El uso de modelos integrados ambiente-economía para estudiar los efectos de diversas actividades productivas
Francisco Rosas*
Los impactos en la disponibilidad y calidad del agua derivados de las diversas actividades humanas (sector agropecuario, forestal, industrial, ciudades) concitan creciente atención porque las presiones sobre estas dimensiones del recurso son cada vez mayores, así como también sus consecuentes impactos potenciales.
Desde la investigación se busca explicar la ocurrencia de los procesos que generan estos impactos con el objetivo de adelantarse a sus consecuencias y así aportar insumos para el diseño, implementación y monitoreo de políticas públicas en la materia, así como para acciones concretas de parte de los actores privados involucrados. Estos fenómenos se analizan desde distintas disciplinas (economía, sociología, agronomía, biología, hidrología, por citar algunas) y en cada una de ellas existen a su vez diversos enfoques. Generalmente, estos enfoques se basan en algún tipo de modelo conceptual que busca representar de forma más o menos simplificada la realidad bajo estudio y analizar las consecuencias de shocks en los parámetros y/o condiciones iniciales sobre las variables representadas en el modelo y su incertidumbre.
Hace aproximadamente un año, escribíamos en este mismo Blog una entrada sobre la existencia de una creciente literatura que se ha dado en llamar “modelación integrada” que justamente combina en el mismo marco de análisis modelos provenientes de distintas disciplinas. En particular, nos interesa la evaluación a través de modelos integrados de ambiente y economía.
Por un lado, este tipo de modelos simulan determinados procesos biofísicos como el crecimiento de cultivos y las prácticas agrícolas asociadas (siembra, aplicación de fertilizantes y otros agroquímicos, cosecha, embalses, riego, etc.), así como procesos de nutrientes (fósforo y nitrógeno) tanto en su incorporación al suelo y utilización por parte de los cultivos como su transporte y depósito en los cursos de agua de la cuenca. Asimismo, simulan procesos hidrológicos como ser el flujo en los cursos de agua de la cuenca, la evapotranspiración, la escorrentía y el transporte de sedimentos, etc. Pero por otro, también se integran modelos económicos que simulan las decisiones de los agentes económicos (productores rurales) que responden a incentivos provenientes del mercado (precios) y de la política pública (impuestos, reglamentaciones agronómicas y ambientales) y deciden mediante algún tipo de optimización el conjunto de actividades productivas y sus prácticas asociadas que llevarán adelante.
La principal ventaja radica en no modelar o simular aisladamente estos procesos estudiados por diferentes disciplinas, sino representarlos interaccionando con otras dimensiones del ambiente, al tiempo de considerar los impactos y feedbacks de las decisiones tomadas por los agentes económicos.
En la mencionada entrada del Blog escribíamos sobre la importancia del tema, los desarrollos incipientes que venían ocurriendo en Uruguay, algunos resultados preliminares, y lecciones aprendidas a partir de las primeras implementaciones de este tipo de análisis, y que siguen una lógica de trabajo interdisciplinaria e interinstitucional que se describe detalladamente en Mer, Vervoort y Baethgen (2020). Transcurrido un año, presentamos a continuación más resultados de estas líneas de trabajo.
En un estudio para la cuenca del Río San Salvador en el departamento de Soriano centrado en la calidad del agua (Programa DAIS-STD financiado por ANII-Innovagro (cita al final)), se implementó la integración de un modelo biofísico (Soil and Water Assessment Tool – SWAT) y un modelo económico, con el objetivo de evaluar el impacto conjunto ambiental y económico de algunas prácticas de intensificación agrícola (Souto, Carriquiry y Rosas 2021). En particular, se simularon escenarios de expansión del área de riego de cultivos y de aumentos en las dosis de fertilización con el objetivo de obtener una productividad por hectárea no solo mayor sino también más estable. Como contrapartida, estas prácticas tienen potenciales impactos negativos en la cantidad y calidad del agua que buscamos evaluar con la modelación integrada. Los resultados muestran que la expansión del área de riego tiene un doble efecto económico positivo, dado por un lado por aumentos en los niveles de rentabilidad y por otro, por la reducción del riesgo. Por su parte, desde el punto de vista económico, es óptimo realizar aumentos bajos en los niveles de fertilización respecto a los recomendados en secano, ya que para incrementos de fertilización más altos la ganancia por productividad comienza a ser contrarrestada por el aumento asociado de los costos productivos. Cuando incorporamos el impacto ambiental, encontramos que los beneficios económicos aumentan más que proporcionalmente que el deterioro de la calidad de agua (niveles de concentración de nutrientes) ocasionado por dichas prácticas de intensificación, y no cambiando significativamente el grado de cumplimiento de los umbrales máximos de calidad de agua establecidos por la normativa vigente.
