Mercados de agua

Sigo promocionando la economía experimental a la espera del número de la revista Economía Industrial que se dedicará a ello. En la entrada anterior escribí sobre el uso de la experimentación en el diseño de las subastas del espectro electromagnético usando un artículo que escribí en esa revista. En esta de ahora trataré sobre su uso en el diseño de los mercados de agua para poder hacer un uso más racional de este recurso escaso e imprescindible de manera que no se dilapide.

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La gran mayoría de los sistemas de colección y distribución de agua en todo el mundo dependen de una autoridad central. Desde hace tiempo, los economistas han recomendado la introducción de sistemas de mercado para mejorar la eficiencia de las asignaciones que permita las transferencias voluntarias de agua hacia los usos donde es más valorada (p.e., Easter et al., 1998). Como ejemplo de lo que se puede hacer en este sentido voy a resumir uno de los trabajos más importantes sobre el uso de experimentos en este sector: el artículo de Murphy et al. (2000), donde informan de sus experimentos para estudiar la eficiencia de la subasta doble uniforme y en sobre cerrado para la asignación simultánea de agua y de derechos de capacidad de transporte entre oferentes, demandantes y transportistas. (Otra alternativa era la subasta doble continua discriminatoria, donde se paga diferentes precios por diferentes cantidades según orden de emparejamiento de ofertas y demandas.)

Los autores realizan sus experimentos simulando la situación del sur de California, donde llueve poco y de manera irregular (según la canción, nunca) y donde el agua debe traerse a través de conductos desde pantanos en varios ríos o también puede extraerse de los acuíferos subterráneos. A ello se unen varias restricciones medioambientales, de transporte y de prohibición de exportaciones de agua desde algunas fuentes. Para ello en el experimento se diseña una red con 17 nodos en las que hay 9 sujetos experimentales activos (algunos sujetos toman decisiones en más de un nodo).

Los nodos son los siguientes, divididos según sus características:

  • 1. Tres fuentes de agua en superficie, que corresponden a los ríos Sacramento, San Joaquín y Colorado.
  • 2. Tres fuentes de agua subterránea, correspondientes a los acuíferos de la región.
  • 3. Cinco distritos urbanos: Sacramento, área de la Bahía de San Francisco, las ciudades del Valle de San Joaquín, el área metropolitana de Los Ángeles y San Diego. Estos distritos solo actúan como compradores.
  • 4. Cuatro distritos agrícolas de regadío: Valle de Sacramento, valle de San Joaquín norte, valle de San Joaquín sur y regantes del río Colorado. Estos distritos tienen derechos sobre el agua para comprar agua y vender de los pantanos en superficie, pero no de los acuíferos subterráneos. El primero tiene derechos sobre el río Sacramento y uno de los tres acuíferos; el segundo, también sobre el río Sacramento y sobre otro de los acuíferos; el tercero, sobre el río San Joaquín y el tercero de los acuíferos, mientras que el cuarto solo tiene derechos sobre el río Colorado. Como cada acuífero está gestionado por un único agente no hay problemas de externalidades.
  • 5. Dos canalizaciones de transporte con agentes activos: el acueducto del río Colorado y el de San Diego. Además, hay otras dos canalizaciones, pero funcionan de manera automática: las bombas del California Delta, donde se juntan los ríos Sacramento y San Joaquín y los canales al sur del Delta.

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La cantidad de transferencias de agua en California es demasiado poca como para poderse estimar las funciones de oferta y demanda a partir de ellas. En lugar de ello se usa un modelo econométrico de producción agrícola basado en el “Central Valley Production and Transfer Model” según se describe por el Departamento de Interior. En este modelo se pueden, por ejemplo, cambiar las cantidades de agua disponibles en una región particular y calcular el precio sombra del agua en esa región. De esta manera se pueden estimar funciones de demanda para cada agente. Dos trabajos de Howitt (este y este) muestran que estos modelos son robustos y útiles para este tipo de simulaciones. En los experimentos se hace seguir a la oferta de agua un ciclo de 8 periodos con distintas cantidades de agua disponible, imitando la irregularidad de las precipitaciones y flujos de agua en la región.

