Conferencia satélite del ICM2006 sobre Cálculo de Variaciones y sus Aplicaciones

En el contexto de las conferencias satélites del International Congress of Mathematicians (ICM2006), se ha celebrado un encuentro sobre el Cálculo de Variaciones y sus Aplicaciones en el Convento Madre de Dios de Toledo organizado por el grupo OMEVA  (Optimización y MEtodos VAriacionales) de la Universidad de Castilla-La Mancha. Como tal, es la primera vez que se organiza en España un congreso internacional especializado centrado en esta rama de la Matemática Aplicada, aunque sí se han celebrado numerosas conferencias en temas relacionados en optimización, control, controlabilidad, control óptimo, o diseño óptimo.

Para entender de manera no técnica el tipo de problemas que se estudian en este campo, se pueden citar varios ejemplos sencillos: encontrar la distancia mínima y el camino que la realiza entre dos puntos dados, encontrar la forma de un proyectil que al moverse en un medio determinado ofrece la menor resistencia a su propio movimiento,  o decidir la forma de un «tobogán» que uniendo dos puntos dados a distinta altura en el mismo plano vertical consigue un tiempo mínimo de tránsito bajo la acción de la gravedad desde el punto más alto al más bajo. Este tipo de problemas constituye el punto de partida de esta rama de las Matemáticas que es capaz de resolver numerosos problemas de optimización en Ingeniería y Economía. Algunas de las aplicaciones más sorprendentes están relacionadas con la construcción de túneles conectando dos puntos dados en que las variaciones de consistencia del subsuelo deben tenerse muy en cuenta; o el cálculo de las rutas de las naves espaciales en sus misiones al espacio para ahorrar combustible; también en el diseño óptimo de materiales y estructuras que garanticen máxima rigidez o máxima flexibilidad (http://www.topopt.dtu.dk/program.html), por enumerar unos cuantos ejemplos.

En este encuentro se han tratado diversas cuestiones, algunas más teóricas otras de índole más práctica, incidiendo, entre otros, en temas como:

  1. Modelos variacionales de comportamiento de materiales que pueden presentar roturas o fracturas (http://simscience.org/cracks/advanced/mintro.html).
  2. Modelos matemáticos para materiales superconductores o ferromagnéticos en que diversas escalas espaciales juegan un papel esencial (http://www.cimms.caltech.edu/).
  3. Problemas de diseño óptimo bajo condiciones de variación pequeña en las leyes que rigen el comportamiento de los materiales de que se disponen.
  4. Modelos para el estudio y mejora de imágenes digitales.
  5. Cuestiones de regularidad para los estados de equilibrio de determinados materiales elásticos no lineales.

Confiamos en que este encuentro sirva para reforzar el interés de nuestros grupos de trabajo en profundizar en estos métodos y estas herramientas que tanta repercusión pueden tener para las aplicaciones.

Pablo Pedregal Tercero
Catedrático de Matemática Aplicada
Universidad de Castilla-La Mancha

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