Módulo OptiEco, de asignación económicamente óptima del agua

SSD H2O

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1-   En primer lugar se ha de realizar el esquema conceptual de la cuenca a modelar (Figura 1).  Dicho esquema se construye agregando uno a uno los elementos (aportaciones, embalses, usos, conducciones, acuíferos, etc.) e introduciendo sus características, utilizando para ello el Sistema Sopote de Decisión H2O.

Dicho esquema es una representación simplificada de la cuenca o Sistema de Recursos Hídricos (SRH) a estudiar, que ha de preservar las relaciones más importantes entre los elementos del sistema.

Ha de existir un equilibrio entre la complejidad del modelo y la capacidad de representar la realidad: un modelo excesivamente simple dará resultados muy alejados de la realidad, sin permitir reproducir la complejidad del problema; mientras que un modelo excesivamente detallado será más complejo de utilizar, requerirá más tiempo de cálculo y requerirá mayor cantidad de datos para ponerlo en funcionamiento.

Figura 1: esquema de una cuenca simple.

Figura 2: esquema del SRH y fe de los usos.

2-   En segundo lugar se han de obtener las funciones económicas (fe) de los elementos que tengan asociados un costo o un beneficio.  Estas fe contienen la información del costo de utilización, o de la disposición a pagar de los elementos.  Este costo/beneficio unitario variará en función del volumen asignado o circulante.

En el caso de los usos, la fe es (en principio) coincidente con la curva de demanda de agua.  En la Figura 2 se ve otro esquema, con las fe (o curvas de demanda en este caso) de los dos usos existentes en el sistema.

La obtención de las fe es una tarea relativamente compleja, muchas veces artística, que requiere la realización de estudios económicos locales y la recopilación de datos que en pocos lugares se obtienen de forma sistemática.

3-   Posteriormente, se está en condiciones de ejecutar el modelo OptiEco.  Las funciones económicas (fe) de todos los elementos se utilizan conjuntamente para maximizar una función objetivo (FO) no lineal que representa los beneficios netos de todo el sistema (Ecuación 1):

La contribución de cada elemento a la FO es el área bajo la fe desde cero hasta en valor de suministro x' (Figura 3).  El conjunto de valores x' (flujos asignados) de todos los elementos del sistema son las incógnitas del problema de optimización.

Figura 3: fe y contribución a la FO de un elemento.

4-   Finalizada la ejecución del programa, los archivos de texto de salida con los valores óptimos de las variables y los indicadores marginales asociados a las restricciones se pueden ver (y graficar) con el SSD H2O, o importar con Excel u otro programa similar.

Un indicador particularmente útil es el valor marginal del agua en los distintos puntos de la cuenca.  Éste valor es el costo de oportunidad del recurso en ese lugar, o costo de escasez del agua, e indica la disposición de pago mínima de los usuarios para reducir la ésa escasez.