Diseñan una red para la distribución urbana de mercancías

Se estima que en España se reparten cada día cuatro millones de paquetes, la mayoría de los cuales tienen como destino el área metropolitana de una gran ciudad, donde se concentra el 55 % de la población. La entrega de paquetería se disparó especialmente durante la COVID debido al incremento de las compras en línea, que han continuado creciendo a doble dígito incluso una vez superada la pandemia. Esta nueva movilidad no ha hecho más que agravar los problemas de congestión de tráfico, de falta de aparcamiento y de mala calidad del aire ya existentes en las zonas urbanas desde hace años.

En el contexto de la apuesta de la UE por encontrar soluciones innovadoras dirigidas a reducir los impactos negativos del transporte urbano de mercancías y promover un transporte intermodal, la reducción del tráfico y la optimización de las entregas, un grupo de investigadores ha ideado una propuesta de red para la distribución urbana de mercancías. "Hemos estudiado posibles soluciones desde hace años y, además de determinar que no existe una única opción, hemos visto que es necesaria una colaboración mucho más estrecha entre el sector público y el mundo privado", explica Cristian Castillo Gutiérrez, profesor de los Estudios de Economía y Empresa de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) e investigador del grupo de investigación Sustainability, Management and Transport (SUMAT).

La propuesta de red, cuyo diseño ha sido publicado en abierto en la revista European Transport Research Review, se centra en la ciudad de Barcelona, ​​donde los investigadores han localizado 1.057 puntos para la entrega de paquetería. Se trata de microhubs ubicados en estaciones de transporte público, mercados, centros comerciales, oficinas de correos, párquines, edificios y puntos de recogida ya existentes. "Ya hay párkings públicos que han cedido espacios a empresas privadas de paquetería, y para el resto de puntos propuestos habría que ver qué inversión se requiere para que puedan ser habilitados", señala Castillo.

En el estudio también han participado Eduard Josep Álvarez Palau, profesor de los Estudios de Economía y Empresa e investigador de SUMAT; Javier Panadero Martínez, profesor del Departamento de Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos de la Universitat Autònoma de Barcelona, y Ángel A. Juan, catedrático de Analítica de Datos e Investigación de Operaciones en la Universidad Politécnica de Valencia.

Un algoritmo de encaminamiento

Los autores no solo han identificado este millar de potenciales microhubs intermodales para una entrega más eficiente de la paquetería en Barcelona, ​​sino que han desarrollado también un algoritmo de enrutamiento ágil para optimizar el trabajo de los repartidores. No menos importante, también han promovido que los repartos se realicen con bicicletas de carga y furgonetas eléctricas para contribuir a la mejora de la calidad del aire de la ciudad y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

El algoritmo desarrollado genera planes de distribución adaptativos teniendo en cuenta los costes de operación del microhub y los costes de enrutamiento de los vehículos, utilizando métodos heurísticos y de aprendizaje automático mejorados por técnicas de paralelización. De esta forma, gracias a la inteligencia artificial, se generan rápidamente planes de enrutamiento de alta calidad basados ​​en la infraestructura y los modos de transporte y los puntos de entrega.

Cabe destacar que el algoritmo se adapta dinámicamente y utiliza técnicas multiobjetivo para que cada plan de enrutamiento alcance lo que se conoce como la eficiencia de Pareto, es decir, planes en los que no es posible que nadie obtenga una ganancia superior sin que pierda otro.

Cristian Castillo afirma que las pruebas de campo llevadas a cabo en Barcelona han mostrado "resultados prometedores", dado que han proporcionado escenarios potenciales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y para la mejora de los plazos de entrega, así como la satisfacción empresas de paquetería, trabajadores del sector y destinatarios finales.

Rutas inteligentes para zonas rurales

En una investigación precedente, los profesores Castillo y Álvarez utilizaron algoritmos de enrutamiento para hacer más eficientes los desplazamientos de los profesionales sanitarios en territorios ubicados a más de 45 minutos a pie o en bicicleta de un centro médico de atención primaria. Los algoritmos creados, que son escalables y personalizables, diseñan las rutas más eficientes según parámetros como prioridades, tiempos de visita y la distancia de los desplazamientos. Para ponerlos a prueba, los autores llevaron a cabo una simulación en Segovia, provincia donde el 11,8 % de los municipios están situados a más de 45 minutos a pie de un centro de atención primaria.

El objetivo final de este trabajo, que ha sido publicado en abierto en la revista científica Socio-Economic Planning Sciences y es de conocimiento público para que pueda implementarlo cualquier territorio interesado, es que todas las zonas rurales puedan tener acceso a asistencia sanitaria.

Ciudades y comunidades sostenibles

La propuesta de red para la distribución urbana de mercancías está alineada con el número 11 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas (ODS): el de ciudades y comunidades sostenibles. Este objetivo pretende conseguir que "las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles". Las ciudades representan el futuro del modo de vida global. La población mundial alcanzó los 8.000 millones de personas en 2022, de las que más de la mitad viven en zonas urbanas. Se prevé que esta cifra aumente y que para 2050 el 70 % de la población viva en ciudades.

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Castillo, C., Panadero, J., Álvarez-Palau, E. J. & Juan, A. A. Towards greener city logistics: an application of agile routing algorithms to optimize the distribution of micro-hubs in Barcelona. European Transport Research Review. 16, 44 (2024). https://doi.org/10.1186/s12544-024-00669-7