Proponen en la BUAP utilizar la Física para proteger cultivos prioritarios

Puebla, Pue. 1 de marzo de 2026. Un equipo multidisciplinario de científicos de la BUAP demostró que las leyes de la Física que gobiernan lo más pequeño del universo también pueden aplicarse a la agricultura sostenible, ofreciendo alternativas naturales para la protección de cultivos sin el uso de químicos.

Su trabajo se basa en la teoría de percolación, una rama de la Física estadística que estudia cómo se conectan los sistemas, la cual permite predecir tanto la formación de estados exóticos de la materia como la propagación de enfermedades en los cultivos. Los investigadores demostraron que una plantación agrícola se comporta de manera idéntica a un sistema físico poroso.

El equipo está conformado por los investigadores Jhony Eredi Ramírez, Arturo Fernández Téllez, Ygnacio Martínez Laguna, Jesús Francisco López Olguín y Agustín Aragón García.

La Física como escudo natural en la agricultura

Con un enfoque agroecológico, los científicos publicaron un estudio sobre el manejo de Phytophthora, conocido como el “destructor de plantas”, un patógeno responsable de pérdidas económicas masivas a nivel mundial. Este organismo se propaga mediante esporas que se desplazan a través de la humedad del suelo hacia las raíces.

En Puebla, Phytophthora afecta plantaciones de papa, chile y aguacate, provocando pérdidas millonarias para los productores.

El estudio plantea que, al organizar los cultivos en configuraciones de intercalado (intercropping), como columnas o diagonales alternas similares a un tablero de ajedrez, es posible crear barreras naturales que frenan la propagación de la enfermedad. La configuración más efectiva resultó ser la de diagonales alternas, ya que impide que el patógeno se extienda por todo el campo, reduciendo así la necesidad de fungicidas químicos.

De los cultivos a los aceleradores de partículas

En 2022, este enfoque científico trascendió los campos agrícolas para aplicarse al estudio de los aceleradores de partículas más potentes del mundo, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en Suiza y el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en Estados Unidos.

Los investigadores analizaron el Plasma de Quarks y Gluones (QGP), un estado de la materia que existió al inicio del universo, donde los componentes fundamentales de los átomos se liberan formando una especie de “sopa primigenia”.

Aplicando nuevamente la teoría de percolación, descubrieron que la temperatura necesaria para formar este plasma depende del tamaño de los núcleos que colisionan. Las colisiones entre partículas pequeñas, como protones, requieren energías 20 veces mayores que las colisiones entre núcleos grandes, como el plomo, para liberar los quarks. Este hallazgo explica por qué se observan comportamientos colectivos incluso en sistemas considerados demasiado pequeños para formar este plasma.

Entropía y el “calor” de las colisiones

A inicios de 2024, la investigación avanzó hacia el estudio de la entropía y la capacidad calorífica de estos sistemas extremos. Al analizar colisiones con energías que van de 0.2 a 13 billones de electronvoltios (TeV), el equipo identificó que el sistema no se comporta como un gas simple.

A diferencia de un gas ideal, la capacidad calorífica aumenta conforme se incrementa la energía de colisión, lo que indica que el sistema adquiere nuevos grados de libertad, es decir, nuevas formas de almacenar energía. Este fenómeno es comparable al calentamiento de un objeto que, al alcanzar cierta temperatura, comienza a absorber energía para transformar su estructura interna.

Una estrategia integral para la seguridad alimentaria

En abril de 2025, esta línea de investigación culminó en una visión integral que une la física de redes complejas con la protección de cultivos, ahora frente a amenazas como la arañita roja (Tetranychus urticae), un ácaro que se desplaza entre plantas por contacto directo entre hojas.

Los científicos concluyeron que la mejor estrategia agroecológica es el diseño de policultivos, inspirados en sistemas ancestrales como la milpa mexicana. Estos modelos rompen la continuidad de las plantas susceptibles, frenan la propagación de plagas y aumentan el rendimiento neto del suelo al favorecer interacciones benéficas entre especies.

Incluso en suelos con alta presencia inicial de patógenos, seleccionar pares de plantas con base en su susceptibilidad —la probabilidad de enfermar tras la exposición— permite mantener una producción saludable y sostenible.

Ciencia sin fronteras

Esta investigación demuestra que los mismos modelos matemáticos que explican fenómenos en colisionadores de partículas o estrellas de neutrones también pueden aplicarse al diseño de las granjas del futuro.

El trabajo es resultado de la colaboración entre investigadores de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y el Centro de Agroecología de la BUAP, con el respaldo de la Secretaría de Ciencias, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI) y la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado.

Los resultados han dado origen a diversos artículos científicos que han recibido reconocimiento internacional, incluidos los galardones Futured Articles y Scientific Highlight Articles, otorgados por el American Institute of Physics.