suplemento neo año 7, número 78 (2015)

8/9/2019 Suplemento Neo Año 7, Número 78 (2015)

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SUPLEMENTO DE INNOVACIÓTECNOLOGÍA E INVESTIGACIÓDEL SEMANARIO PUNTOEDU

INVESTIGADORES DE LA PUCP LOGRANDESARROLLAR UNA TÉCNICA PARADETERMINAR EL GRADO DE SEVERIDADCON EL QUE LA ENFERMEDAD DE LA ROYAAMARILLA AFECTA A LAS HOJAS DE CAFETO.

Ataque

amarillo

AÑO 7 ● N° 78 ● ABRIL 2015

F


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| ABRIL 2015 |

La roya amarilla es uno de losmás duros enemigos de los

productores de café. Causadapor un hongo, esta enfermedadpuede llegar a echar a perder lacalidad del grano. El Grupo de

Reconocimiento de Patrones eInteligencia Artificial Aplicada dela PUCP ha logrado determinarel grado en que esta enfermedadafecta a las hojas del cafetomediante visión computacional y

ahora trabaja en una aplicaciónpara dispositivos móviles quepueda acercar su método a losagricultores. Sin duda, un aportesignificativo para enfrentar la roy limitar su expansión.

ANÁLISIS EXHAUSTIVO

EL GRUPO DE RECONOCIMIENTO DE PATRONES E INTELIGENCIA ARTIFICIAL APLICADA, GRACIAS AL USO DE VISIÓNCOMPUTACIONAL, PUEDE SABER EL ESTADO EN EL QUE SEENCUENTRAN LAS HOJAS DE CAFETO ANTE EL ATAQUE DE LAROYA AMARILLA. SU PLAN ES AUTOMATIZAR ESTE DIAGNÓSTICO.

» EscribeDIEGO GRIMALDO

E

n el Perú existen alre-dedor de 425 mil hectá-reas cultivadas de caféque sustentan el traba-

jo de 180 mil produc-tores de dicho recurso.Son aproximadamente 225 milpersonas a nivel nacional –segúnel Ministerio de Agricultura y Rie-go (Minagri)– las que se dedicanal cultivo de este grano en nues-tro país y que mantienen, año aaño, en menor o en mayor medi-

da, una lucha constante contrala roya amarilla. Si bien no hanperdido la guerra, las batallaslibradas hasta la fecha han sido

siempre riesgosas. No por nada elgobierno declaró en emergencia,el 2014, las zonas cafetaleras delas regiones de Ayacucho, Huánu-co, Junín, Pasco, Puno, San Mar-tín, Cajamarca, Cuzco, Ucayali yPiura por culpa de esta terribleplaga, algo similar a lo que habíahecho el 2013.

EDITORIAL

La enfermedad de la roya ama-rilla es causada por el hongo He- mileia vastatrix, el cual daña a lashojas del cafeto y causa su caída

prematura. En ellas se muestracomo manchas color pardo ana-ranjado que, con el correr deltiempo, se extienden a travésde sus nervios y atentan contrasu economía energética, lo quecomplica sus procesos de fotosín-tesis, respiración y transpiración.

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Control de PLAGA


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| PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ |

SUMA RIO

ENTREVISTA 4-5Ing. Jimmy Larico

INFOGRAFÍA 6-7Contra la roya amarilla

EL EQUIPO 9El GRPIAA de la PUCP

EN CONTEXTO 10Café a la medida

LIBROS 11Reconocimiento de patrones

EN VOZ ALTA 12Dr. César Beltrán

EL GRPIAA CREÓUNA BASE DE DATOS

DE IMÁGENES DEHOJAS DE CAFETO

ESCANEANDODIFERENTESMUESTRAS

ROBERTO ROJ


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A mayor número de hojas enfer-mas, más alto es el impacto deesta plaga en la producción, porlo que una adecuada –y pronta–reacción ante los síntomas, segúnel nivel en que la planta ha sido

afectada, es vital para enfrentarla y paliar sus daños.

Buscando un métodoEl 2013 el Grupo de Reconoci-miento de Patrones e Inteligencia

Artificial Aplicada (GRPIAA) con-siguió fondos externos e internospara financiar seis proyectos deinvestigación. Uno de ellos, des-tinado a desarrollar un métodopara determinar el estado en el

que se encuentran las hojas decafeto de una plantación ante elembate de la roya amarilla, ganóuna convocatoria del Consejo Na-cional de Ciencia, Tecnología e In-novación Tecnológica (Concytec).

“A medida que la hoja se infec-ta, esta enfermedad evita que laplanta absorba los rayos solares

y hace que la calidad del café seamala o nula. Nosotros aplicamosla propuesta de utilizar visión

computacional para determinarel grado de severidad del ataquede este hongo”, comenta el Dr.César Beltrán, coordinador del

eneee

Ing. Jimmy Larico, coordinadorde proyectos de Cecovasa

ENTREVISTA

¿Cuál es el vínculo entreCecovasa y la PUCP?Cecovasa (Central de Coo-

perativas Agrarias Cafetaleras delos Valles de Sandia) es una orga-nización de productores de café.Contamos con diez cooperativasubicadas en Puno y en Cuzco, ysiete mil hectáreas para nuestros

cultivos. Actualmente comerciali-zamos con los mercados de Euro-pa, EE.UU. y Asia. Nosotros somosuna entidad asociada del proyecto(que busca determinar el gradode severidad de la roya amarillaen hojas de cafeto), al que apoya-mos con el trabajo de campo.

¿Cómo afecta la roya amarilla alos productores de café?La producción disminuye enor-

memente. Esta enfermedad, elúltimo año, ha afectado nuestrasplantaciones en un 60%, pues lasha secado. Si en algún momentohemos producido hasta 120 milquintales, esto ha caído a 7 milquintales. Esta plaga nos ha de-

vastado.

¿Qué protocolo se sigue cuanse detecta la enfermedad?

Ahora mismo no existe, perprecisamente, el proyecto (dGRPIAA) nos va a ayudar a detminar uno. Por otro lado, el S

vicio Nacional de Sanidad Agria interviene directamente coordinación con nosotros y l

gobiernos locales. Ahora mismse están armando brigadas fmadas por personal de diferentinstituciones. Como las planciones que no se pueden salvar

vuelven a cosechar, el Estado n

JIMMY

LARICO

es ingeniero

económico por

la Universidad

Nacional del

Altiplano,

Puno, y

coordinador de

proyectos de

la Cecovasa.

LaFicha

Perú tienediferentes zonas

geográficas ymicroclimas quecondicionan laproducción decafé”.

1979FUE EL AÑO EN QUE LAROYA AMARILLA INGRESÓ ANUESTRO PAÍS Y ATACÓ, ENPRIMER LUGAR, LA PROVINCIADE SATIPO (JUNÍN). HOY SEEXTIENDE POR TODO EL PERÚ.

LaCifra


“LA PLAGA DE LA ROYA AMARILLA NOS

HA DEVASTADO

|➤VIENE DE LA PÁGINA 2|


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¿En qué condiciones se ma-neja la producción de café en

nuestro país?No podemos hablar de can-tidad, pero sí de calidad. Siquisiéramos producir nuestrocafé Tunki en grandes canti-dades, por ejemplo, esto nosería posible, porque Perútiene diferentes zonas geo-gráficas y microclimas quecondicionan la producción.Lo que sí podemos hacer es

vender un producto orgánico

a precios diferenciados. Enese sentido, el 98% de nuestraproducción se vende en el ex-tranjero. Aquí la gente quiereproductos terminados, que

ya se encuentren listos paraconsumir. En Colombia y enBolivia, están trabajando mu-cho con el tema de calidad eincluso están vendiendo porTaza de Excelencia, un certa-men que identifica productos

de calidad. Esto lo puedenhacer porque lo promueve elEstado. Aquí el consumo in-terno de café (especial) reciénestá incrementándose.

¿Cómo podría apoyar el Es-tado a la producción de café?Sería bueno que apoye en lacomercialización y con girasde negocio al exterior. Haymuchas ferias internacionales

a las que, lamentablemente,no podemos ir por no contarcon los recursos necesarios.Sería bueno que los pequeñosproductores tengan la oportu-nidad de llevar allí sus produc-tos para darse a conocer en elmercado.

SEGÚN ELING. JIMMYLARICO, SENASAINTERVIENEDIRECTAMENTEEN LASPLANTACIONESAFECTADAS

POR LA ROYAAMARILLA ENCOORDINACIÓNCON LOSPRODUCTORESDE CAFÉ Y LOSGOBIERNOSLOCALES.

está dando préstamos pagaderosen siete años para esto. Lamenta-blemente, puesto que cosechar elcafé toma tres o cuatro años, solose pueden ver los frutos en esa

cantidad de tiempo.

¿Pueden aplicar pesticidas asus plantaciones?Nosotros comercializamos caféorgánico y solo podemos aplicarciertos químicos, que cuentencon certificación orgánica, en su

debido momento. Esto ayuda acontrolar la roya amarilla, perono si ha avanzado mucho, pueshay zonas que están muy afecta-das, que ya se encuentran secas y

otras en que la enfermedad estáiniciándose. Si tuviéramos infor-mación sobre el grado en que seencuentra el ataque (que es el findel proyecto desarrollado en laPUCP), nos ayudaría a preveniro a saber qué hacer exactamentecon el cultivo.

SULSBA YÉPEZ


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grupo y docente del Departamen-to de Ingeniería de la PUCP.

Como metodología del Servi-cio Nacional de Sanidad Agraria(Senasa), el análisis del daño efec-tuado por la roya amarilla en unaplantación es realizado por perso-nal del Ministerio de Agricultura y

Riego, el cual se interna en el cultivo y toma muestras de las hojas decafeto para establecer visualmenteel nivel del ataque y ubicarlo enun rango de cero a cuatro. “Hastaahora, este proceso es manual ydeterminar así qué porcentaje delcultivo está dañado no es preciso,porque se hace ‘al ojo’. Así que no-sotros proponemos que esta laborsea automatizada y que el mismoproductor la realice”, señala Bel-

trán. Esto es importante, porque,dependiendo del grado estableci-do, la entidad estatal recomiendaun tipo de control a enfatizar.

La propuestaLa idea es partir de una fotografíatomada a alguna de las hojas deuna plantación de café. Una vez

El Senasa reco-mienda a los pro-ductores de caférealizar, como mí-nimo, la evaluaciónde sus cultivos 4veces al año.

ElDato



obtenida, la imagen es redimen-sionada y pasa por un proceso desegmentación que la separa del‘ruido’, es decir, de todo aquelloque pudiera interferir con su aná-lisis, como el resto de hojas de la

planta, los frutos o el suelo. Pos-teriormente, esta hoja ‘limpia’ esexaminada empleando dos crite-rios distintos, textura y color (verinfografía en las páginas 6 y 7), apartir de los cuales se determinael grado en que ha sido afectadapor la roya amarilla, y se le ubica

AL SABER ELGRADO DESEVERIDADCON EL QUE LAROYA AMARILLAATACA SUSPLANTACIONES,LOSPRODUCTORESDE CAFÉ PUEDENENFRENTARMEJOR DICHOPROBLEMA.

ANDINA

INFOGRAFÍA

0

SANSÍNTVIS

ESCALA DESEVERIDAD

GRADO

PORCENTAJE

DESCRIPCIÓN

Según Lanref(México)

1. SEGMENTACIÓ

3. POSPROCESA

FOTOGRA

Para el análisisde la hojade cafeto, esimportantediferenciarladel resto delambienteen el que seencuentra.

EL PRO

UNA H

CON E

SEGME

TEXTU

Di


7/12


INFOGRAFÍA: LUIS AM

Los productores

de café accederána la información

procesada medianteuna aplicación para

dispositivosmóviles. Esta se

encuentra endesarrollo.

COLORSe analiza laimagen obtenidapor espaciosde color queidentifican laszonas afectadas.

TEXTURALa hoja esdividida por zonasque se examinan,a partir de sutextura, mediantealgoritmoscomputacionales.

1

al 5%

TOMASLES QUEN DEL 1%DEL ÁREAL SANA

2

6% al 20%

LAS MANCHASEMPIEZAN A

UNIRSE, ESTASOCUPAN DEL

6% AL 20% DELÁREA SANA

3

21% al 50%

LAS HOJASCOMIENZAN A

NECROSARSE DEMANERA MUY NO-TORIA Y AFECTANDEL 21% AL 50%DEL ÁREA SANA

4

> 50%MÁS DEL 50%

DEL ÁREA FOLIARSE ENCUENTRA

AFECTADA

2. CUANTIFICADOR

SE LIBERA DE "RUIDO" IMAGEN A ANALIZAR

HOJA ANALIZADA

ÁREA TOTAL

ÁREA AFECTADA

ZONAS DAÑADAS

A CON LA TOMA DE UNA FOTOGRAFÍA DE

O. LA TÉCNICA PARA CONOCER EL GRADO

AMARILLA LA HA ATACADO IMPLICA

EN, Y ANALIZAR EL OBJETO POR COLOR Y

OBTIENE UN PORCENTAJE DEL DAÑO.

stico eficaz

e hace un conteo del área dañada y se determina el grado de afectación.


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en alguno de los niveles propues-tos por el Senasa.

“La idea podría resultar sim-ple, pero para lograr que todo

sea automático hay que conside-rar, por ejemplo, el ‘ruido’ de lasimágenes, especialmente el máscrítico, que es la iluminación,porque cuando una foto sale conbrillo no se puede apreciar bienla tonalidad de la hoja ni su tex-tura. También hay que pensar encómo se detecta el objeto de inte-rés, la hoja, para diferenciarla delresto de la planta. Esto nos llevó adesarrollar algoritmos de visión

computacional. Además, no solotrabajamos con el color, sino conla morfología, para lograr queel sistema completo funcione entiempo real”, detalla Beltrán.

“Con el transcurso del tiem-po, nuestro equipo fue presen-tando los avances que lográba-mos a diferentes especialistas deFrancia, Canadá, Chile o Brasil.Ellos nos mostraban sus puntosde vista, los cuales tomábamos

en cuenta para seguir con el de-sarrollo de nuestras investigacio-nes”, explica Filomen Incahua-naco, líder del proyecto hastafebrero del 2014, quien actual-mente se encuentra llevando acabo estudios de posgrado en elInstituto de Ciencias de la Com-putación y Matemática Compu-

Reconocimiento de PatronesInteligencia Artificial Aplicaes trabajar en una aplicacipara dispositivos móviles, qponga al alcance de todos lproductores de café la posibdad de conocer el estado de s

plantaciones frente al Hemilvastatrix. De esta forma, aseguBeltrán: “El agricultor, depediendo del grado de severidapuede saber cuánto fungicidpor ejemplo, puede aplicar a cultivo. Si no sabe esa informción, puede echarle poco y detener el problema, o muc

y dañar la planta. Estamos phacer la transferencia. Hemido al campo a traer muestr

de hojas infectadas y las hemescaneado. Hicimos cálculos cnuestros algoritmos y el métofunciona muy bien en el labratorio, donde hemos obteniresultados. Ahora esperamos pder culminar la aplicación y pbarla en el campo, algo que hremos en los próximos meses

Además de plantear ualternativa para enfrentar problema de la roya amaril

el GRPIAA trabaja en otros pr yectos, como el desarrollo de ualgoritmo para la optimizacide rutas de transporte pública cargo de la Ing. Gissella Bejano; una plataforma de diagntico de fertilidad masculinacargo de la Mg. Rosario Medinel desarrollo de un catálogo gital de plantas mediante visiartificial, a cargo del Mg. EdwaHinojosa; y, junto a la Univer

dad Cayetano Heredia, una ptaforma bioinformática paraanálisis de imágenes satelitalaplicado a problemas de salpública, a cargo del Dr. Hu

Alatrista, por la PUCP, quien encuentra realizando una estacia de posdoctorado en nuestUniversidad.

tacional de Brasil. “Una de lasetapas motivadoras (y necesa-rias) fue un viaje a Chachamayo(Junín), donde tuvimos que ob-tener muestras, y que nos sirviópara ver realmente el problemaal que nos enfrentábamos para

dimensionarlo y considerar unapropuesta de solución”, añade.

El fin último Alcanzado el objetivo de estable-cer una técnica para conocer elnivel en el que la roya amarillaafecta a las hojas de cafeto, elsiguiente paso para el Grupo de

EL GRPIAA RECOLECTÓ DIFERENTES MUESTRAS DE HOJAS DE

CAFETO INFECTADAS O NO POR LA ROYA AMARILLA.


90MILHECTÁREASDE CULTIVO DECAFÉ FUERONAFECTADASEL AÑO 2013POR LA ROYAAMARILLA.

LaCifra

LasClaves

1

La roya amarilla escausada por el hongoHemileia vastatrix. Se

cree que se originó en lasmontañas de Etiopía y deUganda. 2

Cuando el daño esfuerte, la hoja delcafeto no produce

suficiente clorofila y senecrosa. Puede, incluso,afectar al grano. 3

Las semillas delhongo se diseminanpor las lluvias,

el viento, los insectosy el hombre (ropa yherramientas).

GRPIAA


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ELEQUIPO

EL GRUPOde Recono-

cimiento de

Patrones e

Inteligencia

Artificial

Aplicada está

formado por

profesores y

alumnos vin-

culados a la

Especialidad

de Ingeniería

Informática,

así como por

tesistas e in-

vestigadores

de esa misma

área y afines.

Es coordinado

por los docen-

tes César Bel-

trán y Andrés

Melgar.

MG. EDWARD HINOJOSA

“Hago la segmentación de las hojas en ambientescontrolados y no controlados. Lo que hacemosayudará a no perder la producción del café y a quese generen más proyectos que la beneficien”.

