APLICACIÓN DE COMPONENTES PRINCIPALES A LA PRODUCCIÓN DE CARNE EN LA UNIÓN EUROPEA

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1 APLICACIÓN DE COMPONENTES PRINCIPALES A LA PRODUCCIÓN DE CARNE EN LA UNIÓN EUROPEA MANUEL ARIZA OSMA Resumen: El objetivo de este trabajo es analizar mediante el uso de métodos multivariados, consistiendo en el análisis de Componentes principales y luego una clasificación basada en un algoritmo mixto: clasificación jerárquica con el método de Ward y agregación alrededor de centros móviles (K-medias), con el objeto de observar la influencia y clasificación de la producción de carne sobre cada país de la Unión Europea. Se toman como variables los tipos de carne, referidas al porcentaje de producción en millones de Euros. Los resultados de esta investigación permiten ilustrar las aplicaciones más frecuentes del Análisis de Componentes Principales, que son análisis descriptivos: a) análisis exploratorio; b) construcción de los componentes principales para la reducción de las variables y c) utilización de los componentes principales para generar las clasificaciones. En el análisis exploratorio se obtienen dos grupos de variables: uno relacionado con el sistema de producción pecuaria y el otro con la cantidad de producción. Finalmente, se efectúa un análisis de clasificación en el cual se comprueba la influencia significativa de la producción de carne y el país. Para la puesta en práctica de la estrategia mencionada utilizando el lenguaje R y el interfax gráfico Rattle, se programa el paquete denominado FactoClass, el cual utiliza funciones de ade4 para realizar el análisis factorial de los datos y de stats para los métodos de clasificación. Palabras Clave: Software estadístico R, análisis multivariado, análisis de componentes principales, Matriz de Correlaciones, Varianza explicada, clasificación. INTRODUCCIÓN La carne ha ido ganando importancia en la dieta de la mayor parte de los países impulsada por factores socioeconómicos, el aumento de los ingresos, la disponibilidad en el mercado y la occidentalización cultural que impulsa una dieta basada en la proteína animal son los principales factores que explican esa tendencias, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (en adelante FAO). En consecuencia, el consumo y la producción de carne, no han dejado de aumentar en las últimas décadas. A ello se ha unido el incremento del comercio internacional impulsado por la Organización Mundial de Comercio (en adelante OMC), que ha implicado el reforzamiento de la competencia internacional presionando la reducción de precios. La globalización agroalimentaria está, así, impulsando la intensificación ganadera en busca de incrementos de producción y economías de 1

2 escala, de esta forma la ganadería se hace cada vez más dependiente de la industria abastecedora de grano y piensos. 1 Por otra parte, la ganadería se enfrenta actualmente a un sector industrial cárnico y una distribución comercial crecientemente concentrada, la producción globalizada de carne implica que tanto la ganadería como el consumo se desvinculen crecientemente de los agroecosistemas locales. Se rompen así los equilibrios ecológicos que combinaban ganadería, pastos y agricultura según las condiciones agroclimáticas de los territorios. Pese a estas tendencias dominantes hacia la intensificación e industrialización ganadera, en la actualidad hay una gran diversidad de sistemas ganaderos de manejo, siendo aún muy importante la ganadería extensiva y la vinculada a pastos naturales. La FAO identifica tres tipos de sistemas de producción pecuaria: los sistemas de pastoreo, los sistemas agropecuarios y los sistemas industriales. Los sistemas de pastoreo se subdividen a su vez en sistemas de pastoreo extensivo que se caracterizan por cabañas de rumiantes que consumen principalmente gramíneas y otras planteas herbáceas, a menudo en áreas comunales o de libre acceso y de manera nómada. Estos sistemas aportan el 7% de la producción mundial de carne de vacuno, el 12% de la producción de carne de ovino y caprino y el 5% de la oferta mundial de leche. Por otra parte, los sistemas de pastoreo intensivo vinculados a pastizales y el cultivo de forrajes, donde domina el bovino y la posesión individual de tierras, aportan el 17% de la oferta mundial de carne de vacuno y ternera y aproximadamente el mismo porcentaje de carne de ovino y caprino y el 7% de la oferta mundial de leche. Los sistemas agropecuarios se caracterizan porque al menos el 10% de la materia seca que alimenta a los animales proviene de cultivos o rastrojos o alternativamente aquellos en que más del 10% del valor total de la producción proviene de actividades agrícolas no ganaderas. Los sistemas agropecuarios de secano 2 aportan en torno al 48% de la carne de vacuno en el mundo, el 53% de la producción de leche y el 33% de la producción de carne de oveja. Mientras que los sistemas agropecuarios de regadío aportan un tercio de la carne de cerdo y oveja, un tercio de la leche y un quinto de la carne de vacuno en todo el mundo. Los sistemas industriales se definen por adquirir al menos el 90% de los piensos para alimentar a los animales a otras empresas, producir de forma intensiva y con una ubicación preferentemente próxima a las ciudades. Estos sistemas generan algo más de dos tercios de la producción mundial de carne de ave de corral, algo menos de dos tercios de la producción de huevos y más de la mitad de carne de cerdo, aunque tiene una menor importancia en las producciones de los rumiantes. Se trata de sistemas pecuarios altamente dependientes de la producción de grano, estimándose que en torno al 33% de las tierras de cultivo agrícolas se destinan para producir alimentación animal. También en la Unión Europea (en adelante UE) conviven los sistemas de pastoreo intensivo, los agropecuarios y los sistemas industriales. Por tanto, existe una elevada diversidad de sistemas ganaderos y cárnicos aunque las estadísticas públicas en general no permiten captar estas diferencias en las producciones, resultados económicos e impactos/beneficios ambientales de los múltiples sistemas de manejo ganaderos y de producción de carne. 1 compuestos (forraje) que son un alimento elaborado para animales 2 La agricultura de secano es aquella en la que el ser humano no contribuye con agua, sino que utiliza únicamente la que proviene de la lluvia 2

3 EXPLICACIÓN DE LOS DATOS Los datos fueron tomados de la revista Producción de Carne en Andalucía[3] de la totalidad de la producción de carnes en millones de Euros de la UE para el 2009, estuvo concentrada en seis variables como lo fueron, la cabaña porcina es la que mayor flujo de dinero genero, representando el 36% del valor de la producción final de carne, la carne de vacuno, históricamente la más importante, aportando casi un 35%, la carne de ave, esencialmente pollo aporta el 19%, un peso menor tiene la carne de ovino y caprino que en 2009 aportaba el 6%, otras carnes como la carne de conejo y carnes tratadas con aproximadamente el 3% y la carne de equino con el 1.0% ver gráfico 1. Gráfico 1. Producción total de carne en la UE 2009 (%) Tabla 1. Producción de Carne en la Unión Europea 2009 (millones de Euros %) 3

4 Descriptivamente podemos observar que la carne de porcino tiene el promedio de producción más alto 37.73, seguido por la carne de vacuno con una producción promedio de y en tercer lugar la de aves con en promedio. La carne con menor producción es la de equino con un promedio de , ver tabla 2. Tabla 2. Estadísticas descriptivas de la producción de carne de los países de la UE. Gráfico 2. Diagrama de Cajas, de la producción de carne de los países de la UE. Los países que dedican los mayores porcentajes en la producción de carne son Irlanda, con un 71.9% de millones de euros de carne de vacuno, del total de producción de carne de su país, Bulgaria, con un 81,40% en producción de carne de porcino, mientras que el mayor porcentaje de producción de carne de equino de la unión europea es Eslovaquia, con un 6,9% Eslovenia, dedica el mayor porcentaje a la producción de ovejas y cabras, con un 52,80%, Italia produce en mayores cantidades aves con un 42.8% y Letonia al cultivo de otros animales como conejos y embutidos, ver gráfico 2. Por otra parte, existen importantes diferencias en las especializaciones ganaderas de los distintos países y por tanto, en la importancia relativa de las distintas cabañas y distintos tipos de carne. La cabaña porcina es la que mayor flujo de dinero genera, pero existiendo una elevada dispersión entre países. Mientras en un extremo, en Suecia la carne porcina apenas representa el 15%, en Bulgaria supera el 80% del valor monetario de la producción total de carne. España muestra una clara especialización porcina, representando esta carne el 44 % del valor monetario total de la producción cárnica del país. La carne de vacuno, mantiene también una dispersión muy elevada, Irlanda claramente especializada en la carne de vacuno de alta calidad que representa aproximadamente el 72% de la producción 4

5 cárnica del país, y Francia donde la carne de vacuno apenas representa el 5% del valor de la carne producida. En España el vacuno es la segunda cabaña en importancia económica, representando el 25 % del valor monetario, aunque a gran distancia del peso del porcino. La carne de ave tiene diferencias nacionales que son muy importantes, Mientras en Italia la carne de ave representa el 42.8 % de la producción de carne, en Irlanda apenas supone el 0.5%. En España, sin embargo, siendo la tercera carne en importancia física, aporta el 17% del valor monetario del sector cárnico. La carne de ovino y caprino representa en Alemania una mínima parte (0.1 % del valor monetario) en Eslovenia continua siendo la carne más importante (52 %). En España, la carne de ovino y caprino continua teniendo una importancia superior a la media europea (11 %). La carne de equino solo algunos países superan el promedio de producción como España, Malta, Portugal, Suecia y Republica Checa, el país que uno de los mayores porcentajes de producción es Eslovaquia con un (6.9%). La carne de otros tipo de animales como conejos y embutidos, el que mayor parte de porcentaje de producción destina a esta producción es Letonia con un 41.30%, siguiéndolo Finlandia y Francia con un 10.30% y 10.10% respectivamente. Los histogramas, muestra el comportamiento de cada una de las variables y el comportamiento de su distribución, vemos que en su mayoría son asimétricas. Gráfico 3. Histogramas. Otra manera de describir los datos respecto a las variables, son as caras de Chernoff permiten identificar fácilmente los datos, y los valores que se representan mediante los rasgos de las caras, deben ser identificados perfectamente junto a la gráfica. El conocimiento de las tendencias de los datos permite clasificarlos de manera visual, de modo que se puede diferenciar entre observaciones. Para nuestro caso Eslovaquia, Eslovenia, Irlanda y Letonia tienen una clarísima diferencia respecto a los demás países. 5

