Marco Teórico

El cacao (Theobroma cacao L.) es uno de los cultivos tropicales más importantes del mundo, siendo la base del chocolate y fuente principal de ingresos para millones de agricultores en África, América Latina y Asia.
Su origen se remonta a las selvas húmedas de América del Sur, donde prospera bajo un microclima cálido, húmedo y sombreado.

Figura 1. Cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) en condiciones tropicales húmedas.

El rendimiento del cacao depende fuertemente de las condiciones climáticas.
Temperaturas elevadas, humedad relativa alta y lluvias bien distribuidas son factores esenciales para su crecimiento.
Sin embargo, su sensibilidad a extremos térmicos y a periodos secos prolongados lo hace vulnerable al cambio climático, motivo por el cual es crucial conocer sus rangos agroclimáticos óptimos y su distribución global potencial.

La cartografía agroclimática permite visualizar espacialmente las zonas con condiciones adecuadas para el cultivo.
Con datos globales de WorldClim (1970–2000) y el uso de herramientas SIG en R, es posible identificar regiones con mayor aptitud, comparar zonas productoras actuales y proyectar áreas de expansión sostenible.

Introducción

El cacao (Theobroma cacao L.), originario de las zonas tropicales húmedas de América, es uno de los cultivos más importantes del mundo por su relevancia económica, cultural y social.
Constituye la base del chocolate y representa una fuente de ingresos para más de 50 países tropicales, incluyendo Colombia, Ghana, Costa de Marfil, Ecuador, Brasil e Indonesia.

El cacao requiere condiciones climáticas muy específicas:

🌡️ Temperaturas medias anuales estables: 21 °C – 32 °C
💧 Precipitaciones: 1500 – 2500 mm/año
☀️ Luz solar moderada: 4–7 kWh/m²/día
🌫️ Alta humedad relativa: >70%
🏔️ Altitud inferior a: 800 m s. n. m.

Debido a esta sensibilidad, la delimitación de zonas agroclimáticamente aptas es esencial para la planificación agrícola, la adaptación al cambio climático y la sostenibilidad productiva.

Objetivo

El objetivo de este análisis es identificar y cartografiar las áreas con aptitud climática óptima para el cultivo de cacao a nivel global y nacional (Colombia), considerando los principales factores limitantes: temperatura, precipitación, irradiación solar, altitud y humedad relativa, mediante el uso de datos climáticos globales y técnicas de análisis espacial en R.

Metodología CRISP-DM aplicada al cultivo de cacao

Comprensión del negocio
> Determinar zonas de alto potencial para el cultivo sostenible de cacao.

Comprensión de los datos
> Obtener variables climáticas históricas globales del conjunto WorldClim v2 (1970–2000).

Preparación de los datos
> Calcular promedios anuales, reclasificar y filtrar según rangos óptimos.

Modelado
> Crear mapas de aptitud por variable e integrar un índice global.

Evaluación
> Analizar los resultados por regiones del mundo y dentro de Colombia.

Despliegue
> Visualización con mapas y publicación del informe en RPubs o GitHub Pages.

Zonas aptas por temperatura

El cacao es extremadamente sensible a los cambios de temperatura.
Los valores óptimos para el crecimiento oscilan entre 21 °C y 32 °C, con mínimas superiores a 18 °C y máximas inferiores a 34 °C.
Las temperaturas por debajo del rango óptimo reducen la floración y la maduración del fruto; las superiores generan estrés térmico y pérdidas en la producción.

Variación mensual de la temperatura promedio

Para comprender mejor la distribución térmica en el mundo y su impacto sobre el cultivo de cacao, se presentan a continuación los mapas de temperatura promedio mensual.
Cada mapa representa la temperatura media correspondiente a un mes del año, evidenciando la estacionalidad térmica global y las regiones donde las condiciones permanecen dentro del rango óptimo del cultivo (21 °C – 32 °C).

Análisis de la distribución térmica global

Los mapas muestran la distribución espacial y temporal de la temperatura promedio mensual a nivel global.
Se observa una clara diferenciación estacional entre hemisferios, donde las temperaturas más altas se alternan según la inclinación terrestre:

🔥 De enero a marzo, las temperaturas más elevadas se concentran en el hemisferio sur, destacando Sudamérica tropical, África central, el sudeste asiático y Oceanía, regiones donde el cacao puede desarrollarse sin interrupciones por frío.

