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Introducción al Análisis de los
Sistemas de Transporte
Ing. Roberto D. [email protected]
Notas de Clase
214/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Marguerite Yourcenar“Viajes en el espacio y el tiempo”
en “Una vuelta por mi cárcel”
“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.”
314/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
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.
414/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Transporte
“Todo esfuerzo deliberado para amplificar la locomoción humana.”
Encyclopaedia Britannica, 1993.
Para satisfacer necesidades económicas, socio culturales y políticas
Demanda derivada
514/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Sistema de Transporte (I)
“El conjunto de instalaciones fijas, entidades de flujo y un sistema de control que
permiten que las personas y los bienesvenzan la fricción del espacio geográfico eficientemente a los efectos de participar
oportunamente en ciertas actividadespreestablecidas.”
Papacostas y Prevendouros, 2001
614/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
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
714/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Ingeniería del Transporte
CienciaGeneración y sistematización del conocimiento acerca
de la realidad.
TecnologíaDesarrollo de aplicaciones prácticas del conocimiento
científico.
IngenieríaEmpleo de estas aplicaciones a la resolución de
problemas concretos (problemática técnico –económica).
Ingeniería del TransporteEmpleo de estas aplicaciones al problema concreto de
la amplificación de la locomoción humana.
814/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
El sistema de transporte
SUB
SIST
EMA
DE
OPE
RA
CIO
NES
PLANTA MÓVIL
(material móvil)
PLANTA FIJA
(“infraes-tructura”)
Inte
racc
ión
oper
ativ
a
Interacción física
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.
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.
PLANEAMIENTO Y ADMINISTRACIÓN
•Ciencias Económicas y de la Administración.•Geografía.•Ciencias del Ambiente.•Derecho.•Ciencias Sociales.•Ingeniería.
•Ingeniería Civil (Estructural, Vial, Geotécnica, Hidráulica, Costera y Portuaria, de Pavimentos, etc.).•Ingeniería Electromecánica.•Ingeniería Electrónica.•Topografía y Geodesia.•Arquitectura.
•Ingeniería Civil (Vial, de Tránsito, etc.):•Ingeniería Industrial.•Ingeniería Electrónica.•Ingeniería de Sistemas•Investigación Operativa.
•Ingeniería Electromecánica.•Ingeniería Electrónica.•Ingeniería Naval.•Ingeniería Aeronáutica.•Diseño industrial.
Sistema institucionalSistema tecnológico
Ambiente
914/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Transporte automotor
colectivo (bus)
Alta velocidad terrestre
Transporte aéreo moderno
Ferrocarriles interurbanos
Automóvil y otros modos de baja capacidad
Ayudas a la caminata
Modos masivos de transporte
urbano
Tecnologías de transporte: capacidad y velocidad
1014/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
El sistema de prestación de servicios de transporte
Subsistema Administrativo
Subsistema de Producción
CONTABLE
COMERCIAL
RECURSOS HUMANOS
LEGALES
MATERIALES
ASESORAMIENTO DIVERSO
PLANTA FIJA
PLANTA MÓVIL SU
BSI
STEM
A O
PER
ATI
VO
sistemaambiente
INSUMOSMovilidad (servicios)Externalidades
EFECTOS
1114/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Clasificación de los sistemas de transporte (I)
Clasificación tecnológica
EmpujeFluvial
No motorizados
AÉREO
MarítimoPOR AGUA
GuiadosMotorizados
TERRESTRE
MODOSMEDIO
No Guiados
Autopropulsado
Despegue horizontalAviación general
Despegue vertical
Aerocomercial
Ferrocarriles, monorieles, etc.
Transporte automotor carretero.
Bicileta, rigshaw, etc..
Portacontenedores, cargas generales, etc.
Barcazas de empuje.
Transporte automotor carretero.
Líneas aéreas regulares.
Servicios no regulares.
Servicios de helicópteros.
