Juan Margalef, estudiante de matemáticas, y Francisco Ocaña González, Paula Arribas Fernández y Loreto García Fernández, de la Facultad de Físicas, han sido premiados en la X edición del Certamen Arquímedes de introducción a la investigación científica

Los cuatro premiados complutenses apenas se llevan un año de edad entre ellos. Todos han seguido hasta ahora un camino parejo: eligieron una carrera de ciencias, se licenciaron el curso pasado y en este han iniciado estudios de máster. También tienen la intención común de encontrar su futuro en el ámbito universitario. Pero a la vez, todos son conscientes de la dificultad que esa pretensión entraña. Los recortes han llegado a la investigación, las becas escasean y sin becas, en estos años iniciales de investigación que les deben llevar al doctorado, la situación se vuelve aún más complicada. En común también tienen su brillantez, su iniciativa investigadora, su innovadora forma de ver sus respectivas áreas de trabajo.
Juan Margalef Bentabol, el menor de los premiados (Madrid, 1988) es uno de los cuatro ganadores de esta edición de los Premios Arquímedes de Investigación, abierto a estudiantes universitarios de toda España. Lo ha conseguido en el área de Ciencias Experimentales, Exactas y Ambientales. Juan se licenció el pasado mes de junio en Matemáticas y ha comenzado este curso el Máster de Investigación Matemática que se imparte en esta Facultad complutense. Además, también cursa cuarto de Física, hecho al que resta importancia, ya que "al haber hecho primero mates, Físicas ya es bastante más fácil. La verdad -explica Juan- es que me costó decidir qué carrera estudiar en un principio, si física, si química o si matemáticas. Me decanté por esta porque creo que al fin y al cabo las mates están por encima, o por debajo, como se quiera decir, de las demás, ya que de ellas parten las otras".

Matemáticas visuales
Reconoce Juan que uno de los principales problemas de las matemáticas, y seguramente a ello se debe el rechazo que tiene por parte de muchos estudiantes en el bachillerato, es que a menudo caen demasiado en la abstracción. "Las matemáticas no solo son eso. También son dibujitos, cosas que se ven... Y esas son las matemáticas que a mí más me interesan", sentencia.
El trabajo por el que Juan ha sido premiado en esta edición de los Arquímedes puede parecer, si se atiende solo a su título, poco visual: "Problemas inversos de ciclos límite en sistemas polinómicos planos". Más aún abstracto parece si se atiende a una explicación por escrito de lo que pretende: "Esencialmente consiste en obtener campos vectoriales polinómicos explícitos en el plano, cuyas órbitas periódicas aisladas (ciclos límite) son un conjunto dado de curvas cerradas, simples y disjuntas (modelo difeomorfismo) con unos periodos, multiplicidades y estabilidades dados". "En el Arquímedes tuve quince minutos para presentar al jurado, en el que por cierto no había ni un matemático, en qué consistía el trabajo. Lo hice de forma muy visual: Estás en un plano. A cada punto le asignas un vector, una flechita, que te va a decir hacía dónde vas a ir y con qué velocidad. Si tú tiras una piedra cae en un sitio y desde ahí, porque nosotros así lo queremos, la piedra no tiene más remedio que ir en la dirección que le marca la flecha y con esa velocidad que hemos predeterminado. No se trata de sacar unas ecuaciones sobre qué hace la piedra, que es algo relativamente sencillo, sino de estudiar esos campos de manera cualitativa. Quizá sea más sencillo verlo como si fuera un río. Echas un palito al río y sigue un trayecto. Esa es la idea".
Volviendo al rigor matemático lo que en realidad ha hecho Juan -con la ayuda del profesor Daniel Peralta, con quien trabajó hace dos veranos sobre este tema gracias a una beca del CSIC que le permitió trabajar dos meses en el Instituto de Ciencias Matemáticas- es resolver de manera inversa la segunda parte del problema número 16 de Hilbert, uno de los problemas matemáticos más complicados que restan aún por resolver. "El problema de Hilbert te pide estudiar el comportamiento de un campo teniendo muy poca información. Eso es muy difícil. Nosotros lo hicimos al revés. Queremos este comportamiento y vamos a ver si existe un campo que modelice lo que nosotros queremos. Hemos resuelto el problema inverso, y la verdad es que al directo le ayuda poco".
Paula Arribas Fernández y Loreto García Fernández obtuvieron un accesit en la misma categoría ganada por Juan Margalef. Su trabajo, "Desalación con fibras huecas: destilación en membranas", es más sencillo de comprender, aunque casi igual de complejo en su elaboración que el de su compañero.

