Post on 25-Jan-2016
OFERTA AMBIENTAL
PRODUCCION CAFETERA
CHINCHINA- COLOMBIA
Oscar Piedrahíta Y.
2009
oscarc.piedrahita@gmail.com
PRODUCCION DE CAFÉ DURANTE LA ULTIMA DECADA
• La tendencia de la producción cafetera durante la última década ha sido de una disminución constante.
• Para la edad 37-48 meses, la producción ha disminuido desde 550 arrobas/Ha en 1993 a 350 en el 2008.
• La producción presenta altibajos que seguramente coinciden con la oferta ambiental.
CUAL ES LA CAUSA DE LA DISMINUCION DE PRODUCCION CAFETERA?
HIPOTESIS PARA EXPLICAR DISMINUCION DE PRODUCCION
CAFETERA
HIPOTESIS 1
LA IRRADIACION SOLAR ESTA DISMINUYENDO
EL SOL ES UNA ESTRELLA VARIABLE
• A pesar de que no es posible detectarlo a simple vista, el Sol es una estrella variable.
• Cada 11 a 12 años, el Sol pasa por una etapa de tremenda agitación. Manchas solares oscuras brotan desde el interior de su superficie. Explosiones tan poderosas como mil millones de bombas atómicas disparan intensas llamaradas de radiación de alta energía.
• Con la misma frecuencia se presentan épocas de muy baja actividad solar.
Puede esta variabilidad del sol explicar la disminución de producción cafetera?
CICLOS SOLARES DURANTE EL SIGLO 20
• El último ciclo solar (#23) mostró un mínimo especialmente bajo, fue el menor de todo el siglo.
• Es de esperar que el ciclo solar que se inició a finales del 2008 tenga menor actividad solar.
Ciclo Solar # 24
http://www.swpc.noaa.gov/SolarCycle/SC24/index.html • 8 de mayo de 2009• El grupo de predicción del ciclo Solar # 24 ha llegado a
una decisión sobre el ciclo.• En primer lugar, el panel ha aceptado que el mínimo
solar del ciclo 23 se produjo en diciembre de 2008. • El panel ha decidido que el próximo ciclo solar estará
por debajo de la media en intensidad, con un número máximo de mancha solar de 90.
• Dada la fecha prevista de mínimo solar y la intensidad máxima prevista, se espera que el próximo máximo solar se produzca en mayo de 2013.
ESTIMADO DE CICLO SOLAR 24
Pico de Actividad Solar
40
65
90
115
140
165
190
12 16 20 24 28
# CICLO
Es de esperar que el ciclo 24 sea relativamente inferior al 23.
Esto implicaría que la oferta ambiental en la próxima década será menor que la que terminó.
ESTIMADO DE CICLO SOLAR 24
• El ciclo solar 23 terminó en el 2008 con el menor mínimo solar en un siglo.
• La actividad solar se espera que aumente en el ciclo 24 hasta el año 2013 aproximadamente, cuando se presentará el máximo solar del ciclo.
• Este máximo se espera que sea menor que el del ciclo 23.
• Esto indica que en los próximos 4 a 5 años se debe presentar un aumento en la oferta de energía solar y la respuesta agronómica de los cultivos debería ser de una mayor productividad, sino se permite que otros limitantes reduzcan la producción.
NUEVO ESTIMADO DE CICLO SOLAR 24
• http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/ssn_predict_l.gif
• Nuevas predicciones ajustadas a diciembre 2010 muestran niveles mucho menores de actividad solar
LA IRRADIACION SOLAR NO ES CONSTANTE
• Las mediciones tomadas por una variedad de naves espaciales muestran una tendencia de 12 años hacia la disminución de la irradiancia solar, cerca del 0,02% en las longitudes de onda visibles y un 6% en las longitudes de onda del UVE.
• El mínimo solar de 2008 fue el menor de todo el último siglo.
ESTIMADO DE IRRADIACION SOLARFebrero 2012
http://www.swpc.noaa.gov/SolarCycle/
ULTIMO ESTIMADO DE IRRADIACION SOLAR. Julio de 2012
http://www.swpc.noaa.gov/SolarCycle/
ULTIMO ESTIMADO DE ACTIVIDAD SOLAR. Febrero 2013
http://ciencia.nasa.gov/media/medialibrary/2013/03/21/shortfall_spanish.jpg
Históricos de Temperatura y Actividad Solar
CORRELACION ACTIVIDAD SOLAR vs TEMPERATURA GLOBAL
La temperatura global está aumentando.
La actividad solar parece no explicar el aumento de la temperatura global actual. Las tendencias en el período 1950-2000 son muy diferentes.
Debe existir otros factores que están generando un calentamiento global.
CONCLUSIONHIPOTESIS 1
• Sí existe una disminución de la irradiación solar en las últimas décadas.
• Esta disminución ha sido especialmente sensible durante el mínimo del ciclo solar #23 que terminó a fines
de 2008.• Sin embargo, durante los últimos 50 años la actividad
solar ha oscilado alrededor de un valor medio. Esta variación no parece explicar el aumento continuado
de la temperatura.
HIPOTESIS PARA EXPLICAR DISMINUCION DE PRODUCCION
CAFETERA
HIPOTESIS 2
CALENTAMIENTO GLOBAL
LA LLUVIA HA AUMENTADO Y EL BRILLO SOLAR (# Horas de Sol) HA DISMINUIDO
HIPOTESIS PARA EXPLICAR DISMINUCION DE PRODUCCION CAFETERA
El calentamiento global da lugar, en la zona tropical, a una disminución del brillo solar debido a una mayor cantidad de nubes; a
su vez se incrementa la pluviosidad.
La lluvia excesiva afecta la producción de café.
Cambio de Temperatura GlobalLa mayor parte de la comunidad científica mundial acepta que la temperatura global está aumentando.
COMPARACION TEMPERATURAS URBANA Y RURAL
http://scienceandpublicpolicy.org/images/stories/papers/originals/surface_temp.pdf
http://spacescience.spaceref.com/newhome/headlines/ast13apr98_1.htm • Dentro de la comunidad científica se plantea la hipótesis de que el
clima de la Tierra puede estar vinculado a las manchas solares. • La "Pequeña Edad de Hielo" correspondió al período de 70 años,
1645-1715, cuando las manchas fueron escasas en número: el mínimo de Maunder de manchas solares.
• Además, hay asociaciones estadísticas de una fuerte vinculación de las tendencias actuales en el clima (temperaturas de superficie) con las tendencias en la actividad solar, como se señala en un documento por Wilson para Journal of Geophysical Research (Atmospheres).
• Ver también http://www.space.dtu.dk/upload/institutter/space/forskning/05_afdelinger/sun-climate/full_text_publications/svensmark_96_variations%20of.pdf
TENDENCIAS GLOBALES DEL CLIMA
ACTIVIDAD SOLAR
AUMENTO DE TEMPERATURA GLOBAL
• Sin duda, existe un aumento de la temperatura del planeta, especialmente en zonas urbanas.
• Aparentemente los ciclos solares no explican el aumento de temperatura global.
• Muchos científicos internacionales coinciden en que el origen es el efecto invernadero generado por la
acumulación de CO2 y otros gases de invernadero en la atmósfera.
CORRELACION TEMPERATURA AMBIENTAL – CO2
Definitivamente la temperatura global está
aumentando y la principal causa parece ser el
incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera, debido al uso de
combustibles fósiles.
La gráfica muestra la impresionante correlación
entre aumento de temperatura global y concentración de
CO2 en la atmósfera.
TENDENCIA CLIMATICA
Mayor Temperatura = Menor Brillo Solar en el Trópico
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Short_Instrumental_Temperature_Record.png
BRILLO SOLARESTACION NARANJAL CHINCHINA
Promedio - Máximo - Mínimo
0
50
100
150
200
250
300
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Promedio
MAXIMO
MINIMO
Nov-Marzo1
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 20150
50
100
150
200
250
300
f(x) = − 0.388589253883377 x + 916.674382480275R² = 0.102605292839229
BRILLO SOLARESTACION NARANJAL CHINCHINA
Promedio - Máximo - Mínimo
Promedio
Linear (Promedio)
Tendencia en promedio
BRILLO SOLAR
BRILLO SOLAR PROMEDIO MENSUAL ESTACION NARANJAL-CHINCHINA
1956-2009• El brillo solar promedio mensual
ha venido disminuyendo desde un máximo de 177 horas en 1957 a un mínimo de 116 en 1999. Esta es una disminución del 35%.
• La curva suavizada ha pasado de 165 horas en 1956 a 140 en 2009. Esto es una disminución de 15%.
• Esta disminución en el número de horas de brillo solar parece ser causada por el calentamiento global, que genera una mayor evaporación del agua.
