Las matemáticas del tránsito

Una fórmula sencilla predice cómo se mueven las personas en las ciudades de todo el mundo.

Flujo de personas en el área metropolitana de Boston a partir de datos de telefonía móvil. El grosor de las líneas indica el número de visitantes; el color, la frecuencia de las visitas. [LABORATORIO DE CIUDADES SENSIBLES DEL INSTITUTO DE TECNOLOGÍA DE MASSACHUSETTS]

Cabría pensar que las personas que se encuentran en el centro de una ciudad en un momento dado constituyen un conjunto aleatorio de individuos. Sin embargo, un nuevo estudio muestra que los patrones de desplazamiento urbano en todo el mundo son notablemente predecibles e independientes de la ubicación. El hallazgo podría ayudar a mejorar los modelos de propagación de enfermedades y a optimizar la planificación de las ciudades.

Los investigadores estudiaron datos anonimizados de telefonía móvil y hallaron una relación cuadrática inversa entre el número de personas que hay en una cierta área urbana y el producto de la distancia que han recorrido para llegar a ella por la frecuencia con la que realizan ese viaje. Puede parecer intuitivo que la gente visite a menudo los sitios cercanos y más raramente los alejados, pero la relación recién descubierta expresa esa idea de forma cuantitativa. Por ejemplo, predice con precisión que el número de personas que acuden a un lugar cinco veces por semana desde una distancia de dos kilómetros coincidirá con el número de quienes van allí dos veces por semana y recorren cinco kilómetros. Los investigadores publicaron en Nature su nueva ley de visitas y un versátil modelo basado en ella que describe los movimientos de las personas en las ciudades.

«Es un resultado muy impactante y sólido», valora Laura Alessandretti, socióloga computacional de la Universidad Técnica de Dinamarca que no tomó parte en el estudio pero que escribió un comentario sobre el trabajo. «Solemos pensar que hay muchos factores contextuales que afectan a nuestra forma de movernos, como la red de transporte, la morfología de un cierto lugar o los aspectos socioeconómicos. Eso es cierto hasta cierto punto, pero este hallazgo demuestra que hay algunas leyes robustas que son válidas en todas partes.»

Los investigadores analizaron los datos de unos ocho millones de personas, recopilados entre 2006 y 2013 en seis áreas urbanas: Boston, Singapur, Lisboa, Oporto, Dakar y Abiyán. Los análisis anteriores habían empleado los datos de telefonía móvil para estudiar las trayectorias de los individuos; en cambio, el nuevo trabajo se centró en los lugares y examinó cuántas personas los visitaban, desde qué distancia y con cuánta frecuencia. El equipo descubrió que todas las decisiones particulares que toma la gente —desde dejar a los niños en el colegio hasta ir de compras o desplazarse al trabajo— obedecen a esta ley cuadrática inversa si las consideramos en conjunto. «El resultado es muy simple, pero bastante sorprendente», opina Geoffrey West, físico teórico del Instituto Santa Fe y uno de los autores principales del artículo.

Una explicación para este marcado patrón estadístico es que viajar requiere tiempo y energía, y la gente dispone de recursos limitados para hacerlo. «Entra en juego algo muy fundamental: vivamos en Senegal o en Boston, tratamos de optimizar nuestro día», afirma el primer autor del estudio, Markus Schläpfer, del Laboratorio de Ciudades Futuras, un centro mixto de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich y las Universidades de Singapur. «En el fondo se trata del esfuerzo conjunto que la gente está dispuesta a realizar para viajar a determinados lugares.» Comprender esos patrones no solo es importante para planificar el emplazamiento de nuevos centros comerciales o el transporte público, sino también para modelizar la transmisión de enfermedades en las ciudades, señala Kathleen Stewart, geógrafa e investigadora de la movilidad de la Universidad de Maryland que no participó en el estudio.

Otros investigadores han estudiado los desplazamientos con «modelos gravitatorios», que suponen que el movimiento entre ciudades es proporcional a sus poblaciones. Pero estos modelos no consideran los patrones de desplazamiento dentro de las ciudades, una información especialmente relevante al abordar la propagación de enfermedades. El epidemiólogo de la Universidad del Noreste Sam Scarpino, ajeno al estudio, afirma que los modelos basados en el nuevo resultado podrían reflejar mejor esos flujos. Por ejemplo, lo más probable es que los habitantes de Nueva York hagan viajes cortos y frecuentes dentro de su propio distrito, como Manhattan o el Bronx, y visiten menos los distritos lejanos.

«Esos patrones organizativos tienen implicaciones muy profundas en la forma en que se propaga la COVID», sostiene Scarpino. En una pequeña localidad rural donde mucha gente acude regularmente a la misma iglesia o tienda de alimentación, todo el pueblo experimentará picos agudos de infección a medida que el virus se extienda por la comunidad. Pero en una ciudad más grande, la propagación requiere más tiempo, explica el científico, porque pueden producirse pequeños brotes más o menos independientes en cada barrio.

Según Stewart, «los autores muestran que su ley de visitas, que tiene en cuenta tanto la distancia como la frecuencia del viaje de un modo que no observamos en otros modelos, supera a los modelos gravitatorios a la hora de predecir los flujos entre distintos lugares».

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