La ciudad es un organismo fascinante que en en nuestro entorno tecno-social y de visión expandida por la cantidad de datos que produce y capas que soporta hace posible un futuro esperanzador para que sea el eje de grandes nichos para la innovación y de un desarrollo sostenible a través de una ciudad ubicua, más allá de concepto romo de smart cities.
En una dimensión de complejidad hay un tipo de redes que nos dan sentido al flujo desordenado como son las redes espaciales.
Algunos de los principios geográficos que describen A. Reggiani y P. Nijkamp (2009) a través de la ley de simplicidad geográfica de W. Tobler en 1970 en la que establece que todo espacio está relacionado con todos los demás, y las cosas cercanas están más relacionadas que las cosas lejanas. La solidez de esta ley tiene que ser reconsiderada a la luz de los recientes avances en la teoría de la complejidad y de la redes espaciales con dispositivos tecnológicos. En particular, los últimos descubrimientos en la teoría de redes muestran cómo – para determinadas tipologías de redes – las cosas distantes pueden estar relacionados a través de «hubs» o «ego» (nodos preferenciales o atractores) en redes espaciales de lugares urbanos. Las redes espaciales parecen ejercer un impacto dinámico en un espacio organizado. Son muy importantes para desarrollar investigaciones de carácter dinámico en el tiempo (análisis de redes de carácter dinámico e interdisciplinar)
Una red espacial es una red de elementos espaciales. En el espacio físico (que normalmente incluye el espacio urbano y sus elementos “incrustados” como edificios, parques, transportes, personas) las redes espaciales se derivan de los mapas y de los espacios abiertos en el contexto urbano o la construcción. Uno podría pensar en el «mapa espacial» como la imagen negativa del mapa estándar, con el espacio abierto en los edificios de fondo o las paredes. El mapa del espacio se rompe en unidades, la mayoría de carácter simple, como por ejemplo los segmentos de una carretera o las cuadras de varios edificios. Los segmentos de una carretera (son los nodos del grafo) pueden estar vinculados a una red a través de sus intersecciones (los bordes de un grafo).Un ejemplo común de una red espacial, el análisis de redes de transporte, revierte esto y trata a los tramos de carretera como los bordes y las intersecciones de las calles como nodos en el gráfico.
En términos más generales, la red territorial «del término ha llegado a ser usado para describir cualquier red en la que los nodos se encuentran en un espacio equipado con una métrica. Para la mayoría de las aplicaciones prácticas, el espacio es la distancia entre dos dimensiones (2D) y la métrica es la distancia euclídea habitual. Esta definición implica, en general, que la probabilidad de encontrar un vínculo entre dos nodos disminuye con la distancia. Las redes de transporte y de movilidad (entraría las nuevas redes con móviles o celulares ad hoc), Internet, redes de telefonía móvil, redes eléctricas, redes sociales y contactos, redes neuronales, son ejemplos donde el espacio es relevante y donde la topología por sí sola no contiene toda la información. Son redes que se vierten y se “visualizan” sobre una plataforma topológica. El mapa como elemento de base y lo rizomático como visión deleuziana. Caracterizar y comprender la estructura y la evolución de las redes espaciales es crucial para muchos campos que van desde el urbanismo a la epidemiología.
Una consecuencia importante del espacio en las redes es que hay un costo asociado a la longitud de las aristas (identificado con lo relacional en las grandes ciudades), que a su vez tiene efectos dramáticos en la estructura topológica de estas redes. Las limitaciones del espacio no sólo afectan a la estructura y propiedades de estas redes, sino también a los procesos que tienen lugar en estas redes, como las transiciones de fase, las caminatas al azar, la sincronización que se ha estudiado por parte de Watts y Strogatz (Collective dynamics of small-world networks,1998). Otros aspectos a tratar en las redes espaciales es la navegación (el closeness y las rutas geodésicas a microescala), la resiliencia y la propagación-meme de una enfermedad en una red espacial de una ciudad.
Una definición de la red espacial se deriva de la teoría del espacio y las sintaxis que pueden adscribirse (quedan abiertas ya que está en proceso de escritura constante). Puede ser muy difícil decidir lo que es un elemento espacial, sobre todo si están en espacios complejos que implican grandes áreas abiertas o muchos caminos interconectados. Los creadores de la sintaxis espacial, Bill Hillier y Juliana Hanson con su libro “The social logic of space” (1989) utilizando líneas axiales y espacios convexos como elementos espaciales. Libremente, una línea axial es la ‘línea más larga de la vista y el acceso a través de espacios abiertos, y un espacio convexo el «polígono convexo al máximo» que se puede dibujar en el espacio abierto (en el análisis de redes podemos relacionarlo con los caminos geodésicos entre todos los pares posibles). Cada uno de estos elementos se define por la geometría de los límites locales en diferentes regiones del mapa espacial. La descomposición de un mapa en un espacio se realiza en un conjunto completo de líneas en intersección o superposición de espacios axiales convexos que produce el mapa axial o la superposición del mapa convexo respectivamente. Definiciones algorítmica de estos mapas existen, lo que permite el mapeo de un mapa del espacio en forma arbitraria a una red susceptible de grafo matemático que se llevarán a cabo de una manera relativamente bien definido. Los mapas axiales se utilizan para analizar las redes urbanas (Urban Networks), donde el sistema en general, comprende los segmentos lineales, mientras que los mapas convexos son más a menudo utilizados para analizar los planes de construcción donde los patrones de espacio suelen ser más convexos, sin embargo los dos mapas, tanto el convexo como el axial, se puede utilizar en cualquier situación.
