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INTRODUCCIÓN
La incorporación sistemática de las tecnologías en todas las esferas está provocando importantes cambios con la confianza de modernizar y hacer más competitiva la sociedad y las instituciones. De ahí que se puede observar que cada día el uso de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) se incrementa cada vez más en la evolución y desarrollo de las organizaciones (Losada et al., 2012).
Cuba ha defendido siempre el concepto de que el uso masivo de las TIC no es un fin, sino una herramienta poderosa para lograr el desarrollo. En este sentido, la meteorología ha incrementado su potencial de desarrollo con la incorporación de las TIC, lo cual ha generado un cambio sustancial. Estas tecnologías son un conjunto de procesos y productos derivados de las nuevas herramientas (hardware y software), relacionados con el almacenamiento, procesamiento y la transmisión digitalizada de la información. (Ochoa & Cordero, 2012)
Relacionado con el tema Peláez, 2015 desarrolla una aplicación web siguiendo estándares de código abierto en PostgreSQL que permite gestionar información para apoyar la prestación de los servicios Científico-Técnicos ofrecidos por la institución en el área de la cayería norte de Ciego de Ávila, así como: pronóstico del tiempo, planificación del desarrollo de actividades turísticas, control de vectores, mantenimiento del parque eólico de Cayo Coco, entre otras. Por otra parte Guerrero, 2017 propone, describe y evalúa un modelo de gestión de información meteorológica, diseñado para construir Sistemas de Gestión de Datos Meteorológicos.
En el Centro Meteorológico Provincial de Camagüey el empleo de las TIC resulta necesario y le permite alcanzar un alto grado de informatización en la gestión de la información de las actividades que el centro realiza. En este sentido Castellano, 2013 desarrolla un sistema de gestión de la información científico técnica para el Centro y propone estrategias organizacionales e informáticas que facilita la implementación y el funcionamiento del sistema.
En el año 2005 ante la severa sequía, que de manera particular azotó a las provincias orientales y avanzó hacia el centro y occidente, el país tomó la decisión de reanudar los trabajos experimentales relacionados con el incremento artificial de la lluvia. Dentro de las funciones que realizan los especialistas que laboran en el Departamento de Física de la Atmósfera que se encuentra ubicado en el centro meteorológico de Camagüey están enfocadas en:
Diseñar y desarrollar experimentos para el incremento artificial de la lluvia.
Elaborar el pronóstico meteorológico especializado del desarrollo convectivo.
El pronóstico especializado se realiza con el objetivo de pronosticar el inicio de la convección para el trabajo de la lluvia provocada Para confeccionar el pronóstico se necesita y se genera una gran búsqueda de información tales como imágenes de satélites, mapas sinópticos, observaciones de superficie, mapas del aire superior, observaciones del radar y resultados de modelos numéricos. Se obtiene a través de varios sitios web y de intercambios utilizando la red nacional de comunicaciones por tanto, se consume gran cantidad de tiempo, el flujo de información es muy lento y es difícil el acceso a la información que está muy dispersa en varios sitios web. Todo esto conlleva a una gran pérdida de tiempo.
La información se obtiene de un gran número de modelos desarrollados por diversas agencias y organismos meteorológicos ,entre los que se destacan el modelo Global Forecasting System (GFS), el Weather Research and Forecasting (WRF), el European Center for Medium range Weather Forecasting (ECMWF), las páginas web del Centro Nacional de Investigaciones Atmosférica (NCAR), el de Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), el de los Servicios del Clima (Crownweather) entre otros sitios más que están relacionados con imágenes de satélites y modelos numéricos.
El objetivo de este trabajo es implementar un sistema de gestión de información basado en el uso de las TIC que contribuya a mejorar la gestión de información de los especialistas que realizan los pronósticos meteorológicos especializados en el Departamento de Física de la Atmósfera en Camagüey.
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente trabajo se diseño en un ambiente web, donde se utilizó como lenguaje de programación Python. Se escogió este lenguaje de programación porque permite varios estilos como: programación orientada a objetos, imperativa y funcional interpretada.
