Economía de la extracción sostenible de aguas subterráneas en la sabana de Bogotá : aplicación de la teoría de control óptimo

Existe una abundante literatura sobre la estimación de tasas óptimas de extracción de agua de acuíferos para diferentes regiones del mundo. Sin embargo, para Sur América y Colombia, no se registra en la literatura, modelos de optimización del uso de aguas subterráneas. Los trabajos existentes se cen...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
masterThesis
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/40345
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/40345
https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.40345
Palabra clave:
Aguas subterráneas
Teoría de control óptimo
Senda de extracción sostenible
Agotamiento
Funciones de beneficio en la producción
Groundwater
Optimal control theory
Sustainable extraction path
Benefit functions
Maestría en economía - Tesis y disertaciones académicas
Aguas subterráneas – Sabana de Bogotá (Colombia
Acuíferos - Sabana de Bogotá (Colombia)
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional
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Asprilla Echeverria, John Milton
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description Existe una abundante literatura sobre la estimación de tasas óptimas de extracción de agua de acuíferos para diferentes regiones del mundo. Sin embargo, para Sur América y Colombia, no se registra en la literatura, modelos de optimización del uso de aguas subterráneas. Los trabajos existentes se centran en la optimización sólo para usuarios agrícolas y hasta con dos tipos de usuarios (agrícolas y servicio de energía). En este artículo se realiza la calibración de un modelo de optimización del Acuífero de la Cuenca de Chicú – Río Frío en la Sabana de Bogotá, con tres tipos de usuarios (productores de papa, cultivo de flores y consumo humano). Se estiman tasas óptimas de extracción, desde la perspectiva del planeador central utilizando un modelo de control óptimo en un horizonte de tiempo infinito y con condición de stock mínimo de 3.000 millones de metros cúbicos. Usando una tasa de descuento del 4% se encuentra que el nivel mínimo se alcanza a los 117 años. Los resultados indican que la tasa óptima de extracción promedio en los primeros 10 años, es 49% de la tasa de extracción observada (209,12 X 106 metros cúbicos/año versus 421.811 X 106 metros cúbicos/año). En los periodos de máximas extracciones la tasa óptima es 31% de la observada (244,86 X 106 metros cúbicos/año versus 768,45 X 106 metros cúbicos/año). Este valor de tasa óptima se debe entender como un límite superior ya que, ante la ausencia de datos, se asumió que la tasa natural de descarga del acuífero era ínfima. De otra parte, la tasa de cambio del precio sombra por conservar el stock (S), se considera creciente y principalmente dependiente del beneficio marginal por no utilizar cada metro de altura de agua, hoy sino en futuro. Ante la evidencia del manejo económico sub-óptimo del acuífero, urge implementar políticas que racionen, vía precios o cantidades el uso del recurso
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En este artículo se realiza la calibración de un modelo de optimización del Acuífero de la Cuenca de Chicú – Río Frío en la Sabana de Bogotá, con tres tipos de usuarios (productores de papa, cultivo de flores y consumo humano). Se estiman tasas óptimas de extracción, desde la perspectiva del planeador central utilizando un modelo de control óptimo en un horizonte de tiempo infinito y con condición de stock mínimo de 3.000 millones de metros cúbicos. Usando una tasa de descuento del 4% se encuentra que el nivel mínimo se alcanza a los 117 años. Los resultados indican que la tasa óptima de extracción promedio en los primeros 10 años, es 49% de la tasa de extracción observada (209,12 X 106 metros cúbicos/año versus 421.811 X 106 metros cúbicos/año). En los periodos de máximas extracciones la tasa óptima es 31% de la observada (244,86 X 106 metros cúbicos/año versus 768,45 X 106 metros cúbicos/año). Este valor de tasa óptima se debe entender como un límite superior ya que, ante la ausencia de datos, se asumió que la tasa natural de descarga del acuífero era ínfima. De otra parte, la tasa de cambio del precio sombra por conservar el stock (S), se considera creciente y principalmente dependiente del beneficio marginal por no utilizar cada metro de altura de agua, hoy sino en futuro. Ante la evidencia del manejo económico sub-óptimo del acuífero, urge implementar políticas que racionen, vía precios o cantidades el uso del recursoSustainable extraction pathThere is an abundant literature on the estimation of optimal rates of extraction of water from aquifers for different regions of the world. However, for South America and Colombia, models for optimizing the use of groundwater are not recorded in the literature. The existing articles focus on optimization only for agricultural users and even with two types of users (agricultural and energy service). In this article, the calibration of an optimization model for the Aquifer of the Chicú Basin - Río Frío in the Sabana of Bogotá is carried out, with three types of users (potato producers, flower cultivation and human consumption). Optimal extraction rates are estimated, from the perspective of the central planner using an optimal control model over an infinite time horizon and with a minimum stock condition of 3,000 million cubic meters. Using a discount rate of 4%, it is found that the minimum level is reached at 117 years. The results indicate that the optimum average extraction rate in the first 10 years is 49% of the observed extraction rate (209.12 X 106 cubic meters / year versus 421,811 X 106 cubic meters / year). In the periods of maximum extractions the optimum rate is 31% of the observed (244.86 X 106 cubic meters / year versus 768.45 X 106 cubic meters / year). This optimum rate value should be understood as an upper limit since, in the absence of data, it was assumed that the natural discharge rate of the aquifer was negligible. On the other hand, the rate of change of the shadow price to conserve the stock (S), is considered increasing and mainly dependent on the marginal benefit by not using each meter of water table, today but in the future. Given the evidence of the sub-optimal economic management of the aquifer, it is urgent to implement policies that ration, via prices or quantities, the use of the resource.Magíster en EconomíaMaestríaPontificia Universidad JaverianaMaestría en EconomíaFacultad de Ciencias Económicas y AdministrativasGarcía López, Jorge Hernán2019-01-31T19:54:39Z2020-04-16T19:36:45Z2019-01-31T19:54:39Z2020-04-16T19:36:45Z2018-01-31http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/40345https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.40345instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T16:52:00Z