Por Por Gema Limia Batista (gema.limia@estudiantes.fisica.uh.cu) y Javier Ernesto Borroto Santos (javier.eborroto@estudiantes.fisica.uh.cu), estudiantes de 4to año, Facultad de Física, Universidad de La Habana
· Cuando se informó en febrero de 2026 que, debido a la crisis de combustible que enfrenta el país —la cual paralizó el transporte público y elevó considerablemente las horas de apagón—, las actividades docentes continuarían semipresenciales, la Federación Estudiantil Universitaria (FEU) y la dirección de la Facultad de Física de la Universidad de La Habana se encontraron con un nuevo reto: realizar de forma remota la edición XLI de la Jornada Científica Estudiantil.
Este evento reúne lo más relevante de la investigación que realizan los estudiantes de la Facultad de Física, de otras facultades de la Universidad de La Habana y del país, ya sea en los grupos de investigación internos de la UH o en centros de investigación externos. La Facultad de Física concibe la investigación como eje fundamental en la formación de sus estudiantes.
Esta edición de la Jornada Científica Estudiantil tuvo un significado especial, pues fue dedicada a la mujer en la ciencia, como reconocimiento a su papel protagónico en el desarrollo de la física, donde figuras como Marie Curie, Lise Meitner o Emmy Noether marcaron hitos históricos fundamentales.
Para esta edición, el homenaje se concretó en la figura de la Dra. Elena Vigil Santos (1941-2022), quien fue Profesora Emérita de la Universidad de La Habana, Profesora Titular de la Facultad de Física y Académica de Mérito de la Academia de Ciencias de Cuba. Sus investigaciones en el campo de la estructura de materiales semiconductores fueron trascendentes para el aprovechamiento de la energía solar; entre sus numerosos logros se cuentan su contribución al diseño del primer diodo semiconductor producido en Cuba y la concepción de un experimento de crecimiento de uniones semiconductoras en condiciones de ingravidez, realizado durante el vuelo espacial conjunto Cuba-URSS en 1980 y uno de los primeros de su tipo a nivel internacional, hitos que la convierten en un referente para las nuevas generaciones de físicos cubanos.
A raíz de la epidemia de COVID-19, el profesorado de la Facultad había adquirido experiencia en la organización de la jornada científica a distancia, aprovechando plataformas como EVEA (Entorno Virtual Aprendizaje de la Universidad de Habana), a las que ahora se sumaba la nube UH. Para homogeneizar el evento se definió el formato de entrega del informe escrito en versión digital, acompañado de un video breve donde cada estudiante explicaría su trabajo.
La convocatoria se publicó a través de WhatsApp y de EVEA, y la fecha de la jornada, prevista inicialmente entre el 4 y el 8 de mayo, fue modificada para el período del 22 al 29 de mayo, luego de que varios estudiantes solicitaran más tiempo. Las extensas horas de apagón representaban un obstáculo, tanto para terminar los trabajos como para grabar los videos. El plazo de entrega se cerró finalmente el viernes 22 de mayo, y los tribunales tuvieron hasta el viernes 29 para dar a conocer los resultados. Cada comisión contó con un tribunal de alrededor de tres profesores de la Facultad, que evaluó los trabajos a partir del informe escrito y el video, sin sesiones de defensa en vivo.
Se presentaron en total 60 trabajos, distribuidos en las cinco comisiones habituales: Biofísica y Sistemas Complejos, Ciencia de Materiales y Nanotecnología, Física Teórica, Electrónica y Computación, y Enseñanza de la Física y tuvimos la participación de estudiantes de otras facultades e instituciones, como el Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas (InsTec), la Facultad de Matemática y Computación, la Facultad de Biología y la Facultad de Química, lo que contribuyó a diversificar aún más los trabajos presentados.
La comisión de Biofísica y Sistemas Complejos, con 22 trabajos fue, como es habitual, la más numerosa de la jornada. El espectro temático resultó muy amplio, desde la construcción de un quimiostato casero para el estudio de propiedades emergentes en cultivos bacterianos, hasta el análisis de redes complejas aplicado a la coherencia de las votaciones en la ONU, pasando por la exploración de espacios latentes en inteligencia artificial y la modelización de dinámicas poblacionales mediante ecuaciones diferenciales.
En el plano metodológico predominaron las herramientas propias de la física estadística y el aprendizaje automático, entre ellas el análisis entrópico de bioseñales (electroencefalogramas y electrocardiogramas) aplicado, incluso, al estudio de enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson, la inferencia de redes, las matrices de recurrencia, las descomposiciones tensoriales y los modelos generativos orientados, tanto a la validación de estructuras proteicas como a la identificación de sesgos en los propios conjuntos de datos.
Física Teórica, con 13 trabajos, mantuvo su peso tradicional dentro de la jornada. Los temas fueron desde la física de la materia condensada y los sistemas de baja dimensionalidad, hasta la astrofísica y la cosmología, pasando por problemas de optimización combinatoria y fenómenos emergentes en sistemas no lineales.
