Objeto de deseo

Pesquisa FAPESP 2015_ edición 1

2015_ edición 1 www.revistapesquisa.fapesp.br

Dientes de ciervo apuntan ocupación humana en el nordeste de Brasil hace 20 mil años Además de los rayos UV, la luz visible del Sol también puede causar cáncer de piel Las clases media y baja están más cerca y las zonas de élite se tornan más exclusivas en São Paulo El brasileño Artur Ávila gana la Medalla Fields, el premio mayor de las matemáticas

Objeto de deseo La abundancia de agua depende de los bosques preservados para la formación de lluvias y del mantenimiento de la calidad de los acuíferos

2 | SEPTIEMBRE DE 2015

edición especial noviembre DE 2015 www.revistapesquisa.fapesp.br

6 TAPA La escasez de agua que alarma a Brasil tiene relación íntima con las selvas foto léo ramos

CIENCIA

TECNOLOGÍA

30 Botánica

52 Ciencias de la Computación

Las lianas están transformando la Amazonia, y el bambú, el bosque atlántico

El avance de la eScience altera el modo tradicional de hacer ciencia

14 ENTREVISTA

34 Bioquímica

56 Nuevos materiales

Artur Ávila El carioca Artur Ávila, ganador brasileño de la Medalla Fields, habla sobre su trabajo con las matemáticas

Al igual que la radiación ultravioleta, la luz visible también puede causar cáncer de piel

Una espuma elaborada con óxido de grafeno y nitruro de boro resulta liviana y resistente y recupera su forma original luego de comprimírsela

SECCIONES 4 Carta de la editora 74 Arte

POLÍTICA CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA 20 Bioenergía Una conferencia muestra que la expansión de los biocombustibles requiere del respaldo de políticas públicas para sostenerse a nivel global

24 Cienciometría Describen en un artículo científico una metodología destinada a la evaluación del Programa Biota-FAPESP

26 Colaboración Investigadores discuten asociarse en busca de remedios contra enfermedades que generan escaso interés en las industrias farmacéuticas

37 Arqueología Dientes de venado hallados junto a huesos humanos en una caverna del estado de Piauí sugieren la presencia del hombre en la zona desde hace más de 20 mil años

58 Biotecnología Un sustituto cutáneo podrá utilizarse como injerto en el tratamiento de quemaduras y lesiones graves

40 Necrología

62 Agricultura

Luiz Hildebrando Pereira da Silva era uno de los más respetados expertos mundiales en parasitología

Una planta leguminosa que se utiliza como fertilizante puede aumentar un 35% la productividad de la caña de azúcar

42 Geología Grandes bloques rocosos con edades y orígenes distintos se combinaron para formar ambos lados del Atlántico Sur

46 Astronomía Meteorólogos pretenden saber por qué soplan fuertes vientos en Venus y en Titán

48 Física Brasileños descubren cómo medir variaciones de energía en núcleos atómicos

HUMANIDADES 64 Sociedad Un estudio de los 100 años de la vivienda social en Brasil muestra los proyectos de gran calidad de la era Vargas

70 Sociología Datos poblacionales revelan la existencia de una periferia más heterogénea en el Gran São Paulo, con cercanía entre la clase media y la clase baja, pero con áreas de elite más exclusivas aún pESQUISA FAPESP | 3

carta de la editora Fundación de Apoyo a la Investigación científica del Estado de São Paulo José Goldemberg Presidente Eduardo Moacyr Krieger Vicepresidente Consejo Superior Carmino Antonio de Souza, Eduardo Moacyr Krieger, fernando ferreira costa, João Fernando Gomes de Oliveira, joão grandino rodas, José Goldemberg, Maria José Soares Mendes Giannini, Marilza Vieira Cunha Rudge, José de Souza Martins, Pedro Luiz Barreiros Passos, Pedro Wongtschowski Y Suely Vilela Sampaio Consejo Técnico Administrativo José Arana Varela Director presidente Carlos Henrique de Brito Cruz Director científico

Agua, matemáticas y enfermedades olvidadas

Joaquim J. de Camargo Engler Director administrativo

issn 1519-8774

Consejo editorial Carlos Henrique de Brito Cruz (Presidente), Caio Túlio Costa, Eugênio Bucci, Fernando Reinach, José Eduardo Krieger, Luiz Davidovich, Marcelo Knobel, Maria Hermínia Tavares de Almeida, Marisa Lajolo, Maurício Tuffani, Mônica Teixeira Comité científico Luiz Henrique Lopes dos Santos (Presidente), Anamaria Aranha Camargo, Carlos Eduardo Negrão, Fabio Kon, Francisco Antônio Bezerra Coutinho, Joaquim J. de Camargo Engler, José Arana Varela, José Goldemberg, José Roberto de França Arruda, José Roberto Postali Parra, Lucio Angnes, Marie-Anne Van Sluys, Mário José Abdalla Saad, Paula Montero, Roberto Marcondes Cesar Júnior, Sérgio Robles Reis Queiroz, Wagner Caradori do Amaral, Walter Colli

Alexandra Ozorio de Almeida Directora de Redacción

Coordinador científico Luiz Henrique Lopes dos Santos Directora de redacción Alexandra Ozorio de Almeida Editor en jefe Neldson Marcolin EDITORES Fabrício Marques (Política), Márcio Ferrari (Humanidades), Marcos de Oliveira (Tecnología), Ricardo Zorzetto (Ciencia); Carlos Fioravanti y Marcos Pivetta (Editores especiales), Bruno de Pierro (Editor asistente) Traducción y revisión Damian Kraus y Ariel Kraus arte Mayumi Okuyama (Editora), Ana Paula Campos (Editora de infografías), Alvaro Felippe Jr., Júlia Cherem Rodrigues, Maria Cecilia Felli (Asistentes) fotógrafos Eduardo Cesar y Léo Ramos MEDIOS ELECTRÓNICOS Fabrício Marques (Coordinador) Internet Pesquisa FAPESP online Maria Guimarães (Editora) Rodrigo de Oliveira Andrade (Reportero) Renata Oliveira do Prado (Medios sociales) Rádio Pesquisa Brasil Biancamaria Binazzi (Productora) Colaboradores Catarina Bessel, Evanildo da Silveira, Fabio Otubo, Gilberto Stam, Igor Zolnerkevic, Jayne Oliveira, Pedro Franz, Pedro Hamdan, Sandro Castelli, Valter Rodrigues, Yuri Vasconcelos y Zé Vicente Impresión Editora Gráficos Burti Ltda.

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Secretaría de Desarrollo Económico, Ciencia y Tecnología Gobernación del Estado de São Paulo

4 | edición especial noviembre DE 2015

N

os complace presentar este número especial de Pesquisa FAPESP en castellano. Esta edición se compone de una selección de reportajes publicados originalmente en la versión en portugués de nuestra revista mensual entre septiembre de 2014 y febrero de 2015 (de la edición número 223 a la número 228).

En el artículo estampado en la portada (página 6) se analiza la escasez de agua que actualmente afecta al sudeste de Brasil, pero que constituye un problema cada vez más global. La investigación muestra el papel de la selva amazónica en la creación de un “río vertical” que extrae agua del Océano Atlántico y del suelo y alimenta a las nubes, ayuda a alterar la dirección de los vientos y hace circular el agua por toda América del Sur. Una investigación del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (INPE, por sus siglas en portugués) de Brasil muestra un patrón de circulación divergente, que difiere del patrón climático previsto. Se ha tornado evidente que la deforestación modifica este complejo sistema al alterar los patrones de presión, y ésta puede ser la causa de la disminución de los vientos húmedos provenientes del océano en dirección hacia el continente.

Esta edición contiene también un perfil del matemático Artur Ávila (página 14), el primer brasileño y el primer sudamericano que recibe la Medalla Fields, el premio más prestigioso en su campo de conocimiento. Ávila, un experto en sistemas dinámicos, divide su tiempo de trabajo entre el Instituto de Matemática Pura y Aplicada (IMPA) de Río de Janeiro y el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS), con sede en París. Este carioca compartió la distinción con

Gerard moss / PROYECTO RÍOS VOLADORES

Las corrientes de vapor de agua que se forman sobre la selva amazónica exportan lluvias hacia la región sur de Brasil

otros tres ganadores, entre ellos la primera mujer que recibe el galardón. En la entrevista de esta edición, el matemático explica su proceso de trabajo. La lectura de libros y papers no constituye para él una prioridad: prefiere trabajar en colaboración con otros investigadores, especialistas en determinadas áreas de interés, y aprender con ellos lo más importante a los efectos de abordar mejor el problema que está tratando de resolver.

El reportaje sobre la potencial cooperación para el desarrollo y la aplicación de nuevos tratamientos contra enfermedades olvidadas tales como el mal de Chagas, la leishmaniasis visceral, el paludismo y la enfermedad del sueño hace referencia a un debate que se realizó en la sede de la FAPESP en noviembre de 2014 (página 26).

Aparte de la institución anfitriona, participaron en el mismo la Sociedad Real de Química del Reino Unido y organizaciones internacionales tales como la Iniciativa de Medicamentos para Enfermedades Olvidadas y Medicines for Malaria Venture. De las conclusiones de este encuentro se desprende que Brasil tiene mucho por ofrecer en la búsqueda de nuevos fármacos en áreas tales como la química orgánica y la biología molecular.

No obstante, se hace necesario todavía un considerable esfuerzo para construir una articulación entre los grupos de investigación, e incentivos a la colaboración internacional en el área en el país.

Y siguiendo aún en el tema de las enfermedades olvidadas, Pesquisa FAPESP le rinde homenaje a la memoria de un gran científico, Luiz Hildebrando Pereira da Silva, uno de los más respetados parasitólogos especializados en medicina tropical del mundo (página 40). Luiz Hildebrando, tal como se lo conocía, pasó la mayor parte de su carrera en el Instituto Pasteur de París como exiliado político, y allí realizó importantes investigaciones sobre la biología molecular de la malaria. En 1996, tras su jubilación en el Instituto, regresó a Brasil y siguió abocado a la gestión de programas de investigación en la Amazonia, donde también tuvo éxito en la disminución de la cantidad de casos de paludismo en la zona. Luiz Hildebrando falleció en septiembre de 2014 a los 86 años de edad, después de haber vivido una vida plena y dedicada a la ciencia y a la mejora del bienestar de la humanidad.

Otros diversos artículos integran esta edición. ¡Disfrútenla! pESQUISA FAPESP | 5

Tapa

La danza de la lluvia La escasez de agua que alarma a Brasil tiene relación íntima con las selvas texto

Maria Guimarães

Fotos

PUBLICADO en diciembre de 2014

Alteraciones en el volumen y en la periodicidad de las precipitaciones y un mal uso de los acuíferos se encuentran entre los factores que secan las cañerías en regiones de Brasil 6 | edición especial noviembre DE 2015

Léo Ramos

L

a Amazonia no es solamente la mayor selva tropical que queda en el mundo. Esa vasta extensión de verde entrecortado por ríos serpenteantes de diversos tamaños y colores tampoco se ciñe a ser el hábitat de una increíble diversidad de flora y fauna.

La selva amazónica también es un motor capaz de alterar el sentido de los vientos y una bomba que extrae agua del aire sobre el océano Atlántico y del suelo, haciéndola circular por América del Sur, provocando en lejanas regiones las lluvias que hoy anhelan los paulistas. Pero el funcionamiento de esa bomba depende de la conservación de la selva, cuya porción brasileña, hasta 2013, perdió 763 mil kilómetros cuadrados (km2) de su superficie original, el equivalente a tres estados de São Paulo. El investigador Antonio Donato Nobre, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, por sus siglas en portugués) no apunta hacia ningún culpable. Lo que importa, en su opinión, es revertir ese proceso, para lo cual no sólo hay que acabar con el desmonte, sino también recuperar la selva. En el informe O futuro climático da Amazônia, divulgado a finales del mes de octubre, Nobre deja en claro que el único motivo por el cual no se tomaron medidas inmediatas para reducir el desmonte es el desconocimiento de lo que sabe la ciencia. Para él, el camino consiste en la concientización de la población. “Ahora es un buen momento porque los grifos se están secando”, afirma.

En el informe, elaborado a partir del análisis de alrededor de 200 trabajos científicos, el investigador revela que cada día, la selva de la cuenca amazónica transpira 20 mil millones de toneladas de agua (20 billones de litros). Es una cifra mayor que las 17 mil millones de toneladas que vierte diariamente el río Amazonas en el Atlántico. Ese río vertical es el que alimenta a las nubes y ayuda a alterar la ruta de los vientos. Nobre explica que los mapas de los vientos sobre el Atlántico muestran que, en el hemisferio sur y a bajas alturas, el aire se desplaza hacia el noroeste en dirección hacia el ecuador. “En la Amazonia, la selva desvía ese orden”, dice.

“En determinada parte del año, los vientos alisios cargados de humedad llegan desde el hemisferio norte y convergen hacia el oeste/ sudoeste, internándose en América del Sur”.

Esa circulación viola un paradigma meteorológico que sostiene que los vientos deberían soplar desde las regiones con superficies más frías hacia aquéllas con superficies más cálidas. “En la Amazonia, durante todo el año circulan desde zonas cálidas –el Atlántico ecuatorial– hacia zonas frías, en este caso, la selva”, explica. Un trabajo conjunto con los rusos Anastasia Makarieva y Víctor Gorshkov, del Instituto de Física Nuclear de Petersburgo, ha ayudado a explicar, desde el punto de vista físico, los fenómenos meteorológicos en la Amazonia. En un artículo publicado en febrero de 2014 en Journal of Hydrometeorology, los científicos afirman, basados en análisis teóricos confirmados por observaciones empíricas, que el desmonte altera los estándares de presión y puede ocasionar una disminución de los vientos cargados de humedad provenientes del océano hacia el continente. El grupo analizó los datos registrados en 28 estaciones meteorológicas de dos áreas de Brasil y observó que los vientos que provenientes de la selva amazónica cargan más humedad y se asocian con mayores índices de lluvias que los vientos originados en áreas sin selva que llegan a una misma estación.

Eso ocurre, a juicio de los investigadores, a causa de la bomba biótica de humedad, una teoría propuesta por el dúo ruso en 2007 para explicar la dinámica de los vientos impulsados por las selvas. Dicha concepción completa la descripción realizada por el climatólogo José Antonio Marengo, por ese entonces investigador del Inpe, sobre cómo exporta lluvias la Amazonia hacia regiones más meridionales de Sudamérica.

La teoría de la bomba biótica aplica una física heterodoxa a la meteorología y postula que la condensación del agua, favorecida por la transpiración de la selva, reduce la presión atmosférica que atrae a las corrientes de aire cargadas de agua desde el mar hacia la tierra.

Los principios de la influencia de la condensación sobre los vientos fueron presentados en un artículo publicado en 2013 por Makarieva y Gorshkov, en un trabajo conjunto con Nobre y otros colaboradores, en la revista Atmospheric Chemistry and Physics, una de las más importantes del sector. Valiéndose de una serie de ecuaciones, los científicos revelan que el vapor de agua arrojado a la atmósfera por la transpiración de la selva pESQUISA FAPESP | 7

P

ara brindar una dimensión de la dificultad del diálogo entre físicos teóricos y meteorólogos, Nobre recuerda que la física desarrolla una comprensión de los fenómenos atmosféricos a partir de las leyes fundamentales de la naturaleza, mientras que la meteorología lo hace, en gran medida, basándose en la observación de patrones climáticos del pasado, cuya estadística alimenta modelos matemáticos. Tales modelos representan adecuadamente las fluctuaciones climáticas observadas, pero presentan fallas cuando surgen alteraciones significativas en el modelo.

Eso es lo que sucede ahora, cuando un nuevo contexto –causado por el desmonte, alteraciones globales del clima u otros factores– genera fenómenos climáticos inesperados para ciertas regiones, tales como lluvias más torrenciales y sequías más prolongadas. La teoría física acierta donde las extrapolaciones del pasado se equivocan, por eso es necesaria, a su juicio, la construcción de nuevos modelos climatológicos que reubiquen a la física en el centro de los desvelos de la meteorología.

El momento actual es crucial, pues el clima amazónico está modificándose. Sequías importantes en esa región signaron los años 2005 y 2010.

“Antes la Amazonia tenía una estación húmeda y otra más húmeda, ahora hay una estación seca”, dice Nobre. Los daños causados por esas sequías en la selva no la aniquilaron porque ésta logra regenerarse, pero la progresiva acumulación de daños erosiona dicha capacidad. Un efecto importante que ya se percibe, previsto hace 20 años por los modelos climáticos, es una prolongación de la estación seca, que ha perjudicado la producción agrícola en ciertos sectores del estado de Mato Grosso. Lo que preocupa enormemente es que se llegue a un punto sin retorno, en el cual la selva ya no logre producir lluvia suficiente ni siquiera para abastecerse a sí misma. Los pronósticos que tienen en cuenta el clima y la vegetación indican que ese punto se alcanzará cuando se pierda el 40% del área original de la selva, una cifra sobre la cual no existe un consenso. Según el informe

8 | edición especial noviembre DE 2015

de Nobre, el 20% de la selva ya ha sido talada y otro 20% fue alterado a punto tal de haber perdido parte de sus propiedades.

Si la teoría de la bomba biótica estuviera en lo cierto, los efectos causados por ese punto sin retorno serían más graves que la sabanización propuesta por el climatólogo Carlos Nobre, hermano mayor de Antonio. “Si la selva perdiera la capacidad de atraer la humedad del océano, las lluvias en la región pueden cesar por completo”, dice el menor de los Nobre. Sin agua como para sostener una sabana, el resultado podría derivar en una desertificación de la Amazonia. Si eso llegara a ocurrir, el escenario que él avizora para el sur y sudeste del país podría ser similar al de otras regiones ubicadas en la misma latitud: transformarse en un desierto.

Antonio Nobre no se anima a hablar demasiado con respecto a São Paulo. “Mi informe se refiere a la Amazonia”. Pero considera que la sequía registrada aquí no es independiente de lo que ocurre en el norte. Y opina que fue posible devastar buena parte del bosque atlántico sin que se note una reducción en las lluvias porque la Amazonia era capaz de suplir la falta de agua en la atmósfera local. Pero eso parece que ya no sucede, y aprovecha la ocasión para sugerir que no sólo la selva amazónica, sino también la que cubría el litoral de casi todo Brasil necesita recuperarse inmediatamente. Si no fuera por otro motivo, al menos el agotamiento al que llegaron las represas que surten a buena parte de la población paulista debería bastar como argumento.

La exportación de agua desde la Amazonia hacia otras regiones de Brasil, sobre todo hacia el sudeste y el sur, constituye una realidad basada en el fenómeno denominado ríos voladores.

Un indicio de esa conexión directa fueron las intensas lluvias en el sudoeste de la Amazonia al comienzo de 2014, prácticamente el doble del volumen habitual, mientras São Paulo atravesaba el peor momento de una sequía histórica. “La lluvia quedó restringida a los estados de Rondônia, Acre y la vecina Bolivia, a causa de un bloqueo atmosférico, algo similar a una burbuja de aire que impedía el paso de la humedad. Eso generó una estabilidad atmosférica, inhibiendo la formación de lluvias y elevando las temperaturas”, comenta Marengo, actualmente investigador del Centro Nacional de Monitoreo y Alerta de Desastres Naturales (Cemaden). Él es coautor de un artículo liderado por Jhan Carlo Espinoza, del Instituto Geofísico de Perú, que está en proceso de publicación en Environmental Research Letters y forma parte de los resultados del programa Green Ocean (GO) Amazon, que cuenta con apoyo de la FAPESP. Sin embargo, no es posible afirmar cuánto de esa relación determina la sequía paulista. “Toda-

Infografía ana paula campos Ilustración fabio otubo

genera, al condensarse, un flujo capaz de impulsar a los vientos a grandes distancias. De acuerdo con Nobre, la nueva física de la condensación que postularon generó, incluso durante la revisión del artículo, una controversia con los meteorólogos, que debatieron furiosamente el tema en los blogs científicos con la intención de refutar la principal ecuación del trabajo. No lo consiguieron y el trabajo fue publicado. El investigador del Inpe explica esa polémica. “Se trata de una física que le adjudica a la condensación, un fenómeno básico y central en el funcionamiento atmosférico, un efecto opuesto al que ostentaba”, dice. “Habrá que reescribir los manuales del área”.

Recorridos hasta el grifo Fuentes aéreas, superficiales y subterráneas se suman para el abastecimiento

Ríos voladores La selva amazónica se extiende sobre

3 Recirculación del vapor de agua

una inmensa cantidad de agua, el acuífero Alter do Chão. Su vegetación

2

absorbe la humedad del subsuelo y del

Transpiración y condensación

1

océano y la expulsa en forma de vapor

Evaporación del océano

hacia la atmósfera, generando corrientes aéreas que exportan lluvias lejos

Acuífero Alter do Chão

Acuíferos de São Paulo La superposición de fuentes

4

Acuífero Guaraní

Formación de las cabeceras de los ríos de la Amazonia

subterráneas en el estado constituye un ejemplo de la complejidad del sistema,

Acuífero Bauru

utilizado como fuente total o parcial de agua en el 75% de los municipios

Andes

Acuíferos sedimentarios n Tubarão n Guaraní n Bauru Acuíferos cristalinos n Precámbrico n Serra Geral Acuicludo n Passa Dois

5 Ríos voladores: centro-oeste, sudeste, sur y países vecinos

En el campo y en las ciudades

A

B

A

La presencia de selva nativa

B

resulta esencial para la salud de los manantiales.

La implementación de cultivos intensivos y de especies forestales

Agua atmosférica

tales como el eucalipto puede mermar la recarga de los acuíferos, que es mayor en las zonas urbanas

Abastecim

iento públic

o

Vegetación nativa

Irrigación

Recarga Recarga

Zona rural

Acuífero sedimentario Recarga

Recarga

Acuífero cristalino

Fuente ricardo hirata/ igc-usp

Pozos públicos y privados

Fracturas con agua

pESQUISA FAPESP | 9

Gerard moss / PROYECTO RÍOS VOLADORES

vía no se ha logrado calcular que porcentaje de las lluvias del sudeste provienen de la Amazonia ni cuánto llega aquí proveniente de los frentes fríos del sur, a través de la humedad transportada por la brisa marina o por la evaporación local”, dice. En su opinión, la deforestación podría tener un impacto a largo plazo, pero aún es imposible determinar si está relacionada con la sequía actual. “Puede que el sudeste no se convierta en un desierto”, pondera, “pero los extremos climáticos podrían tornarse más intensos”. Los estudios que utilizan los modelos climáticos elaborados por el grupo de Marengo ya preveían una redistribución del total de lluvias, con un volumen muy grande en pocos días y sequías más prolongadas, algo que ya se ha observado en el sudeste y en el sur del país en los últimos 50 años.

Más allá de ese efecto a distancia, a escala nacional, la relación entre la vegetación y los recursos hídricos también ocurre en el plano local, según el ingeniero agrónomo Walter de Paula Lima, docente de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de São Paulo (USP) y coordinador científico del Programa Cooperativo de Monitoreo Ambiental en Microcuencas (Promab) del Instituto de Investigaciones y Estudios Forestales. En sus estudios sobre el efecto de las selvas (o su remoción) en microcuencas hidrográficas, De Paula Lima reveló que la selva ribereña o bosque en galería que acompaña los cursos de agua ayuda a mantener saludables los pequeños ríos. “El sistema Cantareira, que abastece a São Paulo, está integra10 | edición especial noviembre DE 2015

do por miles de microcuencas”, relata. “Aquéllas que se encuentran más degradadas no aportan al manantial”. No obstante, tal análisis carece de datos experimentales concretos. Según De Paula Lima, para conocer exactamente el efecto de los bosques en galería sobre los manantiales sería necesario estudiar una microcuenca experimental donde se pueda medir las propiedades de los cursos de agua con y sin la protección de la selva, sin que haya otros factores implicados.

Un escenario prácticamente inalcanzable.

El biólogo Ricardo Ribeiro Rodrigues, de la Esalq, experto en recuperación de bosques nativos, relata un experimento práctico que refuerza la importancia de preservar las selvas ribereñas para el mantenimiento de los recursos hídricos.

Cuenta que hace 24 años, el agua desapareció de la microcuenca de Iracemápolis, una localidad del interior paulista. La gobernación buscó ayuda en la Esalq, y el grupo de Ribeiro Rodrigues implementó un proyecto de conservación del suelo de la microcuenca y de recuperación del bosque en galería que debería hallarse ahí. “Hace poco fui y me llevé una sorpresa”, comenta el investigador. El nivel de la represa se encuentra algo más bajo, pero cuenta con agua suficiente como para continuar abasteciendo a Iracemápolis, cuya población se triplicó durante el período. “Toda la región padece problemas por falta de agua, pero Iracemápolis no”.

Las selvas afectan la salud de los recursos hídricos debido a su influencia sobre las lluvias, pero también reviste importancia su relación con

Ríos voladores: las corrientes de vapor de agua que se forman sobre la selva amazónica exportan lluvias hacia la región sur de Brasil

las aguas subterráneas. El ingeniero Edson Wendland, docente del Departamento de Hidráulica y Saneamiento de la USP de São Carlos, estudia precisamente lo que ocurre con la recarga del acuífero Guaraní cuando se sustituye al cerrado por pasturas o cultivos tales como caña de azúcar, cítricos o eucalipto. El trabajo se llevó a cabo en la cuenca del Ribeirão da Onça, en el municipio de Brotas, del interior paulista, que se encuentra en estudio desde los años 1980.

Valiéndose de pozos de monitoreo y estaciones climáticas, la idea consiste en describir, antes que ahí no quede vegetación autóctona del cerrado, cómo se Las selvas tienen produce la recarga del acuífero efectos sobre Guaraní bajo diferentes regímenes de utilización del suelo. “No los recursos se puede administrar lo que no se conoce”, dice Wendland1 al hídricos debido respecto de una de las fuentes de agua subterránea más impora su influencia tantes de Brasil. El acuífero es en las lluvias un estrato poroso de rocas en el cual se infiltra el agua de las y en la recarga lluvias, que luego se libera lentamente hacia los ríos. Esa difede las napas rencia de tiempo entre el abastecimiento y la descarga, como subterráneas consecuencia del lento desplazamiento del agua en el medio subterráneo, es lo que le garantiza la permanencia a los ríos, que dependen de esa economía hídrica.

El grupo de Wendland ha demostrado, por ejemplo, que la disponibilidad de agua disminuye cuando se sustituyen los pequeños árboles retorcidos del cerrado o sabana, adaptados a la vida bajo estrés hídrico, por eucaliptos, que consumen bastante agua y en pocos años alcanzan el tamaño de corte. Mediciones efectuadas entre 2004 y 2007 revelan que los índices de recarga exhiben una relación íntima con la intensidad de las precipitaciones y el tamaño de los cultivos agrícolas en esa región donde el cerrado se encuentra prácticamente extinto, según se informa en un artículo aceptado para su publicación en Anais da Academia Brasileira de Ciências.

Con todo, esto no significa que los eucaliptos sean absolutos villanos. El impacto de los árboles de gran porte depende, en parte, de la profundidad del acuífero en el punto en que están plantados. A juicio de De Paula Lima, los más de 20 años de monitoreo continuo realizado por el Promab demostraron que la relación entre especies forestales y el agua no es constante. “Allí donde la disponibilidad es crítica, un nuevo elemento podría secar las microcuencas”, explica. “Pero donde el balance hídrico y climático es bueno, la merma del agua no se siente”. Tales conclu-

siones dejan en claro que se necesita determinar las zonas donde se puede plantar y donde esa práctica resultaría nociva, una planificación que no existe en Brasil.

Para Wendland, la importancia de comprender la relación entre el cerrado y los acuíferos resulta crucial, pues las cabeceras de la mayoría de las grandes cuencas hidrográficas del país se encuentran en los dominios de ese bioma. Más allá de su relevancia como recurso hídrico, algunas de esas cuencas –del Paraná, del Tocantins, del Parnaíba y del São Francisco– son las principales proveedoras de agua para la generación de energía eléctrica en Brasil.

