Designing an index based insurance using ndvi as an impact indicator of drought and flood risks in rice cultivationan application to the region of babahoyo (ecuador)

Resumen

La agricultura es una actividad económica de riesgo que se enfrenta tanto amenazas biofísicas como económicas. Las biofísicas incluyen los eventos climáticos extremos, como sequías inundaciones, heladas, o granizos, además de plagas y enfermedades. Las amenazas económicas incluyen la variabilidad de los precios de venta y de los insumos, variación de mercados internos y externos, falta de crédito, entre otros. Dentro de las amenazas biofísicas, las más importantes por su frecuencia e intensidad son los eventos climáticos extremos. La agricultura ha sido condicionada por el clima desde tiempos históricos, hasta que por medio de la tecnología se ha logrado adaptar la producción agrícola a medios crecientemente más adversos. A pesar de estas innovaciones, las variaciones e inestabilidad del clima siguen siendo difíciles de predecir y controlar y todavía constituye el riesgo más importante dentro de la producción agrícola, especialmente en los países en vías de desarrollo. Este riesgo se ve acentuado por las consecuencias del cambio climático. Los seguros agrícolas han demostrado ser una herramienta eficiente de transferencia del riesgo desde los agricultores hacia entidades más capacitadas para gestionar el riesgo. Los seguros agrícolas incentivan o posibilitan el acceso al crédito y la inversión en mejoras tecnológicas que hacen a los agricultores más productivos y disminuyen la tasa de morosidad. El seguro basado en índices (IBI siglas en inglés) es un tipo de seguro agrícola que no necesita verificación in situ de la ocurrencia de un siniestro, ni tampoco la peritación de daños. Es decir, no requiere de la visita de un perito especializado a la finca para verificar el siniestro, sino que lo hace por medio de un índice que está altamente correlacionado con el evento catastrófico y/o con las pérdidas ocasionadas por el mismo. El objetivo de esta tesis es diseñar un seguro indexado que complemente al actual seguro agrícola convencional implementado en Ecuador desde el año 2010 (Agroseguro), y que utilice el Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), como un indicador de sequias e inundaciones, en el cultivo de arroz en el cantón Babahoyo (Ecuador). Esta investigación se inició con la determinación de áreas homogéneas a partir de un mapa agroecológico de la costa ecuatoriana a escala 1:250,000. Para lo cual se probaron tres métodos de agregación, dos de ellos de criterio experto y uno estadístico. El primero agrupó las porciones de tierra con similares características de pendiente, textura y profundidad efectiva, se obtuvo 196 zonas agroecológicas homogéneas (AHZs, siglas en ingles). El segundo agrupó las áreas con similares precipitaciones y temperaturas, obteniéndose solo 11 AHZs, mientras que el tercero utilizó el análisis de componentes principales (PCA) para la generación de áreas homogéneas, obteniendo 26 AHZs. Se encontró que el tercer método es el que agrupa de mejor manera las características agro-ecológicas del área de estudio. El principal inconveniente en los IBI es el riesgo de base o riesgo básico, el cual se produce cuando el índice seleccionado no está fuertemente correlacionado con las pérdidas que ocurren en el campo, quedando algunos asegurados afectados sin indemnización y otros que reciben compensación a pesar de no haber sido afectados. Por esto es necesario evaluar con precisión la variabilidad en el área donde se quiere implementar el seguro indexado. Para esto hemos utilizado el mapa de AHZs generado en la primera etapa, sobre el caso particular del cantón Babahoyo. En Babahoyo las AHZ más representativas son f7 y f15. Posteriormente se verificó si las diferencias topográficas, de suelo y clima propias de cada zona f7 y f15 eran también visibles sobre el suelo desnudo (por medio de imágenes satelitales al inicio de la siembra de arroz cuando se puede observar suelo desnudo), y si estas diferencias influían también sobre el cultivo de arroz (por medio del NDVI promedio durante el ciclo de cultivo -NDVI_ave-). Los resultados nos muestran una diferencia significativa entre la reflectancia de las zonas f7 y f15 para las bandas roja, azul, infra-rojo cercano (NIR) e infra-rojo medio (MIR). Para la tercera parte del diseño del IBI, se determinaron dos umbrales de impacto de la sequía e inundaciones sobre el cultivo de arroz en Babahoyo. El primero es un índice fisiológico, el cual nos indica la máxima afectación detectable sobre el cultivo de arroz, por nuestro índice seleccionado (NDVI_ave). El segundo es un umbral económico que nos indica cuál es el rendimiento mínimo necesario para que un agricultor pueda cubrir sus costos de producción, en dos escenarios económicos. El primer escenario asume que los costos de producción son diferentes entre las zonas f7 y f15; y el segundo cuando utilizamos un mismo costo de producción promedio para ambas zonas f7 y f15. En una etapa posterior se ha calculado la probabilidad de ocurrencia de los eventos climáticos extremos en cada una de las AHZ (f7 y f15) bajo cada uno de nuestros umbrales (fisiológico y económico) para los dos escenarios económicos. Se calculó un precio de la prima de seguro diferenciado por cada zona f7 y f15, dependiendo del riesgo particular que cada zona enfrenta. También considera si el agricultor ha llegado al umbral fisiológico, cuando el agricultor experimenta una pérdida que no le permite alcanza a cubrir sus costos de producción; o si llega al umbral económico, cuando el agricultor alcanza a cubrir sus costos de producción, pero ha experimentado una pérdida total de sus beneficios. Al establecer un cálculo de prima de seguro diferenciado por AHZ se consigue mantener controlado el riesgo de base. Esto es así porque los agricultores pagan una prima en base al riesgo real al cual se enfrentan y no en base a un promedio regional que puede introducir distorsión en los cálculos. Como un producto de gestión de riesgo agrícola adicional proponemos la generación de un mapa de riesgo de sequía en el cultivo de arroz. Para lo cual se ha utilizado información cartográfica muy detallada a escala 1:25,000. A partir de esta información se ha evaluado el riesgo confrontando la vulnerabilidad, en base a la capacidad de uso de la tierra para el cultivo de arroz y la disponibilidad de agua en la época lluviosa; y la amenaza que está determinada por la probabilidad de ocurrencia de sequía. Se ha validado el mapa de riesgo de sequía mediante la prueba Chi cuadrado y mediante reportes de casos de sequía del seguro convencional Agroseguro en el cantón Babahoyo.