Propuesta_de_Investigación_inicial
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VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN FORMATO PARA LA PRESENTACIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN EN LA FUNDACIÓN UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES1 CONVOCATORIA 003, SEPTIEMBRE DE 2010 Líneas de Investigación Institucional: Calidad ambiental y producción más limpia PROPUESTA DE INVESTIGACION 1.0 INFORMACION GENERAL: Título del proyecto: Sistema de Información para suministro de datos de radiometría de la Fundación Universitaria Los Libertadores Línea institucional a la que se presenta: Calidad ambiental y producción más limpia Investigador Principal: Erlington Salcedo Benavides Co-investigador(es): Celio Gil Aros. Asistentes y auxiliares (número): 1 Nombre del Grupo de Investigación: GRIDNTIC Programa Académico al cual esté vinculado: Ingeniería de Sistemas Conformación de grupos: Nuevo __X___ Avalado institucionalmente _____ Nuevo interinstitucional _____ Interinstitucional avalado _____ Instituciones que lo conforman: Lugar de Ejecución del Proyecto: Fundación Universitaria Los Libertadores Ciudad: Bogotá Departamento: Cundinamarca Duración del Proyecto (en meses): Proyecto total 3 años Primera etapa 10 meses. Segunda etapa 10 meses. Tercera etapa 10 meses. Entidades aportantes (Grupos Interinstitucionales): Ninguna 1 Este Formato sigue los parámetros del formato para la presentación de proyectos de investigación científica y tecnológica de Colciencias - V. 2007 VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Valor a solicitar a Los Libertadores: 30.000.000 (10.000.000 por cada fase). Valor otras instituciones: 0 Valor total del Proyecto: 30.000.000 Descriptores / Palabras claves (máximo 5): Laboratorio radiométrico, sistema de información web, instrumentación ambiental, variables meteorológicas, seguridad de información. Nombres completos, direcciones electrónicas e instituciones de 5 investigadores expertos en el tema de su propuesta y que estén en capacidad de asesorar y evaluar proyectos en esta temática: 1. Ovidio Simbaqueva, [email protected], Fundación Universitaria Los Libertadores 2. Orlando Cristancho Carrillo, [email protected], Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, Universidad Central 3. José Nelson Pérez, [email protected], Universidad Distrital Francisco José de Caldas 4. Luis Carlos Sarmiento Vela, [email protected], Universidad Pedagógica Nacional. 5. Julián Salamanca, [email protected], Fundación Universitaria Los Libertadores 2.0 RESUMEN DEL PROYECTO: El interés y la necesidad por el conocimiento de la situación ambiental del lugar de donde se habita crece día a día y es, actualmente una necesidad imperiosa, pero el acceso a esta información no es suficiente, ni se encuentra disponible a las personas que lo necesitan, ya que dicha información se encuentra centralizada en laboratorios y observatorios ambientales, lo que hace que buscar información ambiental sea de acceso exclusivo para personas que tengan la facilidad de llegar hasta dichos laboratorios o en su defecto tengan contactos en ellos. En la actualidad la Fundación Universitaria Los Libertadores dentro de sus trabajos de investigación, ha adquirido una gran cantidad de instrumentos de medición de variables atmosféricas, las cuales se agrupan bajo el nombre de Laboratorio Radiométrico. En dicho laboratorio se encuentran pirheliómetros, piranómetros, medidores de humedad y temperatura ambiente, colectores solares, destiladores, secadores y un radiómetro ultravioleta tipo B, los cuales están dispuestos para cualquier tipo de investigación en esta área. Uno de los problemas que actualmente enfrenta este laboratorio es el de capturar información en tiempo real y a partir de este proceso, guardar la información de manera óptima y ordenada, generar cálculos y suministrar toda una plataforma de consulta que permita filtrar y mostrar la información de la mejor manera y a la mayor cantidad de público. Es ahí donde nace la necesidad de generar un proyecto que permita suplir estas necesidades, a partir de la implementación, modelamiento y desarrollo de un sistema de información que de solución a esta problemática. Bajo las perspectivas que el departamento de ingeniería de Sistemas plantea, este proyecto se constituye en un proyecto eje para el grupo de investigación GRIDNTIC, el cual va a estar definido en 3 etapas, las cuales se desarrollaran una por año; etapas en las cuales se persigue plantear objetivos puntuales, alcanzables y definibles, para al final dar la posibilidad de tener un sistema de información sólido, con herramientas de procesamiento de datos y con la capacidad de dar información en tiempo real, a toda la comunidad local, nacional e internacional. Las etapas que se plantean para el proyecto son las siguientes: VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Etapa 1: Definición del proyecto macro y de cada una de las etapas, junto con el planteamiento del sistema básico para captura, almacenamiento y consulta básica de datos atmosféricos. Etapa 2: Definición de procesos para la generación de datos atmosféricos calculados, generación de búsquedas con filtros específicos, generación de gráficas y procesamiento de información atmosférica. Etapa 3: Calibración de instrumentos atmosféricos por acceso remoto vía web y procesamiento de datos por medio de procesamiento distribuido. Para efectos de este documento se presenta la primera etapa, con el fin de dimensionar el proyecto y definir los alcances del mismo. El diseño del Sistema de Información Ambiental, que se pretende construir, contendrá la información ambiental local, capturada a partir de los instrumentos que posee el laboratorio de Radiometría de la Fundación Universitaria Los Libertadores, la cual va a estar almacenada en forma ordenada y mostrada con un lenguaje que permita la comprensión tanto a personas comunes como a expertos en la materia, ayudando a que la información existente este disponible y sea útil para toda la comunidad. Para efectos de orientar la construcción del sistema se hace un primer acercamiento a los instrumentos de medición de variables atmosféricas presentes en el laboratorio, con el fin de poder tener una idea de su manejo, la posibilidad de información que puedan generar cada uno de ellos y por ende empezar a definir la información o datos que se pueden calcular con dichos aparatos. A partir de esto se definirá unos procesos genéricos de captura de información, el procesamiento de los datos y su respectivo almacenamiento, junto con todos los requerimientos que conlleva administrar tanto las variables, los aparatos de medición, los procesos, los reportes y todas las necesidades que el grupo de investigación Fuentes alternativas de energía tenga. 3.0 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: 3.1 Planteamiento de la pregunta o problema de investigación y su contexto: ¿Cuál es el modelo óptimo para un sistema de información en línea en el área de meteorología aplicable al laboratorio radiométrico de la Fundación Universitaria Los Libertadores que permita generar consultas, hacer procesamiento de datos, guardar y asegurar información? El laboratorio Radiométrico (LR) que se encuentra en proceso de construcción, de la Fundación Universitaria Los Libertadores, tiene como finalidad monitorear la medición de la radiación solar y de un conjunto de variables meteorológicas, con el fin de tomar datos actualizados y generar un sin numero de cálculos y proyecciones relacionados con la parte climatológica. Actualmente dicha captura y procesamiento de datos no se realiza continuamente, ni de una manera sistemática, lo cual hace que se tenga perdida de información o procesos muy limitados, dadas las características actuales del laboratorio. Por tal motivo se ha visto la necesidad de que toda esta información sea tratada de manera diferente, reduciendo la perdida de datos, que la información sea en tiempo VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN real y ojala, en periodos continuos de tiempo. Por lo tanto se hace necesario desarrollar un sistema de información que permita recolectar datos sobre la radiación solar y sobre las fluctuaciones tanto atmosféricas como meteorológicas y para esto se ha planteado diseñar e implementar un sistema encargado de capturar toda esta información ambiental, la cual será de conocimiento público para toda la comunidad académica y entidades tanto nacionales como internacionales, que deseen acceder a este sistema, a través de la página Web del laboratorio, pudiendo no solo mirar la información sino también acceder a datos procesados de la misma, descargar archivos con la información recolectada y realizar consultas avanzadas sobre un sin número de datos que va a poseer el sistema. 3.2 Justificación en términos de necesidades y pertinencia: La concepción del desarrollo sostenible, implica la imperiosa necesidad de un profundo conocimiento de la información ambiental por parte de los organismos responsables de la toma de decisiones en este tipo de temáticas. La disponibilidad de un Sistema de Información Ambiental es imprescindible para lograr una gestión eficaz y rigurosa, capaz de realizar una asignación óptima de los recursos naturales, la difusión pública del conocimiento sobre las condiciones y limitaciones en las que pueden desenvolverse las actividades de producción y consumo, y asegurar, dentro de un modelo de desarrollo duradero, el mantenimiento y mejora de la calidad de vida. Por esta razón, el cuidado y protección del medio ambiente es un esfuerzo de todos y para lograr que la ciudadanía actúe de manera consiente y a favor del medio ambiente es necesario entregar Información Ambiental de su localidad de forma accesible, oportuna y clara. Actualmente, la Universidad cuenta con un importante laboratorio de radiometría (Laboratorio Radiométrico, LR) que se encuentra en proceso de construcción y desarrollo, contando con registradores de datos (datalogers) que permiten registrar la información para luego ser transferida a un computador y posteriormente analizada. Actualmente el laboratorio consta de los siguientes equipos: pirheliómetros, piranómetros, medidores de humedad y temperatura ambiente, colectores solares, destiladores, secadores y un radiómetro ultravioleta tipo B. La visión del grupo de investigación “Fuentes alternas de energía” de la Fundación Universitaria Los Libertadores, proyecta convertir el laboratorio Radiométrico en un centro nacional de radiación solar y estación meteorológica de Bogotá y de esta manera apalancar otros procesos investigativos tanto a nivel nacional como internacional, a partir de la utilización de los datos originados en el laboratorio y puestos en línea para ser consultados por personas y entidades tanto privadas como oficiales que investiguen sobre el tema. Es ésta la principal justificación de desarrollar dicho sistema de información, que busca dar solución a las necesidades de este grupo de investigación a partir de la aplicación de ingeniería de software en el proceso y donde el grupo GRIDNTIC del programa de Ingeniería de Sistemas posee la trayectoria investigativa y la experiencia para desarrollar este tipo de proyectos. Adicional a esto, el hecho de masificar la información