APLICACIÓN
1214/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Clasificación de los sistemas de transporte (II)
Otras clasificaciones
Privado (contract carriers)
Público (common carriers)
Interurbano
Cargas
POR ÁMBITO POLÍTICO
UrbanoPOR ÁMBITO GEOGRÁFICO
PasajerosPOR MERCADO
Interjurisdiccional
Internacional
LocalNacional
POR SU USO
Privado
Público
1314/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Componentes de los sistemas de transporte
Características EconómicasPLANTA FIJA PLANTA MÓVIL
ALTO
BAJO
LARGA
POCA
MUCHAS
ALTO
BAJO
CORTA
POCAS
MUCHA
COSTO DE CAPITAL
COSTOS DE OPERACIÓN
VIDA ÚTIL
POSIBILIDAD DE USOS ALTERNATIVOS
ECONOMÍAS DE ESCALA
ALTAMENTE COMPETITIVO
OBSOLESCENCIA TÉCNICA ANTERIOR A LA ECONÓMICA
ANTGUEDAD DE LAS INSTALACIONES
TENDENCIA AL MONOPOLIOIntereses Privados VS.
Interés PúblicoALTO GRADO DE CONTROL ESTATAL
DESAJUSTE OFERTA / DEMANDA
AJUSTEOFERTA / DEMANDA
1414/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Características técnico económicas de los distintos medios de transporte
Economías de escala
Costo total ($)
Unidades (ton.km)
CMeV
CVCF
SIN economías de escalaCV>>CF
CMeV>>0
CMeV
AUTOMOTOR FERROCARRIL
CMe($/u)
CON economías de escalaCV<<CF
CMeV 0Costo total ($)
Unidades (ton.km)
CMeVCV
CF
CMeV
CMe($/u)
1514/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
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.– para cada flujo específico, la totalidad del viaje concatenado
por todos los modos, desde su origen hasta su destino.3. La demanda de transporte siempre está segmentada y los
distintos segmentos demandan características particulares del sistema de transporte.
1614/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Sistema de Transporte y Sistema de Actividades(Manheim, 1979)
FLUJOS
SISTEMA DE TRANSPORTE
SISTEMA DEACTIVIDADES
1
2
3OPCIONES DE
INTERVENCIÓN
•Tecnología básica.•Disposición de las redes.•Configuración de la infraestructura.•Cantidad y características de los vehículos.•Políticas de operación (rutas, tarifas, subsidios, etc.).•Políticas organizacionales.
•Localización.•Movilidad.•Accesibilidad.
IMPACTOS
• Usuarios.• Operadores.• Terceros (externalidades).• Sobre la estructura del Sistema e Actividades.• Gobierno.
1714/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Economía del transporte
Factor de producción: Logística (privada y pública).
Macroeconomía del transporteParticipación en el PBI.Gasto público / Inversión / Empleo / Sector Externo.Desarrollo / Fortalecimiento de la economía.Localización de actividades económicas / explotación de recursos naturales.
Microeconomía del transporteMercados (pasajeros-cargas, urbano-interurbano).Oferta y demanda.Sistema de producción (infraestructura - material móvil -operación).Sistema de prestación de servicios (“industria”).
1814/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Causas generadoras del transporte de bienes
1.Búsqueda de presas para la caza y/o la pesca.
2.Inamovilidad de la localización de las tierras de cultivo y de los recursos naturales.
3.Especialización “horizontal” de la producción agrícola y artesanal comercio o trueque de los excedentes.
4.Aprovechamiento de las economías de escala concentración de la producción incremento de los volúmenes comercio altamente organizado.
5.Especialización “vertical” concentración regional de procesos integrados concentración de capitales e industrias.
6.Globalización alta movilidad capitales y permeabilidad de los mercados nuevos procesos de concentración y especialización.
Nomadismo paleolítico.
Revolución neolítica.Egipto, “el don del Nilo”.América se incorpora al sistema económico mundial (S.XV).
Mundo mediterráneo romano.Alta Edad Media.
Renacimiento: Liga Hanseática, Repúblicas Marineras, Cataluña y Aragón, etc.
Revolución industrial (S.XVIII).
Varias globalizaciones: paxromana, compañías de Indias, actual globalización digital.
1914/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Equilibrio espacial(Samuelson, 1957)
Q (unidades / u.de t.)
Ubicación 2
O1´
D1
D2
O2
P2
P1
O1
O2´
-EE
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.
Q (unidades / u.de t.)
