón (un herbicida), la fenhexamida (un fungicida utilizado sobre todo en las vides) y, posteriormente, el glifosato.

Se está utilizando un enfoque de etapas múltiples: desde el plaguicida aislado hasta el plaguicida hidratado adsorbido en la arcilla e incluyendo el complejo entre el plaguicida y los iones presentes en el suelo. Para estos complejos cálculos químicos teóricos , se utilizaron 1,4 millones de horas en EOS y 1 millón de horas en Occigen , el supercomputador de GENCI . Los recursos informáticos de alto rendimiento permitieron a los investigadores rastrear cómo se desoreta (libera) la fenhexamida en presencia de agua para Montmorillonita.

Fuente: European Comission