La Dinámica de Sistemas: Un Paradigma de Pensamiento 9°Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas 14 al 16 de septiembre de 2011 Universidad Colegio Mayor de Nuestra Señora del Rosario Comunidad Colombiana de Dinámica de Sistemas Bogotá – Colombia
Modelo de dinámica de sistemas para la cadena de abastecimiento de la granadilla en Cundinamarca, Colombia System dynamics model for the supply chain in Cundinamarca, Colombia Isaac Huertas Forero., Msc Universidad Militar Nueva Granada Calle 100 Cr 11. Bogotá Colombia (57)3152951270
Johana K. Clavijo Rondón Universidad Militar Nueva Granada Calle 100 Cr 11. Bogotá Colombia (57)3214679761
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John Alexander Buitrago Pérez Universidad Militar Nueva Granada Calle 100 Cr 11. Bogotá Colombia (57)3002330889
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RESUMEN Este trabajo tiene como fin el estudio de la cadena productiva de la granadilla, en el cual se implementó un diseño de Modelo en Dinámica de Sistema que permita establecer las variables incidentes dentro de la producción de esta, y sea de gran ayuda al agro para determinar la utilidad por hectárea, bajo condiciones normales en terreno, clima, PH del suelo, plagas, humedad relativa, numero de jornales, numero de equipos, entre otras; con el fin de implementar su uso por parte de cultivadores y comercializadores de la fruta. Se plasma una caracterización como primer lugar de la futa para luego realizar los gráficos correspondientes que permiten un análisis cercano a la producción en el área de siembra para el cultivo permanente de esta.
Palabras claves -
Cultivo, cadena de abastecimiento,
pasiflorácea.
ABSTRACT This work aims to study the production chain of a specific work aims study the production chain of a specific fruit, passion fruit Permission to make digital or hard copies of all or part of this work for personal or classroom use is granted without fee provided that copies are not made or distributed for profit or commercial advantage and that copies bear this notice and the full citation on the first page. To copy otherwise, or republish, to post on servers or to redistribute to lists, requires prior specific permission and/or a fee. 9° Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas – 14 al 16 de septiembre de 2011, Bogotá - Colombia
Copyright 2011 Universidad del Rosario [ISSN 2027-7709] US $10.00
here. For system
this
reason we
implemented
a
design of
dynamics model to establish the variables that incidents in the production of this, and be of great assistance to agriculture to determinate the profit per hectare under normal conditions in terrain, weather, ph soil, pets, relative humidity, number wages, number of teams, among others to implement their use by growers and marketers of de fruit.
Keywords –
cultivation, supply chain management,
passifloraceae.
Aunque esta fruta es srcinaria del norte de india, en muchos 1. INTRODUCCIÓN países latinoamericanos se conoce la granadilla por su peculiar sabor entre dulce y acido, así mismo también es conocida por sus propiedades positivas para la salud como su alto contenido de antioxidantes, lo cual ayuda a mejorar el sistema inmunológico. Otra cosa que atrae de esta fruta es su flor llamativa la cual es muy singular por su forma y color. Este tipo de frutas exóticas, son muy apetecidas para ser exportadas a diversos países en donde tienen una gran acogida, ya que estos no tienen las facilidades agrícolas para poderlos cultivar. El objetivo de este proyecto es llegar al agro y establecer la utilidad por hectárea, en condiciones normales de cultivo. Debido a esto se han hecho numerosos estudios para poder satisfacer las necesidades de la demanda, ya sea a nivel de mercadeo o a nivel agrícola, y centrándose en este punto, se ha analizado la granadilla de una forma científica, en la cual se ha
identificado sus propiedades, características, los diferentes requisitos que se necesitan para cultivarlo, y otros aspectos importantes que determinan el manejo de esta fruta comercialmente. Por medio de un estudio detallado de esta fruta, y con el uso de herramientas de ingeniería industrial como la dinámica de sistemas, se optimiza el proceso productivo de la granadilla. En la cual se analizan una serie de variables, claves en el proceso de producción y comercialización de la granadilla, como el terreno a sembrar, los costos de jornales, maquinaria, la calidad del cultivo, demanda nacional e internacional, la tasa de crecimiento del mercado, entre otras. Este tipo de variables son analizadas y relacionadas de forma matemática y como resultado se puede determinar el posible comportamiento de la cadena productiva durante el tiempo, obteniendo los costos a utilizar y la producción a manejar en un determinado periodo de tiempo, entre otras.
