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modelos de equilibrio general dinámicos y la planeación del uso del

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MODELOS DE EQUILIBRIO GENERAL DINÁMICO Y LAPLANEACIÓN DEL USO DEL AGUA COMO UN RECURSOECONÓMICOELSA OMAÑA PULIDOResumenEn el proyecto se presenta una metodología que resulta en <strong>la</strong> teoría microeconómicafundamental y que en los últimos 30 años se ha utilizado no solo en <strong>la</strong> p<strong>la</strong>neación <strong>de</strong>l <strong>uso</strong><strong>de</strong> los recursos económicos sino que en <strong>la</strong> p<strong>la</strong>neación <strong>de</strong>l <strong>uso</strong> <strong>de</strong> los energéticos y recursosno renovables como el agua. Esto <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> económicos son <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong> optimización nolineal restringida, en don<strong>de</strong> <strong>la</strong> función objetivo consi<strong>de</strong>ra a los recursos no renovables comorecursos económicos. Una característica fundamental en estos <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> es el concepto <strong>de</strong><strong>equilibrio</strong>, económico en este caso, para establecer <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> optimalidad. Finalmente,esta metodología tiene a<strong>de</strong>más <strong>la</strong> componente <strong>de</strong> po<strong>de</strong>rse extrapo<strong>la</strong>r a <strong>mo<strong>de</strong>los</strong>dinámicos que permitirán hacer una proyección <strong>de</strong>l <strong>uso</strong> <strong>de</strong>l agua en diferentes escenarios.1. IntroducciónEn los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> económicos el <strong>equilibrio</strong> se presenta cuando <strong>la</strong> oferta y <strong>la</strong> <strong>de</strong>mandason iguales en todos los mercados inter conectados en <strong>la</strong> economía, y los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong><strong>equilibrio</strong> <strong>general</strong> computable son simu<strong>la</strong>ciones que combinan <strong>la</strong> estructura <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong><strong>general</strong> abstracta, formalizada por Arrow y Debreu [Arrow, Debreu, 1954] con datoseconómicos reales, para <strong>de</strong>terminar los niveles oferta, <strong>de</strong>manda y precios que <strong>de</strong>finen el<strong>equilibrio</strong> en un mercado específico. Estos <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong> optimización son una herramienta<strong>de</strong>l análisis empírico, y son ampliamente utilizados para analizar el bienestar social y losimpactos <strong>de</strong> distribución <strong>de</strong> políticas cuyos efectos pue<strong>de</strong>n ser transmitidos a través <strong>de</strong>mercados múltiples o que contiene menús <strong>de</strong> diferentes impuestos, subsidios, cuotas y/oinstrumentos <strong>de</strong> transferencia. El <strong>uso</strong> <strong>de</strong> estos <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> pue<strong>de</strong> ser encontrado en áreastan diversas como reformas fiscales, p<strong>la</strong>neación y <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> tratados internacionales,p<strong>la</strong>neación <strong>de</strong>l <strong>uso</strong> <strong>de</strong> energéticos y se incrementa en políticas <strong>de</strong> regu<strong>la</strong>ción <strong>de</strong>l medioambiente.2. Antece<strong>de</strong>ntesLa teoría <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> <strong>general</strong> es <strong>de</strong> suma importancia en <strong>la</strong> Teoría Neoclásica Económicae intenta explicar el comportamiento e interre<strong>la</strong>ción <strong>de</strong> recursos, <strong>de</strong>manda y precios en unentorno económico global que incluye muchos mercados <strong>de</strong> consumo, al buscar y probarque los precios <strong>de</strong> los bienes producidos en <strong>la</strong> economía en cuestión existen y están en<strong>equilibrio</strong>, para esto se hace una abstracción <strong>de</strong> <strong>la</strong> economía real. La teoría <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong><strong>general</strong> estudia los precios <strong>de</strong> los mercados en <strong>equilibrio</strong> y busca <strong>de</strong>terminar en quécircunstancias <strong>la</strong> suposición <strong>de</strong>l <strong>equilibrio</strong> se presenta.1


2 ELSA OMAÑA PULIDOEsta teoría tiene sus orígenes en <strong>la</strong> investigación realizada por el famoso economistafrancés León Walras, quién fue el primero en investigar cuando el <strong>equilibrio</strong> es único yestable, y también prop<strong>uso</strong> un proceso dinámico, que es un proceso incierto el cual fuéutilizado para investigar <strong>la</strong> estabilidad <strong>de</strong>l <strong>equilibrio</strong>.En el análisis <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> parcial, <strong>la</strong> <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong>l precio <strong>de</strong> un bien es simplificadaal suponer que el resto <strong>de</strong> los bienes mantienen un precio constante, <strong>la</strong> teoría Marshallianaes un ejemplo <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> parcial. Los economistas se interesaron en <strong>la</strong> teoría <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong><strong>general</strong> a finales <strong>de</strong> los años veinte y principios <strong>de</strong> los treintas cuando Piero Sraffa <strong>de</strong>mostróque <strong>la</strong> teoría Marshalliana es limitada, ya que no mi<strong>de</strong> el impacto en <strong>la</strong> producción <strong>de</strong> <strong>la</strong>sindustrias cuando hay un cambio en los factores <strong>de</strong> producción, en contraste el <strong>equilibrio</strong><strong>general</strong> investiga <strong>la</strong> interacción entre los mercados <strong>de</strong> bienes y factores <strong>de</strong> producción. Enlos años cincuentas <strong>la</strong> teoría <strong>general</strong> <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> fue <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>da <strong>de</strong> manera conjuntapor Kenneth Arrow, Gerard Debreu y Lionel McKenzie. Debreu presentó en 1959 estemo<strong>de</strong>lo en Teoría <strong>de</strong>l Valor como un mo<strong>de</strong>lo axiomático siguiendo el estilo matemático <strong>de</strong>Bourbaki. Algunos <strong>de</strong> los trabajos más recientes en <strong>equilibrio</strong> <strong>general</strong> han estudiado <strong>la</strong>simplicaciones <strong>de</strong> un mercado incompleto, lo cual significa que <strong>la</strong> economía es atemporaly con incertidumbre, don<strong>de</strong> no existe contratos <strong>de</strong>tal<strong>la</strong>dos que permitan a los agentesalmacenar completamente consumos y sus recursos a través <strong>de</strong>l tiempo.3. JustificaciónEn <strong>la</strong>s últimas décadas se ha promovido p<strong>la</strong>near el <strong>uso</strong> <strong>de</strong> los energéticos y bioenergéticoscomo un problema <strong>de</strong> Economía, por lo que se están utilizando actualmente <strong>mo<strong>de</strong>los</strong>económicos para p<strong>la</strong>near <strong>la</strong> utilización <strong>de</strong> los mismos, en particu<strong>la</strong>r este punto <strong>de</strong> vista sepue<strong>de</strong> exten<strong>de</strong>r a los recursos naturales.El agua como un recurso natural es un tema <strong>de</strong> gran interés mundial ya que por suescasez y por ser uno <strong>de</strong> los recursos naturales no renovables, alre<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> el<strong>la</strong> se hanempezado a diseñar políticas ambientales sobre su <strong>uso</strong>, su distribución a los diferentessectores -industria y consumidores-, <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong>l diseño <strong>de</strong> infraestructura para utilizar e<strong>la</strong>gua <strong>de</strong> manera eficiente, diseño y creación <strong>de</strong> p<strong>la</strong>ntas <strong>de</strong> tratamiento <strong>de</strong> aguas residuales,creación <strong>de</strong> políticas fiscales [Andra<strong>de</strong>, Bravo, Venegas, 2004] para penalizar el <strong>de</strong>sperdicioy contaminación <strong>de</strong>l agua, estos motivos hacen <strong>de</strong>l agua un asunto fundamentalmenteeconómico.Los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> <strong>general</strong> estáticos y dinámicos se han utilizado para p<strong>la</strong>nearo simu<strong>la</strong>r el <strong>uso</strong> <strong>de</strong> los energéticos, bioenergéticos y recursos naturales y así proponerpolíticas económicas para el mejor aprovechamiento <strong>de</strong> éstos.4. Objetivo <strong>general</strong>En este trabajo se <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>rá un Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Equilibrio General Computable Dinámicopara proponer políticas <strong>de</strong> conservación y <strong>uso</strong> ptimo <strong>de</strong>l agua como una materia primaen <strong>la</strong> Economía <strong>de</strong> México, y así hacer una proyección <strong>de</strong> su utilización en un periodo <strong>de</strong>tiempo.