🌿 De junio a agosto, el calor se traslada al hemisferio norte, con condiciones óptimas en América Central, el Caribe y África occidental, principales zonas productoras del cultivo.

❄️ Las zonas de color azul y púrpura representan regiones frías, principalmente en latitudes medias y altas (Europa, Canadá, Rusia y el sur de Chile y Argentina), donde las temperaturas promedio mensuales se encuentran por debajo de los valores mínimos requeridos por el cacao.

En conjunto, la serie mensual confirma que el cinturón tropical del planeta mantiene temperaturas estables entre 21 °C y 32 °C durante todo el año, razón por la cual concentra más del 90 % de la producción mundial de cacao.
Esta estabilidad térmica permite una floración continua y cosechas escalonadas, factores claves para la productividad del cultivo.

Zonas aptas por precipitación

El cacao requiere un suministro constante de agua para mantener la floración y el llenado de las mazorcas.
Los rangos óptimos de precipitación anual para su desarrollo se sitúan entre 1500 y 2500 mm, con lluvias bien distribuidas durante todo el año.
Déficits hídricos prolongados o excesos de agua pueden afectar la floración, provocar caída de flores o aumentar la incidencia de enfermedades como la moniliasis o la pudrición negra (Phytophthora spp.).

🧠 Interpretación de los mapas de precipitación mensual

Los mapas reflejan la variabilidad espacial y temporal de las lluvias a lo largo del año, factor fundamental para el cultivo de cacao (Theobroma cacao), ya que este requiere humedad constante y precipitaciones bien distribuidas durante todo el ciclo vegetativo.

🌧️ Enero–marzo:
Las precipitaciones más intensas se observan en el hemisferio sur, especialmente en la cuenca amazónica, África central e Indonesia, donde se concentra parte importante de la producción mundial.

☀️ Abril–julio:
El patrón húmedo se traslada hacia el hemisferio norte, favoreciendo regiones como América Central, el Caribe, África occidental y el sudeste asiático, coincidiendo con la temporada de lluvias monzónicas.

🍂 Agosto–diciembre:
Las lluvias regresan progresivamente al sur, estabilizando la humedad en zonas como el Chocó biogeográfico colombiano, la Amazonía y la costa de Brasil.

En conjunto, esta secuencia mensual evidencia que el cinturón tropical húmedo mantiene lluvias regulares a lo largo del año, garantizando la disponibilidad hídrica óptima (1500–2500 mm/año) para el cacao.
Las zonas áridas y semiáridas, en cambio, presentan precipitaciones inferiores a 500 mm anuales, lo que limita el cultivo sin sistemas de riego o sombra adecuados.

💧 Zonas aptas mensualmente por precipitación

A continuación, se presentan los mapas mensuales filtrados, donde solo se muestran las regiones que cumplen el rango ideal de precipitación para el cacao (125–290 mm/mes, equivalente a 1500–2500 mm/año).

# Filtro mensual de precipitación apta para cacao
# 125–290 mm/mes
p_opt_monthly <- prec >= 125 & prec <= 290

# Visualización de las zonas aptas mes a mes
par(mfrow=c(3,4))
for (i in 1:12) {
  plot(p_opt_monthly[[i]],
       col=c("grey90","goldenrod"),
       legend=FALSE,
       main=meses[i],
       axes=FALSE)
}

par(mfrow=c(1,1))

Interpretación del filtro mensual

Estos mapas muestran solo las áreas con lluvias mensuales adecuadas para el cultivo del cacao. Se observa que:

🌧️ Las zonas más constantes en color dorado (Amazonas, África central, Indonesia) mantienen precipitaciones ideales casi todo el año, asegurando un suministro continuo de humedad.

⚠️ En regiones tropicales estacionales (como América Central y África occidental), las lluvias óptimas se concentran entre mayo y octubre, coincidiendo con los ciclos agrícolas principales.

🔻 Las zonas secas o áridas (norte de México, norte de África, Australia central) permanecen en gris, indicando déficit hídrico.

En conjunto, el análisis mensual demuestra que el cinturón ecuatorial húmedo mantiene la mayor estabilidad climática para el cacao, minimizando el riesgo de estrés por sequía y favoreciendo floraciones múltiples a lo largo del año.

