Introducción al Análisis de los Sistemas de Transporte

Notas de Clase
Introducción al Análisis
de los
Sistemas de Transporte
Ing. Roberto D. Agosta
robertoagosta@alum.calberkeley.org
“Siempre ha habido muchas razones para viajar, de
las cuales la más simple – y ya compleja – consiste
en hacerlo por la ganancia y por la aventura, dos
móviles dificilmente separables incluso en el caso de
los mercaderes de Las mil y una noches y en el de
Marco Polo. Para convertir a una religión, en la que
uno cree, a otros hombres supuestamente sumidos
en la ignorancia,… para regresar, como Ulises, a una
patria perdida o – como lo hacían, al parecer, los
grandes navegantes primitivos – con la esperanza de
encontrar una isla más favorable que aquella que
abandonaban. Muy pronto, a esos motivos viene a
añadirse un nuveo móvil: la búsqueda del
conocimiento.”
Marguerite Yourcenar
“Viajes en el espacio y el tiempo”
en “Una vuelta por mi cárcel”
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
2
Introducción: Contenido
- Transporte e Ingeniería del Transporte.
- Contenido de la materia.
- Causas generadoras del transporte.
- Transporte y economía espacial.
- Transporte y localización industrial.
- Clasificación de los sistemas de transporte.
- Componentes de los sistemas de transporte.
- Efectos sociales y rol político de los sistemas
de transporte.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
3
Transporte
“Todo esfuerzo deliberado para amplificar la
locomoción humana.”
Encyclopaedia Britannica, 1993.
Para satisfacer necesidades económicas, socio
culturales y políticas
Demanda derivada
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
4
Sistema de Transporte (I)
“El conjunto de instalaciones fijas, entidades
de flujo y un sistema de control que
permiten que las personas y los bienes
venzan la fricción del espacio geográfico
eficientemente a los efectos de participar
oportunamente en ciertas actividades
preestablecidas.”
Papacostas y Prevendouros, 2001
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
5
Sistema de Transporte (II)
“Un sistema de elementos físicos manejados por
organizaciones humanas destinado a movilizar bienes y
personas.”
“También puede interpretarse como un subsistema de otro
más complejo de fuerzas sociales, económicas y
políticas que denominaremos genéricamente ´sistema
de actividades´”.
“El desafío que representa el Análisis de los Sistemas de
Transporte es el de intervenir, delicada y
deliberadamente en el complejo entretejido de la
sociedad para usar al transporte con efectividad, en
coordinación con otras acciones públicas y privadas,
para alcanzar sus objetivos (de la sociedad)”
Manheim, 1979
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
6
Ingeniería del Transporte
Ciencia
Generación y sistematización del conocimiento acerca
de la realidad.
Tecnología
Desarrollo de aplicaciones prácticas del conocimiento
científico.
Ingeniería
Empleo de estas aplicaciones a la resolución de
problemas concretos (problemática técnico –
económica).
Ingeniería del Transporte
Empleo de estas aplicaciones al problema concreto de
la amplificación de la locomoción humana.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
7
•Ingeniería Civil (Estructural, Vial,
Geotécnica, Hidráulica, Costera y
Portuaria, de Pavimentos, etc.).
•Ingeniería Electromecánica.
•Ingeniería Electrónica.
•Topografía y Geodesia.
•Arquitectura.
© Roberto D. Agosta - Introducción
PLANTA
FIJA
(“infraestructura”)
Interacción física
PLANTA
MÓVIL
(material
móvil)
SUBSISTEMA DE
OPERACIONES
REDES DE TRANSPORTE
-Implantación geográfica (guía).
-Transmisión de cargas
gravitatorias.
-Sustentación de componentes del
sistema de señales (infraestructura
operativa).
-Provisión de energía.
TERMINALES DE TRANSPORTE
-Transferencia de la carga útil
(objetos o personas) a mover hacia
y desde el sistema.
