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Innovaci�n m�vil para el seguimiento eficiente del ganado bovino en Hacienda San Gabriel
Mobile innovation for efficient cattle tracking at San Gabriel ranch
Inova��o m�vel para rastreamento eficiente de gado na fazenda San Gabriel
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Correspondencia: jcoloma@ueb.edu.ec
Ciencias T�cnicas y Aplicadas
Art�culo de Investigaci�n
�������� *Recibido: 23 de febrero de 2023 *Aceptado: 17 de abril de 2023 * Publicado: 15 de mayo de 2023
I. Universidad Estatal de Bol�var, Campus matriz �Alpachaca�, Guaranda, Ecuador.
II. Investigadora Independiente, Guaranda, Ecuador.
La ganader�a en Ecuador enfrenta diversos desaf�os, entre ellos el descontrol en el registro del ganado, donde los datos se almacenan en papel o en la memoria del ganadero, dificultando el procesamiento y generando riesgo de p�rdida de informaci�n. Por esta raz�n, es crucial en la ganader�a tener una herramienta inform�tica para el control exhaustivo de los registros de los bovinos, desde su existencia hasta su historial de vida (partos, producci�n de leche, edad, vacunas) y la tasa de mortalidad del ganado. Con el objetivo de mejorar la gesti�n de los animales y la toma de decisiones en la hacienda, se ha desarrollado una aplicaci�n m�vil utilizando tecnolog�as m�viles e IoT. El desarrollo de la herramienta est� basado en una arquitectura distribuida, utilizando tecnolog�as tales como React Native, Expo del lado del cliente, para la capa de l�gica de negocio Laravel y la capa de datos combina PostgreSQL, MongoDB y SQLite, todo basado en una arquitectura limpia. La herramienta cuenta con m�dulos para la gesti�n de bovinos, control de producci�n, gesti�n de trabajadores, gesti�n veterinaria, gesti�n de tareas, generaci�n de reportes, gesti�n de ventas de bovinos y un m�dulo para visitantes. Al implementar la aplicaci�n m�vil, se brinda una soluci�n tecnol�gica que centraliza y facilita el acceso a la informaci�n ganadera de manera eficiente. Adem�s, se promueve una mejor toma de decisiones basada en datos precisos y actualizados, que contribuye a optimizar los procesos y el rendimiento de la hacienda ganadera en Ecuador.
Palabras Claves: Tecnolog�a m�vil; Gesti�n ganadera; Sector ganadero; Aplicaci�n m�vil; Productividad; React Native; SQLite.
Abstract
Livestock farming in Ecuador faces several challenges, among them the lack of control in cattle registration, where data is stored on paper or in the farmer's memory, making processing difficult and generating the risk of information loss. For this reason, it is crucial in cattle ranching to have a computerized tool for the exhaustive control of cattle records, from their existence to their life history (calving, milk production, age, vaccinations) and the mortality rate of the cattle. With the aim of improving animal management and decision making on the ranch, a mobile application has been developed using mobile and IoT technologies. The development of the tool is based on a distributed architecture, using technologies such as React Native, client-side Expo, for the business logic layer Laravel and the data layer combines PostgreSQL, MongoDB and SQLite, all based on a clean architecture. The tool has modules for cattle management, production control, worker management, veterinary management, task management, report generation, cattle sales management and a visitor module. The implementation of the mobile application provides a technological solution that centralizes and facilitates access to livestock information in an efficient manner. In addition, it promotes better decision making based on accurate and updated data, which contributes to optimizing the processes and performance of cattle ranching in Ecuador.
Keywords: Mobile technology; Livestock management; Livestock industry; Mobile application; Productivity; React Native; SQLite.
Resumo
A pecu�ria no Equador enfrenta v�rios desafios, entre eles a falta de controle no cadastro de gado, onde os dados s�o armazenados em papel ou na mem�ria do pecuarista, dificultando o processamento e gerando risco de perda de informa��es. Por esta raz�o, � fundamental na pecu�ria ter uma ferramenta inform�tica para o controlo exaustivo dos registos bovinos, desde a sua exist�ncia at� � sua hist�ria de vida (partos, produ��o de leite, idade, vacina��es) e taxa de mortalidade dos bovinos. Com o objetivo de melhorar o manejo animal e a tomada de decis�o na granja, foi desenvolvido um aplicativo mobile utilizando tecnologias mobile e IoT. O desenvolvimento da ferramenta � baseado em uma arquitetura distribu�da, utilizando tecnologias como React Native, Expo no lado do cliente, Laravel para a camada de l�gica de neg�cios e a camada de dados combina PostgreSQL, MongoDB e SQLite, tudo baseado em uma arquitetura distribu�da. . A ferramenta possui m�dulos para gerenciamento de gado, controle de produ��o, gerenciamento de trabalhadores, gerenciamento veterin�rio, gerenciamento de tarefas, gera��o de relat�rios, gerenciamento de vendas de gado e um m�dulo para visitantes. Ao implementar a aplica��o m�vel, � disponibilizada uma solu��o tecnol�gica que centraliza e facilita o acesso � informa��o pecu�ria de forma eficiente. Al�m disso, promove-se uma melhor tomada de decis�o com base em dados precisos e atualizados, o que contribui para otimizar os processos e o desempenho da fazenda de gado no Equador.
Palavras-chave: Tecnologia m�vel; Gest�o de gado; Setor pecu�rio; Aplicativo m�vel; Produtividade; ReactNative; SQLite.
Introducci�n
La cr�a de ganado representa una fuente crucial de alimentos para casi mil millones de personas en todo el mundo (FAO, 2009) y (FAO, 2011). La mayor�a de pa�ses del mundo han implementado sistemas de informaci�n que manejan y monitorizan los procesos ganaderos (Ilyas & Ahmad, 2020). En Ecuador, la cr�a de ganado bovino se caracteriza por ser extensivos (5 millones de hect�reas dedicadas a la ganader�a con 4,1 millones de cabezas de ganado), con baja productividad (5,38 litros por vaca y una carga animal de 0,68. Unidad Animal por hect�rea) y mal aprovechamiento de los pastos. Existen cerca de 300000 explotaciones ganaderas, de las cuales el 57% tiene una superficie inferior a 10 hect�reas. Cerca del 34% de la producci�n nacional de leche proviene de familias ganaderas que poseen menos de 20 hect�reas (FAO, 2022).
Actualmente el Ministerio de Agricultura y Ganader�a realiza el registro de animales de los cuales solo toman datos del ganadero, n�mero de animales machos y hembras, vacuna de la fiebre aftosa y su brigada de vacunaci�n (MAG, s. f.), requisito indispensable para la comercializaci�n de animales en plazas y dem�s lugares de expendio (Agrocalidad, 2016), dicha informaci�n es accesible desde la p�gina web institucional del ministerio, por esta raz�n en la ganader�a, es de gran importancia el control de los registros de los bovinos desde su existencia (cantidad) hasta su historial de vida (partos, producci�n de leche, edad, vacunas) as� como la tasa de mortalidad del ganado.
La ganader�a en Ecuador enfrenta diversos desaf�os, entre ellos el descontrol en el registro del ganado, el cual se almacena de manera tradicional en papel, calendarios, cuadernos y en la mente del ganadero. Esta pr�ctica dificulta el procesamiento de la informaci�n y conlleva el riesgo de p�rdida de datos valiosos. Adem�s, el almacenamiento de registros en papel resulta engorroso y requiere un espacio f�sico considerable, lo que dificulta el acceso r�pido a la informaci�n cuando se necesita. La falta de un sistema centralizado y estructurado para el registro y seguimiento del ganado dificulta la toma de decisiones informadas y la planificaci�n estrat�gica en las haciendas ganaderas (Prado-Fern�ndez, 2007).
Asimismo, el manejo manual de los registros aumenta la probabilidad de errores humanos, como la duplicaci�n de datos, la p�rdida de registros o la falta de actualizaci�n. Estos errores pueden tener un impacto significativo en la gesti�n ganadera, desde la planificaci�n de la reproducci�n y la alimentaci�n hasta el control de enfermedades y la trazabilidad del ganado. Ante estos desaf�os, es fundamental implementar soluciones tecnol�gicas innovadoras, como aplicaciones m�viles especializadas, que permitan el registro, seguimiento y control eficiente del ganado bovino (Usuga-Escobar et al., 2022). Estas herramientas pueden mejorar la productividad, la trazabilidad, la toma de decisiones y el cumplimiento de los requisitos legales, brindando a los ganaderos una ventaja competitiva en el sector (Baz Alonso et al., s. f.).
Las aplicaciones m�viles enfocadas en el sector ganadero permiten a los productores llevar un registro digitalizado de cada animal, incluyendo informaci�n sobre su edad, peso, vacunaciones y enfermedades (Sangoluisa Rodr�guez & Opio, 2022). Adem�s, estas aplicaciones tambi�n pueden ayudar a predecir la fecha de parto de las vacas, lo que facilita una mejor planificaci�n y organizaci�n de la gesti�n del ganado.
El uso de estas aplicaciones conlleva m�ltiples beneficios para los ganaderos. En primer lugar, se logra un ahorro considerable de tiempo y dinero en la gesti�n de la informaci�n sobre el ganado. Al contar con registros digitalizados y accesibles, se evita la necesidad de llevar registros en papel y se simplifica el proceso de b�squeda y an�lisis de datos (Crivei & Crivei, 2019). Adem�s, estas aplicaciones brindan una mayor facilidad para detectar problemas de salud y prevenir enfermedades. Al tener un registro detallado de cada animal, se pueden identificar patrones y signos de alerta tempranos, lo que permite tomar medidas preventivas de manera oportuna y reducir los riesgos para la salud del ganado.
Otro beneficio importante es la mejora en la productividad y rentabilidad del negocio ganadero. Al tener un mayor control y seguimiento de las actividades del ganado bovino, se pueden optimizar los procesos de reproducci�n, alimentaci�n y cuidado, lo que se traduce en un aumento en la eficiencia y la producci�n. Asimismo, estas aplicaciones tambi�n son �tiles para los veterinarios que trabajan con ganado bovino, ya que les permiten acceder a informaci�n actualizada sobre cada animal y tomar decisiones m�s informadas sobre su salud. Esto promueve una colaboraci�n m�s efectiva entre los ganaderos y los profesionales veterinarios, contribuyendo al bienestar del ganado.
Metodolog�a
Esta investigaci�n tiene un enfoque aplicativo y tiene como objetivo detallar y describir los procesos de control y seguimiento del ganado bovino. Para lograr este objetivo, se emple� una metodolog�a mixta que permiti� recopilar informaci�n tanto en la investigaci�n de campo como a trav�s de enfoques cualitativos y cuantitativos. El enfoque cualitativo se utiliz� para describir en detalle los procesos llevados a cabo en la hacienda, proporcionando un entendimiento profundo de las pr�cticas existentes. Por otro lado, el enfoque cuantitativo se utiliz� para realizar c�lculos y pruebas estad�sticas con el fin de comprobar las hip�tesis planteadas y proporcionar evidencia cuantitativa.
La aplicaci�n m�vil para el registro y control de ganado bovino fue desarrollada utilizando el framework React Native en un sistema operativo basado en Linux (Fedora), y se escribi� en lenguaje JavaScript con la librer�a de componentes de React. Adem�s, se utiliz� SQLite del lado del tel�fono para trabajar sin conexi�n a internet y almacenar la informaci�n localmente. Para facilitar la sincronizaci�n bidireccional entre la aplicaci�n y la base de datos, se desarroll� una APIREST en Laravel y PostgreSQL del lado del servidor, lo que permite almacenar datos en un servidor seguro en la nube, analizar el tr�fico de usuarios y su rendimiento.
