Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESPPara Herrmann, el canto de los médanos es una de las características más fascinantes de las colinas de arena migratoriasLéo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP
No fueron las bonitas playas del soleado litoral cearense lo que llevó al físico estadístico alemán Hans Jürgen Herrmann, de 70 años, a elegir Fortaleza como su hogar durante ocho meses al año. Fue la posibilidad de estar cerca de uno de sus objetos de estudio más intrigantes: las dunas de la costa brasileña, en particular, las de Jericoacoara, en el estado de Ceará, y las de Lençóis Maranhenses, un parque nacional del estado de Maranhão que ocupa una superficie similar a la de la ciudad de São Paulo.
Hace casi tres décadas que, entre otros temas de la física teórica, este especialista en sistemas complejos se dedica a entender la formación y el movimiento de estas colinas de arena esculpidas por la acción del viento. Para ello, partiendo de parámetros reales medidos sobre el terreno, intenta reproducir, mediante modelado computacional, la génesis y el desplazamiento de los diferentes tipos de médanos.
“Técnicamente, las dunas son inestabilidades aerodinámicas de una superficie granular. Su perfil depende de la cantidad de arena disponible y de la dirección del viento”, dice el físico nacido en Cuba, criado en Colombia y graduado en Alemania. “Son uno de los fenómenos cotidianos que aún no hemos logrado comprender del todo”.
Investigador de la Universidad Federal de Ceará y de la Escuela Superior de Química y Física Industrial (ESPCI) de París, Herrmann estuvo a principios de marzo en la sede de la FAPESP, en São Paulo, donde ofreció una conferencia sobre el tema que lo llevó a cambiar Europa por Brasil.
En la siguiente entrevista, concedida después de su presentación, habla de su trabajo y del motivo que lo llevó a radicarse en la capital cearense. Allí, dice, encontró una buena infraestructura para llevar adelante sus estudios de campo e internarse en los médanos siempre que sea necesario, además de realizar sus cálculos y modelados con la ayuda de colegas y alumnos de la universidad.
¿Por qué, siendo físico, decidió estudiar las dunas?
Trabajo con física estadística y sus aplicaciones en diversos campos, como la ingeniería y las ciencias sociales. He estudiado el cerebro, las epidemias y la difusión de opiniones, por ejemplo. Estas áreas parecen muy diferentes, pero emplean una matemática similar. Son eventos colectivos, en los que muchos agentes, en conjunto, crean fenómenos novedosos, que siempre están compitiendo con el desorden. La interacción entre estos agentes o partículas constituye una red compleja, que puede exhibir distintos grados de libertad. Por lo tanto, al igual que las transiciones de fase en la termodinámica, estos fenómenos pueden estudiarse como aplicaciones de una misma matemática. Las dunas constituyen uno de los fenómenos complejos más interesantes.
¿Qué lo atrajo a estudiar las dunas de Brasil en particular?
Conocí Brasil mucho antes de empezar a estudiarlas. En 1986, durante una conferencia en Montreal (Canadá), encontré a Constantino Tsallis, del Centro Brasileño de Investigaciones Físicas [CBPF], quien me invitó a visitar el país por primera vez. Así lo hice, y me gustó tanto que le dije que quería volver y quedarme por más tiempo. Entonces él me consiguió una beca de la Fundación Guggenheim, de Estados Unidos. Pasé un año en Río de Janeiro con Constantino, entre 1987 y 1988. Hicimos un trabajo sobre el origen de la vida. Recién empecé a estudiar las dunas casi una década después.
Las dunas de Jericoacoara pueden desplazarse hasta 8 metros por año debido a los fuertes vientos que soplan en esta península
¿Cómo surgió este interés?