E

n poco más de medio siglo, la mitad del área del cerrado fue talada, cediéndole su lugar a las actividades agrícolas. Para evaluar el efecto de dicha alteración en el uso del suelo sobre la disponibilidad hídrica, el doctorando Paulo Tarso de Oliveira, del grupo de São Carlos, efectuó un estudio utilizando los datos del monitoreo remoto en toda el área que ocupa el bioma. Por medio de los sensores, se puede evaluar no sólo la alteración de la vegetación, sino también calcular las precipitaciones, los índices de evapotranspiración por las plantas y estimar la variación en el almacenamiento del agua. Según un artículo publicado en septiembre de 2014 en la revista Water Resources Research, los datos indican una reducción del escurrimiento a causa de actividades agrícolas intensivas.

El desmonte y el uso agrícola del suelo son importantes, pero Wendland sostiene que el mayor problema actual para la recarga del acuífero es la disminución de las lluvias. “El acuífero suple la falta de precipitaciones durante dos o tres años, luego ya no logra mantener el escurrimiento básico en los ríos”, dice. En los últimos años, las precipitaciones de la estación lluviosa se ubicaron por debajo del promedio, lo cual confirma los resultados observados. También explica, según él, fenómenos alarmantes tales como el agotamiento de la cabecera principal del río São Francisco, que se secó durante un lapso de alrededor de tres meses y recién volvió a manar al final de noviembre.

El desafío de administrar las aguas subterráneas, que representan un 98% del agua dulce del planeta, presenta otras particularidades en las zonas urbanas, donde puede llegar a ser un recurso crucial. Según el geólogo Ricardo Hirata, del Instituto de Geociencias (IGc) de la USP, un 75% de los municipios paulistas se abastece en parte o completamente con esas aguas. Eso incluye a importantes ciudades del estado, entre las que se destaca Ribeirão Preto, donde surten al 100% de los más de 600 mil habitantes. A escala nacional, otras ciudades que se abastecen pESQUISA FAPESP | 11

completamente mediante aguas subterráneas son Juazeiro do Norte, en el estado de Ceará, Santarém, en Pará, y Uberaba, en Minas Gerais, según informa el libro Águas subterrâneas urbanas no Brasil, en proceso de publicación a cargo del IGc y del Centro de Investigaciones en Aguas Subterráneas (Cepas).

Lo sorprendente es que las pérdidas de agua en el abastecimiento público de las ciudades vayan a parar al acuífero. “La impermeabilización del suelo reduce la penetración del agua de lluvia, pero las pérdidas compensan y superan esa merma y el saldo es una recarga mayor donde hay ciudades, en comparación con otras áreas”, explica Hirata. “Si analizamos el agua de cualquier pozo en São Paulo, una mitad provendrá del acuífero y la otra, de la compañía de abastecimiento, la Sabesp”. Hirata estima que la capital paulista cuenta con casi 13 mil perforaciones, todas particulares, y muchas ilegales. “Hay leyes para la administración de ese recurso, pero no se cumplen”, comenta.

U

n problema que se genera en las ciudades es la contaminación de los acuíferos con nitrato, debido a las pérdidas en el sistema de cloacas. Como el saneamiento es caro, los pozos afectados terminan abandonados. En las ciudades donde se los utiliza para el abastecimiento público, la solución consiste en mezclar agua contaminada con la de pozos limpios, para que la calidad final sea aceptable.

“En Natal ya no hay agua suficiente para mezclar”, advierte Hirata. Las napas constituyen la fuente del 70% del agua en la capital del estado de Rio Grande do Norte.

Otro tipo de contaminación importante es la proveniente de la industria, tal como la que causan los solventes organoclorados. El geólogo Reginaldo Bertolo, también del IGc y director del Cepas, estudia cómo se comporta ese contaminante en el acuífero que se encuentra en el subsuelo de Jurubatuba, en la zona sur paulistana, una región industrial desde los años 1950. “Se trata de un contaminante con comportamiento complejo en el acuífero”, comenta. En esa roca dura, donde el agua se desplaza a través de fracturas, ese compuesto más denso que el agua se hunde y sólo se detiene cuando llega a un estrato impermeable. “Son productos tóxicos y carcinógenos”. La contaminación impide el uso del agua subterránea en una región donde existe una fuerte demanda.

En forma conjunta con científicos de la Universidad de Guelph, en Canadá, el grupo de Bertolo está mapeando esos contaminantes para comprender cómo se comportan y plantear estrategias para eliminarlo del acuífero. Para ello, el próximo paso consiste en la utilización de un sistema desarro12 | edición especial noviembre DE 2015

llado por los canadienses para la extracción de muestras de la roca e instalación de perforaciones de monitoreo especiales. “Esos dispositivos permiten recoger agua en más de 20 fracturas diferentes en una misma perforación”, afirma.

“Desarrollaremos un modelo matemático para reproducir lo que sucede y elaborar pronósticos”.

El geólogo advierte que es importante mapear mejor las napas subterráneas y analizar su calidad, porque es un recurso que podría resultar complementario en las ciudades. “El agua subterránea es un recurso poco conocido”. La ingeniera Monica Porto, de la Escuela Politécnica de la USP, no cree que se pueda expandir demasiado el uso de esas napas en la Región Metropolitana de São Paulo. Y opina que, para rebasar los alrededor de 10 metros cúbicos por segundo (m3/s) que se extraen de los miles de pozos existentes, se necesitarían miles de nuevas perforaciones.

“Pero esos 10 m3/s no pueden faltar, debemos cuidarlos”.

La ingeniera, quien ya ocupó la presidencia y todavía integra el consejo consultivo de la Asociación Brasileña de Recursos Hídricos, medita

Al final de noviembre, el sistema Cantareira tenía agua en la represa Paiva Castro (a la derecha), mientras la sequía era evidente en el Jacareí/ Jaguari

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maneras de garantizarle la seguridad hídrica a la población. La falta de agua es efectivamente una de las cosas más graves que pueden ocurrir en una ciudad. “Estamos obligados a trabajar con una probabilidad de fallo muy baja”. Según ella, en 2009 el gobierno paulista le encargó a una empresa consultora un estudio sobre lo que debería hacerse para garantizar el abastecimiento de agua. El estudio estuvo listo en octubre de 2013, cuando ya se padecía la más importante crisis hídrica de la historia del estado. Porto explica que resulta imposible contemplar al Gran São Paulo en forma aislada, porque ya no hay de dónde sacar agua sin disputarla con los vecinos.

Por eso, el estudio abarca a la megametrópolis, que engloba más de 130 municipios y una población de 30 millones de personas.

Las obras necesarias para la mejora de la seguridad hídrica ya han comenzado, con la implementación de un sistema destinado extraer agua del río Juquiá, en Vale do Ribeira, que estará listo en 2018. La construcción de las represas de Pedreira y Duas Pontes, que abastecerán a la región de Campinas, atraviesa la etapa de obtención de permiso ambiental. “Manaos y Campinas son las únicas ciudades de Brasil con más de un millón de habitantes que no cuentan con reservorio de agua”, comenta Porto. No le hace falta a Manaos, a orillas del río Amazonas, pero sí a Campinas, que depende del sistema Cantareira.

Ella, que en su hogar “hace de tripas corazón” para ahorrar agua, sostiene que la crisis actual es importante para concientizar a la población acerca de la necesidad de disminuir el consumo.

También subraya la importancia del conjunto de disposiciones que deberá revisarse con carácter de emergencia. “Tendremos que aprender mediante el padecimiento”, dice Porto, quien habitualmente bromea que es mejor que no llueva demasiado para que la instructiva crisis no quede en el olvido. “No obstante, si no llueve mucho, y pronto, voy a dejar de bromear: tiene que llover” n Proyectos 1. Comprensión de las causas de las tendencias que determinan el inicio de la estación lluviosa en la Amazonia sobre los modelos climáticos utilizando observaciones del GoAmazon y de las lluvias (nº 13/ 50538-7); Investigador responsable José Antonio Marengo Orsini (Cemaden); Modalidad Ayuda Regular al Proyecto de Investigación – GoAmazon; Inversión R$ 57.960,00 (FAPESP).

2. Establecimiento de un modelo conceptual hidrogeológico y de transporte y destino de compuestos organoclorados en el acuífero fracturado de la región de Jurubatuba, São Paulo (nº 13/ 10311-3); Investigador responsable Reginaldo Antonio Bertolo (IGc-USP); Modalidad Ayuda Regular al Proyecto de Investigación; Inversión R$ 502.715,27 (FAPESP).

Artículos científicos MAKARIEVA, A. M. et al. Why does air passage over forest yield more rain? Examining the coupling between rainfall, pressure and atmospheric moisture content. Journal of Hydrometeorology. v. 15, n. 1, p. 411-26. feb. 2014.

MAKARIEVA, A. M. et al. Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics.

Atmospheric Chemistry and Physics. v. 13, p. 1039-56. 25 ene. 2013.

ESPINOZA, J. et al. The extreme 2014 flood in South-western Amazon basin: The role of tropical-subtropical South Atlantic SST gradient.

Environmental Research Letters. En prensa.

WENDLAND, E. et al. Recharge contribution to the Guarani Aquifer System estimated from the water balance method in a representative watershed. Anais da Academia Brasileira de Ciências. En prensa.

OLIVEIRA, P. T. S. et al. Trends in water balance components across the Brazilian Cerrado. Water Resources Research. v. 50, n. 9, p.

7100-14. sept. 2014

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entrevista Artur Ávila

El hombre que calcula Marcos Pivetta

E

l 13 de agosto de este año, el carioca Artur Ávila, experto en un área denominada sistemas dinámicos, cuyo objetivo es el desarrollo una teoría capaz de prever la evolución a largo plazo de fenómenos naturales y humanos, recibió la Medalla Fields, el mayor premio internacional de la matemática. Con 35 años de edad, se convirtió en el primer brasileño y sudamericano en ser distinguido con ese galardón, concedido cada cuatro años por la Unión Matemática Internacional (IMU, según su sigla en inglés) a investigadores de hasta cuarenta años de edad. Además del brasileño, que trabaja en el Instituto Nacional de Matemática Pura y Aplicada (Impa), en Río de Janeiro, y es director de investigación en el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), en París, la medalla también fue otorgada al austríaco Martin Hairer, al canadiense Manjul Bhargava y a la iraní Maryam Mirzakhani, la primera mujer que obtiene el premio. Entre los cuatro ganadores, que también recibieron un premio monetario de 10 mil euros, Ávila era el más joven. “Para el resto de los candidatos, ésta era la única posibilidad de obtener la medalla a causa de la limitación de edad. Dadas las circunstancias, creí que tendría pocas posibilidades de ser premiado este año”, afirmó Ávila en una entrevista concedida en Río de Janeiro, luego 14 | edición especial noviembre DE 2015

de haber viajado a Seúl, en Corea del Sur, para recibir la distinción en el marco del 27º Congreso Internacional de Matemáticos.

La excelencia de este brasileño, que también posee la ciudadanía francesa desde el año pasado, se manifestó pronto. Hijo único de padres separados (también tiene una media hermana por parte del padre), tuvo una vida de clase media y asistió a buenas escuelas. En 1995, a los 16 años, Ávila ganó la medalla de oro en la Olimpíada Internacional de Matemática. Dos años después, aún como alumno del tradicional colegio Santo Agostinho y sin haber ingresado a la facultad, concluyó el máster en el Instituto Nacional de Matemática Pura y Aplicada (Impa). En 2001, con 21 años, finalizó el doctorado, también en el Impa, y por añadidura, obtuvo el título de grado en la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ). “Un alumno inteligente generalmente busca mostrarse y hace muchas preguntas”, afirma el investigador Welington Celso de Melo, director de tesis doctoral de Ávila. “Él era diferente.

Hablaba poco, pero cuando formulaba preguntas, era imposible responderlas de inmediato. Tenía que volver a casa y meditar la respuesta”. Ávila está casado con una investigadora del área de economía y no tiene hijos, reparte su vida entre París y Río de Janeiro, las dos ciudades que le permiten hacer lo que más le gusta: resolver

leonardo pessanha

PUBLICADO en setiembre de 2014

EDAD 35 años ESPECIALIDAD Sistemas dinámicos ESTUDIOS Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) e Instituto Nacional de Matemática Pura y Aplicada (Impa) INSTITUCIÓN Impa y Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), París

grandes problemas matemáticos. Entre sus logros se cuentan soluciones para los denominados operadores de Schrödinger, herramientas matemáticas que ayudan a describir la evolución, a lo largo del tiempo, de los vectores de estados en los sistemas cuánticos. Incluso antes de obtener la Medalla Fields, el brasileño, que ostenta más de 50 papers publicados, ya gozaba de enorme prestigio en los círculos matemáticos. Su forma de investigar es peculiar. Lee poco, no da clases y puede trabajar en su casa o en la oficina, o en la playa, cuando está en Río de Janeiro. Prefiere enterarse de un nuevo tema de investigación por medio del trabajo conjunto con colaboradores que sean especialistas en esa área. “Uno va conversando y alguien dice exactamente cuál es el quid de la cuestión. No es necesario leer toda una bibliografía en torno de un problema”, dijo. Reacio de las entrevistas, Ávila manifiesta que no tiene vocación para comunicar la matemática al gran público, una demanda de la cual le será difícil huir luego de haber recibido el mayor premio internacional que se le haya concedido a un científico brasileño. pESQUISA FAPESP | 15

¿Es cierto que, a diferencia del Nobel, los ganadores de la Medalla Fields reciben con antelación la noticia de que fueron escogidos para recibir el premio?

Uno lo sabe antes de su difusión. Lo supe cinco meses antes y tuve que guardar el secreto. Es bastante tiempo, pero hice el esfuerzo.

Ya se pensaba en usted para otorgarle la medalla hace cuatro años. ¿Esperaba ganar el premio ahora?

No lo esperaba ganar en esta oportunidad, porque había otra candidatura de peso en un área cercana a la mía y también por el hecho de que soy más joven que los otros candidatos. Yo todavía tenía otra posibilidad de obtenerla en 2018.

Para el resto, ésta era la única posibilidad de ganarla a causa del límite de edad fijado en 40 años. Dadas las circunstancias, consideraba que tendría pocas posibilidades de ser reconocido este año. ¿Quién era ese otro candidato del área?

La iraní Maryam Mirzakhani, que también obtuvo el premio. Fue algo excepcional, ellos nos concedieron la medalla a los dos. Trabajamos en áreas próximas, y por eso era más difícil que ambos fuésemos premiados el mismo año. Por esa razón, y porque era la última oportunidad para ella, pero no para mí, creí que no me llevaría el premio. ¿Usted y Mirzakhani han trabajado juntos?

Juntos no. Pero he trabajado con gente que investigó con ella. Ella ha utilizado resultados de mis trabajos y yo he usado los de ella. Trabaja en un área que se entrecruza y tiene intereses en común con la mía. Entonces podríamos trabajar juntos en ese campo; de hecho, nuestra línea de trabajo sigue la misma dirección, con coautores comunes. Por alguna razón, jamás nos hemos cruzado. ¿Es común que los organizadores del premio eviten otorgar la medalla a matemáticos de áreas muy cercanas?

No existen reglas. Entiendo que, eventualmente, si hay un candidato que puede aguardar a la siguiente edición del premio, es posible que se privilegie la diversidad de áreas. Era lo que pensaba que iba a sucederme a mí. En efecto, yo también podría haber sido candidato en 2018. Mi nombre no era una urgencia.

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En 2018, el Congreso Internacional de Matemáticos se realizará en Río de janeiro. ¿Considera que la elección de Brasil como sede del encuentro impulsó su candidatura a la medalla?

La decisión con respecto a la realización del congreso no está relacionada con la decisión del comité que concede el premio. Son cuestiones bastante diferentes. La realización del evento involucra asuntos de desarrollo matemático y también de organización. El hecho de que Brasil haya demostrado que cuenta con capacidad para la organización de grandes eventos influyó en su candidatura.

Muchos de los sitios que albergaron el evento nunca han obtenido la medalla, como en los casos de Corea del Sur, la India y España. La medalla implica el reconocimiento a un trabajo matemático, un tema puramente científico. Es la primera vez que un galardonado con el premio estudió hasta el nivel de doctorado en un país que no sea desarrollado, tal como Japón, alguno de Europa, Estados Unidos o Israel. Toda mi carrera la hice en Brasil y eso no me detuvo. La calidad del doctorado que pude hacer en el Impa no tuvo nada que envidiarle al que podría haber hecho en el exterior. Es una clara demostración de la calidad de lo que puede hacerse aquí en Brasil. Eso, obviamente, es un trabajo de largo aliento del Impa, que hace décadas que posee enseñanza e investigación de calidad. ¿Cómo se veía usted a los 21 años terminando el doctorado? ¿Ya se vislumbraba a sí mismo como un investigador especial por su precocidad?

Era más joven que un científico insertado normalmente en el doctorado. Pero pensaba que podía hacer un doctorado joven sin convertirme en un gran investigador.

Uno puede ser un excelente alumno de matemática, obtener notas sobresalientes, pero eso no implica tener capacidad para la investigación. Si bien en ese contexto tenía capacidad como para realizar una investigación de doctorado, podría presentar dificultades a la hora de darle continuidad a la carrera. Hay varias instancias en que uno puede disminuir la calidad del trabajo que venía presentando.

También puede ocurrir que uno no demuestre ninguna capacidad excepcionalmente notable al comienzo de la carrera y, en cierto momento, eso aparezca. Eso era lo que pensaba y mis objetivos eran

muy básicos. En la época del doctorado, mi meta consistía en realizar un trabajo de investigación para conseguir las cosas básicas. Era transitar los caminos normales para un investigador cuando quiere lograr tener una carrera, sin un gran objetivo en mente. Mis ambiciones eran bastante razonables, porque uno sabe que pueden presentarse dificultades y es probable que ellas aparezcan.

Su ingreso en el Impa fue muy precoz. ¿Cómo surgió esa posibilidad?

Se conjugó con el hecho de que el Impa, a veces, acepta alumnos más jóvenes, que todavía están cursando la secundaria [la actual enseñanza media]. Lo hacen si detectan la capacidad del alumno para hacer la carrera. Yo lo sabía y eso me había despertado el interés por, tal vez, poder hacerlo. Ese deseo se me cumplió cuando regresé de la Olimpíada Internacional de Matemática en 1995, donde obtuve la medalla de oro. El Impa me sugirió realizar uno de los cursos del nivel 1 poco antes de iniciar la maestría. Si todo salía bien, podría acoplarme al máster del Impa. En efecto, fue lo que hice cuando cursaba el tercer año de la secundaria.

Comencé en el nivel de maestría y, luego de un cierto tiempo, pasé al doctorado de manera más o menos sencilla, cursando en el Impa. Eventualmente, comencé a conversar con los investigadores, con Welington, y así fue que ingresé al área de sistemas dinámicos. ¿Por qué se interesó por la matemática y no por otras ciencias?

No lo sé. Siempre me gustó la matemática, incluso antes de conocer cuál era la diferencia entre las cosas. Desde que tenía cinco años, sin ninguna razón en especial. También me atraían otras áreas a las que consideraba como ciencia. Pero en la matemática, se puede avanzar por cuenta propia bastante más rápido y yo tuve esa experiencia de las olimpíadas de matemática, que me aportaron gran estímulo y me encauzaron, y también me sirvieron como transición hacia el Impa. ¿Cómo surgió su interés por el área de sistemas dinámicos?

Poseo ciertas características como investigador que se adaptan bien a la investigación en sistemas dinámicos y que también se adaptarían a otras áreas. Soy un analista. Trabajo con análisis, estadísticas,

leonardo pessanha

geometría. En mi caso, mantuve un mayor contacto con el área de sistemas dinámicos por estudiar en el Impa y en contacto directo con Welington. Por eso me dediqué a los sistemas dinámicos, donde esas características son muy importantes. Uno puede tratar ese tema empleando esas técnicas o de otras maneras. Es algo que va bien conmigo, pero la elección por los sistemas dinámicos se debe a la circunstancia histórica de hallarme en el Impa. ¿Cómo le describiría el área de sistemas dinámicos a un lego?

Los sistemas dinámicos, de modo general, son el estudio de asuntos que evolucionan a lo largo del tiempo, con una regla que describe la transición entre un instante y el próximo, desde el momento actual hasta un momento de mañana, por ejemplo. Esa regla puede ser muy sencilla. Con todo, para un plazo muy largo, uno vislumbra la aparición de comportamientos muy complejos. A algunos de ellos los denominamos caóticos. El estudio de este comportamiento caótico, emergente a largo plazo, es una de las principales implicaciones del área de procesos dinámicos. [Los resultados y los métodos oriundos del área de los sistemas dinámicos se utilizan para explicar fenómenos complejos de áreas tales como química (reacciones, procesos industriales), física (turbulencia, transición de fase, óptica), biología (competencia entre especies, neurobiología) y economía (modelos de crecimiento, comportamiento del mercado financiero)].

De modo superficial, la gente asocia el caos con el desorden, pero hay reglas dentro del caos, ¿cierto?

Podemos describir mejor a los sistemas caóticos de buena calidad, que presentan ciertas características. Son sensibles a las condiciones iniciales y pequeñas modificaciones en ellos generan amplios efectos. A primera vista, por un lado, eso parece ser algo que impide decir cualquier cosa útil con respecto al sistema, que nos veda la posibilidad de hacer previsiones.

Pero, por otro lado, introduce nuevas reglas que el sistema sigue, nuevas leyes que el mismo puede utilizar. Preceptos que dejan de ser deterministas y adoptan un carácter estadístico y probabilístico.

Por eso debemos formular preguntas e intentar brindar respuestas en términos de probabilidades y comportamientos

Ceremonia de entrega de la Medalla Fields en el marco del Congreso Internacional de Matemáticos en Seúl

del sistema en lugar de tener certeza absoluta. Procuramos modelar el sistema de manera estocástica [mediante una descripción probabilística de los procesos]. Intentamos tratar al sistema del modo en que puede tratárselo. ¿Es correcto plantear al Sol y sus planetas como un ejemplo de sistema dinámico caótico?

En el sistema planetario, resulta difícil describir la emergencia del caos. Eso aún es muy complejo y no muy bien comprendido. Pero un evento en el que aparecen los fenómenos caóticos podría ser la interacción de las funciones cuadráticas [polinomios de segundo grado], que todo niño aprende en la escuela. Luego de mucho tiempo, ¿cuál sería el efecto de la aplicación sucesiva de la misma ley cuadrática? Ésta puede plantear la emergencia del caos. Ése es un ejemplo bien simple de lo que sucede.

Algunos dicen que usted se destaca resolviendo problemas, tal vez más, incluso, que como formulador de teorías. ¿Está de acuerdo con ese comentario?

Varias veces en mi carrera me aboqué a problemas conocidos y reconocidamente difíciles y trabajé en sus resoluciones.

Como lo hice varias veces, de hecho, es cierto que resolví muchos problemas.

No obstante, en menor medida, también trabajé en la construcción y en el desarrollo de esas teorías, que a veces implican no sólo la resolución, sino también el planteo del problema. Cuando comencé mi trabajo, con los operadores de Schrödinger, solucioné un problema, pero después también elaboré una teoría y resolví problemas relacionados con

ella. Sin embargo, es cierto que la parte más visible de mi trabajo, pues existen en gran cantidad, corresponde a las soluciones de problemas en varias áreas distintas de los sistemas dinámicos.

Su director de tesis doctoral, el profesor Welington, dice que usted siempre fue muy selectivo en la elección de sus objetos de trabajo y se interesó por los grandes problemas de la matemática, procurando no dispersarse con temas menores. ¿Ésa fue su estrategia?

Trabajo en cosas que me agradan, con problemas que me interesan particularmente, que considero atractivos. A menudo los problemas considerados difíciles resultan fundamentales porque presentan algo de gran interés. En torno a esos problemas también se desarrollan teorías. Lo que atrae a un matemático es generalmente la riqueza de la teoría al respecto de esos objetos. El trabajo con esos problemas posibilita explorar cosas más placenteras. Pero nunca descarto un problema porque otros no lo consideren importante. También trabajé con temas que sabía que no tendrían un impacto excepcional. Esos problemas, cuando son más sencillos, los resuelvo más rápido.

No paso demasiado tiempo trabajando en ellos porque se resuelven más rápido.

Son más sencillos.

Usted hizo varios trabajos con colaboradores. ¿Le agrada trabajar en equipo?

Me gusta particularmente cuando es para aprender. No tengo como hábito la lectura. ¿Cómo es eso?

Leo muy poco, sólo libros de matemática y papers. pESQUISA FAPESP | 17

¿Pero cómo se puede investigar así?

En matemática, se puede avanzar sin tener un conocimiento profundo de la literatura específica. Es más importante comprender con exactitud las cosas fundamentales. Y esas cosas importantes las obtengo con mayor facilidad conversando con otros investigadores. Ahí interviene el aspecto de la colaboración.

Uno va conversando y alguien dice exactamente cuál es el quid de la cuestión. No es necesario dedicarse a leer una extensa bibliografía en torno de un problema. ¿Esa característica es sólo suya o muchos matemáticos trabajan de ese modo?

No es una característica completamente única. Los matemáticos trabajan de varias maneras. Hay matemáticos a los que les gusta leer bastante. Yo no me caracterizo por ello. Conozco bastantes temas porque he resuelto muchos problemas. A menudo, comienzo a trabajar en un área investigando incluso antes de estudiar dicha área. Antes de estudiar, intento resolver un problema. Pero es muy difícil comenzar de cero, sin saber nada. Entonces inicio una colaboración e incluso antes de aprender profundamente sobre el tema, ya he resuelto un problema relevante que me motiva más. Varias veces cambié de área y resolví inmediatamente un problema importante y recién después comprendí mejor lo que decía la teoría con respecto a ese problema. Es algo que tiene que ver con la característica técnica de cada uno y también con la intuición.

Para mí, funciona así. ¿Cómo le ayuda la intuición a un matemático?

Las partes más difíciles de un trabajo matemático son las que involucran la creatividad, que conducen a la realización de un descubrimiento que se encuentra fuera, obviamente, de las reglas básicas. Todo matemático de primera línea posee habilidades técnicas excepcionales y logra sortear los caminos conocidos sin mayores dificultades. Ése es mi caso, por cierto. Lo que complica el trabajo es tener que apartarse de las líneas conocidas, descubrir algo e intentar detectar la manera de afrontar el problema. Frente a lo desconocido, no existe por definición una regla para escoger su abordaje. La intuición es lo que podrá guiarnos para saber por dónde encarar el problema. Eso requiere de cierta ex18 | edición especial noviembre DE 2015

periencia, que ayuda mucho al desarrollo de la intuición con respecto a un tema.

Uno va en una dirección porque tiene la esperanza de que funcione, pero aún no puede formularla matemáticamente. ¿Por qué se naturalizó como francés?

Inicié mi doctorado en Brasil y viajé a Francia en 2001. Mis primeros empleos fueron en Francia y allí pasé cinco años antes de regresar a Brasil. Entonces me quedé tres años aquí y luego comencé a vivir medio tiempo acá y medio allá. El tiempo que pasé en Francia complementó mi formación como matemático y amplié mis áreas de investigación. Finalicé el doctorado capacitado para realizar investigación de alto nivel. Mis resultados fueron reconocidos como importantes, pero yo tenía una perspectiva restringida del área y de su posición dentro de toda la matemática. En París, me contacté con la mayor comunidad de matemáticos del mundo y con una actividad incomparable. Eso me obligó a salir de mi área de trabajo en esa época, la dinámica unidimensional, y a buscar otros temas para poder interactuar con esa gente que no tenía, necesariamente, los mismos intereses que yo. En esa búsqueda entre tanta gente capaz, con tantas posibilidades de coautores, intervine en otras áreas y mi trabajo fue reconocido por lo que hice en ellas. El matemático que ahora soy tiene mucho de francés, así como de brasileño.

Por eso, me parecía correcto considerarme un matemático franco-brasileño. Si soy un matemático franco-brasileño, cobra sentido también tener la nacionalidad francesa, que incluso supone ventajas prácticas para la vida allá. ¿Cómo es su esquema de trabajo entre Río y París?

Voy y vuelvo. No son seis meses completos acá o allá, es algo más repartido. Me quedo unos meses allá, otros aquí. Trato de huir del invierno en París, pero puede haber excepciones. Los detalles de los viajes los decido a último momento y, de acuerdo con las circunstancias, elijo fechas específicas. Tengo mucha flexibilidad, trabajo sólo en investigación y no en la docencia. Se trata de una característica personal mía. Prefiero dedicarme mayormente a la investigación y no creo tener grandes dotes para la educación.

