En un nuevo capítulo de Rockstars, el conductor Gabriel León conversó junto a Francisca Guzmán, Investigadora del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa y académica del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, quien realizó un estudio sobre alfombras activas y cómo el funcionamiento de estas se puede implementar en otros proyectos científicos.

Comenzando con la conversación, Francisca Guzmán explicó qué se entiende por una alfombra activa, siendo estas “un cúmulo de microorganismos que son capaces de moverse en un plano, el cual puede ser una superficie sólida, y a medida que se mueven van generando una perturbación hidrodinámica”. Teniendo este antecedente, es que el trabajo de Guzmán y su equipo de investigación se centró en saber cómo este conjunto de perturbaciones hidrodinámicas se comporta en la vertical, “cómo se mueve el fluido sobre esta carpeta”.

Para entender cómo se mueven de manera independiente al fluido estas carpetas activas, es que Francisca Guzmán explica que estas están compuestas de cilios, los cuales están fijos en el espacio, y podrían tener fases de coordinación donde podrían moverse de forma aleatoria. “En el trabajo también ponemos como ejemplo las vorticella, que son como unos “pegalocos”, están fijos en el espacio pero son capaces de moverse y causan perturbaciones en el fluir”. Un ejemplo de estos cilios, son “los pelitos de los pulmones o las fosas nasales”

Debido a lo complejo de este tipo de estudios, es que Francisca Guzmán explica que la forma de realizar este tipo de investigaciones es a través de la realización de simulaciones numéricas. “Lo que hicimos, sabiendo cómo son las perturbaciones que genera cada microorganismo, le damos una descripción matemática a la perturbación que es capaz de generar cada uno de estos microorganismos”. Este es sólo el inicio, ya que el centro de su investigación es sobre todo el sistema, por lo cual después deben sumar todas las perturbaciones individuales y calcularlas en la vertical. “Primero nos preguntamos cuál es el flujo promedio, luego estudiar la varianza o la velocidad al cuadrado del promedio de todos estos microorganismos”.

Dentro de los resultados de esta investigación sobre las carpetas activas, la doctora Francisca Guzmán explica que los microorganismos, al igual que otros seres vivos, tienen la capacidad de autoorganizarse de forma colectiva, lo que tiene como consecuencia que sean capaces de atraer fluidos. “Cuando ellas se autoorganizan son capaces de atraer nutrientes, es como estar en un concierto, cuando estamos todos desordenados nada pasa, pero si nos movemos de forma colectiva somos capaces de atraer nutrientes o generar flujos, manteniéndonos vivos”.

Las implicancias de este estudio liderado por la doctora Francisca Guzmán se pueden llevar a otras materias, como el control y proliferación de bacterias, situación que siempre ha sido de importancia en el área de la salud. También se suma el entender cómo es el comportamiento de los cilios, ya que estamos llenos de estos en nuestro cuerpo, como cilios pulmonares o digestivos.

En esta línea, es que sobre la aproximación a un estudio de organismos más macros como por ejemplo las algas en el océano, Francisca Guzmán explica que sí se podría extender, pero “pensamos que primero podríamos hacernos preguntas a escala más micro, quizás podríamos extenderlo a la escala de los milímetros y pensar si en la microescala estas floraciones son capaces de transportar también moléculas u otros microorganismos, u otras algas que no son motiles en la vertical. Es algo que nos gustaría explorar, y también llevarlo a otros ambientes más extremos”. El impacto de la investigación realizada por la doctora Francisca Guzmán se puede extender a otras áreas de la biología y la medicina.

Un ejemplo sería, el diseño de superficies autolimpiantes, teniendo en cuenta la forma de actuar de los microorganismos en estas carpetas activas, y que permita repeler partículas. “El año pasado se publicó un trabajo donde nos citaron a nosotros, en el cual creaban una carpeta activa con cilios artificiales, podían responder a un campo externo, pusieron una molécula más grande y veían cómo la transportaba”.