Del fondo del mar a las redes neuronales: BCAM participará en dos proyectos europeos Marie Skłodowska-Curie Actions Staff Exchanges que muestran la fuerza transversal de las matemáticas

• El centro vasco de matemática aplicada participará, a partir de 2027, en dos redes internacionales Marie Skłodowska-Curie —MOST-PINN y EMERGENCE— dedicadas a la monitorización de infraestructuras de energías renovables marinas y al desarrollo de nuevas herramientas matemáticas para el análisis de datos complejos, respectivamente  
• Vincenzo Nava (Politécnico de Turin y Miembro Científico Externo de BCAM) es coordinador el proyecto MOST-PINN, que vigila la salud de estructuras marinas para energías renovables y cuenta con la colaboración de la investigadora postdoctoral Juan de la Cierva en BCAM Ana Fernández-Navamuel como líder de un paquete de trabajo
• EMERGENCE está coordinado por Elena Cordero (Universidad de Turín) y cuenta con el liderazgo de Luz Roncal en un paquete de trabajo del proyecto que, reinventa el análisis matemático para entender datos que ya no caben en las herramientas clásicas

¿Qué tienen en común una línea de fondeo de un aerogenerador flotante en alta mar y la estructura invisible de una red de datos? A simple vista, nada. Pero para el Basque Center for Applied Mathematics (BCAM), ambas son la misma pregunta formulada de dos maneras distintas: ¿cómo puede la matemática ayudarnos a entender -y confiar- en sistemas complejos? El centro de investigación bilbaíno coordinará, a partir de enero de 2027, dos nuevos proyectos internacionales financiados por la Comisión Europea dentro del programa Marie Skłodowska-Curie Actions – Staff Exchanges (MSCA-SE), uno de los instrumentos de referencia de Horizonte Europa para la movilidad y la formación de personal investigador.

Los dos proyectos —MOST-PINN, coordinado por el investigador Vincenzo Nava (Politécnico de Turín y External Scientific Member de BCAM), y EMERGENCE, coordinado por la investigadora Elena Cordero (Universidad de Turín)— parten de retos muy distintos, uno vigila la salud de estructuras marinas para energías renovables; el otro reinventa el análisis matemático para entender datos que ya no caben en las herramientas clásicas. Juntos, sin embargo, cuentan la misma historia: la de una matemática aplicada capaz de atravesar disciplinas, sectores e incluso océanos.

En ambos proyectos hay dos mujeres investigadoras de BCAM que coordinan paquetes de trabajo en cada proyecto; la investigadora postdoctoral Ana Fernández-Navamuel y en EMERGENCE la profesora asociada Ikerbasque y BCAM Luz Roncal.  Los trabajos, se enmarcan en la acción Staff Exchanges de las Marie Skłodowska-Curie Actions, el programa de la Unión Europea dedicado a la excelencia en la formación y la movilidad investigadora. Su objetivo es financiar intercambios internacionales e intersectoriales de personal investigador, técnico o de gestión, entre universidades, centros de investigación, empresas y pymes de distintos países, dentro y fuera de la Unión Europea. Los consorcios deben reunir un mínimo de tres organizaciones de tres países diferentes y combinar entidades académicas y no académicas, con una condición que resume bien su filosofía: cada persona que participa en un intercambio regresa siempre a su institución de origen al finalizar la estancia, para que el conocimiento adquirido revierta directamente en ella.

Que BCAM coordine dos proyectos en esta misma convocatoria, confirma el peso creciente del centro vasco como nodo de referencia en la matemática aplicada europea.

MOST-PINN (Monitoring Offshore Structures using Physics-Informed Neural Networks) reúne a investigadores de ingeniería, energías renovables marinas, ciencias de la computación y matemática aplicada, junto con especialistas de la industria, en torno a una misma herramienta: las redes neuronales informadas por la física, modelos de inteligencia artificial que aprenden incorporando las leyes físicas del problema que intentan resolver, en lugar de partir de cero, en definitiva, unas matemáticas para vigilar el mar.