En el área de sistemas cuánticos y materiales avanzados se presentaron estudios sobre dispersión de huecos con interacción espín-órbita, efecto Hartman en sistemas basados en grafeno, conductancia gigante en heteroestructuras bidimensionales, propiedades espectrales de fermiones de Dirac bajo acoplamiento Rashba, y nanoanillos cuánticos aplicados a circuitos eléctricos.
La comisión incluyó también trabajos de física de altas energías y astrofísica —como la nucleosíntesis en discos de acreción del sistema binario Cygnus X-2, la amplificación por superradiancia y las transiciones quirales inducidas por fotones longitudinales en el vacío caliente de la cromodinámica cuántica (QCD)—, junto a aproximaciones computacionales y metodológicas, como el aprendizaje automático aplicado a la gravedad emergente, la exploración de comunidades de soluciones en problemas K-SAT mediante ecuaciones maestras, la propagación de mensajes en optimización combinatoria y el estudio de cadenas de osciladores no lineales con acoplamiento local.
En Electrónica y Computación se reunieron 11 trabajos, que abarcaron desde el desarrollo de instrumentación y sistemas de control hasta la modelización computacional de fenómenos físicos y biológicos.
Entre las aplicaciones prácticas estuvieron el control inteligente de procesos de electrodepósito, el diseño de un sistema de crecimiento por spin-coating, la detección de autofluorescencia en piel para el diagnóstico de lesiones dermatológicas y un prototipo de generador eléctrico basado en goteo.
A ellas se sumaron trabajos de simulación y modelado, entre los que figuraron un modelo Monte Carlo de difusión, una plataforma multiparadigma para simulación epidemiológica, la predicción de caudales fluviales para la gestión de riesgos, y estudios de mecánica cuántica aplicada al cómputo o de colectividad partónica en colisiones de iones pesados.
De este modo, la comisión integró aproximaciones experimentales y computacionales, que iban desde la electrónica de dispositivos y la inteligencia artificial hasta los métodos numéricos, con aplicaciones orientadas a problemas energéticos, de salud pública y de gestión de recursos naturales.
Ciencia de Materiales y Nanotecnología reunió ocho trabajos, en un contexto en el que sostener estudios experimentales —con equipos, reactivos y condiciones acordes con los estándares internacionales— supone un reto considerable para estudiantes y profesores. Aun así, la diversidad temática fue notable, desde materiales para el almacenamiento y conversión de energía hasta biomateriales y sistemas de baja dimensionalidad.
Las investigacioines se agruparon en torno a tres ejes: materiales piezoeléctricos y ferroeléctricos, con estudios sobre PLZST y el diseño de un sistema experimental para demostrar el efecto piezoeléctrico; materiales para aplicaciones energéticas, con una revisión sobre tecnologías de litio, células solares híbridas de CdTe y nanobarras de óxido de zinc para fotovoltaica; y materiales avanzados como el grafeno y los recubrimientos biocompatibles de hidroxiapatita sobre titanio.
La comisión combinó estudios experimentales —como la espectroscopía de fotovoltaje superficial y la caracterización morfológica de recubrimientos— con trabajos de carácter más teórico, entre ellos el estudio del tunelamiento de Klein en grafeno. Este panorama corresponde al de una disciplina que mantiene líneas activas en la Facultad, pero enfrenta limitaciones para sostener investigaciones experimentales de mayor envergadura.
Enseñanza de la Física fue, con seis trabajos, la comisión más reducida en número, pero no en variedad de enfoques. Las propuestas fueron desde la integración de la inteligencia artificial en la enseñanza de la física y la computación hasta modelos físicos de fenómenos como el efecto Yarkovsky o el análisis de un huracán como máquina térmica de Carnot.
También incluyó estudios sobre la transducción en la cóclea humana y revisiones históricas de la fuerza de Coriolis en el mundo atómico y acerca de la presencia femenina en la ciencia a lo largo de dos milenios.
Fue precisamente esa mezcla de física, historia y divulgación la que más llamó la atención del jurado, que valoró el esfuerzo por conectar conceptos abstractos con preguntas accesibles y relevantes, y por abrir espacios de reflexión que amplían el alcance de una comisión centrada tradicionalmente en propuestas didácticas.
Figura 2. Imágenes del trabajo presentado por Harold Martínez Díaz, de 5to año, Facultad de Física, 1er lugar en la comisión de Ciencia de Materiales y Nanotecnología y Gran Premio de la Jornada.
¿Quiénes fueron los premiados?
El Gran Premio de la Jornada (Figura 2) se otorgó a Harold Martínez Díaz, estudiante de 5to año, por su trabajo “Diseño e implementación de un sistema experimental para demostrar simulaciones del efecto piezoeléctrico”, bajo la tutoría de la Dra. Aimé Peláiz Barranco.
El efecto piezoeléctrico es un fenómeno físico por el cual ciertos cristales y cerámicas polarizadas generan una carga eléctrica al ser sometidos a una deformación mecánica, y recíprocamente experimentan cambios dimensionales cuando se les aplica un campo eléctrico.
Su estudio, tanto desde el punto de vista fundamental como aplicado, es relevante porque permite diseñar materiales con coeficientes piezoeléctricos mejorados, optimizar dispositivos para condiciones extremas y explorar nuevas fronteras como los materiales piezoeléctricos flexibles o los sistemas nanoestructurados, lo que impulsa avances en electrónica, medicina, robótica y energías renovables.