y colocarla al alcance de las personas que la necesitan, con el fin de poder utilizarla en la prevención de desastres, índices de contaminación ambiental, proyecciones climatológicas, indicadores ambientales, fluctuaciones de variables meteorológicas, etc., son razones más que suficientes para buscar la generación de un sistema que permita no solamente VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN consultar y filtrar la información, sino también el buscar la consolidación del laboratorio y por ende proyectar al sistema a convertirse en un sistema de consulta necesario para el desarrollo de investigaciones en esta área. 3.3 Marco teórico y estado del arte: Actualmente, el mundo gira en torno a diferentes ejes temáticos, sobre los cuales tratan de generar un sistema sostenible ya sea económico, social o ambiental como lo menciona Canter2. Las organizaciones y las casas desarrolladoras de software están construyendo una gran cantidad de productos que buscan dar solución a dichas temáticas e incluso los mismos gobiernos trazan políticas que apoyan este tipo de desarrollo (Colciencias3, Presidencia de la república4 y OEA5), razón por la cual este proyecto está orientado a suplir necesidades claras a nivel nacional y local, con proyecciones internacionales, orientadas a la solución de problemas en el área ambiental y en esencia, el trabajo de desarrollar software que ayude a la distribución de datos de tipo atmosférico a la comunidad educativa e investigativa que lo necesite, por medio de la utilización de las redes de datos y específicamente de Internet6. Dadas estas necesidades mundiales y locales latentes, las cuales incluso, parten del mismo grupo de investigación “Fuentes alternas de energía” y del laboratorio de Radiometría de la Fundación Universitaria Los Libertadores, se empieza a desarrollar toda la construcción teórica del proyecto, bajo las perspectivas de Desarrollo de Software tipo WEB y con base en el eje temático ambiental planteado a partir de los instrumentos de laboratorio que se adquirieron. Para efectos del proceso que se va a seguir dentro del modelamiento del sistema, es una clara necesidad la definición de la exploración de datos vía Web la cual está constituida por cuatro etapas según lo plantea Pal7 a saber: 2 Recolección: En esta primera etapa se detectan los orígenes de datos sobre los cuales se van a trabajar, buscando conseguir las necesidades de información, las precisiones de los datos, los rangos de cada uno de ellos y la posibilidad de cálculo sobre los cuales se va a trabajar. Todo esto con el fin de poder generar una forma automatizada para su captura y su desarrollo, en aras de su posterior procesamiento. En esta parte también se define la posibilidad de tener acceso a los mismos, ya sean en forma local o remota. Procesamiento: En esta fase se pretende que “los datos que se han obtenido en la etapa anterior se ordenen, categoricen, completen y se preparen para la Canter, Larry W, Manual de evaluación de impacto ambiental: técnicas para la elaboración de los estudios de impacto. Madrid. Mc-Graw-Hill. 1999. 3 Instituto Colombiano para el desarrollo de la ciencia y la tecnología “Francisco José de Caldas” COLCIENCIAS (2005). Plan estratégico programa nacional de electrónica, telecomunicaciones e informática. Bases para una política de promoción de la innovación y el desarrollo tecnológico en Colombia. 4 Presidencia de la república, Ministerio de relaciones exteriores y DNP. (2005). Visión Colombia II Centenario. Política Exterior para un mundo en Transformación. 5 Organización de los Estados Americanos. (2005) Ciencia, Tecnología, Ingeniería e Innovación para el Desarrollo. Una Visión para las Américas en el Siglo XXI. 2005. 6 Merlino, Hernán. Ambiente de integración de herramientas para exploración de datos centrados en la web. Tesis de Magister en Ingeniería del Software Universidad Politécnica de Madrid - Instituto Tecnológico de Buenos Aires. 2005. 7 Pal, S., Talwar, V., Mitra, P. 2002. Web Mining in Soft Computing Framework: Relevance, State of the art and future Directions. IEEE Transactions on Neural Networks. VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN próxima etapa”8. Es así como la idea que se tiene es el analizar los datos adquiridos y tener la posibilidad de generar procesamiento sobre ellos con el fin de generalizar información, estandarizarla y modelarla desde una perspectiva computacional, todo orientado a la funcionalidad Web, ambiente en el cual se deben cumplir con unas necesidades de precisión, compresión y exactitud, a partir de un alto grado de estructuración de los mismos datos, razón por la cual no solo se debe quedar en guardar un dato sino también, el completar la información faltante y por último, en función del tipo de generalización que se desee realizar, preparar los datos para que puedan ser procesados. Generalización: En esta etapa es donde se utilizan varias técnicas de la Ingeniería de Software extraídas del área de modelamiento y de las bases de datos, esto con el fin de crear modelos que permitan almacenar estos datos, buscando que no haya pérdida de información y, todo lo contrario, permita generar distintas búsquedas, realizar minería de datos y generar a partir de estas bases, un completo sistema de información que permita procesar la información y mostrarla en forma de reportes a partir de filtros que delimiten dichos datos. Análisis: Una vez se tiene toda la información almacenada de forma coherente, hay una necesidad clara de utilizar técnicas de ingeniería, matemáticas y estadística que permitan generar proyecciones y cálculos los cuales validen la información y busquen dar una posibilidad de uso a la misma. Para efectos del desarrollo del sistema de software se va a seguir el siguiente diagrama de flujo presentado en la figura 1, el cual esta definido por Pressman9 y se adecúa al proyecto en mención: Captura y adquisición de datos Manejo y distribución de datos Procesamiento de información Lectura desde datalogers Laboratorio Radiométrico Lectura desde formularios Formularios de consulta Estandarizar, filtrar y validar información Guardar en base de datos información Formularios de descarga Procesamiento en base de datos Visualización de información Figura 1. Proceso de manejo de información Bajo estas perspectivas, es menester tener claro los instrumentos que se van a trabajar y que tipo de variables se van a definir en cada uno de ellos, con el fin de poder tener una base de información clara que busque consolidar el proyecto. Los instrumentos con los cuales cuenta el laboratorio de radiometría son los siguientes10: 8 Op cit pal 2002. Pressman, Roger. (2008) Ingeniería de Software, Un Enfoque Práctico. 6 Edición. Editorial McGraw-Hill. Barcelona 9 VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Pirheliómetro: Se utilizan para observar la Radiación Solar Directa. Este Instrumento consta de una base sólida unida a un cilindro hueco en cuyo interior se encuentra el sensor, el cual consiste de una termopila. La base presenta un movimiento acimutal sobre el plano horizontal y un movimiento angular para dirigir el cilindro hueco hacia el sol. Consta además de un blanco óptico situado en la parte posterior mediante el cual se logra ajustar el haz solar. Al incidir el rayo solar sobre el blanco óptico de la mirilla se asegura que los rayos solares inciden en forma paralela al sensor, de esta manera se asegura la observación de la radiación solar directa. Existen dos tipos de pirheliómetros, uno el de Cavidad Absoluta y otro el Secundario. Figura 2. Pirheliómetro de cavidad Absoluta y Pirheliómetro Eppley de incidencia normal.(Fuente: IDEAM). Piranómetro: Se utilizan para medir la radiación solar global y difusa a partir de una superficie horizontal en un ángulo de 180 grados, obtenida a través de la diferencia de calentamiento de dos sectores pintados de blanco y negro respectivamente, sobre un disco plano. Al calentarse, los sectores negros se vuelven más cálidos que los blancos y esta diferencia de temperatura se puede detectar electrónicamente generándose un voltaje eléctrico proporcional a la radiación solar incidente. Adicional a esto, sirve para filtrar la radiación de las longitudes de onda que oscilan aproximadamente entre 280 y 2.800 nm. De acuerdo a las especificaciones de la OMM existen varias clases de piranómetros, los cuales son clasificados por la ISO 9060 en: patrones secundarios, de primera y segunda clase. Figura 3. Piranómetros. (Fuente: IDEAM). 10 Tacuri, Edwin; Villegas, Diego. Diseño e implementación de un prototipo de una estación meteorológica remota con transmisión de datos vía SMS y publicación en la página web del observatorio astronómico de quito. Escuela Politécnica Nacional. Quito. 2009. VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Medidor de humedad o higrómetro: Instrumento que sirve para medir la humedad relativa (HR), es decir, la cantidad de vapor de agua presente en el aire. La unidad de medida de la humedad relativa se define como el porcentaje de la cantidad de vapor de agua presente en 1 m3 de aire a una temperatura dada. El sistema de medición está compuesto por un medidor conectado a una sonda. El sensor de humedad es de tipo capacitivo, es decir, utiliza un capacitador que tiene como dieléctrico un material cuya constante dieléctrica cambia con las variaciones de humedad relativa. Estas variaciones capacitivas a su vez, causan un cambio de frecuencia en la electrónica del instrumento, dando lugar a una modulación de frecuencia la cual es una función de la humedad relativa. La frecuencia se convierte entonces en voltaje, que se transforma a su vez en un valor de humedad relativa que se visualiza en la pantalla. Figura 4. Medidores de humedad. (Fuente: www.wikipedia.org) Medidor de temperatura ambiente - Termómetro: Instrumento que sirve para medir la temperatura. Existen diferentes tipo de termómetros, desde digitales, para medir temperaturas muy bajas o muy altas, etc. El termómetro más básico es el que consistente de una tubo de vidrio relleno de un fluido que se dilata o contrae en función de la temperatura, como el mercurio, y de una escala graduada que permite medir el grado de dilatación o contracción del fluido. Figura 5. Termómetro. (Fuente: www.wikipedia.org) Colector solar: Es el elemento activo de un sistema de calefacción, calentamiento de agua o generación de energía fotovoltaica solar, siendo el responsable por la captación de la energía solar, conversión en energía térmica y a partir de esto la utilización de dicho proceso para las diferentes tareas. Existen dos categorías, el colector cerrado y el colector abierto. VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Figura 6. Colector solar abierto. (Fuente: www.wikipedia.org) Secadores: Es una herramienta útil en procesos de secado, deshidratación de frutas y vegetales para uso comercial, deshidratación de productos lácteos como la leche, entre otros, por medio de la utilización de energía solar. Existen varios tipos entre los cuales está el secador solar de gabinete, secador solar de invernadero y el secador solar indirecto. Figura 7. Secador solar. (Fuente: www.fao.org) Radiómetro ultravioleta tipo B: Es un instrumento que permite la medición de la radiación UV tipo B a través de la dosis eritemática mínima por hora (MED/h). Esta unidad de medición es utilizada por razones médicas ya que su valor representa la efectividad biológica de su acción para causar una quemadura o eritema. Físicamente consiste en un sensor de cinco canales a temperatura controlada, por medio de una interfaz que permite la comunicación con un computador personal. Este instrumento es uno de los mas importantes, dadas las medidas que genera ya que la radiación UV tipo B es la mas nociva, dañando el ADN de las células y causando defectos genéticos en las superficies externas de plantas y animales en el caso de una recepción en dosis altas. Figura 8. Radiómetro Ultravioleta. (Fuente: www.directindustry.es) VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Las variables que se van a medir a partir de la utilización de los instrumentos anteriormente descritos son las siguientes: Temperatura atmosférica: Es un indicador de la cantidad de energía calorífica acumulada en el aire medida en grados centígrados (ºC), la cual depende de diversos factores como la inclinación de los rayos solares, la dirección y fuerza del viento, la latitud, la altura sobre el nivel del mar, la proximidad de masas de agua, entre otros. Humedad: Indica la cantidad de vapor de agua presente en el aire, la cual es una variable dependiente de la temperatura. Existen dos tipos de humedad, la relativa que se expresa en forma de porcentaje de agua en el aire y la absoluta, referida a la cantidad de vapor de agua presente en una unidad de volumen de aire. Radiación Solar: Es aquella radiación comprendida en el rango de longitudes de onda de 0.3 nm a 4.5 nm, la cual se divide en radiación global, radiación difusa y radiación directa. La primera es la radiación que proviene de toda la bóveda celeste en el rango antes mencionado, la segunda es la radiación solar que proviene de todas las fuentes secundarias, es decir, es la radiación solar global menos la radiación que proviene del sol y por último la radiación solar directa es aquella que proviene directamente del disco solar más la corona solar. Actualmente existen varios sitios a nivel mundial y nacional que presentan este tipo de aplicaciones, adheridas a los diversos laboratorios radiométricos de universidades, entidades estatales y privadas, tal es el caso del IDEAM con su sistema de información ambiental (http://www.siac.gov.co/portal/default.aspx), el cual esta orientado a la gestión de la información ambiental del país, sustentado en un proceso de concertación interinstitucional, intersectorial e interdisciplinario, liderado por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo territorial (MAVDT) y los Institutos de Investigación Ambiental: el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), el Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt (IAvH), el Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras (INVEMAR), el Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas (SINCHI) y el Instituto de Investigaciones Ambientales del Pacífico (IIAP). Por su parte el gobierno de Bolivia, también tiene un software denominado SIA (www.siabolivia.com), el cual sirve para realizar consultas a la bodega de datos del Sistema de Información Ambiental (SIA) de Bolivia, pudiendo consultar o efectuar requerimientos sobre información alfanumérica como datos sobre las AOP´s (información medioambiental entregada por las empresas con actividad minera en Bolivia, datos sobres análisis y muestras de transportadores de contaminantes, etc.). Así mismo, en Argentina se tiene el Sistema de Información Ambiental Nacional (SIAN)( www.ambiente.gov.ar), el cual define un sistema de representación federal, actualmente integrado por 24 nodos correspondientes a los organismos gubernamentales ambientales de cada provincia y al de nivel nacional (la Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable) y 6 nodos de otras instituciones vinculadas a la temática ambiental, que provee de información ambiental de cada uno de los nodos, buscando recopilar y procesar información ambiental con el fin de ponerla a disposición de los organismos gubernamentales ambientales, no gubernamentales y la comunidad en general. VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN En Chile se encuentra el Sistema Nacional de Información Ambiental (SINIA) (www.sinia.cl/1292/w3-channel.html), que es administrado por el Ministerio del Medio Ambiente de Chile y está conformado por un conjunto de bases de datos (cartográficas, gráficas, documentales, legales, etc.), equipos (informáticos y humanos), programas y procedimientos dedicados a gestionar la información acerca del ambiente y los recursos naturales de este país, de manera integrada e interpretable. Al igual que estos países hay muchos sistemas en el mundo, que están persiguiendo esta necesidad y que ven en el desarrollo de software, la potencialidad para el trabajo y desarrollo de dichas necesidades y la perspectiva para generar un desarrollo ambientalmente sostenible. 3.4 Objetivos: Objetivo General Diseñar e implementar un sistema de información a partir de las necesidades de captura, consulta y procesamiento de información presentes en el laboratorio de radiometría de la Fundación Universitaria Los Libertadores, el cual permita a través de la plataforma Web, que dichos procesos se lleven adelante y además garantice seguridad a la información generada en el mismo. Objetivos Específicos Facilitar la consulta en línea de la información procesada y presentada a través de la plataforma Web. Facilitar la disponibilidad de información en formatos adecuados para ser consultada por grupos y por la comunidad científica. Monitorear en línea cada uno de los instrumentos de medición del laboratorio de Radiometría y capturar los datos que cada uno de ellos genera. Garantizar el acceso y la seguridad en la descarga de información por parte de los usuarios registrados en el sistema de información. Definir métricas que permitan evaluar la eficacia del sitio, en cuanto a número de visitas, links utilizados, descargas realizadas, contenido, calidad de la información, etc. Garantizar al usuario una interfaz grafica amigable y fácil de usar. Generar reportes de la información capturada, por medio de la definición de filtros y procedimientos de análisis definidos por el grupo Fuentes Alternativas de Energía de la Fundación Universitaria Los Libertadores. Evaluar a través de métodos de prueba (observación de campo, evaluación heurística, encuestas, etc.), los diferentes factores de Calidad del sitio Web. Efectuar pruebas al sistema generado, para evaluar la integridad de la información, el nivel de accesibilidad y las características de la información dentro de un sistema de este tipo. Garantizar que el sitio Web cumpla con los diferentes estándares del World Wide Web Consortium (W3C). 3.5 Metodología Propuesta: El desarrollo del proyecto implica ejecutar una serie de actividades, cada una de las cuales requiere la aplicación de una metodología distinta de trabajo. A continuación se describen cada una de las actividades necesarias para desarrollarla: VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Para comenzar se aplicará la “Metodología de investigación preliminar”, la cual se describe en la siguiente tabla. Tabla 1. Metodología de investigación preliminar ETAPAS Plantear el problema investigación ACTIVIDADES de - Establecer objetivos de investigación - Desarrollar la pregunta de investigación - Justificar la investigación y su viabilidad Elaboración del marco teórico - Revisión de las diferentes fuentes literarias Obtención y Consulta de la literatura Extracción y recopilación de la información de interés - Construcción del marco teórico Definir el tipo de investigación -Establecer hasta que punto se llegará en la ya sea exploratoria, investigación de cada uno de los elementos del descriptiva, correlacional o proyecto definiendo los alcances, limitaciones y explicativa y hasta que nivel requerimientos. llegará Formular la hipótesis a - Identificar las diferentes variables comprobar -Definir conceptualmente las variables Establecer el tamaño de la - Determinar el universo muestra de las personas a - Extraer la muestra encuestar para la generación de requerimientos y evaluación del software. Recolección de los datos -Elaborar el instrumento de medición y aplicarlo -Calcular la validez y confiabilidad del instrumento de medición -Crear un archivo que almacene los datos recolectados Una vez definida la investigación preliminar se pasa al trabajo investigativo el cual nos permite conocer los requerimientos del sistema, el alcance del mismo, las falencias que hay en esta área, dentro del laboratorio de radiometría. Tabla 2. Metodología para el análisis, desarrollo e implementación del producto de software, sus métricas e indicadores de prueba. ACTIVIDAD Determinar los requerimientos, métricas e indicadores a evaluar dentro del software. Diseño y elaboración de encuestas. DESCRIPCIÓN Se debe elaborar un listado de los diferentes requerimientos de usuario, métricas e indicadores que el software va a evaluar y bajo los cuales se aprobará o no el sistema. En este punto se deben diseñar los diferentes tipos de instrumentos que busquen vislumbrar las necesidades del cliente. VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Determinar el papel del Se debe realizar un análisis que permita establecer las proyecto para impulsar el características de cómo el proyecto puede apoyar la desarrollo de la difusión de las tecnologías que posee la Universidad investigación. (laboratorio de radiometría) y la información que este provee, a nivel local, nacional e internacional. Ya construida toda esta base teórica y de conocimientos, se pasa a la aplicación de las fases y flujos de trabajo del desarrollo de software orientado a la WEB (Ingeniería WEB), con el fin de trabajar en el diseño del sistema, el desarrollo del software y la aplicación del sistema de información las cuales se describen en la tabla 3. Tabla 3. Fases del Modelo de desarrollo de sistemas de información orientado a la WEB (Ingeniería WEB) ACTIVIDADES Formulación Planificación Requerimientos Análisis Diseño Implementación Pruebas DESCRIPCIÓN En este punto, se identifican las metas y los objetivos del Sistema de Información de variables radiométricas, consolidando los requerimientos del mismo. Se estiman los riesgos asociados con el esfuerzo y la planificación del desarrollo del proyecto, generando de esta manera un derrotero de actividades por cada requerimiento de sistema. En este punto, se determinan las necesidades que se deben satisfacer con el Modelo y cuales son los requerimientos alcanzables y futuros del sistema. En este punto, se realiza un análisis de los requisitos del Modelo. El objetivo de hacerlo es conseguir una comprensión más precisa de los requerimientos y una descripción de los mismos a partir de la generación de arquitecturas de software y patrones de diseño. A partir del análisis se modela el sistema (incluida la arquitectura) para que soporte todos los requisitos especificados tomando como base UML como lenguaje de modelamiento. En este punto, se empieza con el resultado del diseño e implementación del Modelo en términos de componentes, es decir, archivos de código fuente, scripts, archivos de código binario, ejecutables