Anales de la Academia de Ciencias de Cuba

Model to disaster risk reduction management to Guantánamo Bay, Cuba

RESUMEN Introducción: La bahía de Guantánamo es un escenario singular con conflictos ambientales y geopolíticos que comprometen el éxito de iniciativas para el manejo integrado. Objetivo: Elaborar un modelo de gestión para la reducción de riesgos de desastres en el ecosistema, enfocado a minimizar las afectaciones sobre sus servicios ecosistémicos. Métodos: Se identificaron los peligros, vulnerabilidades y escenarios de riesgo, empleando métodos teóricos como el análisis y síntesis, inductivo-deductivo, histórico-lógico y sistémico-estructural-funcional. Para la elaboración del modelo se realizó un análisis de antecedentes, para la selección de los principales referentes teórico-metodológicos. El modelo y los indicadores para su operacionalización se someten a validación a través de consulta con expertos. Resultados: El modelo se estructuró en 4 fases que conforman un proceso circular, repetitivo: planificar, ejecutar, controlar, organizar (actuación); el mismo fue operacionalizado mediante el establecimiento de indicadores que permitieron medir el comportamiento de los problemas ambientales identificados y los elementos asociados. Conclusiones: La implementación del modelo se enfoca a la mejora de los servicios ecosistémicos, la reducción de las vulnerabilidades y los conflictos existentes, mediante una gestión proactiva y preventiva de riesgos de desastres. Se orienta también a la gestión funcional del ecosistema al considerar la situación ambiental actual y la disfuncionalidad de iniciativas anteriores, a través del enfoque integrado de zonas costeras con elementos de gestión para la reducción de riesgos de desastres.

ABSTRACT Introduction: Guantanamo Bay is a unique setting with environmental and geopolitical conflicts that compromise the success of initiatives for integrated management. Objective: To develop a management model for disaster risk reduction in the ecosystem, focused on minimizing impacts on its ecosystem services. Methods: They were identified hazards, vulnerabilities, and risk scenarios using theoretical methods such as analysis and synthesis, inductive-deductive, historical-logical, and systemic-structural-functional. For the development of the model, it was conducted a background analysis to select the main theoretical-methodological references. The model and the indicators for its operationalization are subjected to validation through consult with experts. Results: The model was structured in four phases that form a circular, repetitive process: planning, executing, controlling, organizing (action); it was operationalized through the establishment of indicators that allowed measuring the behavior of the identified environmental problems and the associated elements. Conclusions: The implementation of the model focuses on improving ecosystem services, reducing vulnerabilities and existing conflicts, through proactive and preventive disaster risk management. The model also focuses on the functional management of the ecosystem, by considering the current environmental situation and the dysfunctionality of previous initiatives, through the integrated approach of coastal zones with management elements for disaster risk reduction.

Photophysical properties of conjugated molecular systems of interest in optoelectronic applications

RESUMEN Introducción: Se investigaron las propiedades ópticas, los mecanismos de transporte de energía y de localización de los excitones en polímeros conjugados, así como la adsorción y difusión de átomos y de moléculas ligeras en estas estructuras. Objetivos: Caracterizar los cambios graduales en las propiedades de absorción y emisión de cicloparafenilenos y nanojaulas de carbono, a medida que se relajan las tensiones mecánicas dentro del nanoanillo y el confinamiento cuántico de los electrones debido al incremento de la curvatura. Evaluar los cambios de las propiedades estructurales, dinámicas y ópticas, provocados por la sustitución de la unidad fundamental que constituye el nanoanillo, reemplazando las unidades de fenileno por unidades de naftaleno. Métodos: Se llevaron a cabo simulaciones ab initio de la dinámica fotoinducida en moléculas conjugadas (por ejemplo, nanojaulas y nanoanillos de carbono), empleando la técnica de dinámica molecular con transiciones cuánticas. La estructura electrónica se representa mediante el modelo de oscilaciones electrónicas colectivas. Las ecuaciones de movimiento resultantes fueron integradas numéricamente utilizando algoritmos implementados en el software Non-adiabatic Excited-state Molecular Dynamics. Resultados: Los resultados de las simulaciones reproducen las tendencias observadas experimentalmente para las propiedades ópticas de los sistemas estudiados. Adicionalmente permitieron comprender la relación entre el tamaño, la geometría y la composición química de estos sistemas y los mecanismos de redistribución de energía y de localización de los excitones, proporcionando de esta forma una interpretación microscópica de las propiedades optoelectrónicas observadas. Conclusiones: Los desarrollos metodológicos realizados permitieron estudiar la dinámica fotoinducida en sistemas moleculares conjugados que, por su alto costo computacional, resultaba difícil abordar empleando las herramientas computacionales disponibles hasta el momento, contribuyendo así a reducir la separación entre las dimensiones de las moléculas que es posible simular atomísticamente y las moléculas relevantes experimentalmente.

