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Dom, Ago

Fernando Ordóñez: Las matemáticas permiten salvar vidas durante emergencias

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Doctorado en el MIT, el ingeniero civil matemático chileno lideró el desarrollo de un nuevo software que permite al Cuerpo de Bomberos de Santiago identificar cuál de sus compañías llegará más rápido al accidente o incendio. Basado en complejos algoritmos, se nutre de datos de tránsito actualizados cada 30 minutos, como la navegación satelital del Transantiago, logrando reducir el tiempo de respuesta en un 40% de las emergencias.

Marzo 2016

El sistema computacional se llama “Commander” (Comandante) y surgió de una necesidad planteada por el Cuerpo de Bomberos de Santiago a los científicos e investigadores de la Universidad de Chile, concretamente al Departamento de Ingeniería Industrial dirigido por Fernando Ordóñez, ingeniero civil matemático de esa casa de estudios y doctor en Investigación de Operaciones del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en EEUU (2002). Requerían un programa que fuera capaz de capturar los datos de la congestión vehicular para así identificar cuál cuartel es el más indicado para acudir a la emergencia.

La respuesta tecnológica del Dr. Ordóñez, quien durante seis años (2002-2008) fue profesor de la Universidad del Sur de California (USC) y también es miembro del Centro de Análisis y Modelamiento en Seguridad de la U. de Chile (CEAMOS), fue diseñar un sofisticado programa que toma datos en tiempo real del tráfico vehicular de todas las comunas de la capital, desde la información actualizada de la señal satelital GPS (Global Positioning System) del Transantiago; así como el tránsito de vehículos particulares y el horario de las vías reversibles. Los que “corre” por una serie de algoritmos matemáticos y logra predecir con exactitud qué compañía llegará más rápido a la emergencia. Tras un par de años en funcionamiento (2013) su aplicación ha logrado reducir el tiempo de respuesta en un 40% de las emergencias.

Alarma: “El llamado al deber”

La acción bomberil tradicionalmente comienza cuando la Central de Alarmas, presente en todos los Cuerpos de Bomberos, recibe la llamada (132) de urgencia: el personal registra el contacto y usando planos especiales (en papel y digitalizados) ubica el lugar y decide cuál Compañía debe encargarse. En ese momento se procede al “despacho” usando sistemas radiales de comunicación, según indica Bomberos. En menos de 60 segundos, el carro-bomba debe salir del cuartel. Se avisa también a otras instituciones, de ser necesario, Carabineros, Ambulancias, CONAF y compañías de servicios básicos (agua, luz y gas). Este proceso se actualizó transcendentalmente con “Commander”.

¿Cómo opera Bomberos ahora con el uso del software?

Ellos siempre han sido metódicos en este tema y antes los despachos los definían de acuerdo a un estudio del plano de la ciudad de Santiago, según las distancias relacionadas con la alerta y el sentido de las calles. Sin embargo, fueron los primeros en ser críticos con respecto a ese sistema y por eso acudieron a la Universidad de Chile, pues estaban conscientes de que se trataba de un método rígido y que no resultaba eficiente en una ciudad de tráfico tan cambiante como esta metrópolis.

De hecho, debido a la existencia de rutas importantes que son reversibles, es decir, que cambian el sentido del tránsito según la hora, como Avenida Andrés Bello, en ciertos momentos del día es mucho más conveniente enviar a otra compañía al siniestro o accidente, más que al cuartel que geográficamente le corresponde responder a la alarma.

¿Qué datos integra este programa para hacer más eficiente el despacho?

Para representar la congestión vehicular en el software, desarrollamos estimaciones de los tiempos de viaje en todas las calles de Santiago cada 30 minutos. Estos cálculos se basan en diversas fuentes, incluyendo los datos de GPS del sistema público de transportes, el Transantiago, que reportan la posición y velocidad de los más de 6 mil buses, cada 30 segundos. Lo que entrega además la velocidad real de las vías, a horas específicas, lo que permite hacer patrones.

