Los microorganismos presentes en el suelo y el subsuelo constituyen uno de los componentes más relevantes, y a la vez menos comprendidos, de la biosfera terrestre, desempeñando un papel central en numerosos procesos ingenieriles, ambientales y de salud pública. Avances recientes en sistemas microfluídicos han puesto de manifiesto que el flujo de fluidos y los gradientes químicos asociados son factores clave en la dinámica microbiana. Si bien las celdas microfluídicas suelen operar en flujos bidimensionales, recientemente hemos demostrado que el flujo tridimensional en medios porosos introduce un grado adicional de libertad que da lugar a advección caótica, caracterizada por un estiramiento y plegado repetido de los elementos del fluido en el espacio poroso. Esta deformación exponencial genera gradientes químicos dinámicos a escala fina, cuya magnitud y variabilidad difieren significativamente de los observados en flujos 2D. Aunque este fenómeno podría originar una amplia gama de comportamientos emergentes, la influencia de los flujos caóticos 3D sobre los procesos microbianos en medios porosos sigue siendo en gran medida desconocida.
Este proyecto tiene como objetivo abordar esta brecha de conocimiento, aprovechando los avances conceptuales, de modelización y de escalado más recientes para investigar cómo el flujo en medios porosos tridimensionales regula la dispersión, mezcla, adhesión y navegación microbiana, y cómo estas dinámicas se acoplan con los procesos de transporte reactivo. La plataforma de modelización de código abierto resultante, junto con nuevos conocimientos mecanicistas y marcos de escalado, impulsará la comprensión fundamental y permitirá la modelización cuantitativa de las dinámicas bacterianas en medios porosos, ofreciendo aplicaciones amplias en geoenergía, gestión de recursos hídricos y salud pública.
Ayuda ATR2025-164528 financiada por MICIU/AEI/10.13039/501100011033
