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Un trabajo multidisciplinario de investigadores físicos y de agroecología
Un equipo multidisciplinario de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) demostró que las leyes que rigen las partículas más pequeñas del universo también pueden convertirse en una herramienta clave para la agricultura sostenible. A través de la teoría de percolación —rama de la Física estadística que estudia cómo se conectan los sistemas— los científicos han logrado explicar tanto la formación de estados exóticos de la materia como la propagación de enfermedades en cultivos estratégicos.
Los investigadores Jhony Eredi Ramírez, Arturo Fernández Téllez, Ygnacio Martínez Laguna, Jesús Francisco López Olguín y Agustín Aragón García probaron que una plantación agrícola puede comportarse de forma idéntica a un sistema físico poroso, donde la conectividad determina si un fenómeno —como una enfermedad— logra expandirse o se detiene.
La Física como escudo natural en la agricultura
Con un enfoque agroecológico, el equipo publicó un estudio sobre el manejo de Phytophthora, patógeno conocido como el “destructor de plantas”, responsable de pérdidas económicas millonarias a nivel mundial. Este organismo se propaga mediante esporas que se desplazan en la humedad del suelo hacia las raíces.
En Puebla, Phytophthora afecta cultivos prioritarios como papa, chile y aguacate. Frente a ello, los investigadores propusieron reorganizar los cultivos bajo esquemas de intercalado (intercropping), en columnas o diagonales alternas tipo ajedrez, creando “barreras naturales” que interrumpen la conectividad entre plantas susceptibles.
El estudio concluyó que la configuración en diagonales alternas es la más efectiva para frenar la propagación del patógeno, permitiendo proteger las cosechas sin depender de fungicidas químicos. El principio físico es claro: al romper la continuidad del sistema, se impide que la enfermedad “percole” a través del campo.
Del campo agrícola a los aceleradores de partículas
En 2022, el mismo enfoque teórico fue aplicado al estudio del Plasma de Quarks y Gluones (QGP), un estado extremo de la materia similar al que existió instantes después del origen del universo. Para ello analizaron datos obtenidos en colisionadores de partículas como el Large Hadron Collider (LHC), en Suiza, y el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), en Estados Unidos.
Mediante la teoría de percolación, los físicos de la BUAP descubrieron que la temperatura necesaria para formar este plasma no es constante, sino que depende del tamaño de los núcleos que colisionan. Las colisiones entre protones, por ejemplo, requieren energías hasta 20 veces mayores que aquellas entre núcleos pesados como el plomo para liberar a los quarks de su confinamiento.
El hallazgo ayuda a explicar por qué experimentos recientes detectan comportamientos colectivos incluso en sistemas considerados demasiado pequeños para formar plasma, ampliando la comprensión de la materia en condiciones extremas.
Entropía y capacidad calorífica en sistemas extremos
A principios de 2024, la investigación avanzó hacia el análisis de la entropía y la capacidad calorífica del sistema en colisiones con energías de entre 0.2 y 13 billones de electronvoltios (TeV). Los resultados mostraron que el sistema no se comporta como un gas ideal.
Conforme aumenta la energía de colisión, la capacidad calorífica también crece, lo que indica que el sistema adquiere nuevos grados de libertad para almacenar energía. Es decir, no sólo se incrementa la velocidad de las partículas, sino que cambia su estructura interna, un fenómeno comparable a una transformación de fase.
Redes complejas y seguridad alimentaria
La culminación de esta línea de investigación se presentó en abril de 2025 con una propuesta integral que combina física de redes complejas y protección agroecológica ante nuevas amenazas, como la arañita roja (Tetranychus urticae), plaga que se desplaza entre hojas por contacto directo.
El equipo concluyó que el diseño de policultivos, inspirado en sistemas tradicionales como la milpa mexicana, representa la estrategia más eficaz. Estos sistemas rompen la continuidad entre plantas susceptibles, disminuyen la propagación de plagas y aumentan el rendimiento neto al favorecer interacciones benéficas entre especies.
Incluso en suelos con alta presencia inicial de patógenos, seleccionar combinaciones de plantas según su grado de susceptibilidad permite mantener una producción estable y sostenible.
Ciencia sin fronteras disciplinarias
Este trabajo, desarrollado por físicos de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y especialistas del Centro de Agroecología de la BUAP, demuestra que los modelos matemáticos no tienen fronteras rígidas: el mismo esquema que explica procesos en estrellas de neutrones o colisionadores de partículas puede emplearse para diseñar las granjas del futuro.
La investigación cuenta con el respaldo de la Secretaría de Ciencias, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI) y de la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado de la BUAP. Sus resultados han dado origen a diversos artículos científicos que recibieron reconocimientos como Futured Articles y Scientific Highlight Articles otorgados por el American Institute of Physics.
La BUAP posiciona a la Física no sólo como herramienta para comprender el universo, sino como aliada estratégica para garantizar la seguridad alimentaria y enfrentar los desafíos globales del siglo XXI.
