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CÁLCULO DE LA HUELLA HÍDRICA DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE PARA EL PROGRAMA CAMPUS SOSTENIBLE

ANDRES FELIPE URRUTIA SOLARTE CÓDIGO 2141668

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE OPERACIONES Y SISTEMAS PROGRAMA DE INGENIERÍA MULTIMEDIA

SANTIAGO DE CALI 2019

CÁLCULO DE LA HUELLA HÍDRICA DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE PARA EL PROGRAMA CAMPUS SOSTENIBLE

ANDRES FELIPE URRUTIA SOLARTE CÓDIGO 2141668

Pasantía Institucional para optar por el título de Ingeniero Multimedia

Director Zeida María Solarte Astaíza

Ingeniera Electrónica

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE OPERACIONES Y SISTEMAS PROGRAMA DE INGENIERÍA MULTIMEDIA

SANTIAGO DE CALI 2019

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Nota de aceptación:

Aprobado por el Comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Autónoma de Occidente para optar al título de Ingeniero Multimedia JUAN JOSÉ CARDONA QUIROZ Jurado ANDRES GALLEGO __________________________________ Jurado

Santiago de Cali, 7 de noviembre de 2019

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A mis padres, Andrés y Diana, por su amor, orientación y sobre todo, porque me enseñaron la importancia de la disciplina, el compromiso y dedicación, que se debe poner a cada tarea que realicemos para lograr nuestras metas. A mi hermana Valentina, por estar a mi lado en todo momento y sacarme sonrisas con sus bromas y comentarios.

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AGRADECIMIENTOS

A mis padres, por haber hecho posible la culminación de esta etapa, por su compañía, sacrificios y por estar a mi lado ayudándome siempre que lo he necesitado. Por darme todo su apoyo en cada paso de mi vida y velar por que siempre hiciera todo de la manera correcta. Y a Zeida, por su valiosa ayuda durante la carrera, por su colaboración desde el inicio de mi formación en la universidad y por estar siempre disponible para lo que necesitara. Gracias por tenerme paciencia y abrirme las puertas al mundo laboral.

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CONTENIDO

pág. RESUMEN 14

INTRODUCCIÓN 15

1. PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA 17

2. JUSTIFICACIÓN 18

3. ANTECENDENTES 20

3.1. SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS DE VARIABLES MEDIOAMBIENTALES COMO SOPORTE AL PROYECTO CAMPUS SOSTENIBLE DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE. 20

3.2. URBAN DASHBOARD 22

3.3. “CÁLCULO DE LA HUELLA HÍDRICA EN UNIVERSIDADES” CASO DE ESTUDIO DE UNIVERSIDAD CATÓLICA DE MANIZALES, EN EL MARCO DEL SISTEMA DE GESTIÓN AMBIENTAL. 24

3.4. CUANTIFICACIÓN DE LA HUELLA HÍDRICA EN LA LAS INSTALACIONES DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA CAMPUS MONTERÍA, PARA EL AÑO 2014 25

4. OBJETIVOS 27

4.1. OBJETIVO GENERAL 27

4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 27

5. MARCO REFERENCIAL 28

5.1. MARCO CONCEPTUAL 28

5.1.1. Internet de las cosas (IoT) 28

5.1.2. Protocolos de comunicación 29

5.1.3. JSON 30

5.1.4. Arquitectura de software (Modelo cliente – servidor) 32

7

5.1.5. Huella Hídrica 34

5.2. MARCO CONTEXTUAL 37

5.3. MARCO TEORICO 44

5.3.1. Cálculo de la huella hídrica a nivel ciudad 44

5.3.2. Cálculo de la huella hídrica UAO 48

6. METODOLOGÍA 50

6.1. FASE DE INICIO 50

6.2. FASE DE ELABORACIÓN 50

6.3. FASE DE CONSTRUCCIÓN 51

6.4. FASE DE TRANSICIÓN 51

7. DESARROLLO DEL COMPONENTE DE HUELLA HÍDRICA 52

7.1. FASE DE INICIO 52

7.1.1. Requerimientos funcionales 52

7.1.2. Requerimientos no funcionales 53

7.1.3. Definición de casos de uso 54

7.2. FASE DE ELABORACIÓN 60

7.2.1. Definición de la arquitectura 60

7.2.2. Diseño de los componentes de la arquitectura. 61

7.3. FASE DE CONSTRUCCIÓN 75

7.3.1. Implementación de software 75

7.3.2. Diagrama de despliegue 84

7.4. FASE DE TRANSICIÓN 89

7.4.1. Pruebas de funcionalidad 90

7.4.2. Pruebas de usabilidad. 99

8

8. CONCLUSIONES 107

9. RECOMENDACIONES 109

BIBLOGRAFÍA 110

ANEXOS 116

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LISTA DE TABLAS

pág. Tabla 1. Requerimientos funcionales 52

Tabla 2. Requerimientos no funcionales 53

Tabla 3. Caso de uso CU_01 54








Tabla 11. Información del medidor de flujo seleccionado para el proceso de recolección de información de flujo en la PTAP. 64

Tabla 12. Descripción de los parámetros del Query para el método GET. 70

Tabla 13. Descripción de los parámetros del Query para el método POST. 71

Tabla 14. Headers. 71

Tabla 15. Colecciones de la base de datos. 72

Tabla 16. Tabla pruebas de funcionalidad. 98

Tabla 17. Tiempos de usuarios para cada tarea. 101

Tabla 18. Media, mediana, moda y desviación estándar. 102

Tabla 19. Comentarios. 103

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LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Dashboard Campus Sostenible huella de carbono. 21

Figura 2. Dashboard Campus Sostenible calidad de aire 21

Figura 3. Urban Dashboard, sostenibilidad ambiental y cambio climático - Agua. 23

Figura 4. Urban Dashboard, sostenibilidad ambiental y cambio climático - Agua. 23

Figura 5. Arquitectura IoT diseñada para Campus Sostenible. 60

Figura 6. Diagrama de componentes de la capa de adquisición. 62

Figura 7. Mapa de la Universidad Autónoma de Occidente con la ubicación de los medidores flujo para el proyecto Campus Sostenible. 65

Figura 8. Formato EXCEL que contendrá la información del flujo enviada por el sistema eléctrico de la Universidad. 65



Figura 11. Aplicación móvil encargada de enviar los datos de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili. 68

Figura 12. Mockup interfaz de huella hídrica. 74

Figura 13. Mockup interfaz mapa de sensores. 75

Figura 14. Inicialización de variables. 76

Figura 15. Lectura de información de variables. 76

Figura 16. Registro de variables en la base de datos 77

Figura 17. “Calculadora” de huella hídrica. 77

11

Figura 18. Registro de datos de huella hídrica. 77

Figura 19. Función de lectura del archivo Excel. 78

Figura 20. Función de registro de flujo en la PTAP. 79

Figura 21. Inicializacion de variables y data binding. 80

Figura 22. Funcion “presentAlertConfirm”. 81

Figura 23. Funcion “SendRegister”. 82

Figura 24. Creación del punto en el mapa de la Universidad. 83

Figura 25. Consulta de ultimo registro de variables de huella hídrica. 83

Figura 26. Creación del punto en el mapa de la Universidad. 84

Figura 27. Diagrama de despligue. 85

Figura 28. Medidor de flujo Aquasoft WP-SCD DN-80 86

Figura 29. Medidor de potencia digital PowerLogicTM PM 5500 87

Figura 30. Mapa de ubicación de los diferentes medidores eléctricos en la Universidad. 87

Figura 31. Mini PC NEO Z83-4 Pro medidas. 88

Figura 32. Mini PC NEO Z83-4 Pro entradas. 88

Figura 33. Interfaz de aplicación de escritorio. 90

Figura 34. Mensaje de confirmación de envio de datos en consola de NetBeans. 91

Figura 35. Mensaje de confirmación de recepcion de datos en servidor. 91

Figura 36. Información de flujo de agua en PTAP almacenda en base de datos. 91

Figura 37. Mapa de sensores de la Universidad. 92

Figura 38. Información del sensor seleccionado. 92

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Figura 39. Gráfica de comportamiento de flujo de agua en la PTAP. 93

Figura 40. Mensaje de confirmación de la creación del DailyRegister en el servidor. 94

Figura 41. Variables de huella hídrica almacenadas en la base de datos. 94

Figura 42. Variables de huella hídrica mostradas en el dashboard. 94

Figura 43. Gráfica del comportamiento de la huella hidrica. 95

Figura 44. Descripción de la variable de huella hidrica y su respectiva formula. 95

Figura 45. Descripción de la variable de huella hidrica gris y su respectiva formula. 96

Figura 46. Descripción de la variable de huella hidrica azul y su respectiva formula. 96

Figura 47. Interfaz de aplicación móvil y mensaje de confirmación de envío de datos 97

Figura 48. Mensaje en el servidor de confirmación de recepción y almacenamiento de datos. 97

Figura 49. Información de le aplicación almacenda en la base de datos. 98

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LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Acuerdo de confidencialidad. 116

Anexo B. Cuestionario Pre-test. 117

Anexo C. Cuestionarios pos-test. 118

Anexo D. Resultados pos-test dashboard. 119

Anexo E. Resultados pre-test aplicación móvil. 123

Anexo F. Resultados pre-test. 125

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RESUMEN

El modelo Campus Sostenible de la Universidad Autónoma de Occidente fomenta actividades académicas, de investigación y proyección social para promover el compromiso y la responsabilidad ambiental y social, teniendo en cuenta, que es prioritario garantizar la sostenibilidad del ser humano en un planeta, que ambientalmente, está amenazado. En este sentido, la Institución cuenta con una solución tecnológica, que representa gráficamente el comportamiento de las variables de huella de carbono, clima y calidad de aire, a través de mediciones realizadas en el campus de la Universidad y que le permiten tomar decisiones ante valores que puedan tener impactos ambientales negativos. El objetivo del presente trabajo de grado, es adicionar la variable huella hídrica en dicha solución, de tal manera, que se integre la medición directa o indirecta del uso de agua de la Universidad.

Para lograr lo anterior, a través de este proyecto de grado, se desarrolló un sistema multimedia que se integra al dashboard de Campus Sostenible de la Universidad Autónoma de Occidente y permite registrar la información, calcular los valores de la huella hídrica y mostrar el comportamiento de estos valores. Los valores de consumo de agua se obtienen de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP), planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) y el Chiller de la Universidad.

En este contexto, el presente documento describe el proceso realizado para la inclusión de la huella hídrica en el programa de Campus Sostenible de la Universidad Autónoma de Occidente. Se detalla la investigación previa y el estado actual del proyecto, como también los aspectos técnicos y teóricos tenidos en cuenta para el desarrollo de cada elemento del sistema.

Palabras clave:

Huella hídrica, dashboard, campus sostenible, sistema multimedia.

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INTRODUCCIÓN

En el marco de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible, aprobada en septiembre de 2015, la Asamblea General de las Naciones Unidas, estableció 17 objetivos y 169 metas, para estimular dentro de los próximos 15 años, entre otros, la protección del planeta contra la degradación, incluso mediante el consumo, la producción y la gestión, sostenibles de sus recursos naturales. Estableció la prioridad de adoptar medidas urgentes para hacer frente al cambio climático, de manera que se puedan satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras.

De acuerdo con cifras de las Naciones Unidas, “la escasez de agua afecta a más del 40% de la población mundial, una cifra alarmante que probablemente crecerá con el aumento de las temperaturas globales producto del cambio climático.” En este sentido, uno de los objetivos de desarrollo sostenible, se enfoca en el agua limpia y saneamiento para todos, y busca garantizar el acceso universal al agua potable segura para todos en el año 2030, a través de estrategias adecuadas en las que confluyen soluciones en infraestructura y cambios culturales en el uso del agua. Además, este objetivo, involucra entre sus metas, la colaboración internacional con el fin de estimular la eficiencia hídrica y apoyar el uso de tecnologías para el tratamiento de agua en países de desarrollo. 1

La Universidad Autónoma de Occidente, con el fin de ajustarse a estos objetivos y responder de manera pertinente al reto mundial de la sostenibilidad, ha definido dos conceptos como base a este plan: sostenibilidad y región. Estas dos concepciones son la estructura del proyecto de Campus Sostenible, programa estratégico que permite realizar y promover a nivel local, regional y nacional, acciones y actividades que logran minimizar los impactos negativos en el medio ambiente ocasionados por las actividades cotidianas que se llevan a cabo dentro del campus universitario, y que también afectan los sectores económicos, sociales y de salud. En la Universidad convergen los conocimientos, la experiencia y el talento humano, para crear soluciones innovadoras que permitan establecer un balance entre el entorno que nos rodea y las necesidades del hombre. 2

1 PNUD. Objetivos de Desarrollo Sostenible - Agua Limpia y Saneamiento [En línea]. Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo. [Consultado día 23 de febrero de 2018]. Disponible en internet: http://www.undp.org/content/undp/es/home/sustainable-development-goals/goal-6-clean-water-and-sanitation.html 2 Universidad Autónoma de Occidente. Programa Campus Sostenible UAO 2030. 2017. pp. 1-2.

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Un factor significativo para el campus, es la recolección, almacenamiento y procesamiento de información relacionada con variables ambientales. El análisis de estos datos, permite un mejor aprovechamiento de los mismos, y de este modo determinar el estado de la Institución en diversas áreas previamente establecidas en la estrategia del proyecto. A partir de esto, se pretende mantener a la comunidad informada sobre los procesos pro ambiente llevados en la Universidad, mediante el despliegue de diferente plataformas y formatos, entre ellos páginas web y aplicaciones móviles, de tal manera, que se genere conciencia sobre los temas medioambientales y se contribuya de alguna manera, en la disminución de las acciones, en el campus universitario, que atentan contra el medio ambiente.

Un factor determinante en la implementación del proyecto Campus Sostenible es el despliegue de un dashboard que muestre como se encuentra la Universidad en diferentes componentes relacionados al medio ambiente. Actualmente se están mostrando los componentes de huella de carbono, clima y energía. Este proyecto pretende incluir un área relacionada con el manejo del agua, y mostrar la huella hídrica de la Universidad Autónoma de Occidente. Esto se logrará haciendo uso de diferentes tecnologías, que permitirán que este proceso sea desarrollado de manera automatizada, y los datos e información que se necesitan sean obtenidos con mayor facilidad.

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1. PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA

El proyecto institucional de Campus Sostenible de la Universidad Autónoma de Occidente incluye un componente TIC, cuyo principal objetivo es el desarrollo de una plataforma para la recopilación, procesamiento, análisis y despliegue en tiempo real de información relacionada al entorno medioambiental de la Universidad. Hasta el momento, en el dashboard de dicha plataforma, se está publicando información relacionada con la huella de carbono, clima y calidad de aire, pero se necesita ampliar a otras áreas que se manejan en Campus Sostenible. El manejo de agua es un tema de gran importancia en la institución universitaria. Los métodos de tratamiento de este recurso, son un factor determinante en los procesos de sostenibilidad. En la Universidad Autónoma de Occidente la fuente de recurso hídrico es el agua subterránea. Por lo cual se requieren de procesos de extracción y purificación para su uso. La recolección de información de las diferentes plantas de tratamiento de agua de la Universidad se realiza con diversos medidores, y tienen personal que se encarga de leer estos datos y generar un reporte para la toma de acciones y decisiones. Además de esto, el cálculo de variables como la huella hídrica debe realizarse de forma manual. Teniendo en cuenta la relevancia del componente TIC en la Universidad y para Campus Sostenible3, más la falta automatización en ciertos procesos ambientales, se plantea el desarrollo de un componente de huella hídrica para agilizar los procesos de captura y análisis de datos.4 A partir de esto, el desarrollo de este trabajo de grado implementará todos los procesos necesarios para la inclusión de la huella hídrica como componente nuevo en el dashboard de Campus Sostenible. De este modo se mantendrá informada a la comunidad acerca del comportamiento del agua y se generara concientización es aspectos relacionados al tema. Finalmente, con el desarrollo de este proyecto se pretende dar solución a la siguiente pregunta, ¿Cómo obtener, procesar y mostrar los datos obtenidos en la identificación de la huella hídrica de la Universidad Autónoma de Occidente en el dashboard de Campus Sostenible?