En la década de 1990 dirigía un laboratorio de la ESPCI en París en donde trabajaba con medios granulares y recibí a algunos pasantes de posdoctorado brasileños. Con ellos y otros estudiantes de diversas nacionalidades, organizamos expediciones a algunos campos de dunas en lugares como Marruecos y Ceará. Las dunas o médanos son inestabilidades aerodinámicas de una superficie granular. Sus arenas proceden del mar, traídas por el viento. En 1996, nos contactamos con un profesor de física de la UFC que había hecho su posdoctorado conmigo y me llevó a conocer las dunas de Jericoacoara, que me parecieron muy interesantes. Trabajamos con el Instituto de Ciencias del Mar ‒Labomar‒ de la UFC, especializado en el manejo de médanos. Me agradó mucho la UFC. Hace veinte años compré un apartamento en Fortaleza y ahora vivo allí. Estoy en Brasil desde septiembre hasta abril. El resto del año viajo por el exterior. Ya no doy clases, pero me mantengo vinculado. En París, el laboratorio del que fui director durante años aún conserva un despacho reservado para mí. Pero no dirijo estudiantes en Europa, solamente en Ceará.
¿Las dunas de Ceará tienen algo que las diferencie de otras?
En todo el mundo hay dunas. Solo en Brasil, tenemos dunas costeras que se extienden a lo largo de más de 3.000 kilómetros [km], desde Rio Grande do Sul hasta Pará. En su mayoría son dunas parabólicas fosilizadas, formaciones antiguas, más planas, prácticamente cubiertas por la acción del tiempo. Pero en los lugares donde hay viento se forman médanos migratorios. Este es el caso de Jericoacoara, que tiene grandes dunas móviles. Es más fácil realizar mediciones en las dunas grandes, que son estables y simétricas. Presentan menos fluctuaciones y proveen datos con menor margen de error que los médanos más pequeños. En Jericoacoara se encuentra el mayor barján [duna con forma de arco o medialuna] migratorio del mundo, de aproximadamente 2 km de ancho, que llega a desplazarse 8 metros [m] por año debido a los fuertes vientos que soplan en esta península.
¿No hay grandes dunas móviles en otros lugares?
Las hay, por supuesto. Pero las condiciones de trabajo en Ceará son mejores. Allí hay un buen equipo de investigadores en el área de la física y el Labomar posee una buena infraestructura y tranquilidad. En muchos otros sitios, el acceso a las dunas es más difícil por motivos políticos o de seguridad. En Marruecos, por ejemplo, hay campos minados cerca de la zona ocupada por los médanos.
¿Qué es lo que determina la forma de una duna?
Existen varios tipos de dunas: transversales, barjanes, longitudinales, parabólicas. Cada silueta es el resultado de la cantidad de arena disponible y de la dirección del viento. Si el viento sopla siempre en la misma dirección y hay mucha arena, se forman dunas transversales. Si la cantidad de arena presente es menor, se forman los barjanes. También existen campos de barjanes en Marte.
¿Por qué hay tantas dunas fósiles en las costas de Brasil?
Se las puede encontrar en todo el mundo, pero aquí están muy bien conservadas. Su existencia se debe a que en el litoral brasileño hay mucho viento y mucha vegetación. Estos dos factores compiten entre sí. La vegetación costera impide el desplazamiento de las colinas de arena que, con el tiempo, se vuelven más planos y pierden su forma original.
¿Cómo afectan las características de los granos de arena a una duna?
Los granos presentan dos parámetros importantes: tamaño y rugosidad de la superficie. Son fundamentales para explicar su movimiento y empaquetamiento [la distribución de los granos y el espacio entre ellos]. La rugosidad está relacionada con la edad. Un grano nuevo, procedente de la fragmentación de una roca, es muy rugoso. Los más antiguos son redondos, lisos, lo que genera dunas menos estables. Los granos grandes se encuentran en la parte inferior de la duna y forman un anillo de partículas mayores que se desplazan más lentamente. Los pequeños, con mayor movilidad, se ubican en la parte superior. Las dunas ensamblan esta estructura combinada naturalmente.