MODELOS DE EQUILIBRIO GENERAL DINÁMICO 35. Objetivos específicos(1) Proporcionar a los investigadores <strong>de</strong> <strong>la</strong>s diferentes disciplinas interesadas en elmejor aprovechamiento <strong>de</strong>l agua un marco teórico económico para <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>rpolíticas <strong>de</strong> <strong>uso</strong> eficiente <strong>de</strong>l agua.(2) Proponer Mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> Equilibrio Computable General cuya solución se obtieneutilizando <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> matemáticos <strong>de</strong> optimización, <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>dos para <strong>la</strong> economía,y haciendo <strong>uso</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong>s técnicas <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>das por <strong>la</strong> Investigación <strong>de</strong> Operaciones,en particu<strong>la</strong>r para <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> no-lineales.(3) P<strong>la</strong>ntear el problema económico a resolver, tomando en cuenta el agua como unfactor <strong>de</strong> producción para satisfacer <strong>la</strong>s necesida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> los diferentes sectores productivos.(4) Aplicar <strong>la</strong> metodología diseñada para calibrar el mo<strong>de</strong>lo y resolver el o los problemas<strong>de</strong> optimización involucrados.(5) Hacer simu<strong>la</strong>ciones al gravar el agua y ver <strong>la</strong>s diferentes implicaciones <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong><strong>la</strong> Economía Mexicana.6. ProblemáticaLos <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> <strong>general</strong> computables estáticos y dinámicos se han utilizadopara p<strong>la</strong>near y simu<strong>la</strong>r el <strong>uso</strong> <strong>de</strong> los energéticos, bioenergéticos y recursos naturales y asíproponer políticas económicas para el mejor aprovechamiento <strong>de</strong> éstos.La gran mayoría <strong>de</strong> ellos involucran <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> estáticos, sin embargo para hacer unaproyección a mediano p<strong>la</strong>zo es más eficiente, aunque más complicado, utilizar los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong>dinámicos, por lo que en este trabajo se utilizará este enfoque.Los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> estáticos no son los apropiados para “pre<strong>de</strong>cir el futuro” a mediano p<strong>la</strong>zo <strong>de</strong>un sistema económico, entonces surge <strong>la</strong> necesidad <strong>de</strong> utilizar los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> dinámicos que<strong>de</strong>ben suponer entre otras cosas, que no hay cambios estructurales (cambios <strong>de</strong> tecnología)o impactos negativos (cambios <strong>de</strong> capital) <strong>de</strong> un instante a otro en <strong>la</strong> economía para po<strong>de</strong>rhacer predicciones, esto hace <strong>de</strong> los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> dinámicos una herramienta importante para<strong>la</strong> evaluación <strong>de</strong> <strong>la</strong>s políticas económicas a mediano p<strong>la</strong>zo.Existen diferentes aproximaciones <strong>de</strong> los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> dinámicos (Ginsburg y Keyzer (1997)),[Paltsev S, 2004] supone que es un mo<strong>de</strong>lo tipo Ramsey y a<strong>de</strong>más que es estable, en elsentido <strong>de</strong> que varias cantida<strong>de</strong>s (capital, producción, consumos, etc.) crecen a razónconstante.En este trabajo se va a construir un mo<strong>de</strong>lo dinámico, que como los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong><strong>general</strong> computable, contiene algunos <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong> optimización no lineal que se resuelvenuna vez que se han establecido <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> <strong>de</strong>l sistema económico.Se supondrá que en el mo<strong>de</strong>lo se toman en cuenta impuestos a los consumidores sobre elconsumo <strong>de</strong>l agua, impuestos a los sectores productivos sobre el <strong>uso</strong> <strong>de</strong>l agua como unbien intermedio.7. Estado <strong>de</strong>l arteLas suposiciones <strong>de</strong> todos los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> en <strong>equilibrio</strong>, in<strong>de</strong>pendientemente <strong>de</strong> su naturalezaestática o dinámica, suponen condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> <strong>de</strong> precios <strong>de</strong> los bienes y <strong>de</strong><strong>la</strong> existencia y cantidad <strong>de</strong> <strong>la</strong>s materias primas, así como <strong>de</strong> <strong>la</strong>s entradas <strong>de</strong>l sistema. Se


