UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN “INTERPOLACION DE LA HUMEDAD ATMOSFERICA Y TEMPERATURA EN LA PARTE ALTA, MEDIA Y BAJA DEL DISTRITO DE LA BANDA DE SHILCAYO, 2014” ALUMNOS: Álvarez Rengifo Mark Eduardo Flores Ramirez Jesica Mishel Medina Linares Bryan CURSO: Modelamiento ambiental CICLO: VIII PROFESOR:
Ing. Jessica Quipas Peso
TARAPOTO – PERÚ 2014
1
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN “INTERPOLACION DE LA HUMEDAD ATMOSFERICA Y TEMPERATURA EN LA PARTE ALTA, MEDIA Y BAJA DEL DISTRITO DE LA BANDA DE SHILCAYO, 2014”
ÍNDICE CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA...................................................5 1.1.
Descripción de la realidad problemática......................................................4
1.2.
Delimitación de la investigación....................................................................5
1.2.1.
Social..............................................................................................................5
1.2.2.
Espacial..........................................................................................................6
1.2.3.
Temporal........................................................................................................8
1.3.
Formulación del problema de investigación..............................................8
1.3.1.
Problema general........................................................................................8
1.3.2.
Problemas específicos..............................................................................8 2
1.4.
Objetivos...............................................................................................................8
1.4.1.
Objetivo general..........................................................................................8
1.4.2.
Objetivo especifico.....................................................................................8
1.5.
Justificación de la investigación....................................................................9
1.6.
Limitaciones de la investigación....................................................................9
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO.................................................................................10 2.1.
Antecedentes del estudio de investigación..............................................10
2.2.
Bases teóricas...................................................................................................11
2.3.
Bases legales.....................................................................................................13
2.4.
Definición de términos básicos....................................................................14
CAPITULO III: HIPÓTESIS Y VARIABLES..................................................................16 3.1.
Hipótesis general..............................................................................................16
3.2.
Hipótesis específicas......................................................................................16
3.3.
Variables..............................................................................................................16
3.3.1.
Operacionalización de las variables....................................................17
CAPITULO IV: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN.......................................18 4.1.
Diseño de investigación.................................................................................18
4.2.
Tipo y nivel de la investigación....................................................................18
4.3.
Enfoque de la investigación..........................................................................18
4.4.
Método de la investigación............................................................................19
4.5.
Población y muestra........................................................................................21
4.6.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos..................................21
4.6.1.
Técnicas.......................................................................................................21
4.6.2.
Instrumentos..............................................................................................22
4.6.3.
Criterios de validez y confiabilidad de los instrumentos...............22
CAPITULO V: ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN.........23 5.1.
Recursos.............................................................................................................23
5.1.1.
Humanos......................................................................................................23
5.1.2.
Económicos................................................................................................23
5.1.3.
Físicos..........................................................................................................23
5.1.4.
Presupuesto................................................................................................23
5.1.5.
Cronograma de actividades...................................................................24
5.2 5.4 5.3 5.5
Resultado……………………………………………………………………….25 Conclusiones…………………………………………………………………..36 Discuciones…………………………………………………………………….37 Recomendaciones……………………………………………………………..37
3
FUENTES DE INFORMACIÓN.......................................................................................38 ANEXOS.............................................................................................................................39
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.
Descripción de la realidad problemática El aumento de la concentración de los gases de efecto invernadero alrededor de todo el mundo trae consigo el
calentamiento global, que
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como consecuencia, es la variación de
la temperatura y humedad
atmosférica. Este fenómeno natural, pero acelerado por el hombre, también causa problemas en nuestro país, siendo El Perú un país con características climáticas variadas, por lo tanto la temperatura tiende a variar de acuerdo al porcentaje de humedad existente en las diferentes zonas, donde la mayoría de las alteraciones climáticas es originada por los gases contaminantes. En la región San Martin las concentraciones de humedad atmosférica dependen mucho de la transpiración de las plantas y la evaporación que existe en los ríos y lagunas, mientras que la temperatura varía según el grado de incidencia de la radiación solar variando de acuerdo a la ubicación geográfica. Una de las formas más prácticas de representar estas variables atmosféricas es el uso de los interpoladores globales y locales, quienes nos permiten predecir los valores de atributos en puntos no muestreados, a partir de datos conocidos.
1.2.
Delimitación de la investigación 1.2.1. Social El presente trabajo de experimentación involucra a la población del Distrito de la Banda de Shilcayo, ubicados en la parte alta, media y baja pertenecientes al casco urbano, mediante la interpolación de los datos obtenidos se podrá determinar los valores de temperatura y humedad existentes en sus zonas, siendo ésta población la más beneficiada. 1.2.2. Espacial El muestreo de temperatura y humedad se realizó en el área urbana de la Ciudad de la Banda de Shilcayo, de la parte alta, media y baja. Quienes serán los beneficiados porque les permitirá conocer el valor de los datos muestreados, mediante el uso del modelamiento Krigring e IDW, y su posterior análisis e interpretación
5
MAPA 01. MAPA DE UBICACIÓN GEOGRAFICA DE LA ZONA DE NUESTREO
FUENTE: Elaboración propia 2014 6
1.2.3. Temporal El presente proyecto se desarrolló en un periodo de 15 días, donde los primeros 10 días será de muestreo y los siguientes 5 días, corresponderán a la etapa de gabinete, presentación y exposición. 1.3.
