Los nuevos modelos matemáticos desarrollados por el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía con colaboradores de la Universidad Estatal Sam Houston y la Universidad de Chicago pueden ayudar a orientar los cambios en el diseño de los vecindarios urbanos pobres para mejorar el acceso a los recursos con un mínimo de interrupciones y costos.

Los investigadores establecieron una forma novedosa de analizar matemáticamente las comunidades urbanas pobres e informalmente desarrolladas, revelando obstáculos entre áreas no planificadas y la infraestructura que proporciona recursos para las necesidades humanas básicas. En su artículo publicado en Avances de la ciencia , utilizaron imágenes de satélite y datos municipales para desarrollar algoritmos matemáticos que revelan que los barrios marginales y los barrios planificados son fundamentalmente diferentes.

Sus modelos identifican claramente las distinciones entre la disposición informal de las áreas urbanas desatendidas y la estructura formal de los vecindarios de la ciudad. En dos estudios de caso, Los investigadores utilizaron datos del mundo real para mostrar que el diseño físico de algunos vecindarios no planificados no deja espacio para las líneas de alcantarillado. carreteras o cañerías de agua.

De los cuatro mil millones de personas que se estima que viven actualmente en áreas urbanas en todo el mundo, aproximadamente mil millones residen en barrios marginales. Con infraestructura inadecuada para la salud, saneamiento y acceso a servicios de emergencia, estas áreas se están convirtiendo en problemas humanitarios y de sostenibilidad a raíz de la rápida urbanización. Christa Brelsford, un miembro de ORNL Liane Russell y autor principal, cree que esta investigación puede transformar el futuro de los barrios marginales.

"Para mi, esta investigación fue una oportunidad para mirar las ciudades desde una nueva y emocionante perspectiva matemática, ", Dijo Brelsford." Al poner estas herramientas en manos de las organizaciones comunitarias locales y los residentes, los esfuerzos para lograr una infraestructura accesible capacitan a los residentes para que tomen decisiones sobre sus vecindarios y comunidades ".

"Todo lo que podamos hacer para mejorar vidas desde una perspectiva de derechos humanos es bueno para el mundo y también respalda la seguridad nacional de Estados Unidos, porque cuantas más personas satisfacen sus necesidades básicas, cuanto más seguros estamos todos, " ella añadió.

Aunque las comunidades desatendidas son la primera aplicación, El algoritmo de los investigadores proporciona una forma matemática de describir todas las ciudades. El equipo utilizó una técnica topológica novedosa, basado en conexiones entre lugares, caracterizar los barrios marginales por primera vez en lugar de un enfoque geométrico tradicional.

"Al comprender la topología fundamental, la relación entre los lugares de residencia y el trabajo con las redes de infraestructura urbana, podemos determinar que partes de las ciudades permanecen conectadas de manera incipiente, "dijo el coautor Luís Bettencourt, director del Instituto Mansueto para la Innovación Urbana de la Universidad de Chicago.

"Es una situación que se puede mapear, medido y resuelto con una mínima interferencia para crear nuevas soluciones de planificación urbana centradas en las personas y ciudades que tengan historia y carácter, "añadió.