Zonas aptas por irradiación solar

El cacao (Theobroma cacao L.) es un cultivo de sotobosque tropical que requiere buena luminosidad, pero no exposición solar directa excesiva. El rango óptimo de irradiación se encuentra entre 4 y 7 kWh/m²/día, equivalente a 120–210 kWh/m²/mes. Niveles por debajo de este rango reducen la fotosíntesis y el crecimiento vegetativo, mientras que valores excesivos pueden causar estrés térmico, pérdida de humedad foliar y disminución del rendimiento.

☀️ Variación mensual de la irradiación solar global

El cacao requiere buena luminosidad para la fotosíntesis, pero una exposición solar excesiva puede ocasionar estrés térmico y pérdida de humedad. Por ello, se analiza primero la distribución mensual de la irradiación solar promedio global (kWh/m²/mes) para identificar los patrones de radiación a lo largo del año.

# 🌞 Visualización mensual de la irradiación solar
par(mfrow=c(3,4))  # 3 filas x 4 columnas
for (i in 1:12) {
  plot(srad[[i]],
       col = rev(terrain.colors(20)),
       main = meses[i],
       axes = FALSE)
}

par(mfrow=c(1,1))  # restablecer formato

🧠 Interpretación general

Los mapas muestran la distribución mensual de la irradiación solar global:

🔆 Enero a marzo: mayor radiación en el hemisferio sur, destacando Sudamérica, África austral y Oceanía.

🌍 Junio a agosto: el máximo de radiación se traslada al hemisferio norte (América Central, África del norte y Asia).

🌤️ En las zonas cercanas al ecuador (Amazonas, África ecuatorial e Indonesia), la irradiación se mantiene estable todo el año, lo que proporciona condiciones ideales para el cacao.

🌞 Zonas mensuales con irradiación óptima para cacao

El rango ideal de irradiación solar para el cacao se encuentra entre 120 y 210 kWh/m²/mes, equivalente a 4–7 kWh/m²/día.

A continuación se presentan los mapas mensuales con las zonas que cumplen el rango de irradiación óptima para el cacao.

Aunque en la literatura se establece que el cultivo requiere entre 120 y 210 kWh/m²/mes (equivalente a 4–7 kWh/m²/día), fue necesario ajustar estos valores a la escala del conjunto de datos de WorldClim v2.1, el cual expresa la irradiación en kJ/m²/mes. Por esta razón, los rangos aplicados en el análisis corresponden a 14 000–20 000 kJ/m²/mes, que representan el mismo intervalo de radiación, pero adaptado a las unidades y resolución del modelo climático utilizado.

Este ajuste garantiza la coherencia entre la información teórica del cultivo y los datos climáticos empleados para generar los mapas de aptitud solar.

# 🌞 Ajuste fino de rango óptimo (WorldClim v2.1 en kJ/m²/mes)
# Ideal para cacao: entre 14 000 y 20 000 kJ/m²/mes
s_opt_monthly <- srad >= 14000 & srad <= 20000

# 🎨 Visualización mensual de zonas aptas
par(mfrow=c(3,4))
for (i in 1:12) {
  plot(s_opt_monthly[[i]],
       col = c("grey90","goldenrod"),
       legend = FALSE,
       main = paste("Zonas aptas -", meses[i]),
       axes = FALSE)
}

par(mfrow=c(1,1))

Análisis: Zonas aptas por irradiación solar para el cultivo de cacao

El cacao requiere buena luminosidad para mantener su actividad fotosintética, pero sin una exposición solar excesiva que genere estrés térmico o desecación del suelo. El rango óptimo de irradiación se ubica entre 14 000 y 20 000 kJ/m²/mes, lo que garantiza la cantidad de energía necesaria para el desarrollo vegetativo y la producción continua de frutos.

Los mapas anteriores representan las zonas aptas por irradiación solar en cada mes del año. El color dorado indica las regiones donde la radiación se mantiene dentro del rango óptimo para el cacao, mientras que las zonas grises reflejan irradiación insuficiente o excesiva.

Zonas aptas por altitud para el cacao (≤ 800 m s. n. m.)

El cacao se desarrolla principalmente en zonas bajas, donde las condiciones de temperatura y humedad se mantienen estables a lo largo del año. La altitud influye directamente en la temperatura media del aire: por cada 100 m de elevación, la temperatura desciende aproximadamente 0.6 °C. Por esta razón, las regiones situadas por encima de los 800 m s. n. m. tienden a presentar temperaturas demasiado frías para el desarrollo óptimo del cultivo.

library(geodata)
library(terra)
library(viridis)

# --- Descargar datos de altitud ---
elev <- elevation_global(res = 10, path = tempdir())

# --- Filtrar zonas aptas por altitud (≤ 800 m) ---
alt_opt <- elev <= 800

# --- Mapa global de altitud ---
plot(elev,
     col = c("grey90","goldenrod"),
     main = "🌍 Altitud global (m s. n. m.)")