Se empleó el Wordpress como sistema de gestión de contenido ya que dispone de un sistema de plugins que permite extender las capacidades dándole la propiedad de ser flexible.
Se seleccionó como sistema de gestor de base de datos el PostgreSQL. Se seleccionó este sistema porque tiene durabilidad y una vez realizada una operación en el gestor esta persistirá, y no se podrá deshacer aunque falle el sistema.
Al estar diseñada para un ambiente web la aplicación necesita de un servidor donde se alojan las diferentes páginas que conforman el sitio, en este caso se utilizó el Wampserver, porque tiene como característica visualizar sitios web y gestionar bases de datos. Se escogió la metodología ágil (XP), por la facilidad que muestra la misma a la hora del desarrollo del software, Las figuras 1,2,3 muestran partes del código fuente que se desarrolló para hacer las descargas automáticas desde internet de los datos necesarios del sistema
Se realizaron entrevistas a especialistas que facilitaron el diagnóstico de la situación actual de la información. Se seleccionó como muestra para la investigación ocho especialistas, de ellos dos investigadores, un técnico en meteorología, cuatro licenciados en meteorología y un ingeniero en informática.
Se elaboró una encuesta con los 7 criterios más importantes seleccionados de modo que evidenciara en qué medida el uso del software implementado satisface a los especialistas y demostrar la viabilidad del sistema, en la cual se seleccionó una muestra de 10 trabajadores que estuvo conformada por 2 investigadores, 4 licenciados en meteorología, 3 técnicos en meteorología y un ingeniero en informática lo que quedó demostrado que:
Se ahorra tiempo.
Es factible.
Facilita el acceso a la información.
Existe mayor organización en la información.
Con el sistema propuesto mejora la toma de decisiones.
Obtener información de interés.
Ofrece información oportuna.
Para valorar cada criterio se utilizó la escala de tipo Likert de cinco categorías evaluada. Se realizó solicitando a los encuestados que expresen su acuerdo o desacuerdo mediante una escala. En la mayoría de las encuestas se utiliza este tipo de escala donde se hace una pregunta y se solicita la respuesta del participante en una escala relativa con varios rangos (desde 1, hasta 5).
Se utilizó el programa (Software) SPSS ya que facilita diversos resultados incluyendo correlaciones entre los indicadores de la escala.
El análisis de la concordancia entre los criterios de los especialistas se realizó a través de una prueba estadística no paramétrica utilizando Kendall, y la fiabilidad de los cuestionarios se efectuó del mismo modo pero con Alpha de Cronbach que es un indicador global del grado de confiabilidad de la escala. El procesamiento se hizo con el software SPSS- versión 20.
A los efectos de esta investigación se considera la viabilidad del procedimiento a partir de los siguientes criterios (Castellanos, 2013):
El sistema es viable, altamente positivo, cuando la media del valor percibido por los especialistas en el ítem se encuentra entre 3,75 y 5,00.
El sistema es viable, aunque requiere ser perfeccionado, cuando la media del valor percibido por los especialistas en el ítem se encuentra entre 3,74 y 2,50.
El sistema es no viable, cuando la media del valor percibido por los especialistas en el Ítem es inferior a y 2,49.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los especialistas para confeccionar este tipo de pronóstico tienen que conocer con varios días de antelación algunos elementos como por ejemplo:
El clima del lugar en donde se va a realizar el pronóstico meteorológico especializado.
Localización de los sensores remotos, ya sea propio del lugar o los más cercanos al lugar.
Localización de las coordenadas para la realización de los sondeos aerológicos reales o calculados.
Estudio de los pronósticos del tiempo del lugar.
Seleccionar los productos adecuados a su utilización.
Localización de la red de estaciones sinópticas de superficie
En el contexto de trabajo sistemático es necesario decidir en cuanto a las condiciones atmosféricas si son favorables o no, para el desarrollo de nubes convectiva dependiendo del:
Valor de la temperatura máxima en superficie.
El nivel de humedad relativa.
Las condiciones de vorticidad en los niveles bajos y altos de la atmósfera.
La magnitud de las corrientes verticales.
Las acciones que tienen que ejecutar dependen de muchos aspectos que no se conocen, entonces no pueden prever con exactitud por ejemplo ;si el viento de la costa va aportar dinámica para el desarrollo de nubes y se forme la convergencia; o si va a ver desarrollo de las corrientes vertical para que se formen las nubes cúmulos.
Con el sistema se está propiciando que el especialista haga el análisis y no tenga que perder tiempo en localizar la información de internet, además es un tiempo que se gana en el análisis para la toma de decisiones, ya que el proceso se realiza localizando la información de manera automática e integrándola en un solo lugar, por lo que los especialistas tienen más tiempo para decidir por ejemplo: de acuerdo a como se está comportando el viento se puede sembrar las nubes en la zona norte o sur del polígono de trabajo, o de acuerdo a los valores altos o bajo de la humedad relativa el desarrollo de la nubosidad va a ser temprano o tardío así sucesivamente.
Etapas para la elaboración del sistema de gestión de la información propuesto
Para el sistema de gestión de la información que se presenta, se realizan un conjunto de tareas comprendidas en el desarrollo de cuatro etapas.
Desarrollo de las etapas establecidas para la elaboración del sistema de gestión de la información
Etapa 1: Organización del sistema.
En esta etapa se analiza el sistema de información existente en el departamento y se identifican sus necesidades de información. Se conoce como se realiza el trabajo de la gestión de la información para los pronósticos meteorológicos especializados, es decir, cómo se recolecta, almacena y procesa la información. Se parte de conocer los procesos que se realizan en el departamento, con el objetivo de obtener información que permita describir las especificaciones del sistema de información como identificar las necesidades de información de los usuarios y ser la base para el diseño del sistema.
En la entrevista que se aplicó con el fin de conocer el diagnóstico del proceso de gestión de información se evidenciaron los siguientes problemas:
Información tardía.
Pocos medios de cómputos.
Poca organización de la información.
Duplicidad de la información.
Tecnología obsoleta.
Información muy dispersa
A partir del análisis estadístico que se realiza se obtuvo que el 75% de los especialistas coincidió que existían dificultades para acceder a la información y que la información se encuentra muy dispersas en varios sitios web lo que conlleva a una gran pérdida de tiempo, el 62,5% coincidió en que existe en la actualidad duplicidad en la información y poca organización de la información, el 50% expresó que hay pocos medios de cómputos y el 37,5% de los especialistas declaró que la información se obtiene tarde y la tecnología que se utiliza es obsoleta. En el gráfico siguiente se visualiza la información antes mencionada (figura 4).
Figura 4 Resultados de las entrevistas de los problemas que dificultan la gestión de información para los pronósticos meteorológicos especializado
Las tablas siguientes, indican las frecuencias, dependiendo de los valores de la variable, así como diversos porcentajes.
Tabla 3 Dificultades para acceder a la información
| Frecuencia | Porcentaje | |
|---|---|---|
| Válido | 6 | 75.0 |
| Perdidos | 2 | 25.0 |
| Total | 8 | 100.0 |
Tabla 4 Poca organización en la información
| Frecuencia | Porcentaje | |
|---|---|---|
| Válido | 5 | 62.5 |
| Perdidos | 3 | 37.5 |
| Total | 8 | 100.0 |
Tabla 5 Duplicidad de la información
| Frecuencia | Porcentaje | |
|---|---|---|
| Válido | 5 | 62.5 |
| Perdidos | 3 | 37.5 |
| Total | 8 | 100.0 |
Cuando se indago si existe alguna herramienta informática que facilite el proceso de gestión de información los 8 especialistas afirmaron que no se cuenta con ninguna herramienta informática que le permita organizar y gestionar toda la información que se genera. Sugieren que se desarrolle un sistema para gestionar la información con el cual se gane en tiempo en el análisis y así poder decidir con suficiente tiempo.
Los resultados derivados del análisis del sistema de gestión de la información actual revelan problemas relacionados con el bajo aprovechamiento de la tecnología de información.