4 ELSA OMAÑA PULIDOrecuerda que una vez <strong>de</strong>terminadas <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> se resuelven los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong><strong>de</strong> optimización.En algunos <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> se representan como un mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong>optimización no lineal complementario el cual pue<strong>de</strong> ser resuelto <strong>de</strong> manera eficiente conalguna <strong>de</strong> <strong>la</strong>s herramientas <strong>de</strong> <strong>la</strong> Investigación <strong>de</strong> Operaciones, sin embargo no necesariamenteestas condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> se pue<strong>de</strong>n obtener mediante un mo<strong>de</strong>lo complementario(Hansen y Koopman, 1972). En algunos <strong>de</strong> estos casos se construye una Matriz <strong>de</strong>Tecnología, que especifica a <strong>la</strong> producción <strong>de</strong>l producto o bien como un proceso técnico.Por otro <strong>la</strong>do, el enfoque en el que se <strong>de</strong>terminan <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> como unmo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> optimización fue <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>da originalmente por Samuelson en 1947, y <strong>de</strong>spuésfue utilizada en <strong>la</strong> década <strong>de</strong> los setentas, posteriormente Manne en 1976 <strong>de</strong>sarrolló otromo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> este tipo. Existe otra aproximación que es más apropiada en los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong>económicos, que consiste en <strong>de</strong>terminar <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> basada en una pruebaconstructiva, y cuyo fundamento es el Método <strong>de</strong> Punto Fijo y su creador fue Scarf en1973. Una aproximación mas consiste en emplear métodos iterarativos como los métodos<strong>de</strong> Newton, Jacobi o Gauss-Sei<strong>de</strong>l, los cuales son ampliamente usados cuando los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong><strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> son expresados como un sistema <strong>de</strong> ecuaciones no lineales, ver Mathiesen L.Una vez establecidas <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong>, se lleva a cabo <strong>la</strong> calibración <strong>de</strong>lmo<strong>de</strong>lo usando <strong>la</strong> Matriz <strong>de</strong> Contabilidad Social, SAM por us sig<strong>la</strong>s en inglés. Cuando seha realizado <strong>la</strong> calibración <strong>de</strong>l mo<strong>de</strong>lo se proce<strong>de</strong> a resolver los problemas <strong>de</strong> optimizaciónno lineal que <strong>de</strong>finen el Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Equilibrio General, existen <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> en los que se analiza<strong>la</strong> inci<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> los impuestos en el sistema económico en cuestión.8. Marco conceptualGeneralida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Equilibrio General cuando se utiliza <strong>la</strong> Matriz<strong>de</strong> Contabilidad Social para <strong>de</strong>terminar <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong>Los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> económicos <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> <strong>general</strong> consisten <strong>de</strong> agentes económicos que interactúanentre ellos, a través <strong>de</strong> precios <strong>de</strong>terminados por los mercados <strong>de</strong> bienes y porlos factores <strong>de</strong> producción. Se les l<strong>la</strong>ma <strong>general</strong>es ya que intervienen todos los flujoseconómicos, y se l<strong>la</strong>man <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> porque involucra <strong>de</strong>terminar el <strong>equilibrio</strong> <strong>de</strong> precios,cantida<strong>de</strong>s (<strong>de</strong> diferente índole), e ingresos. Las condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> son tres:condición <strong>de</strong> cero beneficios, vaciado <strong>de</strong> mercados y cero entradas [Wing, 2004].Definición 8.1. La condición <strong>de</strong> cero beneficio requieren que el total <strong>de</strong> ingresos por<strong>la</strong> producción <strong>de</strong> bienes <strong>de</strong>be ser <strong>de</strong>stinado a los particu<strong>la</strong>res como recibos <strong>de</strong> los factoresprimarios o a <strong>la</strong>s industrias como pagos por insumos intermedios, o al gobierno comoimpuestos, <strong>de</strong> manera que no haya ahorro <strong>de</strong> ganancias.Definición 8.2. Dado un producto <strong>de</strong> consumo <strong>la</strong> cantidad producida <strong>de</strong>be ser igual a <strong>la</strong>suma <strong>de</strong> <strong>la</strong>s cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>mandadas por <strong>la</strong>s otras empresas y particu<strong>la</strong>res en <strong>la</strong> economía.Analogamente, dadas <strong>la</strong>s cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> factores <strong>de</strong>mandados por <strong>la</strong>s compañías <strong>de</strong>benser agotadas por completo por <strong>la</strong> oferta dotada a los particu<strong>la</strong>res. La condición <strong>de</strong>vaciado <strong>de</strong> mercados requiere que cualquier bien con un precio positivo <strong>de</strong>be mantenerun <strong>equilibrio</strong> entre <strong>la</strong> <strong>de</strong>manda y <strong>la</strong> oferta, si existe oferta en exceso <strong>de</strong> algún bien suprecio <strong>de</strong>be ser cero.


6 ELSA OMAÑA PULIDO1) Condiciones beneficio ceroP x − C x (w, r) = 0P y − C y (w, r) = 0P u − e (P x , P y ) = 0don<strong>de</strong> <strong>la</strong>s funciones C x y C y son funciones <strong>de</strong> costos unitarios; e es una función <strong>de</strong> costosunitarios para U (es el costo <strong>de</strong> adquirir una utilidad bajo los precios P x y P y respectivamente).2) Condición <strong>de</strong> vaciado <strong>de</strong> mercadosX = ∂e∂P xUY = ∂e∂P yUU = I P u3) Condiciones <strong>de</strong> entradas ceroL = ∂C x∂w X + ∂C y∂w YK = ∂C x∂r X + ∂C y∂r YwL + rK = IUna vez establecidas <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> se <strong>de</strong>terminan los valores <strong>de</strong> <strong>la</strong>s nuevevariables <strong>de</strong>sconocidas, que por su interpretación están divididas como:• Variables que <strong>de</strong>finen los niveles <strong>de</strong> actividad: X, Y y U.• Variables que <strong>de</strong>finen los precios: P x , P y , P u , w y r.• Variable <strong>de</strong> ingresos: I.8.2. Mo<strong>de</strong>los DinámicosEn un mo<strong>de</strong>lo dinámico se <strong>de</strong>sea <strong>de</strong>terminar los precios y cantida<strong>de</strong>s que maximizan<strong>la</strong>s ganancias <strong>de</strong> los productores y <strong>la</strong>s utilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> los consumidores a mediano p<strong>la</strong>zo.Como se menciona uno <strong>de</strong> los objetivos es maximizar <strong>la</strong> función <strong>de</strong> utilidad en valorpresente, entonces esta función <strong>de</strong> utilidad en valor presente se pue<strong>de</strong> representar como∞∑( ) t 1maxU (c t )1 + ρt=0don<strong>de</strong> t es el tiempo en periodos, ρ es <strong>la</strong> tasa <strong>de</strong> <strong>de</strong>scuento a valor prente, U es <strong>la</strong> función<strong>de</strong> utilidad, c t es el consumo en el periodo t. Se supone que el total producido por <strong>la</strong>


