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Reto: SmartEcoRutas

SmartEcoRutas: SmartEcoRutas: optimización algorítmica de rutas de recogida de residuos urbanos en Cartagena

Tipo de reto

Reto

Modalidad

Competitivo

Coordinador/es

Descripción breve

En el reto SmartEcoRutas, los estudiantes abordarán un problema real de optimización inteligente de rutas de recogida de residuos urbanos, planteado por la empresa Lhicarsa (empresa concesionaria de la recogida de residuos urbanos de Cartagena). Los equipos trabajarán con la ubicación de más de 5.000 contenedores, información real de flota y restricciones operativas, integrando además datos de mapas urbanos procedentes de herramientas abiertas como OpenStreetMap.

El desafío implica resolver una variante del problema de planificación de rutas de vehículos (VRP), que aparece en disciplinas como logística, transporte u optimización de redes, para determinar la ruta diaria que debe seguir cada camión de recogida de residuos de la flota de Lhicarsa. El resultado del problema son rutas reales de operación diaria en la ciudad, directamente comparables con las actualmente utilizadas, y susceptibles de mejora en términos de distancia recorrida, costes operativos, tiempos de servicio y eficiencia global.

El tamaño y complejidad del problema hacen inviable encontrar matemáticamente la solución óptima. Por ello, los equipos deberán diseñar e implementar algoritmos de optimización (por ejemplo, mediante metaheurísticos u otras técnicas), ya sea desarrollando soluciones propias o utilizando y adaptando herramientas open-source existentes, respetando en todo caso las licencias del software original.

Se premiará al equipo cuya solución proporcione el menor coste total de las rutas, según los criterios definidos por la empresa y cumpliendo todas las restricciones operativas, pero también, se evaluarán la calidad técnica, el tiempo de cómputo y los materiales demostrativos (vídeos, demos o prototipos) que expliquen y justifiquen su propuesta.

Producto, prototipo o resultado final esperado

El resultado del reto SmartEcoRutas será una solución técnica demostrable para la optimización de rutas de recogida de residuos urbanos, materializada en un prototipo funcional o herramienta de apoyo a la decisión. Esta solución deberá ser capaz de procesar los datos del problema y generar rutas optimizadas cumpliendo las restricciones operativas establecidas.

El desarrollo podrá realizarse en cualquier lenguaje de programación o entorno tecnológico, y podrá basarse en software open-source existente, siempre que su licencia lo permita y se respeten sus condiciones. La organización facilitará el formato de los datos de entrada y salida, así como la descripción detallada de las restricciones y de los criterios de evaluación, entre los que se incluirán el coste total de las rutas, el cumplimiento de las restricciones y el tiempo de cómputo, que permitirán determinar la solución ganadora.

Además del código desarrollado y la solución obtenida, los equipos deberán presentar materiales demostrativos, como visualizaciones, prototipos o análisis gráficos, así como un breve vídeo explicativo de la propuesta, siguiendo las instrucciones que se indicarán más adelante. También se valorará la calidad técnica y visual de los materiales presentados, especialmente de cara a su exposición en la Feria de Retos UPCT.

Competencias a adquirir por los estudiantes

Durante el reto SmartEcoRutas, los estudiantes desarrollarán competencias avanzadas en optimización algorítmica y análisis de datos, aplicadas a un problema clásico de logística y transporte con múltiples aplicaciones actuales. El reto se centra en una variante realista del problema de planificación de rutas de vehículos (VRP), ampliamente utilizado en ámbitos como logística, movilidad, industria, distribución, energía o servicios urbanos.

Los estudiantes aprenderán a modelar formalmente problemas complejos de optimización, integrando datos reales, restricciones operativas y criterios de coste, y a diseñar, implementar y evaluar algoritmos adecuados para problemas de gran escala. Se trabajará con información geográfica y mapas urbanos (por ejemplo, OpenStreetMap), así como con librerías y herramientas de optimización, fomentando también la adaptación responsable de software open-source y el respeto a sus licencias.

Además de las competencias técnicas, el reto potenciará el trabajo interdisciplinar, la creatividad en la formulación de soluciones y la toma de decisiones basada en datos, evaluando aspectos como la calidad de la solución, el tiempo de cómputo y la robustez del algoritmo. El proyecto refuerza asimismo habilidades transversales como el trabajo en equipo, el pensamiento crítico y la comunicación técnica, culminando en un demostrador y una presentación pública de resultados en la Feria de Retos UPCT.

