MODELO DE SIMULACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA EN EL ÁREA DE ...
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MODELO DE SIMULACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA EN EL ÁREA DE INFLUENCIA DE LOS MUNICIPIOS QUE HACEN PARTE DEL SECTOR SUR DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA DE RÍO SECO POR: MARLLY ALEXANDRA GARZON CARDENAS WILLIAM GUILLERMO GARZON CARDENAS UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA SECCIONAL ALTO MAGDALENA FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y EMPRESARIALES Y FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMAS DE ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL Y INGENIERIA DE SISTEMAS GIRARDOT-CUNDINAMARCA 2021
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MODELO DE SIMULACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA EN EL ÁREA DE
INFLUENCIA DE LOS MUNICIPIOS QUE HACEN PARTE DEL SECTOR SUR DE LA
CUENCA HIDROGRÁFICA DE RÍO SECO
POR:
MARLLY ALEXANDRA GARZON CARDENAS
WILLIAM GUILLERMO GARZON CARDENAS
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA SECCIONAL ALTO MAGDALENA
FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y EMPRESARIALES Y FACULTAD DE
INGENIERÍA
PROGRAMAS DE ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL Y INGENIERIA DE SISTEMAS
GIRARDOT-CUNDINAMARCA
2021
MODELO DE SIMULACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA EN EL ÁREA DE
INFLUENCIA DE LOS MUNICIPIOS QUE HACEN PARTE DEL SECTOR SUR DE LA
CUENCA HIDROGRÁFICA DE RÍO SECO
POR:
MARLLY ALEXANDRA GARZON CARDENAS
WILLIAM GUILLERMO GARZON CARDENAS
PRESENTACIÓN TRABAJO DE GRADO PARA OBTENER TÍTULO
UNIVERSITARIO
TUTORES
ABBAD JACK JIMMINK MURILLO – ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL
EDICSON PINEDA CADENA - INGENIERÍA DE SISTEMAS
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA SECCIONAL ALTO MAGDALENA
FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y EMPRESARIALES Y FACULTAD DE
INGENIERÍA
PROGRAMAS DE ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL E INGENIERÍA DE SISTEMAS
GIRARDOT-CUNDINAMARCA
2021
DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS
Primeramente, queremos dar gracias a Dios por permitirnos culminar esta etapa, por
darnos la sabiduría y guiarnos por el mejor camino para salir adelante, por no dejarnos desmayar
cuando todo se pone difícil y animarnos a esforzarnos, sin la ayuda de él esto no hubiese sido
posible. Agradecemos a nuestra familia que puso todo su empeño y apoyo para que pudiésemos
ser profesionales y con todo cariño y enorme satisfacción dedicamos esta tesis.
Agradecemos a la planta docente del programa de administración ambiental e ingeniería
de sistemas de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena por brindarnos su
apoyo y ser parte de este triunfo.
TÍTULO
MODELO DE SIMULACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA EN EL ÁREA DE
INFLUENCIA DE LOS MUNICIPIOS QUE HACEN PARTE DEL SECTOR SUR DE LA
CUENCA HIDROGRÁFICA DE RÍO SECO
CONTENIDO
DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS
TÍTULO
CONTENIDO
CONTENIDO GRAFICO
1 INTRODUCCIÓN 1
2 JUSTIFICACIÓN 4
3 OBJETIVOS 6
3.1 OBJETIVO GENERAL 6
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 6
4. ÁREA DE INVESTIGACIÓN 7
4.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 7
4.2 ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN 7
5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 8
5.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 8
5.2 ESTADO ACTUAL DEL PROBLEMA 8
5.3 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 9
5.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 10
6. MARCOS DE REFERENCIA 11
6.1 MARCO TEÓRICO 11
6.2 MARCO CONCEPTUAL 22
6.3 MARCO LEGAL 27
6.4 MARCO DE LOCALIZACIÓN 30
6.4.1 MACRO LOCALIZACIÓN 30
6.4.2 MICRO LOCALIZACIÓN 32
7. DISEÑO METODOLÓGICO 34
7.1 METODOLOGÍA 34
7.2 MÉTODOS, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS 35
7.3 DESCRIPCIÓN DE TÉCNICAS Y MÉTODOS 39
7.4 METODOLOGÍA DESARROLLO DE SOFTWARE 49
7.5 FASES DE DESARROLLO 49
7.6 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL 53
7.7 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA PROPUESTO 56
7.7.1 ARQUITECTURA DEL APLICATIVO 56
7.7.2 DIAGRAMAS SISTEMA PROPUESTO 57
8. REQUERIMIENTOS 60
8.1 REQUERIMIENTOS FUNCIONALES: 60
8.2 REQUERIMIENTOS NO FUNCIONALES: 60
8.3 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS: 61
8.4 HISTORIAS DE USUARIO 61
8.5 FUNCIONALIDADES 63
9. ANÁLISIS DE RIESGOS 63
9.1 DEFINICIÓN DE ESCALAS 63
9.2 IDENTIFICACIÓN DE FACTORES 65
9.3 EVALUACIÓN DE RIESGO POR FACTORES 65
9.4 CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DE RIESGOS 68
9.5 DICCIONARIOS DE DATOS 68
9.6 MÓDULOS DEL SOFTWARE 72
9.7 PRUEBAS 75
10. FACTIBILIDAD DEL PROYECTO 86
10.1 FACTIBILIDAD OPERATIVA 86
10.2 FACTIBILIDAD TÉCNICA 86
10.3 FACTIBILIDAD ECONÓMICA 86
11. RECURSOS 87
11.1 RECURSOS HUMANOS 87
11.2 RECURSOS INSTITUCIONALES 88
11.3 RECURSOS FINANCIEROS 88
12. DESARROLLO PROPUESTA 90
12.1 DATOS DE PRECIPITACIÓN Y TEMPERATURA 90
12.2 TABLAS DE INFORMACIÓN ORGANIZADAS – SEGÚN REQUERIMIENTO DEL
SOFTWARE 93
12.3 APLICACIÓN MANUAL DE MÉTODOS SELECCIONADOS 94
12.4 BALANCE HIDROLÓGICO 101
12.5 RESULTADOS Y ANÁLISIS 105
13. CRONOGRAMA 110
14. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 112
15. ANEXOS 113
16. BIBLIOGRAFÍA 118
CONTENIDO GRAFICO
Figura 1 POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE RÍO SECO 14
Figura 2 DENSIDAD DE LA POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE
RÍO SECO 15
Figura 3 DENSIDAD DE LA POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE
RÍO SECO 16
Figura 4 DENSIDAD DE LA POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE
RÍO SECO 18
Figura 5 MUNICIPIO DE TOLIMA Y CUNDINAMARCA, DEPARTAMENTOS DEL
ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO 30
Figura 6 MUNICIPIO DE CUNDINAMARCA Y DEPARTAMENTOS DEL ÁREA DE
INFLUENCIA DEL PROYECTO 31
Figura 7 CARTOGRAFÍA MANUAL ESTACIONES UBICADAS EN LA ZONA DE
INFLUENCIA DEL PROYECTO 32
Figura 8 CARTOGRAFÍA ESTACIONES UBICADAS EN LA ZONA DE INFLUENCIA
DEL PROYECTO 33
Figura 9 PREGUNTA NÚMERO 1 - ENCUESTA REALIZADA 36
Figura 10 PREGUNTA NÚMERO 2 - ENCUESTA REALIZADA 36
Figura 11 PREGUNTA NÚMERO 3 - ENCUESTA REALIZADA 37
Figura 12 PREGUNTA NÚMERO 4 - ENCUESTA REALIZADA 37
Figura 13 PREGUNTA NÚMERO 5 - ENCUESTA REALIZADA 38
Figura 14 PREGUNTA NÚMERO 6 - ENCUESTA REALIZADA 38
Figura 15 MODELO O FORMATO MÉTODO DOBLES MASAS 41
Figura 16 GRÁFICA RESULTANTE DEL ANÁLISIS DE CONSISTENCIA DE DATOS
MEDIANTE ANÁLISIS DE DOBLES MASAS. 42
Figura 17 FÓRMULAS POR UTILIZAR PARA HALLAR LA ETP 43
Figura 18 DIAGRAMA DE CASO DE USO ACTUAL 52
Figura 19 ANÁLISIS DEL SISTEMA ACTUAL 53
Figura 20 CASO DE USO SISTEMA PROPUESTO 54
Figura 21 DIAGRAMA DE COLABORACIÓN ACTUAL 55
Figura 22 DIAGRAMA DE COLABORACIÓN PROPUESTO 56
Figura 23 DIAGRAMA SECUENCIAL ACTUAL 56
Figura 24 DIAGRAMA SECUENCIAL PROPUESTO 57
Figura 25 HISTORIA DE USUARIO #1 59
Figura 26 HISTORIA DE USUARIO #2 59
Figura 27 HISTORIA DE USUARIO #3 60
Figura 28 PROBABILIDAD DE RIESGO 61
Figura 29 IMPACTO DE RIESGO 61
Figura 30 PRIORIDAD DE RIESGO 62
Figura 31 FACTOR HUMANO 63
Figura 32 FACTOR HUMANO FACTOR TÉCNICO 64
Figura 33 FACTOR DE SEGURIDAD 64
Figura 34 Matriz análisis de riesgos 65
Figura 35 TABLA DE USUARIOS 67
Figura 36 TABLA ARCHIVO 68
Figura 37 TABLA ESTACIÓN 69
Figura 38 TABLA INFORMACIÓN 70
Figura 39 TABLA FACTOR DE CORRECCIÓN 70
Figura 40 MÓDULOS DEL SOFTWARE 73
FIGURA 41 PRUEBA INICIO DE SESIÓN 74
FIGURA 42 PRUEBA PANTALLA PRINCIPAL 75
FIGURA 43 PRUEBA CERRAR SESIÓN 76
FIGURA 44 PRUEBA PANTALLA DE ESTACIÓN 77
FIGURA 45 PRUEBA NUEVA ESTACIÓN 77
FIGURA 46 PRUEBA EDITAR ESTACIÓN 78
FIGURA 47 PRUEBA ELIMINAR UNA ESTACIÓN 79
FIGURA 48 PRUEBA PANTALLA DE FACTOR DE CORRECCIÓN 79
FIGURA 49 PRUEBA PANTALLA DE NUEVO FACTOR DE CORRECCIÓN 80
FIGURA 50 PRUEBA PANTALLA DE EDITAR FACTOR DE CORRECCIÓN 81
FIGURA 51 PRUEBA PANTALLA DE ELIMINAR FACTOR DE CORRECCIÓN 81
FIGURA 52 PRUEBA NUEVA CARGA DE ARCHIVO 82
FIGURA 53 PRUEBA ELIMINAR UNA CARGA DE ARCHIVO 83
Figura 54 PERSONAL DE APOYO 84
Figura 55 HONORARIOS SEGÚN CIRCULAR 020 DEL MINISTERIO DE TRABAJO 85
Figura 56 RECURSOS FINANCIEROS 86
Figura 57 CARTOGRAFÍA MANUAL ESTACIONES UBICADAS EN LA ZONA DE
INFLUENCIA DEL PROYECTO 87
Figura 58 ELABORACIÓN PROPIA. ESTACIONES SELECCIONADAS POR EL AUTOR
DEL PROYECTO 88
Figura 59 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS PRECIPITACIÓN SANTIAGO VILA 88
Figura 60 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÁXIMA SANTIAGO
VILA 89
Figura 61 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÍNIMA SANTIAGO
VILA 89
Figura 62 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS PRECIPITACIÓN ARGELIA 90
Figura 63 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÁXIMA ARGELIA 90
Figura 64 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÍNIMA ARGELIA 91
Figura 65 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS DISCREPANCIAS ESTACIÓN PLACER EL
91
Figura 66 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS DISCREPANCIAS ESTACIÓN ARGELIA 92
Figura 67 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS FALTANTES ESTACIÓN DISCREPANCIAS
SANTIAGO VILA 92
Figura 68 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS FALTANTES ESTACIÓN AEROPUERTO
SANTIAGO VILA 92
Figura 69 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS HALLADOS 93
Figura 70 ELABORACIÓN PROPIA. SUMATORIA ANUAL 93
Figura 71 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS FORMATO DOBLES MASAS 94
Figura 72 ELABORACIÓN PROPIA. CONSISTENCIA DE DATOS 94
Figura 73 ELABORACIÓN PROPIA. HALLAZGO DE MEDIAS 95
Figura 74 ELABORACIÓN PROPIA. MEDIA ANUAL DE PP 95
Figura 75 ELABORACIÓN PROPIA. COEFICIENTE DE VARIACIÓN 95
Figura 76 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MÁXIMA 96
Figura 77 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MEDIA 96
Figura 78 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MÁXIMA 97
Figura 79 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MÍNIMA 97
Figura 80 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MEDIA 97
Figura 81 ELABORACIÓN PROPIA. ETP ARGELIA 98
Figura 82 ELABORACIÓN PROPIA. ETP ARGELIA - GRÁFICA 99
Figura 83 ELABORACIÓN PROPIA. BALANCE HÍDRICO 99
Figura 84 ELABORACIÓN PROPIA. COMPROBACIÓN DE RESULTADOS - BALANCE
HÍDRICO 100
Figura 85 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE
HÍDRICO 100
Figura 86 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE
HÍDRICO 101
Figura 87 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE
HÍDRICO 101
Figura 88 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - PRECIPITACIÓN
ANUAL 102
Figura 89 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE
HÍDRICO 102
Figura 90 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE
HÍDRICO 103
Figura 91 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE
HÍDRICO 104
Figura 92 ESCALA DE COLORES CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN 106
Figura 93 CRONOGRAMA DE GANTT 107
1
1 INTRODUCCIÓN
El presente trabajo de grado está basado en la cuenca hidrográfica de río seco la cual abarca
los municipios aledaños al río magdalena desde el municipio de Girardot hasta Puerto salgar, la
principal problemática que se encuentra en el transcurso de esta cuenca es el desabastecimiento
del recurso hídrico para el consumo humano, seguido de la pérdida de la cobertura vegetal y la
sobre utilización de los suelos. Actualmente, el aumento de la preocupación por el buen uso de los
recursos naturales, la conservación y el aprovechamiento se manifiesta en la necesidad de
establecer planes o programas con parámetros que permitan a la población utilizar los recursos de
la mejor manera posible, y generar un desarrollo sostenible, lo anterior está estipulado por la
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR en la actualización del Plan de
Ordenamiento y Manejo de la cuenca en la resolución 1940 del 28 de junio de 2019, “por medio
del cual se aprueba el ajuste y actualización del Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca
Hidrográfica de Río seco código (2123) y otros directos al Magdalena y se dictan otras
disposiciones”(Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR).
En consecuencia a lo anterior, la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto
Magdalena estableció el macro proyecto denominado “Diseño de estrategias de conservación
mejoramiento y aprovechamiento del recurso hídrico en el área de influencia de los municipios de
Girardot, Nariño, Guataquí, Jerusalén y Tocaima ubicados en el sector sur de la cuenca
hidrográfica del río seco y otros directos al río magdalena”, para esto la institución de educación
superior vinculó docentes y estudiantes para la investigación mencionada, de la misma manera la
Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena hace parte del grupo de universidades
que contribuyen para el mejoramiento y actualización del plan de ordenación y manejo de la
cuenca para la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, como parte del proceso se
encuentra asociado este trabajo de grado nombrado “modelo de simulación hidro climatológica en
el área de influencia de los municipios que hacen parte del sector sur de la cuenca hidrográfica de
río seco”, con el propósito de realizar un balance hídrico que permita conocer la situación actual
climatológica de los municipios de Girardot, Guataquí, Nariño, Jerusalén y Tocaima, para realizar
su respectivo análisis y posteriormente que sea divulgado por medio de los estudiantes del
2
programa de administración ambiental a los habitantes de dichos municipios para la toma de
decisiones de sus actividades agrícolas con el fin de brindar información para el aprovechamiento
del manejo y conservación del recurso suelo e hídrico de esta área, posteriormente que sirva como
herramienta académica del programa de administración ambiental de la Universidad Piloto de
Colombia para hallar datos faltantes en series estocásticas de estaciones meteorológicas debido a
que no son continuos y presentan errores por diferentes razones; como fallas en la estación, errores
de observación, ausencia del observador, entre otros.
Para realizar la investigación la Universidad Piloto de Colombia realizó diferentes salidas
de campo vinculadas al macro proyecto “Diseño de estrategias de conservación mejoramiento y
aprovechamiento del recurso hídrico en el área de influencia de los municipios de Girardot, Nariño,
Guataquí, Jerusalén y Tocaima ubicados en el sector sur de la cuenca hidrográfica del río seco” en
las que se pudo evidenciar diferentes irregularidades con las que los habitantes del sector deben
sobrevivir, principalmente la zona veredal, un ejemplo de esto es la falta de acueducto, por lo
general en cada vivienda se encontró un pozo en el que se recolecta el agua lluvia para usos de
limpieza y en muchas ocasiones para consumo humano, teniendo en cuenta que esta zona es árida
y las lluvias no son frecuentes adicionalmente no cuentan con ningún afluente hídrico, según los
habitantes de la zona solo cuentan con un afloramiento de agua el cual es salubre, y no es suficiente
para abastecer a todos los habitantes. Así mismo la Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca CAR cuenta con análisis y estadísticas del departamento administrativo nacional
de estadística DANE en donde se puede corroborar esta información, utilizando una metodología
de investigación y un enfoque mixto.
De esta forma, se requiere del desarrollo de un modelo matemático que permita realizar la
aplicación de dos métodos (promedios y análisis de dobles masas) obteniendo así, los datos
faltantes de cada una de las estaciones que aplican para la zona de influencia del proyecto, estación
Argelia ubicada en Ricaurte Cundinamarca, Santiago Vila ubicada en Flandes Tolima y Placer El
ubicada en Pulí Cundinamarca, por lo cual, se genera la oportunidad de desarrollar un software en
ambiente web, que permita procesar información, ofreciendo al programa de administración
ambiental de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena una herramienta digital
la cual puede seguir siendo implementada en el desarrollo de las clases o espacios académicos de
las asignaturas hidro climatología, evaluación de impacto ambiental, cuencas hidrográficas, entre
3
otros, reduciendo errores involuntarios y tiempo empleado por los estudiantes y docentes al
momento de realizar estos métodos de forma manual, para el anterior software se utilizarán algunas
características de las metodologías de desarrollo modelo incremental y modelo iterativo.
En el desarrollo de este documento se puede encontrar como tal el planteamiento del
problema en donde se describe detalladamente, posteriormente en el marco de referencia se
encuentran los conceptos básicos y como tal la sustentación del proyecto, la normatividad aplicable
y la ubicación, de la misma manera se encuentra el diseño metodológico en donde se describen las
metodologías aplicadas para el desarrollo de la investigación y del desarrollo de la plataforma en
ambiente web, como también los recursos utilizados y el desarrollo de la propuesta, finalmente los
resultados y conclusiones.
4
2 JUSTIFICACIÓN
La presente investigación busca reducir los tiempos actuales que se requieren en el
desarrollo de los métodos promedio aritmético y análisis de dobles masas para la obtención de
datos faltantes en la secuencia de las estaciones meteorológicas que han sido seleccionadas de los
municipios de Girardot, Nariño, Tocaima, Guataquí y Jerusalén, (Placer el, Argelia y Aeropuerto
Santiago Vila) por medio de un software o sistema de información digital en ambiente web, que
de forma estándar automatice estos procesos, permitiendo que con proporcionar ciertos parámetros
de entrada se genere un informe analítico luego de procesar los datos o insumos ingresados.
Actualmente, estos cálculos son realizados manualmente y en Excel, demandando largos
periodos de tiempo y teniendo el riesgo de incurrir en errores involuntarios, lo cual, afecta el
resultado en general; a nivel mundial existen aplicaciones desarrolladas teniendo en cuenta sus
características climáticas locales como las estaciones (primavera, verano, otoño e invierno.) lo que
impide que en nuestro país sean implementados; adicionalmente se realizan proyectos con el
mismo objetivo social, los cuales son realizados manualmente y en Excel sin llevar a cabo el
desarrollo de herramientas digitales que agilicen el procesamiento de información.
Adicionalmente, con los resultados de cada uno de los métodos aplicados mediante la
aplicación web se realizará un balance hídrico por medio del cual la población de estudio pueda
conocer el comportamiento anual del recurso hídrico y así mismo puedan programar o planificar
sus actividades agrícolas, que actualmente se ven afectadas por la variabilidad climática, puesto
que los resultados no son los mejores y adicionalmente estos municipios (Girardot, Nariño,
Guataquí, Jerusalén y Tocaima) según la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca y la
Gobernación de Cundinamarca, pertenecientes a la cuenca en estudio se caracterizan por tener una
economía altamente dependiente del sector agropecuario, con bajos niveles de producción, poca
tecnificación, y condiciones climáticas no favorables, la cuenca presenta producciones agrícolas
de cultivos como maíz, café, yuca, plátano, caña de azúcar y frutales, entre otros, sin embargo,
estos municipios son caracterizados por su baja economía y pobreza en algunos casos extrema en
el sector rural, debido a la falta de acueducto, y adicional a esto debido a las altas temperaturas y
largos periodos de sequía que se presentan; de la misma forma, en el sector rural de Nariño,
Guataquí y Tocaima se cuenta con algunos afloramientos de agua los cuales son salobres y son el
5
único recurso hídrico con el que cuentan, (anexo se encuentran las evidencias de las reuniones
realizadas con los organismos municipales y salidas de campo), para el caso del municipio de
Tocaima se tiene la presencia del afluente Río Bogotá el cual es utilizado para riego de cultivos de
plátano, arroz, sorgo, entre otros, las propiedades físicas y químicas del río Bogotá no son aptas
para consumo y no deberían ser empleadas para riego por su alto contenido en metales pesados, lo
que puede generar en la población aledaña y consumidora un problema de salubridad.
Para el desarrollo de la aplicación en ambiente web se utilizará el Framework Django, con
lenguajes de programación Python, JavaScript, CSS y motor de base de datos MYSQL, mejorando
la eficacia del cálculo de los métodos, con el objetivo de reducir el tiempo de procesamiento de
los datos de hidro climatología de los municipios que corresponden al sector sur de la cuenca baja
de río seco, teniendo como base los datos solicitados al Instituto de Hidrología Meteorología y
Estudios Ambientales IDEAM y la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR de
cada una de las estaciones meteorológicas(Placer el, Argelia y Aeropuerto Santiago Vila).
6
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar, desarrollar e implementar una aplicación web a partir de un modelo matemático
aplicando los métodos de promedio aritmético y análisis de dobles masas para hallar datos faltantes
de las estaciones meteorológicas Argelia, Placer El y Santiago Vila las cuales abarcan los
municipios de Girardot, Nariño, Tocaima, Guataquí y Jerusalén.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
● Obtener información primaria y secundaria del IDEAM y de la Corporación Autónoma
Regional de Cundinamarca CAR sobre datos de precipitación y temperatura de las
estaciones (Placer el, Argelia y Aeropuerto Santiago Vila) de los municipios Girardot,
Guataquí, Nariño y Tocaima que hacen parte del sector sur de la cuenca baja de río seco.
● Realizar la respectiva organización de cada una de las tablas de información obtenidas,
según lo requiera el software
● Aplicar manualmente los métodos seleccionados: Método de promedio aritmético y
análisis de dobles masas.
● Realizar balance hidrológico correspondiente a cada estación
● Generar los resultados y análisis correspondientes
● Diseñar una aplicación web que permita hallar datos faltantes y posteriormente el balance
hidrológico
● Desarrollar reportes de los resultados obtenidos por medio del software que permitan a los
usuarios tomar decisiones a partir de los resultados
7
4. ÁREA DE INVESTIGACIÓN
4.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Infraestructura TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones)
El objetivo de esta plataforma en ambiente web, pretende dar solución a la necesidad de los
estudiantes de administración ambiental de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto
Magdalena de reducir el tiempo destinado al cálculo de los métodos promedio aritmético y método
análisis de dobles masas.
Línea de investigación metodologías y sistemas soportes de decisión para la planificación y
gestión integrales de cuencas y sistemas de recursos hídricos
Principalmente consiste en desarrollar modelos de simulación y optimización de tiempos
contemplando métodos cuantitativos y cualitativos, económicos, ambientales y sociales y su
integración con sistemas y soportes de información.
4.2 ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN
Para el desarrollo de este proyecto de grado, se utiliza un tipo de investigación mixta
cualitativa y cuantitativa, ya que en el caso de la investigación cualitativa, permite entender a
profundidad los problemas o necesidades de los estudiantes de administración ambiental y en el
caso de la investigación cuantitativa, permite medir la cantidad o número de estudiantes de
administración ambiental de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena tienen
esta necesidad de mejorar el proceso de aprendizaje del cálculo de los métodos de promedio
aritmético y método de análisis de dobles masas.
8
5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
5.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
El cálculo de los métodos promedio aritmético y análisis de dobles masas, demandan un
tiempo significativo y el nivel de dificultad en la aplicación de estos puede provocar errores
involuntarios, generando pérdida de tiempo en la obtención de resultados eficientes, ocasionando
así desconfianza sobre los resultados obtenidos.
Adicionalmente, para los habitantes de los municipios de Girardot, Guataquí, Nariño y
Tocaima es de gran importancia conocer el comportamiento hidro climatológico para poder
realizar sus actividades agropecuarias, ya que esta área presenta períodos de sequía prolongados y
épocas de lluvias conociéndose este fenómeno como bimodal en el cual las comunidades tienen
que aprovechar las épocas de lluvias para almacenar este recurso en pocetas o tanques para de esta
manera aprovechar el recurso hídrico en la época que se requiera. Por tal motivo, es necesario que
el análisis comprenda un período de tiempo (años) confiable, lo cual hace que se requiera trabajar
con una cantidad significativa de datos implicando que el procesamiento de este sea complejo. De
la misma manera, para los estudiantes del programa de administración ambiental de la Universidad
Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena es de gran importancia, puesto que este tema por
su complejidad dificulta las actividades propias de los cursos de hidro climatología, evaluación de
impacto ambiental y cuencas hidrográficas, entre otros por falta de una herramienta como esta que
se propone de fácil acceso y manejo que permitirá a los estudiantes y grupos de investigación de
la UPC SAM analizar el comportamiento climatológico y proponer alternativas de manejo y
conservación del recurso hídrico y suelo.
5.2 ESTADO ACTUAL DEL PROBLEMA
Actualmente, el hallazgo de datos faltantes de estaciones meteorológicas se realiza
manualmente y en Excel, ocasionando errores en los resultados obtenidos, y demandando pérdidas
de tiempo. A nivel mundial existen aplicaciones web para calcular datos faltantes de precipitación
y temperatura en tiempo real, las cuales fueron desarrolladas con variables únicas de países
9
europeos como las estaciones del año, teniendo un comportamiento meteorológico totalmente
diferente a países que se encuentran sobre la línea ecuatorial como Colombia.
Con relación a la parte social, los municipios de Girardot, Guataquí, Nariño, Tocaima y
Jerusalén actualmente realizan sus actividades agrícolas tales como: siembras de especies a
cultivar, periodos de abono y fumigación y cosecha de forma empírica, por creencias tradicionales
basadas o fundamentadas en enseñanzas ancestrales para las diferentes épocas del año. Para el
desarrollo de este proyecto, se debe investigar a fondo sobre la aplicación de cada uno de los
métodos (Promedio aritmético y Análisis de dobles masas) sin embargo, encontrar información
disponible en la web sobre los métodos anteriormente mencionados es difícil que sea confiable,
para el desarrollo de este proyecto se fundamentó en el libro Clima, Hidrología y meteorología del
Ingeniero William Antonio Lozano Rivas, docente tiempo completo del programa de
administración ambiental de la Universidad Piloto Seccional Bogotá, por medio de este libro se
extraen las fórmulas utilizadas para la ejecución de este proyecto.
5.3 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
El desarrollo del presente proyecto tiene como área de estudio los municipios del sector
sur de la cuenca baja de río seco de los cuales hace parte Nariño, Guataquí, Tocaima, Girardot y
Jerusalén, por medio de triangulación se seleccionaron las estaciones “Argelia” ubicada en
Ricaurte Cundinamarca, “Placer El” ubicada en Pulí Cundinamarca y “Santiago Vila” ubicada en
Flandes Tolima, las cuales fueron seleccionadas teniendo en cuenta su categoría, ubicación, y
cercanía en un radio menor a 50 km.
Posteriormente, se realiza la solicitud de datos de temperatura y precipitación al Instituto
de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM y la Corporación Autónoma
Regional de Cundinamarca CAR; los cuales muchas veces son enviados en tablas incompletas o
con errores en los archivos.
Desarrollando una aplicación web para el procesamiento y cálculo de los datos obtenidos,
se realiza por medio de dos métodos de hallazgo de datos faltantes “promedio aritmético” y
“análisis de dobles masas”, encargados de comprobar que los datos obtenidos por el Instituto de
Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM y la Corporación Autónoma Regional
de Cundinamarca CAR estén correctamente obtenidos de cada año según sea el caso, por medio
10
de los resultados de estos métodos se podrá realizar posteriormente un balance hidrológico y
diferentes reportes para el análisis de la información.
5.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo el programa de administración ambiental de la Universidad Piloto de Colombia
Seccional Alto Magdalena y los municipios del área de influencia del proyecto pueden ser más
eficientes en sus sistemas agropecuarios a partir de un modelo matemático sobre el cálculo de las
variables climatológicas de precipitación y temperatura?
11
6. MARCOS DE REFERENCIA
6.1 MARCO TEÓRICO
A través de la historia, podemos observar que en el país desde hace muchos años se viene
realizando la recopilación de datos de estaciones meteorológicas por diferentes entidades, según:
La Federación Nacional de Cafeteros desde 1942 ha estado implementado estaciones
meteorológicas propias en zonas de producción de café, incluyendo otros institutos como: el
Instituto de Aprovechamiento de Aguas y Fomento Eléctrico (Electro aguas) (INSTITUTO
COLOMBIANO DE HIDROLOGIA,METEOROLOGIA Y ADECUACION DE TIERRAS ,
1991).
La Empresa de Acueducto y Alcantarillado Bogotá, El Banco de la República, las
Empresas públicas de Medellín y las corporaciones regionales como a CAR(corporación autónoma
regional de Cundinamarca), CVC(corporación autónoma regional del valle del cauca), CVM;
además del Incora, Aerocivil y el proyecto Colombo-holandés.(PULIDO, 1996, pág. 40)
Posteriormente, se creó el Servicio Colombiano de Meteorología e Hidrología, SCMH, el cual
operó durante 7 años tiempo en el cual, posteriormente se construyeron nuevas estaciones
meteorológicas con el objetivo de dar cobertura a gran parte del país.(PULIDO, 1996, págs. 41 -
42)
Seguidamente, se fueron modificando otros institutos y así se fue mejorando la cobertura
meteorológica en el país, así lo expone. (PULIDO, 1996, pág. 94) Así mismo, para mejorar la
cobertura y divulgación de los informes meteorológicos en el país, se mejora la precisión del
pronóstico hidrometeorológicos, cobertura por parte de estaciones meteorológicas y
principalmente la confiabilidad de los datos obtenidos. El meteorólogo Daniel Pabón Caicedo, de
la Sección de Investigaciones Meteorológicas, manifestó:
12
Para mejorar la calidad de la información es necesario homogeneizar y completar los datos
meteorológicos. Por otra parte, es de importancia aumentar la cantidad o número de estaciones
meteorológicas automatizadas en todo el país, con el fin de disminuir el número de datos faltantes
por la limitación de ser tomados manualmente, por parte de las estaciones causando que la
información sea más precisa. (CAICEDO)
Por primera vez se nombra la importancia de los métodos, “Igualmente se hace
indispensable introducir métodos de evaluación del acierto de los pronósticos para hacerles el
correspondiente seguimiento y perfeccionamiento, los cuales se deben optimizar cada vez
más”.(PULIDO, 1996, pág. 95)
Para el hallazgo de datos faltantes en series estocásticas es necesario aclarar el porqué de
la falta de datos e información, según el libro hidrología en la ingeniería el autor Germán Monsalve
Sáenz menciona que: “En las estaciones pluviométricas generan datos faltantes principalmente por
la negligencia o falta de responsabilidad por parte del operador o ausencia de las herramientas
apropiadas por tiempo indefinido, causando la obligatoriedad de calcular los datos
faltantes”(SAENZ, 1995, pág. 84). De la misma forma, el Ing. William Antonio Lozano Rivas en
el libro Clima, Hidrología y Meteorología para Ciencias Ambientales e Ingeniería, estipula que:
“En ocasiones las series de datos de precipitación son discontinuas o presentan errores por
diferentes razones que pueden resumirse en: fallas de los instrumentos, errores de observación o
ausencia del observador.”(Lozano Rivas 275) y estipula cada uno de los métodos que se pueden
utilizar. En este caso promedio aritmético y análisis de dobles masas los cuales él mismo autor
expresa cómo:
Promedio aritmético: Para poder ejecutar este método es de importancia tener disponible
la información de precipitación, temperatura mínima, temperatura máxima de al menos 3
estaciones cercanas, que no obtengan una discrepancia o difieran en un valor mayor al
10%”.(Lozano Rivas 276)
Análisis de dobles masas: “Este método se encarga de comprobar irregularidades y
variaciones por causas meteorológicas o variaciones en los datos generados por la
estación”.(Lozano Rivas 279)
13
Teniendo en cuenta la anterior, para realizar el hallazgo de los datos faltantes se debe
conocer correctamente la aplicación de cada uno de los métodos, sin embargo, es difícil encontrar
información confiable tanto en la web como en libros y documentos, adicionalmente la poca
información que se encuentra es de otros países los cuales cuentan con variables climatológicas
totalmente diferentes a Colombia, solo existen algunos tutoriales en YouTube con los cuales se
puede guiar o tener cierto punto de referencia, sin embargo, no se trata de una fuente confiable,
por tal motivo el nivel de dificultad del tema. Para el desarrollo de este proyecto como tal, la única
fuente confiable y en la cual está basado este proyecto es el libro de hidrología del autor William
Antonio Lozano Rivas el cual hace parte de la planta docente de la Universidad Piloto de Colombia
en la sede Bogotá, y quien ha sido reconocido por su preparación, y conocimiento actual sobre el
tema.
Actualmente en Colombia la entidad encargada de recolectar, suministrar, administrar,
analizar y hacer seguimiento de la información hidrológica es el instituto de Hidrología,
Meteorología y estudios ambientales (IDEAM) lo cual se encuentra establecido en el manual de
funciones así: “Suministrar los conocimientos, los datos y la información ambiental que requieren
el Ministerio del Medio Ambiente y demás entidades del Sistema Nacional Ambiental -SINA-
.”(IDEAM), “Obtener, almacenar, analizar, estudiar, procesar, analizar y divulgar la información
básica sobre hidrología, hidrogeología, meteorología, geografía básica sobre aspectos biofísicos,
geomorfología, suelos y cobertura vegetal para el manejo y aprovechamiento de los recursos
biofísicos de la Nación, y en especial las que en estos aspectos, con anterioridad a la Ley 99 de
1993 venían desempeñando el Instituto Colombiano de Hidrología, Meteorología y Adecuación
de Tierras - HIMAT-; el Instituto de Investigaciones en Geociencias, Minería y Química -
INGEOMlNAS-; y la Subdirección de Geografía del Instituto Geográfico Agustín Codazzi -IGAC-
.”(IDEAM,2015), como también “Fortalecer el monitoreo y seguimiento de las condiciones
climáticas, hidrometeorológicas y ambientales”(IDEAM,2015) Sin embargo, es notorio que la
calidad de la información suministrada y la calidad de los equipos no es la más adecuada.
Por otra parte, este proyecto también se encuentra entrelazado y hace parte del
macroproyecto “diseño de estrategias de conservación mejoramiento y aprovechamiento del
recurso hídrico en el área de influencia de los municipios de Girardot, Nariño, Guataquí, Jerusalén
y Tocaima ubicados en el sector sur de la cuenca hidrográfica del río seco”, con el objetivo de
14
brindar información que pueda ayudar a los habitantes a mejorar su calidad de vida, puesto que
lamentablemente no es el ideal; Según la actualización del plan de ordenamiento y manejo de la
cuenca del río seco y otros directos al magdalena realizado por la Corporación autónoma regional
de Cundinamarca CAR, se realiza un estudio detallado de las condiciones actuales de la compleja
situación sobre la calidad de vida de los habitantes de estos municipios, en donde se puede
destacar:
Migración
Según el departamento administrativo nacional de estadística DANE, en los municipios de
Beltrán, Jerusalén, Guataquí y Nariño la población migró a otros municipios debido lo siguiente:
- Dificultad de conseguir trabajo (30,7%, 18,8%, 27,7% y 17,7% respectivamente).
- Riesgo de un desastre natural (2,8%, 3,4%, 2,5% y 2,2% respectivamente).
- Miedo a perder la vida (7,5%, 5,5%, 8,3% y 5,8% respectivamente).
- Necesidad de educación (4,4%, 3,0%, 5,5% y 9,3% respectivamente).
- Motivos de salud (4,4%, 3%, 4,9% y 6,6% respectivamente).
Figura 1 POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE RÍO SECO
Fuente: Censo General DANE (2005), proyectado al 2017. (Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca CAR)
“Al calcular la densidad o concentración poblacional es decir el número de habitantes por
kilómetro cuadrado se descubre que los municipios de Pulí, Beltrán y Jerusalén tienen las menores
densidades poblacionales con 15, 13 y 12 hab/km2 respectivamente, mientras que Girardot cuenta
con la mayor densidad (353 Hab/km2), debido a que parte de su casco urbano se encuentra dentro
15
de la cuenca. El resto de los municipios tienen una densidad promedio de 35 hab/km2 (Figura 2).
Nótese que la densidad para el municipio de Girardot es de 353 Hab/km2, cifra que supera diez
veces el promedio de densidad poblacional de la cuenca.”(Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca CAR)
Figura 2 DENSIDAD DE LA POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE RÍO
SECO
Fuente: Censo General DANE (2005), proyectado al 2017. (Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca CAR)
Se puede concluir que el municipio de Girardot es el más densamente poblado de la cuenca,
con una densidad tres veces mayor que la de Cundinamarca. En contraste, el municipio de
Jerusalén con una densidad poblacional total de 0,12 habitantes por hectárea es el municipio menos
densamente poblado de la cuenca y en proporción 10 veces menor que el departamento.”
(Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR) “Al evaluar la densidad poblacional
urbana se infiere que los cascos urbanos de los municipios de Puerto Salgar y Girardot son las
cabeceras más densamente pobladas con 79,51 y 78,98 habitantes por hectárea respectivamente.
Es de destacar que otras cabezas municipales bastante densas como Guaduas y Tocaima no
aparecen en el análisis debido a que se encuentran por fuera de la cuenca.” (Corporación Autónoma
Regional de Cundinamarca CAR)
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Mortalidad
La mortalidad infantil en los municipios de la cuenca según fuente del DANE ha venido
disminuyendo de manera progresivas desde el año 2007, sin embargo, es de destacar que para los
municipios del sector sur Guataquí, Nariño, Tocaima, Jerusalén y Girardot, las cifras muestran que
existen falencias en la atención médica y los servicios de saneamiento básico. (Corporación
Autónoma Regional de Cundinamarca CAR)
Figura 3 DENSIDAD DE LA POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE RÍO
SECO
Fuente: Censo General DANE (2005), proyectado al 2017. (Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca CAR)
Morbilidad
Teniendo en cuenta la gráfica anterior, con respecto a la morbilidad, en niños de 0 a 5 años
es uno de los indicadores que cuantitativamente sirve como un punto de vista para el análisis de
las políticas públicas de bienestar de la población infantil. El común denominador de morbilidad
para la cuenca del río Seco y otros directos al Magdalena es que más de la mitad de las causas
están relacionadas con enfermedades del tracto respiratorio superior e inferior donde las más
comunes y en orden de importancia son:” (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca
CAR).
Adicionalmente, los municipios de Beltrán, Nariño y Guataquí la morbilidad para los ciclos
de vida de infancia y adolescencia están asociados a factores de riesgo nutricional debido a los
bajos recursos económicos de la población tanto rural como urbana, a la deficiencia en la
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prestación de servicio de salud y al saneamiento ambiental ya que la prestación de los servicios de
acueducto y alcantarillado no cuentan con los estándares de calidad exigidos, sumado a la variación
climática en la zona.”(Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR)
En municipios como Guataquí, Beltrán, Jerusalén, Nariño, Chaguaní, Quipile, San
Juan de Rioseco y Pulí se observa que más del 90% de la población se encuentra afiliada al
régimen subsidiado, lo que indica que la mayoría de la población se encuentra en los niveles
I y II del Sisbén. Este hecho muestra un alto nivel de pobreza.” (Corporación Autónoma
Regional de Cundinamarca CAR) “La pobreza y la desigualdad son una situación
problemática desde el punto de vista social, económico, político y medioambiental. La
dificultad de acceder a los bienes y servicios básicos impiden el correcto desarrollo humano,
dando lugar a que las personas no puedan desarrollar su proyecto de vida y poder tener la
facultad de tener una vida digna.” (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR).
Actividades agropecuarias
Según análisis realizados por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR
y por la Gobernación de Cundinamarca, las cifras en población de bovinos, porcinos, equinos, y
ovinos ha disminuido, de la misma manera la población avícola, piscícola, cunícula, caprina y otras
especies debido al desbalance hídrico, lo que ha obligado a algunos productores a migrar a zonas
con mayor disponibilidad de agua y con mejores condiciones climáticas. (Corporación Autónoma
Regional de Cundinamarca CAR) Un ejemplo de esto se muestra en la siguiente figura por medio
de la cual se puede evidenciar en los municipios de Girardot, Nariño, Guataquí, Jerusalén y
Tocaima que los niveles de producción son muy bajos a comparación de otros como Guaduas.
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Figura 4 DENSIDAD DE LA POBLACIÓN DE LOS MUNICIPIOS DE LA CUENCA DE RÍO
SECO
Fuente: Censo General DANE (2005), proyectado al 2017. (Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca CAR)
De la misma manera según la Gobernación de Cundinamarca, en cultivos como el banano
en el año 2014 no se registró producción debido a una baja considerable del área cultivada por el
cambio climático, el cultivo del cacao al igual que el aguacate presenta cifras muy deficientes
debido a que los programas al sector agrícola son escasos y por qué las características climáticas
no son las ideales, el cultivo del café según el censo agropecuario realizado en 2012 decreció
debido a los efectos climáticos que sufre la zona, en el municipio de Jerusalén para un área
sembrada de 215 hectáreas el área cosechada solo era de 65 hectáreas con un rendimiento del 0,6
debido a los condiciones climáticas algunas plantas no sobreviven, y los resultados de calidad de
los frutos no son ideales, de igual manera sucede con los demás cultivos, piña, plátano, cítricos,
caucho, caña de azúcar, maíz, entre otros, generando una economía de subsistencia.
“Se puede decir que, a corto plazo en un rango de 2 a 5 años, la problemática tiende a
incrementar principalmente por el déficit de agua en el sector y su desarrollo económico, la
economía primaria depende altamente del agua, suelo y los bosques, su sostenibilidad y las
perspectivas de desarrollo están en riesgo ya que no se cuenta con un plan de recuperación
ambiental que incide fuertemente en los cuerpos de agua. Se requiere de un plan con una fuerte
campaña de educación y sensibilización ambiental dirigida a los actores económicos y a la
comunidad en general”. (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR).
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“En los municipios de Girardot, Guataquí, Nariño, Beltrán y Jerusalén tiene diferentes
sectores competitivos pero tienen algo en común y es su cercanía al río magdalena, teniendo como
fuente económica principalmente, la producción de ganadería y agricultura, de la misma manera
una minería informal con abundantes recursos y un sector turístico prometedor, más desarrollado
en Girardot y sus alrededores.”(Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR)
Por tal motivo la importancia del desarrollo de este proyecto, el cuál servirá de apoyo para
que por medio de la información arrojada puedan predecir mejor las épocas para siembra de
cultivos y el mantenimiento de los mismo.
Durante el desarrollo de toda investigación es necesario tener conocimientos certeros
acerca de algunos temas importantes que se pueden aplicar en la solución de algunas problemáticas
que pueden surgir durante la realización de este proyecto. A continuación, se escribirán algunos
temas importantes como:
La Algoritmia: Esta es la que se encarga de ordenar un conjunto de acciones u cálculos
lógicos y secuenciales de la forma más corta, rápida y eficiente. Con el fin de solucionar un o unos
problemas mediante la aplicación de unos conceptos matemáticos.
Programación: Programar es en pocas palabras la tarea de crear programas para luego
ejecutarlos en los ordenadores, la base de todo esto es la creación del código fuente, que es un
conjunto de tareas que son leídas por un usuario. (Master Magazine, N/A).
Ingeniería de Software: La ingeniería del software es una disciplina o área de la informática
o ciencias de la computación, que ofrece métodos y técnicas para crear, desarrollar y mantener
software de calidad que resuelve problemas de cualquier tipo.(UNAD, 2014)
Bases de Datos: Las bases de datos, se pueden definir como un almacén que contiene una
serie de datos organizados y relacionados entre sí, los cuales son recolectados y procesados por los
sistemas de información de una empresa o persona particular. (Pérez, 2007).
Recurso digital: de acuerdo con la definición oficial del ISBD (International Standard
Bibliographic Description) citada por el Ministerio de Educación en 1997, se entiende por recurso
digital toda aquella herramienta codificada para ser utilizada por un computador o dispositivo
tecnológico y manipulada o consultada de manera directa o indirecta. Las herramientas digitales
20
permiten el almacenaje, el procesamiento y la consulta de inmensas cantidades de información.
(MEN,1997).
Recursos educativos digitales: Tiene como objetivo generar motivación e interés en el
proceso de aprendizaje, implementando un diseño atractivo para el estudiante como, por ejemplo:
características didácticas apropiadas para el aprendizaje. Son elaborados para anunciar sobre un
tema, ayudar en la consecución de un conocimiento, reforzar un aprendizaje, subsanar una
situación desfavorable, propiciar el desarrollo de una determinada competencia o/y evaluar
conocimientos sobre determinado tema(García, 2010).
Materiales digitales: Son materiales compuestos por medios digitales y producidos con el
objetivo de facilitar el desarrollo de las actividades de aprendizaje con un material didáctico el
cual es adecuado para el aprendizaje, y contribuye a la apropiación de contenidos conceptuales
como también ayuda a adquirir habilidades procedimentales y ayuda a mejorar la persona en
actitudes o valores. (Zapata. 2012).
SOFTWARE SIMILARES
A continuación, se reseñan algunas aplicaciones web y móviles que fueron lanzadas al
mercado a nivel nacional e internacional:
METEOCLIMATIC:
Para dispositivos IOS, es una aplicación que consulta a los servidores de las estaciones
meteorológicas privadas de España, permitiendo conocer la temperatura, humedad, presión y
precipitación, su rango de cobertura es solo para España. (García, E;, 2017)
ALARMA DE LLUVIA (RAIN ALARM):
Para dispositivos IOS, es una aplicación que permite conocer la precipitación como lluvia,
nieve o granizo, consultando a los servidores de la AEMET (Agencia Estatal de Meteorología),
METEOCAT (Servicio Meteorológico de Cataluña) e EUSKALMET (Agencia Vasca de
Meteorología), su rango de cobertura es solo para España. (Avilés, C;, 2017)
WEATHER UNDERGROUND:
21
Es una aplicación web y móvil para IOS y Android, consulta a las estaciones
meteorológicas locales, permitiendo conocer temperatura, precipitación, velocidad del viento,
humedad y su rango de cobertura es solo Estados unidos. (Weather company, 2014)
22
6.2 MARCO CONCEPTUAL
A continuación, se describen los conceptos más utilizados durante el desarrollo del proyecto:
Hidrología
La hidrología según el Instituto de Hidrología, meteorología y estudios ambientales
IDEAM la hidrología es la ciencia que estudia las aguas terrestres, su origen, movimiento y
distribución en nuestro planeta, propiedades físicas y químicas, interacción en el medio ambiente
físico y biológico e influencia en las actividades humanas, en especial de los flujos
terrestres.(IDEAM -Instituto de Hidrología) La cual según el (Decreto Ley 2811 de 1974) se
mueve por medio de cuencas hidrográficas ya sea en el área de aguas superficiales o subterráneas,
que vierten a una red natural(IDEAM -Instituto de Hidrología).
Precipitación
Forma parte del ciclo del agua, permite el equilibrio entre todos los ecosistemas, este
proceso ocurre cuando la atmosfera es saturada con agua en estado gaseoso, cambia a estado
líquido, finalmente es precipitada a la superficie de la tierra en forma líquida (lluvia), solida
(granizo o nieve) (CICLO HIDROLOGICO.COM, s.f.).
Cuenca Hidrográfica
Es un flujo de agua formando un cause en la superficie de la tierra, desembocando o
drenando en otros ríos mas grandes, hasta llegar finalmente al mar (CHOW, MAIDMENT, &
MAYS, 1994).
Según la secretaría distrital de ambiente, las cuencas hidrográficas deben estar ordenadas,
el ordenamiento de una cuenca es el planeamiento del uso y manejo sostenible de sus recursos
naturales renovables, estableciendo un equilibrio entre la conservación de la cuenta y el
aprovechamiento económico de sus recursos hídricos. (SECRETARIA DISTRITAL DE MEDIO
AMBIENTE, s.f.)
23
Variabilidad climática
Actualmente la variabilidad climática es una problemática que afecta el desarrollo de una
región, por lo que se debe adaptar y tratar de mitigar el impacto negativo. “
La inestabilidad o cambio climático es medido por medio de un rango por medio del cual
se tiene en cuenta variables como temperatura o precipitación o lluvia las cuales cambian atreves
del tiempo a nivel regional, local o global” (CIIFEN, SF).
Por lo tanto, se deben realizar mediciones por medio de estaciones meteorológicas,
definidas como el “sitio donde se hacen observaciones y mediciones puntuales de los diferentes
parámetros meteorológicos”(IDEAM -Instituto de Hidrología).
Estaciones Meteorológicas
Es un de estudio o análisis en el cual se hacen observaciones y mediciones de diferentes
parámetros meteorológicos, con el objetivo de identificar el comportamiento atmosférico en
diferentes zonas de un territorio o un área de estudio (IDEAM- Instituto de hidrología,
meteorología y estudios ambientales). Adicionalmente es normal encontrar datos incompletos o
faltantes, debido a la ausencia del operador de dicha estación, o problemas en el instrumento de
medición, lo cual causa que al momento de realizar el análisis se deba ejecutar una correlación de
datos.
Correlación de datos
Está definido como la operación o procedimiento por medio del cual se completan los datos
faltantes, para esto se utilizan los datos de estaciones que sí tienen los datos completos y que son
seleccionadas de modo que estén lo más cerca posible y sean de altitud parecida a la estación en
estudio, distancia y altitud son pues los factores principales para la selección de las estaciones
índice. (OBANDO, S.F.)
Lo anterior da la oportunidad de realizar una modelación hidrológica.
Modelación hidrológica
La necesidad actual de emplear modelos en los que se realiza análisis y prevención de
inundaciones está definida como “es pues una representación simplificada de un sistema real
24
complejo llamado prototipo, bajo forma física o matemática en la cual el sistema real está
representado por una expresión analítica.”(IDEAM), adicionalmente es posible manejar hipótesis
suficientemente realistas o previsibles que brindan algún grado de confianza para la toma de
decisiones, ya sea en planeación de cultivos, prevención del riesgo , construcción de obras civiles,
ordenación del territorio. Incluso, alertar a los servicios de protección civil y establecer protocolos
de actuación ante posibles situaciones de peligro por intensas lluvias (DUEÑAS, 1997)(IDEAM -
Instituto de Hidrología).
Balance hídrico
Finalmente se debe realizar un balance hídrico definido como balance de agua basado en
el principio de que durante un cierto intervalo de tiempo el aporte total a una cuenca o masa de
agua debe ser igual a la salida total de agua más la variación neta en el almacenamiento de dicha
cuenca o masa de agua.(IDEAM -Instituto de Hidrología)
En consecuencia de lo anterior, se da la oportunidad de realizar por medio de este proyecto
un aplicativo web incluyendo la planificación, construcción e implementación.(Rayramcreativity;,
2019), este aplicativo procura ser un modelo computacional de simulación hidro climatológico,
Así mismo, según(Instituto Nacional de Bioingeniería;,2013) el modelo computacional es el uso
de computadoras para simular y estudiar el comportamiento de sistemas complejos mediante las
matemáticas, la física y la informática.
Un modelo computacional esta comprendido por abundantes variables que caracterizan el
sistema bajo el cual se hace el estudio, de la misma manera la simulación se realiza ajustando cada
una de estas variables ya sean solas o combinadas, y visualizando cómo los cambios afectan los
resultados. El modelado puede agilizar la investigación al permitir que los científicos realicen
experimentos simulados por computadora a fin de identificar los experimentos físicos reales que
más probablemente ayudarán al investigador a encontrar la solución al problema bajo estudio
mediante un Software, el cual según (Pérez, J;, 2008).
Es un conjunto de instrucciones o funciones informáticas permitiendo la ejecución de
distintas tareas en un ordenador, lo anterior utilizando una base de datos para el procesamiento y
almacenamiento de información requerida para poder llevar a cabo el desarrollo del aplicativo
según(Pérez , D;, 2007) base de datos se define como una serie de datos organizados y relacionados
25
entre sí, los cuales son recolectados y explotados por los sistemas de información de una empresa
o negocio en particular, para facilitar el desarrollo del aplicativo se utilizan recursos de
programación prediseñados llamados librerías según(programarya;, 2019) una librería es un tipo
de archivo que se puede importar o incluir a un programa en específico. Este archivo contiene las
especificaciones de diferentes funcionalidades ya construidas y utilizables, con el objetivo de
facilitar el desarrollo del aplicativo, para visualizar la base de datos de una manera más gráfica y
sencilla se realiza un modelo de bases de datos según (lucidchart;, S.F.) un modelo de base de
datos muestra la estructura lógica de la base, incluidas la relaciones y limitaciones que determinan
cómo se almacenan los datos y cómo se accede a ellos. Según (hostinger;, 2020) el hosting es un
servicio en línea que permite publicar un sitio o aplicación web en Internet. alquilando un espacio
en un servidor donde se puedes almacenar todos los archivos y datos necesarios para que el sitio
web para que funcione correctamente, según(significados;, 2019) dominio es una dirección en la
web la cual está compuesta por el nombre de la organización, terminando en una extensión
revelando que tipo información caracteriza la página, por ejemplo: si es una página comercial
termina con extensión .COM, si es una página gubernamental termina con extensión .GOV, si es
una organización sin fines de lucro .ORG.
4.2.6 Lenguajes de programación: A continuación, se describen los lenguajes de
programación que fueron implementados en el para el desarrollo del aplicativo web:
PYTHON:
Este es un lenguaje de programación creado por Guido Van Rossum en el año 1991, su
extensión es .py. Python y se desarrolla como un proyecto de código abierto, administrado por la
Python software Foundation.(ecured;, S.F.)
DJANGO:
Django es un framework web diseñado para realizar aplicaciones de cualquier complejidad
y está escrito o basado en lenguaje de programación Python. (Camino, 2018)
MYSQL:
Es el sistema de gestión de bases de datos relacional, desarrollado originalmente por
MySQL AB, fue adquirida por Sun MicroSystems en 2008 y esta su vez comprada por Oracle
26
Corporation en 2010, la cual ya era dueña de un motor propio InnoDB para MySQL.(Robledano,
2019)
BOOTSTRAP:
Bootstrap es un framework CSS desarrollado por Twitter en el año 2010, para estandarizar
las herramientas de una empresa. (Rockcontent, 2020) El framework combina CSS y JavaScript
para estilizar los elementos de una página HTML(Rockcontent, 2020).
JAVASCRIPT:
Es un lenguaje que permite a los desarrolladores de software crear funciones a nivel de
Front-end ejecutadas en el en sus páginas web, teniendo como ventaja ser multiplataforma
(Valdés, 2007).
27
6.3 MARCO LEGAL
Para la ejecución de este proyecto es necesario tener en cuenta la siguiente normatividad:
Constitución política de Colombia Artículo 79. Todas y cada una de las personas tienen
derecho a gozar de un ambiente sano(Constitución política de Colombia, 1991).
Constitución política de Colombia Artículo 80. El Estado Colombiano planificará el
manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, con el objetivo de garantizar un desarrollo
sostenible, como también la conservación, restauración o sustitución(Constitución política de
Colombia, 1991).
(Decreto - Ley 2811 de 1974) Inicia la planificación ambiental del territorio. Expedición
del Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente,
se inicia la planificación ambiental del territorio(sostenible, 1974).
Ley 99 de 1993 Por medio del cual se crea el Ministerio de Medio Ambiente como
organismo rector de la gestión del medio ambiente y de los recursos naturales renovables y se
establecen los lineamientos y parámetros para fortalecer el Sistema Nacional Ambiental y fijar
cada una de las pautas generales para el ordenamiento y manejo de cuencas
hidrográficas(Secretaría de hábitat, 1993).
Decreto 1076 de 2015: Decreto Único Reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo
Sostenible(Ministerio de ambiente y desarrollo sostenible, 2015).
La administración del recurso hídrico y el concepto de ordenación de cuencas
hidrográficas, tiene sus orígenes en la expedición del Decreto 1381 de 1940 por el entonces
Ministerio de Economía Nacional, en el cual se determinan los primeros lineamientos explícitos
de política para el manejo del agua(Ministerio de minas y petróleos, 1940).
Ley 388 de 1997: Conocida como la ley de desarrollo territorial la cual establece un
mandato para que todos los municipios del país formulen sus respectivos planes de ordenamiento
Territorial(Ministerio de ambiente y desarrollo sostenible, 1997).
28
Decreto 1640 de 2012, por medio del cual se regularizan los instrumentos para la
planificación, ordenación y manejo de las cuencas hidrográficas y acuíferos, y se dictan otras
disposiciones(Ministerio de ambiente y desarrollo sostenible, 2015).
Ley 1581 Habeas Data de la protección de datos de 2012: Derechos y condiciones de
legalidad para el tratamiento de datos, la recolección de datos debe limitarse aquellos datos que
son pertinentes y adecuados para la finalidad para la cual son recolectados o requeridos, conforme
a la normatividad indica(CONGRESO DE COLOMBIA; 2012).
El responsable del tratamiento de los datos debe seguir los procedimientos para solicitarlos,
a más tardar en el momento de la recolección de la información, se debe contar con la autorización
del titular de los datos. Se tiene derecho a conocer, actualizar y rectificar los datos
personales(CONGRESO DE COLOMBIA; 2012).
Se pueden solicitar pruebas de la autorización que se les otorga a los responsables del
tratamiento de tus datos. Se debe ser informado por la empresa o el encargado del tratamiento de
datos, sobre el uso que les darán a los datos(CONGRESO DE COLOMBIA; 2012).
Se pueden presentar quejas ante la Superintendencia de Industria y Comercio por las
infracciones que se consideren de acuerdo con la ley, Se podría revocar o solicitar que se eliminen
o no se usen los datos(CONGRESO DE COLOMBIA; 2012).
En este proyecto es importante esta ley, ya que se van a utilizar datos de personas externas,
para poder argumentar cuáles serían los requerimientos para el desarrollo del software del
proyecto.
La ley 715 de diciembre 21 de 2001: En esta ley se establecen las pautas y deberes a
cumplir, en cuanto a recursos empleados y competencias trazadas al momento de prestar de un
servicio educativo; entre ellos se pueden encontrar eslabones como la definición, diseño y
establecimiento de instrumentos y mecanismos para la calidad de la educación. De esta manera, es
posible seleccionar las herramientas más precisas para utilizar durante las actividades desarrolladas
con los estudiantes(CONGRESO DE LA REPUBLICA DE COLOMBIA- MINISTERIO DE
EDUCACIÓN, 2001).
29
Decreto 0709 de abril 17 de 1996 Ley por medio del cual se estipula el reglamento general
para el desarrollo de programas de formación de educadores. Una de sus normas se orienta
básicamente en que la información suministrada a los estudiantes debe ser actualizada, por ello los
docentes deben sostener un ciclo de mejora profesional. Otro aspecto importante, son los campos
que se deben tener en cuenta para la estructuración de programas o actividades, los cuales hacen
referencia a la formación pedagógica, disciplinar, científica, deontológica y valores
humanos(MINISTERIO DE EDUCACION NACIONAL, 1996).
30
6.4 MARCO DE LOCALIZACIÓN
6.4.1 MACRO LOCALIZACIÓN
El proyecto Modelo de Simulación Hidro climatológico dirigido por la Universidad Piloto
de Colombia Seccional Alto Magdalena se realiza desde el municipio de Girardot Cundinamarca,
vinculando dentro de su área de estudio los municipios que hacen parte del sector sur de la cuenca
baja de río seco, dentro de los cuales se encuentra Nariño, Guataquí, Jerusalén, Girardot y Tocaima,
de los departamentos Tolima y Cundinamarca. Es de gran importancia aclarar que dentro del
desarrollo de este proyecto no es necesario realizar salidas de campo, puesto que la información
requerida la brinda el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales o la
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca por medio de un sitio web.
Figura 5 MUNICIPIO DE TOLIMA Y CUNDINAMARCA, DEPARTAMENTOS DEL ÁREA
DE INFLUENCIA DEL PROYECTO
Fuente: Elaborado por el autor
31
Figura 6 MUNICIPIO DE CUNDINAMARCA Y DEPARTAMENTOS DEL ÁREA DE
INFLUENCIA DEL PROYECTO
Fuente: elaborado por el autor
32
6.4.2 MICRO LOCALIZACIÓN
Localización cartográfica de estaciones meteorológicas existentes en cada uno de los
municipios pertenecientes y sus alrededores del área de estudio, en cada uno de los municipios,
sin tener en cuenta su estado actual y tipo de estación, sin embargo, es importante aclarar que la
mayoría de las estaciones ubicadas en la zona se encuentran suspendidas o no cuentan con los
instrumentos necesarios para medir diferentes variables climáticas.
Al iniciar el proyecto se realizó cartografía de forma manual como se muestra en la
siguiente figura:
Figura 7 CARTOGRAFÍA MANUAL ESTACIONES UBICADAS EN LA ZONA DE
INFLUENCIA DEL PROYECTO
Fuente: Elaborado por el autor
Al momento de seleccionar las estaciones con las cuales se va a trabajar, se realiza
cartografía por medio del Software ArcGIS como se muestra a continuación:
33
Figura 8 CARTOGRAFÍA ESTACIONES UBICADAS EN LA ZONA DE INFLUENCIA DEL
PROYECTO
Fuente: Elaborado por el autor
34
7. DISEÑO METODOLÓGICO
7.1 METODOLOGÍA
Investigación mixta (cualitativa y cuantitativa) de tipo explicativo secuencial
Para el desarrollo de este proyecto de grado se utiliza un tipo de investigación mixta
cualitativa y cuantitativa de carácter explicativo secuencial el cual consiste en recopilar y analizar
datos cualitativos y posteriormente recopilar y analizar datos cuantitativos, para integrar, analizar
y generar las respectivas conclusiones, de esta manera se pueden compensar puntos débiles de los
dos aspectos (cualitativo y cuantitativo) proporcionando una comprensión más completa y
exhaustiva. De la misma manera el enfoque implementado es un enfoque mixto, siendo este un
proceso en el que se recolecta analiza y vierten datos tanto cualitativos como cuantitativos a una
misma investigación un estudio.
Los métodos de investigación son dos, método inductivo el cual está relacionado con la
investigación cualitativa, consiste en ir de lo particular a lo general y el método deductivo asociado
con la investigación cuantitativa la cual va de lo general a lo particular. Por ende, es el tipo de
investigación más acertada para el desarrollo de este proyecto de grado, debido a que la
información a analizar proviene de datos tanto numéricos como teóricos.
La metodología mixta se define como una clase de investigación por medio de la cual se
combinan técnicas, métodos, aproximaciones, conceptos o lenguajes cuantitativos y cualitativos
dentro de una misma investigación. (Johnson y Onwuegbuzie) Esta investigación permite obtener
un mejor nivel a comparación de una investigación con un solo método, estas ideas reflejan con
claridad nuestra posición respecto al método debido a que durante la preparación de la
investigación se pensó en la complejidad del tema, conceptos e ideas y interdisciplinariedad, lo
cual nos emplaza a decidir una combinación de métodos con el objetivo de obtener un mejor
resultado.
Línea de investigación para el desarrollo de software
Se implementó la línea de investigación infraestructura TIC (Tecnologías de la Información
y las Comunicaciones), ya que se requiere de un servidor para la ejecución de la aplicación en
ambiente web, sistema operativo ubuntu linux, acceso a internet, firewalls y elementos físicos
como router o enrutadores y centros de datos.
35
Línea de investigación para ambiental
Para la investigación de este proyecto de grado se utilizó la línea de investigación
(metodologías y sistemas soportes de decisión para la planificación y gestión integrales de cuencas
y sistemas de recursos hídricos) la cual consiste en desarrollar modelos de simulación y
optimización de tiempos contemplando métodos cuantitativos y cualitativos, económicos,
ambientales y sociales y su integración con sistemas y soportes de información, como también el
desarrollo y análisis de escenarios futuros como el cambio climático y la adaptación a este.
7.2 MÉTODOS, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS
Para el hallazgo de datos faltantes encontrados en cada una de las estaciones se deben
aplicar los siguientes métodos:
Promedio Aritmético con el objetivo de calcular o hallar los datos faltantes
correspondientes a cada estación y análisis de dobles masas con el objetivo de corroborar que la
información hallada en el método anterior y la información obtenida de cada estación no tenga
errores de fallas en los instrumentos de medición. Seguidamente para el hallazgo de ETP
(Evapotranspiración Potencial) y Balance hídrico se realiza por medio del método de thornthwaite
el cual es el más usado en este tema, y finalmente se realiza su respectivo análisis.
Con respecto a instrumentos, se utilizó para el diseño y ejecución de cartografía el Software
ArcGIS versión 10.4, siendo este uno de los más usados para generar este tipo de reportes.
Adicionalmente se realizó una encuesta de 6 preguntas por medio de Google Forms a estudiantes
activos del programa de administración ambiental de la Universidad Piloto de Colombia Seccional
Alto Magdalena.
Teniendo en cuenta la siguiente fórmula utilizada para hallar la muestra de una población
a encuestar en este caso la población de 74 estudiantes activos del programa de administración
ambiental se realiza así:
36
En donde:
p*q: Corresponde a la probabilidad de acierto y fracaso
e: Corresponde al error estimado
z: es igual a 1,96 que corresponde a una confianza de 95%
n: es el número de personas encuestadas
Obteniendo como resultado 62,17 por lo tanto se toma una población a encuestar de 63 personas.
Se realiza la encuesta a este sector ya que esta aplicación web es de propiedad de la
Universidad Piloto de Colombia la cual es la única que a través de sus docentes y estudiantes
activos puede hacer uso de ella, posteriormente cuando se obtengan los resultados de las
respectivas variables climatológicas analizadas e interpretadas se puedan presentar a las
respectivas comunidades (Municipios de la cuenca) y entidades (alcaldías) los análisis y
recomendaciones pertinentes para las respectivas actividades agropecuarias que se realicen
teniendo en cuenta estas variables analizadas por medio de la aplicación en ambiente web.
Adicionalmente se sostuvo por medio de una reunión de viabilidad del proyecto con el docente
Hernán Montealegre Monroy encargado de dictar los espacios académicos de hidro climatología
y cuencas hidrográficas el cual es el único docente del programa de administración ambiental con
el que cuenta la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena que maneja el tema,
y manifiesta estar totalmente de acuerdo con la elaboración del proyecto, por tal razón no se evalúa
la necesidad de realizar una encuesta con los demás docentes de la corporación.
Resultados encuesta realizada:
37
Figura 9 PREGUNTA NÚMERO 1 - ENCUESTA REALIZADA
En una población de 63 encuestados 62 estudiantes respondieron que si les gustaría reducir
el tiempo que se emplea al momento de hallar datos faltantes y un solo encuestado respondió
negativamente.
Figura 10 PREGUNTA NÚMERO 2 - ENCUESTA REALIZADA
En una población de 63 encuestados 41 estudiantes respondieron que su herramienta para
hallar datos faltantes es Excel, 14 respondieron que lo hacen manualmente, y 8 lo hacen mediante
una aplicación móvil o web.
Figura 11 PREGUNTA NÚMERO 3 - ENCUESTA REALIZADA
38
En una población de 63 encuestados 62 estudiantes respondieron que están de acuerdo con
que la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena contará con una aplicación para
hallazgo de datos faltantes, y solo una persona contestó no estar de acuerdo.
Figura 12 PREGUNTA NÚMERO 4 - ENCUESTA REALIZADA
El 100% de los encuestados respondió que sí es útil un modelo de simulación o software
educativo para fortalecer las competencias académicas.
Figura 13 PREGUNTA NÚMERO 5 - ENCUESTA REALIZADA
El 100% de los encuestados respondió que sí es importante realizar proyectos interdisciplinares a
nivel académico.
39
Figura 14 PREGUNTA NÚMERO 6 - ENCUESTA REALIZADA
El 100% de los encuestados respondió que este proyecto aportaría beneficios para realizar
actividades del campo laboral de un administrador ambiental.
7.3 DESCRIPCIÓN DE TÉCNICAS Y MÉTODOS
El proyecto Modelo de simulación hidro climatológica en el área de influencia de los
municipios que hacen parte del sector sur de la cuenca hidrográfica de río seco y otros directos al
magdalena está basado en la metodología de investigación mixta, la cual reúne características del
método cualitativo y cuantitativo, con el objetivo de recolectar información encontrando las
necesidades de los usuarios y así estar en contexto de su situación actual. El método cualitativo
genera datos numéricos que serán obtenidos por medio de una encuesta aplicada a los estudiantes
del programa de Administración ambiental de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto
Magdalena, aportando una descripción interpretativa acerca de la problemática a analizar, se tomó
una muestra de 63 estudiantes, para establecer cuáles serán los requerimientos para el desarrollo
del aplicativo.
Adicionalmente a continuación se describe cada una de las técnicas y métodos que se
utilizaron para el desarrollo de este proyecto de grado, iniciando por los métodos de hallazgo de
datos faltantes promedio aritmético y análisis de dobles masas, los cuales se explican a
continuación:
Métodos matemáticos
Para realizar estos métodos matemáticos se tuvieron en cuenta dos fuentes principales, el
libro del docente William Antonio Lozano Rivas (Clima hidrología y mete reología para estudios
ambientales e ingeniería), y para realizar el método matemático del balance hídrico se basó en dos
40
guías de documentos de la web publicados en abril 8 de 2019 por el núcleo universitario Rafael
Rangel de la universidad de los andes en el estado Trujillo de Venezuela.
Método de promedio aritmético:
Para poder realizar este método se requiere de al menos tres estaciones cercanas cuyos
registros o datos no difieran en un valor mayor al 10% de los de la estación con el dato
faltante(Lozano Rivas 276).
El primer paso para hallar los datos faltantes por medio de este método según RIVAS, se
debe corroborar que la discrepancia de cada una de las estaciones a estudiar o analizar sean
cercanas, o su información no difiera en un 10% ya sea valor negativo o positivo, de acuerdo a
esto se conoce cuáles son las estaciones que aplican y cuáles no, es decir, que estaciones debe
utilizar, mínimo deben ser aceptadas 3 estaciones para poder ejecutar este método; en caso de que
se rechace no se puede realizar con esa estación.
Ecuación por utilizar:
(𝑃𝐴𝑥 − 𝑃𝑧𝑥) ÷ 𝑃𝑧𝑥 ∗ 100 < 10%
Donde:
PAx Es el dato de PP de la estación vecina en el mes anterior al del dato faltante
Pzx Es el dato de PP de la estación con el dato faltante en el mismo mes
El segundo paso es hallar los datos faltantes con las estaciones que se aceptaron, por medio de la
siguiente fórmula:
𝑃𝑧𝑦 = (𝑃𝐴𝑦 + 𝑃𝐵𝑦 + 𝑃𝐶𝑦)/3
Donde:
Se realiza la sumatoria de los datos de las estaciones del mes anterior al faltante en las que
sí fueron aceptadas y se divide en 3, obteniendo un promedio y se obtiene el primer dato faltante,
de la misma manera se realiza para los demás.
41
Método análisis de dobles masas:
Según William Antonio Lozano Rivas en su libro Clima, hidrología y meteorología para
ciencias ambientales e ingeniería este método permite evidenciar Cambios en la ubicación del
pluviómetro, malos procedimientos de observación y registro o fallas en la instrumentación pueden
acarrear una variación en la cantidad de lluvia recogida, generando datos erróneos en las estaciones
(Lozano Rivas 279).
El análisis de dobles masas es una prueba gráfica que detecta irregularidades y variaciones
anómalas en los registros. Una variación en los resultados de este método afectará siempre a todas
las estaciones de manera similar y no derivará en irregularidades o anomalías en sólo un
registro(Lozano Rivas 279).
Adicionalmente para aplicar este método se debe cumplir con las siguientes condiciones o
parámetros:
A: El grupo de estaciones debe estar compuesto por 3 a 10 estaciones, incluyendo la estación
analizada(Lozano Rivas 279).
B: Los promedios de precipitación entre ellas, deben ser similares(Lozano Rivas 279).
C: Los datos deben corresponder, en lo posible, a registros mayores de 10 años(Lozano Rivas
279).
D: Las estaciones del grupo deben ubicarse a altitudes similares(Lozano Rivas 279).
E: Deben estar dispersas preferiblemente en un diámetro de menos de 50 km y. En casos extremos,
no deberán superar los 100 km(Lozano Rivas 279).
F:Las estaciones deberán encontrarse en la misma ladera región de sotavento o barlovento(Lozano
Rivas 279).
El procedimiento por seguir es el siguiente:
A: A partir de los datos medios anuales de precipitación de las estaciones vecinas, deberá
construirse una tabla con las siguientes columnas, llamando Z a la estación que se está
analizando(Lozano Rivas 279).
42
Año Pev
(promedio de precipitación de
las estaciones vecinas)
Valores
Acumulados para
Pev
Pz
(Precipitación de la
estación 2)
Valores acumulados
para
Pz
Figura 15 MODELO O FORMATO MÉTODO DOBLES MASAS
fuente (Lozano Rivas 279)
B: Se grafican los valores acumulados de las estaciones vecinas como Coordenadas (eje y) y los
valores acumulados de precipitación acumulada de Z como abscisas (eje x)(Lozano Rivas 279).
C: Si los datos son consistentes, la gráfica será una línea recta continua; en caso contrario, se
obtendrán dos o más líneas rectas con pendientes distintas(Lozano Rivas 279).