MODELOS DE EQUILIBRIO GENERAL DINÁMICO 7economía esta dividido entre el consumo y <strong>la</strong> inversión I t . El capital se <strong>de</strong>precia a unarazón δ, lo que produce restricciones <strong>de</strong>l tipoc t = F (K t , L t ) − I tK t+1 = K t (1 − δ) + I tdon<strong>de</strong> K es el capital y F es <strong>la</strong> función <strong>de</strong> producción. Si se resuelve este problema <strong>de</strong>optimización no lineal restringida por medio <strong>de</strong> multiplicadores <strong>de</strong> Lagrange, tomandoen cuenta que <strong>la</strong>s variables <strong>de</strong> <strong>de</strong>cisión son c t , K t e I t , <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> primer or<strong>de</strong>n<strong>de</strong>terminan los valores <strong>de</strong> los multiplicadores como:( ) t 1 ∂U (c t )λ 1 = P t =1 + ρ ∂c tλ 2 = P K t = (1 − δ) P K t+1 + P t∂F (K t , L t )∂K tλ 3 = P t = P K t+1P t se interpreta como los precios <strong>de</strong> los productos, P K t el precio <strong>de</strong>l capital en el presentey P K t+1 como el precio <strong>de</strong>l capital mañana.Este problema <strong>de</strong> maximización pue<strong>de</strong> ser resuelto como un problema complementario.Sea RK t <strong>la</strong> razón <strong>de</strong> capital, W t <strong>la</strong> razón razón <strong>de</strong> sa<strong>la</strong>rio en un periodo <strong>de</strong> tiempo ty sea C ( RK t , W t ) <strong>la</strong> función <strong>de</strong> costos unitarios <strong>la</strong> cual es una solución al problema <strong>de</strong>minimización <strong>de</strong> costos para los productoresmin ( K t RK t + W t L t )tal queF (K t , L t ) = 1Por otro <strong>la</strong>do, <strong>la</strong> función <strong>de</strong> <strong>de</strong>manda D ( P t , W t ) representa una solución al problema<strong>de</strong> maximización <strong>de</strong> beneficios <strong>de</strong>l consumidormax ∑ ( ) t 1U (c t )1 + ρttal que∑Pt c t = Mdon<strong>de</strong> M representa el ingreso total <strong>de</strong>l consumidor. Entonces, <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong>se establecen como un problema complementario mixto:


8 ELSA OMAÑA PULIDOCondiciones <strong>de</strong> utilidad cero:P t ≥ P K t+1 I t ≥ 0 I t (P t − P K t+1 ) = 0P K t ≥ RK t + (1 − δ) P K t+1 K t ≥ 0 K t [P K t+1 − RK t + (1 − δ) P K t+1 ] = 0C ( RK t , W t ) ≥ P t Y t ≥ 0 Y t (C ( RK t , W t ) − P t )Condiciones <strong>de</strong> vaciado <strong>de</strong> mercadosY t ≥ D ( P t , W t ) + I t P t ≥ 0 P t (Y t − D ( P t , W t ) + I t )()∂C ( RK t , W t )∂C ( RK t , W t )L t ≥ Y t W t ≥ 0 W t L t − Y t∂W t ∂W t()∂C ( RK t , W t )∂C ( RK t , W t )K t ≥ Y t RK t ≥ 0 RK t K t − Y t∂RK t ∂RK tCondiciones <strong>de</strong> ingresos ceroM = P K 0 K 0 + ∑ ∞t=0 W tL t M > 0M = P K 0 K 0 + ∑ W t L t , M > 0Este por ser un mo<strong>de</strong>lo dinámico requiere <strong>la</strong> modificación <strong>de</strong> <strong>la</strong> SAM y se observaque en este mo<strong>de</strong>lo los bienes <strong>de</strong> salida <strong>de</strong>l sistema productivo pue<strong>de</strong>n ser consumidos oinvertidos. Entonces, para cuantificar el valor para <strong>la</strong> inversión se necesita <strong>de</strong>scribir <strong>la</strong>evolución <strong>de</strong>l capital en el tiempo, esto requiere suposiciones sobre el crecimiento g <strong>de</strong>ltrabajo, <strong>la</strong> razón δ <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>de</strong>preciación <strong>de</strong>l capital, y <strong>la</strong> razón r <strong>de</strong>l interés <strong>de</strong> <strong>la</strong> inversión.Si L 0 <strong>de</strong>nota el trabajo inicial, entonces el trabajo al tiempo t esy el crecimiento <strong>de</strong>l capital esta dado porL t = L 0 (1 + g) t = L 0 (1 + g) L t−1K t+1 = (1 + g) K tfinalmente, si el interés crece a una razón constante r entoncesP t+1 =P t1 + r


MODELOS DE EQUILIBRIO GENERAL DINÁMICO 9son los precios a futuro en términos <strong>de</strong>l valor presente. Un mo<strong>de</strong>lo dinámico involucrados precios para el capital, el precio <strong>de</strong> compra P K y el precio <strong>de</strong> renta P R, el valor total<strong>de</strong>l capital es V K y es igual al capital ahorrado. Por lo tanto <strong>la</strong> re<strong>la</strong>ción <strong>de</strong> V K con RKy el capital almacenado K esV K t = K t × RK tLas condiciones para el capital y <strong>la</strong> inversión están dadas por:yP K t = (1 − δ) P K t+1 + RK tP K t+1 = P tque conduce a que el precio <strong>de</strong>l capital esP K t = (1 + r) P t(1 + r) P t = (1 − δ) P K t+1 + RK tentonces <strong>la</strong> ecuación <strong>de</strong>l precio <strong>de</strong> renta <strong>de</strong>l capital es:RK t = (δ + r) P tLas restricciones <strong>de</strong> capital para el periodo t+1 establecen que el capital para el periodot + 1 es K t+1 = K t (1 − δ) + I t y se sabe que <strong>la</strong> cantidad <strong>de</strong> capital crece a una razónconstante g, <strong>de</strong> don<strong>de</strong> K t+1 = (1 + g) K t , y por tanto <strong>la</strong> reg<strong>la</strong> <strong>de</strong> inversión para un estadoestable <strong>de</strong>l sistema es:I t = (δ + g) K tDado que el valor <strong>de</strong>l capital es V K t = K t × RK t y <strong>la</strong> renta <strong>de</strong> ste es RK t = (δ + r) P t ,entonces <strong>la</strong> ecuación que <strong>de</strong>fine <strong>la</strong> cantidad <strong>de</strong> capital al instante t es:I t = V K t (δ + g)(δ + r) P ten particu<strong>la</strong>r para el periodo t = 0 y recordando que es posible hacer al inicio preciosunitarios (P 0 = 1), se concluye entonces queI 0 = (δ + g) V K 0δ + rUna característica importante <strong>de</strong> los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> dinámicos es el tratamiento <strong>de</strong>l capital enel último periodo, ya que numéricamente no se pue<strong>de</strong> pensar en un número infinito <strong>de</strong>periodos.Los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> presentados en esta sección son un ejemplo <strong>de</strong> <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>general</strong>es <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong>,tanto estáticos como dinámicos basados en un mo<strong>de</strong>lo Ramsey. En <strong>la</strong> tesis a realizaraún no se ha <strong>de</strong>finido el comportamiento <strong>de</strong> <strong>la</strong>s funciones que <strong>de</strong>finirán los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> <strong>de</strong>optimización a resolver.


10 ELSA OMAÑA PULIDOBibliografía1 Arrow K. and Debreu G.Existence of an equilibrium for a competitive economy,Vol. 22, No. 3, pp 265-290, 1954.2 Banse van Mejil and Woltjer G. Will, EU Biofuel Policies Affect Global AgriculturalMarkets, European of Agricultural Economics, Vol. 35, No. 2, pp. 117-141,2008.3 Diao X., Yeldan E. and Roe T., A Simple Dynamic Applied General EquilibriumMo<strong>de</strong>l of a Small Open Economy: Transitional Dynamics and tra<strong>de</strong> Policy, Journalof Economic Development, Vol. 23, No. 1, pp 77-101, 1998.4 Dixon, P., et al, Notes and Problems in Applied General Equilibrium Economics,Amsterdam, North Hol<strong>la</strong>nd, 1992.5 Dixon, P., Osborne S., and Rimmer M., The Economy-wi<strong>de</strong> Effects in the UnitedStates of Rep<strong>la</strong>cing Cru<strong>de</strong> Petroleum with Biomass, Energy and Enviroment, Vol.8, No. 6, pp. 709-722, 2007.6 Greenaway, D. et al., Applied General Equilibrium Mo<strong>de</strong>lling: Applications, Limitsand Future Development, London, HMSO, 1993.7 Gurgel A., Reilly and Paltsev S., Potential Land Use Implications of a GlobalBiofuels Industry, Journal of Agricultural & Food Industrial Organization, Vol. 5,Article 9 (Special Issue: Explorations in Biofuels Economics Policy and History),2007.8* Gutiérrez-Andra<strong>de</strong> M.A., Venegas-Martínez F., Bravo-Pérez H.M., Política fiscalen el manejo <strong>de</strong> los recursos hidráulicos: un mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> <strong>general</strong> computable,Estudios Económicos 40, Vol. 20, No. 2, 219-261, 2005.9 K<strong>la</strong>uss C., B.,Computable <strong>general</strong> equilibrium mo<strong>de</strong>ls in environmental and resourceeconomics, The International Yearbook of Environmental and ResourceEconomics 2001/2003, Series Editors Wal<strong>la</strong>ce, Oates and Folmer, 2003.10 Kretschner B. and Peterson S., Integrating Bioenergy into Computable GeneralEquilibrium Mo<strong>de</strong>ls a Survey, Kiel Institute for the World Economy, December2008.11 Lofgren H., Harris R. and Robinson S., A Standard Computable General Equilibrium(CGE) Mo<strong>de</strong>l in GAMS, Ed. International Food Policy Research: sustainableoptions for ending hunger and poverty, 2002.12 Mas-Colell, A., M. Whinston, and J. Green, Microeconomic Theory, Oxford UniversityPress. UK, 1995.


