La hidrogeología, disciplina que estudia la distribución y el movimiento del agua subterránea en el subsuelo, enfrenta con frecuencia problemas complejos debido a su naturaleza no lineal, al manejo de información incompleta y a la interacción de múltiples variables interdependientes. La toma de decisiones en este ámbito —como la optimización de la ubicación y operación de pozos de bombeo, la predicción del desplazamiento de contaminantes o la gestión de recursos hídricos subterráneos— se ve desafiada por la incertidumbre en los parámetros del medio y las condiciones fronterizas.

En este contexto, metodologías basadas en técnicas de optimización y simulación resultan esenciales para abordar estos desafíos de manera precisa y eficiente. En el ámbito de la hidrogeología, su aplicación ha demostrado ser fundamental en problemas como la modelación del transporte de contaminantes o la gestión óptima de sistemas de bombeo en acuíferos, entre otros casos complejos que requieren soluciones robustas.

El enfoque principal del curso es precisamente la hidrogeología, destacando aplicaciones prácticas en el análisis y gestión de recursos hídricos subterráneos. Sin embargo, los conceptos y herramientas enseñados —particularmente aquellos vinculados con la optimización— son altamente versátiles y pueden aplicarse a una amplia variedad de disciplinas dentro de la ingeniería y las ciencias aplicadas. Esto permite que los participantes adquieran habilidades transferibles útiles para enfrentar problemas no lineales en contextos diversos.

Este curso está diseñado para introducir a los participantes en los conceptos fundamentales de optimización, con un énfasis especial en la optimización multiobjetivo y la optimización multiobjetivo robusta, herramientas clave para enfrentar problemas con múltiples soluciones posibles y altos niveles de incertidumbre. A lo largo del curso, se utilizará el método de enjambre de partículas (Particle Swarm Optimization, PSO) como técnica central para ilustrar cómo la optimización puede aplicarse eficazmente a problemas hidrogeológicos. El PSO, inspirado en el comportamiento colectivo de organismos como bandadas de aves o cardúmenes de peces, permite explorar el espacio de soluciones mediante la cooperación entre agentes, mejorando la eficiencia en la búsqueda de soluciones óptimas. El curso cubrirá tanto los principios básicos del PSO como su implementación práctica, incluyendo sus ventajas, limitaciones y estrategias de ajuste. Asimismo, se presentarán casos de estudio donde la aplicación del PSO en esquemas de optimización multiobjetivo y robusta ha permitido mejorar significativamente la gestión sustentable del agua subterránea.

Cada sesión combinará teoría y práctica, utilizando archivos .ipynb desarrollados para guiar paso a paso a los estudiantes en la exploración de estos conceptos, asegurando así una apropiación efectiva del conocimiento y una experiencia de aprendizaje aplicada.

Enfoque y objetivo:
Capacitar a los participantes para comprender, formular y resolver problemas de optimización de objetivo único y multiobjetivo, empleando técnicas metaheurísticas con énfasis en el uso del algoritmo de enjambre de partículas.

CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES AL CONCLUIR EL CURSO:
Al término de este curso, el participante será capaz de: