Between Heritage and Technology: The Use of Artificial Intelligence in Climate Modeling to Support the Sustainability of Cultural Tourism at Archaeological Sites

En el corazón del Cairo histórico, donde el sol castiga la piedra antigua y el aire brilla con el calor, se libra una lucha silenciosa entre dos necesidades vitales: preservar el pasado y dar la bienvenida al presente. Durante siglos, los grandes monumentos del mundo islámico se han erigido como testimonios del ingenio humano, diseñados con muros gruesos y patios abiertos que enfriaban el aire de forma natural mucho antes de que existiera la electricidad. Hoy, sin embargo, estos mismos sitios enfrentan un nuevo desafío. A medida que las temperaturas globales aumentan y llegan más visitantes, el delicado equilibrio del clima interior se está desplazando. Demasiado calor puede dañar artefactos frágiles y ahuyentar a los turistas, mientras que los sistemas de aire acondicionado mecánico utilizados para solucionar el problema pueden destruir la misma historia que pretenden proteger. La solución no reside en elegir entre lo viejo y lo nuevo, sino en encontrar una manera de que trabajen juntos. Este es el ámbito de la gestión del microclima, un campo dedicado a comprender los patrones climáticos específicos dentro y alrededor de los edificios, y es aquí donde surge una nueva herramienta: la inteligencia artificial. Al enseñar a las computadoras a aprender del comportamiento del pasado, los investigadores están descubriendo cómo hacer que los lugares históricos sean cómodos para las personas modernas sin alterar una sola piedra.

Una investigadora liderada por Huda Al Baz en la Universidad Horus de Egipto ha aplicado este pensamiento a uno de los hitos más significativos de El Cairo, el Complejo del Sultán Qalawun. Construido en el siglo trece, este extenso sitio incluye una escuela, un hospital y un mausoleo, todos centrados alrededor de un hermoso patio abierto. El complejo es una obra maestra de la arquitectura mameluca, pero su diseño abierto, que alguna vez permitió que las brisas frescas fluyeran, ahora lucha contra el intenso calor del verano y las multitudes de miles de visitantes. La investigadora quería saber si podían usar la tecnología moderna para mejorar el confort de estos espacios sin comprometer su integridad histórica. Se propusieron crear un gemelo digital del sitio, un modelo computacional tridimensional preciso que pudiera imitar el comportamiento real del viento, el sol y el calor. En lugar de depender únicamente de las simulaciones computacionales tradicionales y de movimiento lento que tardan días en ejecutarse, introdujeron una capa de inteligencia artificial para acelerar el proceso y encontrar las mejores soluciones más rápido.

La investigadora comenzó recopilando datos del mundo real. Colocaron sensores en el patio de la escuela y en las áreas circundantes para medir la temperatura y los niveles de humedad reales a lo largo del día. También analizaron los patrones de ocupación, utilizándolos como variables para modelar cómo la presencia humana podría afectar el aire, sabiendo que el comportamiento de los visitantes no fue medido directamente en el presente estudio y, por lo tanto, se considera un resultado proyectado. Con estos datos base en mano, construyeron un modelo digital detallado del complejo, capturando la forma de los muros, la posición de las ventanas y la textura de la piedra. Luego, utilizaron un programa de simulación ambiental especializado para ejecutar miles de escenarios, probando cómo diferentes factores como la ventilación natural, la colocación de árboles y la adición de sombra temporal afectarían la temperatura del aire. Para dar sentido a esta enorme cantidad de datos, entrenaron algoritmos de aprendizaje automático para que actuaran como un atajo. Estos algoritmos aprendieron los patrones de las simulaciones lentas y detalladas y pudieron entonces predecir el resultado de nuevas ideas de diseño en segundos en lugar de horas.

Los resultados de este experimento digital fueron sorprendentes. La investigadora encontró que podían mejorar significativamente el confort térmico del sitio simplemente ajustando cómo se movía el aire a través del espacio y añadiendo elementos temporales y reversibles. Descubrieron que la colocación estratégica de estructuras de sombreado de tela temporal podía bloquear el duro sol del mediodía para que no golpeara los suelos y muros de piedra, mientras que la vegetación cuidadosamente posicionada ayudaba a enfriar el aire mediante la evaporación. Al optimizar la forma en que se utilizaban las ventanas y las aberturas para captar el viento, podían crear brisas naturales que alejaran el calor de los visitantes. El estudio mostró que estas estrategias pasivas podían reducir sustancialmente el número de horas en que los visitantes sentían un calor incómodo, acercando el entorno a un estado neutro y agradable. Crucialmente, todos estos cambios fueron diseñados para ser temporales y no invasivos, lo que significa que podían retirarse en cualquier momento sin dejar rastro en el tejido histórico del edificio.

Uno de los hallazgos más significativos fue la velocidad y eficiencia del nuevo método. Al usar la inteligencia artificial para guiar la simulación, la investigadora pudo reducir el tiempo de computación requerido para analizar estos escenarios en aproximadamente un cuarenta por ciento en comparación con los métodos tradicionales. Esta eficiencia es vital para los gestores del patrimonio que necesitan tomar decisiones rápidas e informadas sobre cómo cuidar sus sitios. El estudio confirmó que los modelos computacionales eran altamente precisos, coincidiendo con los datos de los sensores del mundo real con un alto grado de precisión. Esta validación dio confianza a la investigadora de que sus predicciones digitales se cumplirían en el mundo físico. Encontraron que el mejor enfoque era una combinación de medidas: usar las sombras profundas de los muros del patio, añadir sombra temporal donde el sol era más intenso y asegurar que el aire pudiera fluir libremente a través de los pasillos. Estas intervenciones no requirieron derribar muros ni instalar maquinaria pesada; fueron ajustes sutiles que respetaron el diseño original mientras lo adaptaban para un futuro más cálido y concurrido.

Las implicaciones de este trabajo se extienden mucho más allá de una sola escuela en El Cairo. La investigadora ha desarrollado un marco digital que puede aplicarse a otros sitios históricos en climas cálidos y secos, desde los desiertos de Oriente Medio hasta las antiguas ciudades del Mediterráneo. Al demostrar que la inteligencia artificial puede ayudar a equilibrar las necesidades de conservación con las demandas del turismo, el estudio ofrece un nuevo camino hacia adelante para la protección de nuestro patrimonio compartido. Sugiere que no tenemos que elegir entre mantener un sitio como un museo congelado o convertirlo en una atracción moderna. En cambio, con las herramientas adecuadas, podemos crear entornos donde los visitantes se sientan lo suficientemente cómodos para quedarse más tiempo y aprender más, mientras las piedras antiguas permanecen seguras e intactas. El éxito del proyecto del Sultán Qalawun demuestra que el futuro de la gestión del patrimonio reside en esta colaboración silenciosa entre la sabiduría del pasado y la inteligencia del presente, asegurando que estos magníficos lugares continúen prosperando durante las generaciones venideras.