La matemática audaz de Gloria Faus

La maestra que convirtió su clase de cálculo en una aventura espacial

Bombarderos estadounidenses volando a gran altura durante la segunda Guerra mundial descubrieron un fenómeno sorprendente y desconocido. Se la llama “corriente de chorro”: vientos fuertes y constantes soplando de Oeste a Este a velocidades por encima de los 800 km/hr; ¡cualquier avión montado a esta corriente puede viajar “de gorra”! Pero representan mucho más que un simple free raid: también son fuertes protagonistas del clima a escala global cuya influencia afecta a las masas de aire más bajas.

(corriente de chorro)

 

El meteorólogo francés Léon-Phillippe Teisserenc de Bort fue el primero en separar la atmósfera en dos capas: la más baja y turbulenta conteniendo nubes, vientos, tormentas y todo eso con lo cual solemos identificar al clima. La llamó “troposfera”, que en griego, significa “esfera del cambio”. La segunda capa, serena en comparación a su contraparte inferior, la separó a su vez en dos apartamientos (de ahí su nombre de “estratosfera”, o esfera con capa). Identificó ahí a los gases ligeros como el helio e hidrógeno La “tropopausa” es la línea separando a la una de la otra. A la fecha sus categorías continúan siendo usadas sin muchos cambios. Desde entonces se ha comprobado que la tropopausa varía considerablemente: desde unos 16 km sobre el nivel del mar, en el ecuador, a sólo 8 km en los polos. 

Estas entidades son justo los especimenes de estudio de los satélites CALIPSO y CloudSat, los cuales observan la atmósfera terrestre desde el espacio. Su fin principal es conocer cómo las nubes y aerosoles se combinan para afectar el clima terrestre. 

La labor es faranóica: el clima es probablemente la maquinaria más complicada del universo luego del cerebro humano, y los especialistas requieren no únicamente de toda una vida de formación para la interpretación de la información, sino además de herramientas técnicas sofisticadas. Computadoras, ciertamente, pero para poder usar el músculo informático con propiedad subsiste un antecedente. 

Se llaman matemáticas. 

La maestra Faus

“Cuando yo inicié a dar clase, uno de los retos más fuertes que tenía era cómo despertar el interés en los muchachos por lo que eran las matemáticas, por lo que era el cálculo, y realmente es un obstáculo muy fuerte el que ellos no sepan las aplicaciones de la materia” me explicaba desde su oficina podía Gloria Faus Landeros, coordinadora de la materia de Cálculo Diferencial de la Prepa del Tecnológico de Monterrey Campus Guadalajara. “Es algo difícil, porque es abstracto, y cuando no sabes si te va a servir mucho y que tienes que memorizar ciertos procedimientos, pues entonces no lo ven como algo que quieran aprender sino como algo que únicamente necesitan hacerlo para graduarse. Cambiarles esa forma de pensar fue el reto.” 

Conjuntar esa necesaria combinación de quietud y amplia perspectiva que muchos encontramos necesaria para la actividad creativa y productiva. No funciona, empero, con todo el mundo: el principal motor para Isaac Asimov era no tener en su estudio ninguna ventana en lo absoluto “y pensar como si afuera estuviera nevando.”

Pero ha sido esta perspectiva elevada de las cosas la que inspiró a Landeros a concebir toda una nueva manera de enseñar las matemáticas coordinándose a un grupo especial de la NASA. Desde ahí organiza desde hace siete años a sus alumnos con investigadores de esa institución en un número de proyectos tan numerosos como llenos de ambición. Uno de ellos asistir a los científicos del programa CloudSat en sus mediciones del clima mediante cálculos diferenciales.

CloudSat y CALIPSO colectan información sobre la estructura vertical de nubes y aersoles que no son accesibles desde la tierra u otros satélites en órbita. Sus datos mejoran nuestros modelos del clima y crean una mayor comprensión de nuestra influencia como civilización en la atmósfera, ayudando a fijar posturas de corto, mediano y largo plazo a aquellos decidiendo políticas medioambientales en el mejor interés tanto de la economía como de la salud del planeta.