Interacción operativa
El sistema de transporte
Sistema tecnológico
Sistema institucional
Ambiente
VEHÍCULOS
-Provisión de movilidad (energía cinética).
CONTENEDORES
-Protección de la carga útil y facilitación del
proceso de transferencia (carga y
descarga).
Administración del uso de la
planta fija por parte de la móvil.
Posee componentes físicos
tanto en la Planta Fija como en
la Planta Móvil.
•Ingeniería Civil (Vial, de
Tránsito, etc.):
•Ingeniería Industrial.
•Ingeniería Electrónica.
•Ingeniería de Sistemas
•Investigación Operativa.
PLANEAMIENTO Y
ADMINISTRACIÓN
•Ciencias Económicas y de la
Administración.
•Geografía.
•Ciencias del Ambiente.
•Derecho.
•Ciencias Sociales.
•Ingeniería.
•Ingeniería
Electromecánica.
•Ingeniería Electrónica.
•Ingeniería Naval.
•Ingeniería Aeronáutica.
•Diseño industrial.
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8
Tecnologías de transporte:
capacidad y velocidad
Modos masivos
de transporte
urbano
Ferrocarriles
interurbanos
Transporte
automotor
colectivo (bus)
Ayudas a la
caminata
Automóvil y
otros modos de
baja capacidad
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Alta velocidad
terrestre
Transporte
aéreo moderno
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El sistema de prestación de
servicios de transporte
Subsistema
Administrativo
Subsistema de
Producción
PLANTA
FIJA
COMERCIAL
INSUMOS
RECURSOS HUMANOS
LEGALES
MATERIALES
PLANTA
MÓVIL
ASESORAMIENTO
DIVERSO
SUBSISTEMA OPERATIVO
CONTABLE
EFECTOS
Movilidad (servicios)
Externalidades
sistema
ambiente
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10
Clasificación de los sistemas de
transporte (I)
Clasificación tecnológica
MEDIO
APLICACIÓN
MODOS
Motorizados
TERRESTRE
Guiados
Ferrocarriles, monorieles, etc.
No Guiados
Transporte automotor carretero.
No motorizados
Bicileta, rigshaw, etc..
Marítimo
Portacontenedores, cargas generales, etc.
POR AGUA
Empuje
Barcazas de empuje.
Autopropulsado
Transporte automotor carretero.
Fluvial
Líneas aéreas regulares.
Aerocomercial
AÉREO
Aviación general
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Despegue horizontal
Servicios no regulares.
Despegue vertical
Servicios de helicópteros.
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Clasificación de los sistemas de
transporte (II)
Otras clasificaciones
POR MERCADO
Pasajeros
Cargas
POR ÁMBITO
GEOGRÁFICO
Urbano
Interurbano
Local
POR ÁMBITO
POLÍTICO
Nacional
Interjurisdiccional
Internacional
Público (common carriers)
Público
Privado (contract carriers)
POR SU USO
Privado
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Componentes de los sistemas de
transporte
Características Económicas
PLANTA FIJA
COSTO DE CAPITAL
COSTOS DE OPERACIÓN
VIDA ÚTIL
OBSOLESCENCIA TÉCNICA
ANTERIOR A LA ECONÓMICA
ANTGUEDAD DE LAS
INSTALACIONES
POSIBILIDAD DE USOS ALTERNATIVOS
ECONOMÍAS DE ESCALA
TENDENCIA AL MONOPOLIO
Intereses Privados VS.
Interés Público
ALTO GRADO DE CONTROL ESTATAL
© Roberto D. Agosta - Introducción
DESAJUSTE
OFERTA / DEMANDA
PLANTA MÓVIL
ALTO
BAJO
BAJO
ALTO
LARGA
CORTA
POCA
MUCHA
MUCHAS
POCAS
AJUSTE
OFERTA / DEMANDA
ALTAMENTE
COMPETITIVO
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Características técnico económicas
de los distintos medios de transporte
Economías de escala
SIN economías de escala
CV>>CF
CMeV>>0
Costo total
($)
CON economías de escala
CV<<CF
CMeV
0
Costo total
($)
CMeV
CMeV
CV
CV
CF
CF
Unidades (ton.km)
CMe
($/u)
Unidades (ton.km)
CMe
($/u)
CMeV
CMeV
AUTOMOTOR
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FERROCARRIL
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14
Principios del Análisis de los Sistemas
de Transporte
1.