Formulación del problema de investigación 1.3.1. Problema general ¿Cómo interpolar e interpretar los datos de humedad y temperatura mediante el uso del método KRIGIN e IDW de la parte alta, media y baja del distrito de la Banda de Shilcayo? 1.3.2. Problemas específicos ¿Será factible medir la temperatura y humedad con el
termohigrometro digital? ¿Será posible realizar el modelamiento KRIGING con los datos obtenidos de humedad y temperatura en la parte alta, media y
baja del Distrito de la Banda de Shilcayo? ¿Será posible realizar el modelamiento IDW con los datos obtenidos de humedad y temperatura de la parte alta, media y
baja del Distrito de la Banda de Shilcayo? ¿Se podrá interpretar el mapa realizado a partir de la interpolación KRIGING e IDW?
1.4.
Objetivos 1.4.1. Objetivo general Interpolar e interpretar los datos de Humedad y temperatura, mediante el modelamiento KRIGING e IDW de la parte alta, media y baja del Distrito de la Banda de Shilcayo. 1.4.2. Objetivo especifico Medir la temperatura y humedad, utilizando el termohigrometro
digital. Realizar el modelamiento KRIGING los datos de Humedad y Temperatura de la parte alta, media y baja del Distrito de la Banda
de Shilcayo. Realizar el modelamiento IDW los datos de Humedad y Temperatura de la parte alta, media y baja del Distrito de la Banda de Shilcayo
7
1.5.
Interpretar el mapa a partir de la interpolación KRIGING e IDW.
Justificación de la investigación Motivado por la investigación y siendo conscientes que en la actualidad las variables
atmosféricas
y/o
meteorológicas
han
consideradas a causa del calentamiento global,
sufrido
variaciones
teniendo como meta
aportar información necesaria para dar a conocer dicha variación que afectan a nuestra localidad, se plantea desarrollar el proyecto de investigación “Interpolación de la humedad atmosférica y temperatura en diferentes puntos de la ciudad de la Banda de Shilcayo” teniendo como herramienta básica e importante al programa ArcGis. Los alcances del proyecto de investigación
es contribuir con
información importante y sobre todo fácil de comprender sobre la variación de la temperatura y la humedad, y la manera de cómo evoluciona a lo largo de la ciudad de la Banda de Shilcayo. 1.6.
Limitaciones de la investigación Entre las limitaciones de la investigación podemos encontrar a las siguientes: Climatología en el área a investigar que puede variar según el pasar las horas. Existencia de un número limitado de equipos para la medición. Disponibilidad de tiempo por parte del grupo encargado.
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
2.1.
Antecedentes del estudio de investigación Según la investigación realizada por NEGRON PEREZ C.P. 2008. “Medidor de temperatura y presión atmosférica basado en un microcontrolador de bajo consumo de potencia”. Que tuvo como objetivo implementar un medidor de presión y temperatura ambiental que cuente con un microcontrolador, sensores para las diferentes variables a analizar. Y dicha investigación concluye que los resultados obtenidos mediante la utilización del hardware y software fueron satisfactorias, siendo
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la temperatura la que mostro menor margen de error en comparación con los datos comerciales.
Según la investigación realizada por ROMERO H., IRARRAZAVAL F., OPAZO D, et al. 2010. “Climas urbanos y contaminación atmosférica en Santiago de Chile”, para la revista Scielo. Cuyo objetivo fue analizar la relación de las temperaturas existentes con la concentración de material particulado en la ciudad de Santiago de Chile. Donde concluyó que Existen marcados contrastes en la distribución de las temperaturas del aire y de las concentraciones de material particulado durante los días de concentraciones críticas de contaminación entre los sectores Oriente y Poniente de la ciudad. Es decir, la influencia de la temperatura es directa sobre el material particulado.
Según la investigación efectuada por HERIQUEZ C; MENDEZ J.C; MASIS R; 2013. “interpolación de variables de fertilidad de suelo mediante el análisis kriging y su validación”. Cuyo objetivo fue aplicar un proceso de validación a partir del análisis de interpolación de 6 variables de fertilidad del suelo (Ca, pH, acidez, K, P y porcentaje de saturación de acidez) realizado con el método Kriging ordinario. Al terminar el estudio se concluyó que los mapas generados a partir de un proceso de interpolación a una escala regional, pueden ser una herramienta útil como aproximación y referencia para predecir con un buen grado de acierto las propiedades de fertilidad de suelos a ese nivel.
Según la investigación realizada por IZQUIERDO T. Y MARQUEZ A. 2006. “Comparación de métodos de interpolación para la realización de mapas de precipitación para el acuífero de Icod-Cañadas (Tenerife, Islas Canarias)”. Donde los objetivos de dicha investigación fueron disponer de mapas mensuales de precipitación mediante la interpolación kriging. Donde concluyen que los mapas elaborados de precipitación en el acuífero Icod-Cañadas, produce peores resultados que los métodos espaciales como el kriging.
