La ciudad matemática

En Matemáticas y sus fronteras iniciamos una serie de entradas, que irán apareciendo a lo largo de este año, con el objetivo de mostrar como las matemáticas están detrás de lo que se ha dado en llamar “ciudades inteligentes” o “smart cities”. Por eso las vamos a bautizar como «ciudades matemáticas».

Un primer dato es que, actualmente, más de la mitad de la población humana vive en las ciudades, y la tendencia va en aumento: se estima que en 2050 unos 2800 millones de personas más serán urbanas, lo que supondrá un 70% de la población mundial. Ese crecimiento se dará sobre todo en los países con economías emergentes, como China, Brasil, India.

Ante un crecimiento de esta naturaleza, que ya ha creado varias megalopólis (Ciudad de México, Sao Paulo, Beijing, Shanghai), surge una pregunta clave: ¿cuáles serán los servicios que podrán dar a sus moradores para que las condiciones de vida sean dignas y sostenibles?

Se van a requerir unas ciudades reestructuradas que contemplen una red optimizada de transportes urbanos, unas infraestructuras de alcantarillado y reciclaje de residuos, unas fuentes de energía sostenibles y no contaminantes, edificios autosuficientes y dignos, una red sanitaria que pueda no solo enfrentar las enfermedades habituales sino posibles epidemias favorecidas por tales aglomeraciones humanas, un sistema de gobernación que permita la representación igualitaria y justa de mayorías y minorías así como nuevas maneras de gestión, en fin, una serie de temas que afectan tanto a las ciencias naturales como a las sociales.

Iremos mostrando como, para afrontar este desafío, las matemáticas juegan un papel fundamental; a lo largo de las entradas sucesivas, veremos además las diferentes áreas de la disciplina que intervienen directamente. Citemos una lista preliminar con estos temas:

• La teoría de grafos para comunicar los diferentes puntos de la ciudad y la optimización en los problemas de tráfico.
• Las comunicaciones con otros centros urbanos: ferrocarriles, carreteras, aeropuertos.
• El control de salud y el epidémico mediante las ecuaciones diferenciales y la estadística.
• El uso del Big Data en una ciudad que generará millones de datos y su utilidad en temas de salud pública, logística, prevención de delitos, etc.
• Los métodos matemáticos empleados en la prevención de desastres naturales: terremotos, inundaciones, incendios, pero también en la gestión tras los desastres.
• La gestión económica y política, representatividad y administración: modelos estadísticos, modelos electorales.

Se estima también que unas 600 ciudades generan el 60% del PIB mundial, así que una pregunta pertinente es cómo aprovechar esa capacidad económica en beneficio de la vida ciudadana.

Esperamos que toda esta información pueda ser útil para que los lectores conozcan este papel relevante (y muchas veces oculto) de las matemáticas en las grandes ciudades.

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Manuel de León (CSIC, Fundador del ICMAT, Real Academia de Ciencias, Real Academia Canaria de Ciencias).