anÁlisis de situaciones de poder de …hrudnick.sitios.ing.uc.cl/research/silva.pdf · 6 modelos...

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ANANÁÁLISIS DE SITUACIONES DE LISIS DE SITUACIONES DE PODER DE MERCADO, EJERCIDO PODER DE MERCADO, EJERCIDO POR LAS GENERADORAS EN EL POR LAS GENERADORAS EN EL

MERCADO ELMERCADO ELÉÉCTRICO: CTRICO: APLICACIAPLICACIÓÓN AL CASO CHILENON AL CASO CHILENO

Estudio basado en el trabajo realizado porEstudio basado en el trabajo realizado porM.S. Arellano (MIT), 2002M.S. Arellano (MIT), 2002

Profesor GuProfesor Guíía: Dr. Juan M. Zolezzi Cida: Dr. Juan M. Zolezzi Cid

Alumno: Luis G. Silva LisboaAlumno: Luis G. Silva Lisboa

OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL

Estudiar situaciones de posiciEstudiar situaciones de posicióón dominante por parte de n dominante por parte de las generadoras y las consecuencias de dichas acciones las generadoras y las consecuencias de dichas acciones para el resto de los agentes del mercado y para la para el resto de los agentes del mercado y para la sociedad, destacando los efectos y caractersociedad, destacando los efectos y caracteríísticas de sticas de este feneste fenóómeno en el mercado elmeno en el mercado elééctrico.ctrico.

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OBJETIVOS ESPECIFICOSOBJETIVOS ESPECIFICOS

Efectuar una descripciEfectuar una descripcióón general del sector eln general del sector elééctrico ctrico chileno.chileno.

Analizar e identificar aspectos generales de los Analizar e identificar aspectos generales de los mercados elmercados elééctricos.ctricos.

Realizar un anRealizar un anáálisis del fenlisis del fenóómeno Poder de Mercado, meno Poder de Mercado, destacando sus causas, corrientes de investigacidestacando sus causas, corrientes de investigacióón, n, consecuencias que este tiene para los demconsecuencias que este tiene para los demáás agentes s agentes del mercado eldel mercado elééctrico y posibles medidas para mitigarlo.ctrico y posibles medidas para mitigarlo.

DESCRIPCION GENERAL DESCRIPCION GENERAL DEL SECTOR ELECTRICO CHILENODEL SECTOR ELECTRICO CHILENO

Chile fue el primer paChile fue el primer paíís del mundo que reforms del mundo que reformóó y y desreguldesregulóó el sector elel sector elééctricoctrico..

EEl mercado ell mercado elééctrico ctrico chileno se organiza chileno se organiza en torno al en torno al Centro de Despacho EconCentro de Despacho Econóómico de Carga (CDEC). El mico de Carga (CDEC). El CDEC viene a ser una suerte de ISO (Operador CDEC viene a ser una suerte de ISO (Operador Independiente del Sistema) centralizado, Independiente del Sistema) centralizado, el cual el cual estestáá a a cargo de la operacicargo de la operacióón fn fíísica, econsica, econóómica y comercial del mica y comercial del sistema elsistema elééctricoctrico..

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El CDEC es un organismo conformado El CDEC es un organismo conformado en su mayor en su mayor parte parte por empresas generadoraspor empresas generadoras y desde su y desde su formaciformacióón en el an en el añño 1985, el sistema elo 1985, el sistema elééctrico chileno ctrico chileno optoptóó por organizarse en torno a un Pool obligatorio, el por organizarse en torno a un Pool obligatorio, el cualcual consta de losconsta de los siguientesiguientes objetivos:s objetivos:

PPreservar la seguridad del servicio en el reservar la seguridad del servicio en el sistema elsistema elééctricoctrico..

Garantizar la operaciGarantizar la operacióón mn máás econs econóómica para el mica para el conjunto de las instalacionesconjunto de las instalaciones

Garantizar el derecho de servidumbre sobre los Garantizar el derecho de servidumbre sobre los sistemas de transmisisistemas de transmisióón establecidos mediante n establecidos mediante concesiconcesióónn..

Sistemas ElSistemas Elééctricos Chilenosctricos Chilenos

En estricto rigor, la energEn estricto rigor, la energíía ela elééctrica en Chile no se ctrica en Chile no se provee a travprovee a travéés de un s de un úúnico sistema elnico sistema elééctrico, sino que a ctrico, sino que a travtravéés de cuatro sistemas no interconectados entre ss de cuatro sistemas no interconectados entre síí..

Actualmente Actualmente el sistema elel sistema elééctrico chileno lo componen un ctrico chileno lo componen un total de 26 empresas generadoras, 5 empresas total de 26 empresas generadoras, 5 empresas transmisoras y 36 empresas distribuidoras, que en conjunto transmisoras y 36 empresas distribuidoras, que en conjunto suministran una demanda agregada nacional que en el asuministran una demanda agregada nacional que en el añño o 2000 alcanz2000 alcanzóó los 39.142 GWhlos 39.142 GWh..

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Los sistemas elLos sistemas elééctricos independientes son:ctricos independientes son:

Sistema Interconectado del Norte Grande (SING)Sistema Interconectado del Norte Grande (SING)..

Sistema Interconectado Central (SIC)Sistema Interconectado Central (SIC)..

Sistema de AysSistema de Ayséénn..

Sistema de MagallanesSistema de Magallanes..

En lo que sigue, todo el anEn lo que sigue, todo el anáálisis y estimaciones se referirlisis y estimaciones se referiráán al n al SIC, SIC, sistema elsistema elééctrico chileno mas grande e importante.ctrico chileno mas grande e importante.

ANANÁÁLISIS DE PODER DE MERCADOLISIS DE PODER DE MERCADO

Se conoce como Poder de Mercado (PM), a la capacidad Se conoce como Poder de Mercado (PM), a la capacidad de un agente de influir en el precio del mercado, de un agente de influir en el precio del mercado, independiente de las acciones tomadas por otros agentes. independiente de las acciones tomadas por otros agentes. Desde el punto de vista econDesde el punto de vista econóómico, el Poder de Mercado mico, el Poder de Mercado se reconoce como la capacidad de un agente de alterar el se reconoce como la capacidad de un agente de alterar el precio del mercado de manera de alejarlo de niveles precio del mercado de manera de alejarlo de niveles competitivos.competitivos.

