El plan de Inglaterra ante futuras pandemias no está en un laboratorio, sino en la supercomputación

Mucho antes de que la covid-19 hiciera su particular irrupción en escena, los sistemas de salud de todo el mundo ya contaban con organismos especializados en monitorizar, prevenir y estudiar potenciales pandemias y enfermedades de amplio calado. En España, por ejemplo, disponemos del ya longevo Instituto de Salud Carlos III, creado en 1986. Nuestros vecinos ingleses no son una excepción, aunque en su caso hemos de atenernos a una larga lista de reorganizaciones públicas.

En un inicio, hace casi 80 años como rezan los cuentos populares, existían la Health Protection Agency y la National Treatment Agency for Substance Misuse, junto a otros entes de menor calado. En 2013, todos ellos se agruparon bajo la denominación de Public Health England, una enseña que existió hasta octubre del pasado curso. En ese momento, PHE se segregó en dos organismos distintos, de los que la UK Health Security Agency asumió las responsabilidades en lo que a salud pública se refiere.

El antiguo Public Health England es el núcleo de este nuevo ente, con alrededor de 6.000 profesionales. Su misión es la de "mejorar el bienestar de la nación y reducir la desigualdad en salud". Una tarea "inspiradora" para los investigadores de este centro, pero también para quienes no sólo desarrollan esa labor científica sino que ayudan a que sus trabajos sean lo más abiertos posible, accesibles para toda la comunidad.

Estas definiciones son de Francesco Giannoccaro, director de Computación de Alto Rendimiento e Infraestructura en la UK Health Security Agency. ¿Qué hace un informático en un centro de investigación en salud pública? Él mismo responde a D+I: "La organización tiene varias áreas científicas que producen publicaciones basadas en modelos matemáticos, relacionados por ejemplo en la ubicación de determinados brotes, el alcance de estos brotes o la evolución de los patóneos o la resistencia a antibióticos de determinados patógenos agresivos".

Modelos matemáticos que necesitan, como el respirar, capacidades tecnológicas del máximo nivel. Y a ello se dedica Giannoccaro desde 2017: junto a su equipo de veinte personas proporciona las infraestructuras de computación de alto rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés) que usa la comunidad científica para sus estudios.

Francesco Giannoccaro, director de Computación de Alto Rendimiento e Infraestructura en Public Health England.

Francesco Giannoccaro no tiene problema en reconocer que la base tecnológica sobre la que se sustentaba Public Health England no era precisamente ideal: "En los últimos veinte años, la supercomputación científica se ha estado moviendo con sistemas operativos propietarios e, incluso, en muchos casos usábamos 'mainframe' para muchas operaciones. Pero hemos recorrido mucho camino y, hoy en día, el 100% de las supercomputadoras más potentes del mundo funcionan con Linux".

La nota técnica es fundamental para entender la transformación vivida por este ente de la salud pública desde que Giannoccaro dirige el departamento. Y es que, de esos viejos y monolíticos 'mainframe', la institución ha pasado a servidores capaces de trabajar en paralelo, en entornos de nube híbrida y elástica sobre tecnología de Red Hat -con Microsoft Azure como proveedor de 'cloud' pública- con los que escalar y ajustar las cargas de trabajo de manera ágil y sencilla mediante contenedores y un sinfín de microservicios.

Un cambio trascendental -sin olvidar la ciberseguridad y el cambio cultural esencial en estas lides- que ha tenido lugar en los tres centros de datos de la ya extinta Public Health England (ubicados en distintos puntos de Inglaterra, desde la propia capital hasta el suroeste del país).

La gravedad de los datos

El extraordinario esfuerzo en supercomputación de este organismo público no es casual... ni mucho menos. Y es que vigilar pandemias y luchar contra enfermedades de toda clase es una tarea de lo más exigente.

"Las cargas de trabajo que ejecutan los científicos son de dos tipos. Unas están vinculadas a las CPU, como las relacionadas con los modelos predictivos para comprender cómo el comportamiento social puede cambiar la velocidad a la que crece un brote", explica Giannoccaro. "Pero también tenemos diferentes tipos de cargas de trabajo que son muy intensivas en datos, como las relacionadas con la genómica, donde el ADN secuenciado es analizado y comparado con la base de datos de virus y bacterias conocidas".

Puede parecer sencillo, como si de comparar dos fotografías en busca de las diferencias se tratase, pero nada más lejos de la realidad: "La cantidad de datos es muy, muy grande. Hablamos de petabytes de datos generados cada año".

Obviamente el éxito de estos proyectos de investigación depende de poder procesar toda esa información de la manera más eficiente posible. Y ahí es donde la nube híbrida puede ayudar a gestionar esos picos de trabajo tan complejos. Aunque el proceso no es tan sencillo como apretar un botón.

"Es una carga de trabajo que es muy difícil de mover desde donde se generan los datos, en nuestros laboratorios, hasta la nube pública. Al ser tantos petabytes, se requiere mucho ancho de banda y una conectividad extraordinaria. Por eso apostamos por un enfoque híbrido en el que poder usar los recursos disponibles en nuestras instalaciones para determinados procesos muy intensivos y llevar otros, los más vinculados a la CPU, a la nube comercial".

Public Health England ha migrado también su sistema de almacenamiento de un proveedor propietario a un enfoque de código abierto. Al mismo tiempo, el ente ha hecho una gran inversión para dotarse de una topología de red de 10 gigabits entre sus centros de datos y la nube pública. Es gracias a este último aspecto con el que la entidad busca romper esa dependencia de la gravedad de los datos

Un futuro cuántico... aún por llegar

Por supuesto, preguntamos a Francesco Giannoccaro sobre el paso de la supercomputación clásica a la computación cuántica, la gran promesa de la investigación científica en los últimos años. Aunque el directivo de la UK Health Security Agency se muestra todavía reacio a los grandes anuncios al respecto.

"Hay una diferencia entre el sector privado y el gubernamental, porque nosotros estamos muy centrados en la rentabilidad, confiabilidad y resiliencia de cualquier tecnología que usemos. Por ello, usamos sistemas que sean innovadores pero no demasiado de vanguardia; debe haber sido probada antes", detalla el experto. "Y debe ser una tecnología rentable porque estamos hablando del dinero de los contribuyentes".

"Necesitamos brindar servicios de salud pública modernos, ciencia moderna pero de la manera más rentable. Claramente, la era de la computación cuántica parece que ya ha comenzado, pero es probable que sea algo que veremos en nuestros centros de datos dentro de algunos años", concluye.