Hasta el 30 de septiembre pasado se extendió la estadía de investigación de tres meses que realizó la estudiante del programa de Maestría en Ingeniería Matemática de la Universidad Tecnológica de Panamá (UTP) María Gómez Higuera, quien colaboró directamente con el Dr. Raimund Bürger, académico del Departamento de Ingeniería Matemática de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Concepción, UdeC, que permitió avanzar en el desarrollo de un modelo matemático que busca optimizar el uso de bacterias como biofertilizantes sostenibles en el cultivo de arroz.
La investigación de la licenciada en Matemática de la Universidad de Panamá busca modelar el crecimiento y la dispersión de bacterias promotoras de crecimiento vegetal en la rizosfera que es la zona delgada alrededor de las raíces de las plantas, específicamente en las plantas de arroz.
“El uso del arroz es muy común en Panamá, y la producción es bastante costosa debido a los fertilizantes químicos que son necesarios”, explicó Gómez Higuera.
Las bacterias modeladas, sin embargo, ofrecen una alternativa sostenible. “Se insertan en la semilla de la planta y actúan como biofertilizante”, detalló.
El modelo matemático desarrollado durante su estancia en Concepción describe la difusión de las bacterias y del sustrato (el compuesto que libera la raíz del que se alimentan las bacterias), lo que requiere el uso de dos ecuaciones acopladas. “Se espera que la investigación tenga un impacto directo en la actividad productiva y económica del cultivo de arroz en Panamá”, explicó la investigadora.
La información de base para el estudio proviene de datos e investigaciones realizadas por el Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá (IDIAP). “Ellos hicieron una investigación para la caracterización de las bacterias, un trabajo con ingenieros, agrónomos y biólogos en campo y en laboratorio y, entonces, ellos nos ofrecieron datos acerca de las bacterias”, detalló María.
“Después de 30 días, se observa que la mayor concentración de biomasa bacteriana se localiza en la región cercana a la punta de la raíz”, explicó la investigadora.
Colaboración UdeC
La visita se concretó en el Centro de Investigación en Ingeniería Matemática (CI²MA), de la UdeC del cual el Prof. Bürger es subdirector. Se trata de un reconocido experto en Análisis Numérico de Ecuaciones Diferenciales Parciales, las que son de gran utilidad para el desarrollo de la tesis de María, relacionada con la aplicación de modelos matemáticos al cultivo de arroz con foco en el potencial de ciertas bacterias como biofertilizantes sostenibles.
“Agradezco a María por su interés en realizar la estadía con nosotros. Ella ha realizado un excelente trabajo y ha implementado un método numérico para un sistema de reacción-difusión acoplado en coordenadas cilíndricas”, destacó el Dr. Bürger, también Director del Doctorado en Ciencias Aplicadas con mención en Ingeniería Matemática de la UdeC e investigador principal del Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile.
“Me llamó mucho la atención su capacidad de implementar métodos numéricos a partir de información general de la literatura y su alto nivel de independencia. Ahora queda pendiente la formulación de conclusiones a partir de los resultados numéricos obtenidos”, agregó el científico.
Vinculación internacional y proyecciones
En tanto, su colaboración con el Dr. Bürger surgió tras la participación de la investigadora en la versión 2024 de la tradicional Escuela de Primavera de Análisis Numérico (EPANUM) de la UdeC. Tras una presentación de su idea de tesis, el Dr. Bürger le ofreció ideas y aceptó trabajar con ella junto a los académicos de la UTP Dr. Idulfo Arrocha y Dra. Yolanda Vásquez, doctorada en la UdeC.
La estadía de investigación fue crucial para el avance del proyecto. “Llegué con una ecuación resuelta y ya hoy en día me voy con el modelo completo, dos ecuaciones acopladas, resueltas con volúmenes finitos”, detalló María y explicó que, además, “se incorporó una frontera móvil al modelo”.
En su futuro próximo, María seguirá colaborando con el Prof. Bürger y los Profesores Arrocha y Vásquez para el desarrollo de su tesis que defenderá a inicios del próximo año y, luego, espera seguir estudios de doctorado. Además, esperan enviar a publicación un artículo científico en coautoría durante los próximos meses.
La pasantía de María Gómez en la UdeC fue financiada con fondos de su beca de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT) de Panamá que costea sus estudios de postgrado.
