La lógica de las multitudes

Los movimientos colectivos de los vuelos de los pájaros han representado siempre un enigma. La reconstrucción por ordenador de estos desplazamientos permitió demostrar en los años ochenta que la simple interacción entre los individuos inmediatamente próximos basta para provocar un movimiento de conjunto. Este fenómeno responde a leyes que se encuentran en la física, las transiciones de fase que, por ejemplo, caracterizan los cambios en el estado magnético del hierro. La aplicación de estas reglas, aunque modificadas para tener en cuenta el comportamiento individual, en situaciones normales o de pánico, permite estudiar, según los físicos Dirk Helbing y Peter Molnár, la disposición de las vías de circulación y la ubicación de las salidas de emergencia.

Distintos caminos

Es posible simular en el ordenador los movimientos en grupo de los animales, pero muchos científicos han aceptado hasta ahora que los complejos patrones del comportamiento humano son el resultado de muchos y sutiles factores psicológicos que superan el alcance de cualquier modelo matemático. Ahora parece que muchos aspectos de la conducta de los peatones se pueden representar en modelos que contienen sólo unas pocas suposiciones básicas acerca de cómo se mueven los individuos. La última investigación, publicada en Nature (28 de septiembre), demuestra que incluso el frenético movimiento de una multitud presa del pánico se puede simular de esta forma.El físico alemán Dirk Helbing empezó a representar el comportamiento de los peatones a principios de los años noventa en la Universidad de Stuttgart. En 1995, él y su colega Péter Molnár desarrollaron un modelo de fuerza social. Partieron de la base de que la gente que camina en medio de la multitud o en lugares públicos se guía sólo por unos pocos impulsos. Cada uno quiere moverse en una dirección determinada y a una velocidad determinada y se mantiene a una distancia de los demás. Hay también un pequeño elemento de azar en dicho movimiento debido, por ejemplo, a la tendencia de una persona a salirse de su ruta o a aumentar o reducir su velocidad.

Velocidad

Helbing y Molnár demostraron que una muchedumbre modelo de gente virtual que se movía según estas reglas podía mostrar un comportamiento sorprendentemente real. Por ejemplo, si dos grupos de gente virtual se mueven en direcciones opuestas por un corredor muy poblado, automáticamente forman filas de corrientes opuestas, como hace la gente en la vida real. No hay nada en el modelo que le diga a la gente que forme filas; este comportamiento se deriva de las reglas que gobiernan el movimiento de cada individuo.

Observar las simulaciones animadas de las muchedumbres de Helbing y Molnár es apasionante. Los círculos coloreados casi parecen asumir personalidad. Uno va de un lado a otro frustrado intentando atravesar la multitud, otro esquiva a los demás andando en zigzag o se desliza sin esfuerzo. En 1997 los investigadores descubrieron que sus peatones podían marcar caminos en los espacios abiertos muy semejantes a los que la gente hace en los parques.Incluso cuando hay caminos pavimentados que cruzan las zonas de césped, la gente no siempre los sigue, porque le parece más cómodo seguir atajos y cruzar a través de la hierba. Hay muchos destinos y rutas potenciales en el espacio, pero ciertas sendas parecen surgir de forma orgánica, marcadas en el suelo por los pies de muchos paseantes.

El equipo de Helbig descubrió que las formas de estos caminos se trazan por un acuerdo. Los paseantes quieren seguir la ruta más directa, pero también se sienten atraídos por las sendas marcadas por otros paseantes anteriores. La simulación de cómo evolucionan dichas sendas podría ayudar a los que planifican los parques a situar correctamente los caminos, en vez de intentar en vano que la gente siga rutas que no quiere utilizar.

Pero hay en juego algo más que la comodidad en los últimos intentos de Helbing de simular el movimiento de los grupos humanos. Se ha asociado con Tamás Vicsek e Illés Farkas, de Hungría, para intentar reproducir el comportamiento de las multitudes cuando son presas del pánico.

Las multitudes presas del pánico presentan graves problemas a los arquitectos e ingenieros que intentan diseñar salidas de emergencia seguras en los edificios y lugares públicos. Una multitud que saldría tranquilamente de un edificio en circunstancias normales puede hacer un uso mucho menos eficiente de las salidas en caso de pánico.

El catálogo de muertes en situaciones de pánico y de avalancha en estadios deportivos se hace mayor cada año. Y en los conciertos de rock se producen estampidas semejantes a las causadas por el pánico cuando la gente busca los mejores sitios. Las simulaciones virtuales de estas situaciones podrían servir a los ingenieros para prever lo inesperado. El equipo de Helbig utilizó el movimiento peatonal como punto de partida para estudiar el pánico. Pero añadieron una característica esencial. La gente evita normalmente el contacto físico con extraños en una multitud. En un pánico, esto no le preocupa a nadie (el único objetivo es huir), así que las personas se empujan unas a otras. Esto puede hacer que algunos individuos se queden inmóviles, atrapados firmemente en el apretujón por una especie de fricción.