y similares que se unen para generar la aplicación completa. Una vez terminado el sistema se pasa a implementarlo dentro del ambiente de pruebas con el fin de verificar que cada uno de los requerimientos de usuario se desarrollaron y están generando los datos pertinentes, pruebas que van a generar una aprobación o en su defecto un nueva etapa de desarrollo que obligue a entregar un producto de calidad. VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN 3.6 Resultados/Productos esperados y potenciales beneficiarios: Tabla 4. Generación de nuevo conocimiento RESULTADO/PRODUC TO ESPERADO Producto final: Sistema de Informacion para el almacenamiento y consulta de información meteorológica. INDICADOR BENEFICIARIO(S) Indicadores de medición de los Sistemas de Información Web. No. de Artículo(s) publicado(s) en revistas de investigación. No. de Consultas a la página del sistema dentro de la página Web de la Fundación Universitaria Los Libertadores. Distribución de la Metodología utilizada No. de usuarios registrados en el en el Diseño del Modelo sitio web. de software y el modelo mismo que se empleo para su desarrollo. Bitácora de Proyectos. Bitácora de Medidas de software. Documentación de Normas y Desarrollo de nuevas Estándares. metodologías para Elaboración de documentos metodológicos: Guía del usuario, desarrollo de software. Guía de Calidad, Guía de mantenimiento, Guía de desarrollo. Tabla 5 Comunidad Académica. Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. Laboratorio de radiometría de la Universidad. La Industria Nacional del Software. Entidades privadas y estatales, locales, nacionales e internacionales de estudios ambientales, meteorológicos, etc. Industria Nacional del Software. Comunidad de Software Comunidad Académica. Entidades privadas y estatales, locales, nacionales e internacionales de estudios ambientales, meteorológicos, etc. Comunidad Universitaria. Industria Nacional del software. Entidades privadas y estatales, locales, nacionales e internacionales de estudios ambientales, meteorológicos, etc. Fortalecimiento de la comunidad científica RESULTADO /PRODUCTO ESPERADO Fortalecimiento del perfil académico- investigativo formativo del ingeniero de sistemas a través del desarrollo de proyectos de software con calidad. INDICADOR Desarrollo especifico BENEFICIARIO de: - Incidencia del Sistema de Información para suministro de datos de radiometría de la Fundación Universitaria Los Libertadores. Comunidad Académica. Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. Laboratorio de radiometría de la Universidad. La Industria Nacional de Software. Entidades privadas y estatales, locales, nacionales e internacionales VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN de estudios ambientales, meteorológicos, etc. Fortalecimiento de las cátedras del área de la Ingeniería de Software y de Aseguramiento de Calidad del programa de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Libertadores. Afianzamiento temático en: - Calidad de desarrollo de Productos de Software. - Métricas de Software. -Gestión de Proyectos de Software. - Desarrollos orientados a la WEB. - Medio ambiente. - Radiometría. - Trasversalidad de la ingeniería de software con otras temáticas. -Productos específicos de Apertura a Nuevas Áreas Software (Radiometría). de aplicación y Desarrollo -Nuevas metodologías de Industrial del Software. desarrollo de Software. Tabla 6. Comunidad Académica. Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. Laboratorio de radiometría de la Universidad los Libertadores. Comunidad Académica (Docentes / Estudiantes). Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. Industria Nacional del Software. Apropiación social del conocimiento Resultado/Producto esperado 1 articulo de revisión Indicador Articulo aceptado Beneficiarios Comunidad Académica (Docentes / Estudiantes). Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. 1 articulo de resultados Articulo aceptado Comunidad Académica (Docentes / Estudiantes). Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. 1 ponencia institucional Ponencia aceptada Comunidad Académica (Docentes / Estudiantes). Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. 1 ponencia interinstitucional Ponencia aceptada Comunidad Académica (Docentes / Estudiantes). Grupo de investigación en fuentes alternas de energía. Sitio web con la documentación Numero de visitas Comunidad Académica completa del sistema y del proceso. realizadas al Sistema de (Docentes / Estudiantes). información. Grupo de investigación en Numero de personas fuentes alternas de energía. registradas en el sistema Industria Nacional del de información. Software. VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN 3.7 Impactos esperados a partir del uso de los resultados: Tabla 7 Impactos esperados: (Plazo (años) después de finalizado el proyecto: A corto plazo (1-4 años), A mediano plazo (5-9 años), A largo plazo (10 o más años)) Impacto esperado Plazo Indicador verificable Supuestos* Mediano Distribución de la plazo Metodología aplicada. Software y Utilitarios liberados a nivel nacional e internacional para su utilización por la comunidad Investigadora. Página Web sobre la Mediano – Investigación del largo plazo proyecto. Resultados preliminares y Corto plazo finales de la investigaciones. Software terminado Publicación en la página Web de la y en producción Universidad Libertadores. Modelo de Sistema de Información para suministro de datos de radiometría de la Fundación Universitaria Los Libertadores Software terminado y en producción Terminada la etapa No. de Artículos publicados por cada de marco teórico y subproyecto