Etapa 2: Diseño y elaboración del sistema.
En esta etapa se diseñan los elementos fundamentales del sistema propuesto que está encaminado a perfeccionar la gestión de información para los pronósticos meteorológicos especializados. Se tuvo en cuenta los procesos de selección y representación de la información, unidos a su almacenamiento.
Se describe detalladamente la estructura funcional del sistema y se concreta el alcance del sistema, las características del hardware, software que se utilizan en su elaboración.
Se concibe estructurar un sistema de gestión de información con datos confiables y fáciles de obtener. Para su diseño se considera como aspecto importante para la manipulación de información, la implementación de una interfaz simple pero eficiente, que facilite el intercambio de información y una mejor recuperación de los datos solicitados por los usuarios.
Los requisitos funcionales del sistema describen lo que el sistema debe hacer, los propuestos en este sistema son los siguientes:
Gestionar información
Obtener información
Visualizar información
Adicionar información
Descargar información
Los requisitos no funcionales, como su nombre sugieren, son aquellos que no se refieren directamente a las funciones específicas que proporciona el sistema, sino a las propiedades emergentes de éste como la fiabilidad, el tiempo de respuesta y la capacidad de almacenamiento. Aunque las tecnologías utilizadas son multiplataforma el sistema será instalado en un servidor; por tanto, los requisitos de software y hardware que se establecen a continuación están basados en ese sistema operativo.
Interfaz de usuario: El sistema cuenta con una interfaz agradable, interactiva, fácil de entender y manipular.
Usabilidad: Para operar con el sistema se requiere un nivel básico de dominio con las computadoras.
Rendimiento: La velocidad de procesamiento de la información debe ser rápida.
Soporte: Una vez terminado el sistema se le realizará un grupo de pruebas que permitan verificar su correcto funcionamiento. Es necesario un continuo mantenimiento al sistema, para evitar fallas y errores en las funcionalidades.
Seguridad: El sistema deberá registrar por seguridad todos los eventos que se produzcan para poder realizar auditorías de seguridad.
Confidencialidad: La información en el sistema estará protegida contra el acceso no autorizado.
Integridad: Se realizarán todas las acciones necesarias para que la información que se manipula en el sistema esté totalmente protegida y de igual manera se protegerán todos los datos almacenados en la base de datos del sistema.
Software: El sistema operativo utilizado debe ser Windows o GNU/Linux en cualquiera de sus distribuciones actuales. El usuario accederá al sistema utilizando el navegador web Mozilla Firefox en su versión 2.1.9 o superior. En el servidor de aplicaciones se debe instalar un servidor Web Apache en su versión 2.2.22.
Hardware: Un servidor de aplicaciones con 40 Gb de espacio en disco para almacenar toda la información sensible introducida en el sistema, debe presentar como mínimo 1gb de RAM; este servidor debe tener como sistema operativo Linux o Windows en la versión deseada.
En la figura 5 se muestra el esquema de funcionamiento del sistema desarrollado en esta investigación. El sistema descarga de forma automática la información necesaria desde varios sitios web de internet y envía la información descargada en tiempo real al SGIDFA (Sistema de gestión de información del Departamento de Física de la Atmósfera), inmediatamente mostrará un menú principal con varias opciones con el nombre de:
El sistema igualmente tiene la opción de que la información quede almacenada y permanezca archivada para posibles acciones posteriores. Para acceder a la información almacenada se realiza a través del sistema de gestor de base de datos que le solicita al archivo (base de datos) lo que se necesita gestionar y este retorna la información para visualizar las imágenes pedidas por el usuario.
Etapa 3: Prueba del sistema
El objetivo de esta etapa es poner en explotación parcial el sistema para comprobar los requerimientos técnicos y funcionales del mismo.
Una vez elaborado el sistema se procede a su instalación, paso previo que permitirá la realización de determinadas pruebas que avalen la fiabilidad del mismo antes de proceder a su implantación. Para la prueba parcial o total del sistema se parte de la selección de la persona que asumirá el rol de administrador.