Análisis de Redes Urbanas
El análisis de redes urbanas tiene sus orígenes en la misma Teoría de Grafos. En el siglo XVIII el matemático y físico suizo Leonhard Paul Euler planteó el problema de los puentes de Königsberg y teniendo una vertiente matemática para interpretar algoritmicamente muchos de los problemas e intersección de los datos que emanan las grandes ciudades (Blanchard, 2009). Está relacionado y algoritmicamente mejorable a través de redes de flujos matemáticos y el enroutamiento heurístico que tienen algunos de los dispositivos como los GPS.
El MIT distribuye una toolbox (tiene más de un año, llamada Urban Network Analysis, 2012) de libre acceso y de código abierto como plug-in para ArcGIS, permite a los diseñadores y planificadores urbanos calcular cinco tipos de medidas de análisis urbano en redes espaciales:
Reach (alcance o distancia); Gravity (Gravedad); Betweenness (intermediación); Closeness (cercanía) y Straightness (Rectitud).
La medida de alcance, por ejemplo, se puede utilizar el número de destinos de un tipo en particular y que llega a un punto determinado por medio de la circulación en la ciudad (En ARS: es el grado en que cualquier miembro de una red puede llegar a otros miembros de la misma red. Un actor es «accesible» por otro, si hay un conjunto de conexiones a través de la las cuales podemos encontrar desde el actor fuente al actor “diana”, sin importar cuántas otras personas se encuentran entre ellos. Si los datos son asimétricos o dirigidos, es posible que un actor A pueda llegar a un actor B, pero que B no pueda llegar a A.
Por ejemplo, la medida de intermediación (betweenness) se puede utilizar para cuantificar el número potencial de transeúntes en cada edificio.
Las herramientas incorporan tres características importantes que hacen análisis de redes especialmente adecuado para las redes urbanas de una ciudad. En primer lugar, representan la geometría y las distancias en las redes de entrada, distinguiendo enlaces más cortos de los enlaces más largos, como parte de los cálculos de análisis.
En segundo lugar, la diferencia de las herramientas de software anteriores es que operan con dos elementos de red (nodos y los bordes), las herramientas Urban Network Analysis (UNA) incluyen un tercer elemento de red – los edificios – que se utilizan las unidades espaciales de análisis para todas las medidas. Dos edificios vecinos en los mismos segmentos de la calle por lo que pueden obtener resultados diferentes de accesibilidad (Reach).
Y en tercer lugar, las herramientas UNA opcionalmente permiten edificios que se ponderan en función de sus características particulares – más voluminosos, más pobladas, o de los edificios más importantes de lo contrario pueden ser especificados para tener un efecto proporcionalmente mayor en los resultados de análisis, con resultados más precisos y fiables para algunas de las medidas especificadas arriba.
La caja de herramientas ofrece un potente conjunto de opciones de análisis para cuantificar la forma centralizada de cada edificio que se sitúa en un entorno urbano y la facilidad con que un usuario puede acceder a los diferentes servicios de cada lugar. Se introduce una nueva metodología para el seguimiento del crecimiento y el cambio de las ciudades en el mundo que se urbaniza rápidamente y ofrece apoyo analítico a sus diseñadores y responsables políticos. Puede que también sea una fuente de información en la analítica del ciudadano y ligado a los dispositivos móviles que les da una posición precisa y en relación con el Internet de las cosas. Por ejemplo: los taxis serán «objetos» reconocibles en cualquier área de la ciudad y tomado información de su conductor, horas que lleva navegando, distancia desde donde estás, accesibilidad y tiempo que tarda según las variables de tráfico. etc., y todo ello sobre la «plataforma» de un mapa. Usando este análisis de redes urbano nos dará una mayor conciencia y posibilidades desde una perspectiva comunitaria de carácter ubicuo (Giuffre, 2013). El imaginario topológico de una ciudad será inmensamente rico y las redes urbanas será un elemento importante en el nuevo ecosistema urbano junto con los datos generados a nivel masivo.
El vídeo que se creó en el MIT para la presentación de este toolbox de ArcGIS:
Urban Network Analysis from City Form Lab on Vimeo.
Referencias bibliográficas: