•   Jorge Arrieta és investigador contractat Juan de la Cierva a l'IMEDEA (UIB-CSIC)

Foto: Jorge Arrieta al seu despatx de l'IMEDEA (Autora: Charina Cañas)

Esporles, 27 d'abril de 2018. Jorge Arrieta és enginyer aeronàutic per la Universitat Politècnica de Madrid (2005) i doctor en Enginyeria Matemàtica per la Universitat Carlos III de Madrid (2011). Treballa a l'IMEDEA amb un contracte Juan de la Cierva des del juny de 2017, encara que de 2012 a 2015 ja hi va estar de visitant.

A la pregunta «què fas aquests dies?», ens contesta que en aquests moments està fent models matemàtics de processos biofluidodinàmics, és a dir, de la interacció entre microorganismes i el fluid que els envolta, utilitzant uns experiments sobre una suspensió de Chlamydomonas reinhardtii (microalgues flagel·lades que fan fototaxi, és a dir, que neden cap a la llum). Quan aquestes microalgues neden cap a un focus lluminós (en aquest cas és una fibra òptica), s'acumulen, i com que són més denses que l'aigua, acaben caient i formant unes estructures anomenades «plomes» de Chlamydomonas. Aquests fenòmens, anomenats de bioconvecció, també es poden formar en la naturalesa quan es concentren capes de fitoplàncton, i són molt bonics de veure. Al laboratori, en els tubs grans erlenmeyer, gairebé totes les algues tendeixen a nedar cap amunt, i quan s'acumulen molt en superfície, acaben formant aquest tipus d'estructures.
 

Foto: Formació de «plomes» de Chlamydomonas en tubs grans erlenmeyer al laboratori (Autors: C.R. Williams and M. A. Bees)

Ha fet un model matemàtic per intentar entendre com es formen aquestes estructures. La seva feina a hores d'ara se centra a analitzar aquests experiments, a realitzar-ne la simulació numèrica per descriure matemàticament el problema, per veure si el model matemàtic descriu bé el que es veu en els experiments. N’extreu la velocitat de les cèl·lules mitjançant PIV (Particle image velocimetry). Veient les diferències d'intensitat entre dues imatges es treu la velocitat de les partícules, en aquest cas les cèl·lules. Un cop obtinguts els resultats numèrics, es compara els dos camps de velocitats. Una de les possibles aplicacions que podria tenir això és l’ús en fotobioreactors per produir biocombustible a partir de microalgues. Aquests experiments es fan en cel·les molt petites, de l'ordre del centímetre, però la idea és aplicar-los a escales més grans. En condicions de laboratori es pot controlar on es formen aquestes estructures de «plomes» de Chlamydomonas (control de la posició de la fibra òptica en tancs grans, on el control de la inestabilitat és més complicat).

De moment només és un teòric pur i dur treballant amb l'ordinador, però quan acabi aquest estudi, es posarà a traginar al laboratori, encara que ens diu que s'ha anat familiaritzant amb les tècniques d'anàlisi d'experiments.

Com que el contracte Juan de la Cierva que té s'acaba el juliol de 2019, una part del seu temps l’ha de dedicar a mirar les beques que van sortint. El setembre de 2017 va demanar les beques JuniorLeader Retaining de La Caixa i el febrer d'aquest any un contracte del programa ComFuturo de la Fundació General CSIC (FGCSIC).

També dedica una altra part del seu temps a escriure articles. En aquests moments està amb l'esborrany d'un relacionat amb la formació de les estructures de «plomes», al qual falten només algunes coses per polir.

 

Vídeo: Formació d'una ploma per acumulació per fototaxi en una suspensió de Chlamydomonas reinhardtii

Font: IMEDEA (UIB-CSIC)