El estudio del sistema de transporte no debe omitir la
consideración de los sistemas sociales, económicos y políticos
de la región y sus diferentes actores, tanto públicos como
privados.
2.
Todo el transporte de una región debe ser visto como un único
sistema multimodal, considerando:
–
todos los modos existentes y posibles.
–
todos los elementos que lo componen (objetos a
transportar, planta fija, planta móvil, sistema de
operaciones).
–
todos los movimientos entre todos los origenes y destinos.
–
3.
para cada flujo específico, la totalidad del viaje concatenado
por todos los modos, desde su origen hasta su destino.
La demanda de transporte siempre está segmentada y los
distintos segmentos demandan características particulares del
sistema de transporte.
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14/03/2006
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Sistema de Transporte y Sistema de
Actividades
(Manheim, 1979)
OPCIONES DE
INTERVENCIÓN
3
•Tecnología básica.
•Disposición de las
redes.
SISTEMA
•Configuración de
la infraestructura. DE TRANSPORTE
•Cantidad y
características de
los vehículos.
•Políticas de
operación (rutas,
tarifas, subsidios,
etc.).
•Políticas
SISTEMA DE
organizacionales.
IMPACTOS
1
FLUJOS
• Usuarios.
• Operadores.
• Terceros
(externalidades).
• Sobre la
estructura del
Sistema e
Actividades.
• Gobierno.
ACTIVIDADES
•Localización.
•Movilidad.
•Accesibilidad.
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2
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Economía del transporte
Factor de producción: Logística (privada y pública).
Macroeconomía del transporte
Participación en el PBI.
Gasto público / Inversión / Empleo / Sector Externo.
Desarrollo / Fortalecimiento de la economía.
Localización de actividades económicas / explotación de
recursos naturales.
Microeconomía del transporte
Mercados (pasajeros-cargas, urbano-interurbano).
Oferta y demanda.
Sistema de producción (infraestructura - material móvil operación).
Sistema de prestación de servicios (“industria”).
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14/03/2006
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Causas generadoras del transporte
de bienes
1.Búsqueda de presas para la caza y/o la pesca.
Nomadismo paleolítico.
2.Inamovilidad de la localización de las tierras de cultivo
y de los recursos naturales.
Revolución neolítica.
Egipto, “el don del Nilo”.
América se incorpora al sistema
económico mundial (S.XV).
3.Especialización “horizontal” de la producción agrícola
y artesanal Î comercio o trueque de los excedentes.
Mundo mediterráneo romano.
Alta Edad Media.
4.Aprovechamiento de las economías de escala Î
concentración de la producción Î incremento de los
volúmenes Î comercio altamente organizado.
Renacimiento: Liga Hanseática,
Repúblicas Marineras, Cataluña
y Aragón, etc.
5.Especialización “vertical” Î concentración regional
de procesos integrados Î concentración de capitales
e industrias.
Revolución industrial (S.XVIII).
6.Globalización Î alta movilidad capitales y
permeabilidad de los mercados Î nuevos procesos
de concentración y especialización.
Varias globalizaciones: pax
romana, compañías de Indias,
actual globalización digital.
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14/03/2006
18
Equilibrio espacial
(Samuelson, 1957)
Ubicación 2
P ($/unidad)
Ubicación 1
P ($/unidad)
O2
O2´
O1´
O1
P2
P*
D2
P1
D1
Q (unidades / u.de t.)
Q1*
Q1
Q (unidades / u.de t.)
