DEPARTAMENTO ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Prototipo de alerta temprana para detección de heladas en las zonas agrícolas de las provincias de Cotopaxi y Tungurahua.

La agricultura es un tema de especial interés también para el Ecuador, y para las provincias de la serranía como Cotopaxi y Tungurahua, ya que el sector agrícola constituye un aporte significativo para la economía del país; según datos oficiales del Banco Central, en la última década la participación de éste sector ha sido del 8% en el PIB, siendo el sector que más aporta después de la manufactura, petróleo, minas y construcción, además porque la agricultura constituye la base de la política de soberanía alimentaria promovida por la Constitución de la República. De acuerdo a los reportes estadísticos de la Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua (ESPAC 2017) realizada por el Instituto de Estadísticas y Censos del Ecuador (INEC), en el 2017 la superficie total nacional de la mano de obra agrícola fue de 12.355 millones de hectáreas, de las cuales 1.430 millones se dedicaron al cultivo de productos permanentes y 0.904 millones al cultivo de variedades que se cosecha en épocas específicas del año, conocidas como productos transitorios
Con los antecedentes expuestos en el apartado anterior, se evidencia la importancia del sector agrario a nivel mundial y regional. Sin embargo, la productividad agraria en los últimos años se ha visto amenazada ante la presencia de condiciones ambientales difícilmente predecibles y adversas tales como: pronunciados incrementos y descensos de temperatura, niveles elevados de CO2, alteración de las precipitaciones, sequías prolongadas, heladas, entre otras, que son resultado del efecto invernadero y del cambio climático. Con el transcurso del tiempo se estima que los impactos de estos fenómenos sobre la producción agrícola serán diversos, severos y específicos según la ubicación geográfica. Los escenarios ambientales estacionales medios, así como las condiciones meteorológicas en ciertas etapas fenológicas específicas de los cultivos condicionan su rendimiento y calidad, es así que agentes naturales como vientos, temperaturas extremas, falta o exceso de luz o humedad que se definen en la literatura como agentes patógenos abióticos contribuyen en gran magnitud a la proliferación de enfermedades y plagas en las plantas. Por estas razones, muchos centros de investigación se centran hoy en día en el estudio de técnicas de optimización y análisis del sector agrícola. A esto se suma el hecho de que las provincias de Cotopaxi y Tungurahua al estar ubicadas geográficamente en la región sierra del Ecuador se encuentran propensas a diversos cambios climáticos que afectan en gran magnitud a toda la zona agrícola del sector, dando como resultado pérdidas en los cultivos y por ende una incalculable pérdida económica. En éste ámbito, una de las principales amenazas a las que se enfrenta las zonas agrarias de la provincias de Cotopaxi y Tungurahua es la presencia de heladas es decir la disminución de la temperatura ambiente a niveles inferiores al punto de congelación del agua, para depositarse en forma de hielo sobre los sembríos. Sistemas para la detección en la disminución de la temperatura han sido implementados sin embargo dichos sistemas son accionados cuando el fenómeno climático ya ocurrió y afectó a cada cultivo de las zonas agrícolas de las provincias anteriormente mencionadas, por tal razón es necesario establecer un determinado sistema que permita garantizar el correcto crecimiento o desarrollo de cada una de las diferentes plantas. Por tanto, es necesario establecer un sistema de alerta temprana para la detección de heladas a través de estaciones meteorológicas situadas estratégicamente en varios puntos de las provincias. Con la implementación de este sistema los agricultores pueden tomar las medidas pertinentes para evitar pérdidas económicas en sus cultivos, con lo cual se garantiza que los cultivos no se echen a perder y además su producción se de en un menor tiempo. La ejecución del presente proyecto de investigación, se realizará inicialmente con parte de una base de datos meteorológicos obtenidos de años anteriores; con dichos datos, se realizará la construcción de distintos modelos matemáticos, identificando una estructura lógica y, determinando las propiedades más relevantes antes de que se produzca una helada, por consiguiente obtener modelos predictores a los eventos de heladas ocurridos.
En una segunda fase se utilizará el resto de la base de datos, donde se aplicarán todos los modelos, entre ellos se realizará un análisis comparativo para observar los que más se aproximen al sistema real, para obtener un sistema redundante de modelos predictores. En una fase a la par, se instalará una red de estaciones metereológicas que van a alimentar a un centro de procesamiento, con los modelos predictores más eficientes y con el cual se emitirán alertas tempranas por medios de comunicación pautados con la comunidad.

METAS DEL PROYECTO.

  • Estudios sobre la base de datos que se tiene de cinco años atrás con las diferentes variables a ser considerar, tales como: humedad, temperatura, dirección del viento, radiación sola.
  • Realizar el procesamiento de datos para analizar individualmente cada variable.
  • Establecer un modelo matemático particular que pueda describir el comportamiento en el tiempo de cada una de las variables.
  • Determinar las zonas de interés en base a estudios técnicos de sectores de mayor afectación.
  • Instalar las estaciones meteorológicas que permitan obtener nuevos datos de las diferentes variables para ser analizadas.
  • Realizar las pruebas de campo de las nuevas estaciones instaladas.
  • Realizar el procesamiento con los nuevos datos, alimentando de este modo la base de datos que se tenía inicialmente.
  • Difundir los resultados que se obtengan estableciendo la posibilidad de una helada mediante redes sociales.
  • Divulgación científica de los resultados,

Porcentaje de ejecución del proyecto

70%

Resultados del proyecto.

  • Al finalizar el proyecto los agricultores de la zona recibirán un mensaje cuando exista el 80% de probabilidad de ocurrencia de una helada.
  • A los seis meses de iniciado el proyecto, las dos estaciones meteorológicas estarán implementadas.
  • A los doce meses de iniciado el proyecto, el 100% de los datos obtenidos mediante de las mediciones son procesadas, analizadas y relacionadas entre sí permitiendo lograr la detección temprana de heladas.
  • A los 24 meses de ejecución del proyecto se genera el informe de cierre.
  • Durante los primeros 3 meses del proyecto se realizarán estudios sobre la base de datos que se tiene de cinco años atrás con las diferentes variables a ser considerar, tales como:  humedad, temperatura, dirección del viento, radiación solar.
  • En 6 meses se pretende realizar el procesamiento de datos para analizar individualmente cada variable.
  • En 8 meses establecer un modelo matemático particular que pueda describir el comportamiento en el tiempo de cada una de las variables.
  • A los 4 meses de iniciado el proyecto, se determinarán las zonas de interés en base a estudios técnicos de sectores de mayor afectación.
  • A los 6 meses se procederá a la instalación de equipos que permitan obtener nuevos datos de las diferentes variables para ser analizadas.
  • En 8 meses se realizarán las pruebas de campo de las nuevas estaciones instaladas.
  • En 12 meses se realizará el procesamiento con nuevos datos, alimentando de este modo la base de datos que se tiene.
  • En 15 meses se realizará un análisis multivariable para establecer posibles vínculos entre las mismas, con la ayuda de un software especializado.
  • En 20 meses se difundirá mediante redes sociales la la difusión de los resultados que se obtengan y se establecerán los modos de difusión sobre la posibilidad de una helada.

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