3 Universidad Autónoma de Occidente. Componente TIC: Gestión de datos del proyecto Campus Sostenible. 2016, 1 p. 4 Universidad Autónoma de Occidente. Programa: Campus Sostenible – Fase ll. 2016, 4, 7-8 p.

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2. JUSTIFICACIÓN

La Universidad Autónoma de Occidente con el fin de adaptarse a los nuevos acuerdos mundiales sobre ambiente y sostenibilidad, y ajustándose a su plan de desarrollo a 2030, ha reorientado sus funciones hacia el propósito de la sostenibilidad. Para ello, realiza y promueve a nivel local, regional y nacional, actividades que minimicen los impactos negativos sobre el medioambiente, la sociedad y la economía.

Con el fin de optar un modelo de Campus Sostenible, la Universidad se convierte en un espacio que es amigable con el medio ambiente y procura reducir la generación de residuos, como también el recuperar la fauna y flora local, la minimización de uso y disposición de material peligroso, y fomentar prácticas de consumo sostenible. De este modo, la Universidad garantiza un equilibrio entre sus necesidades y el ambiente en el que se encuentra, al involucrar el conocimiento y la experiencia de personal universitario, para dar soluciones a diferentes desafíos sociales y ambientales a los que se enfrenta la humanidad actual.2

El factor tecnológico en la Universidad ha permitido que los proyectos de Campus Sostenible mezclen diversos departamentos y facultades, lo cual involucra a personal de diferentes áreas, que trabajando en conjunto logran convertir a la institución en una cada vez más sostenible. Dentro de estos proyectos, el dashboard de Campus Sostenible ha sido desarrollado para que cualquier persona que no está familiarizada con temas medioambientales sea capaz de entender que procesos se están llevando a cabo en la Universidad en pro de la sostenibilidad.

Este proyecto tiene como foco de estudio el área relacionada al manejo y tratamiento que se le da al agua. Al incluir información en el dashboard sobre este tema, se aspira que las personas interesadas en este tema entiendan y conozcan los procesos llevados a cabo para la determinación de la huella hídrica de la institución. De igual modo se espera que investigadores dentro y fuera de la Universidad, estén al tanto los datos recaudados para calcular la huella hídrica.

Con esta información en una plataforma accesible a todo público, se espera que diferentes universidades e instituciones opten por incorporar sistemas que optimicen el uso de agua y la reutilización de esta, basada en procesos de limpieza. Además, el dashboard se pretende usar como un medio para generar conciencia en

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la comunidad y, en consecuencia, fomentar la adopción de acciones fundamentadas en la sostenibilidad y cuidado del medio ambiente.

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3. ANTECENDENTES

Actualmente existen diversas propuestas para el manejo de variables ambientales y su disposición en plataformas web para consumo público. Además, existen diversas universidades en Colombia que han realizado el trabajo de calcular la huella hídrica de la institución. A partir de esto, se pretende mostrar algunos proyectos que aportan al desarrollado en este documento.

3.1. SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS DE VARIABLES MEDIOAMBIENTALES COMO SOPORTE AL PROYECTO CAMPUS SOSTENIBLE DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE.

Dentro de la plataforma de Campus Sostenible de la Universidad Autónoma de occidente, ya se han desarrollado dos componentes: huella de carbono y calidad de aire. Para mostrar los resultados desarrollados se midieron diferentes variables involucradas en estas áreas, para posteriormente enviarlas a un servidor que permite mostrar estos datos y que sean usados en diferentes sectores del proyecto Campus Sostenible.

Los resultados de estas dos áreas se analizaron en el proyecto de grado “Sistema de adquisición de datos de variables medioambientales como soporte al proyecto Campus Sostenible de la Universidad Autónoma de Occidente” desarrollado por Rodolfo Lorza García y Diana Paola Salcedo Palacio. Los resultados obtenidos de este proyecto se logran evidenciar en el despliegue de información de estas áreas en el dashboard de Campus Sostenible. 5

5 RODOLFO LORZA, Gacia; SALCEDO, Paola. Sistema de adquisición de datos de variables medioambientales como soporte al proyecto campus sostenible de la universidad Autónoma de Occidente. Trabajo de grado Ingeniería Electrónica y telecomunicaciones. Universidad Autónoma de Occidente. Facultad de ingeniería. 2017. 5-8 p.

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Figura 1. Dashboard Campus Sostenible huella de carbono.

Fuente: Campus Sostenible UAO. Huella de carbono [imagen]. urbaneyes [Consultado: día 20 de abril de 2019]. Disponible en: https://urbaneyes.uao.edu.co/web-campus/#!/vars_huella_carbono

Figura 2. Dashboard Campus Sostenible calidad de aire

Fuente: Campus Sostenible UAO. Calidad de Aire [imagen]. urbaneyes [Consultado: día 20 de abril de 2019] Disponible en internet: https://urbaneyes.uao.edu.co/web-campus/#!/vars_calidad_aire

https://urbaneyes.uao.edu.co/web-campus/#!/vars_huella_carbono

https://urbaneyes.uao.edu.co/web-campus/#!/vars_calidad_aire

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3.2. URBAN DASHBOARD

Este dashboard permite explorar y comparar más de 150 indicadores cuantitativos de ciudades intermedias de américa latina. Este proyecto tiene asistencia técnica y hace parte la iniciativa de Ciudades Emergentes y Sostenibles (ICES) del Banco Interamericano de Desarrollo (BID).

Esta herramienta permite elegir una ciudad y comparar su desempeño en relación con las demás y de este modo, monitorear la evolución en el tiempo de sus indicadores, o explorar un tema de interés dentro de tres dimensiones: ambiental, fiscal y de sostenibilidad Urbana.

El proyecto ICES es un programa para los gobiernos de américa Latina que presentan una gran dinámica de crecimiento demográfico y económico. Este programa de evaluación rápida permite identificar, organizar y priorizar proyectos de infraestructura, así como también definir propuestas urbanísticas, ambientales y sociales, que permitan mejorar la calidad de vida de las ciudades latinoamericanas y lograr una mayor sostenibilidad. 6

A continuación de muestras los resultados de la ciudad de Manizales en la dimensión de sostenibilidad ambiental y cambio climático, enfocada en el agua.

6 Inter-American Developmnent Bank. Methodical Guide: Emerging and Sustainable Cities Initiative. 2014, Vol. 2. 1-10 p.

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Figura 3. Urban Dashboard, sostenibilidad ambiental y cambio climático - Agua.

Fuente: Urban Dashboard, sostenibilidad ambiental y cambio climático – Agua [imagen]. urbandashboard [Consultado: día 20 de abril de 2019] Disponible en: http://www.urbandashboard.org/iadb/index_city.html?id=MZL&lang=ES

Figura 4. Urban Dashboard, sostenibilidad ambiental y cambio climático - Agua.

Fuente: Urban Dashboard, sostenibilidad ambiental y cambio climático – Agua [imagen]. urbandashboard [Consultado: día 20 de abril de 2019] Disponible en: http://www.urbandashboard.org/iadb/index_city.html?id=MZL&lang=ES

http://www.urbandashboard.org/iadb/index_city.html?id=MZL&lang=ES

http://www.urbandashboard.org/iadb/index_city.html?id=MZL&lang=ES

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3.3. “CÁLCULO DE LA HUELLA HÍDRICA EN UNIVERSIDADES” CASO DE ESTUDIO DE UNIVERSIDAD CATÓLICA DE MANIZALES, EN EL MARCO DEL SISTEMA DE GESTIÓN AMBIENTAL. 7

Este trabajo de grado presentado plantea el cálculo de la huella hídrica teniendo en cuenta el contexto internacional, nacional, regional y en instituciones de educación superior.

Para el desarrollo de este trabajo se utilizaron diferentes normas establecidas por organismos de control ambiental. Inicialmente, se utiliza la Ley 99 de diciembre de 1993, por la cual se creó el ministerio de ambiente. Se organiza el Sistema Nacional Ambiental con el fin de reordenar el sector publico encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, como también otras disposiciones como MINAMBIENTE (2010).

Con el fin de mostrar un método claro para el cálculo de la huella se basan en cálculos realizados alrededor del mundo, entre ellos se encuentran mediciones de huella hídrica sobre la producción de azafrán en Irán durante 2008 y 2014, huella hídrica del sector energético de ciudades de Jing-Jin-Ji y Delta del Yangtze y una variedad de casos de estudio en España. A nivel Suramérica, muestran estudios realizados en Brasil, Argentina, Perú y Ecuador.

En los resultados obtenidos se observa un cálculo de huella directa, realizado para cada bloque (facultad, unidad, edificio, programa y escuela). También presentan el cálculo de huella indirecta asociada al consumo de electricidad y consumo de papel.

7 GOMEZ, María; QUICENO, Adriana. “Cálculo de la huella hídrica en universidades” caso de estudio Universidad Católica de Manizales, en el marco del sistema de gestión ambiental [en línea]. Trabajo de grado para ingeniería ambiental. Universidad Católica de Manizales. Facultad de ingeniería. 2018. [Consultado: día 10 de agosto de 2019]. Disponible en internet: http://repositorio.ucm.edu.co:8080/jspui/bitstream/handle/10839/2362/Pamela%20Mar%C3%ADa%20Loaiza%20G%C3%B3mez.pdf?sequence=1&isAllowed=y

http://repositorio.ucm.edu.co:8080/jspui/bitstream/handle/10839/2362/Pamela%20Mar%C3%ADa%20Loaiza%20G%C3%B3mez.pdf?sequence=1&isAllowed=y


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3.4. CUANTIFICACIÓN DE LA HUELLA HÍDRICA EN LA LAS INSTALACIONES DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA CAMPUS MONTERÍA, PARA EL AÑO 2014 8

La universidad de Córdoba al ser una institución pública de educación con una población de 11996 tiene gran demanda de recursos hídricos y es considerada un “gran consumidor” por parte de la empresa prestadora del servicio de acueducto y alcantarillado. Este trabajo de grado plantea la determinación de la huella hídrica directa e indirecta de diferentes procesos desarrollados en la institución, mediante la adaptación de la metodología “The Water Footprint Assessment”. Este proceso permitió conocer información de los lugares con mayor consumo y de qué manera se pueden reducir y controlar el consumo de este recurso y formular estrategias para entender el comportamiento del agua y como gestionarla.

Dentro de la problemática planteada por ellos se analiza un marco legal en donde utilizan diferentes normativas nacionales y normas técnicas para la ejecución del proyecto. Dentro de las normativas nacionales aplicadas se encuentran la “Ley 373 de 1997”, la cual establece un programa para el uso eficiente y ahorro del agua, la “Política nacional para la gestión integral del recurso hídrico, 2010”, esta establece principios, objetivos y estrategias par a el manejo del recurso hídrico en el país. Como norma técnica se utiliza la norma internacional “ISO 12046” que especifica los principios y guías para la evaluación y generación de informes sobre la huella hídrica aplicada a productos, procesos y organizaciones.

En cuanto al cálculo, se realizó un procedimiento en el que para la huella hídrica directa se tomó en cuenta los cultivos, el consumo de agua y los vertimientos. Para la huella hídrica indirecta los procesos de consumo de papel, electricidad y comida.

Con los resultados obtenidos, se plantaron diferentes alternativas para la reducción de la HH en cada uno de los procesos estudiados teniendo en cuenta los más críticos y que no representan un riesgo para el recurso a nivel se cuenca, basado 8 CONTRERAS, Yeraldin; TORRES, Cinthya. Cuantificación de la huella hídrica en las instalaciones de la universidad de Córdoba Camus montería, para el año 2014 [en línea]. Trabajo de grado para ingeniería ambiental. Universidad de Córdoba. Facultad de ingenierías. 2014. [Consultado: día 10 de agosto de 2019]. Disponible en internet: http://repositorio.unicordoba.edu.co/bitstream/handle/ucordoba/471/CUANTIFICACI%c3%93N%20DE%20LA%20HUELLA%20HIDRICA%20EN%20LAS%20INSTALACIONES%20DE%20LA%20UNIVERSIDAD%20DE%20C%c3%93RDOBA%20CAMPUS%20MONTER%c3%8dA%2c%20PARA%20EL%20A%c3%91O%202014.pdf?sequence=1&isAllowed=y

http://repositorio.unicordoba.edu.co/bitstream/handle/ucordoba/471/CUANTIFICACI%c3%93N%20DE%20LA%20HUELLA%20HIDRICA%20EN%20LAS%20INSTALACIONES%20DE%20LA%20UNIVERSIDAD%20DE%20C%c3%93RDOBA%20CAMPUS%20MONTER%c3%8dA%2c%20PARA%20EL%20A%c3%91O%202014.pdf?sequence=1&isAllowed=y




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en diferentes referencias bibliográficas. Estas alternativas se presentaron por categorías, estableciendo acciones y cambios a nivel de infraestructura de acuerdo las diferentes huellas hídricas. Dentro de la HH directa se realizó a partir de las diferentes HH (azul, verde y gris) y en la HH indirecta, en cada uno de los procesos mencionados anteriormente (papel, electricidad y comida).

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4. OBJETIVOS

4.1. OBJETIVO GENERAL

Mostrar los resultados obtenidos a partir del cálculo de la huella hídrica de la Universidad Autónoma de Occidente en el dashboard del proyecto Campus Sostenible.

4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar las variables que son objeto de estudio en el cálculo de la huella hídrica. Definir los mecanismos a través de los cuales se capturarán las variables de estudio que permitirán calcular la huella hídrica. Implementar los mecanismos definidos, de manera que los datos extraídos se envíen a la plataforma Campus Sostenible. Desarrollar e implementar las interfaces para la visualización de los datos en el dashboard de la plataforma Campus Sostenible de la Universidad.

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5. MARCO REFERENCIAL

5.1. MARCO CONCEPTUAL

5.1.1. Internet de las cosas (IoT)

IoT es un término que se utiliza para describir escenarios en los que la conectividad a internet y la capacidad de cómputo se extienden a una variedad de objetos, dispositivos, sensores y artículos de uso diario. Según la revista “Internet Society”, dentro del concepto de IoT existen diferentes categorías, como lo son; redes de sensores, wearables conectados a internet, smartphones que interactúan con el mundo real, smarthomes y artículos que no se consideran computadoras. 9

Las implementaciones IoT utilizan diferentes modelos de conectividad, cada una con sus propias características. Los cuatro modelos de conectividad descritos por la junta de Arquitectura de Internet incluyen: dispositivo a dispositivo, dispositivo a nube, dispositivo a puerta de enlace, y, por último, intercambio de datos a través del back-end.

Actualmente se están dando tendencias tecnológicas y de mercado que están impulsando la IoT, entre ellas se encuentran:

Conectividad ubicua: la conectividad generalizada, de bajo costo y alta velocidad, a través de servicios y tecnología inalámbrica, permite que todo sea “conectable”.

Economías en la capacidad de cómputo: Impulsada por las inversiones de la industria en áreas de investigación, desarrollo y fabricación permite ofrecer mayor potencia de cálculo a menor costo y consumo energético.

9 ROSE, Karen; ELDRIDGE, Scott; CHAPIN, Lyiman. La internet de las cosas – una breve reseña. Internet Society. 2015.p.6

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Adopción generalizada en redes basadas en el protocolo IP: el protocolo ip se ha convertido en el estándar dominante para la creación de redes y ofrece una plataforma definida u ampliamente implementada en software y herramientas que se pueden incorporar en una variedad de dispositivos.

Miniaturización: los avances tecnológicos logrados, permiten la fabricación de componentes de cómputo y comunicación en objetos muy pequeños.

Avances en el análisis de datos: la existencia de nuevos algoritmos y el rápido aumento de la potencia de cálculo, el almacenamiento de datos y los servicios en la nube permiten agrega, correlacionar y analizar grandes cantidades de datos.

Surgimiento de computación en la nube: la computación en la nube aprovecha recursos informáticos remotos conectados en res para procesar gestionar y almacenar datos.