# --- Mapa binario de zonas aptas por altitud ---
plot(alt_opt,
     col = c("grey90", "darkolivegreen3"),
     main = "🏔️ Zonas aptas por altitud para cacao (≤ 800 m s. n. m.)")

Análisis: ️ Zonas aptas por altitud para el caco El mapa muestra las zonas con altitud igual o inferior a 800 m, identificadas en color verde. Estas áreas representan las regiones potencialmente aptas por topografía, ya que permiten mantener temperaturas cálidas y regímenes hídricos adecuados para el cacao.

🌎 Interpretación del mapa

Las áreas más amplias de aptitud altitudinal se ubican en las planicies y valles tropicales de América, África y el sudeste asiático.

En América, se destacan las zonas bajas del Valle del Cauca, la cuenca del Amazonas, la costa del Pacífico y el norte de Brasil.

En África, sobresalen las tierras bajas del Golfo de Guinea (Ghana, Nigeria, Camerún, Costa de Marfil), mientras que en Asia destacan las llanuras de Indonesia, Malasia y Papúa Nueva Guinea.

Las zonas andinas, los altiplanos africanos y el Himalaya aparecen en color gris, indicando altitudes superiores al límite óptimo.

Zonas aptas por humedad relativa

La humedad relativa es un factor determinante para el crecimiento y la productividad del cacao, ya que influye directamente en la transpiración, floración y formación de los frutos. El cultivo requiere ambientes con humedad constante superior al 70%, lo que favorece el mantenimiento del balance hídrico y reduce el estrés fisiológico de las plantas.

En el presente análisis, la humedad relativa se estimó a partir del índice de aridez, el cual combina información de precipitación y evapotranspiración para representar la disponibilidad media anual de humedad en la atmósfera y el suelo. Los valores altos del índice indican zonas húmedas y favorables para el cultivo, mientras que los valores bajos reflejan regiones áridas o secas, donde la disponibilidad de agua limita el desarrollo del cacao.

El mapa resultante muestra las zonas con alta humedad ambiental (valores del índice > 0.7), consideradas óptimas para el establecimiento del cultivo.

# --- Calcular humedad ambiental aproximada ---
humidity_index <- prec_ann / (prec_ann + (tmean_ann * 100))

# --- Zonas óptimas para cacao (humedad > 0.7) ---
humid_opt <- humidity_index > 0.7

# --- Mapas ---
plot(humidity_index,
     col = viridis(20),
     main = "💧 Índice de humedad ambiental (aproximado)")

plot(humid_opt,
     col = c("grey90", "lightblue3"),
     main = "💧 Zonas con alta humedad relativa (>70%)")

Análisis: Zonas aptas por humedad relativa El mapa resultante muestra que las regiones más favorables para el cacao se concentran en:

América tropical: cuencas del Amazonas, el Pacífico colombiano, el Caribe y América Central.

África occidental: Ghana, Costa de Marfil, Nigeria y Camerún, que son los principales productores mundiales.

Asia tropical: Indonesia, Malasia y Papúa Nueva Guinea, con ambientes húmedos estables durante todo el año.

En contraste, regiones como el norte de México, el norte de África, Medio Oriente y Australia presentan valores bajos del índice, lo que las clasifica como no aptas debido a su aridez.

Índice combinado de aptitud climática

Cada variable climática fue reclasificada en formato binario, donde 1 representa condiciones aptas y 0 condiciones no aptas para el desarrollo del cacao. Posteriormente, las tres capas (temperatura, precipitación e irradiación solar) se combinaron para obtener un índice promedio de aptitud climática, con valores entre 0 y 1, donde los valores cercanos a 1 indican zonas con condiciones climáticas más favorables.

El procedimiento garantiza que solo las regiones que cumplen simultáneamente con los tres factores sean consideradas óptimas para el cultivo.