Tengo alumnos de doctorado, pero básicamente no doy clases. Por eso no tengo

un calendario fijo que cumplir, algo que sería necesario si tuviera que dar clases. ¿Es cierto que usted se despierta tarde y generalmente trabaja más por la noche?

En efecto, sigo despertándome tarde, a las 11 e incluso a las 13. Pero es algo muy variable. Depende del día anterior y de cosas que pueden ser más agitadas. De noche, trabajo antes de dormir, o bien, si me despierto en medio de la noche, puedo pensar en matemática. Pero también intento trabajar por la tarde. Trabajo frecuentemente con colaboradores y no podría trabajar con ellos después de la medianoche. He trabajado en varios contextos. Recientemente lo he hecho en la playa o caminando por la costanera, por ejemplo. No tanto por la noche. ¿Su rutina en París y en Río es similar?

No tienen nada que ver. Por empezar, no poseo una rutina fija. Allá es más común que vaya a la oficina. No hay playa allá, por cierto. Entonces me encuentro con los coautores, gente cercana y alumnos.

Trato de concertar varios encuentros durante el día, no necesariamente en mi oficina. También hay días que me quedo en casa. En Francia eso es más común. En Brasil generalmente llamo a las personas para encontrarnos cerca de mi casa. Cuando trabajo solo, me quedo mucho en casa o voy a la playa.

No siempre estoy trabajando en forma muy intensa. Cuando no trabajo en una línea de investigación muy específica o cuando me siento algo perdido, sin saber cómo abordar un problema –algo que sucede la mayor parte del tiempo–, no sirve de mucho, ni es posible quedarse trabajando demasiadas horas. Por ende, trabajo pocas horas a la semana. Es algo diferente en algunas oportunidades que suceden de vez en cuando, cuando tengo la confianza, ya sé, o me imagino que algo va a funcionar y eso implica bastante trabajo técnico, mejor encauzado. En esos casos, trabajo de manera muy intensa, muchas horas por día.

En Brasil, los índices educativos en matemática y ciencias son malos. ¿Usted se considera una excepción dentro de ese panorama?

Creo que soy mayormente una consecuencia natural de la evolución de la ciencia, particularmente de la matemática, que tal vez sea el área más desarrolla-

da de Brasil en el ámbito del impacto internacional. Eso se debe a características propias de la matemática, pero también a la gente que ha trabajado en el área. La matemática depende más de recursos humanos que de recursos materiales.

Para llegar lejos puede bastar que haya gente con enfoque. Cuando se depende de muchos recursos, como en el caso de los laboratorios, no alcanza con la voluntad de la gente, por más capacidad que posea. [El prestigio de Brasil se encuentra a la vista por el hecho de contar actualmente con cuatro representantes con derecho a voto en la asamblea general de la IMU, uno menos que potencias tales como Estados Unidos y Francia. En el congreso internacional en Seúl, hubo cuatro matemáticos del Impa brindando conferencias]. ¿Qué se podría hacer en las escuelas para despertar nuevas vocaciones en la matemática?

En mi experiencia, no tuve contacto con la enseñanza en las escuelas. Tomé decisiones muy particulares, fui directamente al Impa y no tuve un gran paso por la universidad.

Hice formalmente la carrera, pero estudiaba en el Impa. No tuve contacto con esa realidad educativa del país.

Si hablo de la educación, se trata más de cómo me imagino que debe ser. No doy clases en una universidad, entonces no tengo contacto con el día a día. Prefiero dejarle esa responsabilidad a la gente que tiene más contacto con esa realidad y posee más ideas al respecto. Creo que hay matemáticos de gran nivel que poseen muchas más posibilidades que yo de brindar ideas en esa dirección.

nuidad de mejora de la matemática en Brasil. No se trata de un acontecimiento único que no pueda repetirse. Pero realmente es un premio singular. Si no se lo obtiene, ello no significa mala calidad de investigación. Me gusta recordarle a la gente que Alemania –que cuenta con 100 Premios Nobel y Brasil no tiene ninguno– tan sólo ganó una Medalla Fields entre todos sus investigadores. Vean cuán raro es ese premio. Eso no desmerece de ninguna manera la calidad de la investigación realizada por los matemáticos alemanes y el aporte que han brindado a la matemática. No pueden medirse las cosas por esos premios, porque se generarían inmensas distorsiones. El análisis es mucho más complejo. Con la medalla resulta fácil mostrarle a la gente que Bra-

son matemáticos y que no sabían que se hacía matemática de buen nivel en Brasil. ¿Tiene contemplado brindar charlas en escuelas?

Probablemente haga algo en ese sentido, pero el objetivo es cumplir esa función al lado de personas que tienen mayor vocación para ello. Soy muy limitado en varios de los aspectos relacionados con la exposición de la matemática para un público generalizado. No está en mi nivel de competencia hacer eso. Ya se me presentan dificultades para comunicarme con los alumnos de predoctorado en matemática, que son de mi misma área.

Por otro lado, poseo mayor visibilidad.

Aún no hemos resuelto la manera de conciliarlo. Pero en la práctica, a causa de mis limitaciones, no sería yo el que se comunique directamente con la gente.

La Medalla Fields es una clara demostración de la calidad de la investigación que puede hacerse en Brasil

Otro brasileño del Impa, Fernando Codás, está siendo considerado para obtener la medalla. ¿Cómo analiza esa posibilidad?

Creo que Brasil y el Impa producen desde hace algún tiempo matemáticos muy capacitados. Soy algo reacio a ponerle presión a cualquier persona. La obtención de un premio no es nada sobrenatural. Lo que era imposible que suceda ocurrió. Y sucedió dentro de una conti-

sil ostenta algo al más alto nivel internacional. Antes de ella, Brasil ya lo tenía, pero era más difícil demostrarlo. La gente incluso podía decir: ¿si es así, dónde están los premios? Ahora ya no pueden decirlo. Pero no pueden medirse las cosas por eso, porque ese no es el objetivo. ¿Usted cree que, de aquí en adelante, será una especie de embajador de la ciencia y de la matemática brasileñas en el exterior?

En el círculo de los matemáticos, el Impa ya era conocido. Entonces no es tan primordial que yo cumpla con ese rol.

Considero que implícitamente tengo la función de colaborar para desarrollar un poco la comunicación con aquéllos que no

¿Pero no sería natural que la gente esperara un mayor contacto suyo con el público no especializado?

Puede ser, pero aceptar o no eso es una elección mía. Creo que podría hacer algo positivo sin que sea de manera directa.

Hay muchos individuos capaces, que pueden comunicarse mucho mejor que yo. No necesito ser el orador, puedo estar junto al que lo haga.

¿Cómo es su vida más allá de la matemática?

En Brasil, trato de ir a la universidad a menudo y, cuando es posible, a la playa. Vivo en el barrio de Leblon. Me agrada caminar por aquí y hacer las cosas típicas de quien reside en el barrio, tales como ir a los chiringuitos. En Río tengo amigos desde la época de la escuela, con quienes todavía me encuentro, soy el que organiza esos encuentros. Todo bastante normal. No hago nada extraordinario, ningún deporte de alto riesgo, ni muchos viajes que no tengan que ver con la matemática. En París, tengo un grupo de colegas matemáticos con los cuales me reúno después del trabajo y vamos a bares y cosas por el estilo.

París es famosa por su vida cultural, los museos. ¿Va a menudo a esos lugares?

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Política C&T BIOENERGía y

El desafío de ganar en escala Un informe muestra que la expansión de los biocombustibles requiere del respaldo de políticas públicas para sostenerse a nivel global Bruno de Pierro

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l actual estadio de desarrollo científico y tecnológico permite que la producción de bioenergía pueda llevarse a cabo en gran escala en el mundo. Pero, para que eso se concrete efectivamente, se hace necesaria la adopción de políticas públicas que se preocupen con toda la cadena de producción de las energías renovables, lo cual incluye desde la cuestión del uso de la tierra y la eficiencia de las tecnologías de conversión de biomasa en energía hasta los desafíos ambientales, económicos y sociales implicados. Ésta es una de las principales conclusiones de un informe sobre la implementación de sistemas de bioenergía en el mundo, del cual se presentaron algunos aspectos en la apertura de la segunda edición del Brazilian BioEnergy Science and Technology Conference (BBest), realizado entre los días 20 y 24 de octubre en la ciudad de Campos do Jordão (São Paulo). La elaboración de dicho informe, denominado Proceso Rápido de Evaluación sobre Biocombustibles y Sostenibilidad, estuvo a cargo de científicos ligados a los programas especiales de la FAPESP de Investigaciones en Bioenergía (Bioen), de Investigaciones en Caracterización, Conservación, Restauración y Uso Sostenible de la Biodi20 z edición especial noviembre DE 2015

versidad (Biota) y de Investigación sobre Cambios Climáticos Globales.

“Las políticas públicas globales están indicando que triplicaremos la producción de la bioenergía moderna para 2030”, dijo Glaucia Mendes Souza, investigadora del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP) y coordinadora del Bioen. Mendes Souza fue la encargada de la organización del informe, redactado en colaboración con científicos de 24 países, bajo la responsabilidad del Comité Científico para Problemas del Medio Ambiente (Scope, por sus siglas en inglés), asociado a la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (Unesco). El documento final se se dio a conocer durante los días 14 y 15 de abril de 2015, en el marco de un seminario que se realizó en la FAPESP y incluyó un resumen destinado a servir de guía para políticas públicas.

El informe destaca el papel de la bioenergía en la cuestión de la seguridad alimentaria. De acuerdo con el documento, la bioenergía moderna puede tener la capacidad de aumentar la productividad de la tierra, al integrar la producción de maíz y de caña de azúcar para la producción de etanol, por ejem-

plo, o de soja y aceite de palma para biodiésel, con la agricultura ligada al suministro de alimentos. “La producción de bioenergía en áreas rurales más pobres también puede impulsar la economía local, creando empleos y mercado”, explica Mendes Souza.

No obstante, el informe subraya que es necesario tener una comprensión mejor de los impactos de las medidas implementadas para el uso de la tierra en la producción de bioenergía. Un mismo tipo de biomasa, como la caña de azúcar, puede tener destinos distintos –calefacción, uso como combustible líquido, generación de electricidad– e impactos también diferentes. Resulta esencial monitorear tales impactos. “Si para plantar caña de azúcar se depositan toneladas de nitrógeno en el suelo, eso puede aumentar las emisiones de gases de efecto invernadero tales como el óxido nitroso.

Se debe tomar mucho cuidado con las tecnologías utilizadas”, evaluó Reynaldo Victoria, docente de la USP y miembro de la coordinación del Programa FAPESP de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales.

Un estudio vinculado al Bioen muestra que las emisiones directas de gases causantes del efecto invernadero en el

eduardo cesar

PUBLICADO en noviembre de 2014

Caña de azúcar: la eficiencia de la planta en la generación de bioenergía en Brasil es reconocida internacionalmente; el próximo paso consiste en impulsar nuevas tecnologías que aumenten la producción de etanol

pESQUISA FAPESP z 21

Expertos de diversas partes del mundo se reunieron en Campos do Jordão (São Paulo), durante la segunda edición del BBest; en pauta, el desafío de articular políticas para el sector de bioenergía

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cultivo de caña de azúcar en Brasil son inferiores a las estimadas en la literatura científica internacional. “Las condiciones en las cuales producimos caña acá no derivan en grandes emisiones de óxido nitroso”, dice Heitor Cantarella, investigador del Instituto Agronómico (IAC) y coordinador del estudio. No obstante, añade Cantarella, lo ideal es que en los cañamelares se adopten soluciones destinadas a reducir o mitigar las emisiones de gas. Algunas estrategias empiezan a evaluarse en el grupo de investigación del científico, en el interior de São Paulo. Una de éstas consiste en no aplicar al mismo tiempo fertilizante y viñaza –un residuo del procesamiento industrial del alcohol–, ya que la combinación de ambos lleva a la producción de óxido nitroso en el suelo. “La práctica en los ingenios consiste en aplicarlos simultáneamente para acelerar el proceso. Es necesario un cambio de esa mentalidad”, afirma Cantarella. “La caña de azúcar sigue siendo sostenible. Nuestro objetivo ahora consiste en mejorar sus indicadores en relación con las emisiones de gases de efecto invernadero”, sostiene.

La versatilidad del etanol

La producción de bioenergía a partir de biomasa también puede contribuir a la recuperación y el incremento de recursos ambientales para la fauna en suelos degradados. “En algunas circunstancias, cuando las pasturas degradadas se reemplazan por el cultivo de caña de azúcar o de eucalipto, eso puede permitir la recuperación del suelo e incluso un 22 z edición especial noviembre DE 2015

“La producción de bioenergía en áreas rurales más pobres puede dar impulso a la economía local”, dice Glaucia Souza 1

aumento de recursos para la fauna en el área”, dice Luciano Verdade, docente de la USP y miembro de la coordinación del Programa Biota-FAPESP, quien también colaboró en la elaboración del informe.

En ponencias de expertos durante la semana del BBest, se presentaron casos concretos que grafican el potencial de aprovechamiento de la biomasa. Uno de ellos es el uso del etanol de caña de azúcar para la obtención de hidrógeno, que a su vez podrá servir para alimentar coches impulsados por células de combustible. El proyecto está en marcha en el Laboratorio de Hidrógeno de la Universidad de Campinas (Unicamp) que, en asociación con la empresa Hytron, procura desarrollar pequeñas estaciones de extracción de hidrógeno a partir del etanol comercializado en estaciones de servicio. “La idea es demostrar que el etanol es versátil y, en la forma en que se lo vende actualmente en las gasolineras, puede utilizárselo de modo de modo más eficiente”, explica Carla Cavaliero, docente de la Unicamp e investigadora del laboratorio.

Algunas compañías automovilísticas, tales como Honda, Toyota y Hyundai, lanzaron recientemente modelos movi-

dos por células de combustible. No obstante, el costo de la producción de estos coches es aún alto. En países de Europa y en Estados Unidos, la extracción del hidrógeno se lleva a cabo directamente en algunas gasolineras, pero no del etanol sino mediante electrólisis (descomposición) del agua. “La ventaja de emplearse etanol para obtener hidrógeno radica en que Brasil cuenta con una ventaja competitiva en la producción de este combustible a partir de la caña de azúcar, lo que hace que el proceso sea más barato”, dice la investigadora.

Las posibilidades para la producción de biocombustibles líquidos avanzados también se discutieron en el BBest. Los participantes tuvieron la oportunidad de conocer los avances de la producción de etanol de celulosa, elaborado a partir de residuos agroindustriales tales como el bagazo de caña en Brasil. Este año, dos empresas iniciaron la producción en escala comercial del etanol de segunda generación, tal como también se le llama al etanol celulósico. Una de ellas es GranBio, que inauguró una planta productora en el estado de Alagoas. GranBio invirtió 190 millones de dólares y el BNDES otros 300 millones de reales. La fábrica cuen-

ta con una capacidad para producir 82 millones de litros de etanol anhidro por año y operará en forma completa a partir de 2015. Otra iniciativa es el Centro de Tecnología Cañera (CTC), creado en 1969 por Copersucar, que puso en operación una planta de demostración de etanol de segunda generación en la localidad de São Manoel, interior de São Paulo. La central cuenta con capacidad para procesar 100 toneladas de biomasa de caña de azúcar por día. El objetivo de esa unidad es presentar el potencial de la tecnología que desarrolló el centro, que puede multiplicar la producción de etanol sin expandir el área plantada con caña.

En 2008, el proceso desarrollado por CTC para obtener etanol celulósico de caña se patentó, pues representaba una diferencia estratégica con relación a los métodos implementados por otras empresas que están en la carrera de la investigación con etanol de segunda generación en Brasil. El proceso de hidrólisis enzimática de la celulosa presente en el bagazo y en la paja quedará totalmente integrado a la estructura existente de la central.

fotos 1 eduardo cesar 2 wikimedia commons

Enzimas

No obstante, aún existen barreras que impiden el avance de la producción de etanol de segunda generación a escala industrial. “La principal dificultad se encuentra relacionada con las enzimas”, dice Jaime Finguerut, asesor técnico de la presidencia del CTC. La producción del etanol de segunda generación depende de enzimas utilizadas en la rotura de la lignina y de las hemicelulosas de las células de la caña para obtener la celulosa y luego la glucosa, permitiendo así la fermentación del azúcar para la obtención del etanol. “Existen pocas empresas que proveen esas enzimas y su costo es alto, lo que torna la producción del etanol celulósico más cara”, dice Finguerut.

Actualmente, CTC, en asociación con Embrapa y el Laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnología del Bioetanol (CTBE), se aboca a la búsqueda de nuevos insumos para ese proceso.

Pero la programación del BBest no se ciñó a la discusión alrededor de los biocombustibles tales como el etanol. El futuro de las energías renovables tales como la eólica y la solar también cobró relieve en uno de los días del evento. La idea era mostrar que existen otras formas de generación de electricidad que

Turbinas eólicas en Parnaíba, en el estado de Piauí: el futuro de las energías renovables se abordó en la conferencia

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pueden complementar la producción de bioenergía a base de biomasas. “Los filmes fotovoltaicos, por ejemplo, son flexibles y pueden acoplarse a la construcción de casas y edificios o cambiar la configuración de las ventanas, disminuyendo o aumentando la incidencia de luz”, dijo Helena Li Chum, brasileña radicada hace 30 años en Estados Unidos, investigadora del Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de ese país. Según Li Chum, el proceso de individualizar la captación y la distribución de energía es una forma de contemplar las demandas específicas de distintos sectores de la industria.

Danny Krautz, del Berlin Partner for Business and Technology, una agencia alemana de apoyo a la innovación, brindó un ejemplo de cómo pueden interactuar las energías renovables. Mostró las ventajas de las células fotovoltaicas cristalinas, una tecnología utilizada en la fabricación de filmes de polímeros muy delgados y capaces de convertir la luz solar en energía eléctrica con mayor eficiencia que las placas solares de silicio. “Las células fotovoltaicas cristalinas ya se usan en Asia, fundamentalmente en áreas rurales. Son livianas y es fácil instalarlas”, explica Krautz.

Al igual que los filmes fotovoltaicos, las minicentrales eólicas también des-

puntan como alternativas para la generación de energía eléctrica de manera descentralizada. Formadas por pequeñas hélices de cinco metros de altura, llegan a pesar alrededor de 800 kilos y pueden instalarse en casas, fábricas o pequeñas poblaciones. Jon Samseth, de la Oslo and Akershus University College of Applied Sciences, en Noruega, explicó que la idea de esos proyectos, muchos de ellos todavía en fase de elaboración, consiste en plantear una alternativa al modelo de distribución centralizado de energía, tal como existe actualmente.

“La producción de electricidad en forma descentralizada apunta a atender necesidades específicas, evitando derroches y altos costos”, dijo. Un ejemplo mencionado por Samseth es el NuScale SMR, un pequeño reactor nuclear desarrollado por la empresa estadounidense NuScale Power. Este aparato, que estaría listo para su comercialización recién a partir de 2020, podrá ser transportado en camión o en tren y tiene el objetivo de atender puntualmente a clientes tales como industrias y hospitales. Con capacidad para generar 540 megavatios de energía en el transcurso de 60 años, este minirreactor puede construirse rápidamente, y en caso de accidente, los daños ambientales y económicos son más fáciles de controlarse. n pESQUISA FAPESP z 23

CIENCIOMETRÍa y

Cálculos innovadores Describen en un artículo científico una metodología para la evaluación del Programa Biota-FAPESP Fabrício Marques PUBLICADO en octubre de 2014

U

n artículo publicado por brasileños en la revista científica Scientometrics revela la utilidad de una metodología destinada a evaluar el impacto de los programas de investigación, especialmente cuando el espectro de proyectos por analizarse es acotado y el denominado grupo de control, aquél que sirve como referencia para la comparación, presenta características distintas a las del objeto de estudio. El artículo, rubricado por Fernando Colugnati, de la Universidad Federal de Juiz de Fora, Sergio Firpo, de la Fundación Getúlio Vargas, Paula Drummond y Sergio Salles-Filho, ambos de la Universidad de Campinas (Unicamp), describe minuciosamente esa metodología con contenido innovador desarrollada para analizar el Programa Biota-FAPESP, que desde 1999 estudia la biodiversidad paulista. Para recabar datos acerca del impacto del programa, el grupo comparó proyectos del Biota-FAPESP con otros de características equivalentes, pero que no formaron parte del programa. El desafío consistía en evitar que algunas tendencias confundieran los resultados. Uno de ellos era el hecho de que el grupo de control presenta un número mayor de proyectos y, en algunos casos, con ciertas caracte-

24 z edición especial noviembre DE 2015

rísticas diferentes. Mientras el Programa Biota suma una cantidad significativa de proyectos temáticos, que reúnen mayores recursos humanos y financieros y tienen hasta cinco años de duración, los proyectos del grupo de control eran, en buena medida, ayudas regulares a la investigación, con plazos más breves y un menor volumen de recursos.

Se buscó generar, entonces, una metodología capaz de disociar estadísticamente los efectos de los proyectos temáticos del Biota. Los investigadores recurrieron a una teoría estadística fundamentada en la década de 1980 para estimar la probabilidad de que cada proyecto del grupo de control sea comparable con un proyecto del Programa Biota. Se definió un conjunto de variables, tales como la edad del coordinador del proyecto, la cantidad de artículos que publicó o el tamaño del equipo, que implicarían potenciales sesgos para el estudio, es decir, aumentarían la probabilidad de que el proyecto pertenezca al grupo Biota. Tal probabilidad recibe el nombre de puntaje de propensión (PS, del inglés propensity score) para los proyectos del grupo de control, donde el inverso de ese valor provee una especie de peso capaz de corregir distorsiones. Otro desafío radicaba en compensar el hecho

Ilustración catarina bessel

de que los dos grupos tuvieran tamaños y composiciones diferentes y constituir una muestra proveniente de un universo pequeño de proyectos. “Al contar con una estimación del PS, los proyectos temáticos del grupo de control, como eran más raros, pasaron a tener un peso mayor. De ese modo, logramos aportarle mayor homogeneidad y equilibrio de distribución, posibilitando una comparación entre los grupos con menor injerencia de los modelos estadísticos”, dice Colugnati.

Para seleccionar los proyectos del grupo de control, los investigadores accedieron a 1.400 proyectos de ciencias biológicas de la base de datos de la FAPESP, pero que no formaban parte del Programa Biota-FAPESP. Una selección por palabras clave (tales como biodiversidad, biomas) redujo la muestra hasta aproximadamente 300 proyectos, y un análisis caso por caso condujo a una muestra integrada por 117 proyectos para este grupo, entre temáticos, ayudas regulares y joven investigador. El grupo del Biota se constituyó con 66 proyectos, totalizando un global de 183 proyectos.

Se invitó a sus coordinadores a responder un cuestionario online en el cual se basó el análisis. Dentro de ese total, respondieron 142, de los cuales, 56 eran proyectos del Programa Biota-FAPESP y 86 del grupo de control. Sobre esos datos se aplicó el puntaje de propensión y el modulado estadístico.

Prospección

El saldo del análisis del Programa BiotaFAPESP fue positivo, tanto en cuanto a la productividad científica como en su capacidad para aportar una base para nuevas políticas públicas, aunque haya obtenido tímidos resultados en la pros-

La formulación de metodologías les confiere a los procesos de evaluación la oportunidad de generar conocimientos nuevos pección de compuestos con potencial de desarrollo de productos en segmentos tales como el farmacéutico y el de los cosméticos.

La evaluación del Programa Biota se realizó mediante una ayuda FAPESP y la ejecutó el Grupo de Estudios sobre Organización de la Investigación e Innovación (Geopi), vinculado al Departamento de Política Científica y Tecnológica (DPCT) del Instituto de Geociencias de la Universidad de Campinas (Unicamp), bajo la coordinación del profesor Sergio Salles-Filho, responsable también del análisis de programas tales como el de becas, Joven Investigador, Equipamientos Multiusuarios (EMU) y el Programa FAPESP Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe), entre otros.

El profesor, que es coordinador adjunto del análisis de programas de la FAPESP, comenta que las peculiaridades de cada programa exigen usualmente el desarrollo de metodologías específicas para su evaluación. “Y a veces no es necesario, pero aprovechamos para probar hipótesis y

métodos nuevos”, sostiene. “El desafío más grande, al evaluar el impacto de un programa, radica en garantizar la atribución de causalidad, o sea, que las cifras obtenidas correspondan efectivamente a la inversión efectuada por el programa, tratando de aislar otros factores que puedan haber afectado su impacto. Siempre que sea posible, se recomienda recurrir a un grupo de control. Pero el grupo de control debe ser confiable, de ello se desprende la utilidad de la metodología que emplea el puntaje de propensión”, explica.

La metodología posee aplicaciones bien definidas. “Nuestro grupo trabajó en un análisis de las empresas que se valieron de los incentivos de la ley de informática y no había grupo de control posible, puesto que la gran mayoría de las empresas del país es usuaria de esos incentivos, y por eso no hay forma de conformar un grupo de control confiable”, afirma.

El planteo de nuevas metodologías, dice Salles-Filho, les confiere a los procesos de evaluación la oportunidad de generar conocimiento. El aporte científico generado por el análisis del Biota-FAPESP no se limitará al artículo en Scientometrics.

El grupo del Geopi espera concluir un estudio en el cual comparará dos metodologías distintas, utilizando los resultados del análisis del Biota. Una de ellas es la referida al grupo de control, descrita en Scientometrics. La segunda, a la que se conoce como metodología de adicionalidad con verificación de causalidad, plantea la medición de los impactos sin utilizar el grupo de control, comparando los datos al inicio y finalización del proyecto. “La meta radica en saber si las dos metodologías producen resultados equivalentes o bien, se suscitan diferencias”, dice Salles-Filho. n pESQUISA pESQUISA FAPESP FAPESP z 25

COLABORACIÓN y

Para salir del olvido Investigadores discuten asociarse en busca de remedios contra enfermedades que suscitan escaso interés en las industrias farmacéuticas

I

nvestigadores de diversos países se reunieron durante los días 13 y 14 de noviembre en la sede de la FAPESP para debatir sobre las posibilidades de cooperación en el desarrollo y oferta de nuevos tratamientos para las denominadas enfermedades desatendidas u olvidadas, aquéllas que atraen escaso interés en las industrias farmacéuticas, pues afectan fundamentalmente a poblaciones y países pobres, tales como la enfermedad de Chagas, la leishmaniasis visceral, el paludismo y la tripanosomiasis humana africana (la enfermedad del sueño). El encuentro, organizado en conjunto con la Royal Society of Chemistry (RSC), del Reino Unido, y las organizaciones internacionales Iniciativa Medicamentos para Enfermedades Olvidadas (DNDi, por sus siglas en inglés) y Medicines for Malaria Venture (MMV), demostró que Brasil es competente, especialmente en las áreas de química orgánica y biología molecular, para colaborar en la búsqueda de nuevos medicamentos, si bien aún es rara en el país la articulación entre grupos de investigación y el estímulo para las colaboraciones internacionales en el 26 z edición especial noviembre DE 2015

área. “El evento nos ayudó a entender cómo puede incluirse a Brasil en amplios estudios sobre las enfermedades desatendidas. Estamos interesados en estrechar esa relación, porque el país posee una comunidad capaz en el área química y muchas de las enfermedades tratadas en la reunión son endémicas aquí”, dijo Alejandra Palermo, gerente de innovación de la RSC. Según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), las enfermedades ovidadas afectan a alrededor de mil millones de personas en el mundo. Entre las 17 afecciones de ese tipo catalogadas por la OMS, 14 están presentes en Brasil. El año pasado, la RSC firmó un convenio con dos entidades internacionales, ambas con sede en Suiza, con el objetivo de desarrollar nuevos fármacos. La entidad británica ha ofrecido acceso a una red de colaboración en el área de química orgánica, así como al software que facilita el intercambio de conocimiento. Según Palermo, muchos trabajos presentados por investigadores brasileños pueden continuarse bajo la supervisión y colaboración de las dos organizaciones internacionales, cuya mi-

sión consiste en el desarrollo de fármacos que sean accesibles para los más pobres.

