UBB, UdeC, UCSC: Investigadores potencian colaboración científica interuniversitaria en Matemática Aplicada

Compartimos interesante reportaje realizado por equipo de comunicaciones del Centro de Investigación en Ingeniería Matemática, CI²MA, que destaca el trabajo en investigación científica en Matemática, de renombre internacional, en el área de Análisis Numérico y Cálculo Científico, con la participación  del Director del Programa de Doctorado en Matemática Aplicada de la Universidad del Bío-Bío, Ricardo Oyarzúa Vargas.

Esta disciplina apunta a resolver de manera aproximada, aunque con un altísimo grado de precisión, y utilizando sofisticadas herramientas computacionales, diversos modelos matemáticos, usualmente en forma de lo que se conoce como Ecuaciones Diferenciales, que surgen en prácticamente todas las áreas del conocimiento, desde la física y ciencias de la ingeniería hasta las ciencias sociales, incluyendo en particular biomedicina y problemáticas sobre energía solar y otros recursos renovables.

Este avance, que se traduce en una importante productividad científica y diversas iniciativas de colaboración interuniversitaria —tanto en pregrado, postgrado y actividades conjuntas de divulgación científica— ha sido posible gracias al trabajo de un grupo de investigadores e investigadoras de la Universidad de Concepción (UdeC), del Bío-Bío (UBB) y Católica de la Santísima Concepción (UCSC).

La mayoría de dichos/as investigadores/as están bajo el alero del Centro de Investigación en Ingeniería Matemática, CI²MA, de la UdeC, cuya actividad científica es mayoritariamente financiada por un proyecto basal de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, llevado a cabo por el Centro de Modelamiento Matemático, CMM, de la Universidad de Chile, en conjunto con dichos investigadores locales.

Al respecto, el Director del Programa de Doctorado en Matemática Aplicada de la UBB, Ricardo Oyarzúa Vargas, explica que “el Análisis Numérico es el área de la matemática más desarrollada en la región y de reconocimiento internacional, con un gran número de publicaciones en las mejores revistas de la especialidad que lo avalan. Parte importante de los logros obtenidos en esta disciplina es gracias al gran trabajo conjunto y bien articulado entre los investigadores de la UdeC, UBB y UCSC, universidades pertenecientes al Cruch Biobío-Ñuble”.

Como resultado de esta larga data de colaboración interuniversitaria, y con la idea de incrementar el aporte que hace el Análisis Numérico a la ciencia de la región, es que “los miembros del grupo de las tres universidades estamos trabajando en la creación de un Doctorado en consorcio, lo que sin lugar a dudas potenciará aún más el trabajo colaborativo”, complementó Oyarzúa.

Nuevas publicaciones

Uno de los principales indicadores de la calidad de la actividad científica a nivel internacional es la denominada productividad, expresada en términos de la cantidad de artículos científicos publicados en las mejores revistas especializadas de las áreas respectivas.

Según informe emitido en diciembre de 2019, el grupo de académicos y académicas de las tres universidades registraba más de 100 artículos coescritos en la última década, en los que, además, participan como autores/as estudiantes de Ingeniería Civil Matemática de la UdeC, y de los distintos programas de postgrado relacionados: Doctorado en Ciencias Aplicadas con mención en Ingeniería Matemática de la UdeC, Doctorado en Matemática Aplicada de la UBB, el Magíster en Matemática mención Matemática Aplicada de la UBB y el Magíster en Matemática Aplicada de la UCSC.

En este contexto, hace algunos días se informó que la edición más reciente de la prestigiosa revista francesa, ESAIM: Mathematical Modelling and Numerical Analysis, incluye dos artículos desarrollados por integrantes de este selecto grupo de investigadores.

El primero de ellos es A Banach spaces-based analysis of a new fully-mixed finite element method for the Boussinesq problem, en cuya autoría participan Eligio Colmenares (UBB), Gabriel Gatica (UdeC) y el entonces estudiante de Ingeniería Civl Matemática Sebastián Moraga (UdeC), de cuya memoria de título surge el tema del artículo.

“Este tipo de colaboración es clave pues no solo permite extender la frontera del conocimiento y fortalecer los lazos entre las universidades participantes sino también favorece la formación de futuros investigadores en el área”, destaca Colmenares.

El investigador explica que este artículo es parte de una serie de trabajos que ha desarrollado el grupo de investigadores, junto a Ricardo Oyarzúa (UBB) y Michael Neilan (University of Pittsburgh, Estados Unidos) en los que se proponen “diversos métodos numéricos basados en elementos finitos mixtos para la simulación numérica del modelo de Boussinesq, el cual describe el fenómeno de convección natural”.

Respecto de los resultados del estudio, el científico explica que “pueden ser aplicados y extendidos de manera natural a una gran variedad de modelos matemáticos no-lineales afines en Dinámica de Fluidos que aparecen en diversas aplicaciones de Ingeniería y Ciencias y que son difíciles de analizar y resolver numéricamente”.

En tanto, Sergio Caucao (UCSC), Ricardo Oyarzúa (UBB) y Gabriel Gatica (UdeC), coescribieron junto a Marco Discacciati (Loughborough University, Reino Unido), el paper A conforming mixed finite element method for the Navier-Stokes/Darcy-Forchheimer coupled problem, el que, explica Caucao, “corresponde a mi último trabajo de tesis doctoral bajo la supervisión de los profesores Gatica y Oyarzúa y que se inició durante mi pasantía doctoral en Loughborough University durante los meses de mayo y junio de 2016, gracias a la beca Conicyt de doctorado nacional”.

En cuanto a los principales resultados, el académico UCSC indica que “introdujimos y analizamos un método de elementos finitos mixtos conforme para el problema acoplado de Navier-Stokes/Darcy-Forchheimer, modelo de gran aplicabilidad que simula el flujo de ciertos fluidos en medios porosos”.

Respecto a la colaboración entre los autores del artículo, Caucao la define como “cercana y rigurosa. En particular, como este trabajo se enmarca en mi trabajo de tesis doctoral, mis profesores supervisores me dieron la confianza de iniciar un trabajo de manera independiente, pero siempre supervisando mis avances, además de en todo momento ir aportando y enriqueciendo el trabajo con comentarios tanto en el fondo como en la forma del escrito. A su vez, durante mi estadía de investigación, el profesor Discacciati me ayudó a entender el modelo físico estudiado y propuso algunos ensayos numéricos”, finaliza Caucao.

Fuente: CI²MA