Project I de Optimización · 4º curso, Grado en Ciencia de Datos · ETSINF, Universitat Politècnica de València
Conservación en Menorca: hábitats y corredores ecológicos
Optimización MILP lexicográfica para cuatro especies de mamíferos en la Reserva de la Biosfera
Autores: Luminița Ciobanu Borinschi · Rustam Suleimanov · Pau Amores Giner · Javier Elena Navarro
450
nuevos hábitats
270
celdas corredor
91%
corredores conectados
899 980 €
coste final (90% del presupuesto)
Contexto
Menorca es Reserva de la Biosfera UNESCO, pero la fragmentación del hábitat amenaza la viabilidad a largo plazo de su fauna. El proyecto se centra en cuatro especies con perfiles ecológicos distintos: Atelerix algirus (erizo moruno), Martes martes (marta), Eliomys quercinus (lirón careto) y Oryctolagus cuniculus (conejo europeo). La isla se discretiza en una rejilla regular y cada celda lleva información geográfica, ecológica y de uso del suelo.
Modelo
Programación lineal entera mixta (MILP) con variables binarias por celda y especie: adaptar como hábitat, designar como corredor, presencia final y nuevo hábitat creado. Restricciones de compatibilidad, exclusividad por celda, presupuesto, mínimos de hábitat por especie, conectividad de corredores (cada corredor toca otro corredor o un hábitat) y proximidad máxima de 3 celdas a un hábitat. Tres modos opcionales de separación depredador-presa entre Martes y Eliomys.
Estructura lexicográfica
La optimización se resuelve en tres fases secuenciales con tolerancias configurables: Z1 maximiza la creación de hábitats, Z3 maximiza los corredores manteniendo Z1 dentro de su tolerancia, y Z2 minimiza el coste preservando ambos. Esto da control explícito al gestor sobre el trade-off entre calidad ecológica y coste.
Resultados
Solución final con 450 hábitats nuevos repartidos entre las cuatro especies (todas por encima de su mínimo), 270 corredores con el 91,1% adyacentes a hábitat y cero corredores aislados, y 899 980 € de coste (90% del presupuesto). Cobertura del 53,5% de la isla. CBC resuelve las tres fases en ~4,5 s, 33 veces más rápido que SCIP con valores objetivos idénticos (Mann-Whitney U, p = 0,0079).
Conclusiones
El framework demuestra que la investigación operativa con MILP lexicográfico puede integrar criterios espaciales, ecológicos y económicos en una herramienta reproducible. Es modular: admite nuevas especies, planificación multi-período o escenarios de cambio climático, y es transferible a otras islas baleares.