Generación y valoración de calendarios de evaluaciones en Facultad de Ingeniería.

Abstract

La programación de calendarios de evaluaciones representa un desafío logístico significativo para las instituciones educativas de nivel superior, donde se deben equilibrar múltiples restricciones y objetivos contrapuestos. En la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República, este problema implica asignar a aproximadamente 80 unidades curriculares distribuidas en nueve carreras diferentes un turno específico en un día determinado del período de evaluaciones, considerando el aforo de los salones, las relaciones entre carreras y previaturas de las unidades curriculares, pares de unidades con cuerpo docente compartido y limitaciones de turnos y días según unidades curriculares, y con los objetivos de minimizar la cantidad de estudiantes con coincidencia de evaluaciones en el día o en días consecutivos y el intervalo entre unidades curriculares que no tienen dependencia en previas. Este problema, que pertenece a la clase de problemas NP Difícil, implica una elevada complejidad computacional al buscar soluciones óptimas. Este proyecto aborda esta problemática mediante el desarrollo de un sistema automatizado para la generación de calendarios de evaluaciones utilizando técnicas de programación lineal entera mixta. El trabajo comienza con un estudio exhaustivo de los fundamentos teóricos de la optimización matemática y las herramientas computacionales disponibles para la resolución de este tipo de problemas, así como una revisión sistemática de antecedentes relacionados con la optimización de horarios en contextos educativos. Para resolver el problema, se desarrolla un modelo matemático que incorpora aspectos críticos del mismo. La implementación computacional se realiza utilizando Python y la biblioteca PuLP, empleando Gurobi como solver para determinar soluciones óptimas o factibles con certificado de brecha de optimalidad. Para evaluar la calidad de las soluciones generadas, se diseñan métricas específicas que cuantifican la cantidad promedio de estudiantes afectados, la coincidencia promedio total entre evaluaciones, la coherencia en la distribución de previas y la uniformidad en la trayectoria sugerida. Se realizan experimentos con cuatro períodos de evaluaciones del año 2024, y los resultados obtenidos se comparan con los calendarios oficiales, evidenciando que el sistema propuesto logra, en varios casos, mejorar, de acuerdo con las métricas diseñadas, el calendario oficial. El sistema desarrollado constituye una herramienta de apoyo a la toma de decisiones que permite generar calendarios de calidad en un tiempo menor al requerido por el proceso manual, liberando al responsable para que pueda concentrarse en aspectos cualitativos de la planificación y en ajustes específicos según necesidades particulares de cada evaluación, no incluidas en los requerimientos del sistema.