La aplicaci�n fue ensamblada utilizando la soluci�n de software proporcionada por Expo y se encuentra actualmente en fase de producci�n. Si el proyecto piloto tiene �xito, la aplicaci�n se distribuir� en la tienda virtual oficial Google Play de manera gratuita. Este sistema de gesti�n digital de la actividad de registro, control de salud, reproductiva, alimentaci�n e informes estad�sticos del ganado, requiere el uso obligatorio de un smartphone con sistema operativo Android (versi�n 5.1. Lollipop o superior) y un tel�fono con c�mara incorporada, opcionalmente con linterna incorporada para situaciones con poca luminosidad en el interior de la hacienda. La sincronizaci�n con la base de datos de la nube es necesaria antes y despu�s de cada actividad o proceso, ya que toda la informaci�n se almacena en una base de datos.
En cuanto a la metodolog�a de desarrollo de software para construir el aplicativo m�vil, se emple� Scrum. Esta metodolog�a �gil se adapta a proyectos de equipos peque�os y corta duraci�n. El proceso de desarrollo se realiz� de manera incremental, siguiendo las etapas de definici�n de sprint, planificaci�n de sprint, desarrollo de sprint, reuniones diarias, revisiones, incremento y retroalimentaci�n.
Resultados
En esta secci�n se hace referencia los aspectos que se consideraron en la investigaci�n para desarrollar el aplicativo m�vil.
La aplicaci�n m�vil Gapp est� estructurada de nueve m�dulos (ver figura 2), estos son: gesti�n de bovinos, control de producci�n, gesti�n de trabajadores, gesti�n veterinaria, gesti�n de tareas, reportes, gesti�n de ventas de bovinos y un m�dulo para visitantes, cada uno cuenta con subsecciones las cuales muestran informaci�n espec�fica de cada m�dulo y una sesi�n para configuraciones.
Asimismo, el aplicativo cuenta con una pantalla de inicio de secci�n para el ingreso de los diferentes roles configurados tales como administrador, propietario, veterinario y trabajadores.�
Figura 1. Pantalla de inicio de sesi�n
Figura 2. Men� principal de la aplicaci�n
Los m�dulos principales est�n representados por:
Gesti�n de bovinos permite registrar la informaci�n de un animal bovino como son: el identificado o c�digo de arete, raza, nombre, prop�sito, fecha de nacimiento, tipo de origen (nacido o comprado) entre otros datos importantes.
Control de producci�n esta secci�n permite realizar un registro diario de la producci�n de leche, con el objetivo de medir el rendimiento de producci�n lechero, tambi�n permite registrar el estado reproductivo si una vaca est� en celo, producci�n, gestaci�n y descanso.
Gesti�n de trabajadores permite el registro y administraci�n del personal de la granja. Una vez que un trabajador ha sido registrado, es posible actualizar su informaci�n y suspender su cuenta en caso de ser necesario.
Gesti�n Veterinaria es una secci�n crucial de la aplicaci�n m�vil ya que permite a los usuarios llevar un registro detallado del estado de salud de cada animal. Adem�s de registrar el historial m�dico completo del animal, como recetas y tratamientos, tambi�n permite registrar la alimentaci�n y vacunaci�n del animal. Esta secci�n tambi�n proporciona recordatorios de vacunas y tratamientos necesarios para garantizar la salud continua del animal. La informaci�n registrada en esta secci�n puede ayudar a los veterinarios a tomar decisiones informadas y a mantener la salud �ptima del reba�o.
Gesti�n de tareas: esta secci�n permite el registro y seguimiento de tareas que se deben realizar en la granja.
Reportes permite generar gr�ficos y tablas en tiempo real del reba�o bovino, clasificados por sexo, raza, edad, estado reproductivo y producci�n (carne, leche o mixta). Tambi�n se pueden visualizar los animales en tratamiento, vacunas y su historial. Los reportes est�n dise�ados para ofrecer una visi�n general clara y organizada del estado del ganado, permitiendo una toma de decisiones m�s informada. Los reportes se actualizan autom�ticamente y est�n disponibles para descarga y visualizaci�n en la aplicaci�n m�vil.
Gesti�n de Ventas permite a los usuarios gestionar la comercializaci�n de los animales bovinos por medio de la aplicaci�n m�vil. El propietario puede publicar uno o varios animales en venta, especificando su raza, peso, edad y otras caracter�sticas relevantes. Adem�s, los interesados pueden contactar al vendedor directamente a trav�s de la aplicaci�n para hacer consultas o concretar la compra. Con esta funcionalidad, la herramienta facilita el proceso de venta de animales bovinos y brinda una plataforma de comercio m�s eficiente y accesible para los usuarios.