ABSTRACT Introduction: They were investigated the optical properties, energy transport and exciton localization mechanisms in conjugated polymers, as well as the adsorption and diffusion of atoms and light molecules in these nanostructures. Objectives: To characterize the gradual changes in the absorption and emission properties of cycloparaphenylenes and carbon nano cages as the mechanical stresses within the nano-ring and the quantum confinement of electrons relax due to increased curvature. To evaluate the changes in structural, dynamic and optical properties caused by the substitution of the fundamental unit that constitutes the nano ring by replacing phenylene units with naphthalene units. Methods: They were carried out ab initio simulations of the photoinduced dynamics in conjugated molecules (e.g. carbon nano cages and nano rings) using the technique known as molecular dynamics with quantum transitions. The electronic structure is represented by the collective electron oscillator model. The resulting equations of motion were numerically integrated using algorithms implemented in the Non-adiabatic Excited-state Molecular Dynamics software. Results: The results of the simulations reproduce the experimentally observed trends for the optical properties of the studied systems. Additionally, they provided insight into the relationship between the size, geometry and chemical composition of these systems and the mechanisms of energy redistribution and exciton localization, thus providing a microscopic interpretation of the observed optoelectronic properties. Conclusions: The methodological developments undertaken made it possible to study photoinduced dynamics in conjugated molecular systems which, due to their high computational cost, were difficult to address using other computational tools available nowadays, thus contributing to reduce the gap between the size of the molecules that can be simulated atomistically and the experimentally relevant molecules.

Mechanisms of energy redistribution in the scattering of hydrogen atoms off tungsten surfaces

RESUMEN Introducción: Se estudió la colisión y difusión de átomos de hidrógeno sobre superficies metálicas, con énfasis en materiales con aplicaciones potenciales en el diseño de componentes de los futuros reactores de fusión nuclear. Objetivos: Evaluar la influencia de la estructura de la superficie metálica y del grado de recubrimiento sobre la probabilidad de dispersión y la transferencia de energía durante la interacción gas-superficie. Métodos: De dinámica molecular con fricción electrónica. Las interacciones hidrógeno-sustrato y la densidad electrónica de la superficie se calcularon utilizando la teoría del funcional de la densidad. La posible formación de estados resonantes se describió empleando la representación de trayectorias cuánticas interactuantes. Resultados: Los resultados de las simulaciones reproducen las tendencias observadas en los espectros experimentales de pérdidas de energía de traslación del gas de hidrógeno incidiendo sobre superficies de tungsteno. Adicionalmente, permitieron cuantificar la influencia del recubrimiento, las interacciones hidrógeno-sustrato y la estructura de la superficie sobre la forma del espectro. Conclusiones: Las simulaciones realizadas proporcionan una comprensión más profunda de fenómenos que determinan, a escala microscópica, la eficiencia de la transferencia de energía durante colisiones de átomos de hidrógeno con superficies de tungsteno y su dependencia con respecto a la geometría de la superficie. La versatilidad de algunos de los métodos desarrollados permitió aplicarlos también a procesos difusivos de distinta naturaleza (por ejemplo, redes ópticas, procesos costeros).