Novedosa técnica de desalación
Paula y Loreto -quienes se conocen desde quinto de primaria, han estudiado Física juntas y ahora cursan el Máster de Física Aplicada, especialidad de Energías Renovables, también juntas- han diseñado unas membranas (materiales que sirven para separar unas sustancias de otras) que consiguen, entre otros resultados, desalar agua del mar. "Esto -explica Paula- es muy importante, porque la cantidad de agua potable que hay en el mundo es muy pequeña, 0,007 % del agua total que tenemos. Nosotras hemos fabricado unas membranas nuevas y buenas para que salgan buenos flujos y bajas concentración de sales". "En la actualidad -toma la palabra Loreto- la desalación se hace con plantas de ósmosis inversa. Con la destilación en membranas ofrecemos otro tipo de características, ya que además se podría solucionar uno de los mayores problemas que presenta el propio proceso de ósmosis inversa, ya que con ese proceso queda gran cantidad de agua sobrante en la que queda toda la concentración de sal que se ha eliminado del agua potabilizada. Como ese agua ya con las plantas no se puede tratar, se vuelve a echar al mar, lo que provoca que la concentración de sales de la costa a la larga se verá alterada así como su hábitat marino". "Nuestro sistema -retoma la explicación Paula- podría utilizarse para esas aguas que quedan, ya que nuestras membranas pueden tratar concentraciones de sal hasta 4 veces superior a la del mar". "Es decir -concluye Loreto- podría ser un sistema complementario al actual". "Y en el futuro incluso sustituirlo", rubrica Paula.

Astrofísico vocacional
El otro accesit otorgado a estudiantes de la UCM, fue para Francisco Ocaña González, también licenciado en Física, y en su caso iniciando el Máster Interuniversitario de Astrofísica, que imparten la UCM y la Autónoma de Madrid. "Yo podía haber sido alguien de provecho, hacer alguna ingeniería, pero en mi casa no me pusieron problemas y me dediqué a esto de la astrofísica", explica con una sonrisa.

Lo cierto es que ya antes de entrar en la Universidad, Paco, como todos le llaman, ya formaba parte como aficionado de la SPMN, siglas en inglés de la Red Española de Bólidos y Meteoritos. Así que cuando llegó a la Facultad lo primero que hizo fue "liar" a los profesores Jaime Zamorano y Jesús Gallego, los dos gurús de la astrofísica en la Complutense, para que instalaran en la azotea de la Facultad un sistema de detección de bólidos. "Tenemos seis cámaras de día y seis cámaras de noche que graban el cielo de manera continua. Están conectadas a unos ordenadores que registran el vídeo y si notan algún cambio respecto a lo que está en principio fijo, como son las estrellas o el cielo diurno, lo graba. Graba aviones, el helicóptero de la Moncloa pasando todas las noches, rayos y, por supuesto, también, que es lo que buscamos, estrellas fugaces. El fin último es observar las más brillantes para buscar si se trata de la caída de algún meteorito. El registro permite calcular la trayectoria en la atmósfera y calcular dónde ha caído y de dónde venía, es decir su órbita en el sistema solar. Este es el proyecto general y luego tratamos de desarrollar otros proyectos asociados".
El trabajo por el que Paco ha sido premiado viene a solucionar un problema concreto: "En Madrid tenemos el problema de la contaminación lumínica. Se trataba de ver cómo afectaba toda esa contaminación a este experimento. He diseñado, bajo la dirección de Jaime Zamorano, un sistema multibanda fotométrica. Básicamente se trata de ver en qué colores emiten los bólidos; en bandas de sodio, de magnesio o la que sea, y compararlos con las farolas. Las farolas emiten sobre todo en sodio, que son las naranjas que tenemos, y en mercurio. Se trata de no mirar en esas bandas para ver mejor lo que nosotros buscamos. Lo hemos diseñado de manera científica para que sirviese en cualquier lugar, y hemos hecho un software y un diseño".