Jorge Zárate, jorge.zarate@nacionmedia.com - Fotos: gentileza/archivo

Los modelos matemáticos son claves en el mundo del conocimiento, en el gobierno y en la empresa actual, cuenta la destacada compatriota Laura Oporto, la primera paraguaya en doctorarse en matemáticas en el extranjero, quien trabaja y estudia en la Universidad de Bath, Inglaterra. Aplicarlos para resolver problemas del medioambiente, el agro y la salud es ya habitual en el mundo moderno. Aquí nos relata su experiencia y alienta a desarrollar el estudio en el país haciendo interactuar el nivel secundario con las universidades.

“Hay demasiadas aplicaciones posibles”, dice al respecto de su ciencia la doctora Laura Oporto. Las matemáticas, señala, pueden ayudar al desarrollo de la salud, la biología, el transporte, la infraestructura, el ambiente, los desastres naturales, la mejora de la producción, desde modelos que permiten hacer proyecciones que facilitan el análisis de un sinnúmero de problemas.

Esta ingeniera química, egresada de la Universidad Nacional de Asunción (UNA), es la primera paraguaya en obtener un doctorado en matemáticas en el extranjero y entiende que su logro puede alentar a las jóvenes compatriotas a tomar el camino de la ciencia.

Oporto, de 32 años, apunta: “Espero dar el ejemplo como mujer que puede tener éxito en la vida consiguiendo doctorarse en el área que le apasiona”. Esto lo dice contando que se animó a cursar en el extranjero después de conversar con colegas que habían hecho estadías en Inglaterra y despertaron en ella las ganas de vivir esa experiencia.

“La universidad ha sido increíblemente acogedora y solidaria conmigo, y he encontrado una comunidad dentro del Departamento de Matemáticas con una sólida red de mujeres matemáticas”, afirma.

PREDICCIÓN DE NIVELES DE CONTAMINACIÓN

Su tesis se basó en un modelo matemático de la contaminación del aire: “En él pude combinar métodos determinísticos y estadísticos para predecir los niveles de contaminación del aire en una ciudad, enfocándose en las emisiones de tráfico vehicular”, describió.

Su aplicación práctica ayudaría a las personas a elegir, en lo posible, calles con menos polución para llegar a destino.

“Me supervisaron el profesor Paul Milewski, que es especialista en modelado de procesos físicos, y la doctora Theresa Smith, especialista en modelado estadístico”, cuenta sobre el trabajo que le valió su doctorado.

En este diálogo con La Nación/Nación Media desde el Instituto de Innovación Matemática (IMI) de la Universidad de Bath en Inglaterra, donde se doctoró e investiga actualmente, nos habla de su campo de especialidad y las aplicaciones prácticas en cuestiones como el medioambiente.

–¿Qué son las matemáticas aplicadas estadísticas en las que te doctoraste?

–Mi doctorado se centra en la investigación multidisciplinaria en matemáticas, en explorar distintos modelos matemáticos, inspirados en temas del mundo real, tanto de forma abstracta como incorporando datos. Incluye diversas áreas que están en constante desarrollo como machine learning (análisis predictivo), optimización, estadística, análisis numérico, mecánica de fluidos, entre otros. El programa de doctorado que hice dura cuatro años e implicó un amplio contenido que permite trabajar de forma flexible en distintas disciplinas, incluyendo industria, academia y entidades gubernamentales nacionales e internacionales.

MODELO PREDICTIVO

–Sos ingeniera química también y tu proyecto versó sobre la predicción de calidad del aire a partir de los datos del tráfico. ¿Podrías contarnos un poco más?

–En mi proyecto yo implementé un modelo para predecir los niveles de concentración de un contaminante en una ciudad, considerando el tráfico como principal fuente de polución.

