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Una empresa perfecciona el software de control de la circulación de trenes

El sistema Meta Planning Engine, desarrollado por la empresa brasileña CFlex, detecta alteraciones de la demanda en las redes ferroviarias y, al valerse de una cantidad mayor de algoritmos, busca la mejor solución ante el nuevo escenario en

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo

El transporte ferroviario tiene como característica básica su alto costo operativo y la gran exigencia de capital para la construcción y el mantenimiento de las vías férreas. Por tal motivo, para ser factible en términos económicos debe transportar una gran cantidad de productos a través de grandes distancias.

Para dar cuenta del aumento de la demanda de este transporte, los operadores ferroviarios pueden invertir en la ampliación de la malla ferroviaria, duplicándola o construyendo nuevas líneas. Esta estrategia tiene un alto costo, debido a las grandes distancias que recorren los trenes. Una alternativa consiste en buscar soluciones que hagan posible el uso optimizado de la capacidad instalada, mediante una planificación eficiente de los cruces entre trenes, los tiempos de parada, las necesidades de mantenimiento de la red y la destinación de los equipos de maquinistas.

En la mayor parte de los sistemas ferroviarios esta planificación se lleva a cabo manualmente o mediante la utilización de herramientas de optimización matemática tradicional. El problema surge cuando se produce una situación imprevista. Y no es raro que ocurran este tipo de eventualidades. Adicionalmente, el control de las operaciones comprende una gran cantidad de variables que se interconectan, lo cual eleva las probabilidades de que surjan problemas, pues una variable puede comprometer la operación de todo el sistema, provocando retrasos altamente onerosos para la empresa.

La falla de un tren o la obstrucción de un tramo de la malla, por ejemplo, demanda una reestructuración de toda la planificación. "En general, las herramientas que comprenden métodos de optimización tradicionales pueden tardar horas para calcular un resultado. Pero la solución de CFlex calcula una solución factible en algunos segundos", afirma Plínio Roberto Souza Vilela, docente de la Facultad de Tecnología de la Universidad de Campinas (Unicamp), en Brasil, e investigador responsable del proyecto Meta Planning Engine desarrollado por CFlex.

Con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo - FAPESP, la empresa culminó la Primera Etapa del proyecto en 2014, en tanto y la Segunda Etapa se encuentra en marcha. Meta Planning Engine le ofertará al mercado ferroviario brasileño e internacional una solución destinada a la gestión de la circulación de trenes. La idea es dotar al software que se utiliza actualmente para calcular las rutas de los trenes en la malla ferroviaria -que en la actualidad opera con un solo algoritmo- de capacidad de elegir el mejor algoritmo entre varios disponibles. "El software procurará siempre utilizar el mejor algoritmo posible entre los que se encuentren disponibles para resolver cualquier situación referente a la circulación", explica Souza Vilela.

El investigador efectúa una analogía con el motor de un coche para explicar la ventaja del nuevo sistema: "Imagínese un carro con motor flex. Aunque puede funcionar con combustibles distintos, no está totalmente optimizado ni para alcohol ni para gasolina. Al lograr que el software cuente con varios algoritmos a su disposición, es como si estuviéramos produciendo un coche con dos motores, es decir, con la capacidad de elegir el mejor motor en cada situación, a los efectos de funcionar siempre con un máximo de eficiencia". Según Souza Vilela, esta flexibilidad del software constituye una calidad fundamental cuando se tiene por delante la compleja tarea de controlar la circulación de trenes en una vía férrea.

CFlex fue creada en 1996 como una spin-off de la Universidad de Campinas (Unicamp). La empresa se encuentra presente en el mercado ferroviario brasileño e internacional con sistemas computacionales de apoyo a la toma de decisiones basados en el análisis de una gran cantidad de variables.

CFlex Movement Planner, un producto desarrollado y comercializado por CFlex, posee esa capacidad y se destina a grandes empresas de Brasil y del exterior. Los principales clientes de la compañía son empresas de minería que operan trenes para transportar la producción desde las minas hasta los puertos. Y su mayor cliente en la actualidad es Rio Tinto, una minera que opera fundamentalmente en Australia.