MODELOS DE EQUILIBRIO GENERAL DINÁMICO 1113* Mathiesen L., Computational Experience in Solving Equilibrium Mo<strong>de</strong>ls by Sequenceof Linear Complementary Problems, Operations Research, Vol. 33, No. 6,(Nov.-Dec), pp. 1225-1250, 1985.14* Paltsev S., Moving from Static to Dynamical General Equilibrium Economic Mo<strong>de</strong>ls(Notes for beginner in MPSGE), Massachusetts Institute of Technology, 2004.15 Rutherford T.,Extension of GAMS for complementary problems arising in applie<strong>de</strong>conomic analysis, Journal of Economic Dynamics and Control, Vol. 19, 1299-1324, 1995.16 Shoven, T., Applying General Equilibrium, Cambridge University Press, Cambridge,1995.17 Thurlow J., Computable General Equilibrium (CGE) Mo<strong>de</strong>l for South Africa: Extendingthe Satic IFPRI Mo<strong>de</strong>l, Tra<strong>de</strong> and Industrial Policy Strategies (TIPS),2004.18 Varian, H., Microeconomic Analysis, W.W. Norton Company, 1992.19* Wing I. S., Computable General Equilibrium Mo<strong>de</strong>ls and their use in Economy-Wi<strong>de</strong> Policy Analysis: Everything you ever wanted to Know (But you were Afraidto Ask), Technical Note No. 6, Massachusetts Institute of Technology, 2004.20 Young, R.J., Daubert y H. Morel-Seytoux., Evaluating Institutional Alternativesfor Managing an Interre<strong>la</strong>ted Stream-Aquifer system, American Journal of AgriculturalEconomics, November, 787-797, 1986.* Referencias utilizadas para el protocolo.


12 ELSA OMAÑA PULIDODistribución trimestral <strong>de</strong> activida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l proyecto <strong>de</strong> investigacin <strong>de</strong>lDCyTIMARCO CONCEPTUALActividad Trimestres Trimestres Trimestres Trimestres Trimestres TrimestresPrincipal 12P-12O 13I-13P 13O-14I 14P-14O 15I-15P 15O-16IMicroeconomía xxxxxxxxxxxxxxxxEstado <strong>de</strong>l artexxxxxxxxDefinir <strong>la</strong> matriz SAMxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxDefinir <strong>la</strong>s condiciones <strong>de</strong> xxxxxxxx xxxxxxxx<strong>equilibrio</strong> xxxxxxxx xxxxxxxxOptimización no lineal xxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxPROBLEMA PRÁCTICOActividad Trimestres Trimestres Trimestres Trimestres Trimestres TrimestresPrincipal 12P-12O 13I-13P 13O-14I 14P-14O 15I-15P 15O-16IDefinir el sistemaxxxxxxxxeconómicoxxxxxxxxConstrucción <strong>de</strong>lxxxxxxxxmo<strong>de</strong>loxxxxxxxxDatos <strong>de</strong>lxxxxxxxxproblemaxxxxxxxxResolución yxxxxxxxxanálisisxxxxxxxxSÍNTESISActividad Trimestres Trimestres Trimestres Trimestres Trimestres Trimestresprincipal 12P-12O 13I-13P 13O-14I 14P-14O 15I-15P 15O-16IReporte <strong>de</strong> xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxactivida<strong>de</strong>s xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxE<strong>la</strong>boración <strong>de</strong> xxxxxxxx xxxxxxxxartículo xxxxxxxx xxxxxxxxIntegración <strong>de</strong>l xxxxxxxx xxxxxxxxdocumento final xxxxxxxx xxxxxxxx


