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Investigador de la UNAL entre los más influyentes del mundo en modelamiento multiescala
Juan Carlos Galvis, profesor de Matemáticas de la UNAL, fue reconocido por la ScholarGPS como uno de los investigadores más influyentes del mundo. Foto: Facultad de Ciencias UNAL Sede Bogotá.
El modelamiento multiescala traduce procesos diminutos en efectos de gran escala, con aplicaciones en energía, materiales, medioambiente y predicción climática. Foto: archivo Unimedios.
El profesor Galvis también forma parte del Laboratorio de Analítica de Datos (Datalab). Foto: Juan Carlos Galvis, profesor de la Facultad de Ciencias de la UNAL.
Edificio de Matemáticas Yu Takeuchi, llamado así en homenaje al físico teórico japonés impulsador de la matemática del siglo XX en Colombia. Foto: archivo Unimedios.
ScholarGPS analiza el impacto académico de más de 30 millones de investigadores y 120.000 instituciones en más de 200 países, con base en más de 200 millones de publicaciones y 3.000 millones de citaciones. Su metodología es completamente cuantitativa e incluye tres criterios: productividad, impacto de citación, e índice h.
En este universo, el reconocimiento al profesor Galvis resalta no solo sus contribuciones científicas individuales, sino también la capacidad de la UNAL para proyectar investigación de frontera en el escenario académico internacional.
La importancia del modelamiento multiescala ha sido reconocida al más alto nivel; por ejemplo en 2013 el Nobel de Química fue otorgado a los científicos Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel precisamente por desarrollar modelos multiescala que permiten estudiar sistemas químicos complejos, lo que demuestra que este enfoque es fundamental para entender y predecir fenómenos que van desde reacciones químicas hasta procesos biológicos.
Que un profesor de la UNAL figure entre los investigadores más influyentes del mundo en este campo confirma que desde la universidad pública más importante de Colombia se aporta conocimiento de talla global en un área estratégica para la ciencia contemporánea.
“Este reconocimiento es el resultado de un camino largo y enriquecedor. Es la confirmación de que el esfuerzo constante y la dedicación a la investigación rinden frutos. En un país como Colombia, demuestra el potencial de nuestra ciencia y nos permite proyectar en dónde podríamos estar si la investigación y la educación superior recibieran más apoyo”, afirma el experto Galvis.
El modelamiento multiescala es una herramienta matemática que ayuda a entender fenómenos que ocurren en distintos niveles. Un ejemplo sencillo es el del agua que se filtra por una roca: en las diminutas rendijas se mueve gota a gota, mientras que en conjunto ese movimiento determina el flujo de un acuífero entero. “El modelamiento multiescala conecta esos dos mundos: el de los detalles invisibles y el de los efectos visibles, para predecir cómo se comporta el sistema en general”, señala el matemático Galvis.
Las aplicaciones son amplias y de gran impacto: en ingeniería de materiales permite diseñar componentes con propiedades específicas al relacionar su estructura interna con su desempeño final; en el sector energético hace más eficiente la exploración y extracción de recursos naturales y contribuye al desarrollo de nuevas fuentes de energía; y en la gestión ambiental ayuda a comprender cómo circula el agua en acuíferos y suelos con composiciones muy variadas —los llamados medios heterogéneos—, lo cual es estratégico para planificar el uso sostenible del recurso.
Así mismo, en el terreno computacional facilita realizar cálculos que antes requerían un enorme poder de cómputo; en vez de procesar cada detalle por separado, ofrece una forma más rápida y económica de hacer simulaciones complejas sin perder precisión.
También resulta estratégico en la optimización de procesos de ingeniería y en la predicción del clima, en los cuales los fenómenos requieren integrar múltiples niveles de análisis para obtener resultados más confiables.
“En una simulación a gran escala, al no tener que resolver cada detalle microscópico individualmente, podemos obtener resultados fiables de manera mucho más rápida y económica”, añade el investigador.
Desde su regreso a Colombia, luego de realizar una estancia posdoctoral en la Universidad Texas A&M (Estados Unidos), el profesor Galvis se vinculó como profesor del Departamento de Matemáticas en la Sede Bogotá y del Laboratorio de Analítica de Datos (Datalab), en donde ha liderado una línea de investigación en modelamiento multiescala y elementos finitos.
Además ha trabajado en el desarrollo de métodos matemáticos avanzados que permiten simplificar y resolver con eficiencia problemas físicos muy complejos, caracterizados por la gran diversidad y contrastes en sus condiciones. Entre ellos se cuentan innovaciones en elementos finitos multiescala y en técnicas de descomposición que facilitan la simulación de sistemas en los que interactúan múltiples factores a la vez.
Su trabajo también ha incluido el desarrollo de técnicas innovadoras que permiten simplificar problemas matemáticos altamente complejos relacionados con fluidos en medios porosos o difusión en medios heterogéneos. A través de métodos que reducen la dimensión de los cálculos, construyen modelos efectivos de los sistemas y reducen los tiempos de cómputo, se ha logrado que simulaciones que antes requerían un alto costo computacional se puedan resolver de manera más eficiente y confiable.
Tales aportes han recibido importantes reconocimientos, entre ellos la Mención Meritoria de Investigación en dos ocasiones por parte del Consejo de la Facultad de Ciencias de la UNAL, el Premio José Fernando Escobar de la Sociedad Colombiana de Matemáticas, y el Premio TWAS Colombia, otorgado por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
El profesor Galvis realizó su maestría y su doctorado en el Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada (IMPA) de Brasil, y posteriormente adelantó estancias posdoctorales en Estados Unidos y en el Centro de Investigación de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), en Arabia Saudita. Estas experiencias internacionales le permitieron colaborar con investigadores de talla mundial, aprendizajes que hoy transmite a sus estudiantes en la UNAL.
“Espero que este reconocimiento sirva de inspiración para nuestros estudiantes y jóvenes investigadores, para que vean que con pasión, disciplina y trabajo arduo es posible alcanzar un significativo impacto mundial desde una universidad pública en Colombia. También es un recordatorio de que en nuestro Departamento de Matemáticas y en la UNAL tenemos el talento y la capacidad para generar investigación de frontera que contribuye al desarrollo científico global y que, con el apoyo adecuado, puede tener un impacto real en nuestra sociedad”, concluye.