5.1.2. Protocolos de comunicación

Uno de los principales desafíos de IoT es la interoperatividad. Con el fin de lograr conectar dispositivos industriales con tecnologías de información y plataformas IoT, se han creado diversos protocolos con diferentes fortalezas y debilidades, lo que ha permitido tener una gran variedad de mecanismos de comunicación. Esto ha facilitado las comunicaciones entre dispositivos, ya que, se puede seleccionar un protocolo específico de acuerdo a las necesidades y requerimientos del sistema IoT.10

- HTTP: Es un protocolo cliente – servidor sin conexión ubicua en TIC y en la web. El foco de HTTP en IoT gira en torno a REST, el cual es un modelo sin estados previos donde los clientes pueden acceder a recursos en el servidor a través de pedidos. En la mayoría de los casos, un recurso es un dispositivo y la información

10 SEMLE, Aron. Protocolos IIot para considerar [en línea]. En: Revista AADECA. Octubre de 2016. Edición n° 2. P. 32 – 35. [Consultado: día 15 de Julio de 2019]. Disponible en internet: https://editores-srl.com.ar/sites/default/files/aa2_semle_protocolos_ilot.pdf

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que este contiene. Un requerimiento HTTP puede contener HTML, JS, JSON y XML entre otros. Para IoT se está estandarizando el uso de JSON en este protocolo ya que, no sobrecarga ni tiene un esquema de validación como XML, lo que lo hace más liviano y flexible.

HTTP debe ser usado cuando se necesita enviar cantidades grandes de información, como lecturas de temperatura minuto a minuto, pero no debe ser usado para información de video de alta velocidad. 32

- MQTT: Es un protocolo que utiliza un modelo de publicación y suscripción diseñado para SCADA y redes remotas. MQTT es un protocolo de red leve y flexible que ofrece un equilibrio ideal para desarrolladores de IoT. Al ser un protocolo liviano, permite la implementación en hardware de dispositivos altamente restringidos y en redes de ancho de banda limitada y de alta latencia. Además, la flexibilidad del protocolo hace posible el soporte a diversos escenarios de aplicación para dispositivos y servicios de IoT. 11 - CoAP: Fue creado por IETF para proveer la compatibilidad de HTTP con una mínima carpa. CoAP es similar a HTTP, pero usa UDO/multicast en lugar de TCP. Además, simplifica el encabezado y reduce el tamaño de cada requerimiento.

CoAP es utilizado en dispositivos don el uso de HTTP sería demandante de recursos. A menudo las plataformas de IoT lo utilizan como tercer protocolo, después de HTTP y MQTT. Para proteger las comunicaciones, utiliza DTLS.

5.1.3. JSON

JSON (Java Script Object Notation) es un formato ligero de intercambio de datos. Leerlo y escribirlo es simple para los desarrolladores, mientras que para las maquinas es fácil interpretarlo y generarlo. Está basado en un subconjunto del lenguaje de programación de JavaScript, Standard ECMA-262 3rd edition. JSON es un formato de texto que es completamente independiente del lenguaje, pero utiliza convenciones que son ampliamente conocidas por los programadores de lenguaje

11 YUAN, Michael. Conociendo MQTT [en línea]. IBM. 10 de abril de 2017. [Consultado: día 15 de Julio de 2019]. Disponible en internet: https://www.ibm.com/developerworks/ssa/library/iot-mqtt-why-good-for-iot/index.html

https://www.ibm.com/developerworks/ssa/library/iot-mqtt-why-good-for-iot/index.html


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C, incluyendo C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python y muchos otros. Estas propiedades hacen que JSON sea un lenguaje ideal para el intercambio de datos.12

La estructura del JSON se divide en dos:

- Colección de pares de nombre/valor. En varios lenguajes esto es conocido como un “objeto”, registro, estructura. Diccionario, tabla hash, lista de claves o arreglo asociativo. - Una lista ordenada de valores. En la mayoría de lenguajes, esto se implementa como arreglos, vectores, listas o secuencias.

Estas son estructuras universales, virtualmente todos los lenguajes de programación las soportan de una forma u otra.

En JSON la estructura de datos se presenta de este modo:

- Un “objeto” es un conjunto desordenado de pares nombre/valor. Un objeto comienza con { llave de apertura y termina con } llave de cierre. Cada nombre es seguido por : dos puntos. Y los pares nombre/valor están separados por , coma. - Un “arreglo” es una colección de valores. Un arreglo comienza con [ corchete izquierdo y termina con ] corchete derecho. Los valores se separan por , coma. - Una “cadena de caracteres” es una colección de cero o más caracteres Unicode, encerrados entre comillas dobles, usando barras divisorias invertidas como escape. Un carácter está representado por una cadena de caracteres de un único carácter. - Un número es similar a un número C o Java, excepto que no se usan octales o hexadecimales.

12 JSON. Introducción a JSON [en línea]. JSON. [Consultado: día 15 de Julio de 2019]. Disponible en internet: https://www.json.org/json-es.html

https://www.json.org/json-es.html

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5.1.4. Arquitectura de software (Modelo cliente – servidor)

El modelo cliente servidor de puede definir como una arquitectura distribuida que permite a los usuarios finales obtener acceso a la información en forma transparente aún en entornos multiplataforma.

En este modelo el cliente envía un mensaje solicitando un determinado servicio a un servidor (petición), y este envía uno o varios mensajes con la respuesta. En un sistema distribuido cada máquina debe cumplir el rol de servidor para algunas tareas, y el rol de cliente para algunas tareas y el rol de cliente para otras.13

El cliente es el proceso que permite al usuario formular los requerimientos y pasarlos al servidor y se le conoce como front-end. Normalmente el cliente maneja todas las funciones relacionadas con la manipulación u despliegue de datos, por lo que están desarrollados sobre plataformas que permites construir interfaces graficas de usuario (GUI), además de acceder a los servicios distribuidos en cualquier parte de una red.

Las funciones principales que lleva a cabo el cliente son las siguientes:

- Administrar la interfaz de usuario. - Interactuar con el usuario. - Procesar la lógica de la aplicación hacer validaciones locales. - Generar requerimientos de bases de datos. - Recibir resultados del servidor.

El servidor es el proceso encargado de atender a múltiples clientes que hacen peticiones de algún recurso administrativo por él. Al proceso servidor se le conoce con el termino back-end y normalmente maneja todas las funciones relacionadas con la mayoría de las reglas de negocio y los recursos de datos.

13 MÁRQUEZ, Bertha; ZULAICA, José. Implementación de un reconocedor de voz gratuito al sistema de ayuda invidentes Dos-Vox en español. Universidad de las Américas de Puebla. 2004. p3-5

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Principalmente las funciones que lleva a cabo el proceso de servidor son las siguientes:

- Aceptar los requerimientos de bases de datos que hacen los clientes. - Procesar requerimientos de bases de datos. - Formatear datos para trasmitirlos a los clientes. - Procesar la lógica de la aplicación y realizar validaciones a nivel de bases de datos.

Las principales características de un servidor se pueden resumir en las siguientes:

Combinación de un cliente que interactúa con el usuario, y un servidor que trabaja con los recursos compartidos. El proceso de cliente proporciona la interfaz entre el usuario y el resto del sistema. El proceso del servidor actúa como un motor se software que maneja recursos compartidos tales como bases de datos, impresoras, módems, etc.

Las tareas del cliente y del servidor tienen diferentes requerimientos en cuanto a recursos de cómputo como velocidad de procesador, memoria, velocidad y capacidad del disco.

Se establece una relación entre procesos distintos, los vuales pueden ser ejecutados en la misma maquina o en máquinas diferentes distribuidas a lo largo de la red

La relación establecida puede ser de muchos a uno, en la que un servidor puede dar servicios a muchos clientes, regulando su acceso a recursos compartidos.

No existe otra relación entre cliente y servidores que no sea la que se establece a través del intercambio de mensajes entre ambos. El mensaje es el mecanismo para la petición y entrega de solicitudes de servicio.

El concepto de escalabilidad tanto horizontal como vertical es aplicable a cualquier sistema Cliente/Servidor. La escalabilidad horizontal permite agregar más estaciones de trabajo activas sin afectar significativamente el rendimiento. La escalabilidad vertical permite mejorar las características del servidor o agregar múltiples servidores.

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5.1.5. Huella Hídrica

En el planeta tierra el recurso no renovable más importante es el agua, en estado líquido cubre más del 70% de la superficie terrestre. Para el ser humano el agua correspondo a un 65% de su composición, por lo tanto, es el componente inorgánico más abundante en el hombre.

El 3% de agua en el mundo es dulce, pero solo un tercio de esta es accesible para su consumo, además de esto, existe una distribución inadecuada de la misma. Este recurso es sumamente necesario para subsistir, ya que permite el desarrollo de actividades como la producción de alimentos, crecimiento de plantas y cría de animales, etc. Igualmente se utiliza para procesos biológicos como la desintoxicación, respiración, termorregulación y como transporte de sustancias, entre otras muchas funciones.14

De las fuentes más importantes de agua, se encuentran las aguas continentales (ríos, lagunas, humedales, aguas subterráneas) que proveen ese recurso esencial para la sustentabilidad de la sociedad. La cantidad de agua destinada para la alimentación y uso doméstico es limitada, y para que esta sea potable debe estar libre de sustancias, que en cantidades especificas pueden ser nocivas para la salud. En la actualidad, este recurso se encuentra en peligro por diferentes factores como la deforestación, el desarrollo industrial, la urbanización, la agricultura y ganadería, y la contaminación excesiva de los ecosistemas.15 Se estima que 2 millones de toneladas diarias son desechadas en fuentes hídricas, lo que afecta su calidad.16

El agua, al ser un recurso necesario para la vida humana hace necesario conocer las maneras de preservarla y cuidarla, ya que actualmente se está volviendo más escasa. Es por esto que se debe promover la conservación y la práctica de acciones que permitan su cuidado y buen uso.

14 CONTRERAS, Keylla; CORTI, María; DE SOUSA, Joelania; CONTRERAS Jessy; DURAN, Maghy; ESCALANTE, Manuel. El agua un recurso parar preservar. Julio, 2008. 3-4 p. 15 SURRIBAS, Fernández. H2O Elixir de Vida. “Elementalwatson la Revista”. Abril, 2010. 11 -13 p. 16 UNESCO. Water for people Water for life. 2003. 1 – 23 p.

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En el contexto nacional, Colombia tiene una superficie total de 1141748 km2 siendo el país más grande de América del sur. En cuanto a su posición mundial frente al recurso hídrico, ocupa el séptimo puesto en el ranking de los países con mayor disponibilidad de recursos hídricos renovables tras Brasil, Rusia, USA, Canadá, Indonesia y China.17

La demanda asociada con la disponibilidad geográfica de la población en Colombia no coincide con la disponibilidad de recursos hídricos. Existe una mayor demanda en el área hidrográfica del Magdalena-cauca, donde se encuentran asentados la mayor parte de los colombianos, la cual no cuenta con la mayor disponibilidad de agua; mientras que zonas de la amazonia y Orinoquia donde concentra la mayor disponibilidad de agua del país cuenta con una población de apenas cerca del 10% de la población nacional.18

Dentro de este contexto, se hace necesario una manera de conocer el consumo de agua en diferentes procesos de producción y con esto ver el impacto que causa el agotamiento de este recurso hídrico. El concepto de huella hídrica permite definir el volumen de agua utilizado directa e indirectamente para su producción, sumados los consumos de todas las etapas de la cadena productiva. La huella hídrica de un individuo, empresa de o nación es definida como el volumen total de agua necesaria, directa o indirectamente, para alimentar las cadenas de producción y suministros de los bienes y servicios producidos, consumidos y/o exportados por los individuos, las empresas o los países. De esta forma la huella hídrica de un individuo no está relacionada con su consumo directo de agua, sino con sus hábitos de vida.

Los tres componentes básicos para el cálculo de la huella hídrica son: 19

Huella hídrica verde: es el volumen de agua lluvia que no se convierte en escorrentía, por lo que se almacena en los estratos permeables superficiales y así satisface la demanda de la vegetación. Esta agua subterránea poco profunda en la

17 UNESCO. Sostenibilidad, Tecnología y humanismo. 2011. 104 p. 18 DANE. Departamento administrativo de Estadística 19 WATER FOOTPRINT NETWORK. The Water Footprint assessment Manual. Settings the global Standard. 2011.

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que permite la existencia de la vegetación natural y vuelve a la atmosfera por procesos de evaporación.

Huella hídrica azul: Se define como el volumen de agua extraída de una fuente superficial o subterránea, consumido para producción de bienes y servicios, cubriendo una demanda de agua no satisfecha a causa de un déficit en la disponibilidad de agua procedente de la lluvia.

Huella hídrica gris: Es el volumen de agua necesario para que el cuerpo receptor reciba el vertido contaminante asociado a la cadena de producción y/o suministro sin que la calidad de agua supere los límites permitidos por la legislación vigente. Se calcula como el volumen de agua adicional teórica necesaria en el cuerpo receptor. Por lo que no se refiere a generar un nuevo consumo, sino a reducir el volumen de contaminante. Existe un componente llamado la huella hídrica indirecta, esta huella incluye a las tres mencionadas anteriormente y se hace referencia al volumen de agua contaminada en todo proceso de producción de un producto.20

Agua Virtual: Es el agua usada a lo largo de la cadena de procesos para elaborar un producto final.

El concepto de huella hídrica aporta un enfoque más amplio, que permite visualizar y tomar en cuenta el consumo real de agua de las actividades humanas, y relacionarlo con factores antes considerados como externos, tales como el comercio. De este modo se cambia la manera en que se ha abordado los problemas de agua a nivel global a través de concepto de agua virtual, que incorpora al análisis los flujos de agua implícitos en el intercambio de mercancías.21

El sentido de la huella hídrica pretende ser una herramienta de planeación del manejo del recurso hídrico, que al añadirse al resto de indicadores que ya existen,

20 WATER FOOTPRINT NETWORK. Manual de evaluación de huella hídrica. 21 WWF. Huella Hidria en México en el contexto de Norteamérica. 2012. 5-7 p.

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brinda una visión más integral del impacto que tiene la población humana en el ambiente y en los ecosistemas.

En Colombia las iniciativas para el cálculo de la huella hídrica de productos y empresas son muy escasos, se podría decir que solo existen dos instrumentos para controlar el uso racional del agua: la Ley 373 de 1997 y la Política para la Gestión Integral de Recurso Hídrico. La ley 373 establece que el programa para el ahorro y uso eficiente del agua, que incentiva el uso de elementos de bajo consumo hídrico, pero no tiene en cuenta la compra o el consumo de productos con una huella hídrica alta, y la política, impulsada por el ministerio de ambiente y vivienda y desarrollo territorial, creada para establecer directrices unificadas frente al manejo del agua en el país que permitan resolver la problemática existente, promover el uso del recurso y su preservación. 22

5.2. MARCO CONTEXTUAL

En la resolución de rectoría de la Universidad Autónoma de Occidente estipulada el 14 de septiembre de 2010 se estableció una política ambiental en la cual se definían una serie de estándares de alto desempeño y buenas practicas, ceñidas al modelo de gestión ambiental ISO 14001 y sus numerales 4.2 y 4.4.1.. Esta política establece que:

…La Universidad Autónoma de Occidente consiente del cuidado y protección del medio ambiente, asume el compromiso de la conservación y utilización racional en el uso eficiente de los recursos naturales con relación a las actividades administrativas, académicas y de la investigación, que le permitan fortalecer su desarrollo sostenible, ambiental y económicos… 23

A partir de esto la Universidad ha estado realizando una gestión ambiental que se apropia de aspectos como la naturaleza, la magnitud e impactos ambientales de las actividades, productos y servicios generados. Para cumplir con los objetivos y las metas ambientales, se han incluido compromisos de mejora y prevención de la

22 HOLGUIN, Ernesto; LEYTON, Samy; CONTRERAS, Rafael. Aproximación a la huella hídrica en la universidad Autónoma de Occidente. Universidad Autónoma de Occidente. 2015. 29 p. 23 Universidad Autónoma de Occidente. Resolución de rectoría No. 6386. 2010. 1-4 p.

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contaminación, como también el cumplimiento de requisitos legales aplicables según la normatividad (numeral 4.2 – norma ISO 14001:2004).

Para el año 2015, con el fin de convertirse en un campus sostenible en su dimensión académica, investigativa, administrativa, operacional y de proyección social, la Universidad aprobó el proyecto de diseño de “un modelo de Campus Sostenible que articule las acciones y programas generados desde la academia, la investigación, la operación interna y la proyección social de la Universidad Autónoma de Occidente, en función del compromiso y responsabilidad ambiental y social”. 24

En su primera fase el proyecto se enfocó en ocho componentes: cambio climático; campus verde; consumo sostenible; uso eficiente y racional de agua y energía; producción, tratamiento y disposición de residuos; campus saludable; formación e investigación; proyección social, cultural y ambiental.2

Cambio Climático.

