"Con las matemáticas podemos predecir en cierto modo qué ocurrirá en el futuro"

Investido recientemente doctor honoris causa por la Universidad Politécnica de Madrid, el ingeniero Klaus-Jürgen Bathe, de 61 años, es admirado por ser uno de los padres del método de los Elementos Finitos, un complejo modelo matemático con ecuaciones de millones de variables que permite representar prácticamente cualquier sólido o fluido en un ordenador y simular cuál sería su comportamiento en la realidad. Con este tipo de modelos se puede predecir, por ejemplo, cómo respondería un determinado coche ante una colisión o qué ocurriría en la sonda Huygens durante su arriesgado descenso a la superficie de Titán; un trabajo éste último realizado precisamente por ingenieros de la Politécnica de Madrid y de EADS-CASA, para la Agencia Europea del Espacio.

"Queremos llegar a simular un corazón en el ordenador para que el cirujano pueda ensayar qué ocurriría en una operación"

"Nosotros somos ingenieros y debemos dar ese difícil paso entre las matemáticas y la resolución de los problemas reales"

Este brillante investigador de origen alemán asombró por primera vez a la comunidad científica hace 30 años con la presentación en la Universidad de Berkeley de su tesis doctoral Cálculo dinámico de modelos con muchísimos grados de libertad basándose en el método de iteración por subespacios y hoy es uno de los 300 investigadores más citados del mundo. Hoy, imparte clases en el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) y aún tiene tiempo para cuadrar los números de su exitosa empresa de programas informáticos.

Pregunta. ¿Para qué se pueden emplear sus modelos matemáticos?

Respuesta. Sirven para analizar estructuras y sistemas generales, como coches, puentes, rascacielos o incluso el cuerpo humano. Sabemos simular fácilmente en el ordenador sistemas tales como un puente movido por un terremoto. Otros como el cuerpo humano, el corazón, el cerebro o los pulmones son más difíciles de reproducir. No se pueden modelar bien porque todavía no se entiende correctamente el comportamiento de estos órganos.

P. ¿Qué es lo más complejo en lo que se trabaja ahora?

R. Queremos llegar a simular un corazón en el ordenador para que el cirujano pueda ensayar qué ocurriría en una operación. Así, en el quirófano, antes de realizar un corte determinado en el paciente, tendría junto a él al ordenador que le diría en tiempo real: no hagas eso porque algo podría ir mal. Esto también puede ser muy útil para el entrenamiento de los cirujanos.

P. ¿No es algo así como predecir el futuro con matemáticas?

R. Sí, en cierto modo. De hecho, sólo con las matemáticas y puro razonamiento Einstein predijo muchas cosas que luego se han demostrado con experimentos. Lo que estamos haciendo ahora es más modesto, intentamos llegar a saber qué pasará en un edificio, en un puente o en un coche durante una emergencia. En cierto modo, con las matemáticas podemos predecir qué ocurrirá en el futuro si no se tomaran ciertas medidas. Y gracias a esto podemos diseñar edificios, puentes o prótesis de tal forma que no se produzcan accidentes.

P. Usted ha enumerado ocho retos para los científicos en este campo. ¿Cuáles son?

R. Sería demasiado extenso entrar en detalle sobre todos ellos. No obstante, entre estos ocho retos está el conseguir automatizar todo el proceso de análisis, pues hoy en día para hacer una simulación los ingenieros todavía tienen que ser muy cuidadosos y efectuar mucho trabajo. Otro reto es modelar correctamente los fluidos, lo que resulta muy complicado, entre otros motivos, por las turbulencias y por su gran variedad. Un helado es un fluido muy viscoso bastante fácil de analizar, pero la meteorología depende también de fluidos y es muy complicada, dado que pequeños efectos pueden cambiar por completo el comportamiento global. Por último, otro de los retos es el de los sistemas acoplados en los que se debe modelar a un mismo tiempo fluidos con estructuras, con temperaturas, con sistemas electromagnéticos, con efectos químicos...

P. Su padrino en la ceremonia de honoris causa, Enrique Alarcón, ha destacado su generosidad para compartir sus creaciones. Durante mucho tiempo repartió de forma gratuita sus programas informáticos.

R. Sí, al principio repartía de forma gratuita mis programas informáticos SAP, Non-SAP y ADINA, porque creo que los científicos deben compartir las ideas. Está claro que tiene que existir competencia, pero debe ser secundaria al trabajo conjunto.

P. ¿Por qué dejó de hacerlo?

R. Los programas estaban siendo utilizados ya por muchísimos usuarios, universidades y empresas y esto me obligaba a dedicar mucho tiempo en asistencia técnica. Llegó un momento en el que estaba sentado en mi despacho del MIT y no hacía otra cosa que enviar cintas de ordenador con programas y coger el teléfono para responder a las preguntas de la gente. Fue entonces, cuando el MIT me dijo: Bathe te adoramos y adoramos tu trabajo de investigación, pero debes de crear tu propia compañía para realizar estas tareas de soporte técnico.

P. ¿Y cómo va su empresa?

R. Muy bien, la verdad. La compañía es pequeña, pues cuenta con sólo 20 empleados escogidos entre los mejores. Pero tenemos montones de clientes por todo el mundo... Deje que le cuente una historia. Cuando obtuve mi título de doctor en ingeniería hace 30 años por el cálculo del comportamiento dinámico de estructuras recibí una llamada de teléfono de una compañía de San Francisco. Alguien había visto mi tesis doctoral y la había implementado con un programa suyo de ordenador para calcular las vibraciones del puente sobre la bahía de San Francisco: Quería que comprobase si funcionaba. Necesité sólo 10 minutos para verificar que el programa era correcto, pero me pagaron 150 dólares, que entonces era mucho dinero. Fue la primera vez que pensé: Dios mío, esto sirve realmente para algo.

P. ¿Las matemáticas deben buscar un resultado práctico?

R. No necesariamente, tengo un gran respeto por los matemáticos puros, pues creo que hay grandes nombres, como el alemán David Hilbert. Nosotros somos ingenieros y por eso debemos dar ese difícil paso entre las matemáticas y la resolución de los problemas reales.

P. ¿Los ordenadores han cambiado la manera de pensar las matemáticas?

R. Desde luego. Cuando antiguamente los matemáticos escribían las ecuaciones raramente podían resolverlas. Apenas eran capaces de predecir a qué se a asemejaría el resultado final. Hoy en día, y gracias a los ordenadores, tenemos ese resultado, algo muy importante en la ingeniería.

P. ¿Cuál es el nivel de España en este campo?

R. Muy alto. Tienen un buen sistema de educación y los investigadores españoles con los que he tenido contacto han demostrado un nivel muy bueno. Sin embargo, eso no quita que en mi opinión debieran reformarse todos los sistemas educativos, como ya se ha empezado a hacer EE UU y en otros países, pues cada vez hay más materia para un número reducido de años de enseñanza. Es necesario introducir más los ordenadores en las aulas.

P. Lleva más de 30 años en EE UU, pero mantiene su nacionalidad alemana. ¿Por qué?

R. Mi cerebro y mis pies están en Estados Unidos. Mi corazón sigue en Europa. Me gusta el estilo de vida europeo, el modelo americano es a veces demasiado duro. Además, no estoy de acuerdo en cómo se lleva este país en algunos asuntos.