NidoHuebl / Getty ImagesLençóis Maranhenses, uno de los sitios con dunas estudiados por el físicoNidoHuebl / Getty Images
¿Cuál es la propiedad más sorprendente de las dunas?
Lo que más me gusta es el fenómeno al que llamo ondas solitarias o solitones. La forma de la duna se mantiene incluso tras la colisión de dos de ellas. Esta propiedad, la invariabilidad de su forma, es fascinante. No ocurre siempre, tan solo en ciertos tipos de colisión. Desde un punto de vista matemático, es algo muy bello. Incluso existe una ecuación, que no es perfecta, que resuelve la colisión de dos barjanes [en este caso, un barján menor se desplaza más rápidamente y alcanza a uno más grande, con el cual intercambia granos]. Los médanos poseen otras propiedades interesantes. Pero la que más controversias suscita hoy en día es su canto.
¿Qué es el canto de las dunas?
Es el sonido de las avalanchas de arena en las grandes dunas de hasta 100 metros de altura. Es un gran estruendo que puede llegar a superar los 100 decibeles y se oye hasta a 20 km de distancia. Puede recordar el sonido de una orquesta o el de un violín afinando, o también el de un avión a chorro volando bajo. El viento hace que las dunas se muevan. Cuando hay mucha arena acumulada en sus crestas, los granos comienzan a descender no de forma continua, sino como en una avalancha. La duna canta durante dos o tres minutos mientras la arena va descendiendo, y luego calla. No todas las dunas cantan, solo el 10 % de ellas. Se trata de un fenómeno complejo, que tiene que ver con las características del grano de arena, pero nadie sabe exactamente qué tipo de onda genera este sonido. Existen teorías completamente contradictorias que tratan de explicar el fenómeno. Es un problema que no ha sido resuelto. Cada duna canta de una manera particular. Las más famosas se encuentran en Estados Unidos y en el norte de África. Algunas de Brasil también cantan. En mi presentación, mostré cinco ejemplos de canto, registrados por el físico francés Stéphane Douady. Pueden crearse avalanchas artificiales como hace él, corriendo sobre la cresta de una duna. Yo lo he hecho con buggies [areneros: vehículos adaptados para el tránsito en la arena]. En mi grupo, nadie estudia el canto de las dunas.
¿Qué tipo de investigación está realizando ahora con las dunas?
En Ceará, el único trabajo que estamos realizando ahora es con empalizadas artificiales, pequeñas paredes de plástico que instalamos en el suelo para desviar las corrientes de aire. Utilizamos estas estructuras para estimular el paso de la arena y anclar los médanos. Mi trabajo actual con dunas está más centrado en una colaboración con un grupo de la Universidad de Lanzhou, en China. Tengo un contrato pequeño con ellos y paso allí dos semanas al año, brindando una especie de consultoría. Es maravilloso. Ellos tienen muchos estudiantes. Su problema es frenar el avance de la desertificación en el sur del desierto de Gobi, donde están plantando árboles y creando un bosque. Yo colaboro en los trabajos relacionados con el transporte eólico de los granos de arena. Esa región de China es muy seca, llueve muy poco y la vegetación natural es escasa. Pero ellos tienen mucho dinero, tienen gente y trabajan rápido.
¿En qué otros temas del área de la física trabaja actualmente?
En Ceará, he vuelto a investigar temas más fundamentales de la física estadística, como la percolación en experimentos con coloides [sistemas aparentemente homogéneos, pero que están constituidos por dos fases de la materia]. Estudiamos dos coloides simultáneamente. Cada uno forma un tipo de gel diferente, que no penetra en el otro. Estamos desarrollando modelos que muestran la creación de estos geles y sus características. También estoy realizando otro trabajo en relación con la forma de las costas marinas, que son fractales [objetos geométricos fragmentados e irregulares, cuya estructura se repite a diferentes escalas]. Es un estudio teórico para explicar la fractalidad de las costas.
