SiExCa es un sistema experto diseñado con la finalidad de proporcionar consejos a los agricultores sobre las diferentes plagas que atacan los sembrios de cacao.

1. PROYECTO
SISTEMA EXPERTO EN LA DETECCION DE
PLAGAS EN LOS SEMBRIOS DE CACAO EN
EL DISTRITO DE IRAZOLA
(SIEXCA V2.0)
García V., Víctor R.
E-Mail: vrgarciaventura@gmail.com
Link del sistema : http://www.youtube.com/watch?v=1gjt2aWfNx0&feature=youtu.be

2. TABLA DE CONTENIDO DE SIEXCA
INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 1
CAPITULO I: EL PROBLEMA DE INVESTIGACION .......................................................... 2
1.1. Descripción del Problema ......................................................................................... 2
1.2. Formulación del Problema ........................................................................................ 2
1.2.1. Problema General .............................................................................................. 2
1.2.2. Problemas Específicos ...................................................................................... 2
1.3. Objetivos de la Investigación.................................................................................... 3
1.3.1. Objetivo General................................................................................................. 3
1.3.2. Objetivos Específicos......................................................................................... 3
1.4. Hipótesis ...................................................................................................................... 4
1.4.1. Hipótesis General.................................................................................................... 4
1.4.2. Hipótesis Específica........................................................................................... 4
1.4. Justificación del Estudio ............................................................................................ 4
1.5.1. Modelado del Problema.......................................................................................... 5
1.4.2. Paradigma Utilizado ........................................................................................... 6
1.4.3. Modelado del Sistema Experto ........................................................................ 7
1.5.4. Conceptos Generales ...................................................................................... 12
1.6. Viabilidad ................................................................................................................... 18

3. 1.6.1. Viabilidad técnica.............................................................................................. 18
1.6.2. Viabilidad económica....................................................................................... 18
1.6.3. Viabilidad operativa.......................................................................................... 18
Referencias bibliográficas................................................................................................... 19

4. LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Diagrama de Bloques de un sistema Experto .................................... 6
Figura 2: Modelado de componentes del sistema experto ................................ 7
Figura 3: Modelado de Atributos del Sistema Experto ...................................... 8
Figura 4: Estructura de tareas del sistema experto ........................................... 8
Figura 5: Modelo Inferencial.............................................................................. 9
Figura 7: Árbol de decisión de SiExCa............................................................ 11
Figura 8: Árbol de Cacao................................................................................. 12
Figura 9: Chinches del cacao.......................................................................... 13
Figura 10: Cochinillas...................................................................................... 14
Figura 11: Salivazo.......................................................................................... 14
Figura 12: Xyleborus sp .................................................................................. 15
Figura 13: Phylopaga sp ................................................................................. 16
Figura 14: Pulgones ........................................................................................ 17
Figura 15: Hormigas Arrieras .......................................................................... 17

5. 1
INTRODUCCIÓN
Los sistemas expertos (SSEE) es uno de los campos en que se divide la
Inteligencia Artificial, han levantado en los últimos años un gran interés por su
aplicación a problemas científicos, técnicos y comerciales.
Existen varios tipos de sistemas expertos, nosotros desarrollamos un sistema
experto de control. Estos sistemas expertos participan en la realización de
las tareas de interpretación y diagnóstico de forma secuencial. Con ello se
consigue conducir o guiar un proceso. Los sistemas de control son complejos
debido al número de funciones que deben manejar y el gran número de
factores que deben considerar; esta complejidad creciente es otra de las
razones que apuntan al uso del conocimiento, y por tanto de los SE.
Ahora bien, el sistema experto desarrollado realiza las tareas implicadas en el
cultivo de cacao, como son el diagnóstico de plagas y su tratamiento.

6. 2
CAPITULO I: EL PROBLEMA DE INVESTIGACION
1.1. Descripción del Problema
El distrito de IRAZOLA, cuenta con proyectos de gran envergadura con
lo que respecta a la producción del cacao, este distrito produce más de
mil toneladas de cacao anualmente, toda esta producción se rige a
través de un mantenimiento exhaustivo totalmente controlado por
personal sumamente capacitado, permitiendo dar trabajo a los
agricultores, pero como todo producto tienen sus principales
debilidades como son: las plagas entre estos tenemos los hongos,
gusanos, larvas, etc. hacen que anualmente existan perdidas
económicas y productivas muchas veces es imposible contrarrestarla,
debido a este principal problema nosotros como estudiantes nos
vemos en la obligación de usar las tecnologías de información como
herramientas que permitan mejorar el tratamiento y contrarrestar
estas principales plagas que afectan a los cultivos de cacao.
1.2. Formulación del Problema
1.2.1. Problema General
¿De qué manera un Sistema Experto mejorará la detección de
plagas en los sembríos de cacao en el distrito de Irazola?
1.2.2. Problemas Específicos
1. ¿De qué manera se identificará las principales plagas en los
sembríos de cacao que influyen en el proceso de detección
con el sistema experto en el distrito de Irazola?

7. 3
2. ¿De qué manera el diseño de un sistema experto asegurará
un correcto diagnostico en la detección de plagas en los
sembríos de cacao en el distrito de Irazola?
3. ¿Cuál es el grado de correlación entre la detección de plagas
en los sembríos de cacao y el sistema experto en el distrito
de Irazola?
1.3. Objetivos de la Investigación
1.3.1. Objetivo General
Determinar de qué manera el sistema experto mejorará la
detección de plagas en los sembríos de cacao en el distrito
de Irazola.
1.3.2. Objetivos Específicos
1- Identificar las principales plagas en los sembríos de cacao
que influyen en el proceso de detección con el sistema
experto en el distrito de Irazola.
2- Diseñar un sistema experto que asegure un correcto
diagnostico en la detección de plagas en los sembríos de
cacao en el distrito de Irazola.
3- Calcular el grado de correlación entre la detección de
plagas en los sembríos de cacao y el sistema experto en el
distrito de Irazola.

8. 4
1.4. Hipótesis
1.4.1. Hipótesis General
“El sistema Experto mejora la detección de plagas en los
sembríos de cacao en el distrito de Irazola”.
1.4.2. Hipótesis Específica
1.“Las principales plagas en los sembríos de cacao
influyen en el proceso de detección con el sistema
experto en el distrito de Irazola”.
2.“El Diseño de un sistema experto asegura un correcto
diagnostico en la detección de plagas en los sembríos de
cacao en el distrito de Irazola”.
3.“Existe una correlación entre la detección de plagas en
los sembríos de cacao y el sistema experto en el distrito
de Irazola”.
1.4. Justificación del Estudio
La mayoría de productores de cacao de nuestra región, no invierten
en el uso de tecnologías de información que les ayuden a mejorar los
procesos en el control eficiente de las actividades de producción del
cacao, provocando pérdidas de liquidez, activos y una inadecuada
supervisión. El distrito de IRAZOLA, forma parte de estas, sus
productores se dedican a la producción de una forma totalmente
tradicional, lo cual genera una deficiencia en el manejo de la
información.

9. 5
La aplicación de un sistema experto tendrá lugar a una mejora en la
aplicación del control de las distintas plagas que atacan a los cultivos
proveyendo de un diagnóstico preciso, basándose en los síntomas
seleccionados, tomándose así una solución directa creando una toma
de decisiones en conjunta tanto el productor como el sistema experto.
El diagnóstico de plagas se realiza a partir de los síntomas
observados, En función de la plaga diagnosticada y de su grado de
levedad, se dictamina un plan de tratamiento para la planta infectada.
Un plan de tratamiento debe especificar un conjunto de recursos
necesarios, un método de aplicación, un tiempo de aplicación y otros
consejos adicionales.
Es por ello que proponemos el uso de un sistema experto que ayude
a identificar los principales síntomas, analizarlos y posteriormente dar
un diagnóstico de como eliminarlos, como tratándose de un experto
en el área con la finalidad de proteger y salvaguardar el mayor
porcentaje posible de cultivos de cacao en el distrito de IRAZOLA.
1.5.1. Modelado del Problema
Para modelar el sistema experto, en principio pensamos modelar los
“recursos necesarios”, “métodos y tiempos de aplicación” y “consejos
adicionales” como conceptos diferenciados del “plan de tratamiento”
porque se les supone una cierta complejidad, aunque al profundizar
en las descripciones que manejamos decidimos modelarlos como
atributos del concepto “plan de tratamiento”.

10. 6
Evidentemente para poder llegar a un diagnóstico desde los síntomas,
se asume la existencia de una relación causa-efecto, formando una
estructura más o menos compleja, pero que permitiría por
recubrimiento llegar a las causas/diagnóstico de los efectos/síntomas
de entrada.
1.4.2. Paradigma Utilizado
El paradigma utilizado para el desarrollo de este sistema experto
(Imagen 1), es el paradigma lógico, base de la programación lógica.
La programación lógica consiste en la aplicación del corpus de
conocimiento sobre lógica para el diseño de lenguajes de programación.
La programación lógica comprende, a su vez, dos paradigmas de
programación: la programación declarativa y la programación funcional.
La programación declarativa gira en torno al concepto de predicado, o
relación entre elementos. La programación funcional se basa en el
concepto de función (que no es más que una evolución de los
predicados), de corte más matemático.
Figura 1: Diagrama de Bloques de un sistema Experto