Consideremos la investigación ambiental de Cloudsat y el equipo de Faus dirigida tanto a la Zona Metropolitana de Guadalajara como a la ciudad de Colima, con el propósito de determinar la posible contribución de aerosoles y polvo volcánico en el cambio climático en la zona. Con apoyo de la Agencia Espacial, ella y sus estudiantes se proponen usar un fotómetro solar para identificar cuáles son los aerosoles presentes en el medio ambiente, su composición y en qué grado se están generando. 

¿Pero cómo fue que esta maestra del Tec pudo coordinar este esfuerzo con la NASA? Todo comenzó con sus asistencia a un curso de “aprendizaje basado en problemas”, cuyos vecinos eran justamente los integrantes de la agencia espacial:

“Al lado de donde yo tomaba el curso sobre aprendizaje basado en problemas, había un salón del futuro de la NASA” explica Faus. “Entonces, cuando yo terminaba el curso, me iba a investigar -porque para variar los de la NASA trabajan todo el día (ríe) nunca estaba cerrado-, y así fue como vi de que se trataba, los fui conociendo, me involucré más con ellos, pasé don años prácticamente aprendiendo, y al final Diane Robinson (directora del Programa de Difusión de la Misión AIM y directora del Grupo de Educación de la NASA) aceptó ver mi trabajo, y así fue como comenzó.” 

Faus dice que su primera misión fue calcular la probabilidad de impacto de un objeto con la tierra. El trabajo de análisis fue tan bien logrado que el equipo de NASA organizó una videoconferencia sorpresa con el campus. 

“NASA daba el reto a los muchachos vía mail. Cuando en NASA vieron los resultados, dijeron ‘vamos a tener una conferencia’; no sabíamos ni los muchachos ni yo. Ellos ya habían arreglado la conferencia aquí con la gente del Campus. Fuimos al videoenlace (ríe) ¡Sorpresa para todos! ¡Incluso para los directivos del Tec!: así como ‘¿Qué andas haciendo?’”

De aquel primer año David Gómez, estudiante de Faus, terminó por formar parte de un proyecto en las instalaciones mismas de NASA.

El fotómetro solar

Pero la aventura de Faus no ha terminado. Continúa con el fotómetro solar. La participación entre el Tec y la NASA llega a nuevas alturas con la construcción de este aparato el cual mide el grado de absorción de radiación solar debida a los aerosoles y nubes en la atmósfera. El Grupo de Educación de la Agencia se ocupará de instar dicho fotómetro en el Campus Guadalajara para facilitar el diseño y creación de otra unidad nueva manufacturada localmente. Idealmente, se crearían suficientes fotómetros como para colocarlos en diferentes escuelas de la zona metropolitana, cuyas mediciones locales de aerosoles y polvos volcánicos serán confiados a estudiantes de cualquier institución interesada, no sólo del Tec de Monterrey. ¿Qué se requiere? 

Los alumnos deberán contar con un promedio académico de 90, como mínimo, habilidades en matemáticas y multimedia, y dominar el inglés cuando menos al 50 por ciento. También es importante que cuenten con un profesor tutor. 

A cargo del proyecto estará Dianne Q. Robinson, Paul Adams, y muchos otros expertos de primer nivel de todo el mundo.

Crónica Intercampus, publicada por el propio Tec de Monterrey, expone:

“Diane Robinsón explicó que para el Grupo de Educación de la NASA es importante trabajar con alumnos talentosos no sólo para propiciar la formación de ingenieros o científicos, sino ciudadanos responsables y bien informados que tomen decisiones para mejorar el clima de su planeta.

Los primeros resultados de este esfuerzo serán presentados en marzo de 2010 en la prepa Tec de Colima, dentro del Simposio de Educación de la NASA. El Instituto de Vulcanología de la Universidad de Colima también participará en el mismo.

“Esta forma de enseñar me ha dado muy buenos resultados en matemáticas” confiesa Faus a Galeno, cuyo proyecto cumple ya seis años. “Entonces, quiero que más personas lo continúen. ¿Qué es lo que quiero? Que el Tec siga con la misma actitud que está tomando, para esto vaya siendo un proyecto de la institución. Porque si sigue siendo un proyecto de una sola persona, falta esa persona y ya no continúa. Hay un proverbio africano que me gusta mucho que dice que un solo elefante ni siquiera levanta el polvo.”

Para saber más:
Sitio oficial del Cloudsat