- Su objetivo es convertirse en un referente a nivel internacional en investigación y formación de científicos en Matemática Aplicada.
Simular escenarios, descubrir comportamientos intrínsecos para desentrañar aspectos ocultos en los procesos, predecir y proponer estrategias para revertir efectos adversos, son los objetivos de la modelación matemática, un instrumento fundamental para la investigación científica en la actualidad.
Por su importancia, investigadores del Cuerpo Académico de Ecuaciones Diferenciales y Modelación Matemática, de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la BUAP, conformaron el Centro Multidisciplinario de Modelación Matemática y Computacional (CEMMAC), cuyo enfoque permitirá brindar respuestas efectivas a diversos problemas de la región y el país.
Andrés Fraguela Collar, investigador de la FCFM y coordinador de dicho proyecto, subrayó que la visión del CEMMAC es convertirse en un referente a nivel internacional en investigación y formación de científicos en Matemática Aplicada, no sólo de esta área, sino también de otras como Ingeniería, Física, Computación, Electrónica y Biología, y al cual puedan acudir investigadores de otras unidades académicas de la Institución y del resto del país, para establecer colaboraciones en proyectos multidisciplinarios.
El trabajo de este espacio se centra inicialmente en cuatro líneas de investigación: salud pública (epidemiología y estudio de actividad anómala de los sistemas circulatorio y nervioso); dinámica poblacional y medio ambiente; manejo y explotación óptima de recursos naturales; y desarrollo de algoritmos y software para la creación de equipos de alta tecnología para aplicaciones médicas e industriales. En este último caso, por ejemplo, dispositivos de análisis de datos bioeléctricos y visualización de fuentes de actividad eléctrica en el cerebro y el corazón, además de metodologías para determinar en tiempo real la calidad del petróleo en el momento de la extracción.
Otra de sus aportaciones será el desarrollo de programas integrales de capacitación de profesores de todos los niveles educativos. En este sentido, se estableció el Programa Integral de Formación de Maestros de Matemáticas (PIFMA), cuyo objetivo es que los docentes enseñen esta disciplina como un instrumento de modelación científica y como una vía para desarrollar el pensamiento lógico y abstracto.
La planta académica del CEMMAC se conformará por tres tipos de investigadores: de planta, asociados (que pueden pertenecer a otras instituciones o centros de investigación del país y el extranjero) y 36 meses anuales de plazas flotantes, para desempeñar trabajos específicos.
La planta inicial se integra por los doctores Andrés Fraguela Collar, José Jacobo Oliveros Oliveros, Juan Alberto Escamilla Reyna, Fernando Rojas Rodríguez, Jorge Velázquez Castro, Vladimir Alexandrov y Alexandre Grebennikov, de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas; así como María Monserrat Morín Castillo, de la Facultad de Ciencias de la Electrónica, y Rafael Lemuz López, de la Facultad de Ciencias de la Computación. Además participan varios investigadores que ingresarán al equipo de trabajo, a través del sistema de cátedras de Jóvenes Investigadores del Conacyt.
En cuanto a infraestructura se contará con laboratorios de cómputo y otros seis, dos de ellos dedicados a procesamiento de señales e imágenes digitales y el resto al desarrollo de tarjetas de captura y procesamiento de datos, como base para la elaboración de equipos de alta tecnología.
Desde salud hasta medio ambiente
Como parte del trabajo de las cuatro líneas de investigación del CEMMAC, se desarrolla el estudio de la actividad eléctrica en el cerebro y la detección de mecanismos generadores de actividad eléctrica anómala, como focos epilépticos, tumores, edemas y calcificaciones, el cual involucra a científicos de la BUAP y la UNAM. Un proyecto más está relacionado con el sistema vestibular, específicamente con la estabilidad y equilibrio de la postura del cuerpo.
También destaca la vinculación con el Instituto Nacional de Cardiología, la Universidad de Michigan, en Estados Unidos, y el Instituto de Matemáticas de INRIA en Bordeaux, Francia, para abundar en el estudio de la actividad eléctrica del corazón y el desarrollo de métodos para la detección y control de arritmias cardiacas.
En cuanto al control de epidemias, se realizan estudios sobre mecanismos de predicción y control de brotes de dengue, chikungunya y zika; además de establecer estrategias para la cuantificación y eliminación de criaderos en zonas de alto riesgo en el país. Lo anterior, a través de la colaboración entre el CEMMAC y la Escuela de Biología de la BUAP, con el Instituto de Ecología A.C. de México (INECOL), la Secretaría de Salud de Veracruz, la Universidad Estatal de Arizona en Estados Unidos, la Universidad del Valle en Colombia y el Instituto Nacional de Salud Pública de Ecuador.
Andrés Fraguela Collar, Doctor de Estado en Físico Matemáticas por la Universidad Lomonosov de Moscú, en Rusia, comentó que se comenzarán a trabajar temas sobre ecología y dinámica de poblaciones para garantizar el equilibrio ecológico y la sustentabilidad. Entre éstos destaca un trabajo en perspectiva para frenar el deterioro de los suelos, vinculado a implicaciones ecológicas y económicas, en colaboración con el Departamento de Investigación en Ciencias Agrícolas (DICA) del Instituto de Ciencias.
Igualmente, se tendrá vinculación con el Laboratorio de Análisis Socioterritorial, del Instituto de Ciencias Sociales y Humanidades “Alfonso Vélez Pliego” (ICSyH), para simular y modelar la movilidad de la población y del comercio en la ciudad de Puebla, lo cual podría tener aplicaciones en el diseño de políticas públicas.
Modelación matemática para solucionar problemas
Aunque la Matemática se desarrolla a nivel de ciencia pura en un alto porcentaje, principalmente en diferentes áreas del análisis, el álgebra y la geometría, los investigadores de la BUAP propusieron emplearla como instrumento para la modelación científica. Es decir, enfocada a la solución de problemas en otras áreas, como ingeniería, medio ambiente e incluso medicina.
El doctor Fraguela Collar explicó que la investigación científica en todas las áreas del conocimiento se basa en la observación y formulación de hipótesis. Después, se pasa a la etapa de experimentación o modelación de la realidad en un laboratorio y bajo ciertas condiciones restringidas, con el objetivo de confirmar las hipótesis y establecer conclusiones.
No obstante, la realidad también puede expresarse a través de modelos matemáticos, para facilitar el estudio de diferentes situaciones que resultarían imposibles de observar o cuantificar por simple inspección y costosas a nivel experimental; por ejemplo, describir el movimiento de los contaminantes arrastrados por un río, la contaminación de petróleo en el mar y realizar pruebas en túneles de viento para aviones-cohete.
“Ese es uno de los grandes aportes de los modelos matemáticos: simular escenarios posibles, poder cuantificar el contenido de éstos por medio de la solución numérica de los modelos y visualizarlos a través de simulaciones computacionales”.
Con este propósito se planteó la creación de este espacio multidisciplinario, en el que participarán investigadores de las facultades de Ciencias Físico Matemáticas, Ciencias de la Electrónica, Ciencias de la Computación e Ingeniería; de la Escuela de Biología y los institutos de Ciencias (ICUAP) y Ciencias Sociales y Humanidades (ICSyH).
Este tipo de centros permite acoplar muchas pautas en la enseñanza y preparación de los estudiantes y abre un nuevo paradigma en la formación docente en la BUAP, puesto que una de sus tareas será la formación multidisciplinaria de recursos humanos y su vinculación con el sector social y productivo. Además, el enfoque multidisciplinario permitirá dar respuestas efectivas a diversos problemas prioritarios para el desarrollo de la región y el país.