En los mercados mayoristas de electricidad el objetivo del En los mercados mayoristas de electricidad el objetivo del PM es elevar artificialmente los precios spot, a travPM es elevar artificialmente los precios spot, a travéés de s de una modificaciuna modificacióón en el precio o restringiendo la cantidad n en el precio o restringiendo la cantidad ofertada.ofertada.

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ESTUDIOS Y SIMULACIONESESTUDIOS Y SIMULACIONES

Los estudios que tienen por objeto determinar el Los estudios que tienen por objeto determinar el comportamiento de los agentes del mercado elcomportamiento de los agentes del mercado elééctrico, han ctrico, han seguido tres seguido tres ááreas de investigacireas de investigacióón:n:

AnAnáálisis de concentracilisis de concentracióón de mercado.n de mercado.

Modelos de equilibrio de oligopolios no cooperativos.Modelos de equilibrio de oligopolios no cooperativos.

Simulaciones detalladas de costos de producciSimulaciones detalladas de costos de produccióón.n.

ANANÁÁLISIS DE CONCENTRACILISIS DE CONCENTRACIÓÓN DE MERCADON DE MERCADO

El El ííndice de Hndice de Herfindahlerfindahl -- HirschmanHirschman es el indicador mes el indicador máás s popular para la representacipopular para la representacióón del PM y se obtiene n del PM y se obtiene simplemente como la sumatoria de las participaciones de simplemente como la sumatoria de las participaciones de mercado de los agentes al cuadrado.mercado de los agentes al cuadrado.

∑×= 2000.10 PjHHI

Donde Donde PjPj es la participacies la participacióón de mercado de la empresan de mercado de la empresa j.j.

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Modelos de Equilibrio de Oligopolios no Modelos de Equilibrio de Oligopolios no CooperativosCooperativos

El mEl modelo de odelo de NashNash--CournotCournot asume que la variable estrategia asume que la variable estrategia administrada por los agentes es la cantidad de energadministrada por los agentes es la cantidad de energíía, de a, de manera que el primer agente estratmanera que el primer agente estratéégico oferta una cantidad gico oferta una cantidad bajo la conjetura que la produccibajo la conjetura que la produccióón de los otros agentes son n de los otros agentes son conocidas. conocidas.

El equilibrio de El equilibrio de NashNash se produce cuando cada uno de los se produce cuando cada uno de los agentes estratagentes estratéégicos tiene una produccigicos tiene una produccióón que maximiza sus n que maximiza sus ganancias. De esa manera ningganancias. De esa manera ningúún productor aumentarn productor aumentaríía sus a sus ganancias modificando su producciganancias modificando su produccióón unilateralmente.n unilateralmente.

Modelos de Equilibrio de Oligopolios no Modelos de Equilibrio de Oligopolios no CooperativosCooperativos

En el modelo de En el modelo de BertrandBertrand la la vavariable estratriable estratéégica gica administrada por los agentes del mercado es el precioadministrada por los agentes del mercado es el precio..

El modelo de la Curva de Oferta es otraEl modelo de la Curva de Oferta es otra corriente corriente desarrollada bajo los conceptos de la Teordesarrollada bajo los conceptos de la Teoríía de Juegos, a de Juegos, donde los oferentes presentan curvas de oferta especificando donde los oferentes presentan curvas de oferta especificando los costos totales para determinados niveles de produccilos costos totales para determinados niveles de produccióónn

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SIMULACIONES DETALLADAS DE COSTOS DE SIMULACIONES DETALLADAS DE COSTOS DE PRODUCCIPRODUCCIÓÓNN

Esta corriente de simulaciones corresponde a Esta corriente de simulaciones corresponde a adaptaciones de modelos que han sido utilizados con adaptaciones de modelos que han sido utilizados con anterioridad con propanterioridad con propóósitos de planeacisitos de planeacióón y regulacin y regulacióónn..

RRepresentan las complejidades de la operaciepresentan las complejidades de la operacióón del n del sistema con un nivel de detalle importante, incorporando sistema con un nivel de detalle importante, incorporando factores y restricciones que son ignorados usualmente por factores y restricciones que son ignorados usualmente por otro tipo de simulaciones otro tipo de simulaciones

ÍNDICE DE LERNERÍNDICE DE LERNER

Bajo el efecto del PM, el precio del mercado P difiere del Bajo el efecto del PM, el precio del mercado P difiere del costo marginal costo marginal CMgCMg del sistema. El del sistema. El ííndice que refleja esta ndice que refleja esta diferencia se conoce como diferencia se conoce como ÍÍndice de ndice de LernerLerner y se obtiene de y se obtiene de la siguiente manera:la siguiente manera:

( )PCMgPL −

=

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ESTUDIOS Y SIMULACIONESESTUDIOS Y SIMULACIONES

ConocimientoMercado

CONSIDERACIONES Y CONSIDERACIONES Y LIMITACIONESLIMITACIONES

Elasticidad dela Demanda

Elasticidad deLa Oferta

Incentivo delas Generadoras

COMO SE EJERCE EL PODER DE MERCADOCOMO SE EJERCE EL PODER DE MERCADO

Puede ocurrir que Puede ocurrir que una empresa con una pequeuna empresa con una pequeñña a participaciparticipacióón de mercado, reduzca su produccin de mercado, reduzca su produccióón y debido a n y debido a las restricciones de capacidad, transmisilas restricciones de capacidad, transmisióón o costos, n o costos, ninguna empresa sea capaz de cubrir la demanda ninguna empresa sea capaz de cubrir la demanda originada, originada, éésta pasarsta pasaríía a tener un PM.a a tener un PM.

El PM de las firmas dominantes se ejerce mediante la El PM de las firmas dominantes se ejerce mediante la declaracideclaracióón de indisponibilidad de generacin de indisponibilidad de generacióón de ciertas n de ciertas unidades durante determinados perunidades durante determinados perííodos de tiempo de odos de tiempo de manera que unidades mmanera que unidades máás caras deban suplir esta s caras deban suplir esta demanda aumentado el precio del sistema.demanda aumentado el precio del sistema.

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MITIGACIMITIGACIÓÓN DEL PMN DEL PM

MITIGACIÓN DELMITIGACIÓN DELPMPM

ContratosBilaterales

Elasticidadde la Demanda

Inversión enTransmisión

Precios Topes(Price Caps)

Entrada nuevosParticipantes

Cambios enLegislación

ANÁLISIS DE PM EN EL MERCADO ANÁLISIS DE PM EN EL MERCADO ELÉCTRICO CHILENOELÉCTRICO CHILENO

Características del sector generación.Características del sector generación.

Funciones de maximización.Funciones de maximización.

Demanda residual que enfrentan los generadores Demanda residual que enfrentan los generadores en el modelo en el modelo CournotCournot..

Equilibrio competitivo de mercado.Equilibrio competitivo de mercado.

Modelo Hidroeléctrico (caso base).Modelo Hidroeléctrico (caso base).

Medidas para mitigar el PM.Medidas para mitigar el PM.

Conclusiones.Conclusiones.

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CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DEL SECTOR STICAS DEL SECTOR GENERACIGENERACIÓÓNN

EEl sectorl sector generacigeneracióón presenta una alta concentracin presenta una alta concentracióón de n de mercado, en donde, un 93% del total de la capacidad mercado, en donde, un 93% del total de la capacidad instalada y el 90% de la generaciinstalada y el 90% de la generacióón total, estn total, estáán en manos de n en manos de solo tres grupos econsolo tres grupos econóómicos, Endesa, AesGener y Colbmicos, Endesa, AesGener y Colbúúnn..

EEl mercado ell mercado elééctrico chileno es modelado como un ctrico chileno es modelado como un Duopolio de CournotDuopolio de Cournot (Endesa y AesGener) con una Franja(Endesa y AesGener) con una FranjaCompetitiva (Competitiva (segmento conformado por Colbsegmento conformado por Colbúún y las demn y las demáás s empresas generadoras del SICempresas generadoras del SIC).).


61.0%61.0%39.0%39.0%66196619403740373151315188688625812581TotalTotal

86.9%86.9%13.1%13.1%463463403403004034036161OtrasOtras

65.3%65.3%34.7%34.7%1067106769769769769700370370ColbúnColbún

16.8%16.8%83.2%83.2%145714572452450024524512121212AesGenerAesGener

74.1%74.1%25.9%25.9%363236322693269324542454238238939939EndesaEndesa

%%HidroHidro--

eléctricaeléctrica

%%TérmicasTérmicas

TotalTotalCentral Central HidroHidro--

eléctricaeléctrica

HidroHidro--eléctrica de eléctrica de

ReservaReserva

HidroHidro--eléctrica eléctrica

de de PasadaPasada

Central Central TérmicaTérmica

Grupo Grupo EconómicoEconómico

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SECTORSECTORSUMINISTROSUMINISTRO

Capacidad ajustada por perdidas, autoconsumo y

disponibilidad de recursos

Central disponiblecuando no tiene

problemas de estabilidad

Función asociada decostos marginales



Se asume Se asume que cada central generadora tiene una funcique cada central generadora tiene una funcióón n de costos marginales asociada de acuerdo a su nivel de de costos marginales asociada de acuerdo a su nivel de producciproduccióón. Luego la funcin. Luego la funcióón de costo marginal, incorporan de costo marginal, incorporaademademááss costos por pedidas en la costos por pedidas en la transmisitransmisióón.n.

La capacidad de cada central, se ajustLa capacidad de cada central, se ajustóó de acuerdo a las de acuerdo a las ppéérdidas de transmisirdidas de transmisióón, autoconsumo y disponibilidad n, autoconsumo y disponibilidad promedio de recursos hpromedio de recursos híídricos. dricos.

Se considera que una central estSe considera que una central estáá disponible, si es capaz disponible, si es capaz de suministrar energde suministrar energíía sin mayores problemas de estabilidad, a sin mayores problemas de estabilidad, cuando es despachadacuando es despachada..

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Las Las funciones de costos marginales se muestran en la funciones de costos marginales se muestran en la siguiente figura. siguiente figura.

Notar Notar que tanto Endesa como AesGener poseen centrales que tanto Endesa como AesGener poseen centrales con costos marginales bajos y altoscon costos marginales bajos y altos..

FUNCIONES DE MAXIMIZACIÓNFUNCIONES DE MAXIMIZACIÓNProblema de maximización de Endesa (1):Problema de maximización de Endesa (1):

( )( ) ( )tTht ttt qCqQPMáx 111 −∑

s.a.s.a. qqhh1,min.1,min.≤≤ qqhh

1t 1t ≤≤ qqhh1.max.1.max. ∀∀tt

qqThTh11.min. .min. ≤≤ qqThTh

1t 1t ≤≤ qqThTh1.max.1.max. ∀∀tt

∑∑tt qqhh1t 1t ≤≤ qq≈≈hh

Problema de maximización de AesGener (2):Problema de maximización de AesGener (2):

( )( ) ( )tTht t

Thtt qCqQPMáx 222 −∑

s.a.s.a. qqThTh22.min. .min. ≤≤ qqThTh

2t 2t ≤≤ qqThTh2 .max.2 .max. ∀∀tt

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FUNCIONES DE MAXIMIZACIÓNFUNCIONES DE MAXIMIZACIÓNDonde:Donde:

-- PPtt(Q(Qtt) es la función inversa de la demanda residual.) es la función inversa de la demanda residual.

-- QQtt es la producción total aportado por Endesa y es la producción total aportado por Endesa y AesGener en el periodo t (AesGener en el periodo t (QQtt = q= q1t1t + q+ q2t2t).).

-- qqThThitit es la producción térmica en el periodo t por la es la producción térmica en el periodo t por la

empresa i (i = 1,2).empresa i (i = 1,2).

-- qqhh1t1t es la generación hidroeléctrica de Endesa en el es la generación hidroeléctrica de Endesa en el

período t.período t.

-- qqitit = = qqThThitit + + qqhh

itit es la producción total de la empresa i es la producción total de la empresa i en el período t.en el período t.