Las Naciones Unidades define al cambio climático como: “Cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables.” Actualmente existe un consenso científico que le atribuye al modo de producción y consumo energético las diferentes alteraciones climáticas globales que están provocando serios impactos sobre el planeta y los sistemas socioeconómicos. Este componente dentro del proyecto Campus Sostenible incorpora acciones tendientes a mitigar el impacto ambiental, la adaptación al cambio climático y a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Las actividades para este componente están enfocadas en movilidad y transporte, calidad de aire y huella de carbono.25

24 Universidad Autónoma de Occidente. Resolución de rectoría No. 6952. 2015. 1-3 p. 25 Universidad Autónoma de Occidente. Cambio Climático [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente, 2017. [Consultado: día 14 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/cambio-climatico/

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Campus Verde

Este componente establece unos criterios de sostenibilidad a través de un programa de optimización y adecuación de espacios con la pretensión de no afectar y proteger el entorno natural interno y externo. De igual forma, se busca evaluar bajo el concepto de bioconstrucción y arquitectura bioclimática las edificaciones con las que cuenta la Universidad, y evaluar la viabilidad de utilizar materiales de bajo impacto ambiental, ecológicos o reciclados y aprovechar los recursos naturales, para disminuir el impacto ambiental en el Campus. Las actividades de este componente están enfocadas hacia programas y/o proyectos en jardinería y paisajismo, construcción sostenible, ruido, fauna y flora.26 Consumo sostenible El término “consumo sostenible” hacer referencia a todos los modos de consumo de bienes y servicios que no generan daños ambientales y tampoco daños a la sociedad. La educación para el desarrollo sostenible promueve una ciudadanía responsable y lucha contra los efectos de los hábitos y estilos de consumo insostenible sobre las sociedades y los recursos existentes, para garantizar el sustento de las futuras generaciones Este componente busca, dentro del Proyecto Campus Sostenible, proponer acciones para el uso adecuado de los recursos, productos y servicios, así como una buena gestión de los residuos generados para mejorar la calidad de vida. Para ello, se plantea enfocar las actividades en programas y/o proyectos de compras sostenibles, consumo responsable y pos-consumo.27 26 Universidad Autónoma de Occidente. Campus Verde [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente. [Consultado: día 14 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/campus-verde/ 27 Universidad Autónoma de Occidente. Consumo sostenible [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente, 2017. [Consultado: día 14 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/cambio-climatico/

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Uso eficiente y racional del agua y la energía.

La mayoría de las fuentes de energía, incluida la electricidad, requieren de agua en sus procesos de producción. Se requiere de la energía para que se pueda disponer de agua para uso y consumo humano a través de métodos como bombeo, transporte y tratamiento. Dentro del proyecto Campus Sostenible, incorporan acciones administrativas, operativas y tecnológicas para el uso adecuado del agua y la energía, por lo cual se enfocan las actividades en aspectos como el uso eficiente y racional del agua y el uso eficiente y racional de la energía.28 Producción y tratamiento y disposición de los residuos. Se puede definir a la gestión de recursos como la recolección, transporte, tratamiento y disposición de material de desecho, el cual es producido en su mayoría por la actividad humana. La gestión de residuos abarca elementos líquidos, sólidos y gaseosos, estableciendo métodos para cada uno de estos. Teniendo en cuenta que la Universidad Autónoma de Occidente busca medir la producción, además de alternativas de tratamiento o reutilización y disposición adecuada de los residuos generados peligrosos y no peligrosos, se plantea enfocar las actividades en aspectos como: Residuos peligrosos y no peligrosos y aprovechamiento de residuos.29 Campus saludable El objetivo de este componente es implementar acciones que conlleven al mejoramiento del bienestar de la comunidad. La Universidad enfoca las acciones para el bienestar de la comunidad a través de departamentos como Recursos 28 Universidad Autónoma de Occidente. Uso eficiente y racional del agua y la energía [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente. [Consultado: día 14 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/uso-eficiente-y-racional-del-agua-y-la-energia/ 29 Universidad Autónoma de Occidente. Producción, Tratamiento y disposición de los residuos [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente. [Consultado: día 14 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/produccion-tratamiento-y-disposicion-de-los-residuos/

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Humanos y Bienestar Universitario, poniendo a disposición de servicios de salud, recreación, deporte y desarrollo humano. Es por esto que se plantea un enfoque hacia aspectos de salud y bienestar, alimentación y deporte y recreación.30 Formación e investigación.

Para la Universidad, la educación debe desempeñar un papel funcional esencial en la preparación de las nuevas generaciones para afrontar las tareas de desarrollo sostenible. Es por esto que la Universidad forma no solo a graduados de alto nivel, sino también, ciudadanos responsables, capaces de cubrir las necesidades de todos los sectores bajo conceptos éticos con el fin de encontrar nuevas alternativas y soluciones para las sociedades actuales y futuras.

Es por esto que la Universidad busca que el concepto de la sostenibilidad sea reconocido como una dimensión transversal y que sus estudiantes y egresados adquieran las competencias para que ene le ejercicio de sus respectivas profesiones puedan tomar decisiones y realizar acciones tanto en el ámbito personal como profesionales, teniendo en cuenta los criterios y los calores de las sostenibilidad.31 Proyección social y cultura social La Universidad apoyada en la docencia y la investigación, busca diseñar y desarrollar proyectos que articulen las experiencias y saberes de la academia en busca de proyección social y cultura ambiental. En este proceso la Universidad debe tener la capacidad de permear e impactar la sociedad en sectores sociales, gobiernos locales y nacionales, organismos gubernamentales, organizaciones populares y el sector productivo. Es por esto que la Universidad debe estar a la vanguardia en procesos de transformación, de cambios y de orientación científica, tecnológica, ambiental, social y cultural del país.

30 Universidad Autónoma de Occidente. Campus saludable [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente. [Consultado: día 14 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/campus-saludable/ 31 Universidad Autónoma de Occidente. Formación e investigación [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente. [Consultado: día 18 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/formacion-e-investigacion/

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Este componente dentro del proyecto Campus Sostenible busca impulsar acciones de transferencia y comunicación del conocimiento de impacto en la comunidad y reconocimiento en el entorno. Para esto las actividades están enfocadas hacia aspectos como la alianza con entidades externas, atención a visitantes, grupos estudiantiles y formación comunitaria.32

Los resultados obtenidos de la fase 1, constituyen un diagnóstico de la gestión ambiental del campus universitario, resaltando aquellos relacionados con la eficiencia y gestión energética, lo cual se ve representado en el reconocimiento obtenido al ganar el premio Andesco-MinMinas-Findeter a la eficiencia energética 2015. Además, en el ranking de Ui Greenmetric World University Sustainability obtuvo el puesto número 6 en la clasificación de instituciones latinoamericanas, fue segunda en Colombia, y ocupo la posición 163 a nivel mundial.

Con la aprobación de la segunda fase del proyecto Campus Sostenible, el 02 de septiembre de 2016, se pretende que para el 2018 se contribuya con el incremento del desempeño ambiental de los componentes de operación, formación e investigación, y de proyección social, cultural y ambiental.33

En Cali, el DAGMA y la Universidad Autónoma de Occidente extrajeron la huella hídrica de la ciudad, que arrojo los siguientes resultados:

Huella azul = 21.277.945 m3/año

Huella gris = 6.332.876.105 m3/año

Fuente: convenio de cooperación DAGMA – UAO. 2012

La Universidad Autónoma de Occidente ha evidenciado los esfuerzos y compromisos al obtener la Certificación Ambiental ISO 14001:2004 para su operación interna al promover buenas prácticas frente al uso del agua y la energía,

32 Universidad Autónoma de Occidente. Proyección y cultura social [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente. [Consultado: día 18 de Julio de 2019]. Disponible en: https://campussostenible.org/proyeccion-social-y-cultura-social/ 33 Universidad Autónoma de Occidente. Programa: Campus Sostenible – Fase ll. 2016, 4 p.

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el manejo adecuado de los residuos, jardinería orgánica y el empleo adecuado de insumos de trabajo.

Instalaciones físicas

La institución cuenta con una planta de tratamiento de agua potable (PTAP), la cual extrae a 160 metros de profundidad agua del subsuelo y cuenta con una capacidad de 480 GPM para abastecer a 8000 personas.

Para que esta planta funcione se debe tener en cuenta los siguientes componentes:

La fuente de abastecimiento que es el agua subterránea, es transportada hasta la PTAP mediante una tubería de acero de 3 pulgadas de diámetro que tiene instalada un bomba tipo lapicero de motor eléctrico a 42 metros de profundidad.

El sistema de distribución, el cual está compuesto por un sistema de bombeo a presión constante conformado por tres bombas de flujo. Cuando hay bajo consumo, la bomba líder cubre esta demanda. En caso de presentar demandas altas, se activan las dos bombas restantes para mantener la presión.

Por último, el sistema de cloración se encarga de desinfectar el agua extraída, a través de dos técnicas: la primera por cloración de goteo permanente al tanque de almacenamiento, y una segunda, por inyección en la tubería de salida mediante una bomba dosificadora de cloro que se acciona en paralelo con la bomba líder.

Para el procesamiento de agua residual, la Universidad cuenta con una planta de tratamiento de agua residual (PTAR). Esta permite enviar las aguas servidas y debidamente depuradas a través de la acequia 5, al rio Lili que a su vez la conduce al canal del sur que desemboca en el río Cauca.34

34 HOLGUIN, Ernesto; LEYTON, Samy; CONTRERAS, Rafael. Aproximación a la huella hídrica en la universidad Autónoma de Occidente. Universidad Autónoma de Occidente. 2015. 16-25 p.

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5.3. MARCO TEORICO

Con el fin de comprender cómo se calcula la huella hídrica y entender el desarrollo para la determinación de esta variable, se analiza un proceso que permita ver de manera general el procedimiento llevado a cabo. Un claro ejemplo, es el cálculo de la huella hídrica de una ciudad, esta abarca de manera global todos los aspectos que influyen en el cálculo y permite tener una base para realizar este proceso en la Universidad.

5.3.1. Cálculo de la huella hídrica a nivel ciudad

Para la cuantificación de la huella hídrica de una ciudad se deben tener en cuenta los pasos definidos en el “Manual de Evaluación de huella hídrica” establecido por la Water Footprint Network.18

Establecer alcances y objetivos: es el primer paso para la evaluación de huella hídrica y permite identificar los límites y alcances que son parte del plan de cuantificación. En este punto se deben identificar que sectores y subsectores se tendrán en cuenta en este proceso, usualmente se utilizan cuatro sectores básicos (residencial, industrial, comercial, público). Cuantificación de la huella hídrica: para la cuantificación de la huella hídrica se debe planificar y seguir dos etapas. Primero se inicia con la recolección de datos y posteriormente se aplica los mecanismos de cuantificación de huella hídrica. Asimismo, es importante tomar en cuenta las metodologías que se debe utilizar para la cuantificación de las huellas. La huella hídrica de una cuidad es la suma de la huella hídrica de cada sector identificado dentro de los límites de la evaluación.

HHCiudad: HHSector1 + HHSector2 + HHSectorN

A su vez, la huella hídrica de un sector es el resultado de la sumatoria de las huellas hídricas evaluadas. Considerando los tres tipos de huella directa y la huella indirecta, la ecuación es la siguiente.

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HHSector: HHAzul + HHGris + HHVerde +HHIndirecta

Huella hídrica azul

HHazul = Incorp. + Evap. + Perdida de flujo de retorno

Dónde:

- Incoorp.: volumen de agua incorporada - Evap.: volumen de agua evaporada - Perdida de flujo de retorno, se refiere al volumen de agua que no regresa a la misma cuenca

En caso de que los sectores no cuenten con los datos exactos de volumen de agua incorporada o evaporada, se utiliza la siguiente ecuación:

HH azul = Afluente – Efluente

Dónde: - El afluente es el volumen de agua usada en la actividad evaluada. - El afluente es el volumen de agua calculada.

Por último, se puede calcular la HH azul multiplicando la HH azul per cápita determinada por la Water Footprint Network por la cantidad de habitantes o funcionarios dentro del sector evaluado.

HH azul = HH azulper cápita * N° de habitantes

Huella hídrica gris

HH Gris = (𝑽𝒐𝒍𝑒𝑓𝑙∗𝑪𝑒𝑓𝑙) − (𝑽𝒐𝒍𝑎𝑓𝑙∗𝑪𝑎𝑓𝑙)

𝑪𝑚𝑎𝑥 − 𝑪𝑛𝑎𝑡

Dónde:

- Volefl.: Volumen del efluente - Volafl.: Volumen del afluente - Cefl.: Concentración en el efluente en base al parámetro utilizado para la cuantificación

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- Cafl.: Concentración en el afluente en base al parámetro utilizado para la cuantificación. - Cmax.: Concentración máxima del parámetro utilizado para la cuantificación en el cuerpo receptor según la normativa ambiental. - Cnat.: Concentración natural libre de impactos antropogénicos del parámetro utilizado para la cuantificación

Huella hídrica Verde

La huella verde total de la ciudad es la suma de las HH verdes cuantificadas de las diferentes especies tomadas en cuenta

HH verde = HH verde pasto + HH verde arbustos +...+ HH verden

Para la cuantificación de al HH verde de cualquiera de las especies consideradas, se utilizan las siguientes ecuaciones:

HH verde = CWU verde + Superficies áreas verdes

HH verde = CWU azul + Superficies áreas verdes

Dónde: - CWUverde: es el uso del agua de lluvia de la cobertura cuantificada. - CWUazul: es el uso del agua extra (riego) de la cobertura cuantificada. - La superficie de atrás verdes (ha), de la cobertura cuantificada.

El valor de CWU verde y CWU azul se calcula con la siguiente fórmula:

CWU verde = 10 ∗ ∑ 𝐸𝑇 𝑙𝑔𝑝𝑑=1 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑒

CWU azul = 10 ∗ ∑ 𝐸𝑇 𝑙𝑔𝑝𝑑=1 𝐴𝑧𝑢𝑙

Dónde:

- CWUverde: es el componente verde en el uso de agua de las plantas, es decir, el aprovechamiento de agua de la lluvia por parte de las plantas. - CWUazul: es el componente verde en el uso de agua de las plantas, es decir, el aprovechamiento de agua azul, en muchos casos potable, por parte de las plantas.

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- ETverde, es la evapotranspiración del agua verde, agua lluvia, y está definida por la siguiente ecuación: - Lgp, se refiere a la longitud de tempo evaluado en días, es decir, si se cuantifica un mes entonces lgp será 30 días.

ET verde = min (ETc, Peff)

Dónde:

o ETc, evapotranspiración azul acumulada en base a Peff. o Peff, se refiere a la precipitación pluvial efectiva. - ET azul, es la evapotranspiración del agua azul, agua dulce de la cuenca, y está definida por la siguiente relación:

- ET azul = max (0,ETc - Peff)

Dónde:

o ETc, evapotranspiración verde acumulada en base a Peff. o Peff, se refiere a la precipitación pluvial efectiva.

Huella hídrica indirecta

Para la cuantificación de la huella hídrica indirecta se necesita la cantidad de productos consumidos y sus equivalencias correspondientes.

HH indirecta = ∑ (𝑪𝑝 ∗ 𝑯𝑯 𝑝𝑟𝑜𝑑) 𝑝

Dónde:

- Cp: cantidad de productos consumidos (unidad/tiempo). - HHprod: huella hídrica equivalente del producto (volumen de agua).

La HH indirecta total, es la suma de multiplicación de los materiales y productos consumidos por sus respectivos equivalentes hídricas.

1. Análisis de la sostenibilidad de la huella hídrica: la evaluación de la sostenibilidad de la hulla hídrica se realiza a nivel de ciudad y si descripción detallada puede encontrarse en el manual de evaluación de la huella hídrica de ciudad. 2. Respuesta a la huella hídrica: la formulación de respuesta, es un producto que se obtiene al finalizar la etapa se cuantificación de huella hídrica a nivel de

48

ciudad, que requiere del concurso de tomadores de decisiones, técnicos y otros para la definición de estrategias orientadas a reducir la huella hídrica del gobierno municipal evaluado.