El uso de cualquier producto de software tiene que estar justificado por las ventajas que ofrece. Sin embargo, antes de empezar a usarlo es muy difícil determinar si sus ventajas realmente justifican su uso.
Etapa 4: Implementación del sistema.
Al igual que en la etapa de prueba, la implementación puede ser parcial o total. En esta etapa se mantiene una constante y necesaria participación con los miembros seleccionados quienes propondrán posibles cambios para mejorar el sistema.
Representación gráfica de algunas opciones del sistema
A continuación, se muestra una configuración de la página principal del sistema de gestión de información del Departamento de Física de la Atmósfera de Camagüey, en la cual permite visualizar las opciones más importantes del sistema (figura 6).
Menú principal
El menú principal muestra varias opciones donde se muestra la información para los pronósticos meteorológicos especializados, como son:
En la opción acerca de (figura 7) se pueden encontrar las herramientas que se utilizó para el software. Esta opción es importante porque orienta sobre su diseño y como debe funcionar el sistema.
En la figura 8 se observa la opción de mapas sinópticos que permite obtener información sobre los sistemas que se representan en la superficie terrestre como las altas presiones, bajas presiones la posición de los frentes entre otros.
En la opción de mapas sinópticos se obtiene el análisis de los campos de vorticidad, en los niveles de 700, 500 y 200 hPa (figura 9)
Además, a través de un submenú secundario se obtiene información de algunos mapas pronósticos de superficie donde se puede ver la posición de los diferentes sistemas para un tiempo de 24, 48 y 72 horas (figura 10), La información de estos mapas es importante para pronosticar con anterioridad el comportamiento de diferentes variables meteorológicas como la presión y el desplazamiento de los sistemas (altas, bajas, frente frio, ondas tropicales) en ese período de tiempo.
Dentro de la opción de aire superior se pueden encontrar los mapas en los niveles de 700, 500 y 200 hPa (figura 11). Estos mapas permiten observar el análisis del aire superior mediante el empleo de líneas de flujo y son importantes ya que brindan información necesaria para conocer los sistemas que se encuentran presentes en la atmósfera tales como sistemas de altos y bajos valores de geopotencial, vaguadas, así como el flujo del viento en los niveles antes mencionados.
Dentro de la opción satélite se puede acceder a las imágenes del vapor de agua (figura 12). Estas imágenes son importantes porque se conoce el contenido de vapor de agua existente en la atmósfera y la nubosidad que hay en el área.
También se puede acceder a las imágenes visibles e infrarrojas (figura 13), las cuales son importantes para la vigilancia y el pronóstico meteorológico.
Dentro de la opción sondeo aerológico se muestra el boletín que se obtiene a través de la T-3 y el telegrama aerológico. Con el boletín aerológico se analiza el comportamiento del aire superior en la atmósfera sobre el área de trabajo, el comportamiento de las variables de dirección y velocidad del viento, la temperatura del punto de rocío, humedad desde superficie hasta los 100 hPa, la temperatura en los niveles de 500 y en 850 hPa y. algunos índices termodinámico como: la Energía Potencial Convectiva Disponible (CAPE); el índice de amenaza de tiempo severo (SWEAT); el índice de levantamiento (LI); Total de Totales (TT). El sondeo aerológico se realiza en tiempo real en el horario de las 12 UTC y en el horario de las 18 UTC se obtiene del sitio https://ready.arl.noaa.gov/READYcmet.php el sondeo interpolado. Este boletín también se descarga automáticamente para el especialista que realiza el pronóstico (figura 14).
Las imágenes de radar no se integran al sistema de gestión de información porque se obtienen del servidor del ftp.
Valoración del sistema de gestión de la información propuesto
La validez es una cuestión más compleja que debe alcanzarse en todo instrumento de medición que se aplica (Allen, 2003). En la muestra seleccionada para evaluar la viabilidad del sistema de gestión de información implementado como un camino a mejorar la gestión de información de los especialistas que realizan los pronósticos meteorológicos especializados, se eligieron especialistas que tuvieran más de 20 años de experiencia en el trabajo, que poseyeran conocimientos y estuvieran vinculados al uso de los pronósticos meteorológicos especializados.