• La disminución en el número de horas de sol genera una menor oferta ambiental, ya que la energía solar es el motor del crecimiento y productividad vegetal a través de la fotosíntesis.
Horas sol
y = 0,0118x2 - 47,386x + 47630R2 = 0,4044
110
120
130
140
150
160
170
180
190
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
año
Ho
ras
pro
med
io m
es
BRILLO SOLAR PROMEDIO MENSUAL ESTACION NARANJAL-CHINCHINA
1956-2009
• En la última década la disminución parece haber llegado a un mínimo y estar recuperándose, aunque el rango (máximo – mínimo) en el ciclo solar de once años es mayor que hace 50 años.
• En el 2009 el brillo solar ha aumentado, comparado con 2008 y se esperaría que la tendencia continuara durante los próximos 5 años.
Brillo Solar1996-2009
110
120
130
140
150
160
170
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
año
Ho
ras
pro
med
io m
es
TENDENCIA DE PRODUCCION SEGUN EDAD
• Solo en el grupo de edades 25-36 meses, la disminución de producción parece haber llegado a un mínimo. En los demás grupos la disminución parece continuar.
R2 = 0,139
y = 0,3056x2 - 19,888x + 616,44R2 = 0,3672
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Pro
du
cció
n @
/Ha
13-24 25-36
37-48 49-60
OFERTA AMBIENTAL DURANTE LA ULTIMA DECADA
• Las horas de Brillo Solar han seguido un patrón típico que concuerda con el ciclo solar.
• La época más seca, con mayor brillo, se presentó en el 2002.
• En el 2008 se presentó un máximo en las lluvias, que corresponde al mínimo de actividad solar dentro del ciclo 23.
• En el 2009, el número de horas de sol ha aumentado y las lluvias han disminuido.
Horas sol y Lluvia
R2 = 0,5054
R2 = 0,2188
100
120
140
160
180
200
220
240
260
1995 2000 2005 2010
año
Ho
ras
pro
med
io m
es
Sol
Lluvia
RELACION LLUVIA - BRILLO SOLAR
Como era de esperarse, al aumentar las lluvias, las horas de brillo disminuyen por la presencia de las nubes.
OFERTA AMBIENTAL
R2 = 0,3641
150
170
190
210
230
250
270
110 120 130 140 150 160
HORAS DE BRILLO SOLAR
MM
AG
UA
PR
OM
ED
IO
CORRELACION PRODUCCION vs LLUVIA
• La producción muestra su respuesta a la oferta ambiental:
• Si se observa la correlación frente a la lluvia total, se observa que tanto un exceso de lluvia como un déficit afectan la producción. Esto indica que existe un óptimo en la cantidad de agua requerida por la plantación.
• Si se analiza la correlación con respecto a las lluvias Nov-Marzo se concluye que a mayor agua en esta época, menor número de horas de sol y menor productividad.
CONCLUSION: • Aunque el exceso de agua no puede
manipularse, el déficit sí es controlable. • Es recomendable instaurar un programa de
BALANCE HIDRICO en zona cafetera con el fin de evaluar el uso de riego, en los sitios donde sea económico hacerlo, en las épocas de déficit hídrico.
CORRELACION PRODUCTIVIDAD ZVC 37-48 vs LLUVIA
R2 = 0,3935R2 = 0,2939
250
300
350
400
450
500
550
600
650
150 170 190 210 230 250
Promedio mensual de lluvia
Pro
du
ctiv
idad
/Ha
Añ
o
PROMEDIO AÑO PROMEDIO Nov1-Marzo31
PRODUCCION vs OFERTA AMBIENTAL• Estos gráficos reiteran el seguimiento de
la producción a la oferta ambiental:• A mayor cantidad de horas de sol mayor
producción. • Con exceso de lluvia y menor número de
horas de sol = menor producción.• Sin embargo, existe una tendencia
negativa en la producción que no puede explicarse por cambios en la oferta ambiental. Una mejora en la oferta ambiental en el período 2001-2003, no se reflejó en una mejora suficientemente grande de la productividad.
• Independiente de la oferta ambiental la producción está disminuyendo siempre.
• CONCLUSION:
EXISTEN FACTORES NO AMBIENTALES QUE ESTAN AFECTANDO LA
PRODUCCION
R2 = 0,7962
0
100
200
300
400
500
600
1995 2000 2005 2010
Sol
Lluvia
Producción
Polinómica(Lluvia)
EFECTO SOBRE LOS DISTINTOS GRUPOS DE EDAD
• Todos los grupos de edad han sido afectados.
