TomatoABM-Introduction
From hpcwiki
Contents |
Introducción
TODO
- Establecer estructura del capítulo
- Generalidades: sistemas de producción agrícola, la tecnología en la mejora de la producción: intervención directa, asesoría, soporte a la producción
- Soporte a toma de decisiones a pequeña escala (granjero) y gran escala (políticas públicas)
- Decisiones basadas en análsis de escenarios. Simulaciones.
- Agricultura como sistema complejo. Modelos basados en agentes
- Ejemplos de trabajos previos
Los sistemas agropecuarios pueden ser definidos como “[un conjunto de insumos, técnicas, mano de obra, tenencia de la tierra y organización de la población para producir uno o varios productos agrícolas y pecuarios” [SistemasAgricolas]. El objetivo general de este tipos sistemas es optimizar la relación entre productos obtenidos (calidad y cantidad) y los insumos empleados para la producción. Desde luego, el resultado de la producción está afectado por diferentes factores como las condiciones del suelo (nivel de concentración nutrientes disponibles según el tipo de cultivo), la presencia de plagas, las condiciones climáticas, la disponibilidad de recursos hídricos, etc.
Con el fin de mejorar la calidad y el volumen de producción de un determinado producto en un periodo dado, han surgido diferentes prácticas de cultivo que han evolucionado como técnicas de producción agrícola, objeto de estudio de disciplinas como la Agronomía y la ingeniería Agrícola. La idea detrás de los desarrollos tecnológicos y metodológicos en el campo de la agricultura es establecer métodos de control de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo los procesos de producción, minimizando el impacto de factores indeseados y favoreciendo la salud de los cultivos.
Caso de estudio: sistema de producción de tomate
En el contexto de la producción agroindustrial de tomate (caso de estudio del presente trabajo), es común la utilización de invernaderos que favorecen, mediante el diseño de su estructura y el tipo de material empleado en su construcción, el control de condiciones climáticas como la temperatura y humedad, al igual que protegen a las plantas de situaciones extremas (heladas, lluvias, etc.). Del mismo modo, es usual que los cultivos cuenten, según disponibilidad de fuentes acuíferas, de sistemas de riego que permiten suministrar la cantidad de agua adecuada para cada planta según el tipo de cultivo. En muchos casos, los sistemas de riego permiten la incorporación de fertilizantes disueltos en el agua aportada a las plantas, proceso que se conoce como fertirrigación, facilitando el suministro continuo y bien distribuido de nutrientes al cultivo.
Si bien es usual en el caso colombiano que las prácticas de fertilización y aplicación de pesticidas (cantidad aplicada, frecuencia de aplicación y tipo) dependa del conocimiento empírico de los agricultores, la búsqueda de una producción óptima impone una serie de requerimientos de asistencia técnica para el control y seguimiento de las condiciones ambientales y desarrollo propio del cultivo, apuntando a maximizar el volumen de producción bajo supuestos de rentabilidad de la producción.
Específicamente, el cultivo de tomate bajo invernadero en Colombia tuvo un pico de producción en el año 2009, abarcando, según datos del Ministerio de Agricultura [estadisticasCol], 565 hectáreas, si bien se produjo (según el mismo documento) una caída repentina de la producción en el año 2010, en el que el número de hectáreas cultivadas se redujo a un poco menos de la mitad. Este tipo de circunstancias en el caso de un producto de gran importancia económica en diferentes regiones del país, evidencia la necesidad de contar con modelos que permitan entender y predecir el comportamiento del sistema a diferentes escalas, con el objeto de proveer a agricultores, consumidores y funcionarios públicos de herramientas para la toma de decisiones en materia de producción agrícola y actividades económicas asociadas.
Aproximación al modelado del sistema de producción de Tomate en la Región Boyacá/Santander
Para la formulación, implementación y análisis de dichos modelos se cuenta en la literatura con diferentes estrategias basadas en modelado y simulación de sistemas, tanto desde la perspectiva biológica [ref XXXX] como del sistema mismo de producción en aspectos técnicos (fertilización [5_Ng_Tze_Ling], control de plagas, suministro de agua, condiciones ambientales, etc.) y los propios aspectos económicos de la producción agrícola (vías de distribución, precios, etc.).
Tratándose de un sistema de alto grado de complejidad por la actividad mancomunada de diferentes elementos autónomos, relaciones y factores ambientales, y con el fin de estudiar, analizar y comprender el comportamiento del sistema de producción de tomate bajo invernadero, se requiere hacer uso de metodologías de modelado como es el caso de los modelos basados en agentes (MBA). Los MBA han sido ampliamente utilizados en diferentes áreas como la biología, psicología, agronomía, economía, etc. En economía encontramos por ejemplo, trabajos como [market] en el que por medio de un modelo basado en agentes se estudia el comportamiento de la bolsa de valores de colombia, enfocado en la estructura del mercado, el comportamiento de los participantes, los procesos que se llevan a cabo y la información requerida para tomar decisiones de inversión.