2. ANTECEDENTES A medida que en los últimos años se ha profundizado en la aplicación de la dinámica de sistemas en la industria, se ha encontrado con una serie de aplicaciones, en donde se analizan diferentes entornos, variables y la relación entre ellas para estimar pronósticos tendenciales del mercado, los cuales nos permiten ver a futuro como será el comportamiento de éste. En general la aplicación de la dinámica de sistemas en la producción se está implementando lentamente. En Colombia, actualmente es notoria aplicación esta herramienta la industria, mientras en el lacampo, se handerealizado diferentes en tipos de modelos para algunas plantas, como por ejemplo la manzanilla. Con respecto a la granadilla no se presenta ningún modelo dinámico que relacione las diferentes variables que inciden en la producción y comercialización de ésta.
3.1 Cultivo granadilla Dentro de la familia de la passifloraceae, se encuentra el género de Pasiflora que comprende más de 500 especies nativas de América Tropical, entre otros lugares. Los frutos de muchas de estas especies son comestibles1. Se reportan más de 450 especies srcinarias solo en América. En Colombia se reúnen cerca de 115 especies conocidas, las cuales se distribuyen en casi todos los pisos térmicos y regiones. La gastronomía incluye varias de mermeladas, ellas como frutas de manojugos para preparar sorbetes, esponjados, compotas, néctares, helados, y han demostrado que pueden ser un promisorio reglón de exportación. Además de ello, algunas especies son propagadas como ornamentales o de jardín, uso que ofrece interesantes posibilidades para los mejoradores de plantas y diseñadores de jardines. Desde el punto de vista terapéutico, de este grupo vegetal se ha aislado al alcaloide “passiflorina”, principio activo utilizado como calmante nervioso. Los frutos y extractos de hojas de algunas de estas especies, se usan en medicinas populares como sedativas, antiespasmódicas, febrífugas, tenicidas y eméticos. Entre las especies económicamente importantes, se incluye la granadilla “P.ligularis”. Para este caso se reporta que el valor nutricional y composición química del fruto, como se mostrará en la siguiente tabla. Expresada por cada 100 gr de parte 2
comestible, es :
Tabla 1. Tabla valor nutricional y composición química dela granadilla.
3. MODELO DE DINÁMICA DE SISTEMAS PARA LA CADENA DE ABASTECIMIENTO DE LA GRANADILLA EN CUNDINAMARCA, COLOMBIA La cadena productiva de la granadilla, empieza desde la selección del terreno y las semillas hasta lograr los tiempos para evitar deterioro de su calidad y determinar aspectos inherentes a la fruta como también logísticos que eliminen o reduzcan causas de deterioro.
Cadena productiva de la granadilla
Calorías Agua Proteína Grasas Carbohidratos Fibra Cenizas Calcio Fósforo
46 86.06 1.1 gr 0.1 gr 11.6 gr 0.3 gr 0.9 gr 7.0 mg 30.0
Hierro Riboflavina Ácido Ascórbico Niacina
mg 0.8 mg 0.1 mg 20.0 mg 2.0 mg
Pasiflorácea (pasión de Cristo)
Figura1. Grafico Cadena Abastecimiento
1
Manual para el cultivo de la Granadilla, Passiflora Ligulais Juss, Diego de Jesús Román Payán.
2
Polonia, H., 1987, Manual para el cultivo de la Granadilla, Passiflora Ligulais Juss , Diego de Jesús Román Payán.
semillas por hectárea, para lograr la optimización de producción, que en muchos casos se llega a considerar de 35 toneladas por hectárea en el año. Para el manejo del cultivo se considera que por ser una planta tipo trepador, se necesita una fibra o madera para subir a la cama o emparrado. Como se muestra en la siguiente figura 4:
Figura 2. Flor de granadilla.
Emparrado de la granadilla
La planta de granadilla, como la mayoría de las Passifloraceae, presenta un hábito de crecimiento trepador. Algunos aspectos como la morfología y la estructura de la planta, revisten un interés muy especial, por cuanto marcan muchas pautas a seguir durante las fases de establecimiento y explotación del cultivo.
