Temas recientes de investigación

Dentro del Proyecto de Investigación recientemente iniciado “Control óptimo de ecuaciones en privadas parciales: Aplicaciones medioambientales” (MTM2015-65570-P), subvencionado por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO/FEDER), nuestro grupo continúa abriéndose a nuevos temas de investigación – aunque siempre encuadrados dentro del campo del control medioambiental.

Nuestro Proyecto se articula en torno a tres grandes líneas fundamentales, todas relacionadas con la aplicación de las técnicas de control óptimo de ecuaciones en derivadas parciales al medio ambiente (una de ellas continuación de trabajos previos del equipo, las otras dos más novedosas):

  • La primera está relacionada con el estudio analítico y numérico del control del fenómeno de las islas de calor urbanas (zonas metropolitanas con una temperatura sensiblemente superior que las regiones circundantes) con vistas a su aplicación a metrópolis reales.
  • La segunda línea se centra en la simulación y el control de los procesos de contaminación por metales pesados en grandes corrientes de agua, tomando como punto de partida un problema realista relativo a la ría de Vigo.
  • Por último, la tercera línea aborda un conjunto de problemas concretos que tienen como denominador común su relación con la contaminación atmosférica. Entre otros, se pretende estudiar el diseño óptimo de un sistema de monitorización en la calidad del aire, el control de la contaminación debida al tráfico vehicular en redes viales, o la localización de puntos e intensidades de vertidos en incidentes de carácter nuclear/biológico/químico (NBQ).

Entre los resultados preliminares más recientes podemos destacar los siguientes:

On the optimal control of cohesive sedimentation in canals. (L. J. Alvarez Vázquez, A. Martínez, C. Rodríguez, M. E. Vázquez Méndez, M. A. Vilar)

A novel formulation for designing a monitoring strategy: Application to the design of a river quality monitoring system. (L. J. Alvarez Vázquez, G. Casal, A. Martínez, M. E. Vázquez Méndez)

A 3D optimal control problem related to the urban heat islands. (F. J. Fernández, L. J. Alvarez Vázquez, A. Martínez, M. E. Vázquez Méndez)

Numerical simulation of air pollution related to traffic flow in urban networks. (L. J. Alvarez Vázquez, N. García Chan, A. Martínez, M. E. Vázquez Méndez)

Participación en ICIAM 2015 (Pekín)

Urban heat islands: An optimal control approach. (Presentado en 8th International Congress on Industrial and Applied Mathematics (Beijing).)

Controlling heavy metals and cohesive sedimentation in canals. (Presentado en 8th International Congress on Industrial and Applied Mathematics (Beijing).)

Participación en ICM 2014 (Seúl)

Controlling eutrophication in a moving domain. (Presentado en International Congress of Mathematicians 2014 (Seúl).)

Presentaciones anteriores

Optimal location of green zones in metropolitan areas. (Presentado en ACOMEN 2014 (Gante).)

An application of multi-criteria optimization to air pollution control. (Presentado en EURO mini-Conference on Optimization in the Natural Sciences 2014 (Aveiro).)

Presentaciones de temas antiguos

Optimal location of river sampling stations: A case study. (Presentado en CMN 2013 (Bilbao).)

Mathematical simulation and optimization of pre-dams for eutrophication control. (Presentado en 15th Conf. IAMG 2013 (Madrid).)

Design of river fishways. (Presentado en ISMP 2012 (Berlín).)

SOS: A novel computational tool for environmental decision support. (Presentado en CMNE 2011 (Coimbra).)

Motivación

Los problemas medioambientales se han situado en las últimas décadas entre los más preocupantes para el ser humano, dada su relación directa con la calidad de vida. Los avances económicos e industriales suelen llevar asociado – de manera a menudo indisoluble – un deterioro de las condiciones ambientales, que se traduce en un impacto ecológico negativo: contaminación en todas sus posibles acepciones, destrucción de determinadas especies de fauna y/o flora, etc.

La optimización y el control óptimo – ayudados de manera fundamental por el modelado matemático y la simulación numérica – han demostrado en los últimos años ser unas herramientas muy importantes a la hora de diseñar estrategias eficaces en la remediación relativa a los problemas medioambientales, y también a la hora de la toma de decisiones encaminadas al mantenimiento de unos niveles apropiados de calidad en el entorno.