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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DE CHILEESCUELA DE INGENIERA
FRONTERAS DE EFICIENCIA,METODOLOGA PARA LA
DETERMINACIN DEL VALORAGREGADO DE DISTRIBUCIN
RAL EDGARDO SANHUEZA HORMAZBAL
Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias de la Ingeniera
Profesor Supervisor:
HUGH RUDNICK VAN DE WYNGARD
Santiago de Chile, Noviembre, 2003
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DE CHILEESCUELA DE INGENIERADepartamento de Ingeniera Elctrica
FRONTERAS DE EFICIENCIA,METODOLOGA PARA LA
DETERMINACIN DEL VALORAGREGADO DE DISTRIBUCIN
RAL EDGARDO SANHUEZA HORMAZBAL
Tesis presentada a la Comisin integrada por los profesores:
HUGH RUDNICK VAN DE WYNGARD
JUAN MANUEL ZOLEZZI CID
JORGE RAFAEL VERA A.
JULIN BUSTOS OBREGN
TOMS GMEZ SAN ROMN
EDUARDO VARAS
Para completar las exigencias del grado de Doctor en Ciencias de laIngeniera
Santiago de Chile, Noviembre, 2003
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DEDICATORIA
A mi esposa Silvia,
a mis hijas Angela y Carla.
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AGRADECIMIENTOS
Un especial agradecimiento a mi querida esposa Silvia y a mis hijas
ngela y Carla por su comprensin, apoyo y sacrificios durante nuestra estada
en Santiago.
Un sincero agradecimiento a mi profesor supervisor Hugh Rudnick
por su amistad y aliento al desarrollo de esta investigacin.
Un agradecimiento al Sr. Hctor Lagunas por motivar y contribuir al
desarrollo de esta investigacin.
Agradecimientos a Fondecyt que por intermedio del proyecto N0
1040339 apoy el desarrollo de esta investigacin.
Agradezco a la Pontificia Universidad Catlica de Chile que, a travs
del proyecto MECESUP 9903, deposit su confianza y apoyo al desarrollo de
esta investigacin.
Agradezco profundamente a la Universidad de Tarapac, por darme
la oportunidad de continuar mis estudios.
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NDICE GENERAL
Pg.
DEDICATORIA............................................................................................... ii
AGRADECIMIENTOS .....................................................................................iii
NDICE GENERAL..........................................................................................iv
NDICE DE TABLAS......................................................................................vii
NDICE DE FIGURAS...................................................................................viii
RESUMEN..................................................................................................... ixABSTRACT ....................................................................................................xi
I. INTRODUCCIN...................................................................................... 1
1.1 Regulacin por empresa eficiente ..................................................... 1
1.2 Planteamiento y objetivos de la tesis................................................. 4
1.3 Justificacin de la investigacin ....................................................... 5
1.4 Metodologa a desarrollar ................................................................. 8
1.5 Estructura de la tesis....................................................................... 9
II. ESQUEMA REGULATORIO POR EMPRESA EFICIENTE ......................... 11
2.1 Introduccin .................................................................................. 11
2.2 Generalidades y principios de la regulacin en distribucin............ 11
2.3 Identificacin de costos en distribucin.......................................... 13
2.4 Esquemas regulatorios................................................................... 14
2.4.1 Regulacin por tasa de remuneracin .................................. 15
2.4.2 Regulacin con incentivo de eficiencia.................................. 17
2.4.3 Regulacin por empresa eficiente......................................... 23
2.5 Importancia del benchmarking en la regulacin.............................. 24
2.6 Metodologa de frontera en el benchmark ....................................... 25
2.7 Estudios previos ............................................................................ 30
III. FRONTERAS DE EFICIENCIA ................................................................ 46
3.1 Introduccin .................................................................................. 46
3.2 Medicin de la eficiencia................................................................. 47
3.3 La eficiencia productiva.................................................................. 48
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v
3.4 Anlisis envolvente de datos (DEA) ................................................. 513.4.1 Eficiencia dbil y fuerte ....................................................... 55
3.4.2 Rendimientos a escalas ....................................................... 57
3.4.3 Otros modelos DEA ............................................................. 61
3.5 Procedimiento bootstrap en DEA.................................................... 65
3.6 Fronteras estocsticas ................................................................... 69
3.6.1 Funcin de distancia ........................................................... 74
