Un modelo de optimización en dos etapas para el problema sostenible de localización‑ruteo con restricciones de capacidad y ventanas horarias en taquillas inteligentes

Por qué una entrega de paquetes más inteligente importa para la vida urbana

Las compras en línea han hecho posible pedir casi cualquier cosa hasta nuestra puerta, pero las furgonetas, las motocicletas y los atascos que las acompañan tienen costes ocultos: calles saturadas, aire contaminado y precios más altos. Este estudio explora cómo las “taquillas inteligentes” —esos buzones de autoservicio donde puedes recoger paquetes cuando te conviene— pueden diseñarse y planificarse de forma que reduzcan la contaminación y el tráfico sin dejar de ofrecer a los compradores un servicio rápido y fiable. Con datos reales de Teherán, los autores muestran cómo las matemáticas, los mapas y algoritmos inteligentes pueden hacer que la entrega de última milla sea más limpia, barata y equitativa.

Del caos en la puerta a puntos de recogida compartidos

El artículo parte de una observación simple: la última etapa de la entrega, desde un depósito local hasta cada cliente, es la parte más cara y contaminante del comercio electrónico. En una ciudad grande y congestionada como Teherán, millones de desplazamientos diarios en coches, furgonetas y motocicletas ralentizan el tráfico y empeoran la calidad del aire. Las taquillas inteligentes proponen un patrón distinto. En lugar de que muchos vehículos se detengan en muchas puertas, un número menor de vehículos visita una red de taquillas y los clientes caminan una corta distancia para recoger sus paquetes. Estudios anteriores habían examinado de forma aislada la ubicación de las taquillas, su diseño o la satisfacción del cliente. Este trabajo reúne esas líneas, preguntando dónde colocar taquillas, cómo enrutar vehículos hacia ellas y cómo equilibrar coste, servicio e impacto ambiental a la vez.

Dos decisiones vinculadas: dónde irán las taquillas y cómo se moverán los vehículos

Para abordar esto, los autores construyen un modelo de optimización en dos etapas. En la primera etapa, el modelo decide qué emplazamientos de taquillas abrir y cuántos paquetes debe manejar cada una, teniendo en cuenta la capacidad de las taquillas, el coste de instalación y la distancia que los clientes están dispuestos a recorrer. En la segunda etapa, diseña las rutas de reparto desde un depósito central a las taquillas seleccionadas, respetando límites de capacidad de los vehículos, tiempo de conducción y ventanas horarias en las que se pueden atender las taquillas. Se combinan varios objetivos: reducir el coste de instalación y operación de las taquillas, evitar paquetes rechazados que tendrían que entregarse puerta a puerta, disminuir las distancias y el consumo de combustible, y mantener tiempos de servicio ajustados. El modelo convierte estos objetivos en conflicto en una única puntuación mediante pesos ajustables, de modo que los gestores puedan priorizar ahorro, rapidez o emisiones según sus preferencias.

Probando el modelo en un distrito real y congestionado

El marco se prueba con un estudio de caso detallado en Teherán, centrado en un distrito central conocido por su denso tráfico y elevada demanda. Se introducen en el modelo datos sobre taquillas existentes, clientes, distancias, tipos de vehículos, consumo de combustible y límites temporales. Los resultados muestran que la elección cuidadosa de ubicaciones de taquillas en puntos de alta demanda —cerca de zonas residenciales y comerciales concurridas— permite consolidar muchos paquetes en menos rutas. En comparación con patrones de entrega menos estructurados, la red optimizada reduce la distancia total recorrida, los costes operativos y las emisiones de carbono, sin dejar de mantener las taquillas lo bastante cerca para la recogida conveniente de los clientes. Los análisis de escenarios, en los que los investigadores varían los tiempos de desplazamiento permitidos, las distancias y la importancia de cada objetivo, revelan la sensibilidad de la red a decisiones de política como límites de tiempo más estrictos o un mayor énfasis en el desempeño ambiental.

Cómo los algoritmos más inteligentes escalan en ciudades grandes

Como las grandes ciudades pueden tener muchas taquillas, vehículos y clientes, encontrar la solución absoluta por fuerza bruta es extremadamente difícil. Por ello, los autores comparan solvers matemáticos exactos con tres métodos basados en búsqueda inspirados en procesos naturales, conocidos como algoritmos metaheurísticos: un algoritmo Keshtel, un algoritmo genético y temple simulado. Para problemas de prueba pequeños, todos los métodos se verifican frente a soluciones exactas y resultan precisos. Para problemas medianos y grandes, donde los solvers exactos se atascan, el algoritmo Keshtel ofrece consistentemente mejores soluciones en menos tiempo, especialmente cuando participan docenas de taquillas y vehículos. Esto sugiere que las redes de taquillas a escala urbana pueden optimizarse con suficiente rapidez como para ser útiles en la planificación diaria o semanal.

Beneficios más amplios para ciudades, empresas y personas

Más allá de una logística más limpia, el estudio apunta a ganancias sociales y económicas. Al reducir el coste y la complejidad de la entrega de última milla, las redes de taquillas compartidas pueden ayudar a mensajerías más pequeñas y comercios locales a competir con los gigantes del comercio electrónico, reduciendo el poder monopólico y ofreciendo más opciones a los consumidores. Colocar taquillas estratégicamente en barrios desatendidos, cerca de nodos de transporte y en zonas de ingresos mixtos puede distribuir estos beneficios de forma más justa, en lugar de concentrar el buen servicio solo en distritos acomodados. Los autores sostienen que combinar taquillas inteligentes con vehículos eléctricos y energía renovable podría ampliar las ganancias ambientales.

Qué significa esto para los compradores cotidianos

Para un público general, el mensaje es claro: elegir recoger paquetes en una taquilla inteligente cercana, en lugar de exigir la entrega a domicilio, puede ser parte de una ciudad más limpia y eficiente. Esta investigación muestra que, con una planificación cuidadosa y algoritmos adecuados, las redes de taquillas pueden reducir de manera sustancial el tráfico de reparto, el consumo de combustible y las emisiones sin sacrificar la conveniencia. A medida que más ciudades amplían el comercio electrónico y enfrentan una creciente congestión, modelos como este ofrecen una hoja de ruta para rediseñar la última milla de forma que funcione mejor para compradores, pequeños negocios y el entorno urbano por igual.

Cita: Ghadirpour, S.M., Chaharsooghi, S.K. & Hajiaghaei-Keshteli, M. A two stage optimization model for sustainable location routing problem with capacity and time window constraints in smart parcel lockers. Sci Rep 16, 11514 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41653-6

Palabras clave: taquillas inteligentes, entrega de última milla, logística urbana, transporte sostenible, optimización de localización y ruteo