Q2*
Q2
E
-E
Condición para que se produzca el intercambio: (P2 – P1) ≤ T12
donde T12 es el costo de transporte entre 1 y 2 ⇒ disminuciones de costos de transporte
incrementan las posibilidades de comercialización entre las ubicaciones 1 y 2.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
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Transporte: demanda derivada
S P0 ( C0 ) Goods supply for
p
transport cost C0
a
Goods supply for
p0
p1
Mercado
del bien
S P1 ( C1 ) transport cost
C1 < C 0
∆CS P0 CS P1
*
p
p1*
∆PS P1 PS P1
p0*
b
q0
Dp
q1
q
q*
C
Mercado de (a − b )
transporte
C0
C1
© Roberto D. Agosta - Introducción
Goods supply for
null transport cost
S P*
=
ST0 ( C0 )
∆CST0 ∆CST1
ST1 ( C1 )
Transport demand for a
q0
q1
C (q ) = DT given market (location)
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q*
q
20
Elasticidad de la demanda de
transporte
Elasticidad de la
Demanda del Bien
eDb = (q1-q0)/q1
(p1-p0)/p1
Elasticidad de la
Oferta del Bien
eDt =
eSb =
(q1-q0)/q1
eDb
C0/p1
1 + (eDb/eSb)
[(C1-C0)-(p1-p0)]/p1
eDt =
Elasticidad de la
Demanda de
Transporte
eDt =
© Roberto D. Agosta - Introducción
(q1-q0)/q1
eSb
C0/p1
(eSb/eDb) + 1
(C1-C0)/C0
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21
El caso de un commodity
S P0 ( C0 )
S P1 ( C1 )
p
p0 = p1 =
= p1* = p0*
S P*
DP
∆PS P
Mercado
del bien
q0
Mercado de
transporte
q1
q
q*
=
C
C0
∆CS
0
T
S T0 ( C0 )
1
T
CS
S 1T ( C1 )
C1
DT
© Roberto D. Agosta - Introducción
q0
q1
q*
q
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22
Todos los caminos …
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
23
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
24
Causas generadoras del transporte de
personas
CAUSA
CARACTERÍSTICA DEL MOVIMIENTO
1.Traslado cotidiano hacia y desde el
trabajo desde y hacia la vivienda
(commute).
Relativamente cortos, alta frecuencia, alta
concentración espacial y temporal.
Típicamente urbanos.
2.Realización de actividades
comerciales, profesionales y
cuturales.
Frecuencia y longitud variable, baja
concentración espacial y temporal.
Urbanos o interurbanos.
3.Necesidades de la vida doméstica.
Muy corta longitud. Típicamente a pie, en
transporte no motorizado y/o privado.
4.Relaciones sociales entre personas.
Baja frecuencia, la cual resulta inversamente
proporcional a la distancia.
5.Turismo y recreación.
6.Movimientos migratorios.
© Roberto D. Agosta - Introducción
Volumen y frecuencia dependientes del ingreso
personal, alta concentración espacial y
temporal. El viaje forma parte del objeto mismo
del transporte.
Debidos a causas económicas, sociales,
desastres naturales, etc. Generalmente
unidireccionales.
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25
Las vías de comunicación definen
la estructura de la ciudad
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
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Accesiblidad vs. Movilidad
100% Movilidad
Autopista
Avenida
Colectora
Avenida
Arterial
Calle
Local
Cul de Sac
© Roberto D. Agosta - Introducción
100% Acceso
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27
Efecto de la reducción de costos de
transporte (I)
Localización de la producción
Mercado del bien
Ingreso del
productor
($ / unidad)
P ($ / unidad)
O
D
∇t ⇒ ∇P ⇒ ∆Q ⇒ ∆R
O´
P
R es tal que el área que define por el
rendimiento por unidad de superficie =
Cantidad ofrecida Q
P´
t ($ / km / u.)
Q
© Roberto D. Agosta - Introducción
Q´
Q (unidades
/ u.de t.)
A localización
del mercado
t´ ($ / km / u.)