9
En la investigación realizada por VILLATORIO M; HENRIQUEZ C Y SANCHO F. 2008. “comparación de los interpoladores IDW y Kriging en la variación espacial de ph, ca, cice y p del suelo”. Cuyos objetivos de la investigación fue determinar la eficiencia de los interpoladores Kriging e IDW, mediante su aplicación a las variables del suelo pH, Ca, CICE y P. Y concluyeron que el método Kriging fue el más preciso y el eficiente que el IDW en el proceso de interpolación de la variación espacial de ph, ca, cice y p del suelo.
2.2.
Bases teóricas INTERPOLACION POR KRIGING: Es un método analítico, donde la función de interpolación depende de la autocorrelación espacial de la variable, que se representa en variogramas. Utiliza datos tabulares y su posición geográfica para el cálculo de las interpolaciones. Utilizando el principio de la primera ley geográfica de Tobler, que dice que las unidades de análisis más próximas entre si son más similares que las unidades más lejanas, el kriging utiliza funciones matemáticas para añadir más peso en las posiciones más cercanas a los puntos de muestreo y menores pesos en posiciones más distantes, y así crear nuevos puntos interpolados basados estas combinaciones lineares de datos. Además se está basado en optimizar funciones usando autocorrelación espacial (Ayuga, 2008).
INTERPOLACION POR IDW: El método de la distancia inversa (IDW) se apoya en el concepto de continuidad espacial, con valores más parecidos para posiciones cercanas que se van diferenciando conforme se incrementa la distancia. El uso de este algoritmo ha sido empleado en la representación de variables con continuidad espacial, como las isocronas, los mapas de pendientes y orientaciones a partir de la altitud, o estimaciones de la población de colonias de pingüinos (Canto C. del, 1998; Siabato W. y Yudego C. 2004).
HUMEDADATMOSFERICA: El aire en la atmósfera se considera normalmente como una mezcla de dos componentes: aire seco y agua. La
10
capacidad de la atmósfera para recibir vapor de agua se relaciona con los conceptos de humedad absoluta, que corresponde a la cantidad de agua presente en el aire por unidad de masa de aire seco, y la humedad relativa que es la razón entre la humedad absoluta y la cantidad máxima de agua que admite el aire por unidad de volumen. Se mide en tantos por ciento y está normalizada de forma que la humedad relativa máxima posible es el 100%. Cuando la humedad alcanza el valor del 100%, se dice que aire está saturado, y el exceso de vapor se condensa para convertirse en niebla o nubes. El fenómeno del rocío en las mañanas de invierno se debe a que la humedad relativa del aire ha alcanzado el 100% y el aire no admite más agua. También se alcanza el la saturación cuando usamos agua muy caliente en un recinto cerrado como por ejemplo en un baño, en este caso el agua caliente se evapora fácilmente y el aire de la habitación alcanza con rapidez el 100% de humedad relativa. (MARUANE C. y GARREAUD R. 2006. “Determinación de la Humedad en la Atmosfera”.)
TEMPERATURA ATMOSFERICA: La temperatura atmosférica es la cantidad de radiación calorífica que recibimos del sol, más la temperatura que desprende la tierra, más el efecto de invernadero, todo equivale a la prensión atmosférica, que se mide en milibares, de lo cual se toma la temperatura atmosférica. Dependiendo de la época del año y la situación geográfica en la Tierra. (WAGNER M. 2007. “La temperatura”)
TERMOHIGRÓMETRO: es un instrumento electrónico que es capaz de medir y mostrar la temperatura y la humedad relativa. Es lo suficientemente pequeño para ser portátil o de mano y suele utilizar baterías para su alimentación de energía. Los componentes miden la temperatura y la humedad a través de los cambios en la resistencia eléctrica y muestra de forma continua las medidas en una unidad de pantalla. Algunos modelos están hechos para ayudar a pronosticar el tiempo y pueden incluir características adicionales,
mientras que otros son fabricados con fines auxiliares tales como ayudar a la eliminación de moho. (LA ROSA D. y VARGAS TRUJILLO M. 2013. “Termohigrometro digital”)
2.3.
Bases legales
11
Protocolo de Kioto sobre el cambio climático, que unos de sus acuerdos hace mención a la reducción de gases de efectos invernadero.
La Ley N° 26821, Ley Orgánica para el Aprovechamiento Sostenible de los Recursos Naturales, establece la responsabilidad del Estado de promover el aprovechamiento sostenible de la atmósfera y su manejo racional, teniendo en cuenta su capacidad de renovación.
El Artículo 2° inciso 22 de la Constitución Política del Perú establece que es deber primordial del Estado garantizar el derecho de toda persona a gozar de un ambiente equilibrado y adecuado para el desarrollo de su vida. Así mismo, el Artículo 67° señala que el Estado determina la política nacional del ambiente y promueve el uso sostenible de los recursos naturales.
El Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales, en su Título Preliminar, Artículo I establece que es de obligación de todos la conservación del ambiente y consagra la obligación del Estado de prevenir y controlar cualquier proceso de deterioro o depredación de los recursos naturales que puedan interferir con el normal desarrollo de toda forma de vida y de la sociedad.
2.4.
Definición de términos básicos TERMOHIGROMETRO Es
un instrumento
electrónico que
es
capaz
de
medir
y
mostrar
la temperatura y la humedad relativa (LA ROSA D. y VARGAS TRUJILLO M. 2013. “Termohigrometro digital”)
INTERPOLAR Es un procedimiento matemático utilizado para predecir un valor de un atributo en una locación precisa a partir de valores del atributo obtenido de puntos vecinos. (ACHUY SALCEDO J. 2006. “Manual de sistemas de información geografica”)
KRIGING
12
O método geo-estadistico, describe la correlación espacial como temporal que existe entre los valores de un atributo. (ACHUY SALCEDO J. 2006. “Manual de sistemas de información geografica”)
IDW (Gravitacional o inverso a la distancia) Calcula la información proveniente de los vecinos para calcular el atributo real, la muestra ejerce una influencia sobre el punto a determinar y disminuye en función a la distancia. (ACHUY SALCEDO J. 2006. “Manual de sistemas de información geográfica”)
TEMPERATURA ATMOSFERICA Es la medida de la energía térmica presentes en la atmosfera, se mide con un termómetro. Las escalas más empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o centígrada) y la Escala Kelvin. 1ºC es lo mismo que 1 K, la única diferencia es que el 0 en la escala Kelvin está a - 273 ºC. (Quimicanet. 2011. “la temperatura y el calor”; disponible en: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema3/tema3.htm)
HUMEDAD El aire en la atmósfera se considera normalmente como una mezcla de dos componentes: aire seco y agua. La humedad viene hacer la presencia de agua en el aire. (MARUANE C. y GARREAUD R. 2006. “Determinación de la Humedad en la Atmosfera”.)
13
CAPITULO III: HIPÓTESIS Y VARIABLES 3.1.
Hipótesis general Mediante el método KRIGIN e IDW se podrá interpolar e interpretar los datos de humedad de la parte alta, media y baja del distrito de la Banda de Shilcayo.
3.2.
Hipótesis específicas Mediante el uso del termohigrometro digital se prodrá medir datos de
temperatura y humedad. Mediante el modelamiento KRIGING se
representará los datos de
humedad y temperatura de la parte alta, media y baja de la ciudad de la
Banda de Shilcayo. Mediante el modelamiento IDW se representará los datos de humedad y temperatura de la parte alta, media y baja de la ciudad de la Banda
de Shilcayo. Mediante el uso de mapas a partir del modelamiento KRIGING e IDW será más fácil realizar la interpolación.
3.3.
Variables Variables independientes Temperatura y humedad atmosférica. Variable dependiente Métodos de interpolación KRIGING e IDW
14
15
3.3.1. Operacionalización de las variables Tabla 01: Operacionalización de las variables VARIABLE Independiente: Temperatura y humedad atmosférica
Dependiente: Métodos o modelos matemáticos de interpolación KRIGING
DEFINICIÓN CONCEPTUAL Son variables meteorológicos presentes en la atmosfera, quienes son importantes para el desarrollo de la vida.
Métodos utilizados para predecir el valor de un atributo dentro de un área específica,
e IDW
DEFINICIÓN OPERACIO NAL Presencia de temperatura y humedad máximas y mínimas expresado en grados ºC y %.
Descripción cualitativa de la influencia de los atributos sobre el área.
DIMENSIONE S Aumento y descenso de la Humedad y temperatura
Nivel de correlación entre sí, para su interpretación
Fuente: Elaboración propia 2014
16
INDICADORES T Temperatura altas y bajas Humedad alta y baja
Interrelación mutua
ESCALA Ordinal / nominal Máxima y mínima
Nominal Grande, mediano pequeño
y
CAPITULO IV: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 4.1.
Diseño de investigación Según el propósito del estudio y la naturaleza de la investigación, corresponde a un diseño de tipo Investigación de laboratorio o experimental. Según ESÚS FERRER.(2010).¨Operacionalización de variables¨, hace mención que ésta investigación se presenta mediante la manipulación de
una
variable
no
comprobada,
en
condiciones
rigurosamente
controladas, con el fin de escribir de qué modo y por qué causa se produce una situación o acontecimiento particular. 4.2.
Tipo y nivel de la investigación La presente investigación es de tipo correlacional, porque persigue medir el grado de relación existente entre variables Según ESÚS FERRER. (2010).¨Operacionalización de variables¨, menciona que dicho nivel de investigación Estudia las relaciones entre variables dependientes e independientes, es decir, la correlación entre dos variables. Nivel de investigación: Según lo establecido por SÁNCHEZ CARLESSI H. y REYES MEZA C. (2006), nuestro nivel de investigación científica es del tipo explicativa o de comprobación de hipótesis causales, porque busca explicar fenómenos y el estudiar sus relaciones para conocer su estructura y los aspectos que intervienen en la dinámica de aquéllos. Hay predominio de explicación, descripción y correlación. Es aquella que tiene relación causal, no solo persigue describir o acercarse a un problema, sino que intenta encontrar las causas del mismo.