5.3.2. Cálculo de la huella hídrica UAO

La Universidad trabaja por un uso racional del agua, mediante la implementación de medidas e inversiones de carácter administrativo, tecnológico y cultural que impactan positivamente el ambiente, lo cual ha permitido medir el consumo, estudiar la forma de administrar el recurso y definir el control y la mejora continua de los procesos para que los servicios sean de óptima calidad.

Para el cálculo de la huella hídrica en la Universidad Autónoma de Occidente se realizó una adaptación del documento “The Water Footprint assessment Manual. Settings the global Standard.” Definido por la Water Footprint Network donde se establecen las siguientes formulas.35

Huella hídrica azul:

HH azul = UA subt - ∑V vert

Donde:

UA subt: volumen de agua subterránea usada (m3/año).

∑V vert: volumen de agua vertida en el rio Lili.

Para el cálculo de esta información es necesario el volumen total de concesionado de agua subterránea por el DAGMA, y el valor de caudal por año de los vertimientos.

Huella hídrica gris:

HH gris = 𝑳𝒗𝒆𝒓𝒕

𝑪𝒏𝒂𝒕 [

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜]

Donde:

35 HOLGUIN, Ernesto; LEYTON, Samy; CONTRERAS, Rafael. Aproximación a la huella hídrica en la universidad Autónoma de Occidente. Universidad Autónoma de Occidente. 2015. 31-32 p.

49

L vert: carga contaminada del vertimiento proveniente de la UAO hacia un rio (masa/tiempo).

C nat: concentración natural del contaminante de interés en un rio de la zona (masa/volumen).

Carga contaminante del vertimiento:

L = Q * C * 𝟏𝟎𝟎𝟎

𝟑𝟔𝟓

Donde:

Q: caudal propio del vertimiento (m3/año).

C: Concentración promedio del contaminante de interés (mg/l).

Indicadores de contaminante de interés:

- DBO5 (Demanda Biológica de Oxígeno): Mide la cantidad de oxigeno consumido al degradar la materia orgánica de una muestra liquida. - SST (Solidos Suspendidos Totales): Indican la cantidad de sólidos en suspensión, presentes después de haber filtrado o centrifugado un líquido.

Se calcula la huella hídrica gris para cada uno de los indicadores.

Cálculo de la huella hídrica total:

HH total = HH azul + HH gris [𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜]

50

6. METODOLOGÍA

Para el desarrollo de este proyecto se utilizó la metodología RUP. IBM afirma que la metodología RUP “Proporciona un enfoque disciplinado para asignar tareas y responsabilidades dentro de una organización de desarrollo. Su objetivo es garantizar la producción de software de alta calidad, que satisface las necesidades de los usuarios finales, dentro de un cronograma y presupuesto predecible” 36.

Esta metodología está dividida en fases que abarcan el ciclo de vida de un proyecto que son, fase de inicio, fase de elaboración, fase de construcción y fase transición.

6.1. FASE DE INICIO

En esta fase se definen los requerimientos funcionales y no funcionales teniendo en cuenta la investigación realizada previamente. De este modo, se determinar los aspectos técnicos que se deben tener en cuenta para llevar a cabo la solución. También, se especifican los casos de uso, los cuales permiten ver una descripción de las actividades que se deben realizar llevar a cabo el objetivo principal de este proyecto.

Actividades:

Definición de requerimientos. Definición de casos de uso.

6.2. FASE DE ELABORACIÓN

Se analiza el problema a fondo, se define la arquitectura necesaria y se elabora un plan de ejecución para el desarrollo del sistema que permite determinar de la huella hídrica. La arquitectura se realiza a partir de la comprensión de los requisitos funcionales y no funcionales ya determinados en la fase de inicio.

Actividades:

Definición de arquitectura. 36 IBM. Rational Unified Process: Best practices for software development teams. P.3-7

51

Diseño de cada componente de la arquitectura. Selección de hardware y software.

6.3. FASE DE CONSTRUCCIÓN

En esta, se realiza todo el desarrollo físico del producto. La implementación del diseño es realizada en base a la arquitectura definida. También se desarrollan todos los elementos necesarios y pruebas correspondientes.

Actividades:

Construcción de software basado en la arquitectura definida y pruebas. Implementación del sistema.

6.4. FASE DE TRANSICIÓN

Se realiza todo el despliegue del software a los usuarios finales. En esta etapa se mostrará los resultados obtenidos de la huella hídrica en el dashboard, junto a los datos más representativos en la extracción de este valor. Esta fase está caracterizada por todas las actividades necesarias para que el software llegue a manos de los usuarios. Al final, se analiza si los objetivos fueron cumplidos, es decir, sí el cálculo de la huella hídrica es correcto y la información se encuentra desplegada en el dashboard.

Actividades:

Pruebas de funcionalidad. Pruebas de usabilidad. Despliegue de la información recolectada en el dashboard.

52

7. DESARROLLO DEL COMPONENTE DE HUELLA HÍDRICA

Con base en la metodología explicada en el apartado anterior, a continuación, se muestra el desarrollo por fases del componente.

7.1. FASE DE INICIO

En esta fase se definieron los requerimientos del proyecto, estos precisan las funciones específicas que debe cumplir la solución al problema. Primero se detalla los requerimientos funcionales que hablan de las funciones que tendrá el sistema y posteriormente los no funcionales, que definen las características generales y el cómo se deben llevar a cabo dichas funcionalidades.

7.1.1. Requerimientos funcionales

Tabla 1. Requerimientos funcionales

N° Requerimiento Prioridad

RF_01 El sistema debe capturar datos de flujo de agua en diferentes puntos de la Universidad

M

RF_02 El sistema debe almacenar los datos de flujo de agua capturados.

A

RF_03 El sistema debe permitir al usuario conocer el flujo de agua actual en diferentes puntos de la Universidad.

M

RF_04 El sistema debe permitir al usuario consultar el histórico del flujo de agua en los diferentes puntos de la Universidad.

M

RF_05 El sistema debe permitir al usuario conocer los mecanismos que se llevan a cabo para determinar la huella hídrica de la Universidad Autónoma de Occidente.

B

RF_06 El sistema debe permitir al usuario conocer las variables necesarias para determinar la huella hídrica.

B

53

Tabla 1. (Continuación).

RF_07 El sistema debe permitir el ingreso de los datos de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili, necesarios para el cálculo de la huella hídrica.

A

RF_08 El sistema debe calcular la huella hídrica a partir de los datos capturados de flujo y los datos ingresados de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili.

A

RF_09 El sistema debe permitir el usuario conocer la huella hídrica de la Universidad Autónoma de Occidente.

M

RF_010 El sistema debe permitir al usuario conocer el histórico de la huella hídrica

M

7.1.2. Requerimientos no funcionales

Tabla 2. Requerimientos no funcionales

N° Requerimientos Prioridad

RNF_01 El sistema debe utilizar sensores de flujo por pulsos, para la recolección de los datos de consumo de agua en la PTAR, PTAP y Chiller, necesarios para la determinación de la huella hídrica.

M

RNF_02 El sistema debe enviar la información recolectada al servidor de Campus Sostenible, mediante el sistema de medición de energía eléctrica de la Universidad.

M

RNF_03 El sistema debe capturar la información de los sensores por medio de una aplicación en java.

M

RNF_04 El sistema debe hacer uso de una API REST de Campus Sostenible para publicar y consultar los datos de huella hídrica

A

54


RNF_05 El sistema debe almacenar la información capturada por los sensores en una base de datos no relacional.

A

RNF_06 El sistema debe permitir ingresar la información de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili, mediante una aplicación móvil.

M

RNF_07 El sistema debe almacenar la información ingresada de los datos de volumen de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili.

A

RNF_08 El despliegue de la información de la huella hídrica se debe realizar en el dashboard de Campus Sostenible.

A

7.1.3. Definición de casos de uso

La definición de los casos de uso permitió entender como deberá ser la interacción entre actores y el software del sistema.

Tabla 3. Caso de uso CU_01

Identificador de Caso Uso CU_01 Nombre Obtener datos de flujo

Descripción El sistema mediante el uso de sensores de flujo obtendrá los datos flujo de agua en la PTAP; PTAR y Chiller de la Universidad Autónoma de Occidente, almacenando estos datos en una base de datos.

Actores Sistema de flujo Secuencia normal

Actor Software 1. Por medio de sensores se envían al sistema de electricidad pulsos electromagnéticos que reflejan el flujo de agua

2. El sistema de electricidad los recolecta y los envía a una aplicación en formato Excel

55

Tabla 3. (Continuación). 3. Una aplicación en Java recibe este archivo, extrae

los datos y envía esta información a una API REST 4. La API REST recibe esta información y la almacena

en una base de datos para su posterior uso 5. Termina el caso de uso

Excepciones Software CU relacionados

Precondición Post condición


Identificador de Caso Uso CU_02 Nombre Visualizar flujo de agua

Descripción El usuario tendrá un mapa 3D de la Universidad con marcadores en los puntos donde se encuentran instalados sensores de flujo, y podrá seleccionar cada uno de estos para visualizar el flujo de agua actual.

Actores Usuario Secuencia normal

Actor Software

1. Muestra un mapa de la Universidad con los diferentes puntos de flujo

2. Selecciona punto de flujo 3. Muestra dato del flujo en el punto seleccionado 4. El caso de uso termina


CU_01

Precondición Mapa 3D con puntos de flujo Post condición

Grafica con el flujo de agua actual del punto seleccionado

56

Tabla 5. Caso de uso CU_03 Identificador de Caso Uso CU_03 Nombre Visualizar histórico de flujo de agua

Descripción El usuario podrá visualizar el histórico del flujo de agua en los diferentes puntos de la Universidad, mediante una gráfica que mostrará estos datos y tendrá un barra deslizable para acotar el periodo de tiempo


Actor Software 1. Muestra una gráfica del flujo en el punto

seleccionado 2. Selecciona un periodo de tiempo

3. Muestra una gráfica del flujo en el periodo de tiempo seleccionado

4. El caso de uso termina


CU_01

Precondición Grafica con datos de flujo actual en un punto específico de la Universidad

Post condición

Grafica con datos de flujo en el periodo de tiempo especificado


Identificador de Caso Uso CU_04 Nombre Calcular huella hídrica

Descripción

La API REST haciendo uso de los valores de flujo recolectados y los datos de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili, calculará la huella hídrica y la almacenara en la base de datos.

Actores Sistema de flujo Secuencia normal

Actor Software

57


1. Con los datos de flujo de agua, de volumen de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST en la API REST se realiza el cálculo de la huella hídrica.

2. El valor calculado es almacenado en la base de datos.

3. Termina el caso de uso Excepciones Software

CU relacionados

CU_01 – CU_08

Precondición Información con datos para el cálculo de la huella Post condición

Cálculo de la huella hídrica


Identificador de Caso Uso CU_05 Nombre Visualizar la huella hídrica

Descripción El usuario conocerá el cálculo actual de la huella hídrica de la Universidad.


Actor Software 1. Muestra la variable de huella hídrica 2. Selecciona la variable de huella hídrica

3. Muestra una gráfica de la huella hídrica actual de la UAO



CU_01 - CU_04 - CU_08

Precondición Post condición

58


Identificador de Caso Uso CU_06 Nombre Visualizar el histórico de la huella hídrica

Descripción En este caso de uso el usuario podrá conocer los diferentes cálculos de huella hídrica realizados a lo largo del tiempo.


Actor Software 1. Muestra grafica con el dato de huella hídrica 2. Selecciona un periodo de tiempo

3. Muestra una gráfica de la huella hídrica en el periodo de tiempo seleccionado



CU_01 - CU_03 - CU_04 - CU_08

Precondición Grafica con datos de la huella hídrica actual Post condición

Grafica con datos de la huella hídrica en el periodo de tiempo especificado


Identificador de Caso Uso CU_07 Nombre Conocer el proceso de cálculo de la huella hídrica

Descripción Este caso de uso le permitirá al usuario informarse y conocer cómo se está realizando el cálculo de la huella hídrica en la Universidad, como también las variables necesarias la determinación de la misma.


Actor Software 1. Selecciona la opción de más información de las variables mostradas en el dashboard

2. Muestra la información de los procesos llevados a cabo para calcular la huella hídrica, como también las variables utilizadas con su respectiva definición.


59



Precondición Grafica de variables Post condición

Despliegue de información de cada variable con sus respectivas fórmulas y definiciones.


Identificador de Caso Uso CU_08

Nombre Ingresar datos de volumen de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST

Descripción Este caso de uso permitirá a un encargado ingresar los datos de volumen de agua vertida en el rio Lili, caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST mediante el uso de una aplicación móvil


Actor Software 1. Ingresa datos en aplicación móvil

2. La aplicación móvil envía los datos a la API REST 3. Los datos son almacenados en la base de datos 4. Termina caso de uso


Precondición Aplicación sin variables ingresadas Post condición

Confirmación de envió de datos

60

7.2. FASE DE ELABORACIÓN

7.2.1. Definición de la arquitectura

A partir de la definición de requerimientos y teniendo cuenta que Campus Sostenible incorpora componentes IoT, se ha seleccionado la “Arquitectura de Referencia” desarrollada por SUNQU, como base para la definición de la arquitectura de este proyecto. Esta permite monitorear, gestionar e interactuar con los datos de dispositivos IoT, analizar la información, escalar, tener alta disponibilidad, realizar un análisis predictivo e integrar todas estas características para el desarrollo de sistemas IoT. 37

Con el fin de realizar todas las tareas pertinentes a este proyecto se han definido 4 capas mostradas a continuación.

Figura 5. Arquitectura IoT diseñada para Campus Sostenible.

37 BARBERÁ, Adam. Arquitectura de referencia en el internet of things. Sunqu. 2016.

61

En la capa de adquisición se encuentran todos los dispositivos que tienen algún tipo de comunicación, directa o indirecta, que los enlaza con internet. Estos permiten recolectar toda la información o datos necesarios.

La capa o protocolo de comunicación es la encargada de soportar la conectividad entre los dispositivos. Utiliza diversos protocolos como; HTTP, MQTT y CoAP para cumplir su función.

Una capa importante en esta arquitectura es la de procesamiento de eventos y analítica, en esta se recolectan todos los datos y se proporciona la posibilidad de procesarlos y actuar sobre ellos. Cabe resaltar que en esta capa se hace esencial el almacenamiento de la información en bases de datos.

La capa de comunicaciones externas/clientes proporciona una vía de comunicación para dispositivos que son externos al sistema. Para este se deben tener en cuenta tres aspectos. El primero es la creación de portales web que permitan interactuar con dispositivos y con la capa de procesamiento. Después, es necesario ser capaz de crear dashboards para mostrar el análisis de los datos al usuario. Por último, se debe interactuar con sistemas fuera de la red de dispositivos, haciendo uso de comunicaciones M2M y usando APIs. Para el control y gestión de estos aspectos se utiliza un sistema de API management,38 el cual se encarga supervisar las APIs en un entorno seguro y escalable, incluyendo todos los recursos enfocados a la creación, documentación y socialización de las APIs.

7.2.2. Diseño de los componentes de la arquitectura.

7.2.2.1. Capa de adquisición:

La capa de adquisición se divide en 5 componentes; sensores de flujo, el sistema eléctrico de la Universidad, un archivo Excel que contiene la información de flujo, una aplicación de escritorio que envía la información del Excel al servidor y una aplicación móvil que envía información necesaria para el cálculo de la huella hídrica.

38 GALÁN, Raúl. API Management ¿qué es y para qué sirve? [en línea]. Paradigma. Madrid, España. (1 de febrero de 2016). [Consultado: día 1 de septiembre de 2019]. Disponible en internet: https://uao.libguides.com/c.php?g=529806&p=4412778

https://uao.libguides.com/c.php?g=529806&p=4412778

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Figura 6. Diagrama de componentes de la capa de adquisición.