Composición esperada del equipo

El reto SmartEcoRutas está pensado para equipos pequeños, con un tamaño orientativo de 2 a 3 estudiantes, aunque podrán admitirse variaciones si los coordinadores lo consideran adecuado. Este formato favorece el trabajo cercano sobre un problema técnico complejo, manteniendo al mismo tiempo agilidad en el desarrollo y la toma de decisiones.

El reto es abierto a estudiantes de prácticamente cualquier titulación, ya que se basa en un problema clásico de optimización y análisis matemático, con aplicaciones transversales en numerosos ámbitos. Resulta especialmente adecuado para alumnado de ingenierías en las que se trabajan conceptos de logística, transporte, optimización, algoritmos de redes o análisis de sistemas (por ejemplo, ingenierías industrial, de telecomunicación, de caminos, minas, agronómica u otras afines), aunque no se limita a estos perfiles.

También es una excelente oportunidad para estudiantes de otras disciplinas con interés por los algoritmos, la modelización de problemas reales y el uso de datos, independientemente de su ámbito de origen. Se valoran especialmente perfiles con curiosidad técnica, capacidad de análisis y motivación por enfrentarse a retos abiertos, más que conocimientos previos específicos o herramientas concretas.

Colaboraciones externas previstas (opcional)

El reto SmartEcoRutas cuenta con la colaboración prevista de la empresa Lhicarsa, concesionaria de la recogida de residuos urbanos en Cartagena. Lhicarsa proporcionará apoyo técnico directo, incluyendo el suministro de los datos reales del problema, la definición de los requisitos y restricciones operativas, así como los criterios de evaluación de las soluciones, especialmente en lo relativo al coste total de las rutas.

El resultado del reto se materializa en propuestas de rutas reales de recogida diaria de camiones, comparables a las que se utilizan en la operación cotidiana del servicio. Las soluciones propuestas por los equipos no son ejercicios teóricos, sino planes de rutas operativos, evaluables con criterios profesionales y alineados con la realidad del servicio urbano de recogida de residuos.

Asimismo, está prevista la participación de Lhicarsa como entidad patrocinadora del reto, incluyendo un premio económico de 1.000 euros para el equipo cuya solución resulte ganadora.

Equipos participantes

  • [Dos integrantes] Nombre: "CORRE CAMINOS"
    • Representantes: Bryan Cedeño Triviño (Grado en Ingeniería Civil/Estudiante Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos), Manuel Vinke Meulmeester (Grado en Ingeniería Civil/Estudiante Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "Heurística"
    • Representantes: Illia Pastushenko (Grado en Ingeniería Telemática), Pedro José Rodrigues Souza (Grado en Ingeniería Telemática).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "Ptdotpy"
    • Representantes: Álvaro Hernández Riquelme (Ingeniería Telemática), André Yermak Naumenko (Ingeniería Telemática).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "Carthago Waste Flow"
    • Representantes: Eduardo Sansano Villaescusa (MUII), Dorian Alexis Zambrana Alarcón (MUII).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "DataPathfinders"
    • Representantes: Pedro Pablo Saura Navarro (Ciencia e Ingeniería de Datos), Francisco Javier Griñan Martínez (Ciencia e Ingeniería de Datos).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "Via Directa"
    • Representantes: Unai Legaz Pagán (Grado en Ciencia e Ingeniería de Datos), Francisco José Meseguer Abellán (Grado en Ciencia e Ingeniería de Datos).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "CircuitoVerde"
    • Representantes: Pablo Pedrero García (Doble Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática y en ingeniería Biomédica), José Rizo Aznar (Doble Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática y en Ingeniería Biomédica).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "Mecánicos Brum Brum" 
    • Representantes: Alberto Martínez Aguilar (Grado en Ingeniería Mecánica), Laura Sánchez-Horneros Soler (Grado en Ingeniería Mecánica).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "Python Legends "
    • Representantes: Víctor Sigüenza Torres (Grado Ciencia e Ingeniería De Datos), Iván Andrés Yagual Méndez (Grado en Ciencia e Ingeniería de Datos).
  • [Dos Integrantes] Nombre: "CanMar"
    • Representantes: Iván Cánovas Martín (Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática), Javier Mariano Garrido López (Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática).