CAPÍTULO IV RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN. En esta parte de la investigación se hace una interpretación de los

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1 CAPÍTULO IV RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN En esta parte de la investigación se hace una interpretación de los resultados hallados, teniendo en cuenta todos los argumentos planteados dentro de la justificación de la investigación y acorde con una fundamentación teórica. 1. ESTACIONES METEREOLÓGICAS En el departamento del Cesar Colombia se cuentan con varios recolectores de información, es menester comentar que estas estaciones de control metereológico, están adscritas y administradas por el ministerio del medio ambiente en cabeza de su organismo central, el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM, las distintas corporaciones regionales de preservación del medio ambiente para el caso del departamento del Cesar la Corporación Regional para la conservación del Medio Ambiente CORPOCESAR y la aeronáutica civil de Colombia quien es representada por el aeropuerto principal del departamento del Cesar por el aeropuerto Alfonso López en Valledupar la capital del departamento del Cesar, quienes aúnan esfuerzos para mantener vigilados el comportamiento de las condiciones climatológicas variable que se presentan en todo el país.

2 2. CLASIFICACION DE LAS ESTACIONES METEREOLÓGICAS De acuerdo a los parámetros que miden y las funciones que cumplen se pueden clasificar las estaciones metereológicas consideradas en esta investigación de la siguiente forma: CO: Climatológica Ordinaria LG: Luminográfica PG: Pluviográfica RS: Radiosonda CP: Climatológica Principal LM: Luminométrica PM: Pluviométrica SP: Sinóptica Principal A continuación obsérvese la tabla 6. En donde se relacionan las estaciones CP y PM, seleccionadas para esta investigación. Tabla 6. Estaciones climatológicas principales y pluviométricas seleccionadas para esta investigación CODIGO NOMBRE SUBCUENCA MUNICIPIO COORD CP CP CP ANGELES LOS COL AGRO PAILITAS AER. ALFONSO L CP SOCOMBA PM PARIS DE FRANCIA Q LOS ANGELES Fuente: IDEAM (2006) ELEV. ENT. A.O. F. INST RIO DE ORO 0806N7330W Q HONDA PAILITAS 0858N7339W GUATAPURI VALLEDUPAR 1029N7316W CÑO EL ZORRO BECERRIL 0943N7315W GUATAPURI VALLEDUPAR 1029N7316W PM ATANQUEZ BADILLO VALLEDUPAR 1042N7322W PM LA BOGOTANA ARY. AGUAS LINDAS PM ASTREA Q ARJONA BOSCONIA 1000N7351W CHIMICHAGU A 0930N7359W PM CURUMANI ANIMITO CURUMANI 0912N7333W PM GLORIA LA MAGDALENA LA GLORIA 0837N7348W PM LIBANO EL PM PM DORADA LA BARRANCA LEBRIJA SAN ALBERTO SAN ALBERTO 0750N7326W Q LA DORADA SAN MARTIN 0801N7326W LEBRIJA AGUACHICA 0801N7343W

3 3. RECOLECCION DE LOS DATOS Sobre la población total de estaciones (CP, CO, LM, LG, PM, PG, RS, SP), las cuales suman un total de 57 estaciones dentro de las cuales existen 37 estaciones PM, equivalentes al % de la población total, de donde se extrajeron 10 estaciones PM, como la muestra representativa, representando entonces el 27.02% del total de las estaciones PM y las estaciones PC, fueron tenidas en cuenta en su totalidad por su nivel de importancia y tecnología; las estaciones fueron distribuidas de tal forma que quedaran representadas todas las zonas geográficas del departamento por sus características climáticas de acuerdo a la recomendación del ingeniero ambiental de CORPOCESAR. La ubicación de las estaciones metereológicas en el departamento del Cesar Colombia se observan en el anexo A. 4. PROCESAMIENTO Y CALCULO DE DE LOS DATOS El factor de atenuación por lluvia viene dado por la ecuación 2, enunciada en el capítulo II, página 25, en el que se observa la dependencia de los coeficientes k y α, los cuales están en función de la frecuencia utilizada, para los que se encuentran algunos valores discretos relacionados en la Tabla 1, tanto para polarización horizontal como vertical. Sin embargo, se hace necesario contar con un modelo matemático que permita determinar adecuadamente la continuidad del fenómeno en estudio con el mínimo rango

4 de error posible utilizando valores discretos con incrementos muy pequeños; para lograr esto, se utilizó un modelo matemático que está basado en polinomios, para establecer los polinomio se plantea una serie de ecuaciones que permiten calcular la familia polinómica que pasan por los puntos deseados (tabla 1), cuyos puntos están en función de un margen de error mínimo para efecto del nivel de confiabilidad de la investigación; para determinar los polinomios encontrados se realizaron los siguientes pasos: a. Se analizó el nivel de confianza o precisión de un modelo matemático anterior a través de una matriz proyectada de posibles valores polinomiales (ver anexo C), encontrando errores considerables por encima del 10 %, con lo cual se consideró que no era apropiado para proceder dado que los valores encontrados para las frecuencias superiores a 10 GHz estaban muy distantes de los valores reales determinados en la tabla 1. A través de este análisis se precisó que el comportamiento de la curva de un polinomio que esta en función la frecuencia se hace línea a medida que la frecuencia aumenta, lo que en una demostración técnica equivaldría a un aumento relativo de la potencia de una señal de radio enlace emitida entre dos puntos, para lo cual se hizo necesario establecer unos rangos específicos a fin de hallar el grado del orden polinomial hasta donde se obtenga el mayor nivel de precisión en la línea de tendencia de la ecuación polinomial, truncando el polinomio en el punto donde se dispersa la línea de tendencia de la ecuación polinómica y la curva con los valores de las

5 constantes en función de K h, K v, α h, α v versus frecuencia detallados en la tabla 1 de la UIT, véase la figura 4. y = -2E-11x 6 + 9E-09x 5-2E-06x 4 + 0,0001x 3-0,0051x 2 + 0,0762x + 0,8661 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Figura 3. Línea de tendencia de la función polinómica para K h b. Para encontrar la funcionalidad del polinomio se utiliza el software especializado Matlab se implementa un procedimiento que calcula la inversa de la matriz base proyectada de orden NxN, esta matriz inversa se multiplica con cada uno de los valores del coeficiente dentro del rango específico para determinar de ésta forma los coeficientes de ínterpolaridad como se muestra en el anexo D y armar el polinomio de un orden deseado para el rango especifico de la frecuencia. De esta manera se opera para cada coeficiente de interpolación (K h, K v, α h, α v ) formando una escala polinomial de acuerdo a los rangos de la frecuencia, se procede a encontrar la diagonal del desplazamiento utilizando la ecuación de Pitágoras k = ( k h ) ( kv ) y α = ( α h ) ( αv ), y establecer los valores K y α.

6 Tabla 7. Procedimiento para cálculo de la matriz inversa A=[ ] inva=inv(a) % coeficiente para Kv - uit R=[ ] res=inva*r Fuente: El autor Este procedimiento define la constante de interpolación y el orden del polinomio para una constante K h, K v, α h o α v según se lo especifique véase tabla 8. Tabla 8. Coeficientes de ínterpolaridad para un rango específico F uente: El autor.

7 Una ves establecidas las constantes K y α se le indica al programa que haga lectura de los datos pluviométricos almacenado en un archivo creado previamente que ha de contener los datos promedio por mes de una estación durante un lapso de tiempo estipulado de acuerdo a los datos suministrados por el IDEAM. Para realizar el procedimiento de calcular la atenuación por lluvia de acuerdo a lo establecido en los argumentos teóricos de este procedimiento se obtiene una grafica en tres dimensiones en función de la frecuencia, el tiempo y la tasa de lluvia promedio; dicha gráfica nos indica el comportamiento de la atenuación por lluvia para la estación específica en cierta época del año. 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS Realizando un análisis de las gráficas podemos observar detalladamente el comportamiento de los índices de atenuación resultante, en donde se puede observar la influencia de los niveles promedio de la lluvia a través de los picos de los indicadores, estos picos se asemejan de manera irregular cuando las frecuencias son altas. Los meses más significativo hallados dentro del ejercicio de esta investigación fueron noviembre, abril por su alto nivel de lluvia y por ende existe una mayor certeza de que hay atenuación debido a este fenómeno natural, que en los meses de poca lluvia como enero, julio, febrero la tendencia de atenuación es despreciable, esto tomando como parámetro de

8 evaluación una media que determina el comportamiento global de los meses del año. Para tener una ilustración bien definida o más clara del análisis, se muestra un grupo de graficas a continuación, donde está representado la población total de las estaciones metereológicas existentes en el departamento, teniendo en cuenta la tecnología y la importancia de las mismas de acuerdo a una ubicación estratégica. Figura 4. Atenuación en la estación metereológica Astrea clase PM El coeficiente de atenuación es alto, aproximadamente 1.5*10-4 db/km, en uno de los meses más lluviosos (octubre, abril y febrero), con una frecuencia mayor a 200 GHz por que los índices de lluvia son regularmente abundante.