Con el interés de evaluar la viabilidad del sistema implementado se aplicó el cuestionario, por lo que luego de leer el procedimiento, se hizo necesario que cada uno emitiera su criterio. Para valorar cada criterio de forma independiente y demostrar la viabilidad del sistema como se mencionó en los materiales y métodos, se utiliza la escala de Likert de cinco categorías evaluada con criterio de: muy de acuerdo con un valor de (5) puntos; de acuerdo con un valor de (4) puntos; ni de acuerdo ni desacuerdo para un valor de (3) puntos; en desacuerdo con un valor de (2) puntos y muy en desacuerdo con un valor de (1) punto. En la medida en que se marcó las casillas de mayor puntuación se consideró que dicho nivel era “muy alto” en cada uno de los indicadores y al marcar casillas de menor valor se expresó criterios de “muy bajos”. La siguiente tabla muestra como se conformó la escala de medición con los 7 criterios de los especialistas.
Tabla 8 Encuesta para evaluar la viabilidad del sistema implementado
| Item | Criterio | (5) | (4) | (3) | (2) | (1) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ahorro de tiempo | ||||||
| Factibilidad | ||||||
| Facilita el acceso a la información | ||||||
| Permite mayor organización en la información | ||||||
| Mejora de la toma de decisiones | ||||||
| Hace mejor uso de la información como recurso | ||||||
| Ofrece Información oportuna |
El programa (software) SPSS facilita algunas tablas donde se sintetiza la información que se necesita para determinar la validez de la escala. La figura siguiente muestra los datos cuando fueron introducidos con el editor de datos SPSS. Cada columna representa una de las 7 variables.
También se realizó el análisis estadístico de la estadística no paramétrica en el cual se aplicó el coeficiente de Kendall w (figura 16) obteniéndose una concordancia significativa entre las respuestas de los participantes con un valor de 0.037 (quedando por debajo del nivel de significación 0,05), permitiendo aceptar la hipótesis de concordancia entre los criterios de los especialistas.
El programa SPSS permite obtener el resultado del coeficiente Alfa de Cronbach, demostrando la fiabilidad de los cuestionarios con un valor de 0,780; demostrando que no existen diferencias significativas entre los encuestado (figura 17).
En la figura 18 se muestra la media promedio total según el criterio de los especialistas consultados donde el resultado de la media promedio total es de 4,3 lo que indica que el sistema es viable y altamente positivo.
En esta investigación se escogió los valores de 3,75 y 5,00 como viable, altamente positivo porque se basa en la experiencia del sistema realizado por Castellanos (2013) donde esos valores responden a la media de los promedios de cada pregunta.
El valor más alto correspondió con un valor medio de 4,6 donde coincidieron en que el sistema facilita el acceso a información, con un valor de 4,5 coinciden con el criterio que el sistema ahorra tiempo y existe mayor organización de la información, coincidieron con 4,2 que mejora la toma de decisiones y el sistema es factible. Los criterios más bajos de los especialistas consultados lo obtuvieron con un valor de 3,9 y 4,0 donde coinciden que brinda información de interés y oportuna. En el siguiente gráfico se muestra dicha información
Los criterios de los especialistas mostraron que el procedimiento implementado es viable y muy exitoso, al coincidir ambos aspectos con resultados altos.
Esta aplicación se encuentra implantada en el Departamento de Física de la atmósfera donde ha tenido gran aceptación. Una de las novedades que trae es la facilidad de acceder a la información en cualquier momento, agilizando grandemente el trabajo de los especialistas del departamento.
CONCLUSIONES
El sistema implementado favorece la gestión de información de los especialistas que realizan el pronóstico para pronosticar el inicio de la convección, garantizando una buena organización de la información, mayor seguridad y aumento de la velocidad con que fluye la información.
La media con un valor de 4,3 se encuentra dentro de los valores que indican que el sistema que se implementó es viable y altamente positivo.