-- qqhh1,1,minmin es la producción hidroeléctrica mínima para el es la producción hidroeléctrica mínima para el

período por Endesa.período por Endesa.

FUNCIONES DE MAXIMIZACIÓNFUNCIONES DE MAXIMIZACIÓN-- qqhh

1,1,maxmax es la producción hidroeléctrica máxima para es la producción hidroeléctrica máxima para el período por Endesa.el período por Endesa.

-- qqThThi,mini,min es la producción térmica mínima para el es la producción térmica mínima para el

período por Empresa i.período por Empresa i.

-- qqThThi,maxi,max es la producción térmica máxima para el es la producción térmica máxima para el

período por Empresa i.período por Empresa i.

-- qq≈≈h h es la disponibilidad de recursos hes la disponibilidad de recursos híídricos y dricos y ttéérmicos para la generacirmicos para la generacióón.n.

-- CCii((qqThThitit) es el costo agregado de la producci) es el costo agregado de la produccióón n

ttéérmica total. La funcirmica total. La funcióón de costo marginal es una n de costo marginal es una funcifuncióón creciente dado el aumento de produccin creciente dado el aumento de produccióón.n.

-- t es el periodo de tiempo en que se modela la t es el periodo de tiempo en que se modela la planificaciplanificacióón. n.

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FUNCIONES DE MAXIMIZACIÓNFUNCIONES DE MAXIMIZACIÓN

Notar que Endesa no estaría obligada a utilizar toda Notar que Endesa no estaría obligada a utilizar toda su capacidad hídrica debido a una de las su capacidad hídrica debido a una de las restricciones (restricciones (∑∑tt qqhh

1t 1t ≤≤ qq≈≈hh).).

En particular, los recursos hEn particular, los recursos híídricos, la funcidricos, la funcióón de n de costos marginales y los niveles de carga se asumen costos marginales y los niveles de carga se asumen que son conocidos de antemano por los agentes del que son conocidos de antemano por los agentes del mercado.mercado.

DEMANDA RESIDUAL ENFRENTADA POR DEMANDA RESIDUAL ENFRENTADA POR GENERADORES EN EL MODELO COURNOTGENERADORES EN EL MODELO COURNOT

hPSMRfR qqPSPDPD −−−= )()()(

Donde:Donde:

D(P)D(P) eses lala demandademanda dede mercadomercado..

SSff(P)(P) eses la funcila funcióón de suministro de la Franjan de suministro de la Franja(t(téérmicas) rmicas) ajustada porajustada por ppéérdidas de lardidas de la transmisitransmisióónn..

qqMRMR centrales con obligacicentrales con obligacióónn de despachode despacho..

qqPSPShh producciproduccióón de reservas hn de reservas híídricas de la Franjadricas de la Franja,,

segsegúún unan una estrategia deestrategia de mmááxima disponibilidad de xima disponibilidad de recursos.recursos.

DDRR(P)(P) es la demanda residual del mercadoes la demanda residual del mercado..

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DEMANDA DE MERCADODEMANDA DE MERCADO

Se Se asume que la demanda por energasume que la demanda por energíía es de forma lineal a es de forma lineal del tipo D(P) = Adel tipo D(P) = A-- BPBPtt. .

Se Se construye una Funciconstruye una Funcióón de Paso (escalonada) de la n de Paso (escalonada) de la curva de carga de Abrilcurva de carga de Abril--2000, con seis 2000, con seis nivniveles de carga (con eles de carga (con t = 1 para el mayor nivel de carga).t = 1 para el mayor nivel de carga).

En la En la siguiente tabla se muestran los resultados de los siguiente tabla se muestran los resultados de los parparáámetros de la ecuacimetros de la ecuacióón de la Demanda de Mercado. A n de la Demanda de Mercado. A travtravéés del pars del paráámetro B (pendiente), se introduce la semetro B (pendiente), se introduce la seññal de al de la elasticidad de precio. la elasticidad de precio.

0.5300.53050.950.94571.74571.731.131.12988.52988.512012066

0.4840.48450.950.94854.04854.031.131.13270.83270.812012055

0.4350.43550.950.95226.55226.531.131.13643.33643.312012044

0.3870.38750.950.95674.35674.331.131.140.91.140.91.112012033

0.3660.36650.950.95912.85912.831.131.14329.64329.612012022

0.3330.33350.950.96332.96332.931.131.14749.74749.712012011

Elasticidad Elasticidad Precio de laPrecio de la

DemandaDemanda

BBAAPrecio dePrecio deReferenciaReferencia(US$/MW)(US$/MW)

Cantidad deCantidad deReferencia Referencia

(MW(MW ))

RangoRangoHorarioHorario

(Hr(Hr))

Nivel de Nivel de DemandaDemanda

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SUMINISTRO DE LA FRANJA SUMINISTRO DE LA FRANJA SSff(P(P))

Para Para minimizar el nminimizar el núúmero de pasos que los generadores mero de pasos que los generadores deben enfrentar, se procede a realizar una aproximacideben enfrentar, se procede a realizar una aproximacióón n lineal de la funcilineal de la funcióón de Suministro de la Franja. Esta funcin de Suministro de la Franja. Esta funcióón n lineal queda de la siguiente manera:lineal queda de la siguiente manera:

SUMINISTRO DE LA FRANJA SUMINISTRO DE LA FRANJA SSff(P(P))

Donde se tiene que:Donde se tiene que:

CMCMFFgg = 3.66= 3.66 para 0 para 0 ≤≤ QQFF ≤≤ 54.9 MW54.9 MW

= = --114.60441+2.156038 Q114.60441+2.156038 QFF para 54.9 para 54.9 ≤≤ QQFF ≤≤ 58.5 MW 58.5 MW

= 11.51217 = 11.51217 para 58.5 para 58.5 ≤≤ QQFF ≤≤ 399.9 MW 399.9 MW

= = --333.526 + 0.8628848 Q333.526 + 0.8628848 QFF para 399.9 para 399.9 ≤≤ QQFF ≤≤ 433.7 MW 433.7 MW

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CENTRALES CON DESPACHO OBLIGADO CENTRALES CON DESPACHO OBLIGADO qqMRMR

Existen Existen centrales las cuales deben ser despachadas todo el centrales las cuales deben ser despachadas todo el tiempo (no importando el precio), en donde estas no pueden tiempo (no importando el precio), en donde estas no pueden usarse estratusarse estratéégicamente para incidir de alguna forma en el gicamente para incidir de alguna forma en el mercado elmercado elééctricoctrico..