9 Figura 5. Atenuación en la estación metereológica Becerril clase CP El coeficiente de atenuación es alto, aproximadamente 0.96*10-4 db/km, en uno de los meses más lluvioso (septiembre), Figura 6. Atenuación en la estación metereológica hacienda Manature clase PM El coeficiente de atenuación es alto, aproximadamente *10-3 db/km, los meses con mayor índice de precipitación fueron diciembre y abril, con una escala de frecuencia de 7 GHz.

10 Figura 7. Atenuación en la estación metereológica La Dorada clase PM En la figura 8, se observa que se mantiene la tendencia de tres meses permanentemente constantes diciembre, julio y mayo; de donde julio tiene el mayor índice de atenuación Figura 8. Atenuación en la estación metereológica El Líbano clase PM El coeficiente de atenuación es alto, aproximadamente *10-4 db/km, en uno de los meses más lluviosos (septiembre y abril), con una frecuencia de 110 GHz por que los índices de lluvia son regularmente abundante.

11 Figura 9. Atenuación en la estación metereológica Manaure clase PM Figura 10. Atenuación en la estación metereológica Río de Oro clase CP En esta estación cuya tecnología es de mayor precisión por cuanto tiene dispositivos en capacidad de muestrear diferentes fenómenos y a demás se encuentra ubicada en una región sobre la cordillera oriental contando con altos niveles de precipitación.

12 Figura 11. Atenuación en la estación metereológica Aeropuerto clase CP Esta es quizás por que no decirlo, una de las estaciones más importante que tiene el departamento del Cesar. Figura 12. Atenuación en la estación metereológica Colegio Agropecuario de Pailitas. clase CP Fuente: El autor En esta región del departamento de Cesar la constante del clima es caluroso pero en cierta época del año como observamos en la figura 13 se notan 3 meses que presentan un alto índice de lluvia (mayo, julio y octubre),

13 la atenuación presente par éste punto esta por el orden de los 1.5*10-3 db/km. Figura 13. Atenuación en la estación metereológica de Curumani PM Fuente: El autor Figura 14. Atenuación en la estación metereológica Barraca Lebrija. Clase PM. Fuente: El autor En esta región del departamento los índices de lluvia son muy pocos, por su ubicación geográfica y la condición del suelo.

14 Figura 15. Atenuación en la estación metereológica Atanquez. Clase PM Fuente: El autor Figura 16. Atenuación en la estación metereológica La Bogotana. Clase PM Esta área específica que esta cercana a la serranía del Perijá está altamente influenciada por las variaciones del clima específicamente por la lluvia, en donde, la atenuación se incrementa a medida que la frecuencia se hace creciente.

15 Figura 17. Atenuación en la estación metereológica Paris de Francia. clase PM Fuente: El autor Los grandes fenómeno metereológicos que hacen presencia en el departamento del Cesar Colombia se encuentran claramente identificados como el hecho que es común para todo el departamento del Cesar que llueva permanentemente en los meses de noviembre, abril y regularmente en los meses de octubre, hechos estos para tener en cuenta al momento de realizar una evaluación de calida de servicio para las telecomunicaciones basadas en tecnología de radio enlace. Es claro percibir que los condiciones en términos generales para el departamento del Cesar son optimas para las comunicaciones basadas en radio enlace ya que las atenuaciones presente según lo evaluado a través de esta investigación son leves en la gran mayoría de los casos y muy poco constantes.

16 De acuerdo a lo expuesto y estudiado en los capítulos 1 y 2, en donde se argumenta la incidencia directa de atenuación en proporción al índice lluvia se pudo estipular que existen muy bajos niveles de atenuación, resultado este que permite garantizar la calidad y continuidad de los servicios de comunicación basados en radio enlaces a pesar de la presencia de lluvia en ciertas épocas del año.