D: Se calcula el valor de las pendientes de cada recta obtenida(Lozano Rivas 279).
E: Se hallan los puntos que se encuentran por fuera de la línea de los datos correctos la cual
corresponde generalmente a la serie de datos que se acerca a la media; cuando se tiene un buen
número de datos corresponderá, entonces, a la recta que abarca la mayoría de ellos(Lozano Rivas
279).
Los datos que se escapan de la tendencia general, o aquellos cuyos puntos dibuja una recta de
pendiente distinta, corresponderá a las variaciones anómalas e indicarán una lectura errónea de los
datos de precipitación o un cambio de ubicación de la estación(Lozano Rivas 279).
F: Los datos faltantes y los datos erróneos pueden calcularse y corregirse(Lozano Rivas 279).
Con los valores obtenidos se construye el cuadro con los datos acumulados y se grafican los
acumulados de las precipitaciones de las estaciones vecinas en las ordenadas (eje y) y los
acumulados de los datos de la precipitación en la estación Z en las abscisas (eje x), eliminando los
años donde hagan falta datos(Lozano Rivas 281).
así:
43
Figura 16 GRÁFICA RESULTANTE DEL ANÁLISIS DE CONSISTENCIA DE DATOS
MEDIANTE ANÁLISIS DE DOBLES MASAS.
fuente (Lozano Rivas 282)
Se puede apreciar que, a partir del año 2001 (coordenadas: 14295,12315), la recta cambia
levemente de pendiente indicando una anomalía en el registro(Lozano Rivas 282)
Método cálculo de Evapotranspiración Potencial y Balance Hídrico - Método de
Thornthwaite
En primer lugar, se halla la ETP Evapotranspiración Potencial por medio de las siguientes
fórmulas:
Figura 17 FÓRMULAS POR UTILIZAR PARA HALLAR LA ETP
Fuente (UNIVERSIDAD DE LOS ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario "Rafael Rangel")
Paso a paso:
44
A. Se deben conocer los datos de temperatura y precipitación media
mensual(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA - Núcleo Universitario "Rafael
Rangel").
B. Se inicia aplicando la fórmula de índice de calor mensual 𝑖(UNIVERSIDAD DE LOS
ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario "Rafael Rangel")
𝑖 = (𝑡
5)1,514
Se halla el índice de calor anual por medio de la sumatoria de los índices de calor
mensuales(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
C. Se halla el exponente empírico 𝑎 por medio de la siguiente
fórmula(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
𝑎 = 0,000000675 ∗ (𝑖^3) − 0,0000771 ∗ (𝑖^2) + 0,01792 ∗ (𝑖) + 0,49239
D. Se halla ETP (mm) sin corregir por medio de la siguiente
fórmula(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
𝐸𝑇𝑃 𝑠𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑟𝑟 = 16 ∗ ((10 ∗ 𝑡/𝑖 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙)^𝑎
Para corregir la ETP primero debemos tener la información de dos parámetros
Horas de sol o factor de corrección, según la latitud en la que se encuentra ubicada la
estación meteorológica(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
Total de días del mes, el mes de febrero siempre tendrá un valor de 28,25 dado a que cada
4 años asume un valor de 29(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
E. ETP (mm) corregida se halla por medio de la siguiente
fórmula(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
𝐸𝑇𝑃 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 𝐸𝑇𝑃 𝑠𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑟𝑟 ∗ ((𝑁 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠)/365)
45
F. PP-ETP, para hallar esta variable se debe restar la precipitación con la ETP
corregida(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
Método Balance Hidrológico
El método de Thornthwaite para el cálculo del balance hídrico y el cálculo de la ETR a
través de la consideración de la reserva hídrica del suelo, esta interacción podría generar un déficit
o un exceso de humedad y posteriormente la presencia o ausencia de
escurrimiento(UNIVERSIDAD DE LOS ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario Rafael
Rangel).
La capacidad de campo, almacén o reserva del sitio puede ser estimada de acuerdo con la
textura del suelo (capacidad de retención) y a la cobertura vegetal predominante profundidad
radicular(UNIVERSIDAD DE LOS ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario Rafael
Rangel).
Sin embargo, para este proyecto se utilizará una reserva arbitraria de 100 mm, la cual es
universalmente aceptada para efectos de cálculo y comparación del balance hídrico en diferentes
áreas(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
A. El mes de comienzo o inicio generalmente se asigna al mes más lluvioso o siguiente a este,
cuando se conceptúa que la reserva del suelo está llena, sin embargo, en este caso el
comienzo será dado por el cálculo de coincidencia de
pares(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael
Rangel).
Mediante la coincidencia de pares se calcula la fluctuación del nivel de la reserva de acuerdo con
el diferencial PP – ETP, en base a 4 premisas(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
B. La reserva tiene una máxima capacidad definida, en este caso es de 100
mm(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
Que la reserva está agotada o su nivel es 0
mm(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
46
Que la reserva está llena con un nivel para este caso de 100 mm(UNIVERSIDAD DE LOS
ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario "Rafael Rangel")
Valores mayores a este rango serán considerados 100 y negativos serán
0(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
C. El mes de comienzo del balance se definirá cuando los pares se hagan 0 o 100
simultáneamente(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
La Reserva de la humedad se nutre de la humedad aportada por la precipitación sin
embargo, tanto el agua de las precipitaciones como de la humedad del suelo es afectada por la
Evapotranspiración(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael
Rangel).
En caso de que el resultado exceda la capacidad de campo se debe asignar el valor 100 y
se inicia en el mes en que coinciden los pares(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
D. El cálculo de la variación de la reserva se comienza en el mismo mes de junio donde se
inició el cálculo de la reserva por medio de la siguiente
fórmula(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael
Rangel).
𝑉𝑅 = 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 − 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 𝑚𝑒𝑠 − 1
Una variación de la reserva negativa indica la utilización de la reserva para cumplir con la
demanda de la ETP. Una variación de la reserva positiva indica la recarga de la
reserva(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
E. ETR, el cálculo de la ETR viene dado por las siguientes
premisas(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael
Rangel).
𝑠𝑖 𝑝𝑝 > 𝐸𝑇𝑃 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝐸𝑇𝑅 = 𝐸𝑇𝑃(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
47
𝑠𝑖 𝑝𝑝 < 𝐸𝑇𝑃 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝐸𝑇𝑅 = 𝑝𝑝 +
(𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎)(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
F. El Déficit de humedad (Def) es generado cuando la Evapotranspiración es mayor que la
disponibilidad de agua en el sistema, tanto por precipitación como por la humedad de la
reserva(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael
Rangel).
El déficit hídrico es el porcentaje de agua que se requiere para satisfacer la demanda generada por
la Evapotranspiración, y puede calcularse a través de la
fórmula:(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
𝐷𝑒𝑓 = 𝐸𝑇𝑃 − 𝐸𝑇𝑅
Solo hay Déficit cuando la reserva está vacía
G. El exceso o excedente de humedad (Ex) de un mes solo se produce cuando la pp mensual
es mayor a la ETP mensual y si la reserva mensual está al máximo. y se da con las siguientes
premisas(UNIVERSIDAD DE LOS ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario”
"Rafael Rangel").
𝑠𝑖 𝑝𝑝 − 𝐸𝑇𝑃 > 0 𝑦 𝑠𝑖 𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 = 𝐶𝐶 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝐸𝑥 = 𝑝𝑝– (𝐸𝑇𝑅 +
|𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎|)(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
Sólo hay exceso cuando la reserva está
llena(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
El exceso o excedente de humedad (Ex) potencialmente genera escurrimiento. De manera
general el 50% del exceso hídrico del mes (Ex) más el 50% de la escorrentía del mes anterior (Esc),
alimentan la escorrentía para el mes en cálculo(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
H. El cálculo del escurrimiento (Esc) se realiza por medio de la siguiente
fórmula:(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-NúcleoUniversitarioRafael
Rangel).
48
𝐸𝑠𝑐 = 0.5 ∗ ( 𝐸𝑥𝑚𝑚 + 𝐸𝑠𝑐𝑚 − 1
Se comienza en el mes de inicio del exceso(UNIVERSIDADDELOSANDESVENEZUELA-
NúcleoUniversitarioRafael Rangel).
Sólo hay escurrimiento cuando existe exceso (UNIVERSIDAD DE LOS ANDES VENEZUELA
- Núcleo Universitario "Rafael Rangel")
I. Finalmente se realiza la comprobación de los resultados así:
“𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑝 = 𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝐸𝑇𝑅 + 𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝐸𝑥”(UNIVERSIDAD DE LOS
ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario "Rafael Rangel")
“𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝐷𝑒𝑓 = 𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝐸𝑇𝑃 − 𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝐸𝑇𝑅”(UNIVERSIDAD DE LOS
ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario "Rafael Rangel")
y se realizan los análisis correspondientes.
49
7.4 METODOLOGÍA DESARROLLO DE SOFTWARE
Para este proyecto se utilizará algunas características de las metodologías de desarrollo
modelo incremental y modelo iterativo, ya que el presente proyecto ha sido desarrollado
progresivamente, teniendo en cuenta los requerimientos y necesidades de los futuros usuarios en
este caso, los estudiantes de la facultad de administración ambiental de la Universidad Piloto de
Colombia Seccional Alto Magdalena.
A continuación, se explicará a detalle todo el proceso de desarrollo, con las funcionalidades,
que debería tener el software solicitado por el programa de administración ambiental de la
Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena.
El aplicativo contiene o está dividido en 3 funcionalidades principales:
● Almacenamiento de información de precipitación, temperatura máxima y temperatura
mínima generada por la CAR e IDEAM.
● Procesamientos de la información para su posterior cálculo de los métodos de promedio
aritmético y método análisis de dobles masas.
● Para finalizar debería de realizar un reporte final, con los resultados con sus respectivas
gráficas para poder ser analizadas posteriormente.
Modelo incremental
Este modelo para gestión de proyectos tiene como objetivo crear un crecimiento continuo
de la funcionalidad de producto o software. Este modelo permite percibir el nivel de evolución de
cada entrega prevista hasta que cumpla con los requerimientos del cliente o destinatario.
(universitat de Barcelona;, S.F.)
Modelo iterativo
El modelo iterativo es una derivación del ciclo de vida en cascada, el cual busca reducir el
riesgo que surge entre las necesidades de un usuario y el producto final, de la misma manera es
una secuencia de actividades dentro de un plan establecido, con unos criterios claros, que se
organizan con el propósito u objetivo de entregar parte de la funcionalidad del producto, este
modelo mejora cada versión es decir mejora la función que tiene la versión, los objetivos de una
iteración, repetición o reiteración se establecen en función de la evaluación de las iteraciones
precedentes, el cliente es quien luego de cada insistencia evalúa el producto y lo corrige o propone
nuevos cambios o mejoras.(kalencl;, 2013)
50
7.5 FASES DE DESARROLLO
MODELO ITERATIVO
El presente modelo de desarrollo fue seleccionado por sus ventajas, dentro del ciclo de
desarrollo del software ya que los usuarios no tienen que esperar a ver el producto terminado,
pudiendo ver cada funcionalidad dentro de cada iteración y así puede sugerir nuevos cambios al
finalizar de cada iteración. Esto hace que se reduzca la posibilidad de generar errores de producción
y de ejecución ya que está siendo utilizado por el usuario frecuentemente.
INCREMENTO 1
Análisis: Se realizo la debida investigación, acerca de cómo cargar un archivo en formato (.xlsx)
Excel en el Framework Django.
Diseño: Se requirió de una librería llamada (Openpyxl), encargada de leer los archivos Excel en
el framework Django.
Codificación: Se realizo el proceso de desarrollo de carga de archivo y su posterior guardado en
la base de datos.
Entrega del producto: Se realizo su respectiva entrega al programa de administración ambiental
de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena.
INCREMENTO 2
Análisis: Se realizo el debido proceso de cálculo del modelo matemático de manera manual en la
herramienta de Excel.
Diseño: Se realiza el respectivo diseño del paso a paso del cálculo de cada uno de los métodos,
basado en el modelo manual realizado en Excel.
Codificación: Se realizo el proceso de cálculo de cada uno de los métodos, validando su respectivo
archivo, ya que en el caso del método de promedio aritmético necesita de datos de precipitación y
en el caso de análisis de dobles masas necesita de temperatura mínima y temperatura máxima.
51
Entrega del producto: Se realizo su respectiva entrega al programa de administración ambiental
de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena.
INCREMENTO 3
Análisis: Se realizo una investigación sobre que librería utilizar al momento de graficar y se
implementó (Matplotlib), después de tener esta información se inició el proceso de generación de
los respectivos reportes, para cada uno de los métodos con sus graficas.
Diseño: Se dividieron en 3 reportes, estableciendo una estructura general al momento de visualizar
la información.
● En el caso del método de promedio aritmético se visualiza una tabla con la información
cargada por el usuario con los datos hallados de color verde claro.
● En el caso del método de análisis de dobles masas se visualizan los datos cargados por el
usuario, una tabla con los resultados de coeficiente de variación, temperatura máxima,
temperatura media, temperatura mínima, media mensual general y finalmente grafica de
media de temperatura, coeficiente de variación.
● Balance hídrico generado a partir del cálculo de los métodos, donde se puede visualizar una
tabla con la temperatura media mensual, precipitación media, índice de calor mensual, ETP
sin corregir, factor de corrección, ETP corregida, ETP diaria y finalmente se realiza la gráfica
donde se ilustra la precipitación media, temperatura media y ETP corregida.
Codificación: Teniendo en cuenta los diferentes tipos de reportes se realizó su respectiva
programación, para cada uno de los reportes.
Entrega del producto: Se realizo su respectiva entrega al programa de administración ambiental
de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena.
ETAPAS DE DESARROLLO MODELO INCREMENTAL
Se decidió la implementación del modelo incremental, ya que el usuario final está más involucrado
dentro de todo el ciclo de desarrollo del sistema en ambiente web, recibiendo entregas de partes
de funcionalidades operativas, resultando más fácil la integración de nuevos cambios ya que los
ciclos de entrega son más cortos.
52
INCREMENTO 1
1. Desarrollo del incremento: Se desea realizar la Carga de datos de precipitación,
temperatura mínima y temperatura máxima, para procesar y calcular los métodos de
promedio aritmético y método análisis de dobles masas.
2. Validación de incrementos: Se puede decir que el programa de administración ambiental
de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena no requirió de cambios
en esta primera iteración, ya que se cumplió con las expectativas del usuario final.
3. Integración de incrementos: Se puede decir que se continua con la fase 2 de desarrollo
pues no hubo cambios en la primera iteración.
4. Entrega del producto: En este ciclo se cumplió con el objetivo inicial del requerimiento.
INCREMENTO 2
1. Desarrollo del incremento: calcular los métodos de promedio aritmético y método
análisis de dobles masas, por medio de un software.
2. Validación de incrementos: Se puede decir que el programa de administración ambiental
de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena no requirió de cambios
en esta segunda iteración, ya que se cumplió con las expectativas del usuario final.
3. Integración de incrementos: Se puede decir que se continua con la fase 3 de desarrollo
pues no hubo cambios en la primera iteración.
4. Entrega del producto: En este ciclo se cumplió con el objetivo inicial del requerimiento.
INCREMENTO 3
1. Desarrollo del incremento: reportes producto del procesamiento generado por el sistema.
2. Validación de incrementos: El programa de administración ambiental de la Universidad
Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena, solicitó desde el comienzo que se
dividieran los reportes en 3 partes diferentes, reporte de método promedio aritmético,
reporte de método de análisis de dobles masas y reporte de balance hidrológico.
3. Integración de incrementos: Se puede decir que se finalizaron las fases de desarrollo pues
no hubo cambios.
4. Entrega del producto: En este ciclo se cumplió con el objetivo inicial del requerimiento.
53
7.6 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL
Los estudiantes necesitan de crear varias hojas de cálculo de Excel, empezar a ejecutar el
proceso por medio de pasos establecidos por el modelo matemático de cada método, la navegación
entre diferentes hojas de cálculo y la utilización de gran cantidad de ecuaciones diferentes, las
cuales algunas solo se utilizan en ciertos casos, puede causar errores involuntarios de los
estudiantes influyendo en que los estudiantes se vean obligados en dedicar gran cantidad de tiempo
en encontrar los errores y corregirlos hasta que los métodos estén correctamente desarrollados.
7.6.1 DIAGRAMAS SISTEMA ACTUAL
DIAGRAMA CASO DE USO ACTUAL
Figura 18 DIAGRAMA DE CASO DE USO ACTUAL
Fuente: Elaborado por el autor
Caso de Uso: Consulta de datos
Actores: usuario
Descripción: El usuario solicita al IDEAM y la CAR
los datos de precipitación, temperatura
mínima y temperatura máxima,
requeridos para poder realizar el cálculo
de los métodos.
54
Caso de Uso: Consulta de datos
Actores: IDEAM, CAR.
Descripción: Son entidades encargadas de generar y
transferir a los usuarios diferentes tipos de
datos, por ejemplo: precipitación,
temperatura, pronóstico del estado del
tiempo, predicción climática de manera
libre, para el caso de este proyecto solo se
requiere de datos de precipitación y
temperatura mínima y temperatura
máxima.
ANÁLISIS DEL SISTEMA ACTUAL
Existen 2 razones principales por las que los estudiantes del programa de administración
ambiental requieren de gran cantidad de tiempo destinado, al cálculo de los métodos de promedio
aritmético y método análisis de dobles masas:
● Organización de los datos: Cada entidad tiene su propio formato en el cual genera sus datos,
pero los datos deben estar organizados de una manera única, para poder calcular los métodos
de la siguiente manera:
Figura 19 ANÁLISIS DEL SISTEMA ACTUAL
Fuente: Elaborado por el autor
Los estudiantes deben organizar los datos de alrededor de 20 a 50 años por estación meteorológica.
● Cálculo de los métodos: Cada método requiere de diferentes hojas de cálculo de la
herramienta Excel y utiliza gran cantidad de ecuaciones, por este motivo influye en
errores involuntarios de los estudiantes.
55
DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA ACTUAL
Se puede decir que el principal problema del tiempo empleado para el desarrollo de los
métodos radica en la organización de los datos en el formato único correspondiente para los
métodos y el paso a paso del cálculo, hace que los estudiantes se confundan fácilmente generando
errores.
DIAGRAMA DE COLABORACIÓN ACTUAL
Figura 21 DIAGRAMA DE COLABORACIÓN ACTUAL
Se muestra la relación entre los objetos y las interacciones entre ellos, describiendo el proceso de
flujo de la información.
DIAGRAMA SECUENCIAL ACTUAL
Figura 23 DIAGRAMA SECUENCIAL ACTUAL
Se puede visualizar de una manera gráfica las interacciones entre los actores:
● Usuario: Solicita datos de precipitación y temperatura al IDEAM
● IDEAM: Transfiere datos solicitados al usuario
56
● Usuario: Solicita datos de precipitación y temperatura a la CAR
● CAR: Transfiere datos solicitados al usuario
7.7 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA PROPUESTO
El objetivo del aplicativo es que los estudiantes, puedan encontrar los errores involuntarios
de una manera más rápida, ya que el aplicativo realiza el cálculo de cada método paso a paso,
reduciendo el tiempo destinado para este propósito.
7.7.1 ARQUITECTURA DEL APLICATIVO
Este software tiene arquitectura de desarrollo modelo vista controlador (MVC), ya que se
encuentra en ambiente web obteniendo ventajas como, por ejemplo: Ser utilizado por parte de los
estudiantes de administración ambiental, fuera de la Universidad Piloto de Colombia Seccional
Alto Magdalena en el lugar donde se encuentren, ya que como es un proceso tan prolongado de
ejecutar manualmente, tienen la posibilidad de utilizar el software en cualquier momento.
● Modelo vista controlador
Se encarga de dividir la lógica de desarrollo en 3 grandes grupos, con el objetivo de facilitar
el mantenimiento, escalabilidad del proyecto y reutilización de código.
● Modelos
Los modelos son los encargados de administrar la información dentro del sistema, su función
principal es el de acceder a las tablas y crear, leer, editar y eliminar datos.
● Vistas
Se encarga de interactuar con el usuario final, todo lo que realiza de manera lógica los
modelos y los controladores, permitiendo al usuario visualizar la información procesada por el
sistema de una manera sencilla con el objetivo que el usuario pueda entender fácilmente la
información.
● Controladores
Es un intermediario entre la vista y los modelos de base de datos, encargado de procesar la
información por medio de funciones, realizando consultas a los modelos una vez finalizado este
proceso envía la respuesta a la vista de forma entendible para el usuario.
57
7.7.2 DIAGRAMAS SISTEMA PROPUESTO
DIAGRAMA CASO DE USO SISTEMA PROPUESTO
Figura 20 CASO DE USO SISTEMA PROPUESTO
Fuente: Elaborado por el autor
Caso de Uso: Consulta de datos
Actores: usuario
Descripción: El usuario solicita al IDEAM y la CAR
los datos de precipitación, temperatura
mínima y temperatura máxima,
requeridos para poder realizar el cálculo
de los métodos.
58
Caso de Uso: Consulta de datos
Actores: IDEAM, CAR.
Descripción: Son entidades encargadas de generar y
transferir a los usuarios diferentes tipos de
datos, por ejemplo: precipitación,
temperatura, pronóstico del estado del
tiempo, predicción climática de manera
libre, para el caso de este proyecto solo se
requiere de datos de precipitación y
temperatura mínima y temperatura
máxima.
Caso de Uso: Sistema
Actores: usuario
Descripción: ● El usuario hace el proceso de registro
en la plataforma en ambiente web.
● Carga los datos de precipitación,
temperatura mínima y temperatura
máxima.
● Realiza el proceso de cálculo de los
métodos de promedio aritmético
y método de análisis de dobles masas.
● Para finalizar podrá visualizar los
reportes con los resultados, separados
en 3 partes diferentes: reporte de
método promedio aritmético, reporte
método análisis de dobles masas y
reporte balance hidrológico.
59
DIAGRAMA DE COLABORACIÓN PROPUESTO
Figura 22 DIAGRAMA DE COLABORACIÓN PROPUESTO
Para el caso del diagrama de colaboración propuesto se agregó otro flujo de datos adicional, que
corresponde al proceso de carga, procesamiento y generación de los respectivos reportes de
método promedio aritmético, método análisis de dobles masas y balance hidrológico.
DIAGRAMA SECUENCIAL PROPUESTO
Figura 24 DIAGRAMA SECUENCIAL PROPUESTO
En este caso se adiciona un proceso más explicado a continuación:
● Usuario: Solicita datos de precipitación y temperatura al IDEAM.
● IDEAM: Transfiere datos solicitados al usuario.
● Usuario: Solicita datos de precipitación y temperatura a la CAR.
● CAR: Transfiere datos solicitados al usuario.
● Usuario: Realiza el proceso de carga de datos en el sistema.
● Sistema: Calcula cada uno de los métodos promedio aritmético y análisis de dobles masas.
60
● Usuario: Solicita reporte de los métodos promedio aritmético y análisis de dobles masas.
● Sistema: Genera cada uno de los reportes de método promedio aritmético, método análisis
de dobles masas y balance hidrológico.
8. REQUERIMIENTOS
8.1 REQUERIMIENTOS FUNCIONALES:
● Carga de datos de precipitación, temperatura mínima y temperatura máxima en el sistema en
ambiente web, para procesar y calcular los métodos de promedio aritmético y método
análisis de dobles masas.
● Calcular los métodos de promedio aritmético y método análisis de dobles masas, por medio
de un software.
● Reporte producto del procesamiento generado por el sistema.
8.2 REQUERIMIENTOS NO FUNCIONALES:
● Es importante aclarar que al momento de cargar la información en el sistema en ambiente
web solo acepta o requiere archivos en formato (.XLSX) o Excel.
● Si el aplicativo en ambiente web se instala de manera local, requiere de sistema operativo
ubuntu linux utilizando un servidor web llamado NGINX.
● El servidor web NGINX permite que el computador donde se encuentra instalado el
aplicativo en ambiente web, haga la función de servidor, permitiendo que otros dispositivos
que estén conectados en la misma red de internet, puedan utilizar el aplicativo sin importar
su sistema operativo como por ejemplo: Linux, Windows y Android.
● El servidor web NGINX, requiere de escribir la siguiente estructura de link en el navegador,
ip que el computador que esté utilizando en ese momento, puerto de conexión a internet y
main por ejemplo: https://192.168.0.30:2000/main/.
● Se recomienda utilizar al momento de ejecutar el aplicativo en navegador google chrome
y mozilla firefox.
● La universidad piloto de colombia decide si el aplicativo en ambiente web, funcionará de
manera privada sólo cuando los estudiantes de administración ambiental se encuentren
dentro de la universidad o de manera pública para que los estudiantes puedan utilizar el
aplicativo desde cualquier lugar donde se encuentren.
● Registro de usuarios e inicio de sesión
● Eficiencia del sistema ya que debe reducir el tiempo siendo menor a 60 segundos de
procesamiento de datos.
61
● Recuperación de contraseña, puede existir el caso en donde el cliente olvide sus
credenciales tiene la posibilidad de reestablecer una nueva contraseña.
● El sistema debe ser de fácil usabilidad para el usuario final.
8.3 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS:
● Sistema operativo Linux Ubuntu
● Motor de bases de datos MySQL
● Servidor con sistema operativo Ubuntu.
8.4 HISTORIAS DE USUARIO
Las siguientes historias de usuario nacieron de las necesidades y dificultades que presentan los
estudiantes a la hora de realizar los cálculos de los métodos de promedio aritmético y método de
análisis de dobles masas.
HISTORIA DE USUARIO 1
COMO: El usuario podría cargar información, obtenida por el IDEAM (Instituto de
Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales) y las Corporaciones Regionales, en este
caso CAR (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca).
PARA: Procesar y calcular los métodos de promedio aritmético y método análisis de dobles
masas.
Figura 25 HISTORIA DE USUARIO #1
Fuente: Elaborado por el autor
62
En la historia número 1 es de importancia poder cargar la información en el sistema, ya que es la
única manera de poder procesar los datos.
HISTORIA DE USUARIO 2
COMO: El usuario podría calcular los métodos de promedio aritmético y método análisis de
dobles masas, por medio de un software.
PARA: Mejorar el proceso utilizado actualmente para el cálculo de los métodos de promedio
aritmético y método análisis de dobles masas, ya que actualmente se utiliza la herramienta de
Excel, generando retrasos en el proceso del cálculo de los métodos mencionados
anteriormente.
Figura 26 HISTORIA DE USUARIO #2
Fuente: Elaborado por el autor
En la historia número 2 se enfoca en el proceso de cálculo de cada método, ya que cada uno tiene
sus ecuaciones y forma de desarrollo diferente y requiere de datos diferentes, por ejemplo:
● Método promedio aritmético: Necesita de datos de precipitación de 3 estaciones.
● Método análisis de dobles masas: Requiere de datos de temperatura mínima y temperatura
máxima de 3 estaciones.
HISTORIA DE USUARIO 3
COMO: El usuario podría obtener una respuesta o un reporte producto del procesamiento
generado por el sistema.
PARA: Reducir el tiempo empleado actualmente para el cálculo de los métodos de promedio
aritmético y método análisis de dobles masas, originalmente realizados manualmente por
medio de la herramienta de Excel
Figura 27 HISTORIA DE USUARIO #3
Fuente: Elaborado por el autor
En la historia número 3 responde cada método por medio de un reporte o solución, con sus
respectivas tablas y gráficas con el objetivo que el usuario pueda realizar su análisis.
63
8.5 FUNCIONALIDADES
● Pantalla principal: Se encuentra información general acerca del proyecto.
● Estación: En la pantalla de estación se agrega información general, con el objetivo de
identificar a qué estación pertenecen los datos cargados por el usuario.
● Factor de corrección: Se agrega por cada mes del año, para todas las estaciones que se esté
utilizando, dependiendo de la latitud de la estación.
● Carga de datos: Se pueden hacer varias funciones desde esta pantalla:
● Nuevo dato: Se escoge el parámetro (precipitación, temperatura máxima, temperatura
mínima), se selecciona la estación a la que pertenecen los datos y se adjunta el Excel con los
datos proporcionados por el IDEAM y la CAR.
● Filtro: El usuario tiene la posibilidad de filtrar la información por estación
● checkbox: Para poder seleccionar los archivos para los diferentes cálculos
● selector: El usuario selecciona qué acción quiere realizar, si realizar cada uno de los métodos
o realizar el balance hídrico
● Registro de usuarios: En la plataforma web existe usuario administrador y usuario general,
el usuario administrador tiene permisos adicionales como, poder editar, eliminar información
de otros usuarios, cambiar el rol de los usuarios además de crear, editar y eliminar cuentas
de otros usuarios.
● Recuperar contraseña: Si el usuario olvida su contraseña puede recuperarla por medio de
su correo electrónico.
● Inicio de sesión: El usuario debe registrarse en la plataforma web, con el objetivo de
identificar a quién pertenece la información cargada al sistema.
● Cerrar sesión: el usuario puede terminar la sesión por seguridad.
9. ANÁLISIS DE RIESGOS
9.1 DEFINICIÓN DE ESCALAS
Para el desarrollo del análisis de riesgos se definen tres tipos de escalas, las cuales
contienen líneas distintas en las cuales se pueden presentar algunos riesgos para el desarrollo de la
aplicación en ambiente web, las cuales en conjunto impiden el buen funcionamiento de la
aplicación. Estas escalas están definidas por valores numéricos los cuales indican el nivel de
significancia de cada uno de los riesgos.
64
Escala de probabilidad de riesgo
En esta escala numérica se identifica el rango de riesgo entre 1 y 5 según su valor de
importancia, en donde 1 es el valor mínimo y 5 es el valor máximo.
Figura 28 PROBABILIDAD DE RIESGO
Escala de impacto de riesgo
Se basa en los posibles riesgos en el proceso de desarrollo del proyecto, desde el inicio
hasta su finalización afectando los resultados finales, también está definido en una escala en un
rango entre 1 y 5, donde 1 es el valor mínimo y 5 es el valor máximo.
Figura 29 IMPACTO DE RIESGO
Escala de prioridad de riesgo
En este caso se debe de priorizar los aspectos de más alto riesgo durante el desarrollo del
proyecto que puedan afectar la terminación del mismo, estableciendo un rango entre 1 y 5 donde
1 es el valor mínimo y 5 es el valor máximo.
Figura 30 PRIORIDAD DE RIESGO
65
9.2 IDENTIFICACIÓN DE FACTORES
A Continuación se establecen los riesgos posibles, que pueden presentarse en el sistema, a
continuación de definen dichos factores, identificando 3 factores principales que pueden influir
durante el proceso de desarrollo del proyecto, mencionados a continuación:
● Factor humano
● Factor técnico
● Factor de seguridad
9.3 EVALUACIÓN DE RIESGO POR FACTORES
A continuación, se describirán cada uno de los factores de riesgo: factor humano, Factor
técnico y factor de seguridad, estableciendo los posibles planes de contingencia, como estrategias
para lograr su mitigación, con el objetivo de dar solución a estos riesgos.
Factor humano
Consiste en las personas que están involucradas en el desarrollo del proyecto. Donde se identifica
como un factor indispensable para el buen desarrollo del proyecto.
RIESGO PRIORIDAD IMPACTO ESTRATEGIA
Errores o fallas al
momento de la
implementación del
proyecto
4 5 Se debe estimar el
tiempo de desarrollo
y control de calidad
del software.
Retiro de alguno de
los integrantes del
proyecto
3 4 Llevar una buena
comunicación para
evitar este tipo de
problemas que podría
causar retrasos del
proyecto
Figura 31 FACTOR HUMANO
66
Factor técnico
Se refiere a los recursos de hardware o software relacionados con el proceso desarrollo, puede
sufrir una afectación directa o indirecta como daños irreparables por mal manejo o manipulación.
RIESGO PRIORIDAD IMPACTO ESTRATEGIA
Fallas de
hardware.
5 5 Mantenimiento constante
según tiempos
estipulados.
Fallas de
software.
5 5 Mantenimiento
preventivo según tiempos
estipulados.
Daño o
hurto de
equipos.
4 3 Buen manejo de los
equipos y protección
física a elementos de
fácil acceso.
Fallas de
memoria o
disco duro
4 3 Mantenimiento constante
según tiempos
estipulados.
Fallas del
Sistema
Operativo
4 3 Mantenimiento constante
según tiempos
estipulados.
Presencia
de virus
5 5 Mantenimiento constante
según tiempos
estipulados.
Figura 32 FACTOR HUMANO FACTOR TÉCNICO
67
Factor de seguridad
Consiste en los problemas a nivel de recuperación y confiabilidad por el sistema en ambiente web.
RIESGO PRIORIDAD IMPACT
O
ESTRATEGIA
Integridad de la información
almacenada en la base de
datos.
5 5 Realizar copias de seguridad
constantemente
Confidencialidad de la
información, ya que los
datos manejados en el
sistema solo son utilizados
con fines educativos.
5 5 En framework Django tiene
ventajas a nivel de seguridad,
ya implementadas
previniendo ataques como,
por ejemplo: inyecciones SQL
Figura 33 FACTOR DE SEGURIDAD
Matriz análisis de riesgos
A continuación, se clasifica por colores el nivel de riesgo donde el color verde es riesgo moderado,
amarillo es riesgo medio y rojo es riesgo alto.
Figura 34 Matriz análisis de riesgos
68
9.4 CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DE RIESGOS
La posible amenaza puede ser realizar la triangulación de las estaciones a utilizar, ya que
deben ser cercanas máximo 50 kilómetros de radio de distancia entre estaciones, si está a más
distancia no sirve para realizar la triangulación, además si la estación está suspendida o ha obtenido
menos de 20 años de datos, de igual manera no se puede realizar la triangulación, y en Colombia
la gran mayoría de estaciones tienen fallas, están suspendidas, o han dejado de registrar datos en
largos periodos, adicionalmente no cuentan con medición de variedad de parámetros, son muy
convencionales.
9.5 DICCIONARIOS DE DATOS
Tabla usuarios
El sistema necesita identificar qué usuario está utilizando su servicio, ya que la información que
se carga y visualiza es privada.
COLUMNA TIPO NULO COMENTARIOS
ID INT (11) NO Identificador de la tabla auto incrementable
NOMBRES VARCHA
R
(45)
NO Primer nombre y segundo nombre del cliente
APELLIDOS VARCHA
R
(45)
NO Primer apellido y segundo apellido del cliente
CORREO VARCHA
R
(45)
NO Correo electrónico del cliente
69
USUARIO VARCHA
R
(30)
NO Usuario identificador con el que el cliente va a
iniciar sesión en el sistema
CONTRASEÑ
A
VARCHA
R
(255)
NO Contraseña identificadora con el que el cliente va a
iniciar sesión en el sistema
Figura 35 TABLA DE USUARIOS
Fuente: Elaborado por el autor
Tabla archivo
El sistema necesita identificar qué tipo de archivo se ha cargado (precipitación, temperatura
mínima o temperatura máxima).
COLUMNA TIPO NULO COMENTARIOS
ID INT (11) NO Identificador de la tabla auto incrementable
FECHA DATE NO Fecha de carga del archivo al sistema
NOMBRE DEL
ARCHIVO
VARCHAR
(255)
NO Nombre que el usuario le otorga al archivo
al momento de cargarlo al sistema
NOMBRE
INTERNO
VARCHAR
(255)
NO Nombre que el sistema le otorga al archivo
por defecto
70
NUMERO
REGISTROS
INT NO Número que el sistema le otorga al archivo
por defecto
IDPARAMETRO VARCHAR(45
)
SI Identificador si el dato que se quiere agregar
es: (precipitación, temperatura mínima o
temperatura máxima)
USUARIOS_ID INT NO Identificador de la tabla usuarios. Llave
foránea
ESTACION_ID INT NO Identificador de la tabla estación. Llave
foránea
Figura 36 TABLA ARCHIVO
Fuente: Elaborado por el autor
Tabla estación
Es importante ya que se debe de identificar a qué estación pertenecen los datos cargados
en la tabla información
COLUMNA TIPO NULO COMENTARIOS
ID INT (11) NO Identificador de la tabla auto
incrementable
CODIGOESTACION VARCHAR(45) NO Código con el cual se identifica la
estación
71
NOMBREESTACION VARCHAR(45) NO Nombre con el cual se identifica la
estación
CATEGORÍA VARCHAR(45) NO Categoría en la que se encuentra la
estación
ENTIDAD VARCHAR(45) NO Nombre de la entidad
DEPARTAMENTO VARCHAR(45) NO Departamento donde se encuentra
ubicada la estación
MUNICIPIO VARCHAR(45) SI Municipio donde se encuentra ubicada
la estación
FECHAINSTALACIÓN DATE SI Fecha de instalación de la estación
FECHASUSPENSIÓN DATE SI Fecha de suspensión de la estación
Figura 37 TABLA ESTACIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Tabla información
En esta tabla se almacenan los datos obtenidos por el IDEAM la CAR
COLUMNA TIPO NULO COMENTARIOS
ID INT ( 11 ) NO Identificador de la tabla auto incrementable
AÑO DATE (11) NO Año en que fue capturado el dato por parte de la
estación
MES INT ( 11 ) NO Mes en que fue capturado el dato por parte de la
estación
VALOR DECIMAL(6,1) NO Valor obtenido por parte de la estación
TIPO INT ( 11 ) NO Identificador si el dato está en estado
(cargado o no guardado)
72
ARCHIVO_ID INT ( 11 ) NO Identificador de la tabla archivo. Llave foránea
Figura 38 TABLA INFORMACIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Tabla factor corrección
El factor de corrección es importante porque se requiere para poder calcular el balance hídrico, el
cual hace parte del reporte final.
COLUMNA TIPO NULO COMENTARIOS
ID INT ( 11 ) NO Identificador de la tabla auto incrementable
MES INT (11) NO Mes al que pertenece el valor de la tabla factor de
corrección
VALOR DECIMAL
(10,2)
NO Valor del factor de corrección
ESTACION_ID INT(11) NO Identificador de la tabla estación. Llave foránea
Figura 39 TABLA FACTOR DE CORRECCIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
9.6 MÓDULOS DEL SOFTWARE
MÓDULO FUNCIÓN DESCRIPCIÓN
Estación ● Factor de corrección
● Crear estación
● Modificar estación
● Eliminar estación
● Factor de corrección: Se
visualiza el factor de corrección
de la estación seleccionada, puede
crear, modificar e eliminar un
factor de corrección desde esta
sección.
● Crear estación: Se diligencia el
formulario correspondiente para
guardar la nueva estación.
● Modificar estación: Se diligencia
el campo correspondiente en el
formulario que desea editar.
73
● Eliminar estación: Se hace
CLICK en el botón eliminar si
desea eliminar la estación.
Factor de corrección ● Filtro
● Crear factor de
corrección
● Modificar factor de
corrección
● Eliminar factor de
corrección
● Filtro: Se encarga de filtrar por
estación, ya que por defecto
muestra los factores de corrección
de todas las estaciones.
● Crear factor de corrección: Si el
usuario desea crear un nuevo
factor de corrección debe
diligenciar el formulario de nuevo
factor.
● Modificar factor de corrección:
Si el usuario desea modificar un
factor de corrección debe editar el
campo correspondiente en el
formulario.
● Eliminar factor de corrección:
Se hace CLICK en el botón
eliminar si desea eliminar el factor
de corrección.
Carga de datos ● Filtro
● Selector cálculo de
métodos
● Detalle archivo
● Descargar
● Nueva carga de dato
● Eliminar
● Filtro: Si el usuario desea puede
filtrar los datos por estación, ya
que por defecto se muestran los
datos de todas las estaciones.
● Selector cálculo de métodos: Se
puede escoger si desea hallar el
método promedio aritmético,
método análisis de dobles masas,
eliminar el resultado del cálculo
del método promedio aritmético y
el balance hídrico
● Detalle archivo: Se visualiza
información general de la estación
seleccionada, información general
de los archivos y la información
que el usuario ha cargado por
medio de una tabla.
74
● Descargar: Si el usuario desea
realizar un backup de los datos
cargados se debe hacer CLICK en
este botón.
● Nueva carga de datos: Si el
usuario desea cargar un nuevo
archivo de datos debe diligenciar
el formulario especificando el
parámetro si es precipitación,
temperatura mínima o
temperatura máxima, la estacion a
la que pertenecen los datos y
adjuntar el archivo Excel.
● Eliminar: Se hace CLICK en el
botón eliminar si desea eliminar
un archivo.
Registro de usuario
administrador
● Nuevo usuario
● Modificar usuario
● Eliminar usuario
El usuario administrador tiene
permisos adicionales a diferencia de
un usuario general.
● Nuevo usuario: Una de las
principales ventajas es que tiene la
posibilidad de seleccionar que
tipo de usuario desea crear si es
usuario administrador o general.
● Modificar usuario: Tiene la
ventaja de modificar la
información de cualquier usuario
y cambiar de tipo de usuario
administrador o usuario general.
● Eliminar usuario: Se hace
CLICK en el botón eliminar si
desea eliminar un usuario.
Registro de usuario
general
● Nuevo usuario
● Recuperar
contraseña
El usuario general tiene permisos de
registrarse y recuperar su contraseña
si olvidó sus credenciales.
● Nuevo usuario: Si desea
registrarse debe diligenciar el
75
formulario con información
básica, con el objetivo de
identificar a quién pertenece la
información dentro del sistema.
● Recuperar contraseña: Si el
usuario ha olvidado su contraseña
puede hacer el proceso de
recuperación.
Recuperar contraseña ● Recuperar
contraseña
● Recuperar contraseña: Si el
usuario desea recuperar su
contraseña debe de deligenciar el
formulario escribiendo su correo
electronico registrado en el
sistema al cual llegara una
contraseña generada con 10
caracteres aleatorios.
Figura 40 MÓDULOS DEL SOFTWARE
Fuente: Elaborado por el autor
9.7 PRUEBAS
PRUEBAS UNITARIAS
Durante el proceso de desarrollo se realizaban pruebas y test constantemente, con el
objetivo de probar las funcionalidades del software de manera que, en caso de error, ser corregido
inmediatamente y así estar en constante retroalimentación y mejora del aplicativo en ambiente
web, exigiendo cada funcionalidad con las posibles vulnerabilidades generadas por los usuarios de
manera involuntaria, que podrían causar errores en el sistema.
OBJETIVO DE LAS PRUEBAS UNITARIAS
● Encontrar todos los errores y problemas de rendimiento en tiempo de espera de las
funcionalidades, implementadas dentro de la plataforma en ambiente web.
76
● Asegurar el correcto funcionamiento de todas las funcionalidades en el menor tiempo de
ejecución posible, ya que el presente aplicativo web procesa un volumen considerable de
información.
RESULTADOS DE LAS PRUEBAS UNITARIAS
Las pruebas se realizaron por medio del aplicativo Postman, ya que es una herramienta que nos
permite realizar pruebas a las funcionalidades del sistema y confirmar que están generando
respuesta correctamente.
Prueba 1
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario el inicio de sesión.
Objetivo de la prueba: Ingresar a la pantalla principal al momento de diligenciar sus credenciales
y al hacer CLICK en el botón ingresar.
Resultado: El usuario es redirigido a la pantalla principal.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede ingresar sin problema de error
● Time: 200 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
FIGURA 41 PRUEBA INICIO DE SESIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
77
Prueba 2
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario ser redirigido a la pantalla principal al
momento de hacer inicio de sesión.
Objetivo de la prueba: Ingresar a la pantalla principal al momento de diligenciar sus credenciales
y al hacer CLICK en el botón ingresar.
Resultado: El usuario es redirigido a la pantalla principal.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede ingresar sin problema de error
● Time: 1468 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
FIGURA 42 PRUEBA PANTALLA PRINCIPAL
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 3
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario cerrar sesión.
Objetivo de la prueba: Ser redirigido a la pantalla de login.
Resultado: El usuario termina la sesión exitosamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario pudo terminar sesión sin problema de error
78
● Time: 182 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
FIGURA 43 PRUEBA CERRAR SESIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 4
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario dirigirse la pantalla de estación.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra dirigirse a la pantalla de estación correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario se puede dirigir sin problema de error
● Time: 1780 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
79
FIGURA 44 PRUEBA PANTALLA DE ESTACIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 5
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario registrar una nueva estación.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra guardar la estación correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede guardar sin problema de error
● Time: 350 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
FIGURA 45 PRUEBA NUEVA ESTACIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
80
Prueba 6
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario editar una estación.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra editar la estación correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede Editar sin problema de error
● Time: 291 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
FIGURA 46 PRUEBA EDITAR ESTACIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 7
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario eliminar una estación.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra eliminar la estación correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede Editar sin problema de error
● Time: 372 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
81
FIGURA 47 PRUEBA ELIMINAR UNA ESTACIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 8
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario dirigirse la pantalla de factor de
corrección.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra dirigirse a la pantalla de factor de corrección correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario se puede dirigir sin problema de error
● Time: 42 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia
FIGURA 48 PRUEBA PANTALLA DE FACTOR DE CORRECCIÓN
82
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 9
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario registrar un nuevo factor de corrección.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra registrar el factor de corrección correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede registrar sin problema de error
Time: 79 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia.
FIGURA 49 PRUEBA PANTALLA DE NUEVO FACTOR DE CORRECCIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 10
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario editar el factor de corrección.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra editar el factor de corrección correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede Editar sin problema de error
● Time: 45 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia.
83
FIGURA 50 PRUEBA PANTALLA DE EDITAR FACTOR DE CORRECCIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 11
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario eliminar el factor de corrección.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra eliminar el factor de corrección correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede eliminar sin problema de error
● Time: 78 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia.
FIGURA 51 PRUEBA PANTALLA DE ELIMINAR FACTOR DE CORRECCIÓN
Fuente: Elaborado por el autor
84
Prueba 12
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario registrar una nueva carga de archivo.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra registrar una nueva carga de archivo correctamente.
FIGURA 52 PRUEBA NUEVA CARGA DE ARCHIVO
Fuente: Elaborado por el autor
Prueba 13
Requisito funcional: El sistema deberá permitir al usuario eliminar una carga de archivo.
Objetivo de la prueba: Comprobar que la funcionalidad se esté ejecutando correctamente.
Resultado: El usuario logra eliminar una carga de archivo correctamente.
● Status: 200 OK significa que el usuario puede eliminar sin problema de error
● Time: 70 ms tiempo razonable ya que el aplicativo funcionó con eficiencia.
85
FIGURA 53 PRUEBA ELIMINAR UNA CARGA DE ARCHIVO
Fuente: Elaborado por el autor
86
10. FACTIBILIDAD DEL PROYECTO
10.1 FACTIBILIDAD OPERATIVA
Garantizar la elaboración, utilización y el correcto funcionamiento de la plataforma en
ambiente web, en todas sus funcionalidades, según lo requerido por el programa de administración
ambiental de la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena, de la misma manera
el aplicativo web, será de su dominio exclusivo, por lo tanto, debe ser alojado en un servidor
proporcionado por la Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena.
10.2 FACTIBILIDAD TÉCNICA
Este proyecto es factible en la parte técnica debido a que la Universidad Piloto de Colombia
Seccional Alto Magdalena cuenta con las herramientas tecnológicas necesarias, adicionalmente,
debido a que la aplicación de ambiente web debe estar cargada a un servidor, se debe pagar un
servicio de Hosting y dominio el cual queda libre para que el programa de administración
ambiental tome la decisión y haga el proceso correspondiente, el código será entregado al
programa de administración ambiental para que en el momento que se desee puedan cargar al
servidor como administradores de la aplicación web.
10.3 FACTIBILIDAD ECONÓMICA
El costo en general del proyecto se establece en la figura de recursos financieros dando un
total de $13.319.694 mensuales, sin embargo, el único costo que la Universidad Piloto de
Colombia Seccional Alto Magdalena debe asumir es el servicio de Hosting y dominio para poner
en marcha el proyecto.
87
11. RECURSOS
11.1 RECURSOS HUMANOS
Para la elaboración de este proyecto se aplican conocimientos de diferentes disciplinas,
tales como la administración ambiental y la ingeniería de sistemas, vinculando diferentes
profesionales los cuales serán mencionados a continuación:
Nombre Perfil Profesional Descripción
Edicson Pineda Cadena Ingeniero de Sistemas Tutor Proyecto - Programa Ingeniería
de Sistemas
Abbad Jack Jimmink
Murillo
Administrador ambiental-
Ingeniero Civil
Tutor proyecto - Programa
Administración Ambiental
Juan Sebastian Mahecha
Macias
Ingeniero de Sistemas Grupo de apoyo
Sandra Jullieth Palacios
Forero
Administradora Ambiental Grupo de apoyo
Marlly Alexandra Garzon
Cardenas
Estudiante de
Administración Ambiental
Responsable del Proyecto
William Guillermo Garzon
Cardenas
Estudiante de ingeniería de
sistemas
Responsable del proyecto
Figura 54 PERSONAL DE APOYO
Fuente: Elaborado por el autor
88
11.2 RECURSOS INSTITUCIONALES
Para la ejecución de este proyecto se cuenta con el apoyo de instituciones como lo son:
● Universidad Piloto de Colombia
● Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM
● Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR
11.3 RECURSOS FINANCIEROS
Para la realización de la fase inicial del proyecto se tiene en cuenta los honorarios de los
recursos humanos y demás recursos que representan un valor económico y que son indispensables
para la ejecución de este.
Figura 55 HONORARIOS SEGÚN CIRCULAR 020 DEL MINISTERIO DE TRABAJO
Fuente (Ministerio de trabajo,2019)
89
RECURSO CANTIDAD VALOR
UNITARIO
TOTAL
Honorarios profesionales GRUPO DE APOYO 4 profesionales $1.864.380 $7.457.520
Honorarios para dos profesionales estudiantes de
administración ambiental e ingeniería de sistemas
2 estudiantes $1.367.087 $2.734.174
Computador Portátil 2 equipos $250.000 $500.000
Internet 1 mes $70.000 $70.000
Transporte intermunicipal – IDEAM Ibagué-Tolima 2 pasajes $9.000 $18.000
Transporte Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto
Magdalena tutorías
10 pasajes $4.000 $40.000
TOTAL, MENSUAL $10.819.694
TOTAL 6 MESES $64.918.164
Figura 56 RECURSOS FINANCIEROS
Fuente: Elaborado por el autor
90
12. DESARROLLO PROPUESTA
12.1 DATOS DE PRECIPITACIÓN Y TEMPERATURA
Para el desarrollo del primer objetivo se realiza la debida triangulación sobre plancha
cartográfica, de la cual se seleccionan tres (3) estaciones meteorológicas de diferente clasificación
que encierra los 5 municipios establecidos para este proyecto (Girardot, Nariño, Guataquí,
Jerusalén y Tocaima).
Figura 57 CARTOGRAFÍA MANUAL ESTACIONES UBICADAS EN LA ZONA DE
INFLUENCIA DEL PROYECTO
Fuente: Elaborado por el autor
91
La mayoría de las estaciones que se encuentran en el área del proyecto se encuentran
suspendidas, o no miden los parámetros requeridos, las únicas que cumplen con los parámetros
son:
Nombre Estación Código Tipo Responsable Municipio
Argelia 2120644 Climática
Principal CAR Ricaurte
Aeropuerto Santiago
Vila 21185040 Convencional IDEAM Flandes
Placer el 2123502 Climática
principal CAR Pulí
Figura 58 ELABORACIÓN PROPIA. ESTACIONES SELECCIONADAS POR EL AUTOR
DEL PROYECTO
Información obtenida de cada una de las estaciones - Tablas originales
Estación Aeropuerto Santiago Vila
1. Datos de precipitación
Figura 59 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS PRECIPITACIÓN SANTIAGO VILA
92
2. Datos de temperatura máxima
Figura 60 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÁXIMA SANTIAGO
VILA
Datos de temperatura mínima
Figura 61 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÍNIMA SANTIAGO VILA
FIGURA 24 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÍNIMA
SANTIAGO VILA
93
12.2 TABLAS DE INFORMACIÓN ORGANIZADAS – SEGÚN REQUERIMIENTO DEL
SOFTWARE
Estación Argelia
1. Datos organizados precipitación
Figura 62 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS PRECIPITACIÓN ARGELIA
2. Datos organizados temperatura máxima
Figura 63 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÁXIMA ARGELIA
94
3. Datos organizados temperatura mínima
Figura 64 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS TEMPERATURA MÍNIMA ARGELIA
12.3 APLICACIÓN MANUAL DE MÉTODOS SELECCIONADOS
1. Métodos de precipitación
● Método promedio aritmético
Discrepancia 10%: Aplicando la fórmula para conocer las estaciones de referencia con las
que se puede hallar el promedio.
Figura 65 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS DISCREPANCIAS ESTACIÓN PLACER EL
95
Figura 66 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS DISCREPANCIAS ESTACIÓN ARGELIA
Figura 67 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS FALTANTES ESTACIÓN DISCREPANCIAS
SANTIAGO VILA
En este proyecto todas las estaciones se encuentran dentro del rango de discrepancia debido
a la cercanía.
1. Hallazgo de datos faltantes: Por medio del promedio con respecto a los datos de las
demás estaciones se obtienen los datos faltantes.
Figura 68 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS FALTANTES ESTACIÓN AEROPUERTO
SANTIAGO VILA
96
Se organiza la información de manera que las tablas queden totalmente llenas así:
Estación Argelia
Figura 69 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS HALLADOS
Método análisis dobles masas
1. Para desarrollar este método primero se debe realizar una sumatoria anual de cada una de las
estaciones así:
Figura 70 ELABORACIÓN PROPIA. SUMATORIA ANUAL
97
Seguidamente se organiza la información de la forma en que lo solicita el método y se procede a
formular para obtener una suma acumulada y por medio de promedio de las demás estaciones se
obtiene el valor acumulado así:
Estación Placer El
Figura 71 ELABORACIÓN PROPIA. DATOS FORMATO DOBLES MASAS
Finalmente se grafica en el eje x la precipitación acumulada de la estación y en el eje y la
precipitación acumulada de las estaciones vecinas, el resultado debe ser una línea continua lo que
significa que la información obtenida y la suministrada por los organismos de control es correcta
o no posee modificaciones de sitio de la estación o daños en los medidores.
Estación Placer El
Figura 72 ELABORACIÓN PROPIA. CONSISTENCIA DE DATOS
Finalmente se realizan los histogramas así:
98
1. Se halla la media, máxima, mínima, media mensual general, coeficiente de
variación, sumatoria de medias, y promedio anual para cada estación así:
Estación Argelia
Figura 73 ELABORACIÓN PROPIA. HALLAZGO DE MEDIAS
2. Se grafica en el eje x los meses y el valor de la media, en el eje y el
coeficiente de variación o por aparte, como mejor desee representar la información:
Estación Argelia
Figura 74 ELABORACIÓN PROPIA. MEDIA ANUAL DE PP
Figura 75 ELABORACIÓN PROPIA. COEFICIENTE DE VARIACIÓN
99
De la misma manera para las demás estaciones.
Seguidamente se realiza el método de temperatura, para el cual no existe como tal un
modelo matemático a seguir, en este caso se realizó de la siguiente manera:
1. Se organiza la información, se realiza sumatoria anual de cada estación y se
halla media, máxima, mínima, media mensual general, coeficiente de variación, sumatoria
de medias, y promedio anual para cada estación y para cada variable tanto para temperatura
máxima y mínima, así:
Temperatura máxima
Estación Argelia
Figura 76 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MÁXIMA
2. Con la información anterior se obtiene por promedio la temperatura media
mensual y se halla de la misma manera media, máxima, mínima, media mensual general,
coeficiente de variación, sumatoria de medias, y promedio anual para cada estación.
Temperatura media
Estación Argelia
100
Figura 77 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MEDIA
3. Se realizan las respectivas gráficas
Estación Argelia
Temperatura máxima
Figura 78 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MÁXIMA
Temperatura mínima
Figura 79 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MÍNIMA
101
Temperatura media
Figura 80 ELABORACIÓN PROPIA. TEMPERATURA MEDIA
12.4 BALANCE HIDROLÓGICO
Para llevar a cabo el balance hídrico se deben seleccionar archivos de temperatura máxima,
temperatura mínima y de precipitación de estaciones
● Inicialmente se hace el cálculo de la evapotranspiración diaria por medio del método de
thornthwaite.