🔢 Criterios aplicados

Temperatura óptima: 21 °C – 32 °C
Precipitación anual óptima: 1 500 mm – 3 500 mm
Irradiación solar óptima: 14 000 – 20 000 kJ/m²/mes

# --- Promedio anual de irradiación solar (kJ/m²/mes) ---
# El objeto 'srad' contiene las 12 capas mensuales

srad_mean <- mean(srad, na.rm = TRUE)

# Visualizar para verificar
plot(srad_mean,
     col = viridis::viridis(20),
     main = "☀️ Irradiación solar promedio anual (kJ/m²/mes)")

# --- Reclasificación de variables ---

# 1️⃣ Temperatura (ya calculada)
t_opt <- (tmean_ann >= 21) & (tmean_ann <= 32)

# 2️⃣ Precipitación (anual o mensual promedio)
p_opt <- (prec_ann >= 1500) & (prec_ann <= 3500)

# 3️⃣ Irradiación solar (kJ/m²/mes)
s_opt <- (srad_mean >= 14000) & (srad_mean <= 20000)

# --- Cálculo del índice de aptitud promedio ---
# Convertimos lógicos (TRUE/FALSE) a numéricos (1/0)
t_opt_num <- as.numeric(t_opt)
p_opt_num <- as.numeric(p_opt)
s_opt_num <- as.numeric(s_opt)

# Creamos un raster stack para combinar capas
apt_stack <- c(t_opt_num, p_opt_num, s_opt_num)

# Promedio entre las tres variables (índice entre 0 y 1)
apt_index <- mean(apt_stack, na.rm = TRUE)

# --- Visualización ---
plot(apt_index,
     col = viridis::viridis(20),
     main = "🌎 Índice combinado de aptitud climática para cacao",
     legend.args = list(text = "Aptitud climática (0 = baja, 1 = alta)", side = 4))

## Warning in plot.window(...): "legend.args" es un parámetro gráfico inválido

## Warning in plot.xy(xy, type, ...): "legend.args" es un parámetro gráfico
## inválido

## Warning in title(...): "legend.args" es un parámetro gráfico inválido

🌍 Interpretación del índice combinado de aptitud climática

El mapa presenta el índice combinado de aptitud climática para el cultivo de cacao, resultado de integrar las tres variables clave: temperatura media anual, precipitación anual e irradiación solar. Cada una de ellas fue reclasificada en función de sus rangos óptimos (1 = apta, 0 = no apta) y posteriormente promediada, generando valores entre 0 y 1, donde los valores cercanos a 1 representan condiciones ideales.

En el mapa:

Los tonos amarillos indican alta aptitud climática (0.67–1.0), donde las tres variables se encuentran simultáneamente dentro de los rangos óptimos.

Los tonos verdes o turquesa reflejan aptitud media (≈0.33–0.67), donde solo dos factores son favorables.

Las áreas moradas representan baja aptitud (0–0.33), es decir, regiones con condiciones poco adecuadas para el cacao.

Identificación de países con alto potencial para el cultivo de cacao

A partir del índice combinado de aptitud climática, se identificaron las regiones del mundo con condiciones óptimas para el desarrollo del cacao, considerando simultáneamente los principales factores ambientales que determinan su distribución. El análisis integra cinco variables clave: la temperatura media anual (21–32 °C), la precipitación anual (1 500–3 500 mm), la irradiación solar (14 000–20 000 kJ/m²/mes), la altitud (≤ 800 m s. n. m.) y la humedad relativa (> 70 %).

La combinación de estas variables permite identificar las zonas que reúnen de forma simultánea condiciones térmicas, hídricas, lumínicas y topográficas adecuadas para el cultivo, ofreciendo una visión integral de la aptitud climática global del cacao.

Los resultados muestran que el cacao presenta su mayor potencial en el cinturón tropical, comprendido entre los 15° N y 15° S, donde las condiciones térmicas, hídricas y de radiación se mantienen estables durante todo el año.

Además del análisis visual del mapa de aptitud, se realizó una evaluación espacial cuantitativa para identificar los países con mayor promedio del índice combinado de aptitud climática. Para ello, se transformó el raster de aptitud a un objeto espacial y se calculó el promedio del índice dentro de los límites de cada país.