R
Po costo de
producción
R´
D (distancia
del mercado)
14/03/2006
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Efecto de la reducción de costos de
transporte (II)
Demanda perfectamente inelástica
Localización de la producción
Mercado del bien
P ($ / unidad)
D
O
O´
Ingreso del
productor
($ / unidad)
P
∇t ⇒∇P ⇒ =Q ⇒ =R
Toda la renta generada queda en los
consumidores por la caída de los
precios.
P´
t ($ / km / u.)
t´ ($ / km / u.)
Po costo de
producción
Q = Q´
© Roberto D. Agosta - Introducción
Q (unidades A localización
del mercado
/ u.de t.)
R = R´
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D (distancia
del mercado)
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Efecto de la reducción de costos de
transporte (III)
Demanda perfectamente elástica
Localización de la producción
Mercado del bien
P ($ / unidad)
O
O´
P = P´
Ingreso del
productor
($ / unidad)
∇t ⇒=P ⇒∆Q ⇒∆R
D
Toda la renta generada queda en los
productores porque los precios
permanecen constantes.
t ($ / km / u.)
t´ ($ / km / u.)
Po costo de
producción
Q
Q´ Q (unidades
/ u.de t.)
© Roberto D. Agosta - Introducción
A localización
del mercado
R
R´
14/03/2006
D (distancia
del mercado)
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Efecto ingreso
Localización de la producción
Mercado del bien
P ($ / unidad)
D´
O
D
Ingreso del
productor
($ / unidad)
∆ Y ⇒ ∆ P ⇒ ∆ Q ⇒ ∆ R con = t
P´
P
t ($ / km / u.)
t ($ / km / u.)
Po costo de
producción
Q
© Roberto D. Agosta - Introducción
Q´
Q (unidades
/ u.de t.)
A localización R
del mercado
R´
D (distancia
del mercado)
14/03/2006
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Usos del suelo competitivos
Localización de la producción
Mercado de los
bienes “a” y “b”
P ($ / unidad)
Da
Ingreso del
productor
($ / unidad)
Oa
Pa
Db
Ob
Pb
Pbo
Pao
ta ($ / km / u.)
Q (unidades A
/ u.de t.)
Ra
tb ($ / km / u.)
D (distancia
del mercado)
Rb
Función de los valores relativos de
Pa y Pb y ta y tb.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
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Localización industrial (I)
HIPÓTESIS
1.El mercado y la fuente de materia prima se encuentran
ubicados a una cierta distancia y son fijos.
2.El costo de producción es igual en cualquier
localización.
3.El costo de transporte, tanto de la materia prima como
de la producción sigue una ley lineal con una
componente fija que expresa el costo de manipuleo y
transporte interno de la mercadería, y una variable en
función de la distancia.
4.La componente fija será considerada invariante
respecto de la localización e incluida por lo tanto en el
costo de producción.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
33
Costo de Transporte ($ / ton producto)
Localización industrial (II)
CT = Costo de
Transporte Total
CM = Costo de Transporte de la
materia prima ($ / ton producto)
CF = Costo de Transporte del
producto terminado ($ / ton producto)
t M (QM/QF) ($ / km / ton)
t F ($ / km / ton)
localización de B
la materia prima
A localización del
mercado
d
x
d -x
CM = tM (QM/QF) x
CF = tF (d - x)
CT
localizar en
CTA = tM (QM/QF) d
CTB = tF d
© Roberto D. Agosta - Introducción
Cond. de indiferencia
CTB = CTA
tF / tM = QM / QF
tF / tM > QM / QF
Mercado: CTB > CTA
tF / tM < QM / QF
M.Prima: CTB < CTA
14/03/2006
34
Localización industrial (III)
Costo de Transporte ($ / ton producto)
CM = Costo de Transporte de la
materia prima ($ / ton producto)
CT = Costo de
Transporte Total
CF = Costo de Transporte del
producto terminado ($ / ton producto)
tM (QM/QF) ($ / km / ton)
tF ($ / km / ton)
localización de B
la materia prima
A localización del
mercado
agua
© Roberto D. Agosta - Introducción
PUERTO
tierra
14/03/2006
35
Localización industrial (IV)
Costo de Producción +
Costo de Transporte
Precio de Mercado
tB
tA
PA
© Roberto D. Agosta - Introducción
PB
A
B
Zona de
mercado
de la
Planta A
Zona de
mercado
de la
Planta B
Distancia
14/03/2006
36
Area de influencia de una vía de
comunicación (I)
Demanda perfectamente elástica
D (distancia
del mercado)
Localización de la
producción
t´ ($ / km / u.)