MARCO CONCEPTUALMODELOS DE EQUILIBRIO GENERAL DINÁMICO 13actividad <strong>de</strong>scripción fuentes, documento objetivos tiempoprincipal métodos y a entregar cubiertos estimadoprocedimientosMicroeconomía Revisión Libros, Resumen <strong>de</strong> 3 a 6bibliográfica artículos los elementos Objetivo 1 meses<strong>de</strong>l marco y memorias teóricosteóricorequeridoseconómicoEstado <strong>de</strong>l arte Revisión Libros, Resumen <strong>de</strong> 3 a 6bibliográfica artículos los trabajos meses<strong>de</strong> los <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> y memorias realizados<strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> hasta ahora Objetivo 2<strong>general</strong>alre<strong>de</strong>dor(MGE) y susaplicaciones<strong>de</strong> los MGEy susaplicacionesDefinir <strong>la</strong> SAM Definir y Libros, Documentoconstruír artículos escrito que 3 mesesen <strong>general</strong> y memorias <strong>de</strong>scriba <strong>la</strong> Objetivo 1<strong>la</strong> SAMconstrucción<strong>de</strong> <strong>la</strong> matrizDefinir <strong>la</strong>s Definir y Libros, Documentocondiciones <strong>de</strong> construír artículos escrito que 3 meses<strong>equilibrio</strong> en <strong>general</strong> y memorias <strong>de</strong>scriba <strong>la</strong> Objetivo<strong>la</strong> SAM metodología 1 y 2a seguir paraestablecer el<strong>equilibrio</strong><strong>de</strong>l mo<strong>de</strong>lo autilizarOptimización Revisión <strong>de</strong> Libros, Resumen <strong>de</strong>no lineal los métodos artículos <strong>la</strong>s diferentes 6 mesesapropiados y memorias metodologías Objetivopara resolver utilizadas en 1 y 2el mo<strong>de</strong>lo quese construyael marcoeconómicopara resolverproblemasre<strong>la</strong>cionadoscon los MGE


14 ELSA OMAÑA PULIDOPROBLEMA PRÁCTICOactividad <strong>de</strong>scripción fuentes, documento objetivos tiempoprincipal métodos y a entregar cubiertos estimadoprocedimientosDefinir Definir los Libros, Documentoel sistema elementos artículos escrito en <strong>la</strong> Objetivo 3 3 meseseconómico <strong>de</strong>l sistema fuente que se <strong>de</strong>fineneconómicolos elementosy susre<strong>la</strong>ciones<strong>de</strong>l sistemaeconómico ysus re<strong>la</strong>cionesConstrucción Definir el Artículos Establecer en<strong>de</strong>l mo<strong>de</strong>lo mo<strong>de</strong>lo especializados un documentomatemático en el tema el mo<strong>de</strong>lo Objetivo 3 3 a 6que <strong>de</strong> <strong>mo<strong>de</strong>los</strong> obtenido que mesesrepresenta <strong>general</strong>es representa <strong>la</strong>al sistema <strong>de</strong> <strong>equilibrio</strong> problemáticaa resolverDatos <strong>de</strong>l Buscar <strong>la</strong> Búsqueda <strong>de</strong> Documentoproblema información los datos en escrito connecesaria <strong>de</strong> instituciones <strong>la</strong> construcciónlos elementos gubernamentales, matriz SAM Objetivo 4 3 a 6<strong>de</strong>l mo<strong>de</strong>lo Comisión Nacional con los datos mesesy su <strong>de</strong>l Agua, INEGI, obtenidos y surepresentación Hacienda, etc., representaciónen <strong>la</strong> matriz requeridos para apropiada paraSAM obtener <strong>la</strong> solución el <strong>uso</strong> <strong>de</strong><strong>la</strong>l problema programa o<strong>de</strong>finido en este programasdocumento a utilizarResolución y Solución <strong>de</strong>l Cración e Documentoanálisis mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> implementación escrito con<strong>equilibrio</strong> <strong>de</strong>l o <strong>de</strong> los los resultadosy los problemas programas obtenidos<strong>de</strong> optimización necesarios para <strong>de</strong>spués <strong>de</strong>resolver utilizar <strong>de</strong>l Objetivo 5 3 a 6numéricamente programa o meseslos problemas <strong>de</strong>programaciónno linealinvolucradosprogramas


SÍNTESISMODELOS DE EQUILIBRIO GENERAL DINÁMICO 15actividad <strong>de</strong>scripción fuentes, documento objetivos tiempoprincipal métodos y a entregar cubiertos estimadoprocedimientosReporte <strong>de</strong> Informe <strong>de</strong> E<strong>la</strong>boración <strong>de</strong> Reporteactivida<strong>de</strong>s los avances un documento escrito Objetivo 2 semanasrealizados que incluya <strong>la</strong> <strong>general</strong><strong>de</strong>scripción <strong>de</strong><strong>la</strong>s activida<strong>de</strong>srealizadasE<strong>la</strong>boración Asentar E<strong>la</strong>boración Borradores Objetivo<strong>de</strong> artículo los resultados <strong>de</strong>l artículo y documento <strong>general</strong> 6 mesesencontrados y eviar a fina<strong>la</strong>lguna revistaespecializadaen investigación<strong>de</strong> operacionesIntegración E<strong>la</strong>boración Integración <strong>de</strong> <strong>la</strong> Tesis Objetivo<strong>de</strong>l <strong>de</strong> <strong>la</strong> investigación General 12 mesesdocumento tesis realizada,final<strong>de</strong> los resultadosobtenidos <strong>de</strong> <strong>la</strong>solución <strong>de</strong> los<strong>mo<strong>de</strong>los</strong> y suinterpretación

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