● Se deben tener como insumos la temperatura y precipitación media de cada estación,
adicionalmente el factor de corrección según la latitud de cada estación, en este proyecto
no varía debido a que se encuentran ubicadas en un radio menor a 50 km.
● Se formula cada una de las columnas establecidas en el formato y al ingresar los datos de
PP y temperatura media automáticamente se halla la ETP corregida y diaria.
● Las variables para diligenciar son:
1. Mes
2. Temperatura media
3. Precipitación media
4. Índice de calor mensual
5. índice de calor anual
6. Exponente empírico a
7. ETP sin corregir
8. Factor de corrección o horas luz día
102
9. Total días del mes
10. ETP corregida
11. ETP diaria
12. PP-ETP corregida
Estación Argelia
Figura 81 ELABORACIÓN PROPIA. ETP ARGELIA
Gráfica
Figura 82 ELABORACIÓN PROPIA. ETP ARGELIA - GRÁFICA
Con la obtención de los anteriores datos se procede a realizar el Balance Hidrológico el cual
va formulado en todas sus casillas o campos con las fórmulas estipuladas por el método de
thornthwaite, posteriormente se gráfica y se realiza el análisis correspondiente de igual manera
para las 3 estaciones, así:
103
Estación Argelia
Figura 83 ELABORACIÓN PROPIA. BALANCE HÍDRICO
Se realiza la comprobación de resultados, el cual debe coincidir, de la misma manera para las 3
estaciones, así:
Estación Argelia
Figura 84 ELABORACIÓN PROPIA. COMPROBACIÓN DE RESULTADOS - BALANCE
HÍDRICO
104
Finalmente se grafica tratando de representar la información de la mejor manera para su respectivo
análisis:
Estación Argelia
Figura 85 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE HÍDRICO
Estación Santiago Vila
Figura 86 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE HÍDRICO
Estación Placer El
105
Figura 87 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE HÍDRICO
12.5 RESULTADOS Y ANÁLISIS
Para iniciar con el análisis de cada uno de los parámetros precipitación, exceso,
escurrimiento, evapotranspiración, es necesario aclarar que la información con la que se ejecutó el
proyecto es de 20 años, debido a que inicialmente se había solicitado información de otras
estaciones y la mayoría estaban suspendidas, o no tenían datos en algún lapso de años, finalmente
se estableció con tres estaciones Argelia de Ricaurte Cundinamarca, Placer El de Pulí
Cundinamarca y Santiago Vila de Flandes Tolima, dos de estas estaciones solo fueron instaladas
desde el año 2000, por lo tanto fue la fecha de la cual inició la recolección de información.
Figura 88 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - PRECIPITACIÓN
ANUAL
106
En esta gráfica se pueden observar los valores de precipitación totales de las tres estaciones
en donde podemos analizar que el registro más lluvioso es el año 2016 en Flandes Tolima (estación
Santiago Vila), y el año con menor registro de precipitación es 2005 en Ricaurte Cundinamarca
(estación Argelia), adicionalmente los años más lluviosos de la serie analizada son 2007, 2008 y
2016. La reducción de las precipitaciones se da en los años 2004, rango continuo comprendido
entre 2012 y 2015.
Figura 89 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE HÍDRICO
Para el municipio de Ricaurte y sus zonas aledañas, especialmente Girardot, Nariño,
Guataquí y Tocaima que son los municipios del área de estudio que alcanza a cubrir esta estación,
podemos decir que en la región los meses más húmedos son marzo, abril, mayo, octubre y
noviembre, y los meses más secos son enero, julio, y agosto seguido por septiembre, y diciembre.
La precipitación registrada en marzo, abril, mayo, octubre, y noviembre es mayor a la
evapotranspiración corregida y real, lo que garantiza un superávit de agua muy importante
generando un excedente e incluso un escurrimiento de marzo a mayo y de octubre a noviembre,
de la misma forma en los meses de enero a febrero y de julio a agosto la evapotranspiración es
mayor a la precipitación, sin embargo los datos nos indican que no existe déficit, por lo tanto se
dice que en estos meses se utiliza la reserva generada en los meses anteriores; En los meses de
febrero a junio y de septiembre a diciembre la ETP real y la ETP corregida es la misma.
107
Figura 90 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE HÍDRICO
Para el municipio de Flandes y sus zonas aledañas, especialmente Nariño, Girardot,
Ricaurte, Tocaima, y Guataqui, los cuales cubre esta estación en su radio de cobertura, podemos
decir que en la zona los meses más húmedos son marzo, abril, mayo, octubre y noviembre, los
meses con registros más bajos de precipitaciones son junio, julio, agosto, diciembre, enero y
febrero.
En este caso la evapotranspiración corregida presenta unos niveles altos, sin embargo, la
ETP real no y en ningún punto del estudio coincide. Por el contrario, los registros de sequía
comienzan a aumentar en mayo, junio y en diciembre, son extremos en los meses de julio y agosto,
también se puede observar que en ningún momento se evidencia excesos de humedad y menos aún
escurrimiento. Adicionalmente se puede evidenciar que, así como precipita se evapotranspira, pues
los registros coinciden en todos los meses y sin ninguna variación.
Este caso en específico es muy particular, pues Flandes Tolima se encuentra ubicado en el
top 10 de los municipios más calientes del país ocupando el lugar número 3 alcanzando
temperaturas hasta de 37 °C, y dentro del radio de cobertura de esta estación meteorológica se
encuentra el municipio de Jerusalén Cundinamarca siendo este del área de estudio del proyecto el
municipio más caliente del país registrando temperaturas hasta de 42,8 °C, convirtiéndose según
el IDEAM en la temperatura más alta registrada. (Casa editorial El Tiempo. Bogotá Colombia)
108
Por tal motivo es de vital importancia conocer los periodos de sequías y precipitaciones,
con el objetivo de informar a sus habitantes y de esta manera se puedan acomodar o las variables
climatológicas de la zona. Adicionalmente, preparar sus cultivos y cosechas, aprovechar algunas
variables como la temperatura para realizar proyectos de energías sostenibles y aumentar en el
municipio el turismo, aumentando relativamente la cantidad de empresas, empleos y seguidamente
la calidad de vida de algunos de sus habitantes.
Figura 91 ELABORACIÓN PROPIA. REPRESENTACIÓN GRÁFICA - BALANCE HÍDRICO
Para el municipio de Pulí Cundinamarca y la zona aledaña como Tocaima, Guataquí, Jerusalén,
los meses con mayor precipitación o los meses más húmedos son octubre, noviembre, marzo,
abril y mayo y los más secos junio, julio, agosto, y enero. Se puede apreciar que en los meses de
abril, mayo, octubre y noviembre se presenta un exceso y posterior escurrimiento.
De la misma manera que sucede con la estación Argelia, se presenta el mismo caso, la
precipitación registrada en marzo, abril, mayo, octubre, y noviembre es mayor a la
evapotranspiración corregida y real, lo que garantiza un superávit de agua generando un excedente
y posterior escurrimiento de marzo a mayo y de octubre a noviembre. De la misma forma en los
meses de enero a febrero la evapotranspiración es mayor a la precipitación, sin embargo, los datos
nos indican que no existe déficit, por lo tanto, se dice que en estos meses se utiliza la reserva
109
generada en los meses anteriores.; En los meses de febrero a junio y de septiembre a diciembre la
Etp real y la Etp corregida coinciden.
Teniendo en cuenta los meses más húmedos y secos de cada uno de los municipios tanto
los habitantes como los organismos competentes deben percatarse y según las características
geográficas revisar amenazas y riesgos a los que están expuestos y posteriormente prepararse para
mitigar los mismos. como también los habitantes tienen la posibilidad de adaptarse al cambio
climático.
110
13. CRONOGRAMA
Según los objetivos específicos establecidos, se asignaron fechas a cada una de las
actividades necesarias para llevar a cabo el cumplimiento del objetivo general, mediante este
cronograma se evidencia la ejecución de cada una de las actividades por medio de una gama de
colores que va desde 0% a 100%, reflejándose 0% con un color rojo, y a medida que aumenta el
porcentaje de ejecución toma el color verde.
Figura 92 ESCALA DE COLORES CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN
Fuente: Realizado por el autor
A continuación, en la figura se encuentra el cronograma realizado durante el desarrollo de
este proyecto de grado, en donde se plasman los 7 objetivos específicos y cada una de las
actividades realizadas para el cumplimiento de estos.
111
Figura 93 CRONOGRAMA DE GANTT
Fuente: Realizado por el autor
112
14. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Es importante resaltar que durante esta investigación se pudo observar que el área de
administración ambiental carece de herramientas tecnológicas para la ejecución de sus actividades
y responsabilidades, de esta forma existe una gran oportunidad para que las futuras postulaciones
de proyectos de grado que estén enfocados en temas que aún se siguen realizando de forma manual,
en cuales es posible plantear interesantes soluciones digitales, incluso se podría contemplar la
planeación de una segunda versión del presente proyecto incluyendo el desarrollo de los métodos
matemáticos que no se contemplaron en esta fase.
Adicionalmente, se recomienda a la comunidad educativa que se involucren activamente,
en temas relacionados a las tecnologías de la información y las comunicaciones, debido a que esta
área transversal, aporta grandes beneficios durante la ejecución de tareas de cualquier ámbito
académico, laboral y/o personal, logrando en la mayoría de los casos, agilizar tiempos, aumentar
la capacidad de toma de decisiones, mitigar la probabilidad de errores, entre otros, para de esta
forma obtener una mejora en la calidad y velocidad de los resultados en gran parte de las metas
planificadas en donde se haga uso de herramientas digitales.
Por último, se puede decir que el proyecto “modelo de simulación hidro climatológica en
el área de influencia de los municipios que hacen parte del sector sur de la cuenca hidrográfica de
río seco”, es una herramienta útil para los estudiantes del programa de Administración ambiental,
para mejorar su proceso de aprendizaje, ya que el cálculo de los métodos de promedio aritmético
y análisis de dobles masas son complejos de comprender y el propósito del software, es facilitar
su interpretación por parte de los estudiantes.
113
15. ANEXOS
Como anexo a este proyecto se encuentra:
Anexo 1. Excel modelo manual de precipitación
..\..\METODOS\PRECIPITACION\METODOS PRECIPITACION.xlsx
Anexo 2. Excel modelo manual de temperatura
..\..\METODOS\TEMPERATURA\METODO TEMPERATURA.xlsx
Anexo 3. Excel modelo manual de Evapotranspiración y balance hídrico
..\..\METODOS\BALANCE HIDROLOGICO\ETP Y BALANCE COMPLETO.xlsx
114
Evidencias Fotográficas
Fuente: Fotografías tomadas por estudiante Marlly Alexandra Garzón Cardenas
Poceta realizada por la comunidad para recolección de aguas lluvias, cada vivienda tiene su
poceta
Fuente: Fotografías tomadas por estudiante Marlly Alexandra Garzón Cardenas
Afloramiento de agua salubre, único afluente hídrico cerca por medio del cual extraen recurso
para consumo humano y labores de limpieza
115
Fuente: Fotografías tomadas por estudiante Marlly Alexandra Garzón Cardenas
Fuente: Fotografías tomadas por estudiante Marlly Alexandra Garzón Cardenas
Cartografía social realizada con habitantes de la vereda la reforma de Guataquí Cundinamarca
116
Fuente: Fotografías tomadas por estudiante Marlly Alexandra Garzón Cardenas
Reunión realizada alcaldía de Guataquí Cundinamarca
Fuente: Fotografías tomadas por estudiante Marlly Alexandra Garzón Cardenas
Visita cuenca Río Seco
117
Fuente: Cartilla POMCA Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca
Evidencia participación Universidad Piloto de Colombia Seccional Alto Magdalena en la
actualización y ajuste del plan de ordenación y manejo de la cuenca del río seco y otros directos
al magdalena.
118
16. BIBLIOGRAFÍA
IDEAM- Instituto de hidrología, meteorología y estudios ambientales. (s.f.). Glosario IDEAM.
Obtenido de http://www.ideam.gov.co/web/atencion-y-participacion-ciudadana/glosario
IDEAM. (s.f.). Manual de funciones IDEAM. Obtenido de Entidad:
http://www.ideam.gov.co/web/entidad/manual-funciones
IDEAM. (s.f.). Modelación hidrológica. Obtenido de
http://www.ideam.gov.co/web/agua/modelacion-
hidrologica#:~:text=Un%20modelo%20hidrol%C3%B3gico%20es%20pues,bajo%20for
ma%20f%C3%ADsica%20o%20matem%C3%A1tica.&text=En%20un%20modelo%20h
idrol%C3%B3gico%2C%20el,los%20componentes%20del%20ciclo%20hidrol%C3%B3
gico
Lozano Rivas, W. A. (2018). Clima, hidrología y meteorología para ciencias ambientales e
ingeniería (Primera Edición-2018 ed.). Bogotá.
Pérez, G. (s.f.). Ciclo Hidrológico. Obtenido de Ciclo Hidrologico.com:
https://www.ciclohidrologico.com/precipitacin
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES VENEZUELA - Núcleo Universitario "Rafael Rangel". (s.f.).
BALANCE HÍDRICO 1. CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL
(ETP).
Aprende en Línea. “Recursos educativos digitales: conceptos básicos.” 2012,
http://aprendeenlinea.udea.edu.co/boa/contenidos.php/d211b52ee1441a30b59ae008e2d31
386/845/estilo/aHR0cDovL2FwcmVuZGVlbmxpbmVhLnVkZWEuZWR1LmNvL2Vzd
Glsb3MvYXp1bF9jb3Jwb3JhdGl2by5jc3M=/1/contenido/.
Avilés, C. “Alarma de lluvia - Rain Alarm.” 2017, https://apps.apple.com/es/app/alarma-
de-lluvia-rain-alarm/id397676100.
CAICEDO, D. SECCIÓN DE INVESTIGACIONES METEOROLÓGICAS. (S.F.).
Camino. “Qué es Django y por qué usarlo.” 2018, https://openwebinars.net/blog/que-es-
django-y-por-que-usarlo/.
Cendejas, José. “Modelos y metodologías para el desarrollo de software.” (S.F.),
http://www.eumed.net/tesis-doctorales/2014/jlcv/software.htm.
119
CONGRESO DE COLOMBIA. “LEY 1581 DE 17 DE OCTUBRE DE 2012.” 2012,
https://bibliotecadigital.ccb.org.co/bitstream/handle/11520/13629/Ley%201581%20de%2
02012.pdf?sequence=1&isAllowed=y.
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR. “Actualización y Ajuste del
Plan de Ordenación y Manejo de la cuenca del río Seco y otros directos al Magdalena.”
Accessed 2021.
de Freitas, José, and Tony Chau. “Desarrollo iterativo en soluciones de gestión de
procesos de negocios.” (S.F.),
http://www.ibm.com/developerworks/ssa/websphere/library/techarticles/1005_defreitas/1
005_defreitas.html.
ecured. “BASIC.” (S.F.), https://www.ecured.cu/BASIC.
ecured. “C++.” (S.F.), https://www.ecured.cu/C%2B%2B.
ecured. “C (lenguaje de programación).” (S.F.),
https://www.ecured.cu/C_(lenguaje_de_programaci%C3%B3n).
ecured. “COBOL.” (S.F.), https://www.ecured.cu/COBOL.
ecured. “Fortran.” (S.F.), https://www.ecured.cu/Fortran.
ecured. “JavaScript.” (S.F.), https://www.ecured.cu/JavaScript.
ecured. “Pascal.” (S.F.), https://www.ecured.cu/Pascal.
ecured. “Perl.” (S.F.), https://www.ecured.cu/Perl.
ecured. “PHP.” (S.F.), https://www.ecured.cu/PHP.
ecured. “Python.” (S.F.), https://www.ecured.cu/Python.
ecured. “Ruby.” (S.F.), https://www.ecured.cu/Ruby.
120
García, E. “METEOCLIMATIC.” (S.F),
https://apps.apple.com/es/app/meteoclimatic/id430610569.
Guajardo. “Bootstrap: guía para principiantes de qué es, por qué y cómo usarlo.” 2020,
https://rockcontent.com/es/blog/bootstrap/.
hostinger. “¿Qué es un hosting? Hosting web explicado para principiantes.” 2020,
https://www.hostinger.co/tutoriales/que-es-un-hosting.
Instituto Nacional de Bioingeniería. “Modelado Computacional.” 2013,
https://www.nibib.nih.gov/sites/default/files/Modelado%20Computacional.pdf.
kalencl. “Modelo iterativo.” 2013, https://es.slideshare.net/kalencl/modelo-iterativo.
lucidchart. “¿Que es un modelo de base de datos?” (S.F.),
https://www.lucidchart.com/pages/es/que-es-un-modelo-de-base-de-datos.
Master Magazine. “Definición de Programación.” (S.F.),
http://www.mastermagazine.info/termino/6400.php.
Ministerio de Educación Nacional. “¿Qué es un Recurso Digital?” 1997,
http://www.colombiaaprende.edu.co/html/directivos/1598/article-172365.html.
Pérez, D. “¿Qué son las bases de datos?” 2007, http://www.maestrosdelweb.com/que-
son-las-bases-de-datos/.
Pérez, Damián. “¿Qué son las bases de datos?” 2007,
http://www.maestrosdelweb.com/que-son-las-bases-de-datos/.
Pérez, J. “Definición de software.” 2008, https://definicion.de/software/.
Pérez, J., and A. Gardey. “Definición de JAVA.” 2013, https://definicion.de/java/.
programarya. “Bibliotecas o librerías en C++. Declaración y uso de librerías. Include en
C++.” 2019, https://www.programarya.com/Cursos/C++/Bibliotecas-o-Librerias.
121
Rayramcreativity. “¿Qué es el Desarrollo Web?” 2019,
http://www.rayramcreativity.com/que-es-el-desarrollo-web/.
RIVAS, W. CLIMA, HIDROLOGIA Y METEREOLOGIA PARA CIENCIAS
AMBIENTALES E INGENIERIA. 2018.
Robledano. “Qué es MySQL: Características y ventajas.” 2019,
https://openwebinars.net/blog/que-es-mysql/.
Sáenz, Germán. HIDROLOGIA EN LA INGENIERIA. 1995.
significados. “Significado de Dominio.” 2019, https://www.significados.com/dominio/.
Universidad Abierta y a Distancia. “Definición de Ingeniería de Software.” 2014,
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/301404/301404_ContenidoEnLin
ea/leccin_6__definicin_de_ingeniera_de_software.html.
universitat de Barcelona. “Características y fases del modelo incremental.” (S.F.),
https://www.obs-edu.com/int/blog-project-management/metodologias-
agiles/caracteristicas-y-fases-del-modelo-incremental.
