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La técnica usa optimización por colonia de hormigas para probar miles de combinaciones y cortar material, manteniendo normas de seguridad en el proyecto estructural
El cruce de hormigas argentinas por dos caminos entre el nido y la comida se convirtió en la base para una idea poderosa de computación. Del rastro químico dejado en el suelo nació un método que hoy ayuda a buscar proyectos de puentes de concreto más económicos y eficientes.
Este camino llevó a los algoritmos de optimización por colonia de hormigas, conocidos como Ant Colony Optimization (ACO). A partir de los años 90, la técnica comenzó a utilizarse en rutas, logística y también en el ajuste fino de estructuras reales, como pilares de viaductos.
Dos puentes, un nido y un descubrimiento que se convirtió en tecnología
En pruebas clásicas, un nido fue conectado a una fuente de comida por dos puentes. En algunas situaciones, los dos caminos tenían la misma longitud; en otras, uno de ellos era más corto.
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Al principio, las hormigas se dispersan y eligen los trayectos casi al azar. Mientras caminan, dejan un rastro de feromonas, una marca química que puede ser seguida por otras hormigas.
Con el tiempo, el camino más rápido recibe más tránsito y acumula más feromona. Esto aumenta la posibilidad de que nuevas hormigas escojan el mismo trayecto, reforzando una ruta dominante sin ningún comando central.
Feromona en el suelo se convierte en “atajo” sin que nadie mande
El mecanismo es simple y eficiente. Cuantas más hormigas pasan por un punto, más fuerte se vuelve la señal y más atractivo se vuelve para el resto del grupo.
Este refuerzo crea un efecto de repetición. El camino más corto tiende a ser recorrido más veces en menos tiempo, lo que acelera la acumulación de feromona y consolida la elección.
El resultado es una especie de autopista natural que surge de acciones individuales, pero proporciona una solución colectiva robusta.
ACO crea feromona digital y hace que la computadora “aprenda” el mejor camino
La idea fue transformada en algoritmo a principios de los años 90. En lugar de insectos reales, entran en escena hormigas artificiales, que exploran alternativas posibles para un problema.
Cada hormiga virtual construye una solución al elegir pasos, rutas o combinaciones de diseño. Cuando una solución se mejora, el algoritmo deposita más feromona digital en las decisiones que llevaron a ese resultado.
Al mismo tiempo, parte de esa feromona virtual desaparece poco a poco, como una evaporación. Esto evita que el sistema quede atrapado en respuestas antiguas y mantiene espacio para probar nuevas posibilidades hasta converger hacia opciones cercanas a lo ideal.
El algoritmo entra en el cálculo de pilares vaciados de viaductos
En el diseño estructural, un puente de concreto implica muchas variables. Se consideran la geometría y dimensiones de los pilares, elecciones de concreto, cantidad de acero y detalles de fundación, todo dentro de exigencias de seguridad.
Probar todas las combinaciones por ensayo y error no es viable. La solución es permitir que el algoritmo explore el espacio de proyectos y busque configuraciones que reduzcan costos, sin salir de las reglas de rendimiento y resistencia.
En un estudio con este enfoque, se optimizaron 15 pilares de sección rectangular vaciados. Las alturas variaron de 20 a 60 metros, para viaductos con claros de 40 a 60 metros, con el algoritmo ajustado al problema estructural.
Ahorro superior al 20% en concreto y acero sin perder seguridad
La aplicación del ACO en este tipo de pilar permitió reducir material. El corte en concreto y acero superó el 20% en comparación con métodos tradicionales, manteniendo los requisitos de resistencia y servicio.
Menos material también significa menos impacto asociado a la producción. La ganancia se presenta en la reducción de CO₂ incorporado y caída del costo global, principalmente cuando el viaducto tiene muchos pilares.
Para llegar a este punto, el proceso se ejecutó con poblaciones de alrededor de 50 hormigas virtuales durante aproximadamente 100 etapas, sumando cientos o miles de iteraciones hasta estabilizar en soluciones óptimas dentro de las restricciones.
El futuro del concreto puede ser decidido por “enjambres” de algoritmos
El ACO forma parte de un grupo de técnicas bioinspiradas utilizadas para resolver problemas difíciles de optimización. El buen rendimiento en rutas, logística y estructuras muestra cómo reglas simples pueden convertirse en herramientas poderosas para la ingeniería.
Estos métodos también se combinan con otras estrategias, como algoritmos genéticos, búsqueda de umbrales y recocido simulado, para automatizar etapas y acelerar elecciones de diseño.
La misma lógica que guía el tráfico de hormigas en el suelo puede influir en decisiones que reduzcan costos y material en estructuras de concreto de gran tamaño, manteniendo los requisitos técnicos del proyecto.
La aplicación práctica es clara: la observación de un comportamiento natural ayudó a crear una herramienta capaz de buscar proyectos más eficientes, con potencial de ahorro cuando se utiliza el método en viaductos con muchos pilares.
