bachelorThesis
Análisis diseño e implementación de un sistema que permita el análisis compaativo de concentraciones de pesticidas solubles y nutrientes que inciden en la calidad del agua en una cuenca hidrografica
Autor
Rosales Herrer, Luis Enrique
Salgado Cevallos, Robinson Oswaldo
Zuñiga Lopez, Jessica Sarah
Resumen
Usualmente los agricultores utilizan sustancias químicas en sus cultivos para lograr que
la cosecha crezca y se mantenga en perfecto estado, una de aquellas sustancias son
los pesticidas o también llamados plaguicidas utilizados para matar, repeler, regular
organismos vivientes. Estas sustancias son absorbidas por el suelo, llegando así a las
fuentes de consumo de agua de las poblaciones aledañas afectando la salud de los
habitantes y al mismo tiempo contaminando el medio ambiente [1].
La aplicación de los pesticidas en los cultivos no tiene ningún control por parte de las
autoridades pertinentes teniendo como resultado la contaminación del agua.
El Sistema de Administración de Datos y Ejecutor AGNPS para Cuencas Hidrográficas -
SADECH proveerá de una herramienta para analizar en múltiples escenarios el
porcentaje de pesticida encontrado en una Cuenca Hidrográfica utilizando el Modelo de
Contaminación para Fuentes Agrícolas no Puntuales.
Por medio de este sistema se podrá realizar un estudio para medir el grado de
afectación que tendrá una Cuenca Hidrográfica debido a la irrigación de pesticidas en
los campos de cultivo, proveyendo así un control que permitirá la autorización de
permisos para aplicación regulada de los pesticidas.
1. OBJETIVO GENERAL
Facilitar el análisis de escenarios que involucran la variación de factores físicos,
químicos y biológicos que afectan la calidad del agua.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Analizar el AGNPSPM y el AGNPS, este último sirve para ejecutar el AGNPSPM.
Diseñar un Modelo E-R (Entidad Relación) de Base de Datos que soporte los datos que
necesita y arroja el AGNPS.
Extracción, Transformación y Carga de Datos de archivos livianos (usa el AGNPS) al
Modelo E-R.
Diseñar y desarrollar una herramienta que permita la ejecución, registro y comparación
de múltiples instancias del modelo AGNPSPM.
*AGNPSPM Modelo Matemático de Contaminación de Fuentes Agrícolas No Puntuales.
*AGNPS Ejecutor que embebe el Modelo.
3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
En los cultivos y haciendas del país se suele fumigar pesticidas de forma periódica para
el control de plagas, algunos de estos cultivos se encuentran en sectores aledaños a
cuencas hidrográficas. En el Ecuador las entidades encargadas para otorgar los
permisos de fumigación y aplicación de químicos en plantaciones cercanas a una
cuenca hidrográfica carecen de mecanismos que permitan evaluar el grado de
afectación de sus decisiones.
Esto podría perjudicar posteriormente, puesto que la concentración de dichos químicos
puede contaminar el agua, que a su vez es utilizada por las poblaciones rurales quienes no poseen de otra fuente para cubrir sus necesidades diarias. Esto damnifica de
sobremanera no solamente a esta zona sino a la mayoría de canales que esta cuenca
(Chaguana- Caso de Estudio) sirve o desfoga, además del terrible impacto ambiental
que se genera.
Actualmente el modelo AGNPSPM usa un editor AGNPS para crear y configurar
archivos .INP. El editor no ayuda mucho en la retroalimentación para los estudios de los
posibles escenarios, ya que los datos simulados son almacenados en archivos livianos y
tampoco tiene una interfaz amigable para el usuario [2].
Implementación de un (SADECH - Sistema de Administración de Datos y Ejecutor
AGNPS para Cuencas Hidrográficas) que les permita a las entidades municipales crear
varias instancias modificando datos relevantes o necesarios que son usados en el
modelo, de esta forma podrán dichas entidades analizar las variaciones existentes sobre
el estado de cada una de las variables involucradas en el estudio de la cuenca. Los datos de entrada serán modificados por el experto mediante SADECH para la
posterior ejecución del modelo. Los resultados obtenidos de los varios escenarios
evaluados serán presentados en graficas comparativas. 4. METODOLOGIA
Los procedimientos que se utilizarán para el desarrollo del sistema son:
• Estudio del AGNPS como herramienta para evaluar los efectos de
contaminación sobre una cuenca hidrográfica.
• Revisión de los datos utilizados por el AGNPS para obtener resultados.
• ETL (Extract, Transform, Load) Extracción, Transformación y Carga de Datos de
archivos de texto plano (Archivos livianos) al modelo relacional.
• Determinación de la administración de datos que nos permitirá realizar el estudio
de pesticidas.
• Desarrollar una interfaz amigable para la administración de los datos y la
ejecución del modelo de contaminación AGNPS.
• El sistema será desarrollado utilizando software libre.
Para el desarrollo del sistema se utilizará Netbeans como IDE de desarrollo haciendo
uso de Java como lenguaje de programación, MySQL y PostgreSQL como Gestores de
Bases de Datos. Además de la utilización de WINE para poder ejecutar aplicaciones
Windows sobre Sistemas Operativos Unix.
5. RESULTADOS
Con este Proyecto se logrará proveer a las Entidades Municipales y Expertos
involucradas en el análisis de contaminación de agua, un mecanismo confiable, eficaz y
automatizado que soporta a sus decisiones para causar el mínimo impacto nocivo sobre
alguna cuenca hidrográfica debido a la incorrecta irrigación de químicos sobre zonas
aledañas a dicha Cuenca. 6. COSTOS DE IMPLEMENTACION
Para la implementación del sistema:
Tabla 1. Costos de Implementación
7. CONCLUSIONES
• La mejora de la Interacción Hombre Máquina le facilita el trabajo al usuario.
• Para tener una mejor administración de los datos es recomendable el uso de
una base de datos.
• El AGNPSPM es un modelo matemático robusto aunque el ejecutor AGNPS que
embebe al modelo sea legado y generé algunos inconvenientes mejor relatados
en las recomendaciones.
• El Modelo E-R facilitó la lectura de los datos involucrados en la ejecución del
modelo, que son de uso para el análisis comparativo de instancias.
8. RECOMENDACIONES
• En lo posible tratar de hacer la simulación del AGNPS bajo el S.O. Linux, debido
a que la ejecución del mismo bajo el S.O. Windows arroja diferentes resultados
dependiendo de la ruta de donde se aloje este. • Trabajar bajó un patrón de arquitectura de software como el MVC (Modelo Vista
Controlador) para poder así hacer escalable y de fácil mantenimiento el Sistema.
• El proyecto podrá ser usado en distintas Cuencas Hidrográficas para el control
de pesticidas.
• El sistema podrá ser posteriormente personalizado ya que será implementado
usando software libre.