Puebla, Pue.- Un grupo de investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla demostró que las leyes de la física que explican fenómenos subatómicos también pueden aplicarse al desarrollo de agricultura sostenible y al control natural de plagas.
El equipo utilizó la teoría de percolación, un modelo matemático que describe cómo se conectan los sistemas complejos, para analizar tanto la propagación de enfermedades en cultivos como la formación de estados extremos de la materia.
Los investigadores Jhony Eredi Ramírez, Arturo Fernández Téllez, Ygnacio Martínez Laguna, Jesús Francisco López Olguín y Agustín Aragón García desarrollaron un modelo que demuestra que una plantación agrícola funciona de manera similar a un sistema físico poroso.
Este enfoque abre nuevas oportunidades para diseñar estrategias agrícolas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente.
Estrategias naturales contra enfermedades agrícolas
El estudio se centró inicialmente en el patógeno Phytophthora, responsable de pérdidas millonarias en la agricultura mundial.
Este microorganismo se propaga mediante esporas que se desplazan en el agua del suelo hasta alcanzar las raíces de las plantas.
En Puebla, el patógeno afecta principalmente cultivos de papa, chile y aguacate.
Los científicos descubrieron que la disposición espacial de las plantas puede impedir la propagación del patógeno.
La estrategia más eficaz consiste en organizar los cultivos en diagonales alternas, un patrón similar al tablero de ajedrez.
Este método genera barreras naturales que reducen significativamente el avance de la enfermedad.
Aplicaciones en física de partículas
El equipo de investigación también aplicó estos modelos al estudio del Plasma de Quarks y Gluones, un estado de la materia que existió en los primeros instantes del universo.
Para ello analizaron datos provenientes del Large Hadron Collider y del Relativistic Heavy Ion Collider.
Los resultados revelaron que la temperatura necesaria para formar este plasma depende del tamaño de los núcleos que colisionan.
Por ejemplo, las colisiones entre protones requieren hasta 20 veces más energía que las colisiones entre núcleos pesados como el plomo.
Este hallazgo permitió comprender mejor los comportamientos colectivos observados en experimentos de física de altas energías.
Energía, entropía y comportamiento de partículas
En una fase posterior de la investigación, el equipo analizó la relación entre energía y entropía en colisiones de partículas.
Los científicos estudiaron datos de experimentos con energías que van desde 0.2 hasta 13 TeV.
Los resultados mostraron que el sistema de partículas no se comporta como un gas ideal.
Por el contrario, su capacidad calorífica aumenta conforme crece la energía, lo que indica la aparición de nuevos grados de libertad.
Este comportamiento revela que el sistema puede almacenar energía de formas más complejas.
Redes complejas para proteger cultivos
En 2025, los investigadores aplicaron estos modelos al estudio de la Tetranychus urticae, una plaga que se desplaza entre plantas por contacto de hojas.
El análisis demostró que los policultivos inspirados en sistemas tradicionales como la milpa son altamente efectivos para limitar la propagación de plagas.
Además de controlar enfermedades, estos sistemas pueden aumentar el rendimiento de la tierra al fomentar interacciones positivas entre especies.
Los resultados también indican que elegir adecuadamente las combinaciones de cultivos permite mantener la producción incluso en suelos con presencia de patógenos.
Reconocimiento científico internacional
La investigación recibió reconocimiento internacional mediante los premios Futured Articles y Scientific Highlight Articles del American Institute of Physics.
El proyecto contó con apoyo de la Secretaría de Ciencias, Humanidades, Tecnología e Innovación y de la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado de la BUAP.
Este trabajo demuestra que la ciencia interdisciplinaria puede ofrecer soluciones innovadoras para desafíos globales como la seguridad alimentaria y la sostenibilidad agrícola.
*ARD