del Eje Temático. luego terminada la investigación No. De Publicaciones Internas Terminada la etapa relacionadas con Software de marco teórico y Corto plazo meteorológico y Tutoriales de la luego terminada la metodología de desarrollo del modelo investigación del producto de software. No. de Publicaciones Revisadas para el Dominio Publico sobre el Construcción de sistemas de información en el área. Fortalecimiento del Grupo No de desarrollos alcanzados por los Terminada la etapa GRIDNTIC de miembros del grupo. Corto plazo de marco teórico y Ingeniería de luego terminada la Software del No. de proyectos desarrollados. investigación programa de Ingeniería de software. Fortalecimiento del grupo de investigación en Fuentes alternas de energía y del laboratorio de radiometría de la Fundación Universitaria Los Libertadores Fortalecimiento de las investigaciones en el área ambiental, tomando como Indicadores de gestión del grupo de investigación. Mediano plazo Numero de visitas al site. Software terminado y en producción Registro de personas a la plataforma Numero de descargas de información. Numero de visitas al site. Mediano y largo plazo Registro de personas a la plataforma Software terminado y en producción VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN soporte los datos almacenados en la plataforma 3.8 Conformación y trayectoria del Grupo de Investigación: El grupo de investigación GRIDNTIC se conformo en el año 2009 con el ánimo de desarrollar actividades de investigación orientadas al fortalecimiento de las TICs y la ingeniería de software. El grupo esta conformado por los siguientes investigadores: Ing. Celio Gil, trayectoria investigativa de 4 años en la Universidad Manuela Beltrán y Universidad Libre Bogotá. Integrante del grupo DAVINCIS clasificado en la categoría C de Colciencias. Seis (6) Publicaciones en la Revista indexada AVANCES de Ingeniería clasificada en categoría D. Dos(2) publicaciones en la Revista Ingenio Libre aun no indexada y dos(2) publicaciones en periódicos de la Universidad Manuela Beltrán. Ing. Erlington Salcedo, trayectoria investigativa de 6 años en la universidad nacional de Colombia en el grupo de investigación GITUN, con dos desarrollos realizados (REDComp – Tesis de grado con distinción meritoria, sobre redes satelitales para difusión de contenido, Radio UN sobre internet.), grupo de investigación BIOSEC (Biotecnología secundaria Universidad Nacional)) y una publicación de software registrado con derechos de autor. 3.9 Cronograma de Actividades: El cronograma del proyecto se presenta a continuación: Tabla 8. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 2011 – 2011 (Etapa 1 del proyecto) Actividad Selección de estudiantes semillero de Ing. Sistemas E F del Revisión de escritos, documentos y tratados sobre el tema. Elaboración del Marco Conceptual para la construcción teórica propia del modelo de evaluación y del software Evaluación comparativa de métodos de medición tradicionales y específicos para la Web Diseño del Modelo Construcción y desarrollo del sistema Pruebas y modificaciones Publicación de artículo(s) sobre el proyecto en revistas de Investigación. Documentación del Modelo M A M J Ju A S O N VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN 4.0 PRESUPUESTO A continuación se presenta el presupuesto desglosado en las 7 tablas anexas, las cuales dan cuenta del presupuesto total (Tabla 5.1), personal (Tabla 5.2), equipos (Tablas 5.3 y 5.4), viajes (Tabla 5.5), salidas de campo (Tabla 5.6), materiales (Tabla 5.7) y servicios técnicos (Tabla 5.8). TABLAS DE PRESUPUESTO: Tabla 9 Presupuesto global de la propuesta. CONCEPTO RUBRO BREVE DESCRIPCIÓN GENERAL Asesorías de investigación y de desarrollo web Pc para investigación con su respectiva impresora PERSONAL EQUIPOS SOFTWARE MATERIALES SALIDAS DE CAMPO VALOR TOTAL 2000000 2500000 0 0 0 MATERIAL BIBLIOGRÁFICO PUBLICACIONES Y PATENTES SERVICIOS TÉCNICOS VIAJES MANTENIMIENTO DE EQUIPOS Material de trabajo en las áreas ambientales, manejo de instrumentos y construcción de software web. Publicidad y publicaciones en revistas Viajes de representación a ponencias. 1500000 2000000 0 2200000 0 TOTAL 12000000 Tabla 10 Descripción de los gastos de personal COINVESTIGADOR / FUNCIÓN FORMACIÓN EXPERTO/ASISTEN DENTRO DEL ACADÉMICA TE PROYECTO Investigador 1 Maestría Director / investigador principal Investigador 2 Maestría Coinvestigador Experto en investigación Experto en desarrollo WEB Maestría Maestría Asesor en investigación Asesor en desarrollo WEB DEDICACIÓN TOTAL 0 17 h/s 15 h/s 0 800000 20 h/s 1200000 100h/s TOTAL 2000000 VICERRECTORÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Tabla 11. Descripción de los equipos y software que se planea adquirir. EQUIPO PC Impresora JUSTIFICACIÓN TOTAL Portátil para investigación y desarrollo. Impresora para informes y trabajos adicionales TOTAL 2150000 350000 2500000 Tabla 12. Descripción y cuantificación de los equipos de uso propio EQUIPO 1 pc de escritorio del investigador principal 1 pc de escritorio del co-investigador VALOR 1000000 1000000 2000000 TOTAL Tabla 13. Descripción y justificación de los viajes Lugar /No. de viajes 2 Justificación** Pasajes ($) Asistencia a 850000 congresos para mostrar resultados de la investigación TOTAL 1700000 Estadía ($) No. Días 250000 Total 2200000 2 500000 2 2000000 Tabla 14. Materiales, suministros y bibliografía Materiales* Suscripciones a bases de datos full text Libros Justificación Necesidad de suscribirse a Springer, Scopus e IEEE Material de trabajo en las áreas ambientales, manejo de instrumentos y construcción de software web. TOTAL Valor 1000000 500000 1500000