BúsquedaRecientemente, dos acontecimientos han destacado la imperiosa necesidad de optimizar las rutas de navegación marítima. Por un lado, la crisis en el Mar Rojo ha impulsado a las compañías navieras a desviarse hacia la ruta alrededor del continente africano, en lugar del tradicional Canal de Suez en Egipto, con el fin de garantizar la seguridad. Sin embargo, esta medida ha acarreado un aumento en el tiempo de travesía y los costos operativos. Por otro lado, la pérdida de contenedores del carguero Toconao en las cercanías de las costas gallegas ha ocasionado un impacto ambiental considerable, al liberar en las aguas del océano los productos plásticos que transportaban.Ante estos desafíos, ¿cómo se pueden garantizar trayectos marítimos eficientes y seguros?
Las técnicas de optimización matemática, cuyos fundamentos fueron establecidos por destacados matemáticos como Euler, Lagrange y los hermanos Bernouilli, emergen como una solución prometedora. Estas herramientas permiten describir teóricamente las rutas óptimas para alcanzar destinos de la forma más rápida, económica o segura, según las necesidades específicas.
En la navegación marítima, la ruta más corta no siempre es la mejor opción. Consideraciones como corrientes marinas, variaciones climáticas y vientos cambiantes deben ser tenidas en cuenta. Para ilustrar este principio, podemos compararlo con un viaje en automóvil: si buscamos la opción más rápida, es poco probable que el camino más corto sea la mejor alternativa; en su lugar, optaríamos por la autopista, a pesar de que la distancia sea mayor.
El matemático alemán Ernst Zermelo fue pionero en formular y analizar teóricamente este problema, encontrando la trayectoria más rápida entre dos puntos dados, considerando las fluctuaciones del viento y las corrientes.
Para que estas soluciones sean prácticas, es esencial contar con predicciones precisas sobre las condiciones de navegación. Centros de predicción como NOAA y Copernicus ofrecen pronósticos detallados, aprovechando modelos meteorológicos avanzados. El avance en este campo ha sido notable, gracias a disciplinas como la estadística, las ecuaciones en derivadas parciales y los métodos numéricos, con la reciente integración de la inteligencia artificial.
Además, es posible mejorar la precisión considerando el movimiento específico de cada embarcación, modelando factores como el consumo de combustible en función de las condiciones ambientales. Esto requiere conocimientos de ingeniería naval y ciencia de datos.
Se han desarrollado diversos algoritmos de optimización matemática, como métodos variacionales, optimización sobre grafos y algoritmos evolutivos, todos utilizados para encontrar rutas marítimas favorables.
Sin embargo, cualquier predicción conlleva cierta incertidumbre, que debe ser cuantificada y considerada en la optimización de rutas. Se necesitan nuevos algoritmos que permitan obtener resultados robustos bajo cualquier escenario posible de evolución atmosférica, especialmente en un contexto de cambio climático.
Recientemente, todas estas técnicas matemáticas han sido integradas para optimizar rutas marítimas en tiempo real, con modelos de consumo adaptados a cada embarcación. Esta herramienta, en desarrollo por un equipo multidisciplinar con el apoyo de la Fundación BBVA, busca mejorar la eficiencia y seguridad de la navegación, reduciendo el consumo de combustible y las emisiones de CO2.
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En un mundo donde más del 80% del comercio se realiza por vía marítima, y con el transporte marítimo representando más del 60% de los costos operativos y emitiendo cerca del 3% de las emisiones globales de CO2, optimizar las rutas marítimas se vuelve una tarea de vital importancia. Las matemáticas, una vez más, demuestran ser una herramienta invaluable para abordar desafíos contemporáneos con soluciones innovadoras y eficaces.
El autor es tapatío y estudia ingeniería aeroespacial en el ESTACA (École supérieure des techniques aéronautiques et de construction automobile) en París.
Ha participado en olimpiadas de física, biología, matemáticas y química, en las que ha obtenido medalla de oro a nivel nacional, estatal y regional; en química representó a México en la “54 olimpiada internacional de Química en Tianjin, China”, en donde obtuvo mención honorífica, la presea Golden Monkey y este año participó en la “55 olimpiada internacional de Química en Zurich, Suiza”, en donde compitió con más de 350 estudiantes de 90 países y obtuvo la medalla de bronce para México.
Ha participado en proyectos para impulsar la ciencia en los jovenes tanto en México como en otros países, siendo parte del comité Nacional de Química de Honduras, entrenador en el área de fisicoquímica de la selección nacional de Honduras y forma parte de proyectos en el sector aeroespacial como el Encuentro Mexicano de Ingeniería en Cohetería Experimental (ENMICE), dedicado a promover ciencias espaciales en el país.
En el área informática tiene experiencia programando en lenguajes tales como Python, C++, C#, JavaScript y Swift; asimismo, maneja HTML y CSS para la creación de sitios web y en relación con los idiomas habla español, inglés, francés y portugués.
Además, cursa la carrera de Piloto Privado en el Instituto Tecnológico de Aviación A.C. (ITAC), es autor de diversos artículos para la Agencia Espacial Mexicana y escribe quincenalmente la columna titulada «Ciencia para todos» en el periódico La Crónica de Hoy Jalisco.
@Rodrigo_MorenoP