El objetivo del presente estudio estuvo dirigido a mostrar la posible relación entre la variabilidad de la Actividad Solar y el comportamiento de la producción cafetalera en El Salvador. Además, el problema de investigación se enfoca en conocer la relación de la actividad solar y la producción cafetalera en El Salvador.

A hora bien, el análisis estadístico de la producción industrial y masiva de cualquier cultivo por un largo período de tiempo (decenas de años), muestra, sin dudas, en primer lugar, el comportamiento del clima en la región como lo muestran Muthanna et al (2016) y Pustil’nik & Din (2004) y en segundo lugar revela la influencia de diversos procesos naturales o antropogénicos influyentes, los que pueden ser de tipo político, social y medioambiental, entre otros posibles, Carranza, & Méndez, (2020), Quintero (2020), Alonso, (2001). A ello se superpone siempre una “tendencia”, generalmente linealmente creciente en los volúmenes de producción, aunque puede tener otras características como es la decreciente, todo lo cual se revela mediante el estudio de las largas series de tiempo construidas con los datos históricos. Además, el conocimiento de este tipo de comportamiento proporciona la posibilidad de pronosticar los volúmenes de producción y la consecuente toma de medidas que incidan en el mejoramiento de los resultados productivos Cachiguango, (2021), Dario, & Muñoz, (2021).

En ese mismo sentido, es claro cómo el clima regional, modulado por la Actividad Solar influye en los volúmenes de las cosechas, dan fe los resultados de autores de diversas latitudes, quienes han analizado largas series de tiempo de la producción agrícola y reportado interesantes resultados, generalmente consistentes, que apoyan la hipótesis de nexos entre el Clima Espacial y el clima del planeta, variabilidad de producción agrícola, pandemias y otros efectos en la Biosfera, Sierra-Figueredo (2021) , Kremer, & LeRoy (2014), Villacís Seme, (2021). Entre otros, se encuentran los interesantes antecedentes en nuestro hemisferio como el reporte publicado por Virden, (1976) en el que exponen interesantes vínculos entre la Actividad Solar y varios rubros de la agroindustria en los Estados Unidos de América. Zúniga et al., (2014), en el capítulo “Actividad Solar, Clima y Productividad Agrícola. Posibles Vínculo” se exponen algunos resultados obtenidos en el área geográfica en estudio, que muestran y corroboran conclusiones precedentes en cuanto a las mencionadas relaciones. El reciente reporte publicado por Sierra et al., (2019) muestra cómo la producción azucarera en El Salvador correlaciona muy bien con la actividad solar y geomagnética, siendo esta mayor durante los ciclos de mayor actividad respecto a los de Sol tranquilo. Todo ello fue advertido desde inicios del pasado siglo a partir de las investigaciones realizadas por el pionero en estos temas, el naturalista ruso Alexander Chizhevskii (Chizhevskii, 1940, Chizhevskii, 1973), a quien no es posible dejar de mencionar cuando nos adentramos en estos fenómenos de la Heliobiología ya que en época tan temprana pudo darse cuenta de la importancia de la influencia de los procesos eruptivos en el Sol sobre la Biosfera del planeta. A partir de sus primeros trabajos y descubrimientos, sus seguidores dieron paso a nuevos aportes que hoy en día, 100 años después, continúan contribuyendo con nuevos elementos a este importante tema que tanto afecta al Medio Ambiente, la sociedad y la economía en general.

Sin embargo, durante un siglo han sido cuestiones muy controvertidas y discutidas en el mundo académico, al principio muchos no aceptaban que desde el Sol llegara algo que pudiera de cierta forma controlar o modular procesos de la Biosfera, sin embargo, con el desarrollo de la Radioastronomía y la Geofísica Espacial y la tecnología en general, ha sido posible “ver” lo que anteriormente no se veía. Actualmente existen redes de Estaciones de monitoreo que registran permanentemente lo que ocurre en el Sol, en el espacio interplanetario y en la vecindad inmediata del planeta, se miden los campos electromagnéticos alrededor del planeta y en la misma superficie, el Viento Solar y los Rayos Cósmicos Galácticos (RCG) minuto a minuto, todo lo cual hace un siglo atrás en general era ignorado. De manera que, no es de extrañar que los actuales conocimientos en esta vertiente hayan aumentado exponencialmente y continuarán haciéndolo, Okoro, et. al (2021), Maghrabi, & Almutairi, (2021), Bhargawa, & Singh, (2021), Agosta, (2004).

En cuanto a, la generación de conocimiento de cómo se comportan los rendimientos de las fuentes principales de los recursos agrícolas de importancia económica en el tiempo, es esencial para la planificación futura con un cierto grado de certeza en cuanto a lograr los incrementos necesarios. En trabajos recientes se ha mostrado cómo es posible conocer con años de anticipación, el posible comportamiento de algunas cosechas como la caña de azúcar. Sierra et al., (2019) exploraron ampliamente la producción de azúcar de caña en El Salvador, encontrado que la misma correlaciona positivamente con la Actividad Solar, cuyo curso es muy bien conocido en el ámbito del Clima Espacial y la Astrofísica Solar con sus ciclos undecenales muy bien predecibles a mediano y largo plazo, lo cual puede constituir una herramienta para el diseño de los planes de desarrollo a nivel macroeconómico. Ahora con el presente trabajo se muestra algo semejante, en este caso con la producción cafetalera en el mismo país y para el mismo período de tiempo, para el cual esta industria ha sido, por décadas, una de las más importantes como fuente de ingresos y de empleo, aunque actualmente se encuentra en una fase evidente de decrecimiento con respecto a décadas anteriores, según lo observado en los datos mostrados Caminade, & Jones, (2019), Schilling, et. al (2012).

En esa misma vía, Sol-Sánchez et al.. (2017) plantean, que se tiene muy en cuenta para el análisis de los resultados, tanto la ocurrencia de eventos naturales catastróficos, pero de corta duración para la agricultura (huracanes, temporales, eventos volcánicos en la región), así como el régimen lluvioso durante el período estudiado, lo cual fue publicado en un trabajo previo por Sol-Sánchez et al., (2017), Figura 1. El registro histórico de eventos naturales que han ocurrido en El Salvador nos muestra un panorama crítico ya que su pequeño territorio es frecuentado por numerosos fenómenos hidrometeorológicos (tormentas tropicales, hondonadas y huracanes, El Niño), erupciones volcánicas y terremotos en su territorio o su vecindad geográfica, todo lo cual, de una manera u otra incide, en muchos casos, en la productividad agrícola con la devastación de extensas zonas rurales o sobre la población que labora en ellas y los medios y vías de transportación, de manera que se ha analizado en el presente trabajo aquellos eventos de mayor categoría reportados CEPAL: El Salvador (1982) que pudieran justificar puntualmente anomalías considerables observadas y señaladas en los volúmenes de producción representados en la Figura 1. http://www.fao.org/3/x4583s/x4583s.htm.

Figura 1 Figura 1 Acumulados anuales de lluvia registrado en 8 estaciones distribuidas en el territorio nacional de El Salvador, Sierra et al. (2019).

En la figura 1, se observa que la línea segmentada representa la tendencia polinomial de tercer grado ajustada de la serie de tiempo previamente normalizada y la línea de puntos muestra el promedio de todo el período. Los picos negativos señalados con los años correspondientes, representan años de sequía respecto a la línea de tendencia, mientras que los positivos corresponden a años lluviosos también con respecto a la tendencia calculada. Se destaca un período general “seco” entre 1985, 1995 y 2015, uno predominantemente húmedo entre 1996 y 2011 con respecto al promedio de todo el período.

La obtención gráfica de la serie temporal de la producción y rendimiento por manzana para el período contemplado permitió observar, en primer lugar, su marcada tendencia hacia la disminución de la producción (Figura 2) de un 77.8%, con respecto a las cifras del año 1980 y rendimiento (Figura 3) de un 67% aproximadamente, de manera que la disminución de rendimiento no justifica totalmente, al parecer, el decremento de la producción.

Figura 2 Figura 2 Serie de tiempo de la producción cafetalera en sus valores normalizados en El Salvador durante el período de 1980 a 2019. Los acumulados anuales vienen expresados en (qq.). La línea segmentada representa el ajuste lineal de la tendencia calculada, cuya ecuación se muestra en el gráfico, siendo el decrecimiento durante el período de aproximadamente de Δ= -77,8%.