En este tipo de centrales se incluyen todas las centrales de En este tipo de centrales se incluyen todas las centrales de pasada que no estpasada que no estéén asociadas a ningn asociadas a ningúún sistema de n sistema de reservas reservas hidroelhidroelééctricas y dos ctricas y dos coco--generadoras tgeneradoras téérmicas rmicas pequepequeññasas. .

CENTRALES HIDROELECTRICAS DE LA CENTRALES HIDROELECTRICAS DE LA FRANJA FRANJA qqPSPS

hhAl Al asignar los recursos hasignar los recursos híídricos para la generacidricos para la generacióón de la n de la

Franja, se calcula para cada planta, la generaciFranja, se calcula para cada planta, la generacióón media por n media por mes, en este caso Abril, en un ames, en este caso Abril, en un añño ho híídrico normal basado en drico normal basado en las estimaciones del CDEClas estimaciones del CDEC..

La generaciLa generacióón hidroeln hidroelééctrica es calculada segctrica es calculada segúún una n una estrategia de mestrategia de mááxima disponibilidadxima disponibilidad..

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DEMANDA RESIDUAL DDEMANDA RESIDUAL DRR(P)(P)

En En la siguiente tabla se muestrala siguiente tabla se muestran los datos para calcular n los datos para calcular la la demanda residual que enfrentan los generadoresdemanda residual que enfrentan los generadores en el en el modelo demodelo de Cournot. En Cournot. En éésta se obvista se obvióó la demanda de la demanda de mercadomercado..

578.2578.2380.3380.314.214.2183.8183.866578.2578.2380.3380.314.214.2183.8183.855578.2578.2380.3380.314.214.2183.8183.844578.2578.2380.3380.314.214.2183.8183.833578.2578.2380.3380.314.214.2183.8183.822669.1669.1380.3380.314.214.2274.6274.611

TotalTotal(MW)(MW)

Centrales de Pasada Centrales de Pasada Despacho Obligado Despacho Obligado

(MW)(MW)

Centrales TérmicasCentrales TérmicasDespacho ObligadoDespacho Obligado

(MW)(MW)

MaxMax. . DispDisp..HidroelectricaHidroelectrica

(MW)(MW)

NidelNidel de de DemandaDemanda

DEMANDA RESIDUAL DDEMANDA RESIDUAL DRR(P)(P)La forma La forma y distribuciy distribucióón de la demanda residual enfrentada por n de la demanda residual enfrentada por los generadores Cournot se explican por la combinacilos generadores Cournot se explican por la combinacióón de tres n de tres elementoselementos::

EEl punto de referencia (precio de energia)l punto de referencia (precio de energia)..

EEl suministro por generacil suministro por generacióón tn téérmica de la franjarmica de la franja..

LLa forma de la curva de carga a forma de la curva de carga

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EQUILIBRIOEQUILIBRIO COMPETITIVOCOMPETITIVO DE DE MERCADOMERCADOPara Para tener un caso de referencia, se procede a calcular el tener un caso de referencia, se procede a calcular el EEquilibrioquilibrio CCompetitivoompetitivo de de MMercadoercado. .

Toda Toda la produccila produccióón de reservas hn de reservas híídricas, tanto de Endesa dricas, tanto de Endesa como de la Franja, se asigna segcomo de la Franja, se asigna segúún una estrategia de n una estrategia de mmááxima disponibilidadxima disponibilidad..

Se Se estima una demanda de mercado para la generaciestima una demanda de mercado para la generacióón n ttéérmica o rmica o ““DDemanda emanda NNetaeta”” (Q = (Q = D(P) D(P) -- qqMRMR –– qqPSPS

hh).).

Notar que el Q resultante no es la cantidad total, sino la Notar que el Q resultante no es la cantidad total, sino la cantidad que es producida por los Generadores cantidad que es producida por los Generadores estrategicosestrategicosy por la Franja. y por la Franja.

EQUILIBRIOEQUILIBRIO COMPETITIVOCOMPETITIVO DE DE MERCADOMERCADO

A A continuacicontinuacióón se muestran los siguientes grn se muestran los siguientes grááficos que ficos que representan lo antes mencionado: representan lo antes mencionado:

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26.026.03249.33249.3416.6416.62254.42254.4743.7743.70.00.0743.7743.71510.61510.6944.4944.4566.2566.266

28.928.93380.53380.5420.1420.12382.22382.2764.7764.70.00.0764.7764.71617.51617.5944.4944.4673.1673.155

29.429.43732.63732.6420.5420.52733.82733.81116.31116.30.00.01116.31116.31617.51617.5944.4944.4673.1673.144

29.429.44180.44180.4420.5420.53181.63181.61564.11564.10.00.01564.11564.11617.51617.5944.4944.4673.1673.133

29.429.44418.94418.9420.5420.53420.13420.11802.61802.60.00.01802.61802.61617.51617.5944.4944.4673.1673.122

29.429.44839.04839.0420.5420.53750.63750.62133.12133.10.00.02133.12133.11617.51617.5944.4944.4673.1673.111

PrecioPrecio((US$US$/MW)/MW)

QtotalQtotal(MW)(MW)

QthQthFranjaFranja(MW)(MW)

QRTQRT(MW)(MW)

QRhQRh(MW)(MW)

qhqhAesGenerAesGener

(MW)(MW)

qhqhEndesaEndesa(MW)(MW)

QRthQRth(MW)(MW)

qthqthAesGenerAesGener

(MW)(MW)

qthqthEndesaEndesa(MW)(MW)

tt


Notar Notar que el precio competitivo es exactamente el mismo que el precio competitivo es exactamente el mismo para los primeros cuatro perpara los primeros cuatro perííodos (t = 1 a 4) y casi es el odos (t = 1 a 4) y casi es el mismo para el quinto periodo. mismo para el quinto periodo.