Visitantes: esta secci�n permite el acceso a personas externas que descarguen la aplicaci�n m�vil desde la Play Store en dispositivos Android, y les permite ver informaci�n relevante sobre los animales en comercializaci�n, como el n�mero de animales disponibles, su raza, peso, y precio de venta. El prop�sito de esta secci�n es proporcionar informaci�n actualizada sobre los animales disponibles para la venta, para que los visitantes puedan tomar una decisi�n informada. No se permite la realizaci�n de compras directamente desde la aplicaci�n.
Despu�s de navegar por las secciones de bienvenida e iniciado la sesi�n, el usuario ser� redirigido
autom�ticamente al �rea del men� principal y/o al men� de navegaci�n al que se puede acceder haciendo un gesto de deslizar hacia la izquierda y desde la barra inferior de navegaci�n. A trav�s de estas dos secciones, el usuario puede navegar y acceder a cualquier m�dulo de la aplicaci�n (ver figura 3).
Figura 3. Men� principal del aplicativo m�vil
Figura 4. Lista de empleados
Figura 5. Registro de empleados
en el aplicativo m�vil
La aplicaci�n m�vil cuenta con un m�dulo de empleados que se encuentra disponible en la parte inferior de la pantalla. Al seleccionar esta opci�n, el usuario podr� ingresar la informaci�n solicitada en el formulario correspondiente (ver figura 5) y visualizar el listado de trabajadores (ver figura 4).
Adem�s, la aplicaci�n ofrece diversas opciones para explorar de acuerdo al rol de cada usuario y agregar informaci�n relacionada con el registro de animales bovinos, control de producci�n de leche, registro de razas, peso, sexo, edad, origen y otros datos relevantes. De esta forma, se generan autom�ticamente los reportes necesarios seg�n los filtros que el usuario establezca.
Para obtener una visi�n detallada de la soluci�n, se puede consultar la figura 7, que muestra los componentes del sistema y su interacci�n. Por otro lado, el flujo de informaci�n se representa en la figura 6, donde se puede apreciar c�mo los datos fluyen a trav�s de los diferentes m�dulos del sistema. Es importante destacar que el sistema est� construido utilizando una arquitectura distribuida que integra el flujo de informaci�n de manera eficiente.
Figura 6. Flujo de informaci�n
Figura 7. Diagrama de soluci�n
La construcci�n del aplicativo m�vil se ha dise�ado utilizando una arquitectura limpia que se basa en la separaci�n clara de las responsabilidades en tres capas principales (ver figura 8). La capa de presentaci�n, tambi�n conocida como interfaz de usuario, es la capa visible para el usuario final y le permite interactuar con las funciones de la aplicaci�n. La capa de aplicaci�n es la capa de l�gica de negocios, que contiene las reglas del negocio y la l�gica de la aplicaci�n. Esta capa es independiente de la interfaz del usuario y de la capa de datos. Por �ltimo, la capa de datos o infraestructura es responsable de interactuar con la base de datos o cualquier otra fuente externa a la aplicaci�n.
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Figura 8. Arquitectura de la Aplicaci�n
La arquitectura de sincronizaci�n de la aplicaci�n m�vil se muestra en la figura 9. Para garantizar un intercambio bidireccional seguro entre la aplicaci�n local y el servidor, se utiliza el protocolo HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure). HTTPS es una versi�n segura del protocolo HTTP que cifra los datos que se transmiten entre la aplicaci�n y el servidor para proteger la confidencialidad e integridad de la informaci�n. Esto se logra mediante el uso de certificados SSL/TLS, que autentican la identidad del servidor y garantizan que los datos se transmiten de forma segura. Al sincronizar la informaci�n, se actualizan las bases de datos tanto en la aplicaci�n como en el servidor para mantener una �nica fuente de datos y garantizar la disponibilidad de la informaci�n.
