Test de una plataforma escalable de Modelado Basado en Agentes para la resolución de problemas prácticos

Abstract

RESUMEN: La simulación basada en el modelado mediante agentes es una técnica que nos permite describir fenómenos de diferentes naturaleza (fenómenos físicos, sociales, biológicos…). En este estudio planteamos una simulación basada en el modelado de agentes para estudiar un problema real como es la eutrofización de las aguas del embalse de Cuerda del Pozo. En concreto se ha buscado obtener una estimación de la aportación de nutrientes por parte de las vacas a dicho embalse. Para realizar la simulación basada en agentes se parte de una aplicación desarrollada en el Instituto de Física de Cantabria denominada "Machanguitos" la cual nos ha facilitado el proceso de desarrollo gracias a que nos permite describir el comportamiento de los agentes de manera sencilla. Además nos permite añadir capas GIS con las que los agentes interactúan a lo largo de la simulación. También nos permite hacer la extracción de datos relevantes de varias maneras. Tras realizar una serie de simplificaciones, se ha conseguido simular 6300 agentes (vacas) moviéndose alrededor del embalse de Cuerda del Pozo durante 7 meses. Los agentes se desplazan y depositan abono sobre la orilla del embalse, cuyo nivel desciende en verano, abono que pasara a diluirse en el agua del embalse cuando su nivel vuelva a ascender. Según los datos aportados por un proyecto LIFE denominado ROEM+ que se realiza en este embalse, la concentración de nitritos y/o nitratos del embalse ronda los 0.10 mg/l, y además se estima que más del 50% de los nutrientes del embalse proviene de la ganadería. A partir de la simulación realizada mediante agentes se puede estimar que el posible incremento en la concentración de nutrientes que aportarían las vacas al embalse de forma directa es del orden de 0.01 mg/l, un valor muy pequeño pero no despreciable comparado con el total. Por último, se proponen nuevas mejoras que permitan mejorar esta estimación, teniendo en cuenta las simplificaciones que se han realizado para hacer posible la simulación.

ABSTRACT: Agent Based Modeling is a technique that allows us to describe phenomena of different nature (physical phenomena, social, biological ...). In this study we propose a simulation to study a real problem of eutrophication at the Cuerda del Pozo water reservoir. Specifically, we aim to obtain an estimate of the direct contribution of nutrients from the cows moving around this water reservoir. This agent‐based simulation is using an application developed at the Institute of Physics of Cantabria called "Machanguitos", which has facilitated the development process because it allows us to describe the behavior of agents easily. It also allows us to add GIS layers with which the agents interact throughout the simulation. It also allows us to extract relevant data in various ways. After making a number of simplifications, we have managed to simulate 6300 agents (cows) moving around the Cuerda del Pozo for 7 months. The agents move and manure is deposited on the shore of the reservoir, whose level drops in summer, and it is diluted when the water level of the reservoir when goes up again. According to data provided by a LIFE project called ROEM + being performed in this reservoir, the concentration of nitrites and / or nitrates of the reservoir is around 0.10 mg / l, and it is estimated that over 50% of the nutrients in the reservoir comes from livestock. From the simulation carried out by agents it can be estimated that the possible increase in nutrient concentration that would bring the cows to the reservoir directly is of the order of 0.01 mg / l, a very small but not negligible value compared to the total. Finally, further improvements to improve this estimate, given the simplifications that have been made to enable the simulation, are proposed.