EEstosto ocurre porocurre porque la demanda neta es la misma en esos que la demanda neta es la misma en esos perperííodos, o mas bien dicho, la producciodos, o mas bien dicho, la produccióón hidroeln hidroelééctrica es ctrica es tan grande que su asignacitan grande que su asignacióón para el mes suple n para el mes suple completamente la demanda en esos percompletamente la demanda en esos perííodos, eliminando odos, eliminando (reduciendo) los peak de demanda. (reduciendo) los peak de demanda.

21

MODELO HIDROELMODELO HIDROELÉÉCTRICOCTRICO

Este modelo serEste modelo seráá usado como caso base.usado como caso base.

Se Se empieza por asumir que cada empresa tiene una empieza por asumir que cada empresa tiene una producciproduccióón de energia eln de energia elééctrica promedio observado en el ctrica promedio observado en el periodo de anperiodo de anáálisis, para luego resolver el equilibrio de lisis, para luego resolver el equilibrio de CournotCournot..

Los resultados se muestran a continuaciLos resultados se muestran a continuacióónn..

Modelo HidroelModelo Hidroelééctrico, ctrico, ∈∈= = --1/31/3

32.832.82903.32903.3424.5424.51900.61900.61127.01127.00.00.01127.01127.0773.6773.6773.6773.60.00.066

34.634.63090.63090.6426.6426.62088.72088.71221.11221.10.00.01221.11221.1867.7867.7867.7867.70.00.055

37.437.43321.53321.5429.9429.92313.42313.41369.01369.00.00.01369.01369.0944.4944.4944.4944.40.00.044

41.741.73550.43550.4434.9434.92537.32537.31334.51334.50.00.01334.51334.51202.71202.7944.4944.4258.4258.433

44.044.03672.33672.3437.5437.52656.52656.51453.71453.70.00.01453.71453.71202.81202.8944.4944.4258.4258.422

47.247.23931.33931.3441.2441.22821.32821.31618.51618.50.00.01618.51618.51202.81202.8944.4944.4258.4258.411




QRTQRT(MW)(MW)

QRhQRh(MW)(MW)


(MW)(MW)


QRthQRth(MW)(MW)


(MW)(MW)


tt

22

Modelo HidroelModelo Hidroelééctrico, ctrico, ∈∈= = --1/31/3La La cantidad producida total es menor que en el equilibrio cantidad producida total es menor que en el equilibrio

competitivo y los precios son considerablemente competitivo y los precios son considerablemente superiores, sobre todo cuando la demanda es alta. Esto se superiores, sobre todo cuando la demanda es alta. Esto se ve reflejado en las siguientes figuras:ve reflejado en las siguientes figuras:

Modelo HidroelModelo Hidroelééctrico, ctrico, ∈∈= = --1/31/3

Endesa asigna menos agua a los perEndesa asigna menos agua a los perííodos de alta odos de alta demanda y mdemanda y máás agua a los pers agua a los perííodos de baja demanda. Esta odos de baja demanda. Esta asignaciasignacióón hn híídrica aumenta la diferencia entre los perdrica aumenta la diferencia entre los perííodos odos de peak y fuera de peak en lugar de reducirlos, a diferencia de peak y fuera de peak en lugar de reducirlos, a diferencia de lo observado en el equilibrio competitivo. de lo observado en el equilibrio competitivo.

Se ve Se ve que AesGener usa estratque AesGener usa estratéégicamente su capacidad gicamente su capacidad ttéérmica. De hecho, rmica. De hecho, éésta tiene restricciones en su capacidad sta tiene restricciones en su capacidad cuando la demanda es alta y solo puede ejercer cuando la demanda es alta y solo puede ejercer eficazmente el PM en los eficazmente el PM en los úúltimos 2 perltimos 2 perííodos, cuando la odos, cuando la demanda es bajademanda es baja..

23

MEDIDAS PARA MITIGAR EL PMMEDIDAS PARA MITIGAR EL PMDebido Debido a la importancia de tener una estimacia la importancia de tener una estimacióón del impacto n del impacto del PM en el mercado eldel PM en el mercado elééctrico chileno, se analizan ctrico chileno, se analizan diferentes medidas que podrdiferentes medidas que podríían llevarse a cabo para mitigar an llevarse a cabo para mitigar o reducir el PM: o reducir el PM:

RReduccieduccióón total de la capacidad de generacin total de la capacidad de generacióón n hidroelhidroelééctrica dectrica de EndesaEndesa..

RReduccieduccióónn parcial de la capacidad de generaciparcial de la capacidad de generacióón n hidroelhidroelééctrica dectrica de EndesaEndesa..

LLa realizacia realizacióón de contratos bilateralesn de contratos bilaterales..

REDUCCIÓN TOTAL EN CAPACIDAD DE REDUCCIÓN TOTAL EN CAPACIDAD DE GENERACIÓN HIDROELECTRICA DE GENERACIÓN HIDROELECTRICA DE ENDESAENDESA

Este nuevo anEste nuevo anáálisis serlisis seráá llamado Modelo Tllamado Modelo Téérmico.rmico.

La nueva capacidad instalada se distribuirLa nueva capacidad instalada se distribuiríía como se a como se muestra en la siguiente tabla:muestra en la siguiente tabla:

573257323151315125812581TotalTotal

3582358231513151431431FranjaFranja

121212120012121212AesGenerAesGener

93993900939939EndesaEndesa

TotalTotal(MW)(MW)

CentralCentralHidroeléctricaHidroeléctrica

(MW)(MW)

Central TérmicaCentral Térmica(MW)(MW)

GrupoGrupoEconómicoEconómico

Centrales de Pasada no incluidas en esta tabla.Centrales de Pasada no incluidas en esta tabla.