6 Gráfico 4. Caras de Chernoff ANÁLISIS DE COMPONENTES PRINCIPALES En estadística Multivariantes, el Análisis de Componentes Principales (ACP), es una técnica que trata con variables cuantitativas y que tiene como objetivo reducir las dimensiones del análisis, en un número menor de componentes, que resumen la información tratando de mantener la mayor cantidad de variabilidad del conjunto original de datos. Adicionalmente se usa para conseguir representaciones gráficas en las que se puede analizar el comportamiento de los individuos, respecto de las nuevas variables o componentes. En la aplicación del análisis de componentes principales, se obtiene la matriz de correlaciones, tabla 3, el cual muestra correlaciones aceptables. Tabla 3. Matriz de correlaciones del porcentaje de producción de carne de la UE. 6

7 Gráfico 5. Grafico de Correlaciones Podemos observar en la tabla de varianza que los tres primeros autovalores son mayores a 1 el primer eje explica un 35% de la inercia total de los datos, y que el resto de los componentes explican, respectivamente, un 24% y un 17%, con las dos primeras componentes tendremos explicada el 59%, de la varianza con tres componentes el 76%, de la varianza total, por consiguiente el análisis se hará con tres componentes. Tabla 4. Porcentaje de Varianza de producción de carne de la UE. Tabla 5. Coordenadas columna de producción de carne de la UE. 7

8 Gráfico 6. Componente 1, Tipo de producción Pecuaria. El primer componente o factor, explica un 35% de la varianza total, tiene como variables opositoras la producción de equino y vacuno (lado izquierdo del eje) con la producción de de carnes de ave y porcino, (lado derecho del eje). Este eje lo denominaremos Tipo de producción Pecuaria, ya que los situados al lado izquierdo son los que requieren mayores extensiones de tierra para su producción, respecto a los del lado derecho. Gráfico 7. Componente 2, Cuantía de producción El segundo componente o factor, explica un 24% de la varianza total, tiene como variables opositoras la producción de carnes de ovino y caprino, (lado izquierdo del eje) con la producción de porcino, (lado derecho del eje). Este eje lo denominaremos Cuantía de producción, ya que los situados al lado derecho son los que perciben el mayor porcentaje de producción, respecto a los de la izquierda. Gráfico 8. Componente 3, Otros animales El tercer componente o factor, explica un 17% de la varianza total, tiene como variables opositoras la producción de carnes de ovino y caprino, (lado izquierdo del eje) con la producción de otros animales, (lado derecho del eje). 8

9 Gráfico 9. Biplot Con este gráfico, podemos describir el comportamiento de producción de algunos países debido a ubicación de las variables: Bulgaria, cuya cercanía es evidente que se relaciona con una muy alta producción de carne de porcino, y una baja en carne de ovino y caprino. Irlanda, se relacionada con una alta producción de carne de vacuno y equino una producción baja de porcino y ovino y caprino. Eslovaquia, se relaciona con la mayor producción de carnes de equino, una producción muy alta de vacuno y baja de porcino. Italia, con la mayor producción de carne de ave, una producción media de equino y una alta de otros animales. Austria, Finlandia y Francia, con la mayor producción de carne de otros animales y carnes tratadas, una producción baja de equino. Eslovenia el cual tiene asociada la mayor producción de carne de ovino y caprino. Los demás países por encontrarse en el centro, se dice que el tipo de producción esta en el promedio 9

10 ANÁLISIS CLÚSTER El análisis clúster clasifica una muestra de entidades (individuos o variables) en un número pequeño de grupos de forma que las observaciones pertenecientes a un grupo sean muy similares entre sí y muy disimilares del resto. A continuación se presenta la clasificación en seis cluster, de los países respecto a las variables de porcentaje de producción de carne. Gráfico 10. Clasificación por Cluster Para el primer grupo iniciando de izquierda a derecha vemos que los dos países que tienen homogeneidad entre ellos, son Eslovaquia y Rumania la variable que los caracteriza es el alto porcentaje de producción de carne de equino, los dos siguientes grupos que llamaremos singuletes, Letonia y Eslovenia dado que solo los caracteriza una variable, la producción de otros animales y ovino/ caprino respectivamente, el cuarto grupo y sexto cuatro conformado por cuatro y seis países solo lo caracterizan aves/otros animales vacuno/equino respectivamente, y el quinto grupo conformado por mas países el que tiene una producción media con respecto a los demás países. REFERENCIAS 1. DÍAZ. Luís. Estadística Multivariada: Inferencia y Métodos. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Estadística Foguet, J. M. Análisis multivariante: análisis de componentes principales. (Colección ESADE). Editorial Hispano Europea S.A., Barcelona, España. (1989). 3. Montiel, S. & Horcada, La producción de carne en Andalucía, Sevilla: Consejería de Agricultura y Pesca, Servicio de Publicaciones y Divulgación (2010), 43 87, PEÑA. Daniel. Análisis de Datos Multivariantes. Edit. Mc Graw Hill