4.3.
Enfoque de la investigación Según el enfoque de investigación es cuantitativo;
HERNÁNDEZ
SAMPIERI R. (2010). “Metodología de la investigación”. Lo define como una investigación que utiliza diseños para analizar la certeza de las hipótesis formuladas en un contexto en particular o para aportar evidencia respecto de los lineamientos de la investigación, se encuentra relacionada
17
con el grado en que apliquemos el diseño tal como fue preconcebido (particularmente en el caso de los experimentos). 4.4.
Método de la investigación El presente trabajo de investigación se desarrollará en siete etapas: ETAPA 01: Recopilación de Información Para la recopilación de la información se buscó los mapas o Shapes del Distrito de la Banda de Shilcayo, mediante intermediarios, y según amerite el caso se procederá a su conversión al formato de interés. Para separar nuestro sector de interés a partir de Shape de polígono de la ciudad de la Banda de Shilcayo, se usara la herramienta “CLIP” de la barra Extract del Arctoolbox, donde se procederá a la separación del sector de interés previamente seleccionado, en la opción Input, se agregará el Shape de la ciudad de la Banda de Shilcayo; en Output; se le dará la ruta de guardado, y las demás opciones será por defecto. ETAPA 02: Ubicación de los puntos de muestreo Con el mapa obtenido se procedió a la coordinación con cada familia, 15 en total, se sacará las coordenadas geográficas mediante el uso del GPS; usando el Datum WGS84, coordenadas geográficas UTM, para su posterior representación en un mapa de ubicación de los puntos de muestreo. ETAPA 03: Mediciones de humedad y temperatura Para la toma de muestra nos guiaremos del PROTOCOLO DE MONITOREO DE CALIDAD DEL AIRE Y GESTION DE LOS DATOS, establecidos por DIGESA, donde el tipo de muestra que se realizo fue por Muestreadores pasivos, haciendo uso del BOECO, Modelo Germany;
ya que es un
Termohigrometro, Marca método simple y eficaz en
función de los costos para realizar el sondeo de la calidad del aire en un área
determinada.
A través
de
la
difusión
de
los
parámetros
meteorológicos, se recoge una muestra integrada durante un determinado periodo, que generalmente varía entre una semana y un mes; siendo tiempo ideal de muestreo para este proyecto de investigación de 10 dias, donde los muestreos será de 24 horas por cada punto.
18
ETAPA 04: Sistematización de los datos Durante los días de muestreo, los datos fueron organizados en una tabla de Excel; cada punto de muestreo será representado con un Shape de puntos, donde se detallarán los datos del Anexo 02. “Matriz de registro de mediciones”. ETAPA 05: Análisis geoestadístico Antes de realizar la interpolación, se procedió a la realización de un diagnóstico de las zonas de estudio, mediante “El análisis exploratorio de datos espaciales” del ArcMap, quien nos permitió conocer la distribución de los datos y sus tendencias respecto a las variables de estudio. ETAPA 06. Interpolación Una vez que se hayan obtenido los datos mediante la medición por 10 dias seguidos, serán interpolados por el método KRIGING e IDW de acuerdo a la Variable Z (temperatura o humedad). Para la Interpolación KRIGING se usó el método Ordinary, debido a que la temperatura y humedad no son variables predominantes,
La
variable search radius, fue del tipo variable porque no especificaremos el número de puntos existentes. EL Fixed search radius se mantendrá en 12 (establecido por defecto), para luego ser interpolados. Para la interpolación local IDW se usó los datos por defectos (establecidos por el programa), debido a que solo interpolaremos usando los valores conocidos de los datos vecino (puntos muestreados). Se uso la correlación para unir las interpolaciones hechas tanto de humedad máxima y mínima como las de temperatura máxima y mínima, para su interpretación. ETAPA 07: Presentación de datos y sustentación Los datos interpolados son presentados en mapas con su respectiva interpolación en un informe final, para que posteriormente sea sustentado. 4.5.
Población y muestra Población Todos los datos de humedad y temperatura registrados en cada sector de la ciudad de la Banda de Shilcayo.
Muestra
19
Datos de humedad y temperatura registrados en los puntos de muestreo en la parte alta, media y baja de la Ciudad de la Banda de Shilcayo 4.6.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos 4.6.1. Técnicas Muestreos pasivos según el PROTOCOLO DE MONITOREO DE CALIDAD DE EL AIRE Y GESTION DE LOS DATOS,
establecidos por DIGESA. Uso de los software ArcGIS y AUTOCAD Uso del interpolador global KRIGING Ordinay Uso del interpolador local IDW. Medición de humedad y temperatura con el termohigrometro
digital. Toma de puntos geográficos y altitud con el GPS Observación de libros virtuales referente al
investigación. Uso del internet
como
herramienta
para
tema
de
búsqueda
de
información referente al tema de investigación.
4.6.2. Instrumentos Fichas de registro de mediciones Equipo termohigrometro digital Equipo GPS. 4.6.3. Criterios de validez y confiabilidad de los instrumentos Validez de los Instrumentos: Se realizó mediante la revisión de sus márgenes de error y veracidad de los aparatos a utilizar, así mismo se preguntara en los laboratorios cuales son los papeles que validad a los aparatos que ellos utilizan para realizar las mediciones y si es posibles se pedirá una copia del certificado de validez junto al de confiabilidad.
Confiabilidad de los Instrumentos: Se utilizó la confiabilidad de los instrumentos junto con el que los analistas de las muestras manejan en las pruebas de laboratorio cuando se haga la medición de parámetros.
20
CAPITULO V: ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 5.1.
Recursos 5.1.1. Humanos 03 alumnos pertenecientes al grupo de la carrera profesional de ingeniería ambiental VIII CICLO. 5.1.2. Económicos Los gastos de la investigación serán cubiertos y financiados por los integrantes del grupo. (Ver cuadro de presupuesto) 5.1.3. Físicos Libreta de campo Lap top 01 GPS 01 Termohigrometro Pilas Panasonic AAA Impresora CANON i350 Cámara fotográfica CANON SK- 102. Calculadora CASIO fx 4500p
5.1.4 Presupuesto Cuadro 01: Administración de recursos económicos-gastos. DESCRIPCION
UNIDAD
CANT.
COSTO UNIT.
TOTAL S/.
Alquiler de GPS
Unidad
1
20
20
Alquiler de termohigrometro
Unidad
1
10
10
Pilas AAA
Pares
6
1,5
9
1
3
3
1
14
14
I. Equipo e intrumentos
Cuadernillo de apuntes II. Mediciones Combustible
galones
IMPREVISTOS 10%
10
TOTALES s/.
66
21
Fuente: Elaboración propia 2014
22
5.1.5 Cronograma de actividades Cuadro 02: Cronograma de actividades DIAS DE MUESTREO ACTIVIDAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Trabajo de campo
X x X x x x x x x
trabajo de gabinete
Presentación y exposición
11
12
13
x
x
x
14
15
x
x
x
Fuente: Elaboración propia 2014
23
6. RESULTADOS 1. Después de realizar la medición con el termohigrómetro en los 9 puntos muestreados, se logró obtener la siguiente matriz: Cuadro 01. Matriz de registro de mediciones N º
ESTE
NORTE
ALTIT UD
1
350770
9282139
341
UBICACIÓN (JR.)
Tma x
Tmin
Hm ax
Hmi n
OBSERVACION
JR. SAN MIGUEL Nº 202
34,4
22,9
77
67
Parte media
31,7
21,6
73
46
Parte alta
31,5
23,3
80
33
Parte baja
PSJE. TITO LOPEZ LOTE 25 MZ G PSJE. LEONEL FASANANDO Nº130
2
351103
9282374
359
3
349882
9281956
301
4
350808
9282442
345
JR. 28 DE JULIO S/N
31,8
24,7
84
55
Parte media
5
350040
9281828
314
JR.MARGINAL SUR Nº 484
35,1
25,8
67
42
Parte baja
6
351455
9282566
407
JR.SAN MARTIN Mz J LOTE 13
36,6
22,2
82
38
Parte alta
7
352066
9282562
435
JR. SAN MIGUEL Nº 1409
27
21,8
82
75
Parte alta
8
350366
9282207
315
JR. YURIMAGUAS Nº539
30,3
24,7
83
54
Parte media
9
350248
9281986
309
JR.RICARDO PALMA Nº 437
31,9
24,2
80
68
Parte baja
Fuente: Elaboración propia 2014 2. Mediante el uso de modelamiento IDW y KRIGING de humedad y temperatura, se obtuvo los siguientes mapas:
24
MAPA INTERPOLACION IDW PARA TEMPERATURA MAXIMA
25
01.
Fuente: Elaboración propia 2014
26
MAPA 02. INTERPOLACION IDW PARA TEMPERATURA MINIMA
Fuente: Elaboración propia 2014
27
MAPA
Fuente: Elaboración propia 2014
INTERPOLACION IDW PARA HUMEDAD MAXIMA
28
03.
MAPA Fuente: Elaboración propia 2014 INTERPOLACION IDW PARA HUMEDAD MINIMA
29
04.
MAPA 05. INTERPOLACION KRIGING PARA TEMPERATURA MAXIMA
30
Fuente: Elaboración propia 2014
31
MAPA INTERPOLACION KRIGING PARA TEMPERATURA MINIMA Fuente: Elaboración propia 2014
32
06.
MAPA INTERPOLACION KRIGING PARA HUMEDAD MAXIMA
Fuente: Elaboración propia 2014
33
07.
MAPA INTERPOLACION KRIGING PARA HUMEDAD MINIMA Fuente: Elaboración propia 2014
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08.