Asimismo, el análisis de tendencia durante este mismo intervalo de 40 años, pudiera tratarse de un fenómeno casual o no, sin embargo se puede ver, comparando los gráficos de producción y de rendimiento, cómo las fluctuaciones se corresponden punto a punto, mientras que las tendencias son semejantes pero cuantitativamente, la producción, en los 40 años ha caído en un 77.8% mientras que el rendimiento en un 67%, esto quizás por aspectos externos a la producción que tienen su origen en la variación climática y antrópico respectivamente durante un periodo de 20 años.

Figura 3 Figura 3 Rendimiento cafetalero (Promedios anuales normalizados (1980 – 2016). La línea segmentada representa la tendencia lineal ajustada cuya ecuación aparece sobre el gráfico. Decrecimiento aproximado Δ= -67%

Para analizar y determinar si las fluctuaciones multianuales que se observan en la producción cafetalera pudieran verse asociadas con los períodos multianuales de la Actividad Solar y Geomagnética, se comenzó por obtener los gráficos comparativos de las series de tiempo mostradas en las Figuras 3 y 4. Por comodidad se optó por normalizar los valores numéricos referidos al máximo valor de cada serie, por lo que aparecerán los valores entre 0 y 1 y adimensionales.

En cuanto a la historia de la producción cafetalera en El Salvador, se observan algunos eventos naturales y sociales que seguramente incidieron sensiblemente en los volúmenes de cosecha, tal es el caso de la plaga de Roya que en el año 2013, causó una brusca caída de un 50% respecto a 2012, en los volúmenes de recolección, lo cual se evidencia en los gráficos de las Figura 2 y 3, en los que se observa que dicha caída en la producción sólo fue recuperada 3 años después. Otros eventos hidrometeorológicos y geológicos también se reportan como causantes de grandes desastres sociales y económicos, algunos de los cuales indudablemente incidieron en los volúmenes de producción agrícola en general y en particular en las cosechas cafetaleras. En un trabajo recientemente reportado por Marinero y García, (2021) detallan los eventos de este tipo acaecidos en el país en las últimas décadas y entre ellos se destacan los terremotos, huracanes y volcanes, siendo estos dos últimos los de mayor impacto en la agroindustria. Por ejemplo, el huracán Mitch en 1998 produjo grandes desastres en una extensa región del territorio salvadoreño, ocasionando pérdidas cuantiosas en la agricultura, mientras que en el año 2005 las consecuencias de la actividad del volcán Santa Ana ocasionó numerosas pérdidas sociales y agrícolas en sus inmediaciones, a lo que se sumó los efectos del devastador huracán Stan en el propio año.

En el año 2009 transitó por Centroamérica el huracán Ida, el que ocasionó también numerosos daños sobre todo por los deslizamientos de tierra y escombros volcánicos en las laderas montañosas, lo cual, sin embargo, no se ve reflejado en los datos.

Figura 4 Figura 4 Series de tiempo de la producción cafetalera y de los promedios anuales del índice solar W, expresados en unidades normalizadas. Las tendencias lineales calculadas correspondientes a cada serie están mostradas con las líneas segmentadas respectivas y sus ecuaciones también asociadas en el gráfico.

Figura 5 Figura 5 Series de tiempo de la producción cafetalera y de los promedios anuales del índice geomagnético Aa, expresados en unidades normalizadas. Las tendencias lineales calculadas correspondientes a cada serie están mostradas con las líneas segmentadas respectivas y sus ecuaciones también asociadas en el gráfico.

Gráficamente es posible observar que para los primeros 20 años de la serie, se evidencia una correlación positiva entre las variables W y Aa con la producción cafetalera, mientras que para los restantes 20 años no se aprecia una clara correlación en la variabilidad de las series de tiempo. En la Figura 4 se evidencia lo anterior, mientras que en la Figura 5 se muestran ambas series de tiempo, pero una vez filtradas las frecuencias más altas representativas de 3 años o menores. Se debe tener en cuenta que alrededor del año 2000 una epizootia de Roya diezmó las plantaciones en El Salvador, lo cual coincidió con el impacto del huracán Mitch, todo lo cual trajo seguramente severas consecuencias en los rendimientos y posiblemente un deterioro general en las plantaciones, resultando que a partir de esos años, por estas y quizás otras causas coadyuvantes, la producción decreció notablemente, sin encontrar una posterior recuperación a los niveles anteriores, Valverde-Lucio, (2020), Gonzalez et al., (2020), Garduño & Ramírez, (2020).

En las series de tiempo de producción y de rendimiento, se destacan tres anomalías de decrecimiento productivo (1984-1985, 1988 y 2013) y tres de notable crecimiento durante un año (1992, 1999 y 2010). No se encuentra evidencia de que estas anomalías negativas estén directamente asociadas a destacados eventos registrados y las positivas pudieran corresponderse con condiciones hidrometeorológicas favorables durante los años anteriores, provocando que la floración y conservación de los frutos se haya visto beneficiada al punto de lograrse incrementos de esa magnitud. La Figura 6 permite evaluar el posible peso de los volúmenes de precipitación por años en el comportamiento de la producción. Puntualmente los años de mayores sequias fueron 1987, 1992, 2001-2002, 2006 y 2012, también el año 2015 para los cuales es posible atribuir los bajos rendimientos en los años 1988, 2003-2004 y 2013 (este último coincidió con una plaga de Roya) y años de bonanza quizás 1999, 2010 y 2011. Sin embargo, el análisis de periodograma (Tabla 1) muestra que el período de 9.14 años está presente en la serie de precipitación de lluvia y en la producción cafetalera. En este análisis se debe tener en cuenta que una cosa son los eventos esporádicos destacados como anomalías de corta duración y otro es el comportamiento de variación multianual recurrente de los fenómenos analizados, lo cual se evidencia con claridad en la Figura 1 en la que se han señalado dichos eventos.

Figura 6 Figura 6 Series de tiempo de Producción Cafetalera y de Acumulado Anual de lluvias en 8 estaciones de registro del territorio de El Salvador, ambas series normalizadas.

Figura 7 Figura 7 Regresión lineal entre el índice geomagnético Aa y la producción cafetalera para los 40 años. Ambas variables normalizadas a su mayor valor. Coeficiente de correlación lineal p=0,55.

Tabla 1 Tabla 1 Registro de los períodos calculados por Transformada Rápida de Fourier para los índices solar y geomagnético y la producción cafetalera para los 40 años contemplados.

	Períodos	Significativos	en	Años
Índice Aa	12.8	7.11 y 6.4	4	2.78 y 2.67	2.37 y 2.29
Prod. Café	9.14	6.4	3.76	2.91 y 2.56	2.29 y 2.2
Índice W	12.8 y 10.66	7.1	4
Acum.Lluvia	9.14		4.9	2.9	2.46

Fuente: Elaboración propia

Figura 8 Figura 8 Series de tiempo de “aa” y de Prod. de Café suavizadas con filtrado FFT con ventana de 3 años, quedando suprimidas las frecuencias más altas de las mismas.

Una aparente contradicción que se observa en los resultados consiste en que para el prolongado período de menores volúmenes de precipitación observado en la Figura 7, 1985 – 1995) la producción cafetalera fue mayor de forma mantenida que en el resto de período en que se incrementaron en general dichas precipitaciones y sin embargo la tendencia en la producción continuó en franco descenso, lo que se puede interpretar como que la causa de dicho descenso productivo fue alguna otra de mayor peso que la necesaria humedad en los suelos Urrutia Vásquez, (2008).

De los resultados anteriormente expuestos se evidencia que la producción y el rendimiento del cultivo cafetalero en El Salvador durante los 40 años analizados, sólo muestra una débil y aparente vinculación con los ciclos de actividad solar y geomagnética, lo cual queda patentizado en la Tabla 1 por sólo encontrar un período que coincide con el mismo que presenta la actividad geomagnética al analizar espectralmente dichas series, este período es el de 6.4 años ya que otro, de 2.29 años también es coincidente pero con muy baja potencia espectral. Otro período con potencia espectral de 9.14 años es encontrado, siendo su valor cercano al de 10 a 12 años presente en los índices solares y geomagnéticos, pero en este caso más bien está vinculado con ese mismo período encontrado en el régimen lluvioso del mismo territorio y período estudiado, de manera que independientemente de otras coincidencias puntuales mostradas en párrafos anteriores entre las altas y bajas productivas coincidentes con años lluviosos y años secos respectivamente, se hace evidente que para períodos multianuales la producción cafetalera, como es de esperar, se ajusta al régimen lluvioso. Comparando este resultado con el obtenido para el cultivo de la caña de azúcar para el mismo país y período de tiempo en Sierra-Figueredo, (2019), en aquél sí se encontró claramente el período fundamental de la actividad solar de 12,8 años en la producción azucarera Lobell and Burke (2008).

La Figura 8, obtenida como resultado de filtrar las series de la variable Aa y la de Producción de Café, en la que se suprimió las frecuencias más altas (períodos más cortos), dejando sólo las fluctuaciones multianuales propias, se encuentra un resultado de interés. Se observa que desde 1980 hasta el año 2000 aproximadamente, ambas series son sincrónicas con una alta correlación (p = 0.76), mientras que, para los siguientes 20 años, a partir del año 2000, dicho sincronismo se rompe y pasa a ser dos procesos en contrafase con una correlación lineal muy baja (p = 0.37). No se encontró más datos confiables para al menos una década anterior a 1980 con el fin de saber cómo venía comportándose este proceso un poco antes de ese año. Habría que analizar a fondo que pudo haber ocurrido alrededor del comienzo del milenio para que el sincronismo que se mantuvo, al menos por 20 años, se rompiera bruscamente, lo cual quizás sea explicado por los numerosos eventos naturales ocurridos alrededor del año 2000. Para arribar a alguna conclusión consistente al respecto, se requeriría una serie de tiempo más extensa, así como un mayor conocimiento de todos los eventos naturales y sociales acaecidos en esos años relacionados con el proceso productivo del café, así como el comportamiento del mercado mundial del grano, lo cual se sale del objetivo exploratorio del presente trabajo. Hoy en día El Salvador ha dejado de ser la “República Cafetalera” de antaño Secretaria de Cultura de la presidencia, (2011).

Un aspecto importante, a tener en cuenta al pretender comparar resultados de diferentes producciones o rendimientos de cultivos, es el relacionado con sus características esenciales, por ejemplo, si queremos comparar el rendimiento de las plantaciones cafetaleras con las de patatas, nos encontramos que el cafeto es una planta cuyo ciclo de vida es multianual (alrededor de 20 años) y la de la patata es muy corto, sólo de meses, lo cual hace esencialmente diferente el análisis que se haga, independientemente de las diferencias fisiológicas, entre otras. Podemos considerar que el cafeto y otras plantas de larga vida, tienen una especie de “memoria”, lo cual repercutirá en su rendimiento de cada año teniendo en cuenta lo que ocurrió para ella el año anterior (el clima, la posible deforestación que sufrió por los elementos de su medio ambiente, los efectos de epifitas sufridas, la polinización y la maduración del grano, entre otros). De manera que su rendimiento cada año no sólo depende de los elementos presentes durante este, no así la patata, en que su corta vida y crecimiento depende de lo que ocurre en el corto tiempo de algunos meses, Rao et al., (2020), Van et al., (2010).

Se puede concluir, a partir de lo obtenido que la producción cafetalera en El Salvador, durante los 40 años analizada, correlacionó significativamente (p = 0,76) con la fluctuación multianual de la Actividad Geomagnética durante las dos primeras décadas estudiadas, mientras que para la etapa comprendida entre el año 2000 y 2019 dicha correlación es muy baja (p = 0.37), no pudiendo por tanto emitir una conclusión definitiva dadas las razones antes expuestas. Se recomienda entonces, de ser ello posible, extender la serie de tiempo lo más posible y recalcular todo, o bien acudir a las bases de datos de países vecinos para realizar un análisis semejante con igual o mayor número de años, de manera de obtener una conclusión de mayor consistencia, Zuniga-Gonzalez, (2021), López-Sampson et al., (2021), Mesén-Sequeira et al., (2021).

Aunque si se puede concluir que la relación de la actividad solar con los niveles de rendimiento del café tiene poca relación, encontramos muy al contrario situaciones en el mismo Salvador, México y Cuba que si existe una estrecha relación, por ejemplo en el caso de la producción apícola, en la producción de la caña de azúcar, o el régimen de lluvias en el Salvador, Sierra-Figueredo et al., (2016), Sierra-Figueredo et al., (2015), Sierra-Figueredo et al., (2019), Sol-Sánchez et al., (2017).

Con estas conclusiones se abren paso para realizar nuevos estudios, en este mismo tema en cuanto a la producción de café en el ámbito Centroamericano y su relación con la actividad solar, para lograr fortalecer los resultados obtenidos con la base de datos de El Salvador.