Ubicación 1
P*
P ($/unidad) P ($/unidad)
Q1Q1* Q2*Q2
2014/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Mercado del bien
Mercado de transporte
( )00PS C
( )11PS C
*PS
pD
q*q
p
1q0q
a
0p
1p*p*1p*0p
b
1PPS∆
0PCS∆ 1
PCS
1PPS
Goods supply for null transport cost
0C
1C
C
q1q0q
( )11TS C
( )00TS C
0TCS∆
( )ba −
1TCS∆
( ) TDqC = Transport demand for a given market (location)
=
*q
Goods supply for transport cost C1 < C0
Goods supply for transport cost C0
Transporte: demanda derivada
2114/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Elasticidad de la demanda de transporte
eDb = (q1-q0)/q1
(p1-p0)/p1
eSb = (q1-q0)/q1
[(C1-C0)-(p1-p0)]/p1
eDt = (q1-q0)/q1
(C1-C0)/C0
Elasticidad de la Demanda del Bien
Elasticidad de la Oferta del Bien
Elasticidad de la Demanda de Transporte
eDt = eDb C0/p1
1 + (eDb/eSb)
eDt = eSb C0/p1
(eSb/eDb) + 1
2214/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
( )00PS C
( )11PS C
*PS
PD
0C
1C
C
q
q1q0q
( )11T
S C
( )00T
S C
*q
TD
0TCS∆
PPS∆
p
*0
*1
10
pppp
====
1q0q
1TCS
=
*q
Mercado del bien
Mercado de transporte
El caso de un commodity
2314/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Todos los caminos …
2414/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
2514/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Causas generadoras del transporte de personas
CAUSA
1.Traslado cotidiano hacia y desde el trabajo desde y hacia la vivienda (commute).
2.Realización de actividades comerciales, profesionales y cuturales.
3.Necesidades de la vida doméstica.
4.Relaciones sociales entre personas.
5.Turismo y recreación.
6.Movimientos migratorios.
CARACTERÍSTICA DEL MOVIMIENTO
Relativamente cortos, alta frecuencia, alta concentración espacial y temporal. Típicamente urbanos.
Frecuencia y longitud variable, baja concentración espacial y temporal.Urbanos o interurbanos.
Muy corta longitud. Típicamente a pie, en transporte no motorizado y/o privado.
Baja frecuencia, la cual resulta inversamente proporcional a la distancia.
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.
2614/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Las vías de comunicación definen la estructura de la ciudad
2714/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
100% Movilidad
100% AccesoCul de Sac
Autopista
Avenida Arterial
CalleLocal
Avenida Colectora
Accesiblidad vs. Movilidad
2814/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Efecto de la reducción de costos de transporte (I)
P ($ / unidad)
Q´
Mercado del bien Localización de la producción
OD
R
P
P´
O´
Q (unidades/ u.de t.)
Q D (distancia del mercado)
R´
t ($ / km / u.) t´ ($ / km / u.)
∇ t ⇒ ∇ P ⇒ ∆ Q ⇒ ∆ R
R es tal que el área que define por el rendimiento por unidad de superficie =
Cantidad ofrecida Q
A localización del mercado
Po costo de producción
Ingreso del productor ($ / unidad)
2914/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Efecto de la reducción de costos de transporte (II)
Demanda perfectamente inelástica
P ($ / unidad)
Mercado del bien Localización de la producción
OD
P
O´
Q (unidades/ u.de t.)
Q = Q´ D (distancia del mercado)
R = R´
t ($ / km / u.)
t´ ($ / km / u.)
∇ t ⇒ ∇ P ⇒ = Q ⇒ = R
P´
Toda la renta generada queda en los consumidores por la caída de los
precios.
A localización del mercado
Po costo de producción
Ingreso del productor ($ / unidad)
3014/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Efecto de la reducción de costos de transporte (III)
Demanda perfectamente elástica
P ($ / unidad)
Mercado del bien Localización de la producción
O
DP = P´
O´
Q (unidades/ u.de t.)
Q D (distancia del mercado)
R´
t ($ / km / u.) t´ ($ / km / u.)
∇ t ⇒ = P ⇒ ∆ Q ⇒ ∆ R
Toda la renta generada queda en los productores porque los precios
permanecen constantes.
Q´ R A localización del mercado
Po costo de producción
Ingreso del productor ($ / unidad)
3114/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Efecto ingreso
P ($ / unidad)
Q´
Mercado del bien Localización de la producción
OD
R
P
P´
D´
Q (unidades/ u.de t.)
