Estimación de la rentabilidad en la producción de café sostenible a través de un modelo cualitativo jerárquico

Abstract

Antecedentes: la producción de café es una actividad económica fundamental en muchos países en vía de desarrollo, donde el 90% es producido por pequeños productores. Pese a esto, la mayor parte de ellos, tienen grandes dificultades para ganarse la vida dignamente debido a diversos factores económicos, sociales y climáticos entre otros, que giran entorno a los cultivos e impactan su rentabilidad. Por lo tanto, conocer la rentabilidad y los factores determinantes relacionados a las pequeñas producciones de café, es un factor habilitador para la toma de decisiones que permitan desarrollar sistemas agrícolas económicamente más sostenibles. Objetivos: proponer un modelo cualitativo jerárquico basado en conocimiento experto para estimar la rentabilidad en la producción de café sostenible a pequeña escala. Métodos: se propone en primer lugar, construir una base de conocimiento basado en la operación de la finca “La Sultana” con el fin de caracterizar las producciones de café sostenible a pequeña escala. Seguidamente, se propone un modelo cualitativo jerárquico utilizando la base de conocimiento resultante, para estimar diferentes niveles de rentabilidad en pequeñas producciones de café sostenible. Finalmente, el modelo es evaluado con datos reales del Instituto de Café de Costa Rica. Resultados: el presente trabajo entrega como resultado una base de conocimiento (i.e., Modelo Jerárquico Conceptual) que caracteriza las producciones de café sostenible a pequeña escala. Adicionalmente, un modelo cualitativo jerárquico basado en conocimiento experto que estima de manera precisa diferentes niveles de rentabilidad en pequeñas producciones de café sostenible. Y finalmente, un conjunto de datos organizado, que contiene información de rentabilidad de producciones de café sostenible. Conclusiones: la creación de un modelo cualitativo jerárquico difuso basado en conocimiento experto permitió aportar una solución no impulsada por datos, de fácil interpretación y con un nivel de precisión; perfectamente adaptable al contexto de la estimación de la rentabilidad en pequeñas producciones de café sostenible donde: se evidenciaba una limitación en el acceso los datos, la necesidad de conocer la interacción entre variables y de obtener información de rentabilidad confiable.

Background: coffee production is a fundamental economic activity in many developing countries, where smallholders produce around 90%. Despite this, most of them have great difficulties earning a decent living due to various economic, social, and climatic factors, among others, that revolve around crops and influence the profitability. Therefore, knowing the profitability and the determining factors related to small coffee productions is an enabling factor for making decisions that allow the development of more economically sustainable agricultural systems. However, knowing the profitability at this level represents a research challenge because small farms in developing countries do not have precise information and data systems on their agricultural microeconomic activities. Objectives: propose a hierarchical qualitative model based on expert knowledge to estimate profitability in small-scale sustainable coffee production. Methods: first of all, we propose to build a knowledge base based on the operation of the “La Sultana” farm to characterize sustainable small-scale coffee productions. Next, we propose a hierarchical qualitative model using the resulting knowledge base to estimate different levels of profitability in small sustainable coffee productions. Finally, we evaluate the model with actual data from the Costa Rican Coffee Institute. Results: the present work results in a knowledge base (i.e., Conceptual Hierarchical Model) that characterizes small-scale sustainable coffee productions. Additionally, a hierarchical qualitative model based on expert knowledge precisely estimates different levels of profitability in small sustainable coffee productions. Finally, an organized data set containing profitability information for sustainable coffee productions. Conclusions: the creation of a fuzzy hierarchical qualitative model based on expert knowledge made it possible to provide a solution no data-driven, easy to interpret, and precise; perfectly adaptable to the context of profitability in small sustainable coffee farming.