Las Matemáticas y el Medio Ambiente

Ya lo dijo Thomas Carlyle (historiador y ensayista matemático): “Con números se puede demostrar cualquier cosa”, y lo cierto es que todo lo que nos rodea tiene, de una forma u otra, una representación matemática que demuestra por qué ocurre.

Ya en los tiempos de la Antigua Grecia, los Pitagóricos basaban su filosofía de pensamiento en que los números eran la base de toda la armonía y orden en el Universo, que cualquier suceso acaecido en el Medio Ambiente era susceptible de ser demostrado con fórmulas matemáticas. Se apoyaban en fenómenos que ocurrían en la naturaleza para hacer las demostraciones empíricas de la mayoría de sus más famosos teoremas. De hecho, el primero conocido de la historia, el “Teorema de Tales”, fue desarrollado por el reconocido matemático Tales de Mileto apoyándose en el uso del Sol y la proyección de sombras.

En su momento Tales enunció que,si en un triángulo se traza una línea paralela a cualquiera de sus lados, se obtiene un triángulo que es semejante al triángulo dado. Con este Teorema y con la ayuda del Sol, pudo calcular la altura de la pirámide de Keops siguiendo el razonamiento de la figura adjunta.

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Siguiendo el desarrollo de la Historia, las matemáticas han servido de gran ayuda para realizar un aprovechamiento del cultivo total, optimizando el uso de la tierra y la racionalización del agua. Hoy en día, las matemáticas son una herramienta básica en el desarrollo agrónomo a nivel mundial, utilizándose tanto para el desarrollo de sistemas de riego que optimicen el alcance y reparto equitativo a toda la superficie como para la investigación de nuevas metodologías en el desarrollo de cultivos hidropónicos.

A día de hoy, en parte debido a la gran preocupación por el impacto medioambiental, se llevan a cabo numerosos proyectos en Universidades de todo el mundo, aplicando modelos matemáticos para estudiar comportamientos en la naturaleza. De hecho, un equipo de la Universidad de las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) y de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) utiliza algoritmos a partir de imágenes por satélite para prever el estado del mar o el desplazamiento de una mancha de petróleo. También es posible, combinando con modelos estadísticos, predecir posibles cambios que se dan en la naturaleza, incluso terremotos, lo que nos brinda una información esencial para poder prevenir e intervenir si es necesario.

Y es que las matemáticas no son un invento del hombre, llevan “escondidas” en la naturaleza desde hace millones de años. Fórmulas y algoritmos que moldean y confeccionan toda la biología y la geología que conocemos. Un ejemplo muy claro esla aparición de la sucesión de Fibonacci (1,1,2,3,5,8,13,21, etc.; es decir, cada cifra es la suma de las dos anteriores) en el crecimiento del girasol para optimizar la recogida de la luz solar. Algo parecido ocurre en el romanesco (es un tipo de coliflor), cuya estructura está formada por fractales (figuras geométricas que se van repitiendo a diferentes escalas).

Otro claro ejemplo lo encontramos en los panales de las abejas formados por huecos hexagonales uno tras otro; esto es debido a que es la figura que mejor optimiza el almacenaje y la que más resistencia da al panal. También encontramos espirales en la formación de las conchas de moluscos, patrones de natalidad en los animales según la tasa de supervivencia y esperanza de vida, la forma helicoidal del ADN o la aparición del legendario “número de oro” o “razón áurea” como representación de la perfección (elhombre de Vitruvio de Leonardo Da Vinci) y belleza en la naturaleza (tema tan extenso que necesitaríamos varios artículos).

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Desgraciadamente los números no siempre expresan la belleza y perfección de la naturaleza, también sirven para darnos cuenta del mal que ha hecho el ser humano al planeta con su propia existencia. Los bosques de todo el mundo se han visto reducidos en un 40% desde que la agricultura comenzó hace más de 11.000 años, los chicles tardan en desaparecer más de 5 años, las bolsas de plástico 10 y… ¡los pañales 50 nada más y nada menos!

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Haciendo unas sencillas cuentas, si hemos tenido en España 430.000 nacimientos a una media de 7 pañales al día en el primer año del bebé, nos sale la escalofriante cifra de 550 millones de pañales que, multiplicado por los 50 años que tarda la naturaleza en eliminarlos, nos juntamos con más de 25.000 millones de pañales. Asusta, ¿verdad?

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Si nos centramos en la educación de nuestro país, y más concretamente en el currículo de la Enseñanza Secundaria Obligatoria, nos encontramos con que cada vez con más asiduidad el medio ambiente se utiliza como recurso y aplicación de lo aprendido en clase. Algunos docentes llevan este aspecto “obligatorio” del currículo mucho más allá y llevan a clase artículos de periódicos o revistas medioambientales para analizarlos y proponer problemas matemáticos en relación a ellos.

Algunos ejemplos son el uso de los datos numéricos del artículo, de los porcentajes que aparecen, de medias aritméticas, reglas de tres, promedios, etc. Imaginemos que hemos llevado a clase un artículo sobre la deforestación en España. De los datos que seguramente aparezcan podremos plantear preguntas como: ¿qué superficie ocupan los árboles en España expresada en hectómetros y metros cuadrados, y hectáreas y áreas?, ¿cuál es la superficie total que ocupan los árboles sabiendo que representa el 28% de la superficie total de España?, ¿cuál es la cantidad total de árboles que hay en España si suponemos que ocupan 1 metro cuadrado cada uno?, ¿a qué porcentaje se refiere el artículo cuando nos indica que la quinta parte de los árboles están enfermos?. Son sólo algunos ejemplos que se pueden hacer con un poco de interés por parte del profesorado en esta materia.

Por otro lado, las matemáticas han tenido siempre “mala” fama. Tradicionalmente se ha tendido a enseñar las matemáticas desde su vertiente más académica sin preocuparse en enseñar la parte “aplicada” de esta ciencia. Es necesario que los chicos de hoy en día sean la piedra de toque que de un cambio radical al panorama actual medioambiental y solucionen lo que los adultos hemos estropeado durante todos estos años.

Santiago Menéndez Villarrubia, Ingeniero Industrial y Docente.