Matemáticas aplicadas para diseñar la Perfecta Ciudad Futura

Origen: Applied Mathematics To Design The Perfect Future City

“La ciudad es una forma compleja para la cual no existe equivalente en la naturaleza …”

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BOSTON — Los científicos están tratando de aplicar la complejidad de los sistemas urbanos dentro de una ecuación, del mismo modo que con las estructuras atómicas o las galaxias. El objetivo es formidable: el desarrollo de la ciudad perfecta.

Franz UlmRoland Pellenc, dos especialistas en la estructura atómica del cemento en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), descubrieron algunas correlaciones sorprendentes comparando la densidad de diferentes ciudades con la tabla periódica. Traducido en una curva, la estructura reticular de Chicago forma un diseño idéntico al patrón cristalina del argón, mientras que la cuna de la música grunge, Seattle, cuya estructura incoherente confunde a turistas, es similar a su forma gaseosa, que fluye sin control.

Esta sorprendente analogía confirma nuestra idea de que las leyes de la física molecular pueden aplicarse a la textura de las ciudades“, dicen los investigadores. Y no son los únicos: Otros científicos -físicos, actuarios, diseñadores, sicólogos- tienen la misma idea de la organización urbana como ecuaciones. Su objetivo es ambicioso. Para predecir la ciudad futura, quieren crear la matriz de una nueva “constitución urbana“, capaz de escribir las leyes que gobiernan la función de estos “arreglos urbanos“.

La ciudad es una forma compleja para la cual no existe ningún equivalente en la naturaleza“, explica Luis Bettencourt, un físico que se especializa en sistemas complejos en el Instituto de Santa Fe. Él no se enfoca en el crecimiento de poblacion, sino en el crecimiento de la conectividad entre la gente. “Todas las demás caracteristicas – los caminos que estamos construyendo para alcanzarnos unos a los otros, la densidad requerida para hacerlo, los productos y las ideas económicas que creamos juntos – se derivan de esto“, dice.

En un artículo publicado por la revista Science, el investigador estaba interesado no sólo en la forma de las ciudades, sino en su función, asumiendo que -de París a Boston a Toulouse- todas ellas obedecen a ciertos parámetros universales. “Debemos preguntarnos qué están haciendo las ciudades , y no cómo lucen o cómo crecen“, dice. “Cuando los seres humanos se reúnen en colonias densas, está claro que colectivamente ellos crean una dinámica que es capaz de producir resultados creativos y económicos.

Bettencourt se refiere a esta dinámica como “un reactor social”, que cambia de acuerdo a un pequeño conjunto de principios matemáticos que describe cómo las características de las ciudades varían en tamaño e interacciones con su población.

Su trabajo puede aplicarse prácticamente por planificadores urbanos y quienes hacen las politicas. “Si sabemos cómo funciona el sistema, podemos optimizarlo creando la mayor cantidad posible de interacciones sociales positivas a un bajo costo en términos de movilidad y energia“, dice.

Smart city — Photo: Steve Jurvetson

Las barreras a la socialización, tales como el crimen y la segregación y catalizadores que promueven la capacidad de la gente para conectarse, tales como el transporte y la electricidad, son todas parte de la ecuación. Una ciudad densa y aglomerada, por ejemplo, pierde algo de su potencial si carece de transportación que funcione .

Sus ecuaciones serán de gran utilidad cuando se construyan las 200 ciudades del tamaño de Nueva York necesarias para satisfacer una radicalemente creciente población urbana para el 2050. Esta es también la creencia de Marta González, una física del Center for Complex Network Research en el MIT. Para tener una visión objetiva de las funciones de una ciudad próspera, ella modela el comportamiento de la movilidad urbana individual. Durante 14 meses, su equipo utilizó teléfonos móviles para trazar el movimiento de dos millones de ciudadanos en el área de Boston. La conclusión fue sorprendente: Cada persona visita entre 10 y 100 lugares diferentes cada año. Y parece ser cierto en todas partes.

A pesar de la diversidad de sus antecedentes, los humanos siguen patrones simples y reproducibles con una alta regularidad temporal y espacial“, dice ella. La información de su equipo reúne es valiosa para los planificadores, ya que agrega todos los flujos urbanos individuales y detecta fácilmente los puntos de presión que podrían generar tráfico. “Con unas pocas variables como el número de vehículos, la capacidad vial y el tiempo de viaje entre dos puntos, nuestra ley identifica específicamente las necesidades de inversión en infraestructura,” dice ella.

Midiendo el impacto global  

El mercado potencial de estas prospectivas herramientas matemáticas urbanas no ha escapado a la atencion de los empresarios. En Francia, François Grosse estableció la empresa ForCity hace dos años. Ya cuenta con 50 empleados, principalmente desarrolladores de (TI) tecnologias de la informacion y analistas de datos geográficos. “Nuestros modelos numéricos permiten la construcción de escenarios ajustables que ayudan a los tomadores de decisiones a maximizar sus inversiones, con base en cálculos de la evolución probable en el territorio“, dice Grosse.

Uno de sus proyectos de investigación simula el futuro del distrito Gerland de Lyon, una parte de las riberas del Ródano que quieren convertirlas en una eco-ciudad combinando un conjunto de laboratorios, programas residenciales y un centro de transporte. No se trata sólo de medir la demanda de energía o de las necesidades de movilidad de este nuevo barrio. Es también sobre el impacto global en el sistema urbano de Lyon, Grosse explica. “¿Cómo evaluamos la demanda de transporte? ¿Dónde los precios inmobiliarios subiran o bajaran? ¿La demanda de vida nocturna cambiara? Con los datos pertinentes, nuestras ecuaciones puede responder a estas preguntas.

Este objetivo es importante, ya que puede generar millones en ahorros. “Diseñar un edificio que cumple con todas las normas ambientales más estrictas sin tener en cuenta su integración no es suficiente“, explica Christoph Reinhart, jefe del Sustainable Design Lab en el MIT. “Para controlar las emisiones de gases de efecto invernadero en ciudades futuras, tienes que adaptar la construcción a cada barrio. Nuestro trabajo implica utilizar modelos de disipación de calor y masa circulante en y alrededor de edificios para predecir el consumo de energía, y proporcionar estimaciones a escala vecindario basadas en el tipo de edificios, su altura y los materiales que los componen “.

¿Es entonces el futuro de la humanidad una cuestión de aritmética?

Para leer el articulo completo: Applied Mathematics To Design The Perfect Future City
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