Sensores de flujo

Para recolectar de manera precisa la información de las plantas PTAR, PTAP y de las redes de distribución de agua en todo el campus, se ha tenido en consideración diferentes tipos de sensores, entre los cuales se encuentran: 39

- Elementos deprimógenos: Basado en la ecuación de Bernoulli, estos elementos establecen una relación entre la velocidad circulante y la diferencia de presión que se produce. La diferencia de presión se puede medir y con esto, determinar la velocidad. Esta velocidad al multiplicarla por el área de la tubería, permitirá obtener el caudal volumétrico. - Flujómetro electromagnético: Este tipo de caudalímetros están basados en la ley de Faraday. Constan de bobinas que producen un campo electromagnético, un conductor que lo atraviesa (el fluido) y electrodos que miden la diferencia de potencial. Esta será proporcional a la velocidad del fluido, y que al multiplicarla por la sección de la cañería se obtiene el caudal. - Turbina: Los medidores de tipo turbina se basan en el uso de piezas rotantes que son impulsadas por el flujo del fluido y giran a una velocidad proporcional al 39 TORRES, Susana. El ABC de la automatización: sensores de flujo, principios de medición [en línea]. aie [Consultado: día 17 de julio de 2019]. Disponible en internet: http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/abc/sensores-de-flujo.pdf

http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/abc/sensores-de-flujo.pdf

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caudal del fluido circulante. Este tipo de medidores no son aptos para medir productos viscosos, ni con arrastre de sólidos. - Medidores de caudal por ultrasonido: Los caudalímetros por ultrasonido están basados en la propagación de ondas de sonido en un fluido. En estos la velocidad el flujo se determina por la diferencia entre la velocidad de propagación de onda de sonido a favor y otra en contra del flujo. Si en el líquido existen partícula de o burbujas de gas, esas ondas chocan con ellas provocándose una reflexión de odas. Cuando esto ocurre, el eco devuelto tiene una frecuencia igual si el líquido está en movimiento o diferente de la enviada si la partícula se encuentra en movimiento. Al medir el corrimiento de frecuencia se puede determinar la velocidad el fluido y por ende, el caudal instantáneo

- Vortex: Según el principio de Von Karman, si en una cañería ponemos una obstrucción y medimos la frecuencia a la que se desprenden los remolinos y vórtices, podemos determinar la velocidad y en consecuencia el caudal.

Teniendo en cuenta los requerimientos del sistema y el tipo de medición requerido en las plantas de tratamiento de la Universidad, se selecciona el medidor de flujo electromagnético. Esta selección se fundamenta en la facilidad que provee el medidor en la adquisición de datos en fluidos que contienen sólidos y que tiene una salida por pulsos, esto permite que se pueda conectar el sistema eléctrico de la Universidad. Además, el sensor cumple con las normas establecidas por ISO y NTC (específicamente la ISO4064 y NTC1063).

Las características del medidor de flujo seleccionado se muestran en la siguiente tabla.

64

Tabla 11. Información del medidor de flujo seleccionado para el proceso de recolección de información de flujo en la PTAP.

Sensor Descripción

WP-SDC DN 50

Aquasoft S.A.

Medidor de tipo Woltman horizontal de velocidad, cuerpo de hierro fundido, bridado, cámara seca, modelo removible, (Q3/Q1) R=80, Dn50mm (2”), T. 0°-50°. Transmisión magnética, pre-equipado con receptáculo para emisión de impulsos. Incluye empaques, informe de calibración de fábrica. Cumple la norma ISO4064 y la NTC 1063.

Sistema eléctrico

Con el fin de recaudar la máxima cantidad de información sobre el consumo de agua de la Universidad y obtener un cálculo más preciso de la huella hídrica, se establecieron diferentes puntos donde se colocarán los sensores, los cuales estarán conectados al sistema eléctrico de la Universidad que se encarga de recibir los pulsos de los medidores flujo y transformarlos en información de consumo de agua. Los principales puntos de medición son la PTAR que se encarga me procesar las aguas residuales, la PTAP encargada de potabilizar el agua y distribuirla a la Universidad, el Chiller de la Universidad que debido que su sistema fue modificado a uno basado en agua, tiene un consumo elevado de este recurso, el sistema de riego para la zona de Villa Laurentino y el sistema de riego de zonas verdes dentro de la Universidad. Inicialmente se dispondrán sensores en los dos primeros puntos mencionados, y así, se determinará una huella hídrica inicial. A medida que se instalen los demás, se agregará esta información al cálculo de la huella hídrica y se logrará precisar la determinación de la misma.

65

Figura 7. Mapa de la Universidad Autónoma de Occidente con la ubicación de los medidores flujo para el proyecto Campus Sostenible.

Excel

Para este proyecto, el sistema. La información de flujo se dispondrá en un documento Excel con el siguiente formato:

Figura 8. Formato EXCEL que contendrá la información del flujo enviada por el sistema eléctrico de la Universidad.

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La cabecera del documento muestra un resumen mensual del consumo de las diferentes subtestaciones en la universidad. Para este proyecto mostrara el valor del flujo de agua en la planta de tratamiento de agua potable.


Después de la cabecera, se muestra una gráfica que permitirá comprender de manera visual el comportamiento del flujo de agua en la PTAP.

67


Por último, el documento Excel cuenta con un desglose de la información de flujo de agua. En esta apartado se podrá apreciar el comportamiento del flujo para cada día del mes. Al final se mostrará la sumatoria de estos valores, que corresponde al valor mostrado en el resumen.

Este archivo contendrá la información de consumo de las diferentes subestaciones de la Universidad y el total consumido de todos los puntos que contengan medidores de flujo.

Aplicación de escritorio.

El archivo Excel se almacenará en una carpeta compartida por red a la cual tendrá acceso una aplicación de escritorio desarrollada en Java. En esta, se indicará la ubicación del archivo Excel y la aplicación se encargará de leerlo y mediante un algoritmo, recorrer y extraer la información del flujo. Posteriormente, organiza esta información en formato JSON y se envía a una API REST para que este la almacene

68

en una base de datos. La aplicación se ejecutará en un mini computador MINIX de la Universidad ubicado en la facultad de ingeniería.

Aplicación móvil

Por otra parte, para el cálculo de la huella es necesario conocer los valores de volumen de agua vertida en el rio Lili, caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili. En este caso, la información será ingresada a través de una aplicación móvil la cual permitirá suministrar de manera manual los datos necesarios. Esta información se enviará a una API REST y se almacenará con los demás datos.

Figura 11. Aplicación móvil encargada de enviar los datos de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili.

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7.2.2.2. Capa de comunicación:

Esta capa es la encargada de soportar la conectividad de los dispositivos. Existen diferentes protocolos para la comunicación entre la nube y dispositivos. Los tres más conocidos son HTTP, MQTT y CoAP.

Para este proyecto se seleccionó REST debido a que este protocolo no tiene ninguna restricción para comunicar los componentes que serán utilizados en este proyecto. MQTT es un protocolo hecho para que sensores y dispositivos se comuniquen entre sí de manera sencilla. En el contexto de este trabajo solo se utilizaron medidores de flujo que envían información por cableado físico. Los elementos que se necesitan comunicar son las aplicaciones, y REST es el protocolo más idóneo para esta función. Además de esto, el esquema que se ha manejado en el componente TIC de Campus Sostenible se ha hecho a través de REST, por tal razón, se sigue con este mismo protocolo para el desarrollo del componente de comunicación de la arquitectura.

7.2.2.3. Capa de procesamiento de eventos y analítica:

Para analizar los datos y realizar los cálculos pertinentes se hace uso de un API REST, la cual es el corazón del proyecto y se encarga de recibir toda la información necesaria para el cálculo de la huella hídrica y su almacenamiento en una base de datos.

Métodos de la API REST:

Para realizar consultas, se utiliza un método GET.

https://urbaneyes.uao.edu.co/ws-campus/ read /{ "collection" : "register" , "startIndex" :0, "order" : "descending" , "paramOrder" : "createdAt" , "limit" :24, "wh ere" :[{ "field" : "id_device" , "e" : "7" }, { "field" : "temp" , "gte" :25}, { "field" : "timestamp" , "gte" : "2017-12-15T00:00:00Z" },{ "field" : "timestamp" , "lte" : "2017-12-15T00:00:00Z"}]}

Para ingresar la información de los sensores a la plataforma, se utiliza un método POST con los siguientes parámetros:

https://urbaneyes.uao.edu.co/ws-campus/ createRegister/ {"id_device" : "10" , "timestamp" : "2019-06-10T17:02:00Z" , "lat" : 3.3722586 , "long" : -76.54794559 , "h2o" : 8875 }

70

En este método se especificará el id del dispositivo, la fecha en que se creó la entrada, las coordenadas de su ubicación y por últimos las variables que contendrán los datos para el cálculo de la huella hídrica.

Parámetros de los métodos:

Tabla 12. Descripción de los parámetros del Query para el método GET.

Fragmento del Query Función

https://urbaneyes.uao.edu.co/ws-campus/ read

Es el endpoint del query

"collection" : "register" Los datos que pertenezcan a la colección o entidad register

"order" : "descending" Datos ordenados de manera descendiente de acuerdo al campo asignado en “paramOrder”

"paramOrder" : "createdAt" Datos ordenados de acuerdo a la fecha en que fueron agregados en el servidor

"limit" :24 Un máximo de 24 datos en la respuesta

“where” En donde se agregan los filtros

"field" : "id_device" , "e" : "7" Solo los datos o registros creados por el dispositivo con el identificador igual a 7.

"field" : "temp" , "gte" :25 Aquellos datos que registren una temperatura mayor o igual a 25

71

Tabla 13. Descripción de los parámetros del Query para el método POST.

Fragmento del Query Función

https://urbaneyes.uao.edu.co/ws-campus/createRegister

Es el endpoint del query

"id_device" : "10" Identificador del dispositivo

"timestamp" : "2019-06-10T17:02:00Z " Hora en que se creó el registro

"lat" : 3.3722586 Coordenada de latitud de la ubicación del dispositivo

"long" : 76.54794559 Coordenada de longitud de la ubicación del dispositivo

“h20” : 8875 Variable a ingresar

Headers:

Tabla 14. Headers.

Header Valor

Content-Type application/json

X-Parse-Application-Id c4mPu$z05t3Nib1310T53rV3r

El back-end de este proyecto está desarrollado en Parse Server. Parse, es un framework de back-end como servicio (BaaS) de código abierto desarrollado por Facebook. Sirve para manejar aplicaciones, crear API REST, utilización de Cron Jobs (tareas con ejecución programada), manejo de usuarios y muchas otras características.40 Para el manejo de la base de datos, se utiliza una base de datos no relacional, en este caso, MongoDb. El existir una gran cantidad de dispositivos enviando información de diferentes variables ambientales al servidor de Campus

40 Back4App. What is Parse Server? [en línea]. Back4App. [Consultado: día 3 de septiembre de 2019]. Disponible en internet: https://www.back4app.com/product/what-is-parse-server

https://www.back4app.com/product/what-is-parse-server

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Sostenible, el uso una base de datos no relacional facilita el registro de toda esta información.

Como servidor se utiliza NodeJS que es un entorno de ejecución de JavaScript orientado a eventos asíncronos y diseñado para construir aplicaciones en red escalables.41 Por último, para simplificar el montaje de la API REST se utiliza ExpressJS, este es framework para Nodejs que está diseñado para la creación de aplicaciones web y API.

El esquema de la base de datos se maneja con colecciones o entidades. Estas, tienen toda la información relacionada con las diferentes áreas que se tratan en el proyecto Campus Sostenible.

A continuación, se muestran las colecciones:

Tabla 15. Colecciones de la base de datos.

Colección o entidad

Descripción Variables

Device

Contienen toda la información relacionada con cada dispositivo o aplicación conectada a la plataforma para el envío de datos

Id_device, station, description, battery, panel, model, vars

Register

Son los registros generados por los distintos dispositivos/aplicaciones configuradas en la plataforma. Estos registros contienen datos de mediciones de variables meteorológicas, calidad de aire, huella de carbono o huella hídrica.

Id_device, createdAt, timestamp, lat, long, gas_nat, elec, pap, o3, no2, so2, co, co2, pm10, hum temp, pres, rad, prec, o3, noise, light, gas, diesel, val_vi, dir_vi, volH2oSub, VVert, caudalVert, dbo5, sst, dbo5_2, sst_2

HourlyRegister, DailyRegister,

MonthlyRegister

Son resúmenes horarios, diarios y mensuales de los registros almacenados en la colección “Register”

41 Nodejs. Acerca de Node.js [en línea]. Nodejs. [Consultado: día 3 de septiembre de 2019]. Disponible en internet: https://nodejs.org/es/about/

https://nodejs.org/es/about/

73

7.2.2.4. Capa de comunicaciones externas/clientes

En esta capa se mostrarán todos los resultados obtenidos y procesos del cálculo de la huella hídrica en el dashboard de Campus Sostenible de la Universidad. Se debe tener en cuenta para este apartado, que el dashboard está focalizado en crear gráficos y otro tipo de visualización de datos, que provienen de la capa de procesado de eventos.

Para la inclusión del área de huella hídrica en el dashboard se trabajó con Angular. Este es un framework de código abierto para el desarrollo de aplicaciones web de una sola página, desarrollado en Typescript y mantenido por Google.

Con el fin de mostrar las variables mediante graficas se utilizó la plantilla OneUI 3.1. Esta plantilla sirve para crear la interfaz para diferentes tipos de proyectos, ya sea aplicaciones web, sitios web, dashboard administrativos, portafolios o páginas de negocios, entre otros. Tiene un conjunto de elementos basados en Bootstrap y el UI Framework con soporte para Laravel, que permite crear diferentes tipos de páginas basados en la misma plantilla. Actualmente se encuentra en la versión 4.2.

El dashboard estará conectado a la API REST, por medio de esta realizará las consultas a la base de datos y traerá la información de flujo de agua y hulla hídrica para que esta sea desplegada. Tendrá diferentes elementos que mostrarán los últimos valores registrados, como también graficas que permitirán visualizar el comportamiento histórico de las variables de interés. Por último, cada grafica dispondrá una descripción con el fin de mostrar el proceso realizado para la toma o cálculo de cada variable.

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Figura 12. Mockup interfaz de huella hídrica.

En la pantalla principal del dashboard se mostrará un mapa de la universidad que contiene marcadores en los puntos donde se encuentran los sensores o medidores. Al seleccionar el sensor ubicado en la PTAP, se mostrará un resumen que contiene el ultimo valor registrado de flujo, como también una gráfica con el histórico de esta variable.

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Figura 13. Mockup interfaz mapa de sensores.

7.3. FASE DE CONSTRUCCIÓN

Para la fase de construcción se realizó la implementación de cada componente software y posteriormente se creó un diagrama de despliegue en el cual define el flujo de los componentes que tendrá el sistema con la disposición física de cada uno mediante nodos.

7.3.1. Implementación de software

Este módulo se dividió en 3 partes. En la primero se implementó la API REST para que recibiera las nuevas variables de huella hídrica. En la segundo, se implementaron las aplicaciones de registro de información (aplicación de escritorio y móvil). Por último, se agregó el área de huella hídrica al dashboard.

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7.3.1.1. Implementación de de API REST.

Para la implementación de la API REST se crearon las nuevas variables que se registrarían. Con esta información se creaba un “calculadora” que se encargaría de realizar el cálculo de la huella hídrica con los valores registrados. Posteriormente la información del cálculo se almacenaría en la base de datos.

Estas son las funciones principales para la determinación de la huella hídrica.

La función “createRegister” Se encarga de almacenar en la base de datos los valores colectados por sensores aplicación o cualquier compoenente que registre datos en el sistema.

Primero se procedia con la inicializacion de variables.

Figura 14. Inicialización de variables.

Después se leen los valores de las variables que llegan y se registran en la base de datos.

Figura 15. Lectura de información de variables.

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Figura 16. Registro de variables en la base de datos

Posterior al registro de las variables, se utilizan estos datos para el cálculo de la huella hídrica haciendo uso de una “calculadora”. Este cálculo se llama desde la función “DailyRegister” que se encarga de hacer un registro programado en la base de datos de diferentes variables, en este caso, las de la información referente a la huella hídrica.

Figura 17. “Calculadora” de huella hídrica.

La función “HuellaHídrica” realiza el cálculo de la huella hídrica y retorna tres valores (huella hídrica azul, gris y total).

Figura 18. Registro de datos de huella hídrica.

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Aquí se crea un arreglo con el promedio de las variables necesarias y se hace un llamado a la función que calcula le huella hídrica pasándole como argumento este arreglo. Los valores retornados por la función se registran en la base de datos.

7.3.1.2. Aplicaciones de registro de datos.

Para el registro de los datos necesarios para el cálculo de la huella hídrica se tienen dos elementos, la aplicación de escritorio que provee los datos de consumo de agua en la PTAP y la aplicación móvil, que permite registrar los valores de necesarios en el cálculo de huella hídrica azul y huella hídrica gris.