R2 = 0,4056
0
100
200
300
400
500
600
700
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Sol
Lluvia
Producción 49-60
Producción 37-48
Producción 25-36
Polinómica (Sol)
Lineal (Producción37-48)Polinómica(Producción 37-48)Lineal (Producción25-36)Polinómica(Producción 25-36)Polinómica(Producción 49-60)
EFECTO AMBIENTAL SOBRE LA PRODUCCION DE CAFÉ EN CHINCHINA
• Existe una alta correlación entre producción y variables ambientales.
• El efecto del exceso de lluvia sobre la productividad es claramente desventajoso.
• Este solo factor es capaz de explicar el 55% de la disminución de la producción cafetera, dentro de los valores estudiados.
LLUVIA Y SOL vs PRODUCCION
y = 1,204x + 225,99
R2 = 0,0527
y = -2,425x + 917,57
R2 = 0,5519
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
100 150 200 250
Arr
ob
as
/ H
a
Sol
Lluvia
Horas Sol mm Lluvia
PRODUCCION vs BRILLO SOLAR
HORAS DE SOL vs PRODUCCION
R2 = 0,0527250
300
350
400
450
500
550
100 110 120 130 140 150 160
Horas Brillo Solar
Arr
obas
/ H
a
Horas Sol
• Importa no solo el número promedio de horas de sol sino su distribución en el tiempo.
• Unas horas de sol directo tienen un efecto importante en la productividad.
• Esta es una variable no controlable.
Producción vs Desviación Estándar
Horas de brillo solar
R2 = 0,2346
0
100
200
300
400
500
600
15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0
Desv Std Horas Sol
Pro
du
cció
n
EFECTO DE LLUVIA SOBRE PRODUCTIVIDAD
Por qué un exceso de agua disminuye la Producción de Café?
1. Menor Brillo Solar.2. Caída de flores.3. Proliferación de hongos. (Roya y otros)4. Suelo saturado de agua, que genera condición
reductora, que limita la asimilación de nitrógeno por las raíces.
5. Otras.
OTROS LIMITANTES NO AMBIENTALES
• Si se analiza el período 98/05 se observa que la lluvia fluctuó alrededor del valor medio y el brillo solar tendió a aumentar.
• A pesar de esto, la tendencia de la producción fue al declive.
Definitivamente existen Factores No Ambientales que están afectando la
productividad del café.
1996 1998 2000 2002 2004 2006
100
150
200
250
300
350
400
450
500
f(x) = − 8.97148389705994 x + 18382.4697356279R² = 0.275411074050785
R² = 0.00126688998105606
R² = 0.603812523014857
CAFÉPRODUCCION 1998-2005
Sol
Linear (Sol)
Lluvia
Linear (Llu-via)
Este gráfico muestra que el clima no puede explicar completamente la disminución de productividad cafetera dentro del conjunto de datos analizados.
CONCLUSIONES• La irradiación solar ha disminuido y esto afecta la productividad.
(Afortunadamente ha comenzado (2009) un nuevo ciclo solar: 5 años de aumento relativo). (Factor no controlable)
• El calentamiento global ha generado mayor cantidad de nubes y por tanto un menor brillo solar. Esto disminuye la productividad. (Factor no controlable).
• El exceso de agua afecta negativamente el cultivo a través de múltiples variables.
• El exceso de agua en el suelo disminuye la productividad. – (Podemos aminorar su efecto? Tipo de fuente de N, por ejemplo?)
A pesar de que el clima definitivamente está afectando negativamente la productividad de café, existen otras
variables no ambientales que también están afectándola.
CONCLUSION FINAL
El análisis que se presenta en este documento tiene la limitación de estar fundamentado en la producción de un conjunto específico de fincas, con
información ambiental de una sola estación meteorológica.
A pesar de lo anterior, el hallazgo de que la productividad cafetera puede estar siendo afectada por limitantes no ambientales y por lo tanto controlables, es
de una importancia invaluable para la economía cafetera.
RECOMENDACIÓN
Actualizar y validar el resultado de este estudio usando un conjunto mayor de datos de producción y oferta ambiental, que incluya los últimos años,
que permita hacer generalizaciones.
Proponer y validar hipótesis sobre limitantes no ambientales en la disminución de la producción cafetera.