Nombre organización: Universidad Complutense de Madrid
Otras organizaciones participantes: Red Española de Supercomputación (RES), Barcelona Supercomputing Center y EuroCC Spain.
Área: Academia.
Comprender el comportamiento dinámico de sistemas biofísicos complejos, como virus y microplásticos, requiere técnicas computacionales específicas a escala mesoscópica. En este proyecto se abordaron dos desafíos principales:
Analizar cómo las mutaciones del coronavirus afectan la distribución de carga en las proteínas spike, y cómo el pH modifica su comportamiento electrohidrodinámico en distintas condiciones (como difusividad rotacional y viscosidad bajo flujos oscilatorios).
Estudiar el movimiento colectivo de microswimmers (partículas autómatas a microescala) bajo gravedad, considerando las interacciones hidrodinámicas y estéricas que influyen en su organización y dinámica.
El equipo liderado por Chantal Valeriani empleó simulaciones de Dinámica de Partículas Disipativas (DPD) para representar estos sistemas con gran nivel de detalle.
Gracias al superordenador MareNostrum5 GPP del Barcelona Supercomputing Center (BSC), se simularon tanto virus como microswimmers bajo diversas condiciones físicas. El modelo permitió incluir componentes clave del coronavirus, como proteínas estructurales y de envoltura, además de simular entornos con diferentes cargas virales y flujos oscilatorios.
Los resultados mostraron que, bajo fuerzas gravitacionales elevadas, los microswimmers tipo puller forman monocapas hexagonales sedimentadas y son capaces de reparar defectos superficiales en tiempos cortos. En paralelo, se observó cómo las mutaciones afectan el comportamiento dinámico del virus, abriendo nuevas vías de análisis en entornos complejos.
Estos hallazgos tienen aplicaciones potenciales en salud, desarrollo de sistemas de clasificación de microplásticos, superficies autorreparables y tecnologías de transporte dirigido (cargo delivery systems).
La Universidad Complutense de Madrid, a través del grupo liderado por Chantal Valeriani, se especializa en simulación computacional de sistemas blandos y biofísicos mediante técnicas mesoscópicas como DPD. Combinando física estadística, mecánica de fluidos y biología computacional, su investigación explora el comportamiento colectivo y estructural de virus, proteínas y microfluidos. La colaboración con la RES y el BSC les permite abordar con éxito simulaciones de gran escala orientadas tanto a la investigación básica como a aplicaciones tecnológicas emergentes.