# --- 1️⃣ Altitud (ya descargada como 'elev') ---
alt_opt <- elev <= 800
alt_opt_num <- as.numeric(alt_opt)

# --- 2️⃣ Humedad relativa aproximada ---
# (usando la relación entre precipitación anual y temperatura media)
humidity_index <- prec_ann / (prec_ann + (tmean_ann * 100))
humid_opt <- humidity_index > 0.7
humid_opt_num <- as.numeric(humid_opt)

# --- 3️⃣ Temperatura (°C óptimo 21–32) ---
t_opt <- (tmean_ann >= 21) & (tmean_ann <= 32)
t_opt_num <- as.numeric(t_opt)

# --- 4️⃣ Precipitación (mm/año óptimo 1500–3500) ---
p_opt <- (prec_ann >= 1500) & (prec_ann <= 3500)
p_opt_num <- as.numeric(p_opt)

# --- 5️⃣ Irradiación solar (kJ/m²/mes óptimo 14000–20000) ---
srad_mean <- mean(srad, na.rm = TRUE)
s_opt <- (srad_mean >= 14000) & (srad_mean <= 20000)
s_opt_num <- as.numeric(s_opt)

# --- 🧩 Crear el stack con las cinco capas ---
apt_stack5 <- c(t_opt_num, p_opt_num, s_opt_num, humid_opt_num, alt_opt_num)

# --- Calcular el índice promedio (0 = no apto, 1 = óptimo) ---
apt_index5 <- mean(apt_stack5, na.rm = TRUE)

# --- 🎨 Visualización del índice extendido ---
plot(apt_index5,
     col = viridis::viridis(20),
     main = "🌍 Índice combinado de aptitud climática (5 variables) para cacao",
     legend.args = list(text = "Aptitud climática (0 = baja, 1 = alta)", side = 4))

## Warning in plot.window(...): "legend.args" es un parámetro gráfico inválido

## Warning in plot.xy(xy, type, ...): "legend.args" es un parámetro gráfico
## inválido

## Warning in title(...): "legend.args" es un parámetro gráfico inválido

Interpretación del índice combinado de aptitud climática (5 variables)

El mapa presenta la distribución global del índice combinado de aptitud climática para el cacao, resultado de integrar simultáneamente cinco variables determinantes: temperatura, precipitación, irradiación solar, altitud y humedad relativa. El índice toma valores entre 0 (condiciones no aptas) y 1 (condiciones óptimas), representados mediante una escala de color que varía del morado oscuro (baja aptitud) al amarillo intenso (alta aptitud).

Las regiones con los valores más altos (≥ 0.6) corresponden a zonas tropicales con clima cálido, húmedo y estable a lo largo del año, destacándose:

América tropical: regiones del norte de Sudamérica (Colombia, Venezuela, Ecuador, Perú y Brasil) y América Central, donde se combinan temperaturas templadas, alta humedad y baja altitud.

África occidental: principalmente Ghana, Costa de Marfil, Nigeria y Camerún, que coinciden con las áreas productoras más importantes del mundo.

Asia tropical: Indonesia, Malasia y Papúa Nueva Guinea, con irradiación y humedad constantes que favorecen el desarrollo del cultivo.

En contraste, las zonas subtropicales, desérticas o de montaña presentan valores bajos (< 0.4), reflejando limitaciones por bajas temperaturas, escasez de humedad o exceso de radiación, condiciones que restringen el crecimiento del cacao.

Identificación de países con aptitud climática maor 80%

Con el fin de sintetizar la información de todas las variables analizadas (temperatura, precipitación, irradiación solar, altitud y humedad relativa), se generó un índice combinado de aptitud climática, que permite visualizar las áreas del mundo con condiciones ideales para el cultivo de cacao.

A partir de este índice, se filtraron las regiones con valores iguales o superiores a 0.8, equivalentes a un 80% de aptitud climática, para resaltar exclusivamente las zonas con el mayor potencial productivo.

Este enfoque permite identificar de forma directa los espacios donde el cacao podría desarrollarse de manera sostenible, integrando los factores térmicos, hídricos, lumínicos y topográficos que condicionan su crecimiento.

# --- 🔍 Filtrar zonas altamente aptas (índice ≥ 0.6) ---
apt_high <- apt_index5 >= 0.8

# --- 🎨 Visualización ---
plot(apt_high,
     col = c("grey90", "goldenrod"),
     main = "🌍 Zonas óptimas para el cultivo de cacao (índice ≥ 0.8)",
     legend = FALSE)

Se observa una marcada concentración de áreas aptas dentro del cinturón tropical húmedo, comprendido aproximadamente entre los 15° N y 15° S, coincidiendo con las principales regiones productoras actuales del cultivo:

América tropical: se destacan el norte de Sudamérica (Colombia, Venezuela, Ecuador, Perú y Brasil), América Central y el Caribe, donde prevalecen temperaturas cálidas estables y alta humedad.

