INPE inicia nova era em supercomputação com foco em previsão de tempo

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), unidade do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), adquiriu um novo supercomputador, instalado no Centro de Dados Científico do Instituto, em Cachoeira Paulista (SP), onde recentemente iniciou sua operação. A nova máquina amplia significativamente a capacidade de previsão do tempo e de modelagem climática no país, em um momento em que cresce a demanda por informações precisas diante da intensificação de eventos extremos.

Com mais velocidade, resolução e sustentabilidade, o investimento feito pelo MCTI, com financiamento da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e recursos do Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FNDCT), reforça a capacidade nacional de antecipar riscos climáticos e gerar conhecimento científico estratégico para o país. “Em relação ao sistema anterior, o Tupã, o novo supercomputador tem capacidade de processamento de dados de 5 a 6 vezes maior e cerca de 24 vezes mais capacidade de armazenamento de dados, sendo o mais avançado equipamento de previsão de tempo e de clima do país”, explica Ivan Márcio Barbosa, Coordenador de Infraestrutura de Dados e Supercomputação (COIDS/INPE).

O novo supercomputador reduz o tempo de processamento de previsões meteorológicas e aumenta o nível de detalhamento dos resultados. Enquanto anteriormente a previsão para 10 dias exigia cerca de três horas de processamento, agora é possível obter, em menos de duas horas. Esse ganho permite executar múltiplas simulações com pequenas variações, fornecendo cenários probabilísticos mais confiáveis para apoiar órgãos como a Defesa Civil.

Além disso, o novo supercomputador permitirá previsões com maior resolução espacial, ou seja maior detalhamento. Além de mais processamento, isso exige que o supercomputador tenha muito mais memória. A grade de previsão, que antes era de 20 km, passa a 10 km para o globo todo, e poderá alcançar 3 km para previsões sobre a América do Sul. Essa melhoria permite identificar fenômenos locais, como ondas de calor em áreas específicas de grandes cidades, tempestades intensas em regiões delimitadas e efeitos de serras e vales sobre o clima.

A aquisição integra o projeto RISC (Renovação da Infraestrutura de Supercomputação do INPE), que prevê, além do novo supercomputador, a instalação de mais três supercomputadores até 2028. O projeto também contempla a modernização da infraestrutura elétrica, do sistema de refrigeração e a implantação de uma usina fotovoltaica, tornando o Centro de Dados Científico do Instituto mais eficiente e sustentável. Com recursos do Convênio FINEP/RISC, o investimento total previsto para o projeto será de aproximadamente 200 milhões de reais.

Para a compra, importação e transporte desta primeira máquina, o investimento foi de quase 30 milhões de reais. Ao final da execução do projeto, a capacidade computacional poderá alcançar pelo menos 8 Petaflops, o equivalente a 8 quatrilhões de operações matemáticas por segundo.

No núcleo desse avanço está o MONAN (Modelo para Previsões de Oceano, Terra e Atmosfera), desenvolvido para representar com mais precisão as condições tropicais e subtropicais da América do Sul. Comunitário e de código aberto, o MONAN - cujo nome faz referência ao termo tupi-guarani para “terra sem males” - integra dados da atmosfera, dos oceanos, da superfície terrestre e da química atmosférica, permitindo antecipar ondas de calor, estiagens prolongadas e enchentes com maior exatidão.

Com apoio de instituições nacionais e internacionais, o MONAN busca oferecer previsões que atendam às necessidades específicas do Brasil e da região. Os primeiros produtos operacionais, voltados para previsões meteorológicas de médio prazo, estão previstos ainda para 2025.

O que esperar do novo supercomputador

Diferente dos data centers comerciais, voltados a aplicações corporativas, o Centro de Dados Científico do INPE é voltado à pesquisa e ao serviço público. O novo sistema apoiará atividades em previsão de tempo, modelagem climática, monitoramento da qualidade do ar, estudos oceânicos e gestão de dados ambientais estratégicos.

Os resultados gerados pelo supercomputador têm aplicações diretas em diversos setores, como agricultura, energia, saúde e defesa civil, oferecendo previsões mais rápidas e detalhadas que permitem reduzir prejuízos e salvar vidas.

A nova capacidade computacional também reforça o papel do INPE em pesquisas sobre mudanças climáticas. O sistema será utilizado na elaboração de cenários climáticos futuros, fundamentais para as Comunicações Nacionais do Brasil à Convenção do Clima e para a participação do país no Coupled Model Intercomparison Project (CMIP), iniciativa internacional do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (IPCC).

Início da operação, testes e escolha do nome

Adquirido junto à empresa HPE-Cray em setembro de 2024, o novo supercomputador (modelo HPE XD2000) chegou ao Brasil em maio de 2025. Desde então, equipes do INPE realizaram as adequações necessárias na infraestrutura e a desmontagem do sistema anterior, o Tupã, além de receberem treinamento técnico por parte da empresa para operação do equipamento.

O Tupã era composto por dois módulos, o XE6, adquirido em 2010, e o XC50, adquirido em 2017. O processo de desativação começou com a desmontagem do módulo XE6, concluída em março. O Módulo XC50 continua sendo utilizado operacionalmente e tem previsão de desligamento no início de 2026.

A nova máquina já está em operação, enquanto os modelos numéricos passam por fases de testes e migração de sistemas. Além do MONAN, que apresentou bons resultados iniciais, estão previstos novos testes e validações de outros modelos de tempo e clima que também passarão a operar no novo sistema.

Além disso, o novo supercomputador ainda aguarda um nome que traduza sua missão e dê continuidade ao legado do Tupã, cujo nome, inspirado na mitologia tupi-guarani, simboliza a força dos trovões e do clima e reflete a conexão entre ciência e cultura brasileira. Para batizar a nova máquina, o INPE lançou uma campanha em duas etapas: após receber mais de cem sugestões de servidores, colaboradores e alunos, a escolha final será aberta à sociedade nas redes sociais, fortalecendo o elo entre ciência, cultura e participação pública nessa nova era da supercomputação nacional.