Q D (distancia del mercado)
R´
t ($ / km / u.) t ($ / km / u.)
∆ Y ⇒ ∆ P ⇒ ∆ Q ⇒ ∆ R con = t
A localización del mercado
Po costo de producción
Ingreso del productor ($ / unidad)
3214/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Usos del suelo competitivos
P ($ / unidad)
Mercado de los bienes “a” y “b”
Localización de la producción
OaDa
Ra
Pb
Pa
Db
Q (unidades/ u.de t.)
D (distancia del mercado)Rb
ta ($ / km / u.) tb ($ / km / u.)
Ob
Función de los valores relativos de Pa y Pb y ta y tb.
A
PboPao
Ingreso del productor ($ / unidad)
3314/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
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.
3414/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Localización industrial (II)
Cos
t o d
e Tr
ansp
orte
($ /
ton
prod
u cto
)
d
localización de la materia prima
d -x
t F ($ / km / ton)
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)
A localización del mercado
x
CM = tM (QM/QF) x
CF = tF (d - x)
CT CTA = tM (QM/QF) d
CTB = tF d
B
Cond. de indiferenciaCTB = CTA
tF / tM = QM / QF
tF / tM > QM / QF
tF / tM < QM / QF
localizar en
Mercado: CTB > CTA
M.Prima: CTB < CTA
3514/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Localización industrial (III)
Cos
t o d
e Tr
ansp
orte
($ /
ton
prod
u cto
)
PUERTO
localización de la materia prima
tierra
tF ($ / km / ton)tM (QM/QF) ($ / km / ton)
A localización del mercado
agua
B
CT = Costo de Transporte Total
CM = Costo de Transporte de la materia prima ($ / ton producto)
CF = Costo de Transporte del producto terminado ($ / ton producto)
3614/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Localización industrial (IV)
BA
PA
tA
tB
PB
Zona de mercado
de la Planta A
Zona de mercado
de la Planta B
Precio de Mercado
Distancia
Costo de Producción + Costo de Transporte
3714/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Area de influencia de una vía de comunicación (I)
Demanda perfectamente elástica
Localización de la producción
D (distancia del mercado)
R´
t ($
/ km
/ u.)
t´($
/ km
/ u.)
A localización del mercado
R
Área en producción
Nueva área puesta en producción
Márgen del productor: P-Po
($ / unidad)
D (distancia del mercado)
Territorio
3814/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Area de influencia de una vía de comunicación (II)Caso de una carretera
A localización del mercado
R
Area en producción básica con costo de transporte unitario “t”
Nueva área puesta en producción
Nueva via de comunicación con tc< t
B
x
h
Costo de transporte total = x tc + y t = Márgen en el límite = P - Po
y
En el límite del área de influencia (B): y =0 ; x = h y h = (P - Po) / tc
3914/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Area de influencia de una vía de comunicación (III)
Caso de estaciones ferroviarias
A localización del mercado
R
Area en producción en torno a la estación B con
costo de transporte unitario “t”
Línea ferroviaria con un costo de transporte
unitario “tf”
B
d
Costo de transporte total = d tf+ R t = Márgen en el límite = P - Po
En el límite del área de influencia R = [ (P - Po) - tf d ] / t
Límite del área de influencia
4014/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Area de influencia de una vía de comunicación (IV)
Caso de una línea ferroviaria
A localización del mercado
d
d*
R = [ (P - Po) - tf d ] / t(P - Po) = tf d*
4114/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Efectos sociales del transporte
Formación de asentamientosPuntos de gran accesibilidad.
Tamaño de los asentamientosDetermina las áreas de abastecimiento de las ciudades.Movilización de personas dentro de las áreas urbanas.
Movilización en largas distanciasMigracionesTurismo / culturaMovilidad social
4214/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Efectos ambientales del transporte
ContaminaciónAtmosférica.Sonora.Mecánica (vibraciones).Del agua y de la tierra
Consumo de recursos naturales no renovablesIntrusión física y obstrucción visualAccidentes
4314/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Consumo energético de los sistemas de transporte
15
500
30 veces
4414/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
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.
4514/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
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.
4614/03/2006© Roberto D. Agosta - Introducción
Regulación del Sistema de Transporte (II)
Formas de intervenciónDirecta
• 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.