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Un modelo matemático ayuda a las aerolíneas a competir con trenes de alta velocidad

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Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) y del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han elaborado un modelo matemático que analiza la competencia entre líneas aéreas y el ferrocarril de alta velocidad. Estima la distribución modal de la demanda de pasajeros, elabora la asignación de la flota de aviones y genera los horarios de los vuelos.

Las líneas aéreas y el tren de alta velocidad están compitiendo cada vez más. El tren de alta velocidad se suele ver como un modo más seguro y más cómodo de viajar, lo que genera una redistribución de pasajeros entre alternativas aéreas y ferroviarias.

En el núcleo del enfoque hay un modelo integrado de optimización que incluye la planificación de frecuencias de los vuelos, el desarrollo aproximado del horario, la asignación de la flota y el comportamiento de los pasajeros en la elección del modo de viaje.

Los resultados de validación muestran una clara concordancia entre las soluciones del modelo y la realidad y su utilidad para predecir los impactos de la entrada futura del ferrocarril de alta velocidad en nuevos mercados. El marco de modelización propuesto es útil desde la perspectiva de los operadores de líneas aéreas, pues les permite planificar mejor su actividad frente a otros competidores mediante el ajuste de horarios, flotas y tarifas.

Leer más:

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-modelo-matematico-ayuda-a-las-aerolineas-a-competir-con-trenes-de-alta-velocidad

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Matemáticas españolas para optimizar las misiones a Mercurio

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Las misiones espaciales que operan cerca de la Tierra trabajan en temperaturas más bajas que las que soporta la Messenger, la misión de la NASA que orbita desde 2011 alrededor de Mercurio, el planeta más cercano.

La Messenger utilizó unos espejos que reflejaban una parte importante de la radiación solar, un procedimiento que “desaprovecha la energía eléctrica que se podría generar si la radiación no fuera reflejada“, explica la investigadora Esther López, del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid.

Para mejorar la eficiencia energética de estas misiones, López y otros investigadores españoles de su centro y del Instituto de Microelectrónica, en colaboración con personal de la Agencia Espacial Europea (ESA), han estudiado qué células solares podrían haber proporcionado más potencia eléctrica a la Messenger.

El trabajo se ha centrado en determinar qué células solares pueden generar, operando con una elevada temperatura, una mayor potencia eléctrica sin tener que usar espejos para reflejar la radiación solar.

El principio de balance detallado establece que en el equilibrio cada proceso elemental debe ser equilibrado por su proceso inverso. Para aplicarlo tuvieron que definir las órbitas descritas por sondas espaciales alrededor de Mercurio, calcular la radiación (del Sol y de Mercurio) que llega a los paneles en dichas orbitas y determinar la temperatura de operación de dichos paneles.

Las células más eficientes en las órbitas de Mercurio son las que están fabricadas con un compuesto de aluminio, galio y arsénico y recubiertas con reflectores selectivos.

El estudio llega tarde para la próxima misión a Mercurio, BepiColombo, que ya tiene la tecnología cerrada, pero servirá de inspiración para las siguientes misiones a ese planeta.

Leer más:

http://www.efefuturo.com/noticia/matematicas-espanolas-misiones-mercurio/

Matemáticas para intentar esquivar los atascos de tráfico

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Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha diseñado un algoritmo de toma de decisión que puede aplicarse a sistemas inteligentes de transporte para reducir los atascos de tráfico.

El grupo se ha enfrentado a dos retos para asegurar que la toma de decisiones sea fiable: la incertidumbre relacionada con los datos recibidos de los sensores y la información del contexto obtenida por los sensores, que es variable, lo que obliga a que el algoritmo sea capaz de ajustar la toma de decisiones a esos cambios.

Han adaptado para su trabajo uno de los algoritmos de toma de decisiones más utilizados, el Proceso Analítico Jerárquico -en inglés, Analytic Hierarchy Process (AHP) y han fusionado dos variantes de ese algoritmo: FAHP y DAHP. En la primera, se utiliza la lógica difusa para realizar los cálculos atendiendo al efecto de la incertidumbre en los datos recibidos; en la segunda, las variables utilizadas en los cálculos se consideran dinámicas y variables con el tiempo.

El paso final fue validar el algoritmo propuesto mediante simulaciones con Matlab  y después realizaron la misma simulación pero utilizando una variante de TOPSIS, un algoritmo que se utiliza en diversas áreas, entre ellas el transporte.

El algoritmo propuesto  distribuye el tráfico de una manera más equitativa entre las diferentes vías y es más sensible a los cambios en el nivel de tráfico de las carreteras.

Leer más:

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Matematicas-para-ayudar-a-esquivar-los-atascos-de-trafico

 

Solución cuántica al reto matemático de factorizar en números primos

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han abordado el problema de factorizar grandes cifras en número primos con un dispositivo cuántico que simula la aritmética, en vez de calcular.

Muchos algoritmos de criptografía actuales dependen de la complejidad de la factorización de números primos con cientos de dígitos para mantener la información privada segura.

El problema de factorización es uno de los mayores problemas no resueltos en informática. En un estudio publicado en Physical Research Letters, José Luis Rosales y Vicente Martín, de la Universidad Politécnica de Madrid, han logrado una aproximación diferente a este problema, demostrando que la aritmética utilizada en factorizar números en sus factores primos puede traducirse en la física de un dispositivo que simula físicamente la aritmética

Las contribuciones del trabajo tienen dos aspectos: en matemáticas puras y en criptografía aplicada.  Trata de redefinir el problema de factorización introduciendo una nueva función aritmética que podría asignarse a la física del simulador cuántico y corresponder a los valores de energía.

Fuente:

http://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-solucion-cuantica-reto-matematico-factorizar-numeros-primos-20161128171039.html

 

Aula Taller-Museo de las Metemáticas, en la Universidad Politécnica de Madrid, muestra la importancia de esta ciencia en las actividades cotidianas

El Grupo de Innovación Educativa de la Universidad Politécnica de Madrid puso en marcha el Aula Taller – Museo de las Matemáticas, con sede en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.

Abre dos sábados al mes, aunque también está abierto para visitas académicas de colegios, institutos y universidades. Los visitantes también tienen la oportunidad de participar en actividades un poco más académicas en el aula, donde se ofrecen conferencias y talleres.

Lleva dos años abierto en periodo académico, de octubre a junio. Muchos centros educativos de distintos puntos de España ya lo conocen, puesto que se organizan visitas previa cita.

Los juegos y actividades que conforman el recorrido por el museo, se complementan con exposiciones temáticas: este año está dedicada a las matemáticas que se utilizan en las tramas de muchas novelas y películas, como “Las pirámides de Napoleón”, de William Dietrich, “El asesinato de Pitágoras”, de Marcos Chicot o “Los crímenes de Oxford”, de Guillermo Martínez.

Otros años ha habido exposiciones llamativas, como una sobre acertijos matemáticos u otra sobre ilusiones ópticas. En la muestra “Matemáticas divertidas” se exponían viñetas cómicas con chistes matemáticos; mientras que en “Imágenes matemáticas” se mostraban fotos que sugieren conceptos matemáticos.

El objetivo final es acercar las matemáticas a la gente y familiarizarla con algo que se utiliza diariamente, muchas veces sin darnos cuenta, y para cambiar la imagen que se tiene de ellas.

Leer más:

http://cadenaser.com/programa/2016/05/04/hora_14_fin_de_semana/1462367625_775509.html

Matemáticas para ver cómo afectan las explosiones a las estructuras

El Grupo de Explosivos de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha desarrollado un modelo matemático que permite estudiar el comportamiento del hormigón armado frente a cargas explosivas cercanas.

Se ha publicado en el International Journal of Impact Engineering y es parte del proyecto SEGTRANS, financiado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) dentro del programa Fondos Tecnológicos y Proyectos Integrados.

Para mejorar la resistencia frente a explosiones de estos materiales se trabaja en dos vías: la primera consiste en añadir fibras (acero, carbón, vidrio o polipropileno) al hormigón como refuerzo interno, creando lo que se conoce como hormigones reforzados y la segunda en revestir el hormigón con elementos como espumas de aluminio o chapas de acero.

El Grupo de Explosivos de la UPM también ha realizado entre 2010 y 2014 los ensayos en las instalaciones del Instituto Tecnológico de La Marañosa.  Han tenido importancia los ensayos de calibración, para los que se desarrollaron dos modelos usando diferentes definiciones del hormigón según los materiales implementados en el software LS-DYNA.

Ha demostrado, por otra parte, que la protección pasiva que no reviste al hormigón (tipo camisas de acero) no es la mejor solución, pues produce un aumento en el área de daño.

Leer más:

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Matematicas-para-ver-como-afectan-las-explosiones-a-las-estructuras

Modelos matemáticos predicen el rendimiento de los viñedos

Un grupo de investigadores de Viticultura de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha estudiado y comparado diversos modelos de predicción de cosecha para calcular el rendimiento en diferentes momentos durante el ciclo de la vid en viñedos en condiciones de clima mediterráneo.

El objetivo del trabajo ha sido comparar seis métodos diferentes de predicción del rendimiento de un viñedo durante cuatro temporadas seguidas (2004-2007) para determinar cuándo es el mejor momento y cómo se debe hacer la predicción para obtener los mejores resultados en términos de precocidad, exactitud y precisión.

Se eligieron catorce parcelas de un viñedo de más de 700 hectáreas de superficie en Malpica del Tajo (Toledo). La predicción se hizo en tres momentos diferentes del ciclo de la baya: en el cuajado, al inicio de envero y en la fase de meseta de la baya. Con los datos de rendimiento obtenidos de cada parcela experimental, se elaboraron las ecuaciones de predicción (regresiones) correspondientes.

La predicción al principio del envero resultó más fiable y precisa que las realizadas en la fase de meseta (algo más tardías), llegando a predecir el rendimiento con un error menor a 0,5 kg por línea de cultivo para el 95% de los casos. En cambio,  en la fase más temprana (cuajado) fue menos precisa que la de envero: 0,8 kg por metro de línea de cultivo, mayor error y menor eficiencia.

Las conclusiones de este estudio representan un avance importante para los viticultores, pues aportan modelos matemáticos de predicción que pueden emplearse en diferentes momentos del ciclo de la vid para predecir el rendimiento.

Leer más:

http://noticiasdelaciencia.com/not/14770/modelos-matematicos-predicen-el-rendimiento-de-un-vinedo/

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