11. 7
1.4.3. Modelado del Sistema Experto
Cuando modelamos el Sistema Experto, debemos buscar las causas
de los problemas que, más adelante, puedan resultar en una amenaza
para los sembríos de cacao. La construcción de un modelo de Sistema
Experto para el control de plagas va más allá del alcance de la
programación lógica ya que todo ello tenemos que recurrir a la relación
causa efecto con esto para poder mostrar con mayor expresividad lo
que hará dicho sistema.
Figura 2: Modelado de componentes del sistema experto
En principio se podría modelar los “recursos necesarios” “métodos y
tiempos de aplicación” “consejos adicionales” como conceptos
diferenciados componentes del “plan de tratamiento” porque se les
supone una cierta complejidad, aunque al profundizar en la descripción
con la que se cuenta podría decidirse modelarlos como atributos del
concepto “plan de tratamiento”.(Figura 2)

12. 8
Figura 3: Modelado de Atributos del Sistema Experto
Para poder llegar a un diagnóstico desde los síntomas, se asume la
existencia de una relación causal, formando una estructura más o
menos compleja, pero que permitiría por recubrimiento llegar a las
causas/diagnóstico de los efectos/síntomas de entrada. (Figura 3)
Por otro lado, cada tipo de plaga tiene asociado un plan de tratamiento,
pero la estructura de esta relación también podría ser por ejemplo una
asociación heurística sencilla, una relación uno a uno, directa, o, por el
contrario, con una mayor complejidad para llegar a una
conclusión/decisión.
Figura 4: Estructura de tareas del sistema experto

13. 9
Ahora bien, las descripciones y documentación con la que contamos
solo nos permite pasar de un modelo de descomposición inicial de la
tarea principal en dos tareas: “diagnosticar plaga” y “decidir
tratamiento”, cuya aplicación sería secuencial, primero diagnosticar y
después decidir tratamiento, en principio, sin ningún ciclo (Figura 4).
Aunque una posterior profundización en el modelo planteado podría
conducir a una estructura de control diferente, por ejemplo con
diagnóstico y decisión en ciclos de refinamiento.
La estructura inferencial que sigue el sistema se presenta en la Figura
5, en donde claramente se puede apreciar toda la lógica de modelado
anteriormente explicado.
Figura 5: Modelo Inferencial

14. 10
Diseño del Sistema Experto
Para realizar el sistema experto SIEXCA en Swi-Prolog nos basamos en: su
forma de ataque o su principal objetivo en cualquier parte del cacao (flores,
frutos, raíces, tallo y hojas) y que consecuencias trae su adhesión hacia la
planta. Con esas características se conseguía que el programa desarrollado
en Swi- Prolog pudiera hacer, mediante su motor de inferencia, un árbol de
decisión que permitiese resolver el problema propuesto.

15. 11
Árbol de Decisión
Figura 6: Árbol de decisión de SiExCa

16. 12
1.5.4. Conceptos Generales
EL CACAO Y SUS PLAGAS
El árbol de cacao es una planta de tipo tropical que crece en climas cálidos y
húmedos, por lo general es un árbol pequeño, entre 4 y 8 metros de alto,
aunque si recibe sombra de árboles grandes, puede alcanzar hasta los 10
metros de alto. La madera es de color claro, casi blanco, y la corteza es
delgada, de color café.
El cacao pertenece al género Theobroma que en griego significa “Alimento
de los Dioses” de la familia de las bitneriaceas.
Se conocen 18 especies distintas, que se distinguen por el mayor o menor
crecimiento de la planta, la forma de sus hojas, el volumen y coloración del
fruto. Las semillas también varían en forma, tamaño y cualidades nutritivas.
En el cultivo de cacao se libra una lucha intensa contra las plagas, quienes
dañan la productividad y calidad de todos los tipos de cacao las plagas tienen
un espacio representativo el cual se debe controlar.
Figura 7: Árbol de Cacao

17. 13
CLASIFICACION
Para representar las diferentes plagas del cacao, nos basamos en: su foma
de ataque o su principal objetivo en cualquier parte del cacao (flores, frutos,
raíces, tallo y hojas) y que consecuencias trae su adhesión hacia la planta.
En base a esta investigación lo clasificamos en tres grupos bien delineados
las cuales son: Plagas Chupadoras, Plagas Barrenadoras y Plagas
Defoliadoras.
1. Plagas Chupadoras: El grupo de plagas chupadoras incluye aquellos
insectos que al chupar la savia trasmite y diseminan virus causantes de
enfermedades en los cultivos agrícolas.
Para hacerlo un poco más eficiente y más objetivo en llegar a la plaga
atacante, lo clasificamos en otros sub-grupos dependiendo a que parte de
la planta es comúnmente atacada por este grupo.
A continuación mencionares las partes más afectadas:
1.1. Hojas: Las plagas que comúnmente es atacada por este sub-grupo
son los chinches, moscas minadoras, ácaros, etc. Detallaremos uno
de ellos:
- Chinches del cacao: Son insectos chupadores que afectan solo
la corteza externa de las nervaduras, especialmente la parte
inferior de las mismas las cuales no están expuesta al sol.
Figura 8: Chinches del cacao