Ana Fernández-Navamuel es investigadora postdoctoral Juan de la Cierva en BCAM, especialista en la monitorización del estado de las estructuras integrando la mecánica computacional y el aprendizaje profundo para identificar los daños estructurales como en puentes y sistemas de energía eólica marina. Es coordinadora del paquete de trabajo en MOST-PINN  el proyecto trabaja en dos frentes muy concretos: desarrollar estrategias de control adaptativo para los convertidores de energía undimotriz, que permitan producir más energía reduciendo a la vez las cargas que desgastan los equipos; y avanzar en el mantenimiento preventivo de los aerogeneradores marinos flotantes mediante la monitorización de la salud estructural de sus líneas de fondeo, detectando daños antes de que se conviertan en averías costosas —o peligrosas.

Alineado con la agenda estratégica del Espacio Europeo de Investigación sobre transición verde y digital, MOST-PINN contribuye directamente a los Objetivos de Desarrollo Sostenible de energía asequible y no contaminante y la acción por el clima de Naciones Unidas: cada mejora en la fiabilidad y en el coste de estas estructuras acerca la energía eólica marina flotante y la energía undimotriz a ser plenamente competitivas.

El segundo proyecto, EMERGENCE (Emerging Methods in Fourier Analysis, PDEs, Graphs and Machine Learning), afronta un reto en apariencia muy alejado del anterior, pero igual de acuciante: ¿cómo analizar, con el mismo rigor con el que la matemática clásica trata las señales o las ecuaciones en derivadas parciales, datos complejos, de alta dimensión y con estructuras no euclídeas —como los grafos que describen redes sociales, sistemas biológicos o los propios modelos de inteligencia artificial?

Luz Roncal, investigadora Ikerbasque en BCAM especializada en análisis armónico y ecuaciones en derivadas parciales, coordina un paquete de trabajo dentro de EMERGENCE, un proyecto que desarrolla nuevas técnicas de análisis de Fourier sobre grafos y redes, métodos espectrales y microlocales para ecuaciones en derivadas parciales de evolución, e interpretaciones basadas en Fourier de los propios modelos de aprendizaje automático, con especial atención a su estabilidad, su capacidad de representación y su generalización. En definitiva: un lenguaje matemático común capaz de unir el análisis armónico más clásico con las herramientas más recientes de la ciencia de datos. Aunque uno mira al fondo del océano y el otro a la abstracción de un grafo, MOST-PINN y EMERGENCE comparten el mismo punto de partida: la convicción de que la matemática aplicada no pertenece a un único sector ni a una única disciplina. Se pone al servicio de la ingeniería, de la energía, de la computación o de la industria allí donde haga falta convertir un problema complejo en un modelo riguroso y útil.

Esa transversalidad es, precisamente, el valor añadido que BCAM aporta al ecosistema científico e industrial vasco y europeo. Desde su fundación en 2008 como Centro de Investigación de Excelencia Vasco (BERC), y acreditado ya en tres ocasiones consecutivas con el sello «Excelencia Severo Ochoa» —la máxima distinción que concede el Estado español a sus centros y unidades de investigación—, BCAM ha convertido la aplicación de las matemáticas a ámbitos tan diversos como la salud, la energía, las biociencias o la industria avanzada en su seña de identidad y también en un centro de carácter y referencia internacional.

Para el personal investigador que participa en ellos, ambos proyectos suponen una oportunidad de formación de alto nivel, colaboración internacional y desarrollo profesional: exactamente los objetivos que persigue el programa Marie Skłodowska-Curie desde su creación. Para BCAM, cada proyecto europeo es también una herramienta más de atracción y retención de talento: una razón más para que investigadoras e investigadores de cualquier parte del mundo elijan instalarse en Bilbao y contribuir, desde aquí, a la ciencia del futuro. El lema del propio centro lo resume mejor que cualquier otro dato: Matematika mugaz bestalde — las matemáticas más allá de las fronteras.

En cifras

• MOST-PINN · Monitoring Offshore Structures using Physics-Informed Neural Networks · IP en BCAM: Ana Fernández-Navamuel · Programa: MSCA Staff Exchanges (Horizonte Europa) · Duración: 2027-2030
• EMERGENCE · Emerging Methods in Fourier Analysis, PDEs, Graphs and Machine Learning · IP en BCAM: Luz Roncal · Programa: MSCA Staff Exchanges (Horizonte Europa) · Duración: 2027-2030