Sistemas homogêneos podem ser surpreendentemente frágeis

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/09/2026 Perfeição inadequada Parece bem lógico considerar que as redes irão funcionar melhor e de modo mais robusto quando suas partes individuais se comportarem da maneira mais homogênea possível. E esta tem sido, de fato, a premissa básica com que os cientistas e engenheiros têm trabalhado há décadas. Acontece que essa perfeição - partes que se comportam da maneira mais semelhante possível - nem sempre é a melhor receita para a estabilidade, especialmente em sistemas complexos, sejam ecossistemas, redes elétricas, redes de computadores ou mesmo as redes atômicas que formam os materiais. É o que acabam de demonstrar Arthur Montanari e colegas da Universidade Northwestern, nos EUA, que também encontraram inúmeros exemplos práticos para mostrar que a perfeição não é uma regra muito disseminada na natureza. De fato, os sistemas reais raramente são largamente homogêneos ou mesmo organizados: Geradores de energia operam de maneira diferente uns dos outros, os neurônios variam em forma e comportamento, as espécies desempenham papéis diferentes nos ecossistemas e os componentes dentro dos materiais artificiais projetados pelo homem nem sempre são perfeitamente uniformes. E essas diferenças podem, muitas vezes, ser uma vantagem, e não representarem um defeito que possa diminuir a eficiência das redes. Ordem na desordem Os pesquisadores queriam entender como a variação dos componentes, que os cientistas tipicamente descrevem como desordem, afeta a estabilidade da uma rede que eles formam, tornando-a mais ou menos estável. O resultado, que tomou a forma de uma nova estrutura matemática descritora das redes, revelou que os sistemas - sejam físicos, de engenharia ou biológicos - podem se tornar mais resilientes quando seus componentes, ou as conexões entre eles, não são idênticos. Isso contesta a ideia largamente disseminada de que a uniformidade deve ser sempre o objetivo; em vez disso, a introdução cuidadosa e planejada de diferenças em um sistema pode ajudar os engenheiros a projetar redes elétricas mais resilientes, melhores materiais engenheirados e otimizar muitas outras tecnologias que dependem de interconexões. O trabalho também ajuda a explicar como tudo funciona tão bem na natureza, mesmo com a irregularidade sendo tão comum nos sistemas naturais, incluindo as redes neurais, biológicas e ecológicas. "Observamos isso em importantes sistemas do mundo real, incluindo redes elétricas, metamateriais e computação cerebral. Mas não sabíamos o quão disseminado era esse efeito ou que tipos de sistemas poderiam se beneficiar dele. Nosso novo estudo responde a essas perguntas, explica por que essas diferenças podem melhorar a estabilidade e até revela por que os cientistas ignoraram esse efeito por tanto tempo," disse o professor Adilson Motter. Encontrando a dose certa de desordem Os pesquisadores começaram com sistemas próximos a uma condição estável, e então foram calculando o que acontecia após a introdução de pequenas perturbações, equivalentes a nós da rede que se comportam de modo diferenciado. Se essas perturbações desaparecessem gradualmente, o sistema retornava à estabilidade; se aumentassem, o sistema caminhava para a instabilidade. A comparação de redes cujos componentes eram idênticos com redes que apresentavam diferenças entre seus componentes ou conexões permitiu identificar as circunstâncias gerais em que a heterogeneidade pode superar a uniformidade. Testes do modelo, feito usando redes elétricas, neurônios, bandos de pássaros, metamateriais e redes ecológicas comprovaram que a desordem pode melhorar a estabilidade de duas maneiras principais: As diferenças podem existir entre os próprios nós ou podem aparecer nas ligações que conectam esses nós. Quando a variação ocorre nas ligações entre os nós, e não nos próprios nós, mesmo redes com dinâmica de nós relativamente simples obtiveram estabilidade a partir da desordem. O efeito também depende da localização e da quantidade de variação: Um nível moderado de desordem pode tornar uma rede mais estável, enquanto uma variação excessiva pode eventualmente levar esse mesmo sistema na direção oposta. A meta assim se condensa numa palavra: Equilíbrio - nem tudo homogêneo, e nem tudo diferente demais. Os pesquisadores também descobriram que as diferenças benéficas nem sempre precisam ser cuidadosamente planejadas com antecedência. Em muitos de seus modelos, a variação introduzida aleatoriamente produziu maior estabilidade do que a melhor configuração completamente uniforme. Isso significa que simplesmente permitir algum grau de diversidade dentro de um sistema, sem tentar impô-la, pode proporcionar uma vantagem.