24

Modelo TModelo Téérmico, rmico, ∈∈= = --1/31/3

32.132.12938.22938.2423.7423.71192.51192.50.00.00.00.00.00.01192.51192.5737.9737.9454.6454.666

34.634.63092.73092.7426.6426.61323.21323.20.00.00.00.00.00.01323.21323.2868.6868.6454.6454.655

34.834.83456.53456.5426.8426.81335.21335.20.00.00.00.00.00.01335.21335.2877.5877.5457.7457.744

34.834.83904.33904.3426.8426.81335.21335.20.00.00.00.00.00.01335.21335.2877.5877.5457.7457.733

34.834.84142.84142.8426.8426.81335.21335.20.00.00.00.00.00.01335.21335.2877.5877.5457.7457.722

34.834.84562.94562.9426.8426.81335.21335.20.00.00.00.00.00.01335.21335.2877.5877.5457.7457.711




QRTQRT(MW)(MW)

QRhQRh(MW)(MW)


(MW)(MW)


QRthQRth(MW)(MW)


(MW)(MW)


tt


La La capacidad tcapacidad téérmica es el rmica es el úúnico recurso que puede ser nico recurso que puede ser usado estratusado estratéégicamente en este modelo. Mientras Endesa gicamente en este modelo. Mientras Endesa aumentaraumentaríía el uso de su capacidad, AesGener lo reducira el uso de su capacidad, AesGener lo reduciríía, a, provocando asprovocando asíí que que éésta es la que disfrutarsta es la que disfrutaríía del PM. a del PM.

LLos resultados del Modelo Tos resultados del Modelo Téérmico e Hidroelrmico e Hidroelééctrico ctrico convergen a un mismo valor para los perconvergen a un mismo valor para los perííodos de baja odos de baja demanda. Como se esperaba, en el modelo tdemanda. Como se esperaba, en el modelo téérmico, los rmico, los generadores cobrargeneradores cobraríían un precio que se ubicaran un precio que se ubicaríía entre el a entre el Modelo HidroelModelo Hidroelééctrico y el Equilibrio Competitivo.ctrico y el Equilibrio Competitivo.

EEs interesante notar que en el modelo hidroels interesante notar que en el modelo hidroelééctrico es ctrico es Endesa el que realmente ejerce el PM, en cambio en el Endesa el que realmente ejerce el PM, en cambio en el modelo tmodelo téérmico, es AesGener el que lo ejerce.rmico, es AesGener el que lo ejerce.

25


REDUCCIÓN PARCIAL DE RECURSOS REDUCCIÓN PARCIAL DE RECURSOS HÍDRICOS DE HÍDRICOS DE ENDESAENDESA: RESERVA DEL LAJA: RESERVA DEL LAJA

Este nuevo anEste nuevo anáálisis serlisis seráá llamado Modelo Laja.llamado Modelo Laja.


573257323151315125812581TotalTotal

1828182813971397431431FranjaFranja


2693269317541754939939EndesaEndesa

TotalTotal(MW)(MW)


(MW)(MW)




26

Modelo Laja, Modelo Laja, ∈∈= = --1/31/3

33.133.12888.12888.1424.9424.91689.61689.6555.9555.90.00.0555.9555.91133.71133.7789.1789.1344.6344.666

34.634.63091.63091.6426.6426.61850.91850.9607.3607.30.00.0607.3607.31243.51243.5869.7869.7373.8373.855

34.734.73462.13462.1426.7426.71855.01855.0632.8632.80.00.0632.8632.81222.21222.2871.8871.8350.4350.444

34.834.83904.03904.0426.8426.81867.01867.0646.2646.20.00.0646.2646.21220.81220.8877.8877.8343.0343.033

35.835.84091.24091.2428.0428.01971.91971.9686.5686.50.00.0686.5686.51285.41285.4930.3930.3355.2355.222

39.739.74312.84312.8432.5432.52189.12189.1793.7793.70.00.0793.7793.71395.31395.3944.4944.4451.0451.011




QRTQRT(MW)(MW)

QRhQRh(MW)(MW)


(MW)(MW)


QRthQRth(MW)(MW)


(MW)(MW)


tt

Modelo Laja, Modelo Laja, ∈∈= = --1/31/3Como se esperaba, los resultados de sus precios de la Como se esperaba, los resultados de sus precios de la

energenergíía se ubican entre el Modelo Hidroela se ubican entre el Modelo Hidroelééctrico y el ctrico y el TTéérmicormico..

En este modelo, ambas empresas, parecen ejercer el PM, En este modelo, ambas empresas, parecen ejercer el PM, pero varpero varíía sega segúún el nivel de la demanda. Cuando la n el nivel de la demanda. Cuando la demanda estdemanda estáá en su peak, Endesa es el que realmente en su peak, Endesa es el que realmente reduce su produccireduce su produccióón y por ende ejerce su PM. Al contrario, n y por ende ejerce su PM. Al contrario, en las horas medias, es AesGener el que ejerce el PMen las horas medias, es AesGener el que ejerce el PM..

27

Modelo Laja, Modelo Laja, ∈∈= = --1/31/3

REDUCCIÓN TOTAL DE LAS CENTRALES REDUCCIÓN TOTAL DE LAS CENTRALES TÉRMICAS DE ENDSATÉRMICAS DE ENDSA

Este nuevo anEste nuevo anáálisis serlisis seráá llamado Modelo Endesa sin llamado Modelo Endesa sin ttéérmicas.rmicas.


573257323151315125812581TotalTotal

3582358269769713701370FranjaFranja


245424542454245400EndesaEndesa

TotalTotal(MW)(MW)


(MW)(MW)




28

Modelo Endesa sin TérmicasModelo Endesa sin Térmicas

28.028.03148.13148.1913.3913.31656.61656.61041.41041.40.00.01041.41041.4615.2615.2615.2615.20.00.066

29.529.53352.13352.1929.1929.11844.81844.81135.51135.50.00.01135.51135.5709.3709.3709.3709.30.00.055

31.531.53621.43621.4950.0950.02093.12093.11259.61259.60.00.01259.61259.6833.5833.5833.5833.50.00.044

34.334.33929.13929.1978.4978.42372.52372.51428.11428.10.00.01428.11428.1944.4944.4944.4944.40.00.033

36.236.24068.54068.5998.5998.52491.72491.71547.31547.30.00.01547.31547.3944.4944.4944.4944.40.00.022

38.938.94351.74351.71026.31026.32656.42656.41712.01712.00.00.01712.01712.0944.4944.4944.4944.40.00.011

PrecioPrecioUS$/MWUS$/MW



QRTQRT(MW)(MW)

QRhQRh(MW)(MW)


(MW)(MW)


QRthQRth(MW)(MW)


(MW)(MW)


tt

Modelo Endesa sin TérmicasModelo Endesa sin Térmicas

Si EndesaSi Endesa prescindiprescindiera era de su capacidad tde su capacidad téérmica,rmica, ocurrirocurriríía a una reducciuna reduccióón en el precio y un aumento en el rendimiento n en el precio y un aumento en el rendimiento total del sistematotal del sistema..