18. 14
1.2. Frutos: Las plagas que comúnmente es atacada por este sub-grupo
son las cochinillas, monalonium, arañas rojas, etc. Detallaremos uno
de ellos:
- Cochinillas: Afectan los brotes y cojinetes florales, en frutos
pueden ocasionar marchitamiento, deformación o retraso en la
maduración, muchas veces están en simbiosis con hormigas.
Figura 9: Cochinillas
1.3. Flores: Las plagas que comúnmente es atacada por este sub-grupo
son el salivazo, Trips, etc. Detallaremos uno de ellos:
- Salivazo: Es un insecto que ataca principalmente a las flores y
puede secarlas, cuando el ataque es fuerte existe mucha
destrucción en los cojines florales atacando también a los brotes
terminales.
Figura 10: Salivazo

19. 15
2. Plagas Barrenadoras: El grupo de plagas barrenadores incluye a
muchas larvas, termitas, insectos causantes de galerías en los tallos,
perdida de vitalidad, disminución de la producción las cuales traen como
consecuencia fatales y difícilmente pueden ya recuperarse.
Para hacerlo un poco más eficiente y más objetivo en llegar a la plaga
atacante, lo clasificamos en otros sub-grupos dependiendo a que parte de
la planta es comúnmente atacada por este grupo.
A continuación mencionares las partes más afectadas:
2.1. Tallo: Las plagas que comúnmente es atacada por este sub-grupo
son las xyleborus sp, termitas, etc. Detallaremos uno de ellos:
- Xyleborus sp: Insecto que penetra al interior del tronco del
cacao, formando galerías en su interior (huecos), el mayor daño
lo ocasiona al actuar como vector del hongo de la enfermedad
del mal de machete.
Figura 11: Xyleborus sp

20. 16
2.2. Raíces: Las plagas que comúnmente es atacada por este sub-grupo
son la Phylopaga sp, etc. Detallaremos uno de ellos:
- Phylopaga sp: Larva que se alimenta de la corteza de las raíces,
ocasionando lesiones, esto provoca la poca producción y escaso
crecimiento.
Figura 12: Phylopaga sp
3. Plagas Defoliadoras: El grupo de plagas defoliadoras Destruyen total o
parcialmente las hojas y flores. Estos Insectos siempre están expuestos a
sus enemigos naturales como también a las aplicaciones de cualquier
insecticida siendo muy controlable su eliminación.
3.1. Flores: Las plagas que comúnmente es atacada por este sub-grupo
son los pulgones, mosca blanca, etc. Detallaremos uno de ellos:
- Pulgones: Insecto que succiona y defolia la savia de las hojas
jóvenes, se encuentran principalmente en las ramas, flores,
frutos, que crecen bajo sombras.

21. 17
Figura 13: Pulgones
3.2. Hojas: Las plagas que comúnmente es atacada por este sub-grupo
son las hormigas arrieras, gallina ciega, etc. Detallaremos uno de
ellos:
- Hormigas arrieras: Las hormigas arrieras o cortadoras, poseen
el cuerpo cubierto de espinas y tubérculos, tienen la capacidad de
organizarse en equipo y poder destruir plantaciones enteras de
cacao en cuestión de días.
Figura 14: Hormigas Arrieras

22. 18
1.6. Viabilidad
La presente investigación se encuentra estructurada de acuerdo al
artículo 23 del reglamento general de grados y títulos de la Universidad
Nacional de Ucayali. Esta investigación busca la solución para mejorar
la producción de cacao en el distrito de Irazola, proponiendo la
implementación de un Sistema Experto, el cual realizara el control e
identificación de las principales plagas que afectan a la producción de
manera eficiente y eficaz; para la implementación del sistema experto
se describe en una o más de las circunstancias siguientes:
1.6.1. Viabilidad técnica
 Se estimara los recursos tecnológicos necesarios para la
implementación del Sistema Experto.
 Se evaluara el riesgo en el desarrollo del proyecto del
software para no presentar problemas durante la
implementación.
1.6.2. Viabilidad económica
 Se estimara los costos y beneficios para determinar la
posible rentabilidad del proyecto.
 Valoración económica de los recursos utilizados y de los
potenciales beneficios que se deriven de la aplicación del
sistema propuesto.
1.6.3. Viabilidad operativa
 Funcionamiento y rendimientos requeridos.
 Requisitos de mercado y competencia.

23. 19
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24. 20
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