Figura 9. Arquitectura de sincronizaci�n
Discusi�n
La adopci�n de tecnolog�as de la informaci�n y comunicaci�n en el sector ganadero ha sido fundamental para la toma de decisiones en tiempo real en pa�ses desarrollados. Sin embargo, en Ecuador a�n no se ha aprovechado todo el potencial de estas tecnolog�as, lo que ha generado problem�ticas en la salud del ganado bovino (Neethirajan & Kemp, 2021). Por ejemplo, no se cuenta con registros oficiales de animales por razas, lo que dificulta la implementaci�n de estrategias de mejoramiento gen�tico. Por tanto, es necesario fomentar la incorporaci�n de tecnolog�as innovadoras en el sector ganadero en Ecuador para mejorar la gesti�n de la informaci�n y, en consecuencia, la productividad y rentabilidad de la industria.�
La implementaci�n de la aplicaci�n m�vil Gapp en la Hacienda San Gabriel ha demostrado ser una herramienta eficaz para el control del ganado bovino, los empleados, veterinarios y due�o de la hacienda realizan de forma �gil y sencilla el registro de animales bovinos, b�squeda, control de leche, control de enfermedades y registro de reci�n nacidos dependiendo del rol que cada uno tenga al interior de la app m�vil, sin embargo, se estableci� dos dimensiones una para los procedimientos de control de informaci�n del ganado y otra orientada a la funcionalidad� para las dos se establecieron test de medici�n dando como resultado un 65,33% tiene un alto grado de aceptaci�n de la app m�vil GAPP, mientras que el 24% se suma de manera afirmativa en tiempos de respuesta, desempe�o, procesos y dificultades de uso, dando un total de 89,33% en la mejora el control del ganado bovino en la Hacienda San Gabriel.� Mientras que un 10.67% forma parte de la poblaci�n indecisa por motivos que se conoce tales como: poco uso de la tecnolog�a, no cuentan con internet en el tel�fono y prefieren llevar el proceso de forma manual.
Conclusiones
Se llevaron a cabo diversos procesos de an�lisis para comprender el historial de vida, producci�n de leche, actividades de empleados, registro de personal y estado reproductivo del ganado bovino. Como resultado, se identificaron quince requerimientos funcionales y seis requerimientos no funcionales para la aplicaci�n m�vil. Cabe destacar que se logr� cumplir con el est�ndar IEEE 830 en su totalidad.
El control administrativo de la ganader�a, incluyendo la producci�n de leche y el tratamiento de enfermedades en una hacienda, es de suma importancia. Existen varias aplicaciones m�viles que permiten llevar a cabo estas actividades, como Agri (Suite Ganadera), que controla el estado del animal, las cr�as, el inventario de leche, los m�dulos de registro ganadero, administrativo y n�mina de empleados. Otra aplicaci�n es BovControl, que tiene m�dulos similares a los de Agri. Progan Mobile ofrece m�dulos de registro ganadero, administrativo y n�mina. Aunque todas estas aplicaciones son de pago y tienen limitaciones en cuanto a su interfaz, costo y tiempos de respuesta, a diferencia de la propuesta en este trabajo, no permiten trabajar sin conexi�n a internet. La aplicaci�n desarrollada en este trabajo cuenta con m�dulos de seguimiento de actividades, inventario de animales, producci�n lechera, venta de animales, registro de ubicaci�n geogr�fica de la hacienda, as� como un historial cl�nico del bovino, proporcionando datos primordiales para el hacendado.
Gapp es un software dise�ado para brindar un seguimiento completo del historial cl�nico y producci�n del ganado bovino, permitiendo obtener reportes precisos de ganancia de leche, inventarios y tareas realizadas por trabajador. Adem�s, cuenta con la ventaja de realizar respaldos autom�ticos en la nube, lo que facilita la recuperaci�n de la informaci�n en caso de p�rdida de datos o fallas en el sistema local. Para garantizar un alto grado de seguridad en el acceso y manejo de la informaci�n, Gapp utiliza un control de usuarios basado en roles y la utilizaci�n de tokens de seguridad. Estas caracter�sticas no se encuentran disponibles en el software Progan Mobile.
Referencias
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� 2023 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).
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