AesGener restringirAesGener restringiríía su produccia su produccióón en el pern en el perííodoodo de de horas medias y para los niveles da baja horas medias y para los niveles da baja demanddemanda, a, ejerciendo aquejerciendo aquíí su PM.su PM.

29

REALIZACIÓN DE CONTRATOS BILATERALESREALIZACIÓN DE CONTRATOS BILATERALES

LLasas generadoras vendergeneradoras venderíían una cantidad de energan una cantidad de energíía prea pre--acordada a un precio preacordada a un precio pre--acordado (acordado (““precio de ventaprecio de venta””))..

Al Al aumentaaumentarr la realizacila realizacióón de contratos, disminuye la n de contratos, disminuye la posiciposicióón de ejercer PM y el resultado que se obtiene es un n de ejercer PM y el resultado que se obtiene es un mercado perfectamente competitivo, en lo que se refiere a mercado perfectamente competitivo, en lo que se refiere a los precios y eficacia de las decisiones. Estos resultados se los precios y eficacia de las decisiones. Estos resultados se explican por el cambio de incentivos de lexplican por el cambio de incentivos de laas s generadorasgeneradoras. .


30


Como se esperaba, mientras mayor es el nivel de los Como se esperaba, mientras mayor es el nivel de los contratos entre las empresas, disminuyen los precios y contratos entre las empresas, disminuyen los precios y aumenta la cantidad de producciaumenta la cantidad de produccióón. En particular, cuando n. En particular, cuando las empresas estlas empresas estáán totalmente contratadas, los resultados n totalmente contratadas, los resultados se asimilan al equilibrio competitivose asimilan al equilibrio competitivo..

TambiTambiéén se puede ver que con los aumentos del nivel n se puede ver que con los aumentos del nivel contratado, AesGener perdercontratado, AesGener perderíía todo el PM que tena todo el PM que teníía antes, a antes, dado que dado que éésta ssta sóólo podrlo podríía ejercer PM cuando la demanda a ejercer PM cuando la demanda era baja, porque en los otros perera baja, porque en los otros perííodos su capacidad estarodos su capacidad estaríía a restringida. restringida.

COMENTARIOS Y CONCLUSIONESCOMENTARIOS Y CONCLUSIONES

SSe analizaron cuatro medidas de mitigacie analizaron cuatro medidas de mitigacióón del PM, de las n del PM, de las cualescuales se pudo verse pudo ver,, que Endesa ejerce su PM que Endesa ejerce su PM principalmente a travprincipalmente a travéés de sus recursos hs de sus recursos híídricosdricos y y AesGenerAesGener mediante sus recursos tmediante sus recursos téérmicos.rmicos.

Debido a que el sector generaciDebido a que el sector generacióón en Chile presenta una n en Chile presenta una alta concentracialta concentracióón y unido a una escasa holgura entre la n y unido a una escasa holgura entre la capacidad instalada y la demanda en el SIC, obliga a que el capacidad instalada y la demanda en el SIC, obliga a que el marco marco regulatorioregulatorio, sea capaz de no solo detectar, sino , sea capaz de no solo detectar, sino prevenir el PM.prevenir el PM.

31

COMENTARIOS Y CONCLUSIONESCOMENTARIOS Y CONCLUSIONESDado que el PM es un obstDado que el PM es un obstááculo que atenta contra la culo que atenta contra la

eficiencia y la libre competencia en los mercados eleficiencia y la libre competencia en los mercados elééctricos, ctricos, la produccila produccióón total en presencia de PM es menor que la n total en presencia de PM es menor que la entregada por la solucientregada por la solucióón de mn de míínimo costo, en tanto los nimo costo, en tanto los precios son mayores en el caso que haya empresas precios son mayores en el caso que haya empresas ejerciendo PM.ejerciendo PM.

Un aspecto en particular del mercado elUn aspecto en particular del mercado elééctrico chileno, es ctrico chileno, es que gran parte de los consumidores finales no enfrentan que gran parte de los consumidores finales no enfrentan tarifas diferenciadas segtarifas diferenciadas segúún el costo real de generacin el costo real de generacióón.n.

EEs necesario recalcar, que el uso de los contratos s necesario recalcar, que el uso de los contratos bilaterales reduce considerablemente el efecto del PM en bilaterales reduce considerablemente el efecto del PM en los precios spotlos precios spot..

COMENTARIOS Y CONCLUSIONESCOMENTARIOS Y CONCLUSIONESLa ventaja que los contratos representan para los agentes, La ventaja que los contratos representan para los agentes,

es la disminucies la disminucióón en la variabilidad de los ingresosn en la variabilidad de los ingresos--egresos, egresos, entregando flujos monetarios mentregando flujos monetarios máás estables durante el s estables durante el tiempo de vigencia de los contratos.tiempo de vigencia de los contratos.

Debido a la variabilidad de los recursos hDebido a la variabilidad de los recursos híídricos, hace que dricos, hace que sea un tema de mucho cuidado en el cual no siempre los sea un tema de mucho cuidado en el cual no siempre los intereses privados de las empresas con posesiintereses privados de las empresas con posesióón de n de centrales de recursos hidroelcentrales de recursos hidroelééctricos (Endesa y ctricos (Endesa y ColbColbúúnn), se ), se alineen en un uso adecuado y eficiente de los recursos alineen en un uso adecuado y eficiente de los recursos hhíídricos desde un punto de vista socialdricos desde un punto de vista social..

anÁlisis de situaciones de poder de …hrudnick.sitios.ing.uc.cl/research/silva.pdf · 6 modelos...

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