BACH. ARTURO ONCEVAY“Me enfoco en el análisis de la textura de las hojasde cafeto para saber el área en que son afectadas

por la roya. Esperamos ayudar a un sector querequiere apoyo del Estado y, también, tecnológico".

ING. SOFÍA KHLEBNIKOV“Obtengo las características de las texturas de lashojas para saber cuán afectadas están por la roya.Esta experiencia permite que me relacione con otraspersonas que trabajan en la misma línea”.

Me encargo de la clasifi-cación de zonas de la hoja

de cafeto, con o sin roya, a partir decaracterísticas de color y textura. Esteproyecto beneficiará a los productoresde café del país, quienes sabrán cuán-do tratar sus áreas de cultivo”.

MG.ROSARIOMEDINA

ROBERTO ROJAS


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ENCONTEXTO

750MILLONES DE DÓLARESALCANZARON LASEXPORTACIONES DE CAFÉ DENUESTRO PAÍS EL AÑO PASADO,SEGÚN EL MINAGRI.

El consumo per cápita de caféen el Perú es de 650 gramosal año, cifra que contrastacon el consumo promediopor persona en países comoColombia y Brasil, que es de5.6 kilos por año.

2010FUE EL AÑO EN EL QUE EL CAFTUNKI (PERÚ) FUE ELEGIDO "MJOR CAFÉ ESPECIAL DEL MUN-DO" POR LA SPECIALTY COFFEEASSOCIATION OF AMERICA.

El Perú participaactivamenteen el mercadomundial decafé orgánicoy se consolidacomo uno delos principalesproductores en

el mundo deeste grano.

Café a la medida

El Perú se ha posicionado

como uno de los prin-

cipales productores de

café orgánico del mundo

junto con México y Papua Nue-

va Guinea. Nuestro país, según

el Ministerio de Agricultura y

Riego, llega a exportar el 10%

del café orgánico que se con-

sume en el planeta. Si bien la

producción anual de café en el

Perú llega a cerca de seis millo-nes de quintales, solo el 2% de

esta corresponde a café orgáni-

co, es decir, crece libre de pes-

ticidas y abonos artificiales. De

esta cantidad, el 95% se vende al

extranjero y apenas el 5% se con-

sume en nuestras fronteras. En

general, debido al problema de

la roya amarilla, la producción

de café en el país –detalla la Jun-

ta Nacional del Café– no llegó a

los cuatro millones de quintales

el año pasado, situación que seespera revertir el 2015. ✜

SHUTTERSTO


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LIBROS

Este libro detallalas razones por las

que el reconocimientode patrones es unadisciplina científica que

se vuelve cada vez másimportante en la erade la automatización,manejo y recuperaciónde información, yaque tiene aplicacionesen diversas ramas,como la ingenieríade comunicacioneso la bioinformática.Se trata, sin duda, deun material básico

para profesionales y estudiantes deingeniería interesadosen el tema.

PatternrecognitionSergios Theodoridisy KonstantinosKoutroumbasAcademic Press, 2006

ENLAWEB

JUNTA NACIONAL DEL CAFÉhttp://juntadelcafe.org.pe

SERVICIO NACIONAL DESANIDAD AGRARIAhttp://www.senasa.gob.pe

El Senasa es el organismo público técnicoespecializado que tiene por fin proteger

y mejorar la sanidad agraria en nuestro paísmediante la promoción y el control de lacalidad de insumos, la producción orgánica yla inocuidad agroalimentaria para el desarrollosostenible y competitivo del sector agrario.

Página web de la Junta Nacional del Café (JNC),una institución que congrega y representa a losproductores cafetaleros peruanos frente al Estado.Su principal objetivo es contribuir con el procesode crecimiento del sector cafetalero en el mercadonacional e internacional, con una oferta de caféde alta calidad, y comprometida con el desarrolloeconómico y social del país.

Todas las publicaciones pueden hallarse a través del Sistema de Bibliotecas de la PUCP.

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Un clásico en el campode la clasificaciónde patrones. Estasegunda ediciónpresenta informaciónsobre nuevos temas

clave, como las redesneuronales y la teoríadel aprendizajeautomático.

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Richard O. Duda, Peter E.Hart y David G. StorkWiley, 2001


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ENVOZALTA

La royaamarilla evita que elcafeto absorbalos rayossolares yhace que lacalidad delcafé sea malao nula.

CÉSARBELTRÁNDOCTOR EN BIOINFORMÁTICA

ROBERTO ROJ

suplemento neo año 7, número 78 (2015)

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