Con estas evaluaciones de la congestión se implementó un algoritmo muy eficiente para calcular los caminos mínimos de todas las compañías de Bomberos a la emergencia. Es un cálculo que se hace en el momento, no de acuerdo a un orden predeterminado; cada caso es un problema de optimización distinto. No es una programación rígida.

¿Cómo fue la implementación del programa?

Se integró al sistema de envío de carros que ya usaba el Cuerpo de Bomberos de Santiago en sus 22 Compañías. Y, aunque los funcionarios están siempre comunicados con los voluntarios, hicimos una interfaz que permite a cada persona verificar el despacho en su teléfono celular y confirmar si les toca acudir a esa emergencia. Commander es una mezcla entre las aplicaciones Waze y Google Maps. Su aplicación ha logrado reducir los períodos de respuesta en un 40% de los casos.

¿Cómo evalúa la aplicación de este desarrollo?

El sistema ha funcionado muy bien. Actualmente estamos trabajando para agregar al sistema información en línea. Los despachos todavía se hacen desde los cuarteles de cada compañía, siendo que los vehículos de Bomberos tienen GPS. Podría ocurrir que una bomba que se encuentra transitando por la ciudad sea la más cercana a un incendio.

Bosques, fútbol y otros problemas de optimización

A Fernando Ordoñez lo motiva proponer sistemas que tengan un impacto real en un proceso determinado. Hoy se dedica al desarrollo de modelos y algoritmos de optimización. En particular, modelar y resolver problemas de decisión que vengan del área de transportes, seguridad o logística.

La matemática se ve como algo abstracto, pero tiene aplicaciones muy prácticas…

La matemática es simplemente un lenguaje. Visto como idioma puede ser muy abstracto y árido, pero se puede utilizar para representar prácticamente todo lo que nos rodea. Se utiliza matemática para digitalizar música y poder tocarla en un CD, por ejemplo. Lo difícil es ser capaz de traducir el problema ciudadano o social hacia un lenguaje matemático. Considerando que toda traducción pierde algo, la clave es ser capaz de capturar los efectos más importantes en un modelo o representación matemática del problema.

¿Puede dar un ejemplo de gestión de operaciones en grandes empresas?

En el Departamento de Ingeniería Industrial hay un grupo de académicos que el año 1997 ganó el Oscar de la investigación operativa para empresas: el premio Edelman, con un sistema desarrollado para una maderera. Lo que se realizó fue un set de modelos de optimización para hacer más eficiente la extracción de madera: definir los periodos en que se corta, cómo debe ser la red de caminos dentro del bosque para sacar el producto a un menor costo… Se escribieron muchos papers en este desarrollo y a la compañía le significó un ahorro de millones de dólares.

Otro grupo de académicos del departamento fue seleccionado como finalista al mismo galardón con un modelo de calendario del fútbol, actividad deportiva que implica grandes problemas de optimización. Consideran aspectos como la seguridad, evitar partidos de alta convocatoria en una misma ciudad, impedir partidos de equipos grandes a la misma hora y también aspectos competitivos como cuál es la mejor fecha para un clásico. Todos esos datos se meten a la juguera. Este departamento ayuda a la ANFP (Asociación Nacional de Fútbol Profesional) a proponer el fixture del campeonato nacional desde hace 7 u 8 años, y la propuesta de calendario que se hizo a la Conmebol (Confederación Sudamericana de Fútbol) para las eliminatorias también fue levantada por nuestros académicos chilenos.

¿Qué aportes al país que hace la matemática destacaría usted?

El área en que yo me encuentro, que es matemática aplicada o la investigación de operaciones, se ve muy bien en Chile. Es un espacio que atrae muchos alumnos y que cuenta con un gran campo laboral en nuestro país en departamentos de gestión de operaciones en compañías importantes. Además, el nivel de la investigación hecho en Chile es reconocido a nivel internacional. Los científicos chilenos publicamos regularmente en las mejores revistas internacionales especializadas y hemos recibido significativos premios. Por ejemplo, el grupo de gestión de operaciones del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Chile aparece primero en el mundo en un ranking sobre publicaciones con impacto real.