En otro análisis (también dentro del Programa DAIS-STD) para la cuenca del Arroyo El Tala en el departamento de Salto enfocado en la disponibilidad de agua, estudiamos el impacto en la mejora de la eficiencia del uso del agua utilizada para riego (Rosas, Ancev, Carriquiry, Frabasile, Saracho 2023). Las ganancias de eficiencia surgen de aumentar la frecuencia de mantenimiento de los canales que transportan el agua a los cultivos, que tiene un costo económico, pero permite mantener mayores volúmenes de agua utilizable en la cuenca y a su vez dedicarse a la expansión del área bajo riego o a otros usos productivos o de caudales ambientales. Los resultados preliminares indican que, una vez que se contemplan los efectos en la rentabilidad bajo incertidumbre, en la cantidad de agua disponible, y en las variables de calidad de agua (niveles de concentración de nitrógeno y fósforo), es óptimo realizar mantenimientos en los canales cada dos años.
Otro estudio para la cuenca del Río Santa Lucía en Canelones se enfoca en el uso de modelos de evaluación integrada para analizar y comparar dos acciones para reducir la contaminación de nutrientes en los cursos de agua: la generación de zonas de amortiguación riparias en las márgenes de los cursos y la reducción del uso de fertilizantes en los cultivos (Sena, Borges, Carriquiry, Holmgren, Alpizar 2023). Se utiliza un modelo biofísico (SWAT) para simular los impactos productivos y ambientales de estas dos acciones que implican cambios en el comportamiento de los agentes económicos; la primera que puede originarse en una regulación ambiental, y la segunda que puede originarse a partir del uso de un instrumento económico como ser un impuesto o subsidio. Resultados preliminares indican que las zonas de amortiguación son más costo-efectivas para reducir la exportación de nutrientes a los cursos de agua. Sin embargo, la combinación de ambas medidas en un esquema del tipo de pagos por servicios ambientales (PSA), donde por ejemplo, la recaudación del impuesto se vuelca para cubrir los costos de implementación de las zonas de amortiguación, es un modelo viable y a su vez, logra una redistribución más equilibrada de los costos de la intervención.
Finalmente, otro estudio para la cuenca de Aguas Corrientes, una subcuenca del Río Santa Lucía, se centra en valorar algunos de los principales servicios ecosistémicos del área (provisión de soja, maíz, trigo, biomasa de pastoreo para la producción de carne y leche, purificación de agua y abastecimiento de agua potable) con el fin de visibilizar la contribución de la naturaleza a la economía y aportar información para el análisis de futuras políticas que apunten a reducir la degradación del agua y del suelo (Borges, Hein, Carriquiry, Silvarrey 2023). Resultados preliminares apuntan a que los servicios de provisión de soja y de leche son los más altos en la zona. También, el estudio busca echar luz sobre el efecto de utilizar diferentes métodos de valoración de servicios ecosistémicos, con especial atención a la potencial subestimación del valor de los ecosistemas y el riesgo o imposibilidad de intentar sustituir artificialmente sus servicios ambientales.
Los estudios mencionados muestran cómo la modelación integrada ambiente-economía logra combinar en un análisis conjunto, los impactos e interacciones provenientes de la economía, agronomía, biología e hidrología, cuyos efectos típicamente se estudian de forma separada por dichas disciplinas. Asimismo, muestra la versatilidad para evaluar los más diversos escenarios que atienden las necesidades de información de tomadores de decisión de política ambiental y agropecuaria, como ser la valoración y monitoreo de cumplimiento de umbrales ambientales y su relación con las actividades productivas de la cuenca, o la formulación y evaluación de instrumentos económicos para promover prácticas productivas que sean consistentes con las regulaciones existentes, entre otros.
Destacamos la importancia de continuar este camino en espacios de trabajo interdisciplinarios para expandir estos estudios en otras cuencas hidrográficas, visualizar sus resultados y continuar generando capacidades. Ejemplos de esto son el mencionado Programa DAIS-STD financiado por ANII-Innovagro, el “Grupo de Modelación Integrada de Cuencas” (GMIC), así como el trabajo de estudiantes de postgrado en el marco de sus tesis de doctorado que generaron los últimos dos estudios mencionados.
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* Francisco Rosas es investigador en economía de la Universidad ORT Uruguay y del Centro de Investigaciones Económicas (cinve). Es Doctor en Economía por Iowa State University y Licenciado en Economía de la Universidad de la República de Uruguay. Twitter: @jfranciscorosas, Email: [email protected]
Entrada escrita para el Blog SUMA de CINVE www.suma.org.uy
Agradecemos los aportes para esta entrada de Franco Frabasile, Guillermo Sena y Magdalena Borges.
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