Una de las iniciativas en curso involucra al Laboratorio de Química Orgánica Sintética de la Universidad de Campinas (Unicamp), con la cual la DNDi mantiene un programa inédito en América Latina intitulado Lead Optimization Latin America (Lola). “El objetivo es perfeccionar y evaluar compuestos químicos in vivo contra el mal de Chagas y la leishmaniasis”, dijo Luiz Carlos Dias, coordinador del laboratorio en la Unicamp. Según él, el trabajo en red, que promueve la organización internacional, permite que una misma molécula pueda testearse desde diferentes aspectos en otros países, acelerando el proceso rumbo a la producción de un medicamento. En la última década, la entidad global logró proveer dos nuevos tratamientos para el paludismo, uno para la enfermedad del sueño, uno para la leishmaniasis visceral, una combinación de drogas contra la leishmaniasis visceral específica para Asia y un tratamiento pediátrico con dosis adaptadas para el mal de Chagas.

eduardo cesar

PUBLICADO en diciembre de 2014

Niños jugando en Igarapé, estado de Rondônia, al final de una tarde, el período más propicio para sufrir las picaduras del mosquito que transmite el paludismo

En esa instancia, por ejemplo, la tarea de analizar y preparar un nuevo compuesto para el Chagas se dividió entre el laboratorio de la Unicamp, el Centro de Biotecnología Molecular Estructural de la USP, coordinado por el profesor Adriano Adricopulo, y el Instituto de Física de la USP en São Carlos. El proyecto también involucra a empresas farmacéuticas, entre las cuales se puede citar a Abbvie y Pfizer, e institutos de investigación internacionales, tales como el Swiss Tropical Institute, en Suiza, y la Drug Discovery Unit de la Universidad de Dundee, en Australia, entre otros.

En el marco de otra iniciativa inédita en Latinoamérica, el equipo de Dias coopera con proyectos del MMV en un programa denominado Brazil Heterocycles, que ya sintetizó dos moléculas prometedoras para el tratamiento del paludismo. Este proyecto cuenta con colaboraciones con centros internacionales, entre los que se encuentran el Imperial College London, la Monash University, de Australia, GlaxoSmithKline, en España, AstraZeneca y Syngene, en la India.

Obstáculos

“Las etapas más caras del desarrollo de nuevos fármacos son el hallazgo de la molécula y las pruebas preclínicas y de toxicidad”, dijo Glaucius Oliva, coordinador del Centro de Investigación e Innovación en Biodiversidad y Fármacos (CIBFar), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) de la FAPESP, implicado en uno de los proyectos de síntesis molecular coordinados por el equipo de Carlos Dias en la Unicamp. “Con la ayuda económica de grandes organizaciones globales exactamente en esa fase, la industria farmacéutica puede posteriormente abocarse a las etapas de ensayos clínicos y producción a gran escala. Eso comienza despertar el interés de la industria farmacéutica en lo concerniente a las enfermedades desatendidas”, dijo Oliva, quien también presidió el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq). Para él, la colaboración entre DNDi, MMV y pESQUISA FAPESP z 27

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“Necesitamos formar una gran masa crítica en el área de química sintética”, dice Vanderlan Bolzani

1 El mosquito Anopheles gambiae, vector del paludismo 2 En las imágenes tratadas digitalmente, el compuesto extraído de flores fluorescentes atraviesa las membranas de dos eritrocitos, uno de ellos infectado con el plasmodio del paludismo

Unicamp debería servir como ejemplo a imitar para otras iniciativas.

No obstante, Oliva destaca otros problemas que debe superar la investigación brasileña para poder contribuir con mayor vigor en los estudios sobre las enfermedades desatendidas. Uno de ellos se relaciona con la farmacocinética, que es el trayecto que recorre una molécula en el organismo luego de ser administrada.

“En Brasil todavía hay pocas personas trabajando en toxicología y química sintética y medicinal para la creación de nuevas moléculas”, dijo el bioquímico Walter Colli, profesor de la Universidad de São Paulo (USP) y coordinador adjunto de la FAPESP en ciencias de la vida.

Un grupo de científicos de la USP, por ejemplo, reveló que por medio de la síntesis química de compuestos naturales se puede mejorar el efecto de medicamentos ya existentes, mientras no estén disponibles nuevos fármacos. Los investigadores lograron sintetizar una molécula a partir de las betalaínas, unos pigmentos que se encuentran en flores 28 z edición especial noviembre DE 2015

fluorescentes y remolachas. Ese compuesto posee la capacidad de atravesar las membranas celulares animales con facilidad, sirviendo como sondas y marcadores fluorescentes para la biología celular. “La molécula fluorescente podría resultar funcional, actuando como un taxi, que sólo apagará su luz cuando deje al medicamento en el lugar y momento adecuados”, explicó Erick Bastos, investigador del Instituto de Química de la USP y coordinador de la investigación.

La nueva molécula aún se encuentra en fase de pruebas. Como el desarrollo de un nuevo medicamento y los análisis farmacológicos son onerosos, el grupo de Bastos considera que el compuesto podría utilizarse inicialmente para mejorar la acción de fármacos contra el paludismo disponibles en el mercado. “Por medio de pruebas in vitro, comprobamos que las betalaínas sintetizadas en laboratorio pueden atravesar las membranas del parásito del paludismo. Mediante esa técnica, la dosis del medicamento usual podría reducirse. La eficiencia del tra-

tamiento mejora porque, al rastrear al medicamento, podremos hallar nuevos caminos para conducir la droga hasta el parásito”, afirmó Bastos.

Las investigaciones de este tipo podrían cumplir un rol importante para el proceso de erradicación de algunas enfermedades. “Al mejorar lo que ya existe, es posible, a corto plazo, aumentar la eficiencia de un tratamiento”, sostuvo Carolina Batista, directora médica de la DNDi en América Latina. Ella cita como ejemplo al tratamiento para la enfermedad de Chagas, cuyo fármaco más utilizado es el benznidazol, elaborado en los años 1970.

Entre 2012 y 2013, la DNDi lideró un amplio estudio que comparó al benznidazol con la E1224, una nueva molécula que se mostraba prometedora para el tratamiento de la enfermedad de Chagas.

Si bien había presentado un buen desempeño en las pruebas in vitro, la E1224 resultó escasamente eficiente en los ensayos clínicos con pacientes. Con todo, una rama del estudio, realizado con el benznidazol, comprobó la eficacia del tratamiento en pacientes crónicos. Otro estudio publicado este año por instituciones de investigación de España, verificó que el benznidazol aún es el compuesto más eficiente para el tratamiento del Chagas.

“No obstante, el benznidazol causa efectos colaterales complicados, tales como alergias y dolores de cabeza. Esto revela que incluso un medicamento antiguo y ampliamente utilizado también necesita ser investigado y mejorado”, dijo Batista.

Uno de los estudios que actualmente evalúan el efecto del benznidazol involucra al Instituto Dante Pazzanese, en São Paulo, a la OMS y a instituciones de Canadá y de Argentina. Se reclutaron más de 3 mil pacientes de diferentes países

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y los primeros resultados se divulgarán en 2015. “Hemos logrado evaluar la actividad del medicamento en niños con Chagas, algo que nos permitió determinar que podríamos disminuir las dosis de benznidazol que se les suministran a ellos”, explicó Sergio Sosa-Estani, director del Instituto Nacional de Diagnóstico e Investigación de la Enfermedad de Chagas de Buenos Aires y miembro de la DNDi en Argentina.

fotos 1 CDC / James Gathany 2 Archivo de Erick Bastos (IQ-USP) - imágenes publicadas en la revista PLOS ONE

Expansión de la investigación

No obstante, los participantes en el evento destacaron la necesidad de descubrir nuevas moléculas capaces de reforzar el combate contra las enfermedades desatendidas. En 2012, la OMS emitió nuevas directrices para el control y la eliminación de esas enfermedades para 2020. Según la organización, el Chagas y la leishmaniasis imponen desafíos enormes. En el caso de la enfermedad de Chagas, actualmente hay alrededor de 7,6 millones de pacientes infectados en todo el mundo. Sin embargo, cuando se tienen en cuenta los factores de riesgo, entre los que podemos citar las condiciones precarias de vivienda en las regiones más necesitadas, hay aproximadamente 100 millones de personas en peligro de contraer la enfermedad tan sólo en Latinoamérica, según datos de la DNDi. Según el informe de la OMS, tan sólo el 4,3% del total de la financiación para investigaciones en enfermedades olvidadas se destina al Chagas y a la leishmaniasis.

Para corregir esa carencia, el MMV y la DNDi firmaron un acuerdo en Londres con el objetivo de expandir las investigaciones en el área. Las instituciones reciben donaciones de gobiernos, empresas y fundaciones, como por ejemplo, la de Bill y Melinda Gates. Jeremy Burrows, jefe

"Al mejorar lo que ya existe, es posible aumentar la eficiencia de un tratamiento", afirma Carolina Batista del departamento de búsqueda de drogas del MMV, explicó que el objetivo de la entidad es elaborar nuevos compuestos para el tratamiento del paludismo, una enfermedad que padecen anualmente entre 80 y 100 millones de personas en el mundo. “Ya hemos cooperado con más de 300 colaboradores y mediante la ayuda de la ciencia brasileña podemos realizar grandes contribuciones al combate contra el paludismo”, dijo Burrows.

La propia DNDi es fruto de una colaboración entre instituciones públicas de investigación y parte de la industria farmacéutica. La entidad nació con recursos que la organización humanitaria Médicos sin Fronteras obtuvo mediante el premio Nobel de la Paz, en 1999, y actualmente administra una red con 350 colaboraciones en 43 países. “Ponemos en contacto a universidades e industria que, si trabajaran solas, no lograrían desarrollar nuevos productos”, explicó Robert Don, director de descubrimientos y desarrollo preclínico de la DNDi.

A juicio del químico británico Simon Campbell, miembro de la RSC y consultor de las dos entidades en los proyectos de cooperación con el equipo de la Unicamp, la comunidad científica brasileña está reconocida entre las que investigan las enfermedades desatendidas, además de contar con buenos laboratorios y un nivel adecuado de financiación. Pero considera que el país debe invertir más en las áreas de química sintética y medicinal, como una forma para traducir el conocimiento de la biología en nuevos tratamientos. “Precisamos tratamientos más eficaces y con menos efectos colaterales. Una manera de acelerar ese proceso radica en el trabajo cooperativo, y por eso contamos con el apoyo de los científicos brasileños”, dijo Campbell.

Ese enfoque también es compartido por Vanderlan Bolzani, profesora del Instituto de Química de la Universidade Estadual Paulista (Unesp). “Necesitamos formar una gran masa crítica en el área de química sintética, estimulando a investigadores más jóvenes a trabajar en el preparado de moléculas que puedan contribuir para la erradicación de enfermedades tales como el paludismo y el mal de Chagas”, sostuvo. En la apertura del encuentro, el director científico de la FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, enfatizó que la realización del workshop es una oportunidad para un acercamiento directo entre investigadores de São Paulo y de otros lugares del mundo, además de dos importantes fundaciones científicas, la FAPESP y la Royal Society of Chemistry. “Las instituciones participantes muestran interés por compartir informaciones de la investigación, de modo tal que los resultados puedan alcanzarse más rápidamente”, dijo Brito Cruz. n Bruno de Pierro pESQUISA FAPESP z 29

ciencia BOTÁNICA y

Selvas en transformación Las enredaderas están transformando la Amazonia, y el bambú, el bosque atlántico Rodrigo de Oliveira Andrade PUBLICADO en octubre de 2014

D

espués de dormir en una hamaca, en un campamento en la selva a 80 kilómetros de Manaos, la ecóloga estadounidense Robyn Burnham se levanta poco antes del amanecer, toma dos sorbos rápidos de café y se interna en el bosque tupido en busca de lianas, un tipo de trepadora que se enrolla en los árboles. Sin desanimarse con el calor y sudor permanentes, ella marca con cintas rojas a las especies que encuentra entre la maraña de hojas, ramas y troncos, para después poder estudiar su crecimiento en el transcurso de los años. A continuación, Burnham y sus asistentes miden los tallos de las

30 z edición especial noviembre DE 2015

plantas que superan un centímetro (cm) de diámetro, recogen algunas ramas de muestra y las llevan al laboratorio para el análisis e identificación de la especie.

Basándose en 35 años de observaciones de campo, Burnham y otros investigadores están notando que las poblaciones de lianas se están expandiendo en medio de las selvas vírgenes del interior de la Amazonia. Ésta es la primera vez que se observa ese fenómeno. Hasta entonces, se sabía que la proliferación de lianas tan sólo era común en áreas con vegetación degradada, tales como los fragmentos de selva cercados principalmente por pasturas y carreteras.

En el bosque atlántico, si bien el mapeo no ha sido tan amplio, es el bambú el que aparentemente está transformando los fragmentos de selva, según estudios de investigadores del Instituto de Botánica de São Paulo (IBt). El bambú, así como las lianas, saca provecho de la fragilidad de los ambientes alterados para ganar espacio. Ambas constataciones sugieren que, tanto la Amazonia como el bosque atlántico podrían estar sometidos a presiones ambientales antes desconocidas.

Hace tiempo que se sabe que las quemas, la tala de vastas áreas de bosque nativo para uso agrícola y la ganadería e incluso el corte selectivo interfieren en

eduardo cesar

la dinámica de la selva, alterando la variedad de especies vegetales y su ritmo de crecimiento. Ahora se está comenzando a notar que otros factores también pueden influir en esa dinámica. Para el biólogo estadounidense William Laurance, autor principal de dos artículos que fueron publicados este año en la revista Ecology acerca del comportamiento de las lianas en la Amazonia, una explicación posible para el aumento de la proliferación de esas plantas en áreas no degradadas está dado por el incremento en los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera.

Si bien son abundantes y diversas en las selvas de todo el mundo, es en los trópicos donde las lianas se concentran en mayor cantidad, riqueza y variedad de formas y tamaños. Algunas, con tallos frágiles y verdosos, resultan casi imperceptibles en medio de la selva. Otras poseen corteza al igual que los árboles y reposan lánguidamente sobre el dosel de la selva.

está elaborando poco a poco Las lianas prosperan en En la Amazonia, las poblaciones un mapa de la distribución de diversos ambientes. Pueden de lianas ganan esas plantas en algunas áreas producir hasta el 40% de las espacio en áreas de la Amazonia. Ya identifihojas que cubren los árboles, de bosque continuo có 300 especies, muchas de además de semillas y pequey sin un historial de alteraciones ellas aún no descritas. “¡Deños frutos que les sirven cotectamos más de 80 especies mo alimento a pájaros y pequeños mamíferos. Generalmente, las en media hectárea!”, relata la ecóloga de lianas ascienden en espiral alrededor de la Universidad de Michigan, quien visita los troncos de los árboles y los envuelven la Amazonia por lo menos dos veces al como si los estuvieran estrangulando. año. “Esperamos que este censo ayude Los árboles cubiertos por lianas crecen a identificar cuáles son las especies de más lentamente, se reproducen menos y lianas que más se están beneficiando con mueren más rápido, puesto que muchos este escenario y ganando más espacio”, dice Burnham, quien al igual que Launo soportan el peso, por ejemplo.

Al percatarse de tal funcionamiento, rance, forma parte del Proyecto Dinámilos investigadores ahora están notando ca Biológica de Fragmentos Forestales que las lianas pueden reconfigurar la (PDBFF) del Instituto Nacional de Invescomunidad arbórea, modificando eco- tigaciones de la Amazonia (Inpa). Hace sistemas al propiciar la supervivencia de más de 30 años que ese proyecto monialgunas especies en detrimento de otras. torea la evolución de más de mil kilóPor medio de su trabajo de identifi- metros cuadrados (km2), de selvas fragcación de especies de lianas, Burnham mentadas y continuas en la Amazonia.

pESQUISA FAPESP z 31

El trabajo de Burnham también está ampliando el conocimiento de otros investigadores sobre la composición de las comunidades de lianas, colaborando para suministrarles un enfoque más pormenorizado al respecto de la proliferación de dichas plantas.

A lo largo de 35 años, los investigadores de ese programa salieron a estudiar en campo para evaluar los índices de crecimiento y muerte de 60 mil árboles y 178.295 arbolillos (con menos de 10 cm de diámetro a la altura del pecho) en 55 hectáreas de selva continua y 39 hectáreas de selva fragmentada. El monitoreo permanente originó un sofisticado banco de datos sobre el comportamiento de esas selvas. Recientemente, los científicos también contabilizaron las poblaciones de lianas, que representan una porción significativa de la biomasa y de la diversidad de las selvas, aunque hasta entonces no eran objeto de mapeos forestales.

Estudiaron el crecimiento de 35 mil lianas en 66 fragmentos de una hectárea en selvas continuas y en fragmentos cuyo tamaño varía entre una y 100 hectáreas.

Por medio de simulaciones en computadora, los investigadores observaron que las poblaciones de lianas se están expandiendo en áreas selváticas sin historial de perturbaciones. “Eso constituyó una sorpresa”, dijo el ecólogo pauLa ecóloga Robyn lista José Luis CaBurnham y su asistente, margo, coordinaJoão Batista da Silva, durante un trabajo dor científico del de campo en 2013, PDBFF. “La proen el cual recolectaron liferación de liay midieron nas es algo usual ejemplares de lianas

Los niveles más altos de CO2 en la atmósfera parecen acelerar el crecimiento de los árboles y, en particular, el de las lianas de la Amazonia

3

en las zonas cercanas a los bordes de las selvas fragmentadas”, añadió.

En los últimos 14 años, la población de lianas en las selvas vírgenes cercanas a Manaos creció, anualmente, un 1% por encima de lo esperado, según Camargo.

Los investigadores creen que la proliferación de esas plantas en tales áreas se debe al aumento en las concentraciones de CO2 en la atmósfera. El CO2 parece actuar como un fertilizante, que, al acelerar tanto el crecimiento de las lianas como el de los árboles –pero sobre todo el de las lianas–, contribuye a la transformación de la selva. Para las lianas, una mayor concentración de CO2 suple, en 1

32 z edición especial noviembre DE 2015

parte, la menor incidencia de la luz en esos ambientes propiciando su rápida proliferación. En tanto, para los árboles, intensificaría la disputa por el espacio.

“La competencia por agua, nutrientes y luz en las selvas continuas también es más acentuada entre árboles y lianas”, dice Camargo. En esa competencia, los árboles de algunas especies perecen más pronto, mientras que otros sucumben ante la proliferación de las lianas. “Eso torna más dinámico el comportamiento de la selva”, explica Laurance, quien vivió cinco años en Brasil y actualmente trabaja en la Universidad James Cook, en Australia.

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fotos 1 y 2 léo ramos 3 Maria tereza guarantini / ibt 4 pdbff / inpa

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Paulo, en el Parque EstaDe manera general, las Brote de bambú de la especie Aulonemia dual Fontes do Ipiranga, a lianas se adaptan mejor aristulata, originaria del 14 kilómetros del centro de a las selvas alteradas, en bosque atlántico (al lado) la capital paulista. Allí, ellos parte eso se debe al denoUn ejemplar de liana de la también se percataron de minado efecto de borde, especie Bauhinia guianensis algo inesperado: las lianas donde cada año el desmonen la Amazonia (arriba) están lidiando con la incóte suma 32 mil km de zomoda presencia de los bamnas de transición a la selva amazónica. En las áreas de transición búes, que, al igual que ellas, precisan de entre el bosque cerrado y las áreas abier- luz y espacio para progresar en el ambientas, los árboles caen, se secan y perecen te. “En esa competencia, los bambúes le con mayor facilidad, a causa del exceso lleva ventaja a las lianas”, dice Grombone. de luz, calor y vientos. Al disponer de En el estudio, Grombone y sus colegas mayor luz, las lianas, más resistentes a observaron que el bambú leñoso de la la sequía y con un crecimiento eficien- especie Aulonemia aristulata, originaria te, avanzan y alcanzan con facilidad la del bosque atlántico, libera compuestos copa de los árboles. “Esas alteraciones químicos en el suelo que inhiben el crepueden reducir el stock de carbono, al- cimiento de los árboles e incluso la gerterar varios aspectos de la ecología de minación de las lianas. Sin los árboles, la selva y disminuir la diversidad de es- las lianas no tienen dónde apoyarse en pecies arbóreas”, dice Camargo. Por ese su búsqueda de luz, y tampoco logran motivo, explica, las lianas usualmen- enrollarse alrededor del tallo liso del te constituyen una ayuda para que los bambú. En total, los investigadores ideninvestigadores puedan comprender el tificaron 1.031 ejemplares de lianas con grado de alteración de las selvas. más de un cm de diámetro, de las cuales 277 se hallaban en áreas dominadas por bambúes y 754 en zonas no colonizadas DURA COMPETENCIA Cada día, desde noviembre de 2008 hasta por ellos. Gran parte de las lianas halladas agosto de 2009, la bióloga Maria Tereza en ambientes con A. aristulata presentaGrombone Guaratini y su equipo del Ins- ban un tallo grueso, algo que según Gromtituto de Botánica de São Paulo medían bone, sugiere que esas plantas ya estaban y numeraban las lianas que hallaban en allí antes de la invasión del bambú.

Así como en la Amazonia, la prolifeambientes con y sin bambúes separados por 1 km de distancia en el tercer mayor ración de bambúes puede estar relaciofragmento de bosque atlántico de São nada con el incremento en la concen-

tración de CO2 en la atmósfera. En 2013, Grombone puso a prueba esa hipótesis cultivando ejemplares jóvenes de la especie A. aristulata en dos tipos de cámaras: una con altas concentraciones de CO2 y otra con condiciones normales.

Luego de un lapso de siete semanas, los bambúes cultivados en la cámara con más CO2, realizaban un 70% más de fotosíntesis, eran un 92% más altos y presentaban un área foliar un 104% mayor que la de los que crecían en la otra cámara. En un escenario de cambios climáticos globales, el bambú puede dominar cada vez más ambientes, alterando la composición de especies de árboles, según Grombone. Lo que ella detectó para el bambú del bosque atlántico acaso valga para las lianas de la Amazonia. n

Proyecto Influencia de Paradiolyra micrantha en la regeneración de um fragmento urbano de bosque atlántico (nº 05/ 51747-2); Modalidad Apoyo a la Investigación – Regular; Investigadora responsable Maria Tereza Grombone Guaratini (IBt-SP); Inversión R$ 45.219,86 (FAPESP).

Artículos científicos LAURANCE, W. F. et al. Long-term changes in liana abundance and forest dynamics in undisturbed Amazonian forests. Ecology. v. 95, n. 6, p. 1604–11. 2014.

GROMBONE-GUARATINI, M. T. et al. Atmospheric CO2 enrichment markedly increases photosynthesis and growth in a woody tropical bamboo from the Brazilian Atlantic Forest. New Zealand Journal of Botany. v. 51, n. 4, p. 275-85. dic. 2013.

pESQUISA FAPESP z 33

Concepción y foto léo ramos

BIOQUÍMICA y

34 z edición especial noviembre DE 2015

Otro peligro del Sol Al igual que la radiación ultravioleta, la luz visible también puede causar cáncer de piel Gilberto Stam PUBLICADO en Enero de 2015

E

s una mala noticia para aquéllos a los que les gusta tomar sol, aunque se unten con protector solar. Los filtros disponibles en el mercado protegen contra los efectos de la radiación ultravioleta, invisible para el ojo humano, pero no evitan los daños causados por la luz visible. Y esos daños podrían ser intensos. Investigadores de São Paulo y del estado de Paraná realizaron un estudio que acaba de demostrar que la luz visible también puede provocar cáncer de piel, el más frecuente en Brasil, que corresponde al 25% de los casos de tumores malignos, según datos difundidos por el Instituto Nacional del Cáncer.

El bioquímico Maurício Baptista, de la Universidad de São Paulo (USP), quien coordinó el estudio, no se sorprendió con ese resultado, que se publicó en noviembre de 2014 en la revista PLoS ONE. Sucede que, desde el punto de vista físico, la luz que capta el ojo humano y los rayos ultravioletas (UV) poseen la misma naturaleza. Ambos constituyen una misma forma de energía, la radiación electromagnética, que según su intensidad recibe diferentes nombres: rayos gamma, rayos X, luz visible, radiación infrarroja. “Para la piel, la división entre luz vivible e invisible es arbitraria”, sostiene Baptista, quien es docente del Instituto de Química de la USP e inves-

tigador del Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid). Él y su equipo demostraron que la luz visible puede ocasionar daños en el material genético (ADN) de las células en forma indirecta al interactuar con la melanina. Este pigmento oscuro, responsable de la coloración de la piel, absorbe parte de la energía de la luz visible y la transfiere a las moléculas de oxígeno, generando formas altamente reactivas, como por ejemplo el denominado oxígeno singlete o singulete. Esa molécula de oxígeno excitado, a su vez, reacciona con moléculas orgánicas, como en el caso del ADN, y las deteriora. Cuando este tipo de daño afecta a un gen regulador de la proliferación celular, la célula puede comenzar a multiplicarse descontroladamente originando un cáncer.

Ese resultado puede colaborar para llegar a una mejor comprensión del origen de algunas formas de cáncer de piel.

“La contribución del grupo, bastante rigurosa en términos científicos, ayuda a comprender los perfiles de las mutaciones que hallamos en los melanomas humanos, en los cuales se observan frecuentemente evidencias de eventos de oxidación del ADN”, dice Roger Chammas, docente de la Facultad de Medicina de la USP e investigador del Instituto del Cáncer del Estado de São Paulo. “Ante-

riormente, esos eventos se atribuían a la radiación UVA, pero ahora, tal como se ha revelado, se sabe que también pueden ser efecto de la luz visible”.

El mecanismo productor de esas moléculas más reactivas, registrado por el grupo de Baptista, confirma el doble rol que desempeña la melanina: ese pigmento protege a la piel contra los daños causados por ciertos tipos de luz, pero facilita los provocados por otros. Del mismo modo que el experimento actual, trabajos anteriores ya habían revelado que la exposición a los rayos ultravioleta tipo B (UVB), hacía que los melanocitos, las células productoras de melanina, aumentasen la síntesis del pigmento. También habían mostrado que un porcentaje mayor de esas células sobrevivía a esa forma de radiación. Con todo, el índice de mortalidad era mucho más elevado cuando se sometía a las células más pigmentadas a la acción de la radiación ultravioleta tipo A (UVA), algo similar a lo que ahora ocurrió bajo el influjo de la luz visible.

Sin embargo, la protección que ofrece la melanina contra los rayos UVB no es suficiente como para evitar el cáncer de piel. Esa forma de radiación, asociada a las quemaduras por el Sol, una respuesta inflamatoria aguda a la exposición excesiva a la luz solar, fue la primera en ser re-

pESQUISA FAPESP z 35

La melanina es protectora o dañina según el tipo de luz Epidermis

Melanocitos

Dermis

Acción directa

Acción indirecta

Rayos UVB

Melanina ADN Lesión

Núcleo

Melanocito

FUENTE mAURÍCIO BAPTISTA/ USP

Rayos UVA Al afectar a los melanocitos, los rayos UVB estimulan la producción de melanina. En exceso, esa radiación actúa directamente sobre el ADN y puede dañarlo

conocida como probable causa de cáncer.

La misma penetra poco en la piel, pero la parte que no absorbe la melanina afecta directamente al ADN –en especial, el de los melanocitos–, puede dañarlo y causar una forma rara y muy agresiva de cáncer: el melanoma, que es más común en adultos con tez clara y representa un 4% de los tumores de piel malignos en Brasil.

En tanto, la radiación UVA, que del mismo modo que la luz visible causa lesiones en el ADN debido a la producción de formas excitadas y más reactivas de oxígeno, penetra más profundamente.

En la década de 1980 se descubrió que los rayos UVA provocaban otra forma de cáncer de piel –denominado no melanoma, más frecuente a partir de los 40 años–, que se origina en las denominadas células basales o escamosas. Tiempo después de comprobar los efectos dañinos de los rayos UVA y UVB, la industria farmacéutica desarrolló compuestos que bloquean esas dos bandas de radiación con eficiencia.