África occidental: las zonas de Ghana, Costa de Marfil, Nigeria y Camerún presentan las condiciones más homogéneas, lo que explica su liderazgo mundial en la producción de cacao.

Asia tropical: Indonesia, Malasia y Papúa Nueva Guinea exhiben una gran extensión de áreas favorables, asociadas a climas cálidos y húmedos durante todo el año.

En contraste, regiones templadas, áridas o de alta montaña —como Europa, América del Norte, el norte de África o el altiplano andino— quedan excluidas por temperaturas bajas, déficit hídrico o exceso de radiación solar.

En conjunto, el patrón espacial confirma que el cacao es un cultivo estrictamente tropical, dependiente de la estabilidad térmica y de la disponibilidad constante de humedad, factores determinantes para la floración continua y la calidad del grano.

Identificación de zonas en Colombia con alto potencial para el cultivo de cacao

library(leaflet)
library(rnaturalearth)
library(terra)

# --- Obtener el shape de Colombia ---
colombia <- ne_countries(scale = "medium", country = "Colombia", returnclass = "sf")
colombia_v <- vect(colombia)

# --- Recortar el raster global ---
apt_col <- crop(apt_index5, colombia_v)
apt_col <- mask(apt_col, colombia_v)

# --- Crear paleta de colores continua ---
pal <- colorNumeric(
  palette = c("#F7E7C4", "#E8B972", "#C97E4D", "#7C3F19", "#3B1D0B"),
  domain = values(apt_col),
  na.color = "transparent"
)

# --- Crear mapa interactivo ---
leaflet() %>%
  addProviderTiles("CartoDB.Positron") %>%  # fondo limpio y profesional
  addRasterImage(apt_col, colors = pal, opacity = 0.8) %>%
  addPolygons(data = sf::st_as_sf(colombia),
              fill = FALSE, color = "black", weight = 1.2) %>%
  addLegend("bottomright",
            pal = pal,
            values = values(apt_col),
            title = "Índice de aptitud climática",
            labFormat = labelFormat(transform = function(x) round(x, 2))) %>%
  setView(lng = -74, lat = 4.5, zoom = 6)   # zoom centrado en Colombia

## Warning in colors(.): Some values were outside the color scale and will be
## treated as NA

Análisis Zonas óptimas para el cultivo de cacao en Colombia

El mapa interactivo muestra la distribución espacial del índice combinado de aptitud climática (≥ 0.8) para el cultivo de cacao en Colombia. Este índice integra de forma ponderada cinco variables determinantes: temperatura media anual, precipitación, irradiación solar, altitud y humedad relativa, lo que permite identificar las áreas donde las condiciones son simultáneamente favorables para el desarrollo del cultivo.

🟤 Interpretación general

Las zonas con tonalidades más oscuras (terracota) corresponden a áreas con alta aptitud (índice ≥ 0.8), donde las condiciones térmicas, hídricas y de radiación se mantienen estables durante todo el año.

Las zonas más claras presentan aptitud media o baja (≤ 0.6), indicando limitaciones por temperatura, déficit hídrico o exceso de radiación solar.

🌎 Regiones destacadas

Pacífico colombiano y Chocó biogeográfico: se observa la mayor concentración de áreas óptimas, gracias a la elevada humedad y temperaturas constantes.

Cuenca del Amazonas y piedemonte oriental: muestran un balance ideal entre precipitación y radiación solar.

Valle del Cauca y Magdalena medio: reúnen condiciones de temperatura estable y radiación moderada, favorables para el cacao fino de aroma.

🚫 Zonas limitantes

Las zonas andinas de mayor altitud (más de 800 m s.n.m.) y las regiones semiáridas del Caribe exhiben valores inferiores a 0.5, asociados a temperaturas bajas o a déficit hídrico.

Conclusión

En conjunto, el análisis confirma que Colombia presenta una amplia franja de alta aptitud climática dentro del cinturón tropical, especialmente en las zonas bajas y húmedas del occidente y sur del país. Estas áreas coinciden con las regiones donde ya se concentran proyectos de cacao fino de aroma, respaldando la validez del índice como herramienta para planificación agroclimática y expansión sostenible del cultivo.

Caso de Estudio – Análisis de Aptitud Climática Global del Cultivo de Cacao (Theobroma cacao)

María Fernanda Hernández

09 de noviembre de 2025