Granadilla Figura 4. Manejo cultivo
3.3 Labores complementarias del cultivo de
Figura 3. Diseño granadilla
3.2 Ficha técnica Condiciones ecos fisiológicos adecuados para el desarrollo del cultivo de la granadilla se muestran en la siguiente tabla3:
Tabla 2. Condiciones eco fisiológicas de la granadilla. Variable
Rango óptimo
Altura (m.s.n.m) Temperatura (°C) Precipitación (m.m) Humedad relativa (%) Luminosidad (horas) PH
1900 -2200 15-17 1600-2000 83-87 7 5.0-6.5
La tabla 2, muestra las condiciones básicas y óptimas para establecer un fruto, floración y vegetación adecuada para la planta de la granadilla, pues condiciones diferentes a las mencionadas pueden ser notorias en la producción de esta fruta, por ello las condiciones deben respetarse, desde la cantidad de
Control de malezas: El cultivo debe permanecer limpio en la la granadilla zona de plateo, aproximadamente 3 metros de diámetro. La desyerba debe hacerse con machete o guadaña, y a mano cerca de la base del tallo, ya que toda herida entre el cuello y la raíz puede facilitar la entrada de enfermedades como la “secadera”5. Fertilización: Todo plan de fertilización en granadilla debe estar sometido a un previo análisis de suelo. El cultivo en desarrollo responde muy bien a las aplicaciones de materia orgánica. Después del inicio de la floración, se aplican abonos compuestos con alto contenido de fosforo, en dosis de 250 gramos por planta en la zona de plateo cada dos meses, adicionando elementos menores. Riego: No solo es indispensable en épocas de verano, sino durante todo el desarrollo del cultivo. Con un sistema de riesgo permanente se cosechan frutas todo el año
3.4 Plagas del cultivo
Las plagas y enfermedades atacan con preocupación, por ello es necesario el control de las misas. Entre las más comunes encontramos “gusano cosechero”, no significa una plaga representativa económicamente pero afecta la planta en especial las hojas. Como otra se encuentra “encrespadores”, los cuales como su nombre lo dice son insectos que ocasionan encrespamientos, se presenta normalmente en época de verano, produciendo malformaciones. Por tercer lugar tenemos “chupadores arañitas rojas”, atacando directamente a las hojas ocasionando amarilla miento general causando caída de las mismas6. 4 5
3
6
EL cultivo de la Granadilla, Urrao.
EL cultivo de la Granadilla, Urrao EL cultivo de la Granadilla, Urrao. El cultivo de la Granadilla, Urrao
Chinche
4.3 Comercializadores El cuidado y empaquetado del producto es importante para llegar en perfecto estado a su destino, debido a que varían las condiciones climáticas de cada sector estos también cambian pues el transporte, tiempo condiciones dependerán exclusivamente de esto. Para llevar a cabo este procedimiento es necesario la clasificación, limpieza y desinfección, secado, empaque, todo esto con el fin de facilitar el transporte y manipulación, conteo de la fruta.
Figura 5. Fotografía daño causado por el chinche Mosca de la fruta
4.4 Distribuidores Debido a que la fruta no solo se consume en su estado, se puede someter a un proceso adicional para obtener néctar, aromática y compota, principalmente. Se considera que sus distribuidores están los supermercados, fruver y centros de llegada de mercado.
5. PROBLEMÁTICA
Figura 6. Fotografía de daño causado por la mosca de la fruta
4. CADENA DE ABASTECIMIENTO El mercado de la granadilla ha venido en continuo crecimiento a nivel nacional e internacional, la calidad y sabor de esta fruta aumenta, considerando aproximadamente un aumento en la producción del 3.2% anual (datos históricos del Ministerio de Agricultura)7. Los centros de mayor consumo de la fruta a nivel nacional están ubicados en las ciudades de Bogotá, Medellín y Cali, con muy buenas posibilidades de mercadeo en otros sitios del país8.
4.1 Primarios Por los campesinos dueños de terrenos, que viven de la agricultura, dedicada su vida a la siembra y cultivos de plantas frutales, que abastecen a nivel nacional e internacional, por su calidad y sabor.
Según datos del Ministerio de Agricultura del total de área sembrada para los frutales, la granadilla representa aproximadamente 5.8%9; entre los años de 1992 a 2000 presentó un aumento, en cambio en los siguientes años una fluctuación notoria en todo el país. Los agricultores del departamento de Cundinamarca, no conocen metodologías y herramientas como la Dinámica de Sistemas que les permita determinar los egresos, ingresos y utilidad, dentro del área sembrada, y facilite gestión de los recursos para beneficiar a toda la cadena de abastecimiento de la granadilla.
6. METODOLOGÍA Muchos han realizados estudios por la gran acogida de esta fruta y la economía que representa en Colombia, por ello se realiza un estudio exploratorio en el departamento de Cundinamarca, como finca de producción y comercialización de granadillas de Urrao, y la participación de municipios como Cota y Cabrera. Iniciando con un diagrama causal que mostrara las principales variables internas y externas para luego elaborar el diagrama Forrester, con las respectivas redes apoyado en el software Stella.