Pero ahora comienza a constatarse que eso podría no ser suficiente. “Los filtros tan sólo protegen contra los rayos ultravioleta, por ello, cuando informan que protegen la piel, eso es algo incompleto”, explica Baptista. “Un aspecto importante es la reglamentación de los envases y de la publicidad, para no suministrar información engañosa”. Ésta, por cierto, es 36 z edición especial noviembre DE 2015

Luz visible

Oxígeno singlete ADN Lesión

Núcleo

Melanocito

Al interactuar con la melanina, la radiación UVA y la luz visible generan formas excitadas y más reactivas de oxígeno, que pueden dañar el ADN de las células

Los filtros solares actuales protegen contra el efecto de la radiación UV, pero no contra los efectos de la luz visible una cuestión relevante que generalmente tarda en resolverse. Baptista recuerda el caso de la radiación UVA. Si bien se comprobó su efecto dañino hace unos 30 años, recién en 2013 se obligó a los fabricantes a especificar en los envases si el producto protegía contra uno o los dos tipos de radiación UV. Baptista obtuvo los primeros indicios de que la luz visible también podía ser perjudicial en 2011, en test que revelaron que, al interactuar con la melanina pura o la melanina del vello corporal, surgía el oxígeno singlete. “El descubrimiento del efecto nocivo de los UVA hace algunas décadas derrumbó el dogma que plan-

teaba que los UVB eran la única banda del espectro solar que ocasionaba daños en la piel”, comenta Baptista. “Ahora es necesario romper con el dogma de que ese efecto nocivo tan sólo aparece a causa de los rayos UV”.

Pero, para arribar a una demostración integral del efecto carcinogénico de la luz visible, aún resta, al menos, otra etapa. Se debe comprobar que la lesión en el ADN provocada por la luz visible conduce a alteraciones profundas (mutaciones) en los genes. “Habrá que realizar pruebas en animales y luego ensayos en seres humanos; pero, si se confirma, ése será un descubrimiento importante”, dice João Duprat Neto, cirujano oncológico y director del Núcleo de Cáncer de Piel del A. C. Camargo Cancer Center. “Es posible que esos datos promuevan el desarrollo de protectores de piel más eficientes”.

Mientras no aparezcan protectores que también filtren la luz visible, la mejor forma de protegerse del cáncer de piel consiste en evitar una excesiva exposición al Sol. Pero sólo si es excesiva, porque se debe considerar otro factor: la luz solar es fundamental para que la piel sintetice la vitamina D, importante para prevenir la osteoporosis y otras enfermedades de los huesos. Según el dermatólogo Marco Antônio Oliveira, también del Núcleo de Cáncer de Piel del A. C. Camargo, aquéllos que presentan mayor riesgo de desarrollar cáncer de piel deben sustituir la exposición al Sol por el consumo de suplementos de vitamina D, cuya producción decrece luego de los 40 años, con el envejecimiento de la piel. “Es importante recordar que el uso de filtros solares es fundamental”, dice Oliveira. “Entre las nuevas generaciones, mejor informadas acerca de los efectos del Sol y que utilizan más los protectores, la incidencia del cáncer ha descendido ostensiblemente”. n

Proyectos 1. Fotosensibilización en las ciencias de la vida (nº 12/ 50680-5); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Maurício da Silva Baptista (Instituto de Química/ USP); Inversión R$ 3.067.571,88 (FAPESP).

2. Redoxoma (nº 13/ 07937-8); Modalidad Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid); Investigador responsable Ohara Augusto (Instituto de Química/ USP); Inversión R$ 20.674.781,25 (para todo el proyecto) (FAPESP).

Artículo científico CHIARELLI NETO, O. et al. Melanin photosensitization and the effect of visible light on epithelial cells. PLoS ONE. 18 nov. 2014.

Infografía ana paula campos Ilustraciones pedro hamdan

Doble rol

PREHISTORIa y

Las nuevas piezas

fumdham

del rompecabezas Dientes de venado hallados junto a huesos humanos en una caverna del estado de Piauí sugieren la presencia del hombre en la región desde hace más de 20 mil años Marcos Pivetta PUBLICADO en Enero de 2015

Una vista externa de Toca do Serrote das Moendas en São Raimundo Nonato

D

os dientes de un gran venado hallados en un sitio prehistórico en los alrededores del Parque Nacional Serra da Capivara, en São Raimundo Nonato, en el sur del estado de Piauí, profundizarán el debate sobre la fecha de arribo del hombre moderno a América. Los vestigios de esos grandes mamíferos se encontraron a poco más de medio metro de profundidad en la misma capa geológica de Toca do Serrote das Moendas, de donde se extrajeron huesos humanos, y fueron datados, en forma independiente, por dos laboratorios distintos. Uno de los dientes se analizó en el Departamento de Física de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de la Universidad de São Paulo (USP) de Ribeirão Preto; el otro, en el Departamento de Química del William College, de Massachusetts, en Estados Unidos. Ambos exámenes apuntaron en la misma dirección: 29 mil años en el primer caso y 24 mil años en el segundo. Un tercer grupo, del campus de Baixada Santista pESQUISA FAPESP z 37

Piauí

Ciervo de los pantanos: el animal se encuentra representado en pinturas rupestres de la región

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Parque Nacional Serra da Capivara

de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), calculó la edad de una capa de concreción, un estrato compactado con abundancia de carbonatos que recubría los sedimentos donde se hallaban los dientes del animal y los fragmentos del esqueleto humano. Era de esperarse que la cubierta de concreción tuviera menos antigüedad que los restos de los animales. El test confirmó esa expectativa: esa muestra de suelo tenía 21 mil años. Las dos dataciones llevadas a cabo en Brasil se realizaron con aparatos adquiridos con financiación de la FAPESP. Con las tres pruebas en su poder, el grupo de investigadores cree haber reunido un conjunto de evidencias indirectas que avalan la presencia humana en el actual semiárido del nordeste hace por lo menos 20 mil años, mucho antes de lo que defiende la arqueología tradicional sobre el poblamiento de América. “Las tres fechas coinciden”, afirma el físico Oswaldo Baffa, coordinador del grupo de la USP de Ribeirão Preto, uno de los autores del trabajo. “Para atenuar las críticas, tuvimos la precaución de efectuar los análisis de las muestras en tres lugares diferentes, que trabajaron a ciegas, sin saber exactamente lo que estaban analizando”. El enfoque clásico, difundido por grupos estadounidenses, ubica el arribo del primer grupo de Homo sapiens al continente alrededor de 13 mil años atrás, atravesando el estrecho de Bering, que separa Asia de Alaska.

Las conclusiones derivadas de los análisis del material obtenido en esa caverna del semiárido nordestino de Brasil se publicaron en diciembre, en un artículo del periódico científico Journal of Human Evolution. “No había colágeno para datar directamente los huesos humanos de la cueva por medio del carbono 14”, dice la 38 z edición especial noviembre DE 2015

Para Niède Guidon, el Homo sapiens podría haber arribado a Piauí por vía marítima

arqueóloga Niède Guidon, otra autora del trabajo y presidente de la Fundación Museo del Hombre Americano (Fumdham).

“Pero los resultados de las dataciones de los dientes de venado y de la capa de concreción, obtenidos en tres laboratorios distintos, apuntan una ocupación humana muy antigua en la región”. La Fumdham administra el parque en forma conjunta con el Instituto Chico Mendes de Conservación de la Biodiversidad (ICMBio), una autarquía vinculada al Ministerio de Medio Ambiente.

A partir de la década de 1970, Guidon y sus colaboradores realizan investigaciones, especialmente en las áreas de arqueología y paleontología, en la región del parque, considerado patrimonio cultural de la humanidad por la Unesco. Su equipo catalogó 1.400 sitios prehistóricos en Serra da Capivara, la mayor concentración de América, entre los cuales hay 900 con pinturas rupestres efectuadas hace miles de años. Además de figuras humanas, los dibujos en las rocas representan animales, incluso el ciervo de los pantanos (Blastocerus dichotomus), la especie de venado cuyos dientes se hallaron en Toca do Serrote das Moendas. Si bien son abundantes, los sitios del semiárido de Piauí nunca aportaron osamentas humanas que pudieran datarse con el método del carbono 14, que normalmente se emplea para determinar la edad de la materia orgánica (huesos, caparazones, madera, carbón y tejidos) de hasta 50 mil años o, en ciertos casos, hasta 100 mil años. Pa-

ra poder utilizar esa técnica, resulta indispensable que la parte orgánica de los huesos contenga colágeno, una proteína raramente preservada en los esqueletos hallados en la zona.

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fotos 1 Jonathan Wilkins / Wikimedia Commons 2 y 3 fumdham

C

omo no se pudo determinar la edad de las osamentas de los sitios potencialmente más antiguos de Serra da Capivara, Guidon tuvo que trabajar casi siempre con el objetivo de establecer una cronología aceptable para el ambiente en que fueron desenterrados los huesos humanos y también para utensilios y otros vestigios que habrían sido producidos por las manos del hombre. En las últimas tres décadas, determinó la edad de fogatas y artefactos de piedra atribuidos al H. sapiens, además de las omnipresentes pinturas rupestres, una rasgo de la presencia humana. Los resultados a los que arribó, aún cuestionados por buena parte de la comunidad científica, indicaron la presencia humana en la región entre 30 mil y 100 mil años atrás, y habrían arribado tempranamente allí a través de una hipotética ruta marítima por el Atlántico. Con el nuevo trabajo en Toca do Serrote das Moendas, un sitio ubicado a unos 5 kilómetros del parque, la arqueóloga suma datos, con la ayuda de otras técnicas de datación, al polémico rompecabezas referente a cuándo el hombre se asentó en el nordeste de Brasil y, consecuentemente, en América.

Ese sitio prehistórico ofreció nuevas posibilidades de análisis. Esa caverna de gran tamaño, de 35 metros de largo por 23 metros de ancho en su mayor punto, contenía restos de paleofauna, utensilios de piedra, fragmentos de cerámica y partes de tres esqueletos humanos, correspondientes a dos niños y un adulto.

Los dos dientes de ciervo de los pantanos se hallaban uno al lado del otro, a una distancia de 35 centímetros de los fragmentos del esqueleto adulto, ubicados a la misma profundidad. Esa disposición indica, aunque no de forma irrefutable, que el hombre y el animal posiblemente convivieron en una misma época.

La técnica que se utilizó para determinar la edad de los dientes fue la resonancia de espín electrónico, también denominada espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica. La misma mide la cantidad de radiación ionizante que incidió sobre una muestra a través

Los huesos humanos se encontraron 35 cm de distancia de dos dientes de ciervo (abajo) en la misma capa geológica

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de la concentración de espines generada por esa energía depositada en el material.

“En principio, cuanto más antiguo sea un diente, mayor es la dosis que se depositó en él”, dice la física Angela Kinoshita, de la Universidad Sagrado Coração (USC) de la localidad de Bauru y posdoctoranda en el Departamento de Física de la USP de Ribeirão Preto, quien analizó uno de los dientes por medio de esa técnica. Más allá de registrar los niveles de radiación almacenados en el esmalte y en la dentina del diente, el cálculo de la edad de una muestra debe tener en cuenta las condiciones específicas del sitio en el que el material analizado se encontró (los niveles locales de radiación emitida por elementos tales como el uranio, torio y potasio) y también la radiación cósmica.

La capa de concreción rica en carbonatos que prácticamente sellaba el estrato sedimentario donde se hallaban los dientes del animal y los restos óseos humanos se dató mediante otra técnica, la luminiscencia ópticamente estimulada (LOE). Ese método mide los niveles de ese tipo de luz presente en los cristales de cuarzo de un estrato geológico. “Teóricamente, cuanto mayor es la intensi-

dad de la señal del LOE, más antigua es la muestra”, explica Sonia Tatumi, la física de la Unifesp que analizó dos de las muestras de la capa de concreción de la Toca do Serrote das Moendas. “El cuarzo posee la propiedad de absorber la luz azul y emitir LOE en la banda del ultravioleta”. Los datos que se obtuvieron a partir de una muestra, extraída de la porción central del recubrimiento, no fueron determinantes. Pero el análisis de una extracción más superficial de esa capa aportó el resultado que aparece en el artículo científico: 21 mil años de edad, con un grado de precisión de casi un 94%, según Tatumi n

Proyecto Avances en dosimetría, datación arqueológica y caracterización de biomateriales por resonancia de espín electrónico (nº 2007/ 06720-4); Modalidad Apoyo a la Investigación – Regular; Investigador responsable Oswaldo Baffa (USP/ Ribeirão Preto); Inversión R$ 507.101,73 (FAPESP).

Artículo científico KINOSHITA, A. et al. Dating human occupation at Toca do Serrote das Moendas, São Raimundo Nonato, Piauí-Brasil by electron spin resonance and optically stimulated luminescence. Journal of Human Evolution. v. 77, p. 187-95. dic. 2014.

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Necrología y

El científico de las enfermedades tropicales Luiz Hildebrando Pereira da Silva era uno de los más respetados expertos mundiales en parasitología

PUBLICADO en octubre de 2014

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E

l pasado día 24 de septiembre, falleció a los 86 años de edad, en la ciudad de São Paulo, el científico y médico sanitarista Luiz Hildebrando Pereira da Silva. El investigador estaba internado desde hacía algunas semanas en el Instituto del Corazón (InCor) de São Paulo, debido a una neumonía. Hildebrando no respondió al tratamiento y sufrió una falencia múltiple de órganos. El cuerpo del profesor sería luego velado en presencia únicamente de la familia y de sus amigos, tal como informó uno de sus más allegados, el parasitólogo Erney Plessmann de Camargo, docente del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de São Paulo (USP).

“Yo lo conocí a Hildebrando en la Facultad de Medicina de la USP en 1959, y desde entonces trabajamos juntos en muchas investigaciones”, dijo Plessmann de Camargo, quien durante la década de 1990 colaboró con Hildebrando en estudios sobre el paludismo en el estado norteño de Rondônia.

Luiz Hildebrando, profesor emérito de la USP y de la Universidad Federal de Rondônia, era uno de los más respetados expertos mundiales en

40 z edición especial noviembre DE 2015

enfermedades tropicales. Pasó la mayor parte de su carrera profesional en Francia, en el Instituto Pasteur, adonde se trasladó después de haber sido perseguido por el gobierno militar instaurado en Brasil en 1964, cuando él ejercía el cargo de profesor asociado de la Facultad de Medicina de la USP. Regresó al país en la década 1990 y empezó entonces a trabajar en investigaciones sobre el paludismo en Rondônia.

Graduado en medicina por la USP en 1953, viajó al año siguiente con el parasitólogo Samuel Pessoa a Misericórdia de Piancó, en el interior del estado de Paraíba, donde tomó parte en la organización del Laboratorio de Parasitología y en la enseñanza de esa materia en la nueva Facultad de Medicina de João Pessoa. Allí desarrolló, entre 1954 y 1956, investigaciones sobre la epidemiologia de la esquistosomiasis y la enfermedad de Chagas. Y fue también allí donde, a través de la lente de un microscopio y a la luz de una lámpara improvisada, vio al parásito Schistosoma mansoni, de alta incidencia en áreas costeras del nordeste, pero hasta ese entonces inédito

fotos 1 léo ramos 2 Archivo Familiar

en el sertón. Sintió por primera vez “la emoción estética del descubrimiento”, tal como lo contó en una entrevista en 2013, al ganar la 12ª edición del premio de la Fundación Conrado Wessel en la categoría Medicina.

Invitado a convertirse en profesor asistente de parasitología en la FMUSP, regresó a São Paulo y desarrolló entre 1956 y 1960 investigaciones en quimioterapia de la tripanosomiasis americana.

Aprobado en el concurso de libre docente, obtuvo una beca del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) para realizar una pasantía de posdoctorado. Pasó entonces un año en la Universidad Libre de Bruselas. En 1962 y 1963 trabajó en el Instituto Pasteur con el investigador François Jacob, quien había publicado a la sazón, con Jacques Monod, el modelo de regulación de la expresión génica en procariontes, lo que les valió el Premio Nobel de Medicina en 1965. Volvió a Brasil a finales de 1963 y organizó junto al profesor Er2 ney Camargo el Laboratorio de Genética de Protozoarios de la Facultad de Medicina de la USP. Y vino el golpe militar. Militante comunista desde la adolescencia, Luiz Hildebrando pasó tres meses detenido en el buque Raul Soares, denunciado por recaudar fondos y dar guarida a buscados. Por determinación del gobernador Ademar de Barros, fue cesanteado el último día de vigencia del Acto Institucional nº 1. Volvió a París y al Instituto Pasteur, pero en 1967, estimulado por una campaña de repatriación de científicos organizada por el Ministerio de Relaciones Exteriores, organizó en Brasil un curso sobre genética molecular en el Departamento de Bioquímica de la USP. Al año siguiente, aceptó el puesto de profesor en el Departamento de Genética de la USP de Ribeirão Preto, trabajando con genética de eucariontes unicelulares. En 1969 lo cesantearon nuevamente, en esta oportunidad en el marco del Acto Institucional nº 5, y regresó a París, donde reasumió su cargo en el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) y su puesto en el Pasteur. En el exilio se convirtió en referente intelectual de los exiliados brasileños en Francia, como secretario político de la base del Partido Comunista Brasileño en París.

En 1971 lo nombraron jefe de la Unidad de Diferenciación Celular del De-

partamento de Biología Molecular del Pasteur. En 1976, Jacques Monod, director del Pasteur, lo invitó a organizar una nueva unidad de Parasitología Experimental. La unidad se creó en 1978 con el objetivo de desarrollar investigaciones sobre biología molecular de parásitos de la malaria, particularmente del Plas-

Al ver por primera vez en el interior al Schistosoma mansoni, muy común en la costa, sintió “la emoción estética del descubrimiento”

modium falciparum. Fue un período de intensa actividad, con un equipo que desarrolló estudios en modelos experimentales y en voluntarios humanos sobre moléculas candidatas a vacunas contra el paludismo.

En 1990, todavía en París, en colaboración con Erney Camargo, organizó un equipo de investigación en Rondônia. Se jubiló en el Pasteur en 1996 y decidió volverse a Brasil. Concursó en la USP y se convirtió en profesor titular de parasitología en 1997, asumiendo la dirección de los programas de investigación en Rondônia –un frente avanzado de la USP en la Amazonia–, que redujeron el porcentaje de registros de paludismo en Rondônia del 40% al 7% del total de casos de la enfermedad en la región amazónica en una década. Allí erigió el Centro de Medicina Tropical (Cepem), en la Secretaría de Salud de Rondônia, y creó el Instituto de Investigación en Patologías Tropicales (Ipepatro), que reúne a expertos e investigadores egresados de los programas de posgrado de la Universidad Federal de Rondônia. El Ipepatro fue absorbido por la Fundación Oswaldo Cruz y se convirtió en una de las cinco nuevas unidades de la Fiocruz en 2009. Luiz Hildebrando Pereira da Silva estaba casado y tenía cinco hijos. n

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pESQUISA FAPESP z 41

GEOLOGÍa y

ES

MG SP

RJ

PR

SC RS 1.300 km

42 z edición especial noviembre DE 2015

Elevación de Rio Grande

los ecos de la separación Grandes bloques rocosos con edades y orígenes distintos se combinaron para formar ambos lados del Atlántico Sur Carlos Fioravanti PUBLICADO en octubre de 2014

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foto JAMSTEC mapa sandro castelli

o, no fue un engaño. En 2011, los geólogos extrajeron muestras de granito, un tipo de roca continental, de la denominada Elevación de Rio Grande, una cadena montañosa sumergida a unos 1.300 kilómetros (km) de la costa de Rio Grande do Sul. Se pensaba que esas montañas serían el resultado de la formación del lecho oceánico y de erupciones volcánicas, y por lo tanto, estarían formadas por otro tipo de roca. Dos años después, con la ayuda de un submarino, recogieron otras muestras de rocas continentales, cuyo análisis reforzó la hipótesis de que esa región del Atlántico Sur podría ser, de hecho, una porción de continente que se habría sumergido durante la separación de América del Sur y África, que comenzó hace 120 millones de años.

Esa conclusión le otorgó valor económico a la Elevación de Rio Grande. En el mes de julio, el gobierno federal brasileño recibió la autorización para llevar adelante el plan de explotación de yacimientos de cobalto en La Elevación de esa región, ubicada en aguas inRio Grande: ahora, ternacionales, y la posibilidad fragmentos de un continente de que allí hubiera reservas de otros minerales, tales como ní-

quel, manganeso y tierras raras, se tornó más concreta. También aumentó su valor científico, porque sirve como argumento adicional para avalar la hipótesis de que la separación de América del Sur y África fue más complicada y fascinante de lo que se pensaba. Geólogos de Brasil, Estados Unidos, Alemania y Francia, se reunieron en el mes de abril en Río de Janeiro y arribaron a la conclusión de que los grandes bloques rocosos –o microplacas– que forman ambos continentes y el lecho oceánico no se separaron como las dos partes de una hoja rota, sino que se estiraron, se quebraron y se posicionaron caóticamente. Algunos segmentos podrían haber quedado en medio del camino sumergiéndose, mientras que otros se alejaban y se fundían, formando un inmenso mosaico que ahora se torna un poco más claro.

Las rocas recogidas de la Elevación de Rio Grande –granitos, granulitas, gneis y pegmatitas– tendrían entre 500 y 2.200 millones de años, de acuerdo con los análisis efectuados por equipos de la Universidad de Brasilia y de la Compañía de Investigación de Recursos Minerales y Servicio Geológico de Brasil (CPRM).

“Esas edades no son extrañas a lo detecpESQUISA FAPESP z 43

Rocas de varias edades

Sitios de colecta n Sedimentos del Cuaternario (1,8 millones de años atrás hasta la actualidad) n Derrames basálticos de la cuenca del Paraná en el Cretácico (134 millones de años) n Intrusiones alcalinas del Cretácico n Rocas sedimentarias del Jurásico (206 a 142 millones de años) al Cretácico n Rocas sedimentarias del Pérmico (290 a 248 millones de años) n Rocas sedimentarias del Pérmico al Carbonífero (354 a 290 millones de años) n Rocas sedimentarias del Ordovícico (495 a 443 millones) y del Devónico (417 a 354 millones de años) n Basamento Precámbrico (4.600 millones a 545 millones de años) Fuente Adaptado de Karl M. et al.

“La identificación de rocas continentales en la Elevación de Rio Grande altera el cuadro evolutivo del Atlántico Sur, que se formó mediante la separación de los dos continentes”, comenta el geólogo Peter Christian Hackspacher, profesor de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Rio Claro. Desde hace casi 20 años, por medio de investigaciones de campo en el sudeste y sur de Brasil, en Namibia y en Angola, él analiza las señales de las posibles fuerzas que condujeron a la separación de América del Sur y África.

Sus conclusiones refuerzan la ruptura del modelo tradicional, según el cual, los límites costeros de ambos continentes, representando los bloques de rocas que los formaron, podrían encajarse. La costa del nordeste brasileño encastra con la del oeste africano, pero en otras regiones, como por ejemplo el litoral de Río de Janeiro, parecen faltar partes del rompecabezas de rocas.

SERRA DO MAR REJUVENECIDA

tado para América del Sur y África”, dice Roberto Ventura Santos, director de geología de la CPRM. Según él, los estudios sistémicos indicaron que el espesor de la corteza, que allí es de unos 30 km, “es típico de la corteza continental y no de la oceánica”, reiterando la conclusión de que se trata de un vestigio continental.

Ese descubrimiento, uno de los más espectaculares de la geología brasileña de los últimos tiempos, generó algunas dudas. Se creía que las dos cadenas montañosas del Atlántico Sur, la Rio Grande y la Dorsal Atlántica, se habían formado en la misma época, pero ahora se plan-

tea que podría no haber sido así. ¿Y cuáles son los efectos de la Elevación de Rio Grande? Una cordillera con montañas de 3.200 metros de altura en el fondo del Atlántico Sur, cuya cúspide se encuentra a tan sólo 800 metros de profundidad, habría formado barreras para la circulación oceánica, aunque aún no se sabe concretamente cómo. Ventura cree que algunas respuestas podrían hallarse en el análisis de una columna de 70 metros de sedimentos en el fondo del mar, la cual, se espera, permitirá la reconstrucción de los fenómenos climáticos y geológicos de los últimos 7 mil millones de años.

Los bloques rocosos que antes formaban un sólo continente se fragmentaron alineándose con otros, más antiguos o más jóvenes, formando la región montañosa del sudeste brasileño y del oeste africano, determinó Hackspacher, en colaboración con los equipos de Ulrich Glasmacher, de Alemania, Antonio Olimpio Gonçalves, de Angola, y de Ana Olívia Magalhães, de la Universidad Federal de Alfenas, en Minas Gerais. Al contrario de lo que se esperaba, los bloques más antiguos, como son las sierras Mantiqueira y Bocaina, que se irguieron hace 120 millones de años, se encuentran en el interior del continente, y en los bordes, como es el caso de la costa de los estados de Paraná y Rio Grande do Sul, se encuentran los bloques más recientes, que tendrían entre 35 y 20 millones de años de edad (obsérvese el mapa).

“No he descubierto la rueda, solamente lo estoy determinando mediante otras técnicas”, dice, reconociendo las bases conceptuales aportadas por profesores de la Universidad de São Paulo, entre los que figuran Fernando Almeida, Umberto Cordani y Benjamim Bley Brito Neves, quienes ya habían reconocido que

Efectos del erguimiento luego de la apertura del Atlántico: valle de un río en el centro-oeste de Angola con rocas formadas hace 2 mil millones de años...

44 z edición especial noviembre DE 2015

América del Sur estaba formada por mi- espectaculares”, definió Hackspacher, se croplacas rocosas con edades y orígenes hallaron bloques de rocas que se elevaron variados. Claudio Ricommini, también hace entre 60 y 90 millones de años, que de la USP, puso todavía más en duda el no encajaban en el modelo clásico de la concepto habitual de la formación de los constitución de América del Sur a partir continentes al comprobar que la edad de de su separación del continente africano.

Cientos de mediciones condujeron a las rocas de la cuenca sedimentaria de Taubaté variaba entre 33 y 55 millones conclusiones que ayudan a refutar conde años, bastante lejos de los supuestos ceptos antiguos. Un ejemplo de ello es la 120 millones de años que deberían tener probable edad de Serra do Mar, la cadena montañosa que se extiende a través de por hallarse cerca del litoral.

Hace casi 10 años, disponiendo de casi 1.500 km a lo largo de la costa, desinstrumental para medir la edad y la va- de Espírito Santo hasta Santa Catarina. riación de temperatura en las rocas de “Hasta hace 10 años, cuando se comenzó acuerdo con su profundidad –cuanto me- a poner el dedo en la llaga y a cuestionar nor es la temperatura, más superficial y algunos supuestos de la evolución georeciente es la roca–, Magalhães le propu- lógica del Atlántico Sur”, dice Hackspaso a Hackspacher, por entonces su super- cher, “todos pensaban que Serra do Mar, visor de doctorado, que analizaran la edad se había formado hace 120 millones de de las rocas de las regiones del sur y su- años. Sin embargo, estamos determinando deste de Brasil alejadas de la costa. Ellos que la sierra tan sólo tiene 35 millones de partieron del supuesto de que los bloques años y no es un despojo de la separación de rocas más antiguas y más recientes se de los continentes”. elevan y se hunden, apareciendo en forLa pendiente hacia el oeste que prema alternada en la superficie. A partir senta el río Tietê, es una señal de fenóde ahí, “se pudieron delinear resultados menos geológicos más recientes. Según muy buenos, geológicamente coherentes Hackspacher, si la sierra hubiera sury con un razonable grado de confiabilidad gido hace 120 millones de años, el río estadística al respecto de los probablemente fluiría haprocesos en que se basa el cia el mar, y no hacia el inerguimiento de la corteza de terior del continente. Ac... y la carretera Florianópolis-São Serra do Mar y Serra da Matualmente, la hipótesis más Joaquim, que atraviesa tiqueira,” dice ella. En una contemplada es que esa cala sierra de Rio do serie de “descubrimientos dena montañosa podría ser Rastro en el estado de

un efecto de la formación de los Andes, que comenzó hace alrededor de 60 millones de años, y que podría haber generado grandes ondulaciones, afectando el relieve y produciendo depresiones, tales como la región del pantanal matogrosense, y elevaciones, como es el caso de Serra da Mantiqueira y Serra do Mar. “No me resulta difícil aceptar tal posibilidad, pero las pruebas aún no son suficientes”, dice.