R´
Nueva área puesta
en producción
Territorio
t ($ / km / u.)
R
Márgen del
productor: P-Po
($ / unidad)
© Roberto D. Agosta - Introducción
Área en
producción
A localización
del mercado
D (distancia
del mercado)
14/03/2006
37
Area de influencia de una vía de
comunicación (II)
Caso de una carretera
Area en producción
básica con costo de
transporte unitario “t”
Nueva via de
comunicación con tc< t
Nueva área puesta
en producción
R
y
A localización
del mercado
B
x
h
Costo de transporte total = x tc + y t = Márgen en el límite = P - Po
En el límite del área de influencia (B): y =0 ; x = h
© Roberto D. Agosta - Introducción
y
h = (P - Po) / tc
14/03/2006
38
Area de influencia de una vía de
comunicación (III)
Caso de estaciones ferroviarias
Línea ferroviaria con
un costo de transporte
unitario “tf”
Area en producción en
torno a la estación B con
costo de transporte
unitario “t”
R
A localización
del mercado
B
Límite del área de
influencia
d
Costo de transporte total = d tf+ R t = Márgen en el límite = P - Po
En el límite del área de influencia
© Roberto D. Agosta - Introducción
R = [ (P - Po) - tf d ] / t
14/03/2006
39
Area de influencia de una vía de
comunicación (IV)
Caso de una línea ferroviaria
R = [ (P - Po) - tf d ] / t
(P - Po) = tf d*
A localización
del mercado
d
d*
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
40
Efectos sociales del transporte
Formación de asentamientos
Puntos de gran accesibilidad.
Tamaño de los asentamientos
Determina las áreas de abastecimiento de las ciudades.
Movilización de personas dentro de las áreas urbanas.
Movilización en largas distancias
Migraciones
Turismo / cultura
Movilidad social
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
41
Efectos ambientales del transporte
Contaminación
Atmosférica.
Sonora.
Mecánica (vibraciones).
Del agua y de la tierra
Consumo de recursos naturales no renovables
Intrusión física y obstrucción visual
Accidentes
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
42
Consumo energético de los
sistemas de transporte
15
30 veces
500
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
43
Roles políticos del transporte
1. Conectividad: facilitación de los mercados /
interacción social
2. Instrumento de política económica y de
distribución del ingreso (geografíco, social,
temporal): Regulaciones, subsidios, política fiscal.
3. Control del territorio: gobernabilidad / cohesión
social
4. Logística pública: defensa (movilización,
concentración, abastecimiento). Emergencias y
catástrofes.Transporte urbano masivo a gran
escala.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
44
Regulación del Sistema de
Transporte (I)
Justificación de la intervención
• Existencia de externalidades.
• Necesidad de garantizar la seguridad en la
operación.
• Servicio Público.
• Tendencia al monopolio.
• Existencia de subsidios cruzados.
• Competencia no económica en el corto plazo.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
45
Regulación del Sistema de
Transporte (II)
Formas de intervención
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Directa
Provisión de infraestructura.
Operación de transporte.
Déficit y subsidios: directos e indirectos.
Regulación del mercado: control de entrada,
otorgamiento de rutas, otorgamiento de permisos, etc.
Regulación operacional y de seguridad.
Indirecta
Política fiscal.
Política crediticia.
Política de comercio exterior.
Políticas de desarrollo regional.
© Roberto D. Agosta - Introducción
14/03/2006
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