El trabajo de Martínez Díaz aborda el problema de modelar y validar experimentalmente la respuesta eléctrica de un sensor piezoeléctrico comercial de disco (PZT-4), sometido a impactos mecánicos transitorios, partiendo directamente de las ecuaciones constitutivas de la piezoelectricidad lineal en la dirección del espesor, en lugar de recurrir al enfoque habitual de circuitos equivalentes.
Su aporte central es la deducción de una ecuación diferencial tipo RC modificada que incorpora, además de la descarga resistiva convencional, un término de acoplamiento electromecánico proporcional a la derivada temporal de la fuerza aplicada, obtenido al introducir tres aproximaciones físicamente justificadas por la geometría del disco delgado y por el carácter localizado del contacto.
A partir de esa ecuación, se obtiene una solución analítica cerrada para un pulso de fuerza con perfil de medio seno, que permite identificar y separar físicamente tres contribuciones al voltaje generado, y caracterizar tres regímenes dinámicos —cuasiestático, derivador e intermedio— según la relación entre la constante de tiempo del circuito y la duración del pulso mecánico.
La validación experimental se realizó mediante un montaje sencillo, compuesto por el sensor de PZT-4, un divisor de voltaje resistivo para adaptar la señal bipolar al rango del conversor analógico-digital de un Arduino Uno, y un servomotor que generaba impactos controlados.
En conjunto, el trabajo muestra que un modelo derivado a partir de las ecuaciones constitutivas, con aproximaciones geométricas mínimas, logra reproducir la dinámica de acoplamiento directo-inverso del efecto piezoeléctrico en condiciones de carga concentrada, y propone esta metodología como punto de partida para la calibración dinámica y la eventual caracterización del coeficiente piezoeléctrico d33 en montajes de bajo costo.
En la comisión de Biofísica y Sistemas Complejos, el primer premio correspondió a David Garófalo Aedo, estudiante de 4to año, por un trabajo que analiza cómo la estructura de los propios datos puede introducir sesgos en algoritmos de aprendizaje no supervisado, tema con implicaciones para cualquier disciplina que emplee aprendizaje automático.
El segundo galardón se le otorgó a Patricia Altshuler Rivera (4to año), por un estudio sobre la formación de cráteres complejos por impacto múltiple, y el tercero a Ariel Ernesto Suárez Hernández (4to año), que aplicó entropía y aprendizaje automático al análisis de señales de electrocardiogramas de 12 derivaciones.
En Física Teórica, el primer premio fue para Adrián A. García Negrín (4to año), por un trabajo sobre dispersión cuántica de huecos bajo interacción espín-órbita, un problema de física del estado sólido con relevancia para la espintrónica.
El segundo lauro reconoció a Jonathan González García (4to año), que exploró comunidades de soluciones en problemas de satisfacibilidad aleatoria —K-SAT— mediante ecuaciones maestras aproximadas, un puente entre la física estadística y la ciencia de la computación. El tercer premio fue para Adriana Monteagudo Rivero, del InsTec, por un trabajo de astrofísica sobre la nucleosíntesis en discos de acreción de un sistema binario.
En Electrónica y Computación, el primer premio (Figura 5) fue para Jean Rafael López Fonseca (4to año), por entrenar una red neuronal convolucional, capaz de segmentar patrones de shadowmetry generados por gotas de aceite flotando sobre agua. El segundo reconoció a Alejandro Vázquez Hernández (4to año), con un sistema de control inteligente para procesos de electrodepósito, y el tercero a Antonio Rodríguez López (3er año), por el diseño de un sistema de crecimiento de capas delgadas mediante la técnica de spin-coating.
En Ciencia de Materiales y Nanotecnología, además del primer premio de Harold Martínez Díaz, en segunda posición fue reconocido Gabriel Quintana Reyes (3er año), con un estudio sobre nanobarras de óxido de zinc para aplicaciones fotovoltaicas, y en tercera, Néstor Alexis Vargas Zayas (3er año), con una caracterización morfológica de recubrimientos biocompatibles sobre titanio pensados para implantes.
Finalmente en la comisión de Enseñanza de la Física se premió en primera instancia a Patricia López Hernández y Liz Diana Huerta Rivas, ambas de primer año, quienes se preguntaron si un huracán puede entenderse como una máquina térmica de Carnot. El segundo premio, para Laura Matamoros Calderín (1er año), abordó cómo el oído humano transforma una onda de presión en una señal eléctrica a través de los mecanismos de la cóclea. El tercer premio reconoció de nuevo a Huerta Rivas y López Hernández, esta vez por una revisión histórica sobre la fuerza de Coriolis en el mundo atómico, y hubo una mención para Angeline Sánchez Romero y la propia Huerta Rivas, por un trabajo sobre la mujer en la ciencia a lo largo de dos milenios.
Todos los trabajos presentados pueden consultarse en https://drive.google.com/drive/folders/1yGMM7HfCp3-x3ik9mmc774yvff5yf6R2?usp=drive_link