El experimento así definido presenta tantos mercados como lugares en donde se termina consumiendo el agua, con un precio distinto para cada mercado definido por el mecanismo de doble subasta. Para adaptarse a las características propias del experimento, el mecanismo que vacía cada mercado resuelve el problema de programación lineal que minimiza el coste sujeto a que la oferta sea igual a la demanda y a que se cumplan las restricciones de cantidad mínima y máxima en los canales de transporte. Finalmente, debido a la relativa complejidad del experimento, se realizaron varias sesiones de entrenamiento y se descartaron para el experimento final a aquellos sujetos experimentales que peores resultados tuvieron en las sesiones previas.

El grado de eficiencia del mercado, medido como proporción del excedente obtenido respecto del excedente competitivo (el máximo posible), está en torno al 91%, lo que es un muy buen resultado, máxime cuando el modelo no es precisamente favorable a la competencia, puesto que el número de agentes es limitado y existe un monopolista en cada uno de los canales de transporte. De hecho, cuando se repite el experimento y se deja que en cada uno de esos canales haya dos agentes la eficiencia pasa al 94%. Para comprobar que los resultados son fruto de las acciones estratégicas de los agentes y no están sesgados por el diseño del experimento, los autores realizan unas simulaciones donde un ordenador realiza pujas aleatoriamente con las que obtienen porcentajes de eficiencia entre el 0% y el 5%.

En cuanto al reparto del excedente, el problema principal se encuentra en el área de San Diego, que tiene menos conexiones para recibir agua, y que no llega a la mitad del excedente que podría tener en competencia. Sin embargo, cuando se permite la duplicación en el transporte, con un incremento del 3% en la cantidad y una disminución del 20% en el precio, se consigue que su excedente suba hasta ser el 84% del excedente en competencia.

El otro problema detectado en los experimentos es que el mercado no consigue ser suficientemente sensible a los cambios en la cantidad de agua disponible, lo que parece deberse a la alta varianza de las cantidades intercambiadas, que pueden ocultar a los agentes los cambios en la cantidad de agua total. Con todo, esta volatilidad disminuye con la experiencia de los sujetos y llega a desaparecer cuando se introduce competencia en el transporte.

¿Qué nos dicen los resultados de esta microeconomía de laboratorio acerca del diseño de mercados en el “mundo real”? En palabras de los autores:

“La aplicación de los resultados experimentales al entendimiento de situaciones similares fuera del laboratorio se entiende como un paralelismo. Claramente los experimentos referidos en este artículo son solo una representación estilizada de la red de agua de California. Sin embargo, los experimentos de laboratorio nos permiten aprender acerca de la institución del mercado de agua en un escenario que podemos controlar. Esto nos permite acumular un cúmulo de evidencias que identifican los puntos fuertes y débiles de esa institución, y nos proporciona una oportunidad para desarrollar modificaciones a un coste relativamente bajo antes de su puesta en marcha en la realidad. De esta manera, los experimentos de laboratorio pueden proporcionar una valiosa comprensión que reduzca la incertidumbre inherente asociada al desarrollo de nuevas instituciones.”

Un epílogo sobre España

Terminé la entrada anterior recordando la nefasta asignación del espectro electromagnético en España en tiempos de Rodrigo Rato. La asignación de derechos de propiedad sobre el agua puede mejorarse mediante la economía experimental, tal como han mostrado estos autores no solo en el caso de California que acabamos de ver, sino en otros sitios donde el agua escasea, como Australia. Es España podríamos tomar nota y, por lo menos, incentivar que se investigue el tema. Hasta donde sé, cada vez que un grupo de experimentalistas lo ha sugerido a nuestras autoridades competentes han encontrado incomprensión, tanta como la que impidió hacer las subastas para la telefonía de tercera generación de manera adecuada y que nos costó una ingente cantidad de dinero a los contribuyentes.

José Luis Ferreira

José Luis Ferreira es Profesor del Departamento de Economía de la Universidad Carlos III de Madrid y Doctor en Economía por Northwestern University, Illinois. Su investigación se centra en la teoría de juegos, la organización industrial, la economía experimental y la metodología.

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