ABSTRACT Introduction: It was studied the collision and diffusion of hydrogen atoms on metallic surfaces, focusing on materials with potential applications in the design of components for future nuclear fusion reactors. Objectives: To evaluate the influence of the structure and coverage of the metallic surface structure on the scattering probability and energy transfer during gas-surface interaction. Methods: It was performed molecular dynamics with electronic friction simulations. They are calculated the hydrogen-substrate interactions and the surface electron density using density functional theory. It is described the possible formation of resonant states within the Interacting Quantum Trajectories representation. Results: The results of the simulations reproduce the trends observed in experimental spectra of translational energy losses of hydrogen gas impinging on tungsten surfaces. Additionally, the simulations allowed to quantify the influence of surface coverage, hydrogen-substrate interactions and the surface structure on the shape of the energy loss spectra. Conclusions: The simulations performed provide a deeper understanding of phenomena that determine, on a microscopic scale, the efficiency of energy transfer during collisions of hydrogen atoms with tungsten surfaces, and their dependence on the surface geometry. The versatility of some of the developed methods made it possible to apply them also to diffusive processes of different nature (e.g., optical lattices, coastal processes).

Sustainable land management in semi-arid zones: review of management models

RESUMEN El manejo sostenible de tierras en zonas semiáridas es un sistema novedoso en Cuba y el mundo, por lo que se realizó una revisión sistemática de 9459 artículos en el período 2000 a 2023, sobre modelos de gestión, manejo sostenible de tierras, índice sintético de manejo sostenible de tierras e indicadores de estado-presión-respuesta-impacto, el estudio fue dirigido a la zona semiárida de la provincia Guantánamo. Se detectó que son poco abordadas las prácticas de manejo sostenible de tierras en zonas semiáridas a partir del empleo de modelos de gestión, y que existe escasa literatura referida al tema. Los resultados sugieren la necesidad de una adecuada implementación del manejo sostenible de tierras, fundamentan la continuidad de la investigación y la aplicación de un modelo de gestión de manejo sostenible de tierras para la zona semiárida, en el que se mejoren los indicadores ambientales, la producción agrícola sostenible, la calidad de vida de las personas y que contribuyan a la sostenibilidad del ecosistema.

ABSTRACT Sustainable land management in semi-arid zones is a novel system in Cuba and the world, so a systematic review of 9459 articles was carried out in the period 2000 to 2023, on management models, sustainable land management, synthetic index of sustainable land management and state-pressure-response-impact indicators; the study was aimed at the semi-arid zone of the Guantánamo province. It was detected that sustainable land management practices in semi-arid areas are little addressed based on Management models, and that there is little literature on the subject. The results suggest the need for an adequate implementation of sustainable land management, support the continuity of research and the application of a sustainable land management model for the semi-arid zone, in which environmental indicators, sustainable agricultural production, people's quality of life are improved and contribute to the sustainability of the ecosystem.