Con Meta Planning Engine, el sistema desarrollado con el apoyo de la FAPESP, el investigador espera resultados aún mejores. "Podremos entregar el sistema con diversos algoritmos distintos previamente instalados; y esta herramienta será capaz de seleccionar el mejor para utilizarlo en cada situación", dice Souza Vilela.

"Por ejemplo: supóngase que estamos en un período de alta demanda de minerales y por eso tenemos muchos trenes circulando en la malla. Esa situación puede requerir el uso de un algoritmo que haya sido diseñado específicamente para operar adecuadamente en esa situación. La herramienta detectará automáticamente que ese algoritmo suministra resultados mejores y empezará a utilizarlo. Si la situación de demanda cambia, el sistema nuevamente reconocerá este cambio y podrá seleccionar un algoritmo distinto al anterior. Por ende, la gran ventaja reside en el aumento de la flexibilidad y en la adaptabilidad de la solución en tiempo real."

La empresa posee actualmente una versión del nuevo software que se encuentra en fase de pruebas de laboratorio. Según el investigador, en algunos meses más se realizarán ensayos en situación real: en el ferrocarril de la empresa Rio Tinto que opera en Australia, por ejemplo. También se encuentra listo el plan de comercialización para los próximos dos años, para el cual la empresa solicitará también el apoyo de la FAPESP. "Estamos en la mitad de la Segunda Etapa. Dado que ya hemos obtenido resultados interesantes, CFlex se ha inscrito en la Tercera Etapa", informa Souza Vilela.

Las inversiones en investigación

Para Plínio Souza Vilela, la principal diferencia de CFlex ha sido desde el comienzo su inversión en investigación, al procurar contar con la colaboración de científicos y universidades.

Doctor en Ingeniería Eléctrica (en Automatización) por la Unicamp, Souza Vilela trabaja en la empresa desde 2013, y se vale de la experiencia adquirida tanto en el área académica como en el sector empresarial. "Siempre tuve la intención de seguir la carrera académica. Pero al final del doctorado terminé mudándome a Estados Unidos para trabajar en el centro de investigaciones de una empresa del área de telecomunicaciones", recuerda.

De regreso a Brasil, Souza Vilela se desempeñó como director de Investigación y Desarrollo de CFlex y, más recientemente, volvió a ejercer la docencia en la Unicamp, al tiempo que sigue trabajando en la empresa como consultor en proyectos de fomento como el que coordina actualmente. "Para la empresa es bueno contar con un investigador que ya haya trabajado en el mercado, o con un gestor que haya ejercido en el área académica y logre conectar ambas áreas, cosa rara en Brasil, especialmente porque el ritmo de las universidades y el de las empresas es muy diferente."

El investigador considera que en ocasiones los científicos brasileños no entienden el timing empresarial, mientras que en Estados Unidos los docentes pasan buena parte de su tiempo en las empresas, por eso entienden sus necesidades. Los empresarios, por su parte, no sólo buscan resultados rápidos que atiendan al mercado, sino que también invierten en las investigaciones con resultados a mediano y largo plazo.

Esta integración -facilitada mediante proyectos de fomento- es lo que a Souza Vilela le gustaría ver más a menudo en Brasil. El investigador sostiene que no es fácil "pasar por el tamiz de la FAPESP". Por eso las empresas que se inscriben en el programa PIPE no sólo buscan el apoyo económico, sino también ciertos beneficios indirectos, tales como la experiencia y la proyección en el mercado inclusive. "La dedicación de tiempo a la investigación científica resulta esencial para las empresas que pretenden mantenerse a la delantera en el mercado", declara.

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Sobre la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo (FAPESP)

La Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo (FAPESP), creada en 1962, se ubica entre los más importantes organismos de fomento de la ciencia y la tecnología de Brasil. La Fundación selecciona y brinda apoyo a proyectos de investigación que presentan científicos vinculados a instituciones de educación superior e investigación científica del estado de São Paulo en todas las áreas del conocimiento: ciencias, tecnología, ingeniería, artes y humanidades. La FAPESP también apoya investigaciones en áreas consideradas estratégicas en Brasil, mediante programas orientados a grandes temas, tales como biodiversidad, cambios climáticos y bioenergía. FAPESP: http://www.fapesp.br.

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