El profesor Mario Solana, autor del estudio y coordinador del Grado en Ingeniería Informática de la Universidad Isabel I.
18 de diciembre de 2025. La gestión del tráfico aéreo en Europa se enfrenta a un problema creciente, que se define por el aumento sostenido del número de vuelos y la elevada densidad del espacio aéreo complican cada vez más la planificación segura, eficiente y sostenible de las operaciones. En este contexto, la revista científica Journal of the Operational Research Society, especializada en aplicaciones reales de la optimización matemática y transferencia de conocimiento, acaba de publicar un estudio que propone una solución innovadora a uno de los problemas clave del sector.
El trabajo, titulado “Efficient flight level assignment: a variable neighborhood search approach”, ha sido desarrollado por Joaquín Pacheco y Silvia Casado, catedráticos del área de Métodos Cuantitativos de la Universidad de Burgos (UBU), junto con el profesor Mario Solana, matemático y coordinador del Grado en Ingeniería Informática en la Universidad Isabel I. La investigación plantea un nuevo método para la asignación de niveles de vuelo que mejora de forma notable la planificación del tráfico aéreo antes del despegue.
Un problema crítico en la aviación europea
Uno de los principales problemas sobre la gestión del tráfico aéreo es la prevención de conflictos, es decir, evitar que dos aeronaves coincidan en el mismo punto del espacio aéreo en un intervalo de tiempo incompatible con los estándares de seguridad. Cuando estos conflictos no se detectan en la fase de planificación, deben resolverse posteriormente mediante retrasos en el despegue o maniobras correctoras durante el vuelo, como cambios de altitud, velocidad o rumbo.
Figura 1: conflicto entre dos vuelos A y B.
Estas intervenciones tienen un impacto directo en las aerolíneas, ya que incrementan los costes operativos y elevan la carga de trabajo de los sistemas de control aéreo. Tal y como subraya el estudio, “la eliminación o, al menos, la reducción de los conflictos en la fase de planificación es un elemento crítico para una gestión eficiente del tráfico aéreo”.
Un método matemático con resultados reales
El trabajo propone un método de asignación de niveles de vuelo basado en teoría de grafos y optimización heurística, concretamente mediante una estrategia de búsqueda por entornos variables (Variable Neighborhood Search, VNS) dentro de un marco multiarranque Este enfoque permite explorar de forma eficiente múltiples configuraciones posibles y seleccionar aquellas que maximizan la seguridad y la eficiencia del sistema.
Las pruebas realizadas con datos reales de tráfico aéreo en España y en Europa con datos reales crecientes, muestran resultados especialmente relevantes. El método consigue eliminar todos los conflictos en la fase de planificación y asignar niveles de vuelo ideales o muy cercanos al resultado perfecto en más del 97 % de los vuelos, incluso en escenarios con una alta densidad de tráfico.
Figura 2: distribución de las diferencias entre las alturas ideales y las alturas asignadas.
Además, el modelo desarrollado por el equipo de investigación supera al software comercial actualmente utilizado, pero también a métodos científicos anteriores en términos de calidad de la solución y eficiencia computacional, lo que lo convierte en una herramienta especialmente atractiva para su aplicación práctica.
Seguridad, costes y sostenibilidad
Más allá de la mejora en seguridad, el estudio pone de relieve el impacto positivo del método desde un punto de vista económico y medioambiental. Asignar a cada vuelo su nivel óptimo de altitud permite reducir costes operativos y avanzar hacia una aviación más sostenible. En esta medida de optimización se valora cómo se minimiza el consumo de combustible y las emisiones de gases nocivos a la atmósfera.
Como destaca el artículo, “la capacidad del método para generar soluciones de alta calidad en tiempos muy reducidos lo hace adecuado para su uso dinámico, incluyendo reasignaciones en tiempo real o situaciones de emergencia”. Esto resulta especialmente relevante en un sector donde la capacidad de reacción es clave.
Principales novedades del estudio
Las conclusiones del trabajo apuntan a que el método propuesto constituye una estrategia prometedora para mejorar la gestión del tráfico aéreo, aportando beneficios claros en varios ámbitos:
- Incremento de la seguridad operacional.
- Reducción de retrasos y maniobras correctivas en vuelo.
- Disminución de la carga de trabajo de los controladores aéreos.
- Reducción de costes operativos.
- Menor impacto ambiental gracias a la reducción de emisiones.
En un escenario marcado por el crecimiento continuo del transporte aéreo y los objetivos de sostenibilidad europeos, este tipo de enfoques basados en optimización matemática avanzada pueden desempeñar un papel clave en la gestión de espacios aéreos cada vez más complejos.