Integrationist Culture in Latin American Thought

RESUMEN Introducción: En los antecedentes del tema existe amplia bibliografía sobre historia de los procesos integracionistas, pero no abunda el análisis desde la filosofía política. Objetivo: Determinar desde la filosofía política y la historia de las ideas el grado de elaboración del pensamiento latinoamericano -fundamentalmente desde la Ilustración hasta la actualidad- sobre la cultura integracionista en algunos de sus principales representantes intelectuales y políticos al analizar las posibilidades y obstáculos de los procesos solidarios y de unión de los pueblos de esta región en sus luchas por la dignificación. Métodos: De tipo documental y basándose en consulta, revisión y análisis crítico de material bibliográfico (proclamas, cartas, actas, manifiestos, etc.) a partir de un conjunto de variables cualitativas que permiten arribar a conclusiones parciales y generales. Resultados: Se definió que la cultura integracionista consiste en todas aquellas ideas y acciones propiciadoras de un mayor grado de dignificación de los pueblos a través de su unión, en aras de facilitar el intercambio recíproco de productos, y de procesos materiales y espirituales. Todo lo que atente contra ese objetivo debe ser considerado un factor alienante y obstaculizador de la integración. Se precisan los aportes de los principales intelectuales y próceres respecto de la idea de promover ciertas matrices culturales integracionistas y emancipadoras comunes, que hacen sinergias con los procesos sociales, políticos y económicos que siguen siendo desafíos desde los inicios de la Independencia hasta la actualidad. Conclusiones: Los más auténticos intelectuales y líderes sociales latinoamericanos -fundamentalmente desde la Ilustración hasta la actualidad- han enriquecido la cultura integracionista al analizar las posibilidades y obstáculos de los procesos solidarios y de unión de los pueblos de esta región en sus luchas por la dignificación.

ABSTRACT Introduction: In the background of the subject there is extensive bibliography on the history of integrationist processes, but there is not much analysis from political philosophy. Objective: To determine from the political philosophy and the history of ideas the degree of elaboration of Latin American thought-fundamentally from the Enlightenment to the present -on the integrationist culture in some of its main intellectual and political representatives when analyzing the possibilities and obstacles of the processes of solidarity and union of the peoples of this region in their struggles for dignity. Methods: Documentary and based on consultation, review and critical analysis of bibliographic material (proclamations, letters, minutes, manifestos, etc.) from a set of qualitative variables that allow us to reach partial and general conclusions. Results: It was defined that the integrationist culture consists of all those ideas and actions conducive to a greater degree of dignity of peoples through their union, in order to facilitate the reciprocal exchange of products, and material and spiritual processes. Anything that undermines that objective must be seen as alienating and hindering integration. The contributions of the main intellectuals and heroes regarding the idea of promoting certain common integrationist and emancipatory cultural matrices are needed, which make synergies with the social, political and economic processes that remain challenges from the beginning of Independence to the present. Conclusions: The most authentic Latin American intellectuals and social leaders - mainly from the Enlightenment to the present - have enriched the integrationist culture by analyzing the possibilities and obstacles of the processes of solidarity and union of the peoples of this region in their struggles for dignity.

Subjective productions associated with political participation in social media of adult Cubans

RESUMEN Introducción: El estudio de las producciones subjetivas relacionadas con la participación política en redes sociales es especialmente relevante en el contexto actual. En los últimos años Cuba ha experimentado una expansión significativa en el acceso a Internet. La estructuración histórica de la sociedad cubana y el contexto sociopolítico actual en el país demandan estudios empíricos que investiguen esta esfera en particular. Objetivo: Caracterizar las producciones subjetivas asociadas a la participación política de jóvenes y adultos residentes en Cuba. Métodos: Se empleó un cuestionario de pregunta única, en una muestra que estuvo conformada por 4207 personas entre (18 y 85) años. Para el procesamiento y análisis de datos se utilizó el lenguaje de programación R (versión 4.3.3) para Windows. Se partió de un enfoque cualitativo y se realizó un análisis temático de las respuestas obtenidas. Se empleó un modelado de tópicos y un análisis de sentimientos. Resultados: Se identificaron 9 tópicos subyacentes al discurso de los sujetos sobre la participación política en redes sociales. Las percepciones van desde la apatía y la percepción de pérdida de tiempo, hasta la valorización de la expresión política y la defensa de ideales. Conclusiones: Este panorama sugiere que, mientras algunos ven las redes sociales como una plataforma activa para la participación política y la expresión personal, otros las perciben como un espacio problemático o irrelevante para la influencia real en la política. La actitud hacia la participación política digital está influenciada por la edad.

ABSTRACT Introduction: The study of subjective productions related to political participation in social media is especially relevant in the current context. In recent years, Cuba has experienced a significant expansion in Internet access. The historical structuring of Cuban society and the current sociopolitical context in the country demand empirical studies that investigate this particular subject. Objective: To characterize the subjective productions associated with the political participation of adults living in Cuba. Methods: A single-question questionnaire was used in a sample of 4 207 persons between 18 and 85 years of age. It was used the R programming language for Windows (v. 4.3.3) for data processing and analysis. It was used a qualitative approach and it was carried out a thematic analysis of the responses obtained. They were used topic modeling and sentiment analysis. Results: They were identified nine topics underlying the subjects discourse on political participation in social networks. Perceptions ranged from apathy and perceived waste of time, to the valorization of political expression and the defense of ideals. Conclusions: This overview suggests that while some people see social networks as an active platform for political participation and personal expression, some other perceive them as a problematic or irrelevant space for real influence in politics. Attitudes toward digital political participation are influenced by age.

Analysis of the scientific production of the University of Holguin inScopus

RESUMEN Introducción: La producción de nuevos conocimientos y la investigación innovadora pueden proporcionar soluciones y herramientas para abordar los desafíos que enfrentan las naciones en la actualidad. Objetivo: Analizar la producción científica de la Universidad de Holguín en la base de datos Scopus entre los años 1999-2022. Metodología: Se realizó un estudio bibliométrico de carácter descriptivo donde se mide la producción científica a través de indicadores de producción, impacto y colaboración. Resultados: Las áreas más investigadas fueron matemáticas, informática y ciencias sociales, mientras que economía, econometría y finanzas, ciencias agropecuarias y biológicas y neurociencias fueron las menos investigadas. Abreu-Blaya fue el autor más prolífico, mientras que Ronda-Pupo fue el de mayor impacto en su campo de investigación por el número de citas. El análisis de las citas por año mostró una tendencia decreciente. La Universidad de Holguín ha colaborado con varios países, especialmente España y México. Por último, las fuentes más relevantes fueron “Lecture Notes in Computer Science” y la revista “Universidad y Sociedad”. Conclusiones: Los resultados pueden servir de base para las decisiones en materia de política de investigación y financiación, y ponen de relieve la importancia de promover la investigación de calidad y la colaboración con otros países para mantener la relevancia y el liderazgo de la universidad en este campo. Otras investigaciones podrían indagar en las razones que explican la tendencia decreciente de las citas por año, el impacto de la colaboración en la producción científica de la universidad, así como en los factores que más la afectan.

ABSTRACT Introduction: The production of new knowledge and innovative research can provide solutions and tools to address the challenges faced by nations today. Objective: To analyze the scientific production of the Universidad de Holguín in the Scopus database between 1999-2022. Methods: It was conducted a descriptive bibliometric study to measure scientific production through indicators of output, impact, and collaboration. Results: The most researched fields were mathematics, computer science and social sciences, while the least researched were economics, econometrics and finance, agricultural and biological sciences and neurosciences. Abreu-Blaya was the most prolific author, while Ronda-Pupo was the one with the greatest impact in her field of research by the number of citations. An analysis of citations by year showed a decreasing trend. The Universidad de Holguín collaborated with several countries, especially Spain and Mexico. Finally, the most relevant sources were “Lecture Notes in Computer Science” and the journal “Universidad y Sociedad”. Conclusions: The results can serve as a basis for decision-making regarding research policy and funding, highlighting the importance of promoting quality research and collaboration with other countries to maintain the university's relevance and leadership in this field. Further research could explore the reasons behind the decreasing trend in citations per year, the impact of collaboration on the university's scientific output, as well as the factors that most affect it.

Gender and territorial patterns in the distribution of academic prestige. The case of the National Awards of the Cuban Academy of Sciences (2014-2023)

RESUMEN Introducción: Las dinámicas territoriales y de género son un foco de atención de las investigaciones sobre la participación en la ciencia, la tecnología y la innovación en Cuba. Objetivo: Analizar los patrones territoriales y de género en el conjunto de los Premios Nacionales de la Academia de Ciencias de Cuba durante el periodo de 2014 a 2023. Métodos: El conjunto de autores y sus relaciones dentro de los grupos de firmantes de cada trabajo se modelaron con una red de coautoría. Los autores se agruparon de acuerdo al sexo y la provincia de su filiación institucional, y se comparó el efecto de estas agrupaciones en la distribución de un indicador de centralidad, que fue empleado como estimador del prestigio autoral. Se comparó además el porcentaje de participación femenina por premio en cada una de las ramas de la ciencia. Resultados: El análisis del indicador de centralidad reveló que, independientemente de la agrupación por sexos, los autores de la capital tienen un puntaje estadísticamente superior a sus contrapartes del resto del país. Además, los patrones de participación femenina observados para cada rama de la ciencia son consistentes con las dinámicas de feminización y masculinización de las disciplinas académicas en el país, evidenciadas por las estadísticas oficiales y los resultados de otras investigaciones. Conclusiones: Los resultados contribuyen a señalar las desigualdades en la participación en la ciencia, la tecnología y la innovación que persisten en el país, y como estas se reproducen en los espacios de mayor legitimación social de la actividad.

ABSTRACT Introduction: Gender and territory dynamics are a main focus of the research on the participation on science, technology and innovation in Cuba. Objective: To analyze the gender and territorial patterns in the set of works recognized with the National Awards of the Cuban Academy of Sciences during the period from 2014 to 2023. Methods: The set of authors, and their relationships within the author groups of each work, were modeled with a co-authorship network. The authors were grouped according to their gender and the province of their institutional affiliation, and it was compared the effect of these groupings on the distribution of a centrality measure, used here as an estimator of authorial prestige. It was also compared the percentage of female participation per award in each of the branches of science. Results: The analysis of the centrality measure revealed that, regardless of the grouping by gender, the authors from the capital have a statistically higher score than their counterparts from the rest of the country. The patterns of female participation in each branch of science are consistent with the dynamics of feminization and masculinization of the academic disciplines in the country, as evidenced by official statistics and the results of other studies. Conclusion: The results of this study contribute to highlight the inequalities in the dynamics of participation in science, technology and innovation that persist in the country, and how these inequalities are reproduced in the spaces of greater social legitimization of the scientific activity.

Potentialities of Sargassum biomass as a source of bioactive compounds in the global context of viral disease emergence

RESUMEN El actual panorama epidemiológico global sitúa a las enfermedades virales como un riesgo objetivo para la salud humana y animal. La mayoría de los patógenos virales carece de tratamientos terapéuticos o profilácticos. El desarrollo de moléculas antivirales de amplio espectro provenientes de fuentes naturales representa una solución alternativa a este desafío. Las algas pardas del género Sargassum poseen diversas propiedades biológicas, sin embargo, el estudio de sus potencialidades biomédicas es un campo aun por explorar. En el presente trabajo se identifica y aborda el aprovechamiento sostenible de la biomasa de las arribazones del Sargassum como estrategia para la búsqueda y el desarrollo de compuestos bioactivos, como alternativa para el tratamiento de las enfermedades virales. Todo ello considerando los desafíos epidemiológicos actuales, en coherencia con la política de ciencia y tecnología de Cuba y con los objetivos de desarrollo sostenibles de la Agenda 2030.

ABSTRACT The current global epidemiological context places viral diseases as an objective risk to human and animal health. Most viral pathogens lack therapeutic or prophylactic treatments. The development of broad-spectrum antiviral molecules from natural sources represents an alternative solution to this challenge. Brown algae of the genus Sargassum possess diverse biological properties, but the study of their biomedical potential is a field yet to be explored. The present work identifies and addresses the sustainable use of excess Sargassum biomass as a strategy for the search and development of bioactive compounds as an alternative for the treatment of viral diseases. The above mentioned is more relevant considering the current epidemiological challenges, acting in coherence with the Cuban Science and Technology Policy and with the sustainable development goals of the 2030 Agenda.