Aplicación de escritorio.

Esta aplicación tiene dos funciones principales. La función “Lectura” que se encarga de leer el documento Excel y extraer la información del flujo y la función “enviar datos” que es la que envía los datos a la API REST para su registro en la base de datos.

Figura 19. Función de lectura del archivo Excel.

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La función de lectura recibe como argumento la ruta del Excel y se encarga de recorrer todas las filas y columnas y así, definir cuáles son los elementos de tipo numérico.

Figura 20. Función de registro de flujo en la PTAP.

En esta función se hace un llamado a la función de lectura y se le pasa como argumento la ruta donde se ubica el documento Excel. Después, revisa el arreglo con los elementos numéricos y ubica el elemento [0] que contiene la información de flujo. Posteriormente se conecta a la API REST y envía esta información para su registro en la base de datos.

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Aplicación móvil.

Para el desarrollo de la aplicación móvil se creó un controlador encargado de leer los datos ingresados por el usuario y enviarlos a la API REST. Para lograr esto, utiliza “data binding” con el fin de pasar información de la vista al controlador y viceversa, además, hace uso de dos funciones principales. La función “presentAlertConfirm” se encarga realizar una confirmación de envió y organizar la información suministrada por el usuario en formato JSON, y por otro lado, la función “SendRegister” se encarga de enviar la información a la API REST.

Figura 21. Inicializacion de variables y data binding.

En la data binding establece una conexión entre la vista y el controlador. Al momento de crear un elemento en el HTML se le asigna un identificador que permite que el controlador cree una variable con la información registrada por el usuario para su posterior uso.

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Figura 22. Funcion “presentAlertConfirm”.

Esta función crea una alerta de confirmación de envió en la cual se presentan dos opciones, cancelar y confirmar. Al seleccionar confirmar, se organiza los datos ingresados por el usuario y se le pasan como argumento a la función de envió de registros.

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Figura 23. Funcion “SendRegister”.

En esta función se hace un llamado al método POST. Inicialmente se crean las cabeceras del método y posteriormente se pasa la URL, la información en formato JSON y las cabeceras a un método que se encarga de enviar la información. Si todo es correcto se envía un mensaje informado que el dato se ha enviado correctamente, en caso de lo contrario se informa el error.

7.3.1.3. Dashboard.

El desarrollo del dashboard se dividió en dos partes. La primera se encargaba de mostrar los puntos en donde habría sensores en el mapa de la universidad de la página principal. La segunda se enfocó en el desarrollo de la vista y el controlador de huella hídrica.

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Figura 24. Creación del punto en el mapa de la Universidad.

Con esto se crea un nuevo apartado en el mapa de la Universidad, el de huella hídrica y, además se pasa una descripción del sensor, las variables y el id que tiene utilizar para las consultas de información que se va a mostrar en el resumen. Por último, se definen las coordenadas donde se deberá ubicar el punto.

El controlador de la vista del dashboard tiene dos funciones principales, la primera es realizar las consultas para mostrar los últimos valores registrados de flujo y huella hídrica y la segunda se encarga de realizar las consultas para mostrar el histórico de estas variables mediante gráficas.

Figura 25. Consulta de ultimo registro de variables de huella hídrica.

Realiza la consulta del ultimo valor de las variables requeridas y se las asigna a los elementos HTML en la vista.

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Figura 26. Creación del punto en el mapa de la Universidad.

Realiza la consulta de las variables requeridas y se las asigna a las gráficas en la vista.

7.3.2. Diagrama de despliegue

En la figura 25 se muestra el diagrama de despliegue el cual permite ver a nivel físico donde se dispondrá cada elemento del sistema.

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Figura 27. Diagrama de despligue.

En esta grafica se muestran a la aplicación móvil y el medidor de flujo como las entradas de información. El medidor de flujo envía los datos captados al sistema eléctrico, que se encarga de crear un reporte Excel con la información de flujo, este archivo es leído por una aplicación de escritorio que la envía al servidor. La aplicación móvil envía directamente la información al servidor. Dentro del servidor se encuentra la API REST, la base de datos y el dashboard.

Medidor de flujo: Medidor Aquasoft tipo woltman DN – 50. Pre-equipado con receptáculo para emisión de impulsos.

Características:

- Cuerpo de hierro con eproxi dentro y fuera de la protección de la corrosión. - Indicador rotativo. - Protección ip68. - Mecanismo de medición extraíble e intercambiable sin necesidad de desmantelar el cuerpo de la tubería. - Perdida de presión baja.

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Figura 28. Medidor de flujo Aquasoft WP-SCD DN-80

Fuente: aquasoft. WP-SCD DN - 80 [imagen]. [Consultado: día 20 de agosto de 2019]. Disponible en internet: http://aquasoft.com.co/wp-content/uploads/2016/11/wp-sdc-650x500.jpg

Sistema eléctrico: Este sistema se encarga de hacer un seguimiento del consumo de energía en el campus para tomar acciones que optimicen el uso racional del recurso energético. El objetivo de este sistema es la implementación de acciones que permitan optimizar el consumo de energía, incorporando tecnologías eficientes en sistemas de iluminación, equipos de cómputo, sistemas de aire acondicionado y sistemas de automatización.

Cuenta con tres medidores ubicados en tres subestaciones dentro del campus. También cuenta con un software diseñado por la empresa Schneider Electric, el cual permite generar un reporte Excel de acuerdo a las variables requeridas. En este caso se crea un reporte con el consumo de agua que es creado a partir de pulsos generados por el medidor de flujo.

http://aquasoft.com.co/wp-content/uploads/2016/11/wp-sdc-650x500.jpg

http://aquasoft.com.co/wp-content/uploads/2016/11/wp-sdc-650x500.jpg

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Figura 29. Medidor de potencia digital PowerLogicTM PM 5500

Fuente: Medidor digital de potencia PoweLogicTM PM5000 - Schneider Electric [imagen]. [Consultado: día 20 de agosto de 2019]. Disponible en internet: https://www.se.com/co/es/

Figura 30. Mapa de ubicación de los diferentes medidores eléctricos en la Universidad.

Aplicación de escritorio: La aplicación de escritorio encargada de recibir el archivo en Excel que contiene la información del flujo de agua de la PTAP, se encontrara en un mini pc, en este caso, el MINIX NEO Z83-4 PRO. Este dispositivo es un mini pc Intel sin ventilador, diseñado para aplicaciones de oficina y aplicaciones industriales. 42

42 NEO Z83 – 4 Pro [en línea]. MINIX. [Consultado 20 de agosto de 2019]. Disponible en internet: http://minix.com.hk/es/products/neo-z83-4-pro

https://www.se.com/co/es/

http://minix.com.hk/es/products/neo-z83-4-pro

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Figura 31. Mini PC NEO Z83-4 Pro medidas.

Fuente: NEO Z83 – 4 Pro [imagen]. MINIX. [Consultado: día 20 de agosto de 2019]. Disponible en internet: http://www.minix.com.hk/uploads/imager/08834ccd332b896e8b396aafbdfe720f/421d47cebf99b2c17b5a67fe0218fb71.jpg

Figura 32. Mini PC NEO Z83-4 Pro entradas.

Fuente: NEO Z83 – 4 Pro [imagen]. MINIX. [Consultado: día 20 de agosto de 2019]. Disponible en internet: http://www.minix.com.hk/uploads/imager/08834ccd332b896e8b396aafbdfe720f/a2925d34ec03b4b385ea5a5451b02bb5.jpg

Características:

- Procesador: Quad Core Intel X5-Z8350 (64 bits)

- GPU: Intel HD Graphics

- Sistema Operativo: Windows 10 Pro (64 bits)

http://www.minix.com.hk/uploads/imager/08834ccd332b896e8b396aafbdfe720f/421d47cebf99b2c17b5a67fe0218fb71.jpg

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- Memoria: 4GB DDR3L

- Almacenamiento: 64GB eMMC 5.1

- Conectividad inalámbrica: 802.11ac Dual-Band Wifi (2.4GHz/5.0GHz), Bluetooh 4.2

- Salida de vídeo: HDMI 1.4 (up to 4K @ 30Hz). Mini DisplayPort

- Salida de audio: HDMI 1.4, Conector de audio jack de 3,5 mm

- Entrada audio: Conector de audio jack de 3,5 mm

- Interfaces periféricas:

RJ-45 Gigabit Ethernet,

Lector de tarjetas Micro SD

3 x USB 2.0, 1 x USB 3.0

Compatible con Kensington lock

- Energía: DC 12V, 3A adaptador incluido (CE, FCC, certificado)

Servidor: Este ser el encargado de contener la API REST, la base de datos y el dashboard. Para esto, la Universidad ha contratado los servicios web de Amazon (AWS) y de este modo tercerizar esta tarea.

Aplicación Móvil: Esta aplicación se encontrará instalada en el dispositivo móvil de la persona encargada de ingresar los valores requeridos para el cálculo de la huella hídrica. Este dispositivo debe tener un sistema operativo Android 8.0 (Oreo) o superior.

7.4. FASE DE TRANSICIÓN

En esta fase se desarrollaron las pruebas de funcionalidad y usabilidad con el fin de corroborar el correcto funcionamiento de los componentes del sistema, como también, de las interfaces de las diferentes aplicaciones.

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7.4.1. Pruebas de funcionalidad

Para las pruebas de funcionalidad se realizó una comparativa entre las funcionalidades del sistema y los casos de uso. Para esto, se definió el objetivo principal de cada caso de uso y posteriormente se ejecutaba la tarea en el componente respectivo del sistema. Al finalizar cada tarea, se verificaba si el resultado cumplía con lo estipulado.

A continuación, se muestran los resultados.

Prueba funcional para CU_01.

Caso de uso: El sistema mediante el uso de sensores de flujo obtendrá los datos flujo de agua en la PTAP; PTAR y Chiller de la Universidad Autónoma de Occidente, almacenando estos datos en una base de datos.

Aplicación de escritorio que lee el archivo EXCEL enviado por el sistema eléctrico y que posteriormente extrae el valor de flujo y lo envía al servidor para su almacenamiento en la base de datos.

Figura 33. Interfaz de aplicación de escritorio.

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Mensaje de confirmación de envió de datos en la aplicación:

Figura 34. Mensaje de confirmación de envio de datos en consola de NetBeans.

Confirmación de recepción de datos en el servidor:

Figura 35. Mensaje de confirmación de recepcion de datos en servidor.

Base de datos con información almacenada:

Figura 36. Información de flujo de agua en PTAP almacenda en base de datos.


Caso de uso: Visualizar flujo de agua actual.

Se muestra un mapa con la información de todos los puntos con sensores, en este caso se señala el medidor de flujo de agua en la PTAP y se muestra una breve descripción de este.

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Figura 37. Mapa de sensores de la Universidad.

Al seleccionar el medidor de flujo se despliega una ventana con la información del ultimo registro del sensor en la base de datos, como también una gráfica que muestra la variación de esta variable.

Figura 38. Información del sensor seleccionado.


Caso de uso: Visualizar histórico flujo de agua

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La gráfica de flujo en la PTAP en el dashboard, muestra el comportamiento de esta variable y mediante el slider en la parte inferior de la gráfica se puede acotar el tiempo en el que se muestran los datos.

Figura 39. Gráfica de comportamiento de flujo de agua en la PTAP.


Caso de uso: Calcular huella hídrica.

Para el cálculo de la huella hídrica se utiliza la información suministrada por los medidores de flujo y por la aplicación móvil. Se realiza un promedio de estos valores y esta información es pasada a una función que se encarga de realizar el cálculo de la huella. Posteriormente se almacena en la base de datos.

Mensaje de confirmación del cálculo y almacenamiento de huella hídrica en el servidor (en este caso se almacena en la colección Daily Register).

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Figura 40. Mensaje de confirmación de la creación del DailyRegister en el servidor.

Variables almacenadas en la base de datos:

Figura 41. Variables de huella hídrica almacenadas en la base de datos.


Caso de uso: Visualizar huella hídrica.

Los primeros valores que se muestran al ingresar en el dashboard son las variables de consumo de agua, dentro de estas se encuentra el valor calculado de la huella hídrica.

Figura 42. Variables de huella hídrica mostradas en el dashboard.


Caso de uso: Visualizar el histórico de la huella hídrica.

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En el apartado de huella hidrica en el dashboard se muestra una gráfica que contiene la información del cálculo de la huella hídrica y el comportamiento historico de la misma, este puede ser visualizado haciendo uso del slider.

Figura 43. Gráfica del comportamiento de la huella hidrica.


Caso de uso: Conocer el proceso de cálculo de huella hídrica

Cada grafica tiene una descripción que explica y define la variable mostrada, como también las formulas tenidas en cuenta para su determinación.

Figura 44. Descripción de la variable de huella hidrica y su respectiva formula.

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Figura 45. Descripción de la variable de huella hidrica gris y su respectiva formula.

Figura 46. Descripción de la variable de huella hidrica azul y su respectiva formula.


Caso de uso: Ingresar datos de volumen de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili.

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Mediante una aplicación móvil desarrollada en ionic se ingresan los valores de agua vertida en el rio Lili, Caudal propio del vertimiento, concentración promedio de DBO5 y SST y concentración natural de DBO5 y SST en el río Lili. Estos datos son necesarios para la determinación de la huella hídrica.

Figura 47. Interfaz de aplicación móvil y mensaje de confirmación de envío de datos

Mensaje de confirmación de almacenamiento de datos del servidor:

Figura 48. Mensaje en el servidor de confirmación de recepción y almacenamiento de datos.

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Base de datos con la información almacenada

Figura 49. Información de le aplicación almacenda en la base de datos.

Resumen pruebas de funcionalidad.

Tabla 16. Tabla pruebas de funcionalidad. Prueba de funcionalidad Caso de uso Cumple con el caso

de uso?

1 CU_01 Sí

2 CU_02 Sí

3 CU_03 Sí

4 CU_04 Sí

5 CU_05 Sí

6 CU_06 Sí

7 CU_07 Sí

8 CU_08 Sí

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7.4.2. Pruebas de usabilidad.

Las pruebas de usabilidad en este proyecto se realizaron con el fin de comprender que aspectos se debían mejorar y que cambios se deberían realizar para que las personas que usaran este dashboard y app móvil, tuvieran una mejor experiencia de usuario.

Para las pruebas de usabilidad se utilizó el método “Test con usuarios” el cual permite obtener resultados tanto cualitativos, como cuantitativos. Este método permite comprobar si los diseños de las interfaces son los adecuados y si existe una interacción entre los usuarios y la aplicación, que favorece el logro de los objetivos propuestos por el usuario. 43

El proceso llevado a cabo para el desarrollo de estas pruebas consistió en realizar una pequeña introducción y explicación de que es Campus Sostenible y el fin con el que fueron creadas las aplicaciones a evaluar. Posteriormente se les explicaba en qué consistía la prueba y lo que debía realizar y por ultimo le diligenciaba un acuerdo de confidencialidad [anexo A] y se daba inicio a la prueba.

La prueba fue dividida en 4 módulos:

Pre-test: se realizó con el fin de conocer el perfil de los usuarios evaluados. [anexo B] Desarrollo de tareas: En este módulo se le asignaban diferentes tareas al usuario y se medía el tiempo que requería para completar cada una de ellas o si no lograba terminarlas. También se analizaba el comportamiento del usuario en cada tarea y se tomaba nota.

43 CALVO-FERNANDEZ, Amaia; ORTEGA, Sergio; VALLS Alicia. Métodos de evaluación con usuarios [en línea]. Universidad Abierta de Cataluña. 2011. 17-19 p. [Consultado: día 10 de octubre de 2019]. Disponible en internet: http://openaccess.uoc.edu/webapps/o2/bitstream/10609/12922/9/Usabilidad_M%C3%B3dulo3_M%C3%A9todos%20de%20evaluaci%C3%B3n%20con%20usuarios.pdf

http://openaccess.uoc.edu/webapps/o2/bitstream/10609/12922/9/Usabilidad_M%C3%B3dulo3_M%C3%A9todos%20de%20evaluaci%C3%B3n%20con%20usuarios.pdf


100

Tareas aplicación web.

