03/12/2020

Entre a escrita e a engenharia, Hugo ficou com a matemática

No início do doutorado no IMPA, Hugo Saraiva estava debruçado sobre teoria de bifurcações em equações diferenciais e confiante de que seguiria por aquele caminho acadêmico. Mas uma viagem do orientador Alexei Mailybaev para Roma, mudou o rumo da pesquisa para o campo de turbulência de Rayleigh-Taylor para misturas de fluidos imiscíveis. O frutífero trabalho deu origem à tese de doutorado “Modelagem da turbulência de Rayleigh-Taylor imiscível usando o método Lattice-Boltzmann”, que será defendida em 8 de dezembro, às 10 horas, com transmissão pelo YouTube do IMPA.

“De maneira superficial, a dinâmica de fluidos é uma área dedicada ao estudo das equações de movimento de substâncias, como água, óleo e gases. A chamada instabilidade de Rayleigh-Taylor acontece quando um fluido mais denso é acelerado de encontro a um fluido menos denso, originando uma camada de mistura que para longos tempos se torna turbulenta.” O doutorando destaca que é possível encontrar exemplos da instabilidade de Rayleigh-Taylor em escalas muito grandes, como no movimento das massas em uma nebulosa até em escalas muito pequenas, como em microfluidos.

Na pesquisa de Hugo, especificamente, ele trata deste tipo de instabilidade na mistura de fluidos imiscíveis, como água e óleo, e compara com estatísticas para misturas de fluidos miscíveis, como água e glicerina. O objetivo principal foi estudar esses tipos de misturas para longos tempos, quando o escoamento se torna turbulento.

“De início, achei um tema um pouco estranho, mas me familiarizei. A interdisciplinaridade envolvida no assunto me motivou muito. A nossa pesquisa envolveu interseções entre dinâmicas de fluidos, análise, computação paralela, mecânica estatística e geometria diferencial”, aponta o doutorando.

A mistura de disciplinas é algo que já atravessava a vida de Hugo desde a infância, na cidade de Cajazeiras, no sertão da Paraíba. “Já pensei em exercer muitas profissões diferentes, escritor, médico, policial, atleta, arquiteto, cientista… O interesse por matemática veio bem mais tarde.” Mais especificamente no terceiro ano do Ensino Médio, quando teve a primeira experiência como monitor na disciplina na Escola Técnica de Saúde de Cajazeiras (ETSC), junto ao professor Raimundo Gonçalo Cariri. “A experiência com matemática fez com que optasse por engenharia civil no vestibular.”

A vida universitária ganhou forma na Federal de Campina Grande (UFCG), também na Paraíba. “O primeiro objetivo era ‘só’ terminar o curso e ir trabalhar como engenheiro. Mas fui ganhando interesse por matemática. Por três anos e meio, fui bolsista de iniciação científica pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Matemática (INCTMat), com orientação do professor Henrique Fernandes de Lima.” O ânimo matemático deu fôlego ao mestrado, também pela UFCG.

A experiência definida como “memorável” deu a Hugo a oportunidade de trabalhar com equações diferenciais em espaços de Banach, junto ao professor Severino Horácio. Figura fundamental para encorajar o doutorando a ingressar no IMPA, junto aos eventos do Simpósio Nacional/ Jornadas de Iniciação Científica, realizados pelo instituto. “O doutorado foi um período intenso e enriquecedor, não imaginava aprender tanta coisa. Sem falar nas experiências internacionais”, define.

Além da tese que será defendida em breve, a parceria com Alexei ao longo do doutorado trouxe publicações que Hugo destaca, feitas junto aos pesquisadores da Universidade de Roma Tor Vergata, Luca Biferale e Mauro Sbragaglia. Entre elas, o artigo “Validation and application of the lattice Boltzmann algorithm for a turbulent immiscible Rayleigh-Taylor system”, desenvolvido a partir de resultados apresentados na 29ª Conferência Internacional sobre Simulação Discreta de Dinâmica de Fluidos (DSFD 2020) e convidado para a revista Philosophical Transactions of the Royal Society A. E a publicação “Immiscible Rayleigh-Taylor turbulence using mesoscopic lattice Boltzmann algorithms”, submetida para a revista Physical Review Fluids, e esperada pelo futuro doutor em matemática com grandes expectativas.

Confira o convite do doutorando para a defesa de tese!