El estudio de la formación de cráteres, tras el impacto de meteoritos en planetas y satélites naturales, es una de las áreas en las que Felipe Pacheco Vázquez, graduado del Cinvestav en 2011, ha aportado nuevo conocimiento e impulsado la formación de estudiantes; labor que fue reconocida recientemente con uno de los Premios de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias 2021.
La materia granulada está compuesta por partículas sólidas de diversos tamaños, es el caso de la arena de las playas, pero también se puede encontrar en los asteroides, al tratarse de un conglomerado de granos, o en las superficies de planetas y lunas, explicó Pacheco Vázquez, quien actualmente es investigador del Instituto de Física de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP).
La colisión de un meteorito sobre un planeta u otro cuerpo celeste, cuya superficie está cubierta por arena, genera un cráter y, en algunos de ellos, como en el llamado Tycho de la Luna, se han identificado un conjunto de líneas delgadas (sistemas de rayos) saliendo del punto de impacto.
Al respecto de este tema, Pacheco Vázquez ha reportado en publicaciones científicas que los sistemas de rayos, de los cuales no se entendía del todo su proceso de formación, pueden resultar del impacto de un proyectil no esférico.
Las pruebas experimentales mostraron que los proyectiles esféricos generan una cortina uniforme de material alrededor del cráter; en cambio cuando los objetos que se impactan son amorfos y con curvaturas marcadas, se presentan sistemas de rayos; esto podría explicar lo observado en el cráter Tycho de la Luna, dijo Pacheco Vázquez, quien fue reconocido en el área de ciencias exactas.
Además, ha identificado que conforme la energía del impacto aumenta (relacionada con la velocidad y el tamaño del proyectil), los cráteres se ven más circulares, independientemente de si el objeto que colisionó no es esférico, como es el caso de los asteroides.
Para estudiar la morfología de cráteres, ya sean sencillos, dobles o con sistemas de rayos, el investigador utiliza materiales granulares como la arena a fin de lanzar proyectiles, con distinta geometría y a diferentes alturas, mientras una cámara de alta velocidad graba lo ocurrido tras el impacto para su posterior análisis.
Desde el doctorado en el Departamento de Física Aplicada del Cinvestav Unidad Mérida, Pacheco Vázquez enfocó su trabajo de investigación en la materia granular y la formación de cráteres de impacto. Este interés lo llevó, en 2014, a conformar el Laboratorio de Materiales Granulares en el Instituto de Física de la BUAP, del que se han graduado 10 estudiantes y conseguido colaboraciones con grupos de investigación en México y otros países, entre ellos Francia, Estados Unidos, Japón y Bélgica.
Si bien, el grupo de investigación que Pacheco Vázquez encabeza se ha destacado por sus estudios de la formación de cráteres en otros planetas y lunas, su trabajo acerca de materiales granulares también tiene un enfoque aplicado.
Un ejemplo de lo anterior es el estudio de la interacción de un jet de granos con un medio líquido y cómo se generan burbujas que llegan a durar meses, lo cual puede ser deseado en ciertos escenarios industriales, como en el de la elaboración de cerveza. Otro es la caracterización de las propiedades y el análisis de la dinámica de los granos de café, tema en el que el investigador trabaja actualmente con miras a hacer más eficiente el manejo de este cultivo.
Aunque la comunidad científica lleva décadas estudiando la materia granular, quedan algunas preguntas abiertas, ya que no existen ecuaciones generales para describir su comportamiento en una variedad de escenarios.
Por lo cual, “el premio con el que recién fui reconocido es una motivación para seguir realizando trabajo científico de calidad y aportar conocimiento útil en lo que se refiere al manejo de los materiales granulares en la industria o saber cómo trasladarse en la superficie de Marte, que está cubierta de arena”, dijo el investigador.
Los Premios de Investigación para científicos jóvenes de la Academia Mexicana de Ciencias fueron instituidos en el año 1961. A la fecha más de 200 investigadores han sido reconocidos en las áreas de ciencias exactas, naturales, sociales, humanidades, ingeniería y tecnología, dentro de los cuales figuran 33 investigadores del Cinvestav.