Los MBA siguen el enfoque buttom-up que consiste en estudiar un sistema a partir de las partes o elementos que lo componen, de esta manera permiten la identificación de comportamientos emergentes, al ser el comportamiento del sistema el resultado de las interacciones entre los elementos que lo componen y de estos con el medio en el que existen.
Para modelar el sistema de producción de tomate bajo invernadero, en el proceso de caracterización, se requiere identificar los diferentes factores o variables más relevantes tanto internas como externas, de esta manera se tienen variables como el tipo, cantidad y frecuencia de fertilizantes, pesticidas, disponibilidad de fuentes hídricas, la disponibilidad y costos de mano de obra, costos de transporte que dependen de la ubicación geográfica de la finca y de los mercados potenciales, la misma variabilidad del mercado y toda complejidad que por sí mismo abarca, las prácticas y técnicas agrícolas seguidas por cada agrícultor, costos de insumos para el cultivo.
Dada la complejidad que representa la construcción de un modelo de tal magnitud, el presente trabajo se limita a la construcción de un modelo para estudiar la influencia del Nitrógeno en el volumen de producción del tomate, tratando de reproducir las características globales del sistema que permitan analizar diferentes escenarios.
Datos experimentales empleados en el estudio
Los datos utilizados para la construcción del modelo han sido obtenidos por el centro de Biosistemas de la universidad Jorge Tadeo Lozano durante los últimos años, a través de encuestas realizadas a granjeros productores de tomate bajo invernadero localizados sobre las vías principales de los municipios de Santa Sofía, Sutamarchan, Villa de Leyva, Tinjacá y Sáchica del departamento de Boyacá.
La universidad Jorge Tadeo Lozano, a través del Centro de Biosistemas, ha llevado a cabo, durante los últimos 4 años, un estudio experimental detallado del sistema producción de tomate la región Boyacá-Santander. Dicho estudio, que empieza a arrojar resultados preliminares, ha permitido encontrar que los Hablar de forma general de los datos diponibles (Survey Data), cómo fueron adquiridos y cómo han sido procesados (referenciar secciones posteriores del documento)
Hablar de los múltiples aspectos del estudio, pero que el interés inmediato del Centro de Biosistemas es la exploración de la relación entre la salud del cultivo (específicamente en lo relacionado a aportación de Nitrógeno) y el volumen de producción.
La universidad Jorge Tadeo Lozano, en un estudio realizado durante los últimos 4 años en la región Boyacá-Santander, ha encontrado que los agricultores de cultivos de tomate bajo invernadero no realizan asistencia técnica periódicamente sino que ellos mismos deciden cuáles y qué cantidad de nutrientes y fungicidas deben aplicar al cultivo, asesorados en la mayoría de los casos por los que proveen dichos productos, esto pone en riesgo las inversiones que realizan los agricultores debido a que, al no llevar un control adecuado del cultivo, se disminuye el volumen y la calidad del producto llevando a un menor retorno económico de cada periodo de producción.
Para modelar el sistema de producción de tomate bajo invernadero, en el proceso de caracterización, se requiere identificar los diferentes factores o variables tanto internas como externas más relevantes, de esta manera se tienen variables como el tipo, cantidad y frecuencia de fertilizantes, pesticidas, disponibilidad de fuentes hídricas, la disponibilidad y costos de mano de obra, costos de transporte que dependen de la ubicación geográfica de la finca y de los mercados potenciales, la misma variabilidad del mercado y toda complejidad que por sí mismo abarca, las prácticas y técnicas agrícolas seguidas por cada agrícultor, costos de insumos para el cultivo. Dada la complejidad que representa la construcción de un modelo de tal magnitud, el presente trabajo se limita al estudio de la influencia del Nitrógeno en el volumen de producción del tomate mediante la construcción de un modelo basado en agentes para su simulación.
Con los tratados de libre comercio y con el objetivo de ser más competitivos en Colombia se debe prestar mayor atención a técnicas de cultivo que mejoren la productividad de los cultivos como es el caso de los cultivos bajo invernadero que aparte de mejorar la calidad del producto, permite cultivar en cualquier momento, cosa que no permitía los cultivos a campo abierto dado que éstos están limitados a ciertos periodos del año
Los sistemas de producción agrícola se componen de diversos elementos como por ejemplo el suelo, insumos minerales, insumos orgánicos, plantas, personas, condiciones climáticas, recursos económicos, entre otros. Estos elementos determinan el comportamiento del sistema, por ende el estudio de estos factores son de gran importancia para los productores agrícolas, ya que de esto depende el éxito de sus inversiones.