Hackspacher y sus colegas están detectando fenómenos similares en Namibia y en Angola. En junio, para completar los relevamientos en tierra, un buque oceanográfico alemán registró señales de placas rocosas, aparentemente con una edad similar a la de la Elevación de Rio Grande, en las cercanías de la costa de Namibia. n

Proyecto Proyecto de exhumación de la plataforma sudamericana, a semejanza de la región sudeste brasileña: termocronología mediante trazas de fisión y sistemáticas Ar/ Ar y Sm/ Nd (nº 2000/ 03960-5); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Peter C. Hackspacher (Unesp); Inversión R$ 1.282.335,65 (FAPESP).

Artículos científicos KARL, M. et al. Evolution of the South Atlantic passive continental margin in southern Brazil derived from zircon and apatite (U–Th–Sm)/ He and fission-track data.

Tectonophysics. v. 604, p. 224-44. 2013.

SALOMON, F. et al. Major paleostress field differences on complementary margins of the South Atlantic. EGU 13, p. 10894. 2013.

fotos Peter C. Hackspacher / UNESP Ilustración sandro castelli

Santa Catarina, con rocas volcánicas formadas hace 134 millones de años

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ASTRONOMÍA y

Atmósfera revuelta Meteorólogos pretende saber por qué soplan fuertes vientos en Venus y en Titán Igor Zolnerkevic PUBLICADO en noviembre de 2014

E

l día se hace largo en Venus.

Sucede que el planeta gira muy despacio. Tiene casi el tamaño de la Tierra, pero tarda 243 días terrestres para dar una vuelta sobre sí mismo. Con una rotación tan lenta, los meteorólogos esperaban que la atmósfera venusiana fuese una de las más tranquilas del Sistema Solar. Pero las sondas enviadas al planeta observaron un ventarrón constante en la alta atmósfera, donde las ráfagas llegan a soplar a 400 kilómetros por hora (km/h). Vientos de esa intensidad sólo aparecen en la Tierra durante los huracanes, o esporádicamente a elevadas alturas. En Venus, soplan así en forma constante, especialmente en el ecuador.

Para intentar resolver este misterio, el meteorólogo João Rafael Dias Pinto, de la Universidad de São Paulo (USP), y Jonathan Lloyd Mitchell, científico planetario de la Universidad de California en Los Angeles, crearon en computadora un modelo simplificado de un planeta con atmósfera. Las simulaciones con este modelo, publicadas en agosto en la revista Icarus, son las primeras en las cuales se describe correctamente cómo se mantienen los vientos que barren Venus, un fenómeno conocido como supe46 z edición especial noviembre DE 2015

rrotación atmosférica, también observado en Titán, la mayor luna de Saturno.

“Identificamos nuevos e importantes mecanismos que ayudan a entender mejor esos vientos”, dice Mitchell.

El secreto de la superrotación, de acuerdo con el nuevo modelo, reside en la forma en que el calor se distribuye por la atmósfera de Venus y Titán. En esos cuerpos, a través de la circulación vertical, el calor se propaga más lentamente hacia lo alto y en dirección a los polos que en la Tierra. Asimismo, un tipo especial de ondulación en la atmósfera afecta a las corrientes de gases.

Venus y Titán son mundos tan diferentes entre sí que incluso parece extraño que sus atmósferas se comporten de manera parecida. La temperatura en la superficie de Venus llega a 477 grados Celsius, como consecuencia del efecto invernadero de su atmósfera, rica en anhídrido carbónico. En Titán, la temperatura es de 180 grados bajo cero y lluvias de metano alimentan lagos en su superficie. Pero al bajar hasta el suelo del satélite, la sonda espacial Huygens descubrió en 2005 un perfil de vientos casi idéntico al observado en Venus por las sondas soviéticas de la serie Venera en las décadas de 1970 y 1980. Débiles en la

El planeta Venus, fotografiado por la sonda europea Venus Express: tiene un tamaño casi igual al de la Terra y vientos de 400 kilómetros por hora

Al calor de los vientos En la Tierra y en Marte predomina un régimen de corrientes de aire más suave que en Venus y Titán

Ráfagas intensas surgen en franjas estrechas de la atmósfera, impulsadas por la rotación del planeta

Supervientos creados por ondas atmosféricas en el ecuador barren Titán y Venus

Titán

VEnus

superficie, los vientos en el ecuador de Venus y de Titán llegan a los 360 km/h a una altura superior a los 50 kilómetros.

A esa misma altura, en el ecuador de la Tierra no superan los 15 km/h.

fotos 1 ESA/ MPS/ DLR/ IDA, M. Pérez-Ayúcar & C. Wilson 2, 3, 4 y 5 nasa Infografía Marina oruÊ

Más allá de la rotación

Dias Pinto explica que en la Tierra las masas de aire que circundan por el globo se mueven impulsadas debido a la diferencia de temperatura entre el ecuador y los polos y arrastradas por la rotación del planeta. Por eso los meteorólogos esperaban vientos más débiles en planetas y satélites con rotación lenta. Los investigadores buscaban una explicación para la superrotación desde los años 1970 y arribaron a la conclusión de que, más allá de la rotación más lenta, es probable que un patrón específico de oscilaciones en los movimientos de la atmósfera, las llamadas ondas atmosféricas, ayude a crear un intenso chorro de aire que se concentra en el ecuador y cubre casi todo el cuerpo celeste. “Es como si la atmósfera entera se moviese en un solo sentido”, comenta Dias Pinto. “El problema radica en que la mayoría de los modelos atmosféricos de Venus y Titán, incluso los más realistas, tienen dificultades para reproducir la superrotación.”

tierra

Dias Pinto resolvió estudiar la superrotación durante su doctorado, y en una conferencia en Francia, en 2011, conoció a Mitchell, un experto en Titán y Venus interesado en abordar el problema con un modelo más simplificado. “Con un modelo más ideal, puedo controlar mejor la dinámica de la atmósfera”, explica Dias Pinto. El científico trabajó bajo la dirección de Mitchell y de los brasileños Rosmeri Porfírio da Rocha y Tércio Ambrizzi, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la USP, y logró simular la superrotación valiéndose de un modelo atmosférico adoptado para hacer pronósticos del tiempo.

Modificando algunos parámetros de ese modelo, Dias Pinto descubrió que no bastaba con disminuir la rotación del planeta para acelerar la rotación de la atmósfera. “Demostró que el modelo sólo desarrolla superrotación si transporta calor desde el ecuador hacia los polos más lentamente”, explica Mitchell, y acota que en Venus y Titán, pese a los fuertes vientos, el aire circula muy lentamente en sentido vertical.

Dias Pinto también detectó en sus simulaciones una forma especial de onda planetaria, que surge de oscilaciones en

marte

el movimiento de las corrientes de aire en el ecuador del planeta. “Esas ondas planetarias son las principales responsables del desarrollo y el mantenimiento de la superrotación”, explica Mitchell.

“Estos aspectos de la superrotación nunca habían sido analizados en detalle”, dice Sebastien Lebonnois, científico planetario del Consejo Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia, quien estudia la superrotación de Venus y Titán. “Para confirmar ese análisis, necesitaremos observaciones del viento y de la temperatura con una resolución que es difícil de obtener incluso en la Tierra”. Pese a la dificultad, Lebonnois espera obtener evidencias en datos de la sonda Venus Express, que visita Venus, o de la Cassini, que sobrevuela Titán. n

Proyecto La interacción onda-escurrimiento media y la superrotación atmosférica en planetas terrestres (nº 12/ 13202-8); Modalidad Beca de Doctorado – Pasantía en el Exterior; Investigador responsable Tercio Ambrizzi (IAG/USP); Becario João Rafael Dias Pinto; Inversión R$ 40.381,84 (FAPESP).

Artículo científico DIAS PINTO, J. R. y MITCHELL, J. L. Atmospheric superrotation in an idealized GCM: Parameter dependence of the eddy response. Icarus. v. 238. p.93-109. ago. 2014.

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FÍSICa y

Máquinas de espines Brasileños descubren cómo medir variaciones de energía en núcleos atómicos

E

n un experimento que hasta el año pasado se consideraba im­ posible, un equipo coordinado por el físico Roberto Serra, de la Universidad Federal del ABC (Ufabc), determinó cuánta energía puede ganar o perder un núcleo atómico cuando incide sobre el mismo un pulso de ondas de ra­ dio. La mayoría de los científicos estaban convencidos de que el comportamiento del núcleo sería imprevisible. Jamás se conocerían las probabilidades de que el núcleo absorbiera la energía de las ondas, tornándose más caliente, o de enfriarse al transmitir parte de su energía a ellas.

Los nuevos experimentos realiza­ dos en el Centro Brasileño de Investi­ gaciones Físicas (CBPF), en Río de Ja­ neiro, demuestran que ese intercambio de energía obedece a leyes de la física que nunca antes fueron testeadas en el mundo subatómico. Esas leyes podrían ayudar a comprender mejor ciertas reac­ ciones químicas tales como la fotosínte­ sis de las plantas y determinar cuánta energía necesitarían las computadoras cuánticas para su funcionamiento. “Este es el primer experimento en una nueva área de la física, la termodinámica cuán­ tica”, dice Serra.

Las computadoras cuánticas con­ templan la utilización de las leyes de la mecánica cuántica para superar ex­ 48 z edición especial noviembre DE 2015

ponencialmente el poder de cálculo de las computadoras convencionales. Pero ¿cuánta energía consumirá en la prác­ tica ese nuevo tipo de computadoras? ¿Cuánto calor producirán con su funcio­ namiento? ¿Necesitarán refrigeración?

La respuesta a esos temas es una de las metas de la termodinámica cuántica.

Durante el siglo XIX, otras preguntas similares quedaban en suspenso. ¿Cuál se­ ría el mínimo de carbón que consumirían los hornos y qué temperatura deberían al­ canzar las calderas para que las máquinas de vapor lograran su eficiencia máxima?

Los científicos de la época percibieron que tanto el calor como la capacidad de trabajo de las máquinas son formas di­ ferentes de una misma magnitud física, la energía, que nunca se genera a partir de la nada ni puede destruirse, sino tan sólo transformarse. Al investigar la con­ versión de una forma de energía en otra, ellos descubrieron las leyes de la termo­ dinámica clásica.

Según esas leyes, la energía fluye es­ pontáneamente desde un volumen con temperatura caliente hacia otro más frío.

Y una máquina, aunque fuera ideal, só­ lo puede convertir parte de esa energía disponible en forma de calor en energía capaz de realizar movimientos mecáni­ cos, es decir, realizar lo que en física se conoce como trabajo. “La termodinámica

le impone límites a cualquier tecnolo­ gía”, dice Serra.

Los ingenieros victorianos resolvieron sus problemas, pero a costa de un peque­ ño truco. Sus cálculos sólo funcionaban cuando se consideraba que las máquinas se hallaban aisladas térmicamente del resto del entorno, intercambiando esca­ so calor con el ambiente. Era necesario además que esos procesos fueran lentos.

Pero esas aproximaciones no sirven en la mayoría de las situaciones que ocurren en la naturaleza, como por ejemplo, en muchas reacciones químicas. Cuando resulta imposible aislar térmicamente de su ambiente a un objeto durante mu­ cho tiempo, la temperatura aumenta y disminuye aparentemente de manera imprevisible, al contrario de lo que ocu­ rre en los sistemas aislados, donde todo tiende a un equilibrio.

Recién en 1997, el fisicoquímico Chris­ topher Jarzynski descubrió una expresión matemática para calcular las variaciones de energía y del trabajo mecánico que ocurren fuera de equilibrio. “La ecuación de Jarzynski y otros teoremas de fluctua­ ción les permiten a los químicos la me­ dición en laboratorio de la variación de energía de una molécula antes y después de una reacción”, explica Serra.

El propio Jarzynski, en colaboración con un equipo de California, verificó su

Ilustración zé vicente

PUBLICADO en diciembre de 2014

pESQUISA FAPESP z 49

La máquina cuántica Un experimento extrae energía de las moléculas de cloroformo

A

B

Preparación

Moléculas de cloroformo diluidas en agua

Funcionamiento

H

25ºC

C-13 Cl

Cl Cl C-13

C-13

+ energético – energético

C-13

C-13

C-13

C-13

C-13

C-13

C-13 C-13

Antena

1º pulso

En presencia de un campo magnético,

Radio

equilíbrio

2º pulso

equilíbrio

el espín de los núcleos del carbono-13 en

Los pulsos de ondas de radio

Otra secuencia de pulsos, en este caso

el cloroformo se comporta de manera

con menos de 1 microsegundo

con una amplitud mayor, desestabiliza

similar a una brújula magnética, apuntando

de duración y amplitud

nuevamente a los espines y absorbe

hacia arriba o hacia abajo. Las ondas

reducida transfieren energía a

parte de la energía de los núcleos

de radio controlan los espines

los núcleos de carbono,

de carbono. Los espines se

hasta dejarlos en equilibrio térmico

desequilibrando los espines

manipulan y retornan al estado inicial

ecuación en 2005, observando el trabajo mecánico de una molécula de ARN, esti­ rada y comprimida como un muelle. Se­ rra percibe, sin embargo, que, pese a ser microscópico, el movimiento de la célula de ARN era lo suficientemente grande como para poder calcularlo empleando la famosa fórmula derivada de las leyes de la mecánica de Newton: “El trabajo es igual a la fuerza empleada para el des­ plazamiento por la distancia recorrida”.

Las ecuaciones de la termodinámi­ ca, ya sea dentro o fuera del equilibrio, se dedujeron empleando la mecánica de Newton. Pero las leyes de Newton pierden sentido para varios procesos que ocurren en las moléculas y para todos los que suceden en el interior de los átomos, porque allí no es posible medir fuerzas y desplazamientos con precisión. A esas escalas valen otras leyes, las de la mecá­ nica cuántica. Serra quería saber si ecua­ ciones como la de Jarzynski aún regirían en este mundo subatómico. Ese conoci­ miento ayudaría a comprender reaccio­ nes químicas tales como la fotosíntesis.

En la fotosíntesis, las moléculas en las células de las hojas funcionan como má­ quinas cuánticas que absorben energía de las partículas de luz y la almacenan bajo 50 z edición especial noviembre DE 2015

En la fotosíntesis, las moléculas en el interior de las células de las hojas funcionan como máquinas cuánticas la forma de moléculas de azúcar. “Ese proceso es muy eficiente, porque casi no genera calor”, dice Serra. “Los estudios sugieren que es un proceso cuántico”.

Hace algún tiempo, Serra, sus alum­ nos y colegas en la UFABC intentaban estudiar la termodinámica cuántica en laboratorio, junto con el equipo de los fí­ sicos Alexandre Souza, Ruben Auccauise, Roberto Sarthour e Ivan Oliveira, quienes trabajan con la técnica de resonancia mag­ nética nuclear en el CBPF. Ambos gru­ pos mantienen una colaboración que ya ha redunado en varios descubrimientos.

En el centro del equipamiento del la­ boratorio del CBPF hay un pequeño tu­ bo de ensayo que contiene una solución purísima de cloroformo diluido en agua.

Cada una de las alrededor de un billón de moléculas de cloroformo de la solu­ ción posee un átomo de carbono-13. El núcleo de ese tipo de carbono posee una propiedad cuántica denominada espín, que recuerda un poco a la aguja de una brújula magnética y puede representar­ se mediante una flecha. Bajo el influjo de un fuerte campo magnético paralelo al tubo, dispuesto de abajo hacia arri­ ba, las flechas de esos espines tienden a alinearse con el campo, la mitad de ellas apuntando hacia abajo y la mitad hacia arriba. El campo magnético también de­ termina que los espines que apuntan hacia abajo posean mayor energía que los que apuntan hacia arriba.

Los físicos manipulan los espines por medio de campos electromagnéticos, que oscilan con una frecuencia de 125 megahercios (el dispositivo debe estar aislado para que no capte las estaciones de radio de FM que transmiten en esa frecuencia). Tales manipulaciones se realizan por medio de pulsos de onda y no duran más de algunos microsegun­

C

Resultado

La energía que transfieren los núcleos de carbono a la onda de radio es mayor a la que reciben de ella, lo que genera un saldo positivo de energía. La energía extra puede utilizarse para realizar trabajo

El experimento registró variaciones de milmillonésimas de grado en la temperatura de los espines del carbono

Infografía ana paula campos

Fuente roberto serra/ ufabc

dos. El experimento ocurre tan rápida­ mente que es como si, durante escasos instantes, cada átomo de carbono en el tubo de ensayo se encontrara aisla­ do del resto del universo, sometido a una temperatura muy cercana al cero absoluto (-273 °C). Los investigadores logran disminuir o aumentar la diferen­ cia de energía entre los espines hacia abajo o hacia arriba cuando reducen o incrementan la amplitud de sus ondas de radio. Cuando este cambio de am­ plitud es muy rápido, los espines salen de su aislamiento térmico y comienzan tanto a absorber energía de las ondas de radio –en un contexto en el que las on­ das realizan trabajo sobre los espines– como a transmitir parte de su energía a las ondas, realizando trabajo sobre ellas.

“Eso es algo muy difícil de medir, ya que los espines de los átomos de carbono pueden intercambiar energía de cuatro maneras diferentes, que suceden todas simultáneamente, siguiendo un patrón de probabilidades”, explica Serra. “Co­ nocí un grupo en Alemania que intentó realizar ese mismo experimento durante cinco años sin tener éxito”.

Lo que impidió el éxito del grupo ale­ mán, según Serra, fue que los físicos in­

tentaron medir directamente cuántas veces emitían o absorbían energía los espines. “El error acumulado en esas me­ diciones era tan grande que finalmente no lograban determinar nada”, explica.

UNA MEDICIÓN INTELIGENTE

La solución llegó muy pronto para Serra, en febrero de 2013, cuando el físico Mauro Paternostro, de la Queen’s University, en Belfast, Irlanda, presentó un seminario en la UFABC sobre propuestas inéditas para observar el trabajo producido por partículas de luz en forma indirecta. A continuación, Paternostro, actualmente profesor visitante en la UFABC, y Laura Mazzola, su colega en Belfast, comenza­ ron a discutir con Serra, Auccauise y el estudiante de doctorado en la UFABC, Tiago Batalhão, cómo adaptar esas técni­ cas para observar el trabajo de los espines de carbono en forma indirecta. Junto a John Good, de la Universidad de Oxford, en Inglaterra, el equipo descubrió un mo­ do sutil de hacerlo utilizando los espines de los núcleos de hidrógeno de las molé­ culas del cloroformo para espiar lo que ocurre con los espines de los átomos de carbono mientras realizan el trabajo, sin interferir en el proceso.

La precisión del experimento fue sufi­ ciente para registrar variaciones de tem­ peratura en los espines de carbono del orden de milmillonésimas de grado y verificar que la ecuación de Jarzynski se cumple a escala subatómica. Otro resul­ tado interesante: los espines de carbono poseen una tendencia mayor a extraer energía de las ondas de radio cuando la amplitud del pulso de onda se redu­ ce. Esa tendencia se invierte cuando la amplitud de onda aumenta: los espines tienden a transferir energía a las ondas, es decir, realizan trabajo sobre las ondas.

“Podemos aprovechar esa diferencia para crear una máquina térmica cuánti­ ca”, dice Serra. El dispositivo funcionaría alternando pulsos de amplitud reducida y aumentada entre dos estados de equi­ librio térmico, cada uno con una tempe­ ratura diferente (obsérvese la infografía).

Esa máquina funcionaría de manera pa­ recida a un motor de combustión, que realiza trabajo mecánico con parte de la energía química transformada en calor mediante la explosión del combustible.

La máquina de espines tendría escasa utilidad: el trabajo producido le aportaría una energía ínfima a las ondas de radio, apenas suficiente como para movilizar el espín de un núcleo atómico cualquie­ ra. Serra está más interesado en medir cuánta energía consume y cuánto calor disipa durante su funcionamiento.

“La técnica aplicada en ese experimen­ to posee un gran potencial”, dice el físico Lucas Céleri, de la Universidad Federal de Goiás, quien estudia la posibilidad de observar la termodinámica de una úni­ ca partícula de luz en colaboración con los físicos Paulo Souto Ribeiro y Stephen Walborn, de la Universidad Federal de Río de Janeiro, para el inicio del año que viene. “Los avances experimentales son muy raros en la termodinámica cuánti­ ca, debido a la necesidad de controlar el sistema cuántico y su aislamiento del ambiente”. n Igor Zolnerkevic

Proyecto Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de la Información Cuántica (nº 2008/ 57856-6); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Amir Caldeira (Unicamp); Inversión R$ 1.384.811,24 (FAPESP) y R$ 5.700.000,00 (CNPq).

Artículo científico BATALHÃO, T. B. et al. Experimental reconstruction of work distribution and study of fluctuation relations in a closed quantum system. Physical Review Letters. v. 113 (14). 3 oct. 2014.

pESQUISA FAPESP z 51

52 z edición especial oc tuBRE DE 2015

TECNOLOGíA CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN y

Una avalancha

de datos El avance de la eScience altera el modo tradicional de hacer ciencia

Yuri Vasconcelos PUBLICADO en noviembre de 2014

Ilustraciones Pedro Franz

Y

a se fue el tiempo en que el problema de los científicos era la dificultad en obtener datos para dar proseguimiento a sus investigaciones. En muchas áreas del conocimiento, los recientes avances en el área de tecnología de la información, con la democratización de la informática, la ampliación de las redes computacionales y la multiplicación de las fuentes de información, tuvieron como efecto directo una producción intensiva de datos. Esto sucede en campos tan disímiles como la astronomía, inundada diariamente por miles de imágenes e información de cuerpos celestes captados por potentes telescopios, la biología molecular, beneficiada por el surgimiento de máquinas de secuenciación genética de alto desempeño, y la ecología, favorecida por una serie de tecnologías y sensores capaces de documentar con precisión las transformaciones por las que pasan distintos biomas. Todo esto lleva a los científicos a depararse con un nuevo problema: cómo hacer para procesar, elaborar y visuali-

zar la avalancha de datos adquiridos a través de los más diversos medios. Para dar una respuesta a este dilema, una nueva rama de la ciencia ha cobrado cada vez más importancia: la eScience, que recurre a modelos matemáticos y herramientas informáticas para analizar información y acelerar la investigación en otros dominios del conocimiento.

“La idea de conectar la práctica científica tradicional con el acceso, el uso y el procesamiento de grandes cantidades de datos alterará el modo de hacer ciencia y aumentará su potencialidad. La FAPESP se ubica a la vanguardia de este proceso y al final del año pasado lanzó el Programa eScience”, dijo Carlos Henrique de Brito Cruz, director científico de la Fundación, durante el Microsoft eScience Workshop 2014, realizado entre los días 20 y 22 de octubre en la localidad de Guarujá, en el litoral paulista. El objetivo del programa consiste en organizar el integrar grupos que toman parte en la investigación sobre algoritmos, modelado computacional e infraestructura de datos con equipos de pESQUISA FAPESP z 53

científicos que actúan en otras áreas del conocimiento, tales como biología, ciencias sociales, medicina y humanidades.

Un desafío mundial

“Una de las principales barreras que enfrentaremos es quizá la dificultad de comunicación entre los científicos de los equipos necesarios para hacer ciencia de esta manera, fuertemente basada en datos o en grandes cantidades de datos. Esto requiere una comunicación sumamente efectiva entre investigadores del área de ciencias de la computación y científicos de otros dominios. Es un desafío en Brasil y en cualquier lugar”, dijo Brito Cruz. El director científico de la FAPESP fue uno de los disertantes de la mesa redonda intitulada “La importancia estratégica de la eScience”, que también contó con la presencia de los científicos Jason Rhody, director sénior del Office of Digital Humanities da National Endowment for the Humanities, y Chris Mentzel, director de la Gordon and Betty Moore Foundation, dos organizaciones estadounidenses que mantienen programas de apoyo a la ciencia.

“En la actualidad, todos los campos de la investigación científica se ven afectados por la escala moderna de pro-

ducción de datos”, dijo Mentzel, quien hizo hincapié en la importancia de los denominados data scientists –o científicos de datos–, denominación dada a los profesionales que trabajan con el gran volumen de datos que se generan en el marco de las investigaciones, para producir con éstos nuevos conocimientos.

“Son investigadores que trabajan entre las disciplinas. Son establecedores de puentes”, dijo. En la Gordon and Betty Moore Foundation, Mentzel se encuentra al frente de un programa que cuenta con un presupuesto de 60 millones de dólares destinado a incentivar iniciativas en el área de eScience. Para Rhody, los científicos afrontan un cambio de paradigma. “Estamos pasando de una cultura de escasez a una cultura de abundancia de datos.”

El término eScience, acuñado en 1999 por el director de la Oficina de Ciencia y Tecnología del Reino Unido, John Taylor, tiene también otras denominaciones, tales como ciencia impulsada por datos (data-driven science) y computación fuertemente impulsada por datos (dataintensive computing). Algunos países, tales como Estados Unidos e Inglaterra, cuentan con programas con apoyo del gobierno que se abocan al desarrollo

Hay que conectar las aplicaciones de las ciencias de la computación con la fenología, que estudia los fenómenos cíclicos de las plantas

54 z edición especial oc tuBRE DE 2015

de esta nueva área científica. En Brasil, cabe destacar al Núcleo de Investigación en eScience de la Universidad de São Paulo (USP), institucionalizado en 2012. Coordinado por el profesor Roberto Marcondes Cesar Junior, del Instituto de Matemática y Estadística (IME) y uno de los coordinadores adjuntos del área de ciencias exactas e ingenierías de la Dirección Científica de la FAPESP, está integrado por 20 investigadores.

El Microsoft eScience Workshop 2014 se realizó en simultáneo con la 10ª Conferencia Internacional IEEE en eScience, organizada por la Computer Society del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), una entidad creada en Estados Unidos por ingenieros electricistas y electrónicos. Durante dicho evento tuvo lugar un panel con científicos contemplados con becas del Instituto Virtual de Investigaciones FAPESP-Microsoft Research, que relacionan las aplicaciones de las ciencias de la computación con los desafíos de la ciencia básica en áreas vinculadas con los cambios climáticos y otras disciplinas asociadas al medio ambiente. Uno de los trabajos presentados explora soluciones innovadoras para el monitoreo de plantas en los trópicos, combinando investigación en ciencias de la computación y fenología. Esta última, una de las ramas más antiguas de la ciencia, es un área de la ecología en la cual se estudian los fenómenos cíclicos de las plantas, tales como la aparición de hojas, pimpollos, flores y frutos, y su relación con las condiciones ambientales.

El proyecto, coordinado por la profesora Leonor Patricia Morellato, del Laboratorio de Fenología del Instituto de Biociencias de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) de la ciudad de

Rio Claro (São Paulo), prevé la combinación de tecnologías para el monitoreo de las alteraciones que sufren en el transcurso del tiempo las vegetaciones nativas de sabana o cerrado, de bosque atlántico, de matorrales de altura e incluso de caatinga. El área central de la investigación está en la zona de Itirapina, en el interior de São Paulo. “Aparte de la observación directa de las plantas en el suelo, instalamos una cámara en la cima de una torre, a 18 metros del suelo, para fotografiar diariamente la vegetación, y una estación meteorológica. También contaremos con un vehículo aéreo no tripulado (vant) equipado con un sensor hiperespectral y una cámara para agregar una escala espacial a la recolección de datos”, dice la investigadora. Los sensores hiperespectrales, provistos de una alta resolución espacial, pueden suministrar detalles sobre las características fisicoquímicas y respuestas fisiológicas de las imágenes de las plantas. Para Morellato, la fenología es una de las mejores herramientas para entender los efectos de los cambios climáticos en las plantas. “Esto ya está establecido en zonas templadas, donde el disparador de la fenología es la temperatura ambiental y la duración del día. Pero poco sabemos acerca de qué sucede en las vegetaciones tropicales. Con los datos de la cámaras y del sensor hiperespectral, pretendemos definir cuáles son los disparadores de la fenología en el trópico, es decir, qué es lo que lleva al surgimiento de flores, frutos y hojas en las plantas en determinados momentos”, dice Morellato.

Para analizar imágenes

De acuerdo con Morellato, sin la ayuda de investigadores y recursos de las ciencias de la computación sería imposible realizar la investigación científica. “El volumen de datos que recolectaremos es gigantesco. Una cámara digital registra 60 fotos por día. Tenemos 11 cámaras que monitorean seis tipos de vegetación y debemos observar la evolución durante al menos una estación de crecimiento, para posteriormente relacionarla con el clima.