Los investigadores llenaron una habitación con gente virtual y la dotaron del deseo de moverse hacia la única salida a una velocidad preferente. Descubrieron que si esa velocidad media estaba por debajo de un valor determinado, aproximadamente un metro y medio por segundo, una velocidad de paseo digna, la gente utilizaba la salida de forma cortés y eficaz, desfilando ininterrumpidamente. Al aumentar la velocidad, la gente perdía la compostura y la multitud sufría una escalofriante transición a un estado de pánico.

En este caso todo el mundo se dirigía rápidamente a la salida, donde se quedaban empotrados unos contra otros. Los que estaban cerca de la puerta no se podían echar atrás por la presión de los que estaban detrás. Como consecuencia de ello, se congestionaba la salida y la gente sólo podía huir en estallidos esporádicos. Si se aumentaba la velocidad deseada, la habitación tardaba todavía más tiempo en vaciarse. Si un fuego fuese avanzando hacia el tumulto, más y más gente perecería entre las llamas.Helbing y sus colegas llevaron a cabo simulaciones de lo que podría suceder si en un club lleno de humo la gente ni siquiera pudiera ver las salidas. Dieron dos opciones a las multitudes virtuales: buscar individualmente al azar o seguir a los otros con la esperanza de que les condujeran a la salida.

Un poco de instinto de manada vino muy bien: ayudaba a la gente a encontrar una salida que otros ya habían localizado. Un exceso de instinto de manada podría llevar prácticamente a todo el mundo a la misma salida dejando las demás sin utilizar. Los investigadores tienen la esperanza de que su modelo ayude a los ingenieros a planificar rutas de escape sin la concepción errónea de que se van a utilizar de forma racional y ordenada.

Hielo y hierro, maestros de pájaros y bacterias

El estudio del movimiento animal ha sido tradicionalmente el dominio de los biólogos de campo. Pero eran incapaces de averiguar cómo vuelan en formación criaturas como los pájaros, las abejas o los murciélagos, coordinando sus trayectorias como si hubiera un acuerdo instantáneo y unánime. En 1931, un investigador se vio forzado a proponer la teoría de que los pájaros se comunican por algún tipo de transferencia de pensamiento.

Los trabajos dirigidos no por biólogos, sino por físicos y científicos de la informática a lo largo de la última década han demostrado que no hay necesidad de invocar causas milagrosas para explicar el comportamiento de los enjambres y bandadas. La clave del movimiento coherente del grupo está en la armonización de cada individuo con sus vecinos.

Craig Reynolds, ingeniero informático, solía pasar en los años ochenta el rato del almuerzo admirando las bandadas de mirlos. Por más que lo intentó, no pudo identificar ningún líder. En 1987 creó un programa informático de gráficos que pudiera representar el mismo tipo de movimiento en bandada en un grupo de pájaros virtuales a los que llamó boids. Reynolds dio a sus pájaros tres instrucciones, cada una de ellas obligaba al pájaro a reaccionar sólo a su alrededor. Los pájaros intentaban igualar su velocidad a la de los vecinos, se movían hacia el centro del grupo local y evitaban colisiones. La conducta del vuelo en grupo surge de las interacciones locales.

Este tipo de movimiento colectivo no es ningún misterio para los físicos. Sucede algo semejante cuando un líquido se congela, o cuando una pieza caliente de hierro se magnetiza al enfriarse. Estos cambios bruscos en el estado de una sustancia se denominan transiciones de fase, e implican una especie de conciencia de comunidad por parte de los átomos y moléculas que la constituyen.

En el hierro, cada uno de los átomos es un pequeño imán, como la aguja de un compás que señala en una dirección determinada. Por encima de los 770º centígrados, todas las agujas atómicas del hierro apuntan en direcciones tomadas al azar. Al enfriarse el metal por debajo de esta temperatura, todas se alinean y refuerzan mutuamente el campo magnético, magnetizando así el hierro. Ningún átomo puede sentir lo que están haciendo los demás, aparte de sus vecinos próximos, y, sin embargo, de alguna manera todos llegan a un acuerdo colectivo.

A principios de los noventa, dos físicos húngaros, Tamas Vicsek y Andras Czirók, vieron esta conexión entre las transiciones de fase y la conducta de las bandadas cuando investigaban cómo se organizan algunas bacterias. El modelo para las bacterias era aún más sencillo que el de los pájaros. Estipulaba que las células se moverían con la misma velocidad. Pero los investigadores incluyeron también algo de ruido de azar, imitando la forma en que las células vagan a veces sin propósito fijo.

Vicsek y Czirók descubrieron una amplia variedad de comportamientos en sus células simuladas. Bajo ciertas condiciones, las células se apiñaban en grupos pequeños que se movían como las bandadas de pájaros cuando descienden en picado. Cuando había poco ruido, todas acababan alineándose en serie. Si el ruido era alto, vagaban al azar sin dar señales de movimiento colectivo.