Con datos reales de sensores de tráfico localizados en ciertas calles, aproximé las emisiones en toda la red de tráfico. Luego, incorporé estas emisiones y datos meteorológicos en un modelo físico de transporte. El transporte de contaminantes es un fenómeno complejo, ya que los contaminantes al ser transportados por el aire gracias al viento también se difunden y reaccionan con otros compuestos. Además, la estructura de la ciudad y la geografía pueden influir. Por ejemplo, se esperaría que los niveles de contaminación sean mayores en calles angostas rodeadas de edificios en comparación con calles amplias y casas bajas. Con esto en mente, mi idea fue combinar un modelo físico sencillo con uno estadístico que permita utilizar datos de concentración y tener en cuenta los errores tanto de medición como del modelo en sí.

–¿Cómo se usan los datos disponibles en tiempo real?

–Dependiendo del tipo de dato, de la calidad de los datos recolectados, de los objetivos, de la escala considerada hay diferentes enfoques y métodos que uno puede utilizar para analizar los datos, hacer predicciones o simplemente entender el problema.

–Mencionaste que Bath tiene mucha experiencia en ciencia de datos. ¿Cómo viene influyendo esta área en el diseño de políticas públicas?

–Para el diseño de políticas públicas no solo es necesario disponer de datos confiables, sino también es necesario que el trabajo sea multidisciplinario. En este aspecto, se están teniendo en cuenta cada vez más los modelos matemáticos y estadísticos para la toma de decisiones, ya que estos pueden ayudar a un mejor entendimiento, hacer predicciones o considerar escenarios de estudio que no son posibles de hacer en forma real. Pero, a su vez, es necesario trabajar de forma cercana con expertos de modo de generar herramientas confiables de análisis.

APLICACIONES

–¿Podrías darnos algunos ejemplos al respecto?

–Voy a dar dos ejemplos de mi experiencia durante estos años. Uno de ellos fue una actividad en la que la municipalidad de Bath invitó a expertos de varios sectores de transporte, psicología, política, matemáticas, economía y otros, de diversas instituciones, en la que se presentaron problemas de cómo analizar y cambiar las políticas o implementar cambios en la ciudad de modo de disminuir la contaminación del aire y mejorar el transporte, pero que a su vez sea sustentable y que tenga en cuenta la visión de la ciudadanía. De esta actividad surgieron varios proyectos, pero una consecuencia fue la implementación de varios sistemas para disminuir la polución, como zonas de baja emisión, bicisendas y transporte más ecológico. Y el segundo ejemplo es mi pasantía en el Departamento de Medioambiente, Alimentación y Asuntos Rurales (DEFRA, por sus siglas en inglés), parte del Gobierno británico. Aquí me encargué de analizar diferentes tipos de datos referentes a una plaga de plantas con el fin de inferir si las condiciones climáticas en años futuros serían idóneas para que la misma se establezca en el país. Además, consideré distintos escenarios de cambio climático para analizar los riesgos. El análisis fue publicado como parte de un documento oficial de análisis de riesgo de esta plaga, que es utilizado como referencia en distintos sectores.

–En el marco de tu trabajo en el Instituto para la Innovación Matemática (IMI) de la Universidad de Bath mencionaste una experiencia en el modelado de la microestructura de materiales cerámicos. ¿En qué consiste esto?

–En el instituto mi trabajo consiste en dar soporte en el análisis estadístico o matemático de diversos proyectos de largo o corto plazo. En un proyecto pasado trabajé con colegas de ingeniería mecánica que querían estudiar cómo el cambio en los diferentes parámetros experimentales en la fabricación de materiales piezoeléctricos afectan a las propiedades del producto final. En otras palabras, entender qué sucedía en la fabricación, cómo el proceso afectaba por ejemplo la porosidad del material, que a su vez tiene una influencia en las propiedades eléctricas del producto final. Entonces, en este proyecto mi trabajo era hacer un modelo matemático que prediga cómo cambia la estructura interna cuando se cambian los valores de estos parámetros experimentales. Pero, además de eso, trabajé en otros proyectos. Por ejemplo, varios de ellos enfocados en el análisis estadístico de datos para identificar causas de dolor crónico y diferentes transiciones en el impacto del dolor crónico en la vida de las personas. Es decir, mi trabajo implica trabajar con personas de distintas áreas, académicas o industriales.

QUÉ HACER

–Se ve una clara conexión entre ciencia, universidad e industria en toda la experiencia que relatás. ¿Cómo pensás que se puede hacer lo mismo en Paraguay?

–Creo que se podría empezar desde las universidades. En primer lugar, se debería incentivar la colaboración entre distintas facultades y universidades. Por ejemplo, permitiendo supervisores de diversas instituciones o departamentos en proyectos de grado o posgrado, promoviendo la colaboración en proyectos de investigación u organizando seminarios/workshops que incluyan académicos de diversas universidades. Estas actividades también pueden incluir empresas que estén interesadas en un tema en particular. Para dar un ejemplo, participé en varios workshops organizados por el Departamento de Matemáticas en los que se les invita a empresas que tienen proyectos o temas que les interesan y que tienen algún contenido matemático.

–¿Cuál sería el objetivo de los workshops?

–El objetivo de estos workshops no es resolver problemas, sino formular preguntas de investigación que luego pueden ser proyectos de Ph. D., maestría, pasantías o proyectos cortos. Y por contenido matemático me refiero a que, por ejemplo, muchas veces las empresas tienen un proceso en el que recolectan una gran cantidad de datos, pero no saben cómo usarlos o tienen algún problema en particular que creen que podría investigarse. En los workshops que participé también fueron invitadas personas de otros departamentos, universidades e incluso a veces entidades gubernamentales. Creo que un modelo similar podría implementarse en Paraguay de modo que haya una conexión entre industria y academia y que permita el desarrollo de ambos.

–¿Qué tipo de actividades se podrían hacer para incentivar que más chicos lleguen a las matemáticas?

–Hace varios años se vienen haciendo olimpiadas como las de química, física y astronomía, que creo que ayudan mucho a que los niños y jóvenes se involucren y tengan una motivación para estudiar ciencias. Pero creo que muchas veces los que participan de estas actividades son aquellos a los que naturalmente les gustan estas materias y creo que esto tiene que ver con la forma en que se enseña en el colegio.

–¿Qué otra cosa te parece se puede hacer para alentar el estudio de ciencias en general?

–Creo que se deberían buscar formas más interactivas, creativas y divertidas de enseñar de manera que los alumnos puedan entender los conceptos y no solo memorizar los temas para el examen. Por ejemplo, no es lo mismo escribir un montón de ecuaciones aburridas a mostrar una aplicación en la realidad donde se usen estas ecuaciones o mostrar un millón de reacciones químicas a hacer un experimento sencillo de alguna de ellas. Además, se deberían buscar formas de llegar a los niños y jóvenes de escasos recursos para que en el futuro tengan las mismas oportunidades de acceder a las becas y a una mejor educación. Por eso me parece importante que existan iniciativas como Omapa (Organización Multidisciplinaria de Apoyo a Profesores y Alumnos) y Girls Code.

–¿Qué cosas extrañas y qué no de nuestro país?

–Definitivamente no extraño el clima, pero extraño mucho a mi familia, mis amigos y la comida, especialmente el asado.

BREVE BIO

Laura Oporto es una matemática aplicada con interés en modelado físico y estadístico para una amplia gama de problemas interdisciplinarios de matemáticas industriales y aplicadas. Actualmente trabaja en el IMI (Institute for Mathematical Innovation) en la Universidad de Bath, donde provee asistencia en proyectos de investigación e industriales que poseen un contenido matemático o de análisis de datos, por ejemplo, en las áreas de ingeniería, materiales y salud. Antes de incorporarse al IMI, realizó su doctorado en el SAMBa Centre for Doctoral Training in Statistical Applied Mathematics, en la Universidad de Bath.

También realizó una pasantía en DEFRA, como parte del programa de pasantías en políticas de UKRI, donde trabajó en un modelo para comprender el impacto del cambio climático en la dispersión de plagas de plantas no nativas. Antes de viajar al Reino Unido, obtuvo su licenciatura en Ingeniería Química en la Universidad Nacional de Asunción. Su tesis se centró en la simulación numérica de la dispersión de contaminantes en lagos poco profundos, con colegas del NIDTEC de la Facultad Politécnica y la Facultad de Química.