Luego hay que procesar y analizar todas las imágenes, lo que sería imposible con una planilla electrónica simple. Es necesario contar con apoyo para trabajar con ese big data. A tal fin, una maestranda creó un banco de datos especial para el proyecto, y una posdoctoranda trabajó

Los sensores inalámbricos instalados en bosques generan cuantiosos datos sobre procesos naturales en un software para la visualización y la organización de las imágenes.”

La investigación de la profesora de la Unesp cuenta con la colaboración del científico Ricardo Silva Torres, director del Instituto de Computación de la Universidad de Campinas (Unicamp), también contemplado con un proyecto en el marco del acuerdo FAPESP-Microsoft Research. Silva Torres está al frente de un estudio cuyo objetivo consiste en desarrollar nuevas técnicas analíticas y herramientas informáticas para el procesamiento de imágenes de monitoreo remoto, con el fin de analizar la dinámica de algunos biomas a escalas regionales y continentales. El enfoque del trabajo, realizado en colaboración con la profesora Marina Hirota, del Departamento de Física de la Universidad de Santa Catarina (UFSC), recae sobre los biomas tropicales sudamericanos.

Otro trabajo presentado en el evento de Guarujá está encabezado por el ecólogo de la Unicamp Rafael Silva Oliveira, quien trabaja en colaboración con los investigadores Antonio Alfredo Ferreira Loureiro, del Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), y Stephen Burgess, de la University of Western Australia. “Nuestro estudio tiene por meta investigar la dinámica de agua y carbono en bosques nubosos, pasturas y áreas de transición entre ambos”, dice Silva Oliveira. Los bosques nubosos se encuentran en lo alto de las montañas tropicales. “Pretendemos entender de

qué modo procesos claves, tales como la absorción y el almacenamiento de carbono, la traspiración de los árboles y la captación de agua de la neblina en la vegetación, se ven afectados por los cambios en el uso de la tierra y por las variaciones del clima.”

Los estudios de campo se realizan en una región de bosque ubicada en Serra da Mantiqueira, en la zona serrana de Campos do Jordão, interior paulista. Según Silva Oliveira, se está instalando en ese lugar una red de sensores inalámbricos para monitorear en tres capas del ecosistema (la atmósfera, la vegetación y el suelo), parámetros microclimáticos del metabolismo de la vegetación y de la dinámica del agua en el suelo. “Estos datos podrán mejorar el pronóstico de los impactos ambientales generados por los cambios en la utilización de la tierra y, al mismo tiempo, harán posible el desarrollo de modelos hidrológicos y de circulación biosfera-atmósfera con mejor capacidad predictiva”, explica Silva Oliveira. n

Proyectos 1. Towards an understanding of tipping points within tropical South American biomes (nº 2013/ 50169-1); Modalidad Programa de Investigación en Asociación para la Innovación Tecnológica (Pite) y Acuerdo FAPESP-Microsoft; Investigador responsable Ricardo da Silva Torres (Unicamp); Inversión R$ 384.838,38 (FAPESP).

2. Combining new technologies to monitor phenology from leaves to ecosystems (nº 2013/ 50155-0); Modalidad Programa FAPESP de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales – Programa de Investigación en Asociación para la Innovación Tecnológica (Pite) y Acuerdo FAPESP-Microsoft; Investigadora responsable Leonor Patrícia Cerdeira Morellato (Unesp); Inversión R$ 1.115.752,48 y US$ 535.902,72 (FAPESP).

3. Interacciones entre el suelo, la vegetación y la atmósfera en un paisaje tropical en transformación (nº 2011/ 52072-0); Modalidad Programa de Investigación en Asociación para la Innovación Tecnológica (Pite) y Acuerdo FAPESP-Microsoft; Investigador responsable Rafael Silva Oliveira (Unicamp); Inversión R$ 644.800,74 y US$ 663.429,82 (FAPESP).

pESQUISA FAPESP z 55

Nuevos materiales y

A

sociada a otras moléculas, la hoja de átomos de carbono que le da forma al grafeno puede adquirir propiedades aún más sorprendentes. Un equipo de científicos de la Universidad Rice (EE.UU.), con participación de físicos de la Universidad de Campinas (Unicamp), desarrolló un tipo de esponja extremadamente liviana, resistente y maleable a partir de una reacción química que junta una variante de ese material, el óxido de grafeno (GO), y la forma hexagonal del nitruro de boro (BN), un compuesto sintético empleado como lubricante y aditivo en cosméticos.

Se comprimieron muestras de la esponja de unos pocos centímetros de tamaño con monedas de un centavo de dólar y recuperaron su forma inicial sin problemas. La estructura nanométrica del nuevo material, denominado GO-0.5BN, se asemeja a las entrañas de un edificio en construcción: los pisos y las paredes se montan solos a partir de una base de hojas de óxido de grafeno reforzada con placas de nitruro de boro. La densidad del GO-0.5BN es 400 veces menor que la del grafito.

El nitruro de boro, formado únicamente por uniones de átomos de boro y nitrógeno, presenta una configuración hexagonal simular a la del grafeno, en el cual se encaja sin mayores problemas y le confiere mayor resistencia y maleabi56 z edición especial noviembre DE 2015

Una espuma elaborada con óxido de grafeno y nitruro de boro resulta liviana y resistente y recupera su forma original luego de comprimírsela Marcos Pivetta PUBLICADO en octubre de 2014

lidad mecánica. “El nuevo material es estable desde el punto de vista químico y térmico y puede emplearse en sistemas de almacenamiento de energía, tales como supercapacitores y electrodos de baterías, y para absorber gases”, dice Douglas Galvão, del Instituto de Física Gleb Wataghin, de la Unicamp, quien participó en el estudio. “El nitruro de boro refuerza la estructura del óxido de grafeno, que presenta algunos agujeros y puede volverse quebradiza en ciertos puntos”, explica el físico teórico Pedro Alves da Silva Autreto, quien lleva adelante su posdoctorado en la Unicamp con beca de la FAPESP y pasó una temporada en la Rice, donde realizó simulaciones computacionales sobre las características del GO-0.5BN. El proceso empleado para obtener la esponja y sus propiedades se dieron a conocer en un artículo científico publicado el 29 de julio en la revista Nature Communications.

El óxido de grafeno mantiene prácticamente las mismas propiedades del grafeno puro, pero su obtención es más sencilla y más barata. Por eso los investigadores prefirieron usarlo en sus experimentos.

Puede producírselo en grandes cantidades mediante la exfoliación química del óxido de grafito. La presencia de átomos de oxígeno en medio de la colmena hexagonal de carbonos de grafeno le confiere otra ventaja al compuesto: es más fácil

hacer pilas de hojas de óxido de grafeno –para crear así capas al mismo tiempo extremadamente resistentes y finas– que tan sólo de grafeno. “Esperábamos que el agregado de nitruro de boro al óxido de grafeno generase una nueva estructura, pero no exactamente con el ordenamiento de capas que descubrimos”, afirma la ingeniera eléctrica Soumia Vinod, de la Universidad Rice, la primera autora del paper sobre la esponja.

Las placas de nitruro de boro hexagonal se encuentran distribuidas uniformemente por todos los pisos y las paredes de la estructura interna del material que compone la esponja. Su presencia mantiene unidas a las hojas de óxido de grafeno que funcionan como una especie de esqueleto del GO-0.5BN. Según Vinod, las placas absorben el estrés ocasionado por la compresión y el estiramiento de la esponja, evitan que los pisos de óxido de grafeno se desmoronen o presenten rajaduras y aumentan la estabilidad térmica del compuesto.

Sin patente

Hasta llegar a la formulación química de la esponja que presentaron en el artículo científico, los investigadores probaron versiones del nuevo material con distintas proporciones de sus dos ingredientes.

Mientras que los de la Rice mezclaban diferentes cantidades de óxido de grafeno

fotos Grupo de Investigación de Ajayan/ Universidad Rice ilustración Pedro Alves da Silva Autreto

Maleable y no se deforma

Nitruro de boro Óxido de grafeno

● Oxígeno ● Carbono ● Nitrógeno ● Boro

Refuerzo estructural El nitruro de boro en su forma hexagonal torna a las hojas de óxido de grafeno menos quebradizas y evita que las capas internas del material se desmoronen

Imágenes de microscopía electrónica muestran las capas de la estructura interna (arriba) y el detalle de una pared de sustentación de las hojas de óxido de grafeno y nitruro de boro

La esponja está compuesta en su interior por pisos y paredes que se montan solas a partir de una base de capas de óxido de grafeno reforzadas con placas de nitruro de boro

y de nitruro de boro, ambos compuestos en forma de polvo, Autreto realizaba simulaciones en la computadora intentando prever las propiedades del material en gestación y suministrarles parámetros a sus colegas para que refinasen el trabajo de laboratorio. “Yo era el único físico teórico entre 50 investigadores del área experimental del grupo del profesor Pulickel Ajayan”, afirma Autreto, en referencia al tiempo durante el cual permaneció en la universidad estadounidense.

La versión más estable de la esponja fue la que debía la mitad del peso final a la presencia de nitruro de boro en la mezcla. El óxido de grafeno interactúa con el nitruro de boro debido a la acción de catalizadores químicos. El producto final de la reacción, el material esponjoso, es liofilizado, es decir, está congelado y pierde su agua por sublimación. La esponja presenta la forma del recipiente donde se la generó. “Cuando tenemos en manos las cantidades necesarias de óxido de grafeno y de nitruro de boro hexagonal, tardamos entre dos y tres días para producir la espuma”, explica Vinod.

Por ahora, la esponja nanoestructurada que no se deforma y puede almacenar energía o absorber gases no se ha protegido con una patente comercial. La colaboración de la Unicamp con la Rice continuará y seguramente redundará en nuevos trabajos. “Dos posdoctores de nuestro equipo se juntarán al grupo del profesor Ajayan para dar continuidad a la colaboración”, afirma Galvão, quien fue el director de la maestría y del doctorado de Autreto y también supervisa su posdoctorado. n

Proyecto Propiedades estructurales, mecánicas y de transporte de grafeno y estructuras relacionadas (nº 11/ 13259-7); Modalidad Beca de posdoctorado; Investigador responsable Douglas Soares Galvão (IFGW/ Unicamp); Bolsista Pedro Alves da Silva Autreto; Inversión R$ 139.310,43 (FAPESP).

Artículo científico VINOD, S. et al. Low-density three-dimensional foam usings elf-reinforced hybrid two-dimensional atomic layers. Nature Communications. 29 jul. 2014.

pESQUISA FAPESP z 57

fabio colombini

BIOTECNOLOGÍA y

Piel artificial Un sustituto cutáneo podrá utilizarse como injerto en el tratamiento de quemaduras y lesiones graves PUBLICADO en diciembre de 2014

C

ada año se registran en Brasil alrededor de un millón de casos de personas con quemaduras. De ese total, un 10% busca atención hospitalaria y 2.500 pacientes fallecen. Los accidentes con el fuego constituyen la segunda causa de muerte infantil en el país y en Estados Unidos.

Por ese motivo, la creación en laboratorio de sustitutos de piel ha constituido un importante foco de investigación durante los últimos 30 años. Científicos de diversos países intentan desarrollar una especie de piel artificial que pueda aplicarse con éxito en pacientes con lesiones graves. Aquí en Brasil, vale destacar el trabajo realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Campinas (Unicamp), que probó en ensayos de laboratorio la eficacia de un sustituto cutáneo tridimensional que posee en su composición una sustancia extraída de un árbol nativo del país, la copaiba (Copaifera langsdorfii). El estudio, desarrollado en el marco del doctorado

58 z edición especial noviembre DE 2015

de la bióloga Ana Luiza Garcia Millás, del Departamento de Ingeniería de Materiales y Bioprocesos de la Facultad de Ingeniería Química de la Unicamp, mediante una beca de la FAPESP, obtuvo en septiembre el primer puesto en certamen de innovación del 8º Encuentro Nacional de Innovación en Fármacos y Medicamentos, organizado por el Instituto de Investigación y Desarrollo de Fármacos y Medicamentos junto a la Sociedad Brasileña Proinnovación Tecnológica.

“El tratamiento de quemaduras y lesiones cutáneas extensas y graves constituye un desafío para la medicina regenerativa. Existen algunas alternativas para la sustitución de la piel, pero ninguna de ellas es acorde al 100% de la demanda y de las necesidades para una óptima cicatrización. Nuestro objetivo consiste en crear una piel artificial que el organismo pueda asimilar, solucionando problemas crónicos, tales como úlceras, escaras profundas y quemaduras de tercer grado”,

dice Garcia Millás. “Nos proponemos desarrollar un sustituto cutáneo 3D, que, además de su función reparadora, también cumpla un rol regenerativo, estético y que facilite la cicatrización”.

Esa nueva piel artificial se elaborará a partir de una solución compuesta por un polímero absorbible denominado PLGA (sigla en inglés para copolímero de ácido láctico y glicólicoen inglés oleorresina de copaiba y un solvente. El PLGA, muy utilizado para la fabricación de implantes, es gradualmente degradado y absorbido por el organismo del paciente.

Una vez lista, la solución del polímero se transforma en una fibra mediante una técnica conocida como electrohilado.

La estructura resultante de ese proceso, también denominado scaffold, servirá como soporte o como armazón celular tridimensional, mimetizando la estructura de la piel. Simultáneamente, se extraen fibroblastos –un tipo de células de la dermis, la parte más profunda de la piel– mediante biopsia, del paciente

Tronco de copaiba: la materia prima para la extracción de la oleorresina que facilita la regeneración en quemaduras pESQUISA FAPESP z 59

quemado. Se realiza entonces un cultivo de esas células sobre la estructura fibrosa que, luego de unos días, se implanta en el paciente.

Según Benedicto de Campos Vidal, profesor emérito del Instituto de Biología de la Unicamp y experto en colágeno, los resultados in vitro logrados hasta ahora son muy prometedores y permitieron arribar a una importante constatación: las células están adhiriéndose, proliferando, diferenciándose y, aparentemente, produciendo colágeno, una proteína fundamental para el proceso de cicatrización. “Todo indica que los fibroblastos [células de la dermis] se están transformando en una matriz de colágeno. Esto es fundamental para el éxito de la investigación”, dice Vidal. La nueva estructura celular tiene la función de brindar el soporte para que la epidermis, la parte más superficial de la piel, pueda proliferar. Más allá de trabajar con células del propio paciente, Garcia Millás pretende también utilizar fibroblastos provenientes de terceros. “La ventaja de utilizar células extraídas de otros individuos radica en la posibilidad de producirla a gran escala para contar con un banco de piel. El punto negativo es que se elevan las posibilidades de rechazo”.

Un aspecto relevante de la investigación es el empleo de la técnica de electrohilado, que en inglés se conoce con el término electrospinning, y que ha atraído interés en el campo de la ingeniería de tejidos por la facilidad para producir fibras ultradelgadas y con gran diferencia entre superficie y volumen sin necesidad de un instrumental caro y complejo.

Dicha técnica, aplicable a una gran variedad de polímeros naturales o sintéticos, también despunta porque permite el control del diámetro, la porosidad y la topografía de los filamentos. También aumenta la eficiencia en el transporte de nutrientes entre la matriz de fibras y el ambiente externo.

La incorporación en el sucedáneo cutáneo de una sustancia natural poco estudiada y con probadas propiedades terapéuticas es otra de las innovaciones de la investigación. La oleorresina de copaiba, que se utiliza con fines medicinales desde el siglo XVI, actúa como agente cicatrizante, analgésico, antiinflamatorio y antimicrobiano. “Éste es un aspecto innovador del trabajo, en con60 z edición especial noviembre DE 2015

Injerto sintético Conozca las principales etapas del desarrollo del producto que podrá utilizarse para realizar implantes en la piel

2 1

Jeringa

Alto voltaje

Colector

PLGA, aceite de copaiba y solvente

SOLUCIÓN POLIMÉRICA

Matriz fibrosa

El primer paso es la preparación de una solución integrada por

ELECTROHILADO

pellets del polímero

La solución polimérica se

biorreabsorbible

coloca en una jeringa y se

(copolímero de ácido

transforma en un hilo por

láctico y glicólico), al que

medio de la técnica de

se conoce simplemente

electrohilado. El resultado es

como PLGA, oleorresina de

una matriz fibrosa (o scaffold),

copaiba y un solvente

formada por filamentos. El scaffold fibroso polimérico se esteriliza mediante rayos

Fuente Ana Luiza Garcia Millás/ UNICAMP

junto con el uso de un polímero para la producción de la matriz que será aplicada sobre la lesión”, sostiene la dermatóloga Beatriz Puzzi, coordinadora del laboratorio de Cultivo de Células de Piel de la Facultad de Ciencias Médicas de la Unicamp y codirectora de doctorado de Garcia Millás. La incorporación del aceite de copaiba a la matriz tiene como objetivo hacerlo funcional, facilitando la regeneración en las quemaduras. La doctoranda de la Unicamp explica que la sustancia extraída del tronco del árbol recibe el nombre de oleorresina porque está compuesta por aproximadamente un 45% de aceites esenciales volátiles y un 55% de resina.

gamma o ultravioleta

Las pruebas in vitro revelaron que el material es biocompatible.

El próximo paso consistirá en hacer los ensayos clínicos en humanos

3

4

5

Injerto

20 a 30 días

CULTIVO CELULAR

CRECIMIENTO

IMPLANTE

En un horno a 37 grados

El tamaño del poro

Por último, la piel

Celsius que permite

de la matriz fibrosa

artificial (o sustituto

el intercambio gaseoso,

permite que los

de piel) formada

las células del paciente,

fibroblastos migren

por el conjunto formado

responsables de

y proliferen dentro

por scaffold polimérico

la síntesis del colágeno y

de ella, uniéndose unos

y células dérmicas está

denominadas fibroblastos,

con otros y creciendo

lista para implantarla

se colocan sobre el

en capas que forman

en pacientes con lesiones

scaffold. Luego de fijarse

una estructura

cutáneas graves,

en el sustrato, éstas

tridimensional.

tales como quemaduras

crecen, se multiplican

Este proceso demora

de tercer grado,

y se diferencian

entre 20 y 30 días

úlceras y escaras

Infografía ana paula campos Ilustración alexandre affonso

Impresora de piel

Hasta ahora, no se han realizado pruebas preclínicas en animales, ni ensayos clínicos en humanos, pero el grupo ya vislumbra la posibilidad de producir el material a una mayor escala, utilizando impresoras 3D digitales en combinación con la técnica de electrohilado. La idea de emplear esas impresoras surgió debido la necesidad de escalonar la producción del material y las exigencias de manipulación de la estructura para el implante. “Comenzamos con algunos test que combinan las dos técnicas, impresión 3D y electrohilado. Podría ser una alternativa, porque las matrices son extremadamente frágiles y difíciles

de manipular”, dice Garcia Millás. “Las pruebas in vitro han revelado que el material es biocompatible y tiene un gran potencial. Considero que las pruebas clínicas podrían iniciarse dentro de dos años y, si todo saliera bien, en cinco años podría comenzar su comercialización”.

La innovación surgida en la Unicamp presenta semejanzas con dos productos estadounidenses de las empresas Organogenesis, dueña del Apligraft, y Forticell Bioscience, con el Orcel. Ambas emplean colágeno bovino y fibroblastos humanos. La investigación de Garcia Millás es una evolución de un estudio iniciado durante su maestría, en 2010, intitulada “Instauración de tecnología

de electrospinning para la producción y caracterización de nanofibras de celulosa integradas con aceite natural”. Ese trabajo condujo a la elaboración de una patente que resguarda el uso de fibras producidas mediante la tecnología de electrohilado e integradas con aceites esenciales, no sólo para su uso como piel artificial o como apósito, sino también como filtros, tejidos y envoltorios para alimentos y cosméticos. El desarrollo del sustituto cutáneo contó con la participación de un equipo conformado por los ingenieros químicos Edison Bittencourt, docente de la Facultad de Ingeniería Química de la Unicamp y supervisor del doctorado de Garcia Millás, y João Vinícios Silveira, además de los profesores Maria Beatriz Puzzi y Benedicto Vidal, también de la Unicamp.

Parte del desarrollo de la piel artificial se llevó a cabo en el exterior. En 2012, Garcia Millás obtuvo financiación para su posgrado del programa de becas de intercambio internacional del banco Santander, e hizo un programa sándwich, intercalando parte de sus estudios en Inglaterra. “Conté con la supervisión del científico Bob Stevens, profesor de la Universidad Nottingham Trent e investigador colaborador en The Electrospinning Company. Esa empresa utiliza la plataforma de electrospinning para el desarrollo de biomateriales fibrosos con utilidad en el área de medicina regenerativa. Durante el período que pasé en la empresa, elegí el polímero que utilizaría para el propósito que buscaba, determiné todas las condiciones de las soluciones y del aparato de electrohilado para la producción de los scaffold y realicé pruebas in vitro preliminares utilizando fibroblastos de pulmón”. En 2013, Garcia Millás realizó un nuevo sándwich, en este caso en el marco del programa Ciencia sin Fronteras, en la Universidad Cornell, en Estados Unidos. n Yuri Vasconcelos

Proyecto Desarrollo de scaffolds bioactivos integrados con aceites vegetales para la regeneración de tejido cutáneo a partir de la tecnología de electrohilado (nº 2012/ 09110-0); Modalidad Beca en el País – Regular – Doctorado; Investigador responsable Edison Bittencourt (Unicamp); Becaria Ana Luiza Garcia Millás (Unicamp); Inversión R$ 116.615,19 (FAPESP).

Artículo científico Yusuf, M. et al. Platinum blue staining of cells grown in electrospun scaffolds. Biotechniques. v. 57, n. 3, p. 137-41. sept. 2014.

pESQUISA FAPESP z 61

Agricultura y

Un abono natural Una planta leguminosa que se utiliza como fertilizante puede aumentar en un 35% la productividad de la caña de azúcar

Evanildo da Silveira PUBLICADO en diciembre de 2014

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N

o es ninguna novedad que los productores rurales de todo el mundo utilizan el denominado abono verde –la biomasa de una especie vegetal que sirve como fertilizante para otra planta– pero son escasos los estudios científicos que explican cómo funciona eso y que miden sus resultados. La búsqueda de esas respuestas fue precisamente lo que hizo el agrónomo Edmilson José Ambrosano, investigador de la Agencia Paulista de Tecnología de Agronegocios (Apta), dependencia de la Secretaría de Agricultura y Abastecimiento de São Paulo, mediante dos proyectos patrocinados por la FAPESP. Las científicos demostraron que el uso de la crotalaria (Crotalaria juncea), puede sustituir por completo 62 z edición especial noviembre DE 2015

el uso de abono con nitrógeno químico en los cultivos de caña de azúcar, generando un 35% de incremento en la productividad y un beneficio económico de alrededor del 150%.

Originaria de Asia, la crotalaria crece muy rápido y en forma tenaz. Es la especie que produce la mayor cantidad de biomasa en menor tiempo. Además, es una planta fibrosa y, por eso, se utiliza para la elaboración de papeles especiales.

Una de las principales ventajas de su uso como fertilizante proviene del hecho de ser una leguminosa, una familia cuyas especies tienen la capacidad de fijar o incorporar el nitrógeno del aire en una molécula orgánica. “Con raras excepciones en el reino vegetal, sólo las leguminosas logran realizar esa fijación del aire at-

mosférico con la ayuda de bacterias que habitan en sus raíces”, explica Ambrosano. “Más allá de aportar ese elemento, la crotalaria también se utiliza como especie recuperadora de suelos degradados”.

La caña de azúcar, a su vez, es uno de los mayores cultivos agrícolas de Brasil.

Como especie de cultivo semiperenne, queda en su sitio durante entre cuatro y ocho años, y se cosecha anualmente. Al finalizar ese lapso, el cañamelar se renueva mediante la destrucción del viejo y la plantación de uno nuevo. En el país, cada año se renuevan 1,9 millones de hectáreas. “Es en esas áreas o en otras nuevas donde se siembra el abono verde para la recuperación del suelo y la incorporación de nitrógeno”, dice Ambrosano.

“Eso ya se hace acá desde 1934”.

Técnica nuclear

Plantación de crotalaria (al lado): mayor cantidad de biomasa en menor tiempo

fotos 1 Fabio colombini 2 Edmilson Ambrosano / apta

Experimento realizado en el Cena, en Piracicaba, con la aplicación de compuestos con nitrógeno-15 sobre la crotalaria (abajo)

El objetivo del trabajo, que comenzó en 2003 y se extendió hasta hace poco, consistía en estudiar el efecto del abono verde sobre la caña. “Nosotros ya sabíamos que la crotalaria era un buen fertilizante y que funcionaba bien como aportador de nitrógeno”, comenta. “Lo que deseábamos saber era cuánto de ese elemento se transfiere de la leguminosa a la caña de azúcar. Aprovechamos para comprobar la transferencia del nitrógeno presente en el sulfato de amonio, que es un abono químico muy utilizado.

Nuestra idea era comparar la eficiencia de los dos tipos de fertilizante, el verde y el químico”.

Para la realización del estudio, Ambrosano ideó un experimento mediante la técnica denominada marcación isotópica del nitrógeno. Ese elemento es el más abundante en la atmósfera terrestre, con alrededor del 78% del total de los gases que envuelven al planeta, donde el oxígeno representa el 21%. En el aire, se encuentra presente bajo la forma de N2, en moléculas compuestas por dos átomos, en una unión covalente (que comparte electrones) triple, altamente resistente.

Por eso es que los animales y las plantas no logran metabolizar el nitrógeno.

La manera natural de aprovechar el nitrógeno se da por medio de las plantas leguminosas, con la ayuda de bacterias, especialmente las del género Rhizobium.

Esos microorganismos se asocian a las plantas en una simbiosis, formando nódulos en sus raíces, desde donde capturan el gas del aire –el suelo es poroso– y lo transforman en compuestos nitrogenados tales como aminoácidos, que los vegetales pueden 2 utilizar en su metabolismo. Otra manera de transformar el nitrógeno de la naturaleza en un elemento asimilable para las plantas es lo que hacen las fábricas de fertilizantes. Sólo que ese proceso consume mucha energía y, por ello, es el abono más caro de la agricultura.

El nitrógeno existe en la naturaleza bajo la forma de dos isótopos, el nitrógeno-14 (14N), que representa el 99,634% de su total en la atmósfera, y el nitrógeno-15 (15N), correspondiente al 0,366%.

Los isótopos son variantes de un mismo elemento químico, con sus mismas propiedades, y que poseen el mismo número de protones, pero la cantidad de neutrones es diferente. De este modo, el 14N posee siete protones y siete neutrones, y el 15N cuenta con un neutrón más, lo cual lo torna más pesado. “Por eso, tuvimos que idear una forma de marcar lo que está presente en la crotalaria, para poder verificar cuánto de éste sería aprovechado por la caña de azúcar”, explica Ambrosano.

El estudio se llevó a cabo en el Centro de Energía Nuclear en la Agricultura (Cena), de la Universidad de São Paulo (USP), también en Piracicaba, que produjo un nitrógeno con un 70% de 15N y un 30% de 14N. El paso siguiente consistió en preparar dos terrenos, uno de 2,80 metros (m) por 2 m y otro de 1,40 m por 1 m. En ambos se plantó crotalaria. En el primero, se la fertilizó con urea rica en 15N, pulverizada sobre sus hojas. En el segundo, la plantación recibió sulfato de amonio, también con abundancia de 15N. Luego se dejó que la planta creciera hasta alrededor de los 2 m, cuando se la cortó y se plantó caña en los mismos terrenos, cultivándola durante cinco años y cosechándola tres veces. La recuperación del 15N se midió en las dos primeras cosechas.

Para efectuar esa evaluación, el investigador extraía hojas de caña y las llevaba al laboratorio, donde, valiéndose de un espectrómetro de masas, verificaba la cantidad de nitrógeno marcado, o sea, del 15N de la crotalaria. “El traspaso de esos elementos de la crotalaria hacia la caña, en las primeras dos zafras consecutivas, fue de un 19% y un 21%, y el del suelo tratado con sulfato de amonio fue de un 46% a un 49%”, comenta Ambrosano. “Llegamos a la conclusión de que el nitrógeno del abono suplió las necesidades de la caña, equivalente al uso de 70 kilogramos de ese elemento por hectárea”.

A pesar de que el sulfato de amonio le transfirió mayor cantidad de nitrógeno a la caña, el abono verde presenta otras ventajas que superan esa diferencia.

“Más allá de ser más barata, la crotalaria protege al suelo de las lluvias torrenciales y lo descompacta, mejorando la infiltración del agua”, dice Ambrosano. n

Proyectos 1. Dinámica del nitrógeno en la caña de azúcar luego del empleo de fertilizante verde con Crotalaria juncea (nº 2006/ 59705-0); Modalidad Apoyo a la Investigación – Regular; Investigador Responsable Edmilson José Ambrosano (Apta); Inversión R$ 36.860,00 (FAPESP).

2. Dinámica del nitrógeno en la caña de azúcar luego del empleo de fertilizante verde con Crotalaria juncea (nº 1998/ 16446-6); Modalidad Apoyo a la Investigación – Regular; Investigador Responsable Edmilson José Ambrosano (Apta); Inversión R$ 26.309,10 y US$ 701,02 (FAPESP).

Artículo científico Ambrosano, E. J. et al. 15N-labeled nitrogen from green manure and ammonium sulfate utilization by the sugarcane ratoon. Scientia Agricola. v. 68, n. 3, p. 361-8. jun. 2011.

pESQUISA FAPESP z 63

humanidades SOCIEDAd y

Arquitectura para todos

64 z edición especial noviembre DE 2015

Un estudio de los 100 años de la vivienda social en Brasil muestra los proyectos de gran calidad de la era Vargas Márcio Ferrari PUBLICADO en noviembre de 2014

Inês Bonduki

Complejo habitacional de Gávea, de Affonso Eduardo Reidy, quien construyó también el de Pedregulho, ambos en Río de Janeiro, a comienzos de la década de 1950: proyectos sociales de relevancia histórica y estética

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unque Brasil haya aportado nombres e hitos importantes a la arquitectura del siglo XX, conocidos mundialmente –Oscar Niemeyer y Brasilia a la delantera–, existe toda una producción orientada hacia la vivienda social que aún es poco conocida y se encuentra más o menos al margen de la historia oficial. No es que esa producción sea poco visible o numéricamente insignificante. Está presente en ciudades de todo Brasil, y su historia constituye una narrativa con rupturas, pero también con fuertes rasgos de continuidad. Y llega hasta las políticas públicas actuales, aparte de haber creado un valioso repertorio de experiencias técnicas y formales en la arquitectura y en el urbanismo.

La intención de iluminar y hacer un inventario de la historia de la vivienda social en Brasil, que completó 100 años

en 2012, se encuentra en el origen del recientemente publicado Os pioneiros da habitação social, [Los pioneros de la vivienda socia], un libro en tres tomos de Nabil Bonduki, arquitecto, docente de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de São Paulo (FAU-USP) y concejal en São Paulo del Partido de los Trabajadores, el PT. En el “meollo” de la obra, que está en el tomo II, se aborda el período que se extiende desde 1930 hasta 1964, es decir, desde la primera asunción del presidente Getúlio Vargas hasta el golpe militar. “Tuvimos allí un ciclo de la vivienda social vinculado con los principios del urbanismo moderno”, dice Bonduki.

Si bien los 100 años de la vivienda social empezaron con un proyecto del gobierno federal en Marechal Hermes, en Río de Janeiro, en cuyo marco, y enfrentando una gran oposición, se logró pESQUISA FAPESP 2XX z 65

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El complejo residencial de Paquetá, en Río de Janeiro, de 1952, y un edificio del comienzo de la construcción de Brasilia: intentos realizados en el pasado para armonizar las construcciones con su entorno

concluir 165 casas, la era Vargas creó una nueva cultura y otro abordaje. “Se establece la idea de la función social de la vivienda; el Estado se hace cargo de afrontar las cuestiones urbanas”, dice Bonduki.

“Y el modernismo pasó a ser el lenguaje de ese nuevo tiempo.”

Avances y retrocesos

En términos generales, Os pioneiros da habitação social aborda simultáneamente dos fundamentos y prácticas de la política habitacional brasileña a lo largo de un siglo y de los avances y retrocesos arquitectónicos durante el mismo período.

La obra, publicada en conjunto por la editorial Unesp y por Edições Sesc SP, tiene un total de 1.208 páginas ilustradas con fotos y gráficos. El tomo 1, Cem anos de política pública no Brasil, presenta y comenta la historia de la vivienda pública en el país, y aborda en detalles, en la segunda parte, la producción de los institutos previsionales, responsables de las residencias públicas en la era Vargas. El tomo 2, Inventário da produção pública no Brasil entre 1930 e 1964, a cargo conjuntamente de la arquitecta y urbanista Ana Paula Koury, contiene un estudio y la documentación de los 322 proyectos (en 24 estados brasileños) del período, lo que incluye los dibujos de cada uno en escalas comparables. En el tomo 3, Onze propostas de morar para o Brasil moderno, se estudian en profundidad 11 de esos proyectos, con modelos tri66 z edición especial noviembre DE 2015

dimensionales de los dibujos originales y ensayos del fotógrafo Bob Wolfenson.

Las raíces de este trabajo se encuentran en la maestría y en el doctorado de Bonduki, durante los años 1990 en la FAU, que contaron con el apoyo de la FAPESP, y que resultarían en el libro As origens da habitação social no Brasil no Brasil [Los orígenes de la vivienda social en Brasil] (editorial Estação Liberdade, 1998, actualmente en su sexta edición), sobre la transformación de las ciudades

Para Le Corbusier, la noción de unidad habitacional comprende al espacio público de las plazas y las escuelas

brasileñas en la era Vargas. En el proceso de investigación, Bonduki identificó una producción arquitectónica importante en el período, que raramente había sido estudiada. Nació de allí el interés por ampliar la historiografía sobre el tema, teniendo en el enfoque “pensar la arquitectura moderna brasileña, sobre todo la de los años 1940 y 1950 del siglo XX, y cómo ésta se relacionaba con la vivienda social”.

El trabajo de investigación se extendió durante 17 años (1997-2013) en la USP, inicialmente en la Escuela de Ingeniería de São Carlos y después en la FAU, y contó con la participación de alrededor de 40 investigadores, muchos de los cuales después llevaron adelante estudios propios a partir de temas que se suscitaron durante el proceso. La etapa clave de la investigación fue el estudio de campo completo de la producción de la vivienda social entre 1930 y 1964, el segundo de los tres tomos del libro, que fue el primero que quedó listo. Las dos grandes etapas de la investigación contaron con apoyo de la FAPESP, y la segunda, desarrollada luego del estudio, fue contemplada en un pliego público de Petrobras en el área de patrimonio y documentación.

La actividad de investigación se articuló con la del equipo del profesor Carlos Ferreira Martins, director del Instituto de Arquitectura y Urbanismo de la USP de São Carlos (y autor del texto

fotos 1 Bob Wolfenson / Os pioneiros da Habitação Social 2 Archivo Proyecto Pioneros

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de solapa del tomo 2), que cuestionaba el abordaje histórico tradicional de la arquitectura modernista brasileña por ignorar algunos temas y nombres. Tanto para Martins como para Bonduki, existe en la trayectoria de la arquitectura “más tradicional”, orientada hacia la vivienda de masas, un aporte histórico tan importante como el de los nombres consagrados, tales como Niemeyer, Lúcio Costa, Rino Levi y Lina Bo Bardi.

Aun un arquitecto usualmente incluido en ese grupo, Affonso Eduardo Reidy, era poco conocido por su actuación en el área de vivienda social, pese de ser autor de proyectos de gran importancia histórica y estética como los serpenteantes complejos de Gávea y de Pedregulho, en Río de Janeiro, ambos inaugurados a comienzos de la década de 1950. Reidy era casado con la ingeniera y teórica Carmen Portinho, otro nombre crucial en la historia de la vivienda social brasileña. Portinho fue directora del Depar-

tamento de Vivienda Popular, vinculado a la alcaldía del Distrito Federal (Río de Janeiro), uno de los pocos organismos regionales que realizaron una producción relevante durante el período del Estado Novo. Posteriormente, durante el segundo gobierno de Vargas (1952-1954), actuó como miembro del Consejo Central de la Fundación de la Casa Popular.

Desaparecido de la historiografía

Uno de los arquitectos “desaparecidos de la historiografía dominante”, según Bonduki, es Carlos Frederico Ferreira, quien dedicó toda su vida profesional al Instituto de Jubilaciones y Pensiones de los Trabajadores Industriales (Iapi), el órgano público que más se destacó en la producción habitacional del período Vargas, del cual fue jefe del Sector de Arquitectura y Diseño y posteriormente de la División de Ingeniería. “Pude conversar con él en 1994, seis meses antes de su muerte”, dice Bonduki. “Nadie sabía dón-

de estaba hasta que lo ubiqué en la sierra de Nova Friburgo, en el estado de Río.”

En esa charla, Ferreira resumió la preo­cupación central del Iapi: “poner las unidades habitacionales al alcance de la grande mayoría de los asociados con salarios modestos, esto es, establecer el precio mínimo, sin sacrificar por ello las condiciones indispensables de higiene y confort”. Esta preocupación avanzada se encontraba en consonancia con los principios establecidos por el suizo Le Corbusier en 1933, en el Congreso Internacional de Arquitectura Moderna, entre ellos, en las palabras de Bonduki, la idea de que lo habitacional “no era tan sólo la unidad habitacional”, sino también los espacios públicos tales como las plazas y las escuelas. No obstante, según el investigador de la FAU, ese concepto encontraba obstáculos inmensos en Brasil, empezando por la industria de la construcción. “Las cuestiones que debían afrontarse eran básicas, tales como pESQUISA FAPESP z 67

Concentración de complejos habitacionales en la zona este de São Paulo (a la der.) y Parque do Iguaçu, en Curitiba: baja calidad urbanística y arquitectónica

la falta de normas para la producción de los simples ladrillos, cuya diversidad de tamaños, de acuerdo con su origen, dificultaba la realización de obras de grandes dimensiones”, escribe Bonduki.

Otro nombre importante de esa época es el del arquitecto Rubens Porto, asesor del Consejo Nacional del Trabajo, que estableció directrices generales para los institutos previsionales y recomendaciones para la construcción de complejos residenciales. Porto, en 1938, reunió en un libro una serie de soluciones para esos edificios, que implicaban la racionalización de los procedimientos, eliminando toda la decoración superflua, la entrega de las casas amuebladas y una tipología de bloques multifamiliares de cuatro pisos, con pilares y apartamentos dúplex. En la práctica, aunque eventualmente no se siguieran estos preceptos, buena parte de la producción de los institutos planteaba nociones claras de inserción urbana y uso racional e industrial de los materiales.

“Es difícil apuntar la existencia de una política habitacional en ese período, pero sí hubo acciones simultáneas que fueron coincidiendo, encontrándose”, dice Bonduki. “El escenario estaba compuesto por una dispersión de organismos, varios institutos con características y equipos propios que intentaban asegurar la actualización y los costos más bajos”.

Se formó una “tecnoburocracia competente” y departamentos de ingeniería

capaces de formular soluciones ante los retos que implicaba la creación de viviendas populares de bajo costo y buena calidad. En una época en la cual no había empresas de construcción como las actuales, y las escuelas para arquitectos constituían una novedad, esos departamentos funcionaban según Bonduki como “grandes estudios de arquitectura” y “laboratorios prácticos”.

Para la población de bajos ingresos

De acuerdo con el estudio de Bonduki, los notables avances de la arquitectura y del urbanismo y la creación de un legado inspirador no implicaron logros correspondientes en el acceso de la población de bajos ingresos a la vivienda. En el contexto de la transición de una sociedad predominantemente agroexportadora hacia una era urbano-industrial y capitalista, en la cual el gobierno se adjudicaba la función de proteger al trabajador, las iniciativas privadas en el campo de la vivienda fueron desestimuladas por la Ley de Inquilinato de 1942, que congeló los alquileres. De entrada, el efecto fue positivo para la población, porque disminuyó considerablemente el peso del gasto con vivienda para los asalariados.

Pero esta situación, combinada con un movimiento intenso de urbanización del país (8 millones de habitantes en las ciudades en 1930 y 32 millones en 1960), terminó generando un déficit de vivien-

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das, un abultamiento de las periferias, carencia de servicios públicos y una ola de acciones de desalojos o desahucios.

En suma, una grave crisis habitacional.

Al final del período, los institutos previsionales ni siquiera llegaron cerca de suplir las necesidades de vivienda de la población, totalizando tan sólo 175 mil unidades construidas. “La salida para la población de escasos ingresos fue la autoconstrucción en las periferias, creando el modelo de las grandes ciudades que hoy en día conocemos”, dice Bonduki.

Contrariando la idea de que Brasilia, inaugurada en 1960, fue un proyecto revolucionario, Bonduki la considera “un punto de llegada” de las experiencias

Para Bonduki, resulta urgente que el poder público obre seriamente en las cuestiones vinculadas a la posesión de la tierra 2

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realizadas entre las décadas de 1930 y 1950, con sus supercuadras asemejadas a los complejos proyectados en los años 1940. Aparte de un importante rol de los institutos previsionales en la edificación de las áreas residenciales.

fotos 1 Inês Bonduki / Os pioneiros da Habitação social 2 Ministerio de Ciudades/ CEF

Nuevos programas

Desde el punto de vista político, la inauguración de la nueva capital se da en pleno reflujo de la vitalidad que alcanzó durante el Estado Novo la actividad arquitectónica y urbanista. Ya al final del período, se propuso la unificación de los institutos previsionales en un sólo organismo y la transferencia de parte de sus fondos a una institución que se destinaría específicamente a la atención universal de las necesidades de vivienda de la población, la Fundación de la Casa Popular (FCP). Las direcciones de los propios institutos, aparte de otros sectores de la sociedad, se opusieron al cambio, que les quitaría recursos y privilegios. De ese modo, la FCP nació vaciada y, según Bonduki, “su fracaso retrasó 20 años la formulación de una política habitacional consistente”.

La reanudación ocurriría con el comienzo del régimen militar de 1964, cuando los fondos de pensión fueron abolidos con la creación del Instituto Nacional de Previsión Social (INPS, hoy

en día sustituido por el INSS) y el Banco Nacional Habitacional (BNH), abocado a la producción y a la financiación de inmuebles. Era un banco de segunda línea, es decir, actuaba directamente con otros bancos, no con el público, y duró hasta 1986, cuando se incorporó a Caixa Econômica Federal. No obstante, la inacción de los tiempos de la FCP, sumada al desmontaje de estructuras impulsado por el golpe de 1964, sacó del escenario a las fuerzas empeñadas en una política de vivienda social consecuente y que contemplase efectivamente las necesidades de la población. Las unidades habitacionales pasaban entonces a venderse a sus futuros habitantes y, si bien hubo énfasis y éxito en la producción masiva (4,2 millones de residencias), se descuidó sobremanera la calidad de los proyectos.

En el ocaso de la vida del BNH, ya en el período de redemocratización, la sigla era conocida como sinónimo de edificaciones feas y mal terminadas.

A partir de la década de 1990, importantes experiencias en el ámbito municipal preanunciaron una serie de avances en la construcción de políticas urbanas y habitacionales, muchas de ellas por iniciativa popular. Fue el período de institución del Estatuto de la Ciudad, del Ministerio de Ciudades y del Fondo Nacional de la Vivienda. Esa estructura

formó un cuadro auspicioso, fortalecido por condiciones demográficas favorables tales como el cierre del ciclo de migración campo-ciudad y la disminución del ritmo de crecimiento poblacional.

No obstante, cuestiones políticas llevaron en 2009 a la creación del programa federal Mi Casa, Mi Vida, al cual Bonduki ve con muchas restricciones. Pone de relieve la existencia en la actualidad de “un sistema de financiación y subsidios con fuentes propias, sumamente robusto y saludable”. Pero afirma que “se buscó asociar la creación de empleos y el crecimiento económico con la agenda habitacional sin obrar sobre las cuestiones de la posesión de la tierra y urbanas, generando así resultados contradictorios”.

Bonduki prevé como resultado de ello el agravamiento de los problemas de movilidad, seguridad y medio ambiente.

Para él, resulta urgente substituir el foco cuantitativo por el cualitativo, como lo hicieron los “pioneros”, y para ello actualmente resulta necesario que el poder público encare seriamente el problema de la posesión de la tierra. n Proyecto Los pioneros de la vivienda social en Brasil (nº 2012/ 50030-0); Modalidad Ayuda a la Publicación; Investigador responsable Nabil Bonduki (FAU-USP); Inversión R$ 40.000,00 (FAPESP).

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sociologia y

Nuevos ordenamientos en la metrópolis Datos poblacionales revelan la existencia de una periferia más heterogénea en el Gran São Paulo, con cercanía entre la clase media y la clase baja, pero con áreas de elite más exclusivas aún

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lgo sucedió durante este siglo con los patrones de segregación residencial de la Región Metropolitana de São Paulo, que no estaba previsto al final del siglo pasado. La metrópolis sigue estando intensamente segregada, pero no ha seguido la tendencia esperada de polarización de los espacios y de la estructura social. Si bien ha aumentado la exclusividad de las áreas habitadas por las elites, el resto de la ciudad ha experimentado un proceso de alteración que la ha tornado más heterogénea. “La hipótesis de la polarización social, expresada en metáforas famosas, tales como ‘cuidad partida’, no se verificó en São Paulo”, dice Eduardo Marques, docente del Departamento de Ciencia Política de la Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias Humanas de la Universidad de São Paulo (FFLCH-USP) e investigador del Centro de Estudios de la Metrópolis (CEM), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) que cuentan con el apoyo de la FAPESP. “La dinámica de la estructura social realmente apun-

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tó hacia la polarización ocupacional en la década de 1990, pero eso se revirtió plenamente en los años 2000. Con relación a lo que se prevía, la metrópolis ha cambiado menos y de manera distinta.”

El cuadro que se perfila confirma un diagnóstico surgido en la década de 1990 sobre las grandes tendencias urbanas, relacionadas con las transformaciones del capitalismo acaecidas desde la década de 1970, tales como la formación de un grupo social de muy ricos y la creación de burbujas inmobiliarias que albergarían núcleos de comandos de los negocios. No obstante, los efectos de la desindustrialización que empezó en ese período –que constituirían el vaciamiento de actividades intermedias a escala productiva, en particular de la fordista (el modelo de producción industrial masiva)– no se verifican totalmente en el estudio de los cambios ocurridos durante las últimas décadas en São Paulo.

La presencia relativa de la industria se redujo en favor del comercio y los servicios –un sector que generó 800 mil puestos de trabajo en la década de 2000

en el Gran São Paulo–, pero no debido a un vaciamiento de la actividad, tal como sucedió en otros países, sino porque el sector se desplazó hacia otras regiones como las macrometrópolis de Campinas y de São José dos Campos. Asimismo, la actividad fordista se inserta también como la de la clase más numerosa (los trabajadores manuales calificados) de la metrópolis en el Censo 2010, aunque “en caída asociada al incremento de los profesionales y de las capas medias”. El impacto en el mapa de la segregación social es importante: las clases que más crecieron proporcionalmente tendieron a desconcentrarse durante la primera década de este siglo, mientras las que presentaron merma (las de los más ricos) incrementaron su exclusividad.

Marques arribó a esas conclusiones mediante un estudio en el que se valió de datos de los censos de 1991, 2000 y 2011. Un artículo sobre el tema, intitulado “Estructura social y segregación en São Paulo: Transformaciones en la década de 2000”, salió publicado en la revista Dados, del Instituto de Estudios Sociales

Fotos Léo Ramos

PUBLICADO en Febrero de 2015

En el centro de São Paulo, un edificio ocupado por personas sin techo (al fondo) cerca de la estación del metro, cuyos vidrios reflejan un edificio recién remodelado: la ciudad cambió menos de lo previsto y de manera distinta

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y Políticos (Iesp) de la Universidad del Estado de Río de Janeiro (Uerj), y será uno de los capítulos del libro São Paulo 2010: Espaços, heterogeneidades e desigualdades na metrópole, con publicación prevista para mayo por editorial Unesp.

En la distribución habitacional de la metrópolis, dicho estudio detecta un patrón de evitación social, verificado según los índices de disimilitud y de Moran (medidas de segregación residencial) y una distribución proporcional de clases en la región metropolitana. “No es sólo un grupo el que se aísla, aunque las elites realmente sean los grupos más segregados, sino que es una característica de la propia estructura de la segregación”, dice Marques. “Los datos sugieren de manera bastante elocuente que, cuanto mayor es la distancia social entre las clases, mayor es la segregación, lo cual apunta hacia un patrón de evitación en las elecciones residenciales de los grupos que pueden pagar precios más altos por la tierra”. Esta conclusión va al encuentro de estudios antropológicos y sociológicos que abordan temas tales como el uso de espacios públicos en las ciudades, los barrios cerrados y la ascensión de los shopping centers.

Aparte de ser muy intensa, la segregación es también fuertemente jerárquica, tal como lo muestran los datos medidos según el índice de disimilitud. “El grado de diferenciación está perfectamente ordenado por clases”, dice Marques. Esa progresión lleva a que la disi-

Casas del barrio de Paraisópolis con edificios de Morumbi al fondo: un enclave de trabajadores manuales en el territorio de la elite

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militud sea baja entre cualquier grupo y los grupos contiguos a éste, pero crece mucho con respecto a grupos alejados de éstos en la estructura. Otra deducción significativa del libro que saldrá en mayo, que aparece en el capítulo de Danilo França, indica que la segregación no es sólo socioeconómica, sino también étnico-racial y de manera superpuesta a la primera, habida cuenta de que, cuando se consideran simultáneamente las clases sociales y el color de piel, surge una jerarquía combinada.

E

s un fenómeno aparentemente paradójico, y uno de los factores de heterogeneización de las periferias, ya estudiado en la literatura como “cercanía física y distancia social”. Esto fue lo que sucedió como consecuencia de la propagación en las áreas periféricas de los barrios cerrados, por ejemplo, que de por sí son heterogéneos, pues apuntan a estratos de ingresos variables entre los de la cúspide y la clase media. En el Gran São Paulo, este fenómeno impactó sobremanera en áreas periféricas como las de los municipios de Barueri, Cotia y Santana de Parnaíba.

En la escala de los índices de disimilitud, las distribuciones de espacio de la clase media se encuentran más cerca de aquéllas de las clases inferiores, lo cual refuerza la constatación de un tejido social mezclado en el Gran São Paulo, excepto por la segregación intensa de las clases ubicadas en la cúspide de la estructura. En tanto, en la comparación general, las elites exhiben los más altos índices de segregación y las clases medias presentan los menores. Ésta es una evidencia de las limitaciones de la hipótesis de la polarización

social: los efectos locales de los procesos globales no siempre son los mismos. “En Brasil, luego de la reestructuración de la década de 1990, este siglo trajo aparejado el retorno del empleo, el crecimiento del trabajo formal y la mejora salarial”, dice Marques. “Esto, sumado a los cambios en los estándares de crecimiento demográfico y a las inversiones estatales en infraestructura, junto a una mayor distribución de la actividad inmobiliaria, contribuyó a la heterogeneización de la periferia”. El investigador acota que el período estudiado es anterior al programa habitacional federal Mi Casa, Mi Vida, en cuyo marco se construyeron aproximadamente 130 mil viviendas en la Región Metropolitana de São Paulo desde 2009.

Como parámetro estadístico, Marques utilizó la clasificación EGP (acrónimo de los nombres de sus creadores, Erikson, Goldthorpe y Portocarrero) adaptada al caso brasileño. Se trata de un agrupamiento según categorías ocupacionales que permite observar oscilaciones “más suaves, continuas y durables” que aquéllas basadas exclusivamente en la escolaridad o en los ingresos, por ejemplo. Otra ventaja de la clasificación EGP radica en que genera un terreno común para los debates internacionales. Una de las actividades del CEM es mantenida por un grupo de investigación comparativa de estándares internacionales de gobernanza y políticas públicas en São Paulo, París, Londres, Ciudad de México y Milán. El CEM tiene formalmente dos sedes: una en la FFLCH-USP y otra en el Centro Brasileño de Análisis y Planificación (Cebrap).

De acuerdo con esta clasificación, en aquello que el autor caracteriza como

Esqueleto de un edificio en Vila Leopoldina, en la zona oeste de São Paulo, en primer plano. Al fondo, edificios nuevos que surgieron durante el boom inmobiliario de los primeros años de este siglo

espacios medio-bajos mezclados, característicos de la heterogeneidad observada en las regiones periféricas, reside en promedio el 71,6% de la población perteneciente a las clases de los trabajadores manuales (calificados y no calificados), trabajadores manuales de rutina de nivel bajo y técnicos y supervisores.

Los ingresos relativos en esas áreas se ubicaban entre el nivel mediano y bajo.

La población contaba con una elevada presencia de negros y mulatos (el 40%), y vivía predominantemente en casas (el 9% en departamentos) con condiciones de infraestructura cercanas al promedio de la metrópolis (y, dependiendo del indicador, incluso superiores).

En la configuración geográfica del Gran São Paulo revelada por el Censo 2010, los espacios medio-bajos mezclados se ubican en las regiones periféricas, “aunque con discontinuidades espaciales y una sustancial presencia de espacios medios mezclados, especialmente en la

zona este del municipio de São Paulo”. El centro histórico surge como un espacio predominantemente medio mezclado, lo que evidencia una popularización de la zona con relación a los datos del Censo 2000. La mancha de la elite en el mapa del centro expandido se ubica al sudoeste del centro histórico: es el área de los barrios de Higienópolis, Pinheiros, Jardins, Morumbi, entre otros, a la que se agregan de 2000 a 2010 sectores que van en dirección hacia la conurbación del ABC paulista, y expansiones de Morumbi y de Vila Leopoldina, que experimentó un boom inmobiliario durante este siglo.

C

on todo, en esa región del sudoeste se ubican dos enclaves de trabajadores manuales en el territorio de la elite, las únicas dos favelas de gran porte localizadas dentro de los límites del centro expandido: Paraisópolis al oeste y el complejo HeliópolisSão João Clímaco al sudeste. En un fenómeno opuesto, las zonas de Tatuapé y de Santana son también espacios de elite de pequeñas dimensiones al este y al norte del territorio de concentración de la elite. Y los centros de las ciudades de Guarulhos y Mogi das Cruzes, al nordeste y al este, respectivamente, apare-

cen como medio-altos. En Guarulhos hubo una popularización de áreas no muy lejanas al centro.

El estudio de Marques se inserta en una investigación más amplia y de larga duración del CEM. El libro con publicación prevista para mayo dialoga con São Paulo: Segregação, pobreza e desigualdade, compilado por Marques y por el economista Haroldo Torres, publicado en 2005 por editorial Senac. Basada en datos del Censo 2000, dicha publicación, al igual que la próxima, está compuesta por capítulos coordinados entre sí sobre temas tales como crecimiento demográfico, segregación y condiciones de acceso a políticas públicas, entre otros. Ahora se han incluido también las dimensiones asociadas al mercado de trabajo, a la raza y a la movilidad urbana. n Márcio Ferrari

Proyecto CEM – Centro de Estudios de la Metrópolis (nº 13-076167); Modalidad Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid); Investigadora responsable Marta Arretche (FFLCH-USP); Inversión 7.124.108,20 (para todo el proyecto) (FAPESP).

Artículo científico MARQUES, E. Estrutura social e segregação em São Paulo: transformações na década de 2000. DADOS-Revista de Ciências Sociais. v. 57, n. 3, p. 675-710. 2014.

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Arte

Estrellas de cinc Esta maraña de pequeñas estrellas, en azul, muestra cómo queda el óxido de cinc cristalizado en presencia de nanopartículas de oro.

En el detalle, en aumento, los brazos de la estrella rota en azul, y en el centro, en amarillo, se encuentra el oro. Las imágenes se tomaron mediante el empleo de microscopía electrónica de barrido de emisión de campo, ampliadas 80 mil veces y pintadas en computadora por Eder Guidelli, doctorando de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP), de la Universidad de São Paulo (USP).

Bajo la supervisión de Oswaldo Baffa, Guidelli estudia la aplicación de la nanotecnología en el área de física médica para el desarrollo de nanomateriales que se utilizarán en la detección de rayos X. Las fotos resultaron finalistas en el certamen Science as Art de la edición 2013 del Material Research Society Fall Meeting, en Boston, Estados Unidos.

Imágenes enviadas por Eder Guidelli, de la FFCLRP-USP

PUBLICADO en septiembre de 2014

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