- Tarea A: Mostrar solo los sensores de huella hídrica de la universidad. - Tarea B: Indicar donde buscaría información sobre la ubicación del sensor de huella hídrica. - Tarea C: Decir cuál fue el último valor de flujo registrado y la hora en que se registró para el sensor de huella hídrica. - Tarea D: Indicar donde vería información más detallada o específica sobre huella hídrica. - Tarea E: Decir cuál es la huella hídrica azul y total de la Universidad. - Tarea F: Mostrar el valor de consumo en la PTAP el 3 de octubre. - Tarea G: Indicar donde buscaría información sobre el método para el cálculo de la huella azul.

Tareas aplicación móvil. Tarea H: Ingresar todos los datos en la aplicación móvil y enviarlos. Tarea I: En caso de error, indicar con quien se contactaría en busca de ayuda. Comentarios: Al finalizar las tareas se solicitó al usuario mencionar que pensaba sobre las aplicaciones evaluadas y que detallara que problemas tuvo, que no le gusto, que le gustaría modificar, como también los aspectos positivos y se anotaba todo lo que comentaba. Pos-test: Por último, se realizaron unas preguntas con el fin de conocer el grado de satisfacción del usuario frente a la aplicación web y móvil [anexo C].

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Resultados:

El Test con Usuarios se realizó a una muestra de 18 personas entre un rango de edad de 20 a 53 años. El 56% de los encuestados había terminado sus estudios de bachiller, el 33% ya era profesional y un 11% tenía posgrado. El 83% tenía un grado de interés alto por los temas medioambientales y al 67% le gustaría conocer el manejo de variables medioambientales en instituciones educativas.

Los resultados de las tareas se organizaron en una tabla que muestra los diferentes tiempos empleados por cada usuario para completar las tareas:

Tabla 17. Tiempos de usuarios para cada tarea. Usuario Tiempo por tarea (seg)

A B C D E F G H I 1 7 31 37 61 16 13 11 16 11

2 20 X 16 37 11 10 9 21 8

3 17 16 18 11 13 21 9 28 6

4 20 28 16 7 16 5 15 23 7

5 25 17 21 4 13 25 7 20 12

6 13 37 23 8 47 29 5 45 5

7 9 10 6 17 40 15 15 38 6

8 9 X 27 15 20 5 27 21 8

9 30 10 36 79 10 26 13 31 12

10 6 47 15 10 10 9 6 34 7

11 7 7 15 30 50 5 5 49 6

12 4 2 10 10 10 8 10 24 5

13 7 5 15 24 25 11 8 24 7

14 25 7 18 8 28 10 24 27 6

15 42 6 21 39 7 10 6 29 8

16 14 5 18 31 8 11 14 26 5

17 2 1 27 4 7 20 19 32 8

18 30 14 27 8 10 22 9 42 15

X: Tarea no completada.

102

Tabla 18. Media, mediana, moda y desviación estándar.

Tarea A B C D E F G H I

Media 15,9 15,2 20,3 22,4 18,9 14,2 11,8 29,4 7,9

Mediana 13,5 10,0 18,0 13,0 13,0 11,0 9,5 27,5 7,0

Moda 7 10 18 8 10 10 9 21 8

Desviación estándar 11,0 13,6 8,1 20,8 13,7 7,7 6,3 9,1 2,8

Estas variables permiten comprender de manera estadística el comportamiento de los usuarios en cuanto los tiempos de interacción con el sistema para cumplir tareas.

La media indica el promedio en que se demoraron los usuarios en completar las tareas. La mediana muestra que en ese valor se encuentran la misma cantidad de datos por encima, como por debajo del mismo. Cuando la diferencia de la media y mediana es muy grande significa que existen valores muy extremos.

La moda es el valor más repetido en las pruebas.

Por último, la desviación estándar indica el grado de dispersión de los datos, es decir, en que rango se puede esperar que los datos varíen respecto a la media.

Comentarios:

Los comentarios se agruparon por sección de la interfaz o característica que afectaba. Muchos comentarios se repitieron por lo cual se mencionó una sola vez y se estableció un valor para indicar el grado de recurrencia del mismo o de otros comentarios que criticaban la misma característica de la interfaz.

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Tabla 19. Comentarios. Característica Comentario Recurrencia Banner y menú de inicio

“Incomodo de ver” Baja “El tamaño no está igual que el contenido” Alta “Muy pequeño” Alta “Las opciones deberían quedar siempre visibles” Baja

Mapa “Me gusta el diseño” Media “debería tener un modelo 3D más realista” Baja “Debería tener colores para diferenciar los grupos” Alta “No se entiende que el icono del sensor es cliqueable”

Alta

“No sé qué es la PTAP” Media Datos del sensor

“Debería mostrar algo cuando no se ha seleccionado algún sensor ”

Media

“Colocar unidades de medida en ultimo valor registrado”

Baja

“No es claro que ahí hay información relacionada a los sensores”

Media

Cajones de información rápida en interfaz de huella hídrica

“Resaltar el texto del nombre de la variable” Media “No poner al mismo nivel el consumo de agua en PTAP que de las huellas ”

Baja

“Los iconos hacen agradable la caja de información” Media

Graficas “Diferente color a las gráficas” Baja “No se entiende que tiene un slider para acotar el tiempo”

Media

“El botón de más información no se entiende ” Alta “Resaltar el texto de más información ” Alta

Color de las interfaces

“Muchos grises” Media

App móvil “Sencilla y fácil de entender” Media “Colocar algo que resalte más el área para escribir” Media

Pos-test:

A partir de los resultados del pos-test del dashboard [anexo D] se encontraron los siguientes resultados.

Un 73% de los usuarios encuestados consideraba fácil de usar la aplicación. Un 42% se encontraba neutral y/o consideraba que el diseño gráfico no ayudaba a encontrar la información que necesitaba. En cuanto el agrado por la interfaz, se

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encontró que un 35% de las personas evaluadas no encontraba agradable visualmente las interfaces, mientras que un 31 estaba inclinado a un gusto por la interfaz y otro 31% sí la encontraba agradable.

Respecto a que tan útil consideraban la información presentada, el 58% dijo que era muy útil y un 62% indicó que la organización de esta información se mostraba de manera ordenada.

Por último, un 84% tiene una opinión general positiva sobre el dashboard.

Respecto a la aplicación móvil, los resultados fueron positivos [anexo E]. Un 100% consideraba que la aplicación era fácil de utilizar al ser muy sencilla y no requerir de muchos pasos para usarla. El 78% afirmo que el diseño les permitía encontrar lo que buscaban y un 73% indico que este diseño era agradable visualmente. Como aspecto final, más del 90% consideró que la información presentaba se disponía de forma ordenada y tenían una impresión positiva sobre la aplicación.

Modificaciones:

A partir de los resultados obtenidos se plantearon diversas modificaciones a las aplicaciones con el fin de mejorar la interfaz. Los cambios se plantearon como una continuación o trabajo a futuro para el proyecto del Dashboard de Campus Sostenible. Esto, debido a que la interfaz ya contaba con unos estilos predefinidos que no podían ser modificados.

Interfaz dashboard

- Ajustar el ancho del banner al ancho total de la pantalla. No se recomienda reducir el ancho del contenido debido a la gran cantidad de información desplegada en cada interfaz. - Hacer que el menú de opciones sea “sticky”, es decir que se mantenga en la zona superior de la pantalla cuando se haga un “scroll” en la interfaz. Esto permite reducir los tiempos de búsqueda de información en el menú. - En el mapa de la universidad, diferenciar por color los sensores de cada grupo (Huella hídrica, huella de carbono, calidad de aire). Permite agrupar

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visualmente los diferentes sensores y saber a cuál pertenece cada uno sin tener que seleccionar una categoría. - Modificar iconos de sensores. En este cambio se espera que el icono se vea más “cliqueable” y los usuarios intuyan que van a encontrar más detalles sobre el sensor al dar click. Para esto se puede incluir un “shadow” en el icono o cambiar el icono por uno de información. - En el apartado de datos del sensor, se debe colocar un texto que indique que ahí se va a mostrar información sobre los sensores u ocultar esta sección y desplegarla al momento en que se selecciona un sensor. Los usuarios demoran en darse cuenta que esa zona despliega información del sensor y este cambio reduciría el tiempo de búsqueda. - Colocar unidades de medida en las variables de información del sensor. - Detallar de manera más clara las características de cada sensor que se muestran al dar click sobre este.

Interfaz huella hídrica

- Resaltar el nombre de las variables y agrandar el tamaño de la fuente en las 4 cajas iniciales de información de consumo y de huellas. Los usuarios generalmente solo ven el numero grande, pero no se fijan a que hace referencia ese valor. Resaltar este texto permitiría que observen las variables y entiendan a que hacen referencia en la primera visualización. - Poner un texto que indique que el “slider” permite modificar el rango de tiempo que se muestra en la gráfica. Esto contribuye a que este elemento no sea pasado por alto y comprendan que pueden modificar la gráfica. - Resaltar el texto de “más info sobre esta variable”, hacer el texto también “cliqueable” y permita desplegar la información, y cambiar el icono por uno de información. Esto contribuye a que el usuario encuentre de manera más rápida esta sección y comprenda su función de manera más intuitiva.

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Aplicación móvil

- Resaltar con un borde o un subrayado el área de ingreso de variables. Esto le permite al usuario conocer de forma más clara cuál es el área para ingresar valores y saber los límites de la misma.

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8. CONCLUSIONES

Con la implementación de este proyecto se puede ver el potencial que tiene el desarrollo de sistemas multimedia para dar solución a problemas en áreas no necesariamente tecnológicas. Haciendo uso de herramientas de TI se facilita la manera en que se obtiene y se presenta información a un público específico.

Actualmente la recolección de los datos de huella hídrica es manual, existen medidores que recogen la información y una persona se encarga de leer estos valores y realizar el respectivo cálculo. La ejecución de este proyecto cambiaría radicalmente este modelo puesto que, automatiza diferentes procesos, como lo son la obtención de datos o el procesado de los mismos para el cálculo de la huella hídrica.

Al utilizar un dashboard para la presentación de datos, permite además de mostrar información a través de un medio gráfico, observar de manera oportuna el cambio en diferentes variables y de este modo tomar acciones de manera ágil y eficaz.

Con el fin de interconectar diferentes tipos de aplicaciones (web, móvil, de escritorio) se vio la necesidad de un sistema que se encargara de realizar este trabajo. Se evidenció que el uso de una API REST es la mejor solución para este problema ya que la comunicación entre aplicaciones es más sencilla, la creación de nuevas funciones o módulos se vuelve más factible al solo tener que seguir las restricciones establecidas en la API.

Utilizar un lenguaje como JavaScript hace que la creación de código sea más sencilla debido a que las funciones se pueden ejecutar de manera inmediata ya que estas se realizan del lado del cliente, este lenguaje es soportado por los navegadores más populares y al ser multiplataforma se puede desplegar en cualquier dispositivo ya sea de escritorio o móvil.

El desarrollo de este sistema permitió aplicar conceptos recolectados a lo largo de toda la carrera, involucrando ramas de programación y diseño, pero también requirió una investigación y apropiación de elementos teóricos relacionados a variables

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medioambientales. Esto permite que se cree una convergencia entre distintas áreas de conocimiento para dar solución a problemas en una organización.

Al ser un trabajo de grado en modalidad pasantía institucional, se logra apreciar desde una perspectiva más profesional como se debería desarrollar un proyecto en una empresa. En el ámbito educativo la mayoría de los proyectos o trabajos presentan problemas de carácter meramente técnico y de conocimiento. En el desarrollo de este proyecto se dieron escenarios que daban a conocer de primera mano algunos de los problemas a los que se puede enfrentar un ingeniero en la vida laboral. Además, realizar proyectos complementarios a uno global, implica que se deba adaptar a lo que se ha realizado y se sigan los lineamientos establecidos, ya sea en cuanto a tecnologías para desarrollo, patrones de diseño o arquitecturas y se fomente la integración de tecnologías como solución de problemas.

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9. RECOMENDACIONES

Durante la creación de aplicaciones web se debe trabajar bajo el paradigma de “programación orientada a componentes”. Esta tiene como función principal la creación de componentes o módulos software en el proceso de desarrollo. Al seguir esto, se favorece la reutilización de componentes ya creados y testeados, y hace que no se repita código, lo cual permite la construcción de aplicaciones de forma rápida y robusta.

En este proyecto se evidencia la existencia de elementos que se repiten a lo largo del código y que pueden ser agrupados en componentes. Al agrupar estos elementos en módulos se reduce la carga en el procesamiento para su despliegue.

El dashboard al cual se le integró el componente de huella hídrica trabaja con un solo archivo controlador para todas las vistas. Este es un aspecto a tener en cuenta en el desarrollo de aplicaciones web, debido que, además se ser una mala práctica y que no sigue el lineamiento de arquitectura modular, hace que la creación o eliminación de funciones requiera de un procedimiento más demorado, al tener que buscar en un mismo archivo dichas funciones.

Por último, con el fin de mejorar la experiencia de usuario al momento de interactuar con las diferentes aplicaciones del sistema y conocer el grado en que los usuarios entienden el uso de estas aplicaciones, la eficiencia y efectividad de las mismas, se hace necesaria la realización de pruebas de usabilidad. Dentro de este proyecto se realizó una iteración per permitió encontrar diversas falencias y aspectos por mejorar. A trabajo futuro se pretende realizar las modificaciones mencionadas y realizar nuevas iteraciones de las pruebas de usabilidad y de esto modo, encontrar nuevos fallos que generen un nuevo diagnóstico y se puedan tomar nuevas medidas correctivas.

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ANEXOS

Anexo A. Formato de cuerdo de confidencialidad.

Acuerdo de confidencialidad

YO _______________________________________ ACEPTO participar en una prueba de

usabilidad supervisada por Andrés Felipe Urrutia Solarte, el día ___/___/_____, en las

instalaciones de la Universidad Autónoma de Occidente. Entiendo y estoy de acuerdo con las

condiciones mencionadas en adelante.

Comprendo que la prueba se hace sólo para evaluar un sistema interactivo, NO mis

capacidades, habilidades y conocimientos.

Comprendo que los resultados de la prueba se utilizarán sólo para propósitos académicos y/o

de investigación, sin que mi identidad sea revelada.

Entiendo que puedo comunicar al supervisor de la prueba, en cualquier momento, mi

malestar, molestia o inconformidad.

Comprendo que puedo abandonar la prueba y el lugar en cualquier momento.

______________________

Firma

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Anexo B. Cuestionario Pre-test.

1. Nombre:

2. Edad:

3. Estudios:

a) Bachiller b) Profesional c) Posgrado

4. ¿Cuantas horas a la semana se conecta a internet?

a) Menos de 2 b) Entre dos y 5 c) Más de 5

5. ¿Qué dispositivos utiliza con mayor frecuencia?

a) Celular b) Computador portátil c) Computador de mesa d) SmartTV e) Otro…

6. ¿En una escala de uno a 5, que tanto le interesan los temas medioambientales?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

7. ¿Le gustaría conocer el manejo que se le dan a variables medioambientales (agua, huella de carbono, calidad de aire) en instituciones educativas?

a) Sí b) No c) Tal vez

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Anexo C. Cuestionarios pos-test.

Cuestionario aplicación móvil.

1. Nombre:

2. ¿A nivel general, crees que es fácil utilizar la aplicación móvil?

Poco - a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 – Bastante

3. ¿Consideras que el diseño gráfico te ha ayudado a encontrar lo que buscabas?

Nunca - a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 – Siempre

4. ¿Consideras que las interfaces son agradables visualmente?


5. ¿Consideras que la información se presenta de manera ordenada?


6. Tu impresión general sobre el uso de la aplicación móvil es:

Pésima - a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 – Excelente

7. ¿Volverías a utilizar esta aplicación?

a) Si

b) No

Cuestionario dashboard.

1. Nombre:

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2. ¿A nivel general, crees que es fácil utilizar el sitio web?


3. ¿Consideras que el diseño gráfico te ha ayudado a encontrar lo que buscabas?

Nunca - a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 – Siempre

4. ¿Consideras que las interfaces son agradables visualmente?


5. ¿Consideras útil la información presentada?


6. ¿Consideras que la información se presenta de manera ordenada?


7. Tu impresión general sobre el uso del sitio web es:

Pésima - a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 – Excelente

8. ¿Volverías a utilizar esta página?

i. Si

ii. No

Anexo D. Resultados pos-test dashboard.

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Anexo E. Resultados pos-test aplicación móvil.

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Anexo F. Resultados pre-test.

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