7. MODELO CAUSAL Como es sabido existen variables internas y externas que influyen en el sistema productivo de la granadilla, de estos dependerán las bases para llevar a cabo la simulación.
4.2 Servicios Representados por todos los entes colaboradores al sector agrícola, empresas proveedores de tecnología de punta, entes de certificaciones de calidad, de exportación y mercadeo. 7 8
Características y estructura de los frutales de exportación en Colombia, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Manual del manejo de la Granadilla, Cosecha y Pos cosecha.
9
Características y estructura de los frutales de exportación en Colombia, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.
DIAGRAMA CAUSAL PRODUCCIÓN GRANDILLA
Figura 6. Esquema del diagrama causal de l a cadena de abastecimiento de la g ranadilla.
8. MODELO DE FORRESTER Debido al número de variables que se tiene se organizaron en subsistemas que permitieron la compresión y coherencia del modelo. Para el caso del nivel total de producción, se considera el control de variables tales como clima, humedad, PH, que en realidad son exógenas, se tomó como referencia el rango optimo como se mencionó en el cultivo de granadilla y entre otras variables que se controlan como calidad y cantidad.
De este subsistema que se observa, dependerán otros, como en el caso de la proporcionalidad que se tiene con la mano de obra y las ventas, figura 8 y figura 9.
RED DE JORNALES FORRESTER
RED PRODUCCIÓN FORRESTER
Figura 8. Subsistema de jornales en la producción.
Figura 7. Subsistema de producción red de producción
RED DE VENTAS FORRESTER
9. RESULTADOS Al realizar la simulación se analizó costos reales para una hectárea de producción para la cantidad de semillas, número de jornales, equipo, entre otras variables internas; como también las variables externas: inflación, dólar, PIB, IPC, entre otras. Simulando el modelo para 12 meses, de ahí se obtiene un resultado esperado en la utilidad contra lo que relacionamos ese subsistema de ingresos y egresos. Como se observa en la figura 12, los egresos al comienzo incrementan notoriamente, y luego se utilidad estabilizan, los ingresos al transcurrir tiempo, la se incrementa en aumentan forma gradual como en elelcaso real. y
Figura 9. Subsistema de ventas en la producción. GRAFICO DE UTILIDAD – INGRESOS - EGRESOS La tecnología está aumentando y por ello genera costos y demás apreciaciones que pueden favorecer o no la calidad de la fruta, por tal razón se considera mejoras en la tecnología de punta y se estima que si automatizamos el sistema productivo se podrá disminuir costos en manos de obra y en grandes ocasiones aumento de las ganancias. Por ello a continuación se presenta un subsistema que relaciona los equipos utilizados en el sistema, figura 10.
RED DE EQUIPOS FORRESTER
Figura 12. Resultados de la simulación para la utilidad
10. CONCLUSIONES Figura 10. Subsistema de equipos en la producción. Finalmente todos estos subsistemas afectan de forma positiva o negativa a la razón fundamental por la cual se desarrolla este modelo que es la utilidad. De ahí que en los resultados es necesario optimizar el beneficio que se presenta en una hectárea de producción de acuerdo a la cadena productiva.
RED DE UTILIDAD FORRESTER
Los agricultores y empresas dedicadas a la producción de granadilla han mejorado sus ganancias debido al desarrollo que el mercado exige a los productores de implementar modelos, como el de Dinámica de Sistemas que garanticen la estimación de la demanda y permita simular y analizar de forma real este proyecto la cadena de abastecimiento de la granadilla concluyendo estimaciones de utilidad, egresos e ingresos que permitan analizar la producción.
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Figura 11. Subsistema de utilidad e n la producción.
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12. CURRICULUM Isaac Huertas Forero, Magister en Investigación de operaciones y Estadística, U. Tecnológica de Pereira y Estadístico de la U. Nacional de Colombia, con una experiencia Bancaria de 25 años y de docencia de 27 años en diferentes universidades de Bogotá, profesor de Maestría, especialización y de pregrado, iniciando la investigación desde el año 2006 a la fecha con 3 investigaciones, una finalizada que se presentó en el IV congreso de dinámica de sistemas y dos en curso, una de ellas que se presenta al VIII congreso de dinámica de sistemas en la ciudad de Medellín, Colombia. Johana Katherine Clavijo Rondón, estudiante de ingeniería industrial de la universidad militar nueva granada, de noveno semestre. Estudiante destacada por su participación, en grupo de investigación, jóvenes semilleros. John Alexander Buitrago Pérez, estudiante de ingeniería industrial de la universidad militar nueva granada, de noveno semestre. Estudiante destacado por su participación, en grupo de investigación, jóvenes semilleros.