INTERPRETACION: MAPA 01. INTERPOLACION IDW PARA TEMPERATURA MAXIMA
Según la interpretación IDW realizada para la temperatura máxima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la temperatura máxima registrada se ubica en el punto número 6, que comprende el JR.SAN MARTIN Mz J LOTE 13 a 407 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 36.6 ºC, con un radio de influencia de 160 m, caso contrario registra el punto 7 que comprende el JR. SAN MIGUEL Nº 1409, a 435 m.s.n.m,
con una
temperatura máxima de 27 Cº con un radio de influencia de 208 m. MAPA 02. INTERPOLACION IDW PARA TEMPERATURA MINIMA
Según la interpretación IDW realizada para la temperatura mínima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la temperatura mínima registrada se ubica en el punto número 2, que comprende el PSJE. TITO LOPEZ LOTE 25 MZ G a 359 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 21.6 ºC, con un radio de influencia de 130 m, caso contrario registra el punto 5 que comprende el JR.MARGINAL SUR Nº 484, a 314 m.s.n.m,
con una
temperatura mínima de 25.8 Cºcon un radio de influencia de 90 m. MAPA 03. INTERPOLACION IDW PARA HUMEDAD MAXIMA
Según la interpretación IDW realizada para la humedad máxima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la humedad máxima registrada se ubica en el punto número 4, que comprende JR. 28 DE JULIO S/N a 345 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 84 %, con un radio de influencia de 220 m, caso contrario registra el punto 5 que comprende el JR.MARGINAL SUR Nº 484, a 314 m.s.n.m, con una humedad máxima de 67 %, con un radio de influencia de 50 m.
MAPA 04. INTERPOLACION IDW PARA HUMEDAD MINIMA
Según la interpretación IDW realizada para la humedad mínima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la humedad mínima registrada se ubica en el punto número 3, que comprende PSJE. LEONEL
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FASANANDO Nº130 a 301 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 33 %, con un radio de influencia de 100 m, caso contrario registra el punto 7 que comprende el JR. SAN MIGUEL Nº 1409, a 435 m.s.n.m,
con una
humedad mínima de 75 %, con un radio de influencia de 200 m. MAPA 05. INTERPOLACION KRIGING PARA TEMPERATURA MAXIMA
Según la interpretación KRIGING realizada para la temperatura máxima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la temperatura máxima registrada se ubica en el punto número 6, que comprende el JR.SAN MARTIN Mz J LOTE 13 a 407 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 36.6 ºC, con un radio de influencia de 160 m, caso contrario registra el punto 7 que comprende el JR. SAN MIGUEL Nº 1409, a 435 m.s.n.m,
con una
temperatura máxima de 27 Cº con un radio de influencia de 200 m. MAPA 06. INTERPOLACION KRIGING PARA TEMPERATURA MINIMA
Según la interpretación KRIGING realizada para la temperatura minima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la temperatura minima registrada se ubica en el punto número 2, que comprende el PSJE. TITO LOPEZ LOTE 25 MZ G a 359 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 21.6 ºC, con un radio de influencia de 650 m, caso contrario registra el punto 5 que comprende el JR.MARGINAL SUR Nº 484, a 314 m.s.n.m,
con una
temperatura mínima de 25.8 Cº con un radio de influencia de 800 m. MAPA 07. INTERPOLACION KRIGING PARA HUMEDAD MAXIMA
Según la interpretación KRIGING realizada para la humedad máxima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la humedad máxima registrada se ubica en el punto número 4, que comprende JR. 28 DE JULIO S/N a 345 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 84 %, con un radio de influencia de 900 m, caso contrario registra el punto 5 que comprende el JR.MARGINAL SUR Nº 484, a 314 m.s.n.m, con una humedad maxima de 67 %, con un radio de influencia de 1500 m.
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MAPA 08. INTERPOLACION KRIGING PARA HUMEDAD MINIMA
Según la interpretación KRIGING realizada para la humedad mínima en el distrito de la Banda de Shilcayo, se deduce que la humedad mínima registrada se ubica en el punto número 3, que comprende PSJE. LEONEL FASANANDO Nº130 a 301 m.s.n.m, cuyo dato obtenido es de 33 %, con un radio de influencia de 120 m, caso contrario registra el punto 7 que comprende el JR. SAN MIGUEL Nº 1409, a 435 m.s.n.m,
con una
humedad mínima de 75 %, con un radio de influencia de 1900 m.
7. CONCLUSIONES Se logró interpolar e interpretar los datos obtenido de humedad y temperatura, siendo la interpolación IDW la más fácil de deducir, debido a
las características del gráfico. El termohidrometro digital nos permitió medir la temperatura y humedad en los 9 puntos del Distrito de la Banda de Shilcayo, logrando obtener datos
máximos y mínimos. El Modelamiento KRIGING nos permitió determinar a partir de la distancia o la dirección entre los puntos de muestra la correlación espacial existente
en los 9 puntos del Distrito de la Banda de Shilcayo. El modelamiento IDW nos permitió determinar los valores a través de una
combinación ponderada entre los puntos de la muestra. El modelamiento KRIGING e IDW nos proporcionaron de forma semejante los puntos de temperatura máxima y mínima, así también como para la humedad máxima y mínima.
8. DISCUSIONES Varios autores afirma que la temperatura es inversamente proporcional a la altura, debido a que los rayos de sol atraviesan la atmósfera, ésta energía es absorbida por la Tierra haciendo que ésta se caliente e irradie calor de forma gradual. Esto provoca que las capas de aire más cercanas 37
a la superficie estén a mayor temperatura y que disminuya de forma gradual cuando ascendemos. Un claro ejemplo de esto es el punto 07, donde la altitud es
435 m.s.n.m (el punto más alto) y la temperatura es
de 27ºC (la más baja), teniendo una estrecha relación con lo establecido
línea arriba. En algunos puntos interpolados por el modelo IDW y KRIGING el contenido de humedad era inversamente proporcional a la temperado, el Servicio Nacional de Meteorologia e Hidrologia hace mención que el contenido de agua en la atmósfera depende, principalmente, de la temperatura. Cuanto más caliente está una masa de aire, mayor es la cantidad de vapor de agua que puede retener. En contrapartida, a temperaturas bajas puede almacenar menos vapor de agua. Es decir la relación correcta es directamente proporcional, esto es debido a varios factores, como por ejemplo la cantidad de cubierta vegetal existente, el tipo de material de la casa, el tipo de suelo existente y la cercanía a alguna fuente de agua.
9. RECOMENDACIONES Para tener una medición exacta con el termohigrómetro, se debe de regir a lo establecido por el protocolo de monitoreo de la calidad de aire
establecido por DIGESA. Para el mejor análisis de la relación entre humedad y temperatura en los modelos IDW y KRIGIN se recomendaría hacer una correlación entre ambos.
10. BIBLIOGRAFIA
NEGRON PEREZ C.P. 2008. “Medidor de temperatura y presión
atmosférica basado en un microcontrolador de bajo consumo de potencia”. ROMERO H., IRARRAZAVAL F., OPAZO D, et al. 2010. “Climas urbanos y
contaminación atmosférica en Santiago de Chile”, para la revista Scielo. HERIQUEZ C; MENDEZ J.C; MASIS R; 2013. “interpolación de variables de fertilidad de suelo mediante el análisis kriging y su validación”.
38
IZQUIERDO T. Y MARQUEZ A. 2006. “Comparación de métodos de interpolación para la realización de mapas de precipitación para el acuífero
de Icod-Cañadas (Tenerife, Islas Canarias)”. VILLATORIO M; HENRIQUEZ C Y SANCHO F. 2008. “comparación de los interpoladores IDW y Kriging en la variación espacial de ph, ca, cice y p
del suelo”. MARUANE C. y GARREAUD R. 2006. “Determinación de la Humedad en
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geografica” La Ley N° 26821, Ley Orgánica para el Aprovechamiento Sostenible de los
Recursos Naturales. El Artículo 2° inciso 22 de la Constitución Política del Perú
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Quimicanet.
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“la
temperatura
y
el
calor”;
disponible
en:
http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema3/tema3.htm
MARUANE C. y GARREAUD R. 2006. “Determinación de la Humedad en la Atmosfera”
39
ANEXOS: Anexo 01. Matriz de registro de mediciones
Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ESTE
PUNTO DE MUESTREO NORTE ALTURA UBICACIÓN (JR.)
TEMPERATURA HUMEDAD MAXIMA MINIMA MAXIMA MINIMA
Fuente: Elaboración propia 2014.
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OBSERVACION
Grafico 01. Línea de tendencia de la Temperatura máxima Temperatura máxima En el siguiente grafico se aprecia la tendencia de crecimiento de la temperatura máxima.
Grafico 02. Línea de tendencia de la Temperatura mínima Temperatura mínima
Grafico Línea grafico de tendencia dela la Humedad máxima de la temperatura En el03. siguiente se aprecia Humedad tendencia máxima de crecimiento mínima 41
En el siguiente grafico se aprecia la tendencia de crecimiento de la humedad máxima. Grafico 04. Línea de tendencia de la Humedad mínima Humedad mínima
En el siguiente grafico se aprecia la tendencia de crecimiento de la humedad mínima. Grafico 05. Histograma de temperatura máxima Temperatura máxima
42
En el siguiente grafico se aprecia la frecuencia de la temperatura máxima
Grafico 06. Histograma de Temperatura mínima Temperatura mínima
En el siguiente grafico se aprecia la frecuencia de la temperatura mínima Grafico 07. Histograma de Humedad Máxima Humedad máxima
43
En el siguiente grafico se aprecia la frecuencia de la humedad máxima
Grafico 08. Histograma de Temperatura Máxima Humedad mínima
En el siguiente grafico se aprecia la frecuencia de la humedad mínima
44
MAPA 09. MAPA DE UBICACIÓN DE LOS PUNTOS MUESTREADOS
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Fuente: Elaboración propia 2014
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MAPA 10. MAPA DE ALTITUDES
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Fuente: Elaboración propia 2014
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MAPA 11. MAPA DE DISTRIBUCION
Fuente: Elaboración propia 2014
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