IV. FACTORES PARA DETERMINAR EFICIENCIA EN EL VAD...................... 78
4.1. Introduccin................................................................................... 78
4.2 Los datos ....................................................................................... 78
4.3 Las empresas de distribucin......................................................... 85
4.4 Relaciones entre las variables......................................................... 87
4.5 Asociacin entre grupos de variables .............................................. 92
4.6 Indicadores de eficiencia en el VAD ................................................ 97
V. ANLISIS DE FRONTERAS DE EFICIENCIA EN EL VAD .......................102
5.1 Introduccin ................................................................................ 1025.2 Anlisis DEA................................................................................ 103
5.3 Anlisis bootstrap ........................................................................ 114
5.4 Anlisis de frontera estocstica .................................................... 117
5.4.1 Rendimientos a escala....................................................... 122
5.5 Comparacin de resultados de eficiencia en el VAD ...................... 123
5.6 Rentabilidad de las empresas....................................................... 127
VI. CONCLUSIONES ..................................................................................129
6.1 Aplicacin de la metodologa ........................................................ 130
6.2 Los objetivos de la tesis................................................................ 132
6.3 Conclusiones relativas a las empresas de distribucin chilenas .... 133
6.4 Limitaciones y recomendaciones .................................................. 134
BIBLIOGRAFA ...........................................................................................138
ANEXOS.....................................................................................................151
ANEXO A: Funciones de produccin............................................................152
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ANEXO B: Funcin de distribucin compuesta............................................157ANEXO C: Anlisis de componentes principales ..........................................159
ANEXO D: Aspectos para determinar la rentabilidad de las empresas ..........165
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NDICE DE TABLAS
Pg.
Tabla 2.1: Caracterizacin de la frontera de eficiencia con metodologa DEA . 44
Tabla 4.1: Empresas de distribucin consideradas en el estudio ................... 80
Tabla 4.2: Variables consideradas en el estudio............................................ 81
Tabla 4.3: Variables, agrupadas de acuerdo a caractersticas de diseo ........ 84
Tabla 4.4: Estadstica descriptiva de los datos .............................................. 86
Tabla 4.5: Matriz de correlacin lineal simple entre pares de variables .......... 88
Tabla 4.6: ACP, Auto valores y correlacin lineal .......................................... 93
Tabla 5.1: Descripcin de variables utilizadas en los modelos ..................... 105
Tabla 5.2: Resultados de eficiencia en el VAD para los modelos 1-3 ............ 106
Tabla 5.3: Variables virtuales ..................................................................... 108
Tabla 5.4: Grupo de referencia para cada empresa ..................................... 110
Tabla 5.5: Variables de holgura, s .............................................................. 113
Tabla 5.6: Eficiencia corregida, correccin bootstrap .................................. 116
Tabla 5.7: Estadstica descriptiva de las variables utilizadas....................... 118
Tabla 5.8: Fronteras paramtricas estimadas ............................................. 120
Tabla 5.9: Estimacin de la eficiencia, mtodo estocstico .......................... 121
Tabla 5.10: Eficiencia a escala ................................................................... 123
Tabla 5.11: Niveles de eficiencia encontrada para el VAD............................ 124
Tabla 5.12 Resumen estadstico de la rentabilidad grupo de empresas....... 128
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NDICE DE FIGURAS
Pg.
Figura 3.1: Funcin de produccin con dos entradas y una nica salida....... 49
Figura 3.2: Representacin lineal de una isocuanta unitaria, Farrel (1957). .. 50
Figura 3.3: Eficiencia dbil en DEA .............................................................. 56
Figura 3.4: Fronteras de eficiencia CRS y VRS.............................................. 60
Figura 3.5: Funcin de densidad del error compuesto , con 2 1v = y distintos
valores de 2u ........................................................................... 72
Figura 4.1: Plano principal del ACP para las variables total .......................... 95
Figura 4.2 Plano principal variables clientes-ventas e instalaciones .............. 96
Figura 4.3 Plano principal variables, gestin y variables generales................ 97
Figura 5.1: Eficiencia en el VAD con distintos modelos de frontera ............. 124
Figura 5.2: Eficiencia en el VAD, para todos los modelos ............................ 125
Figura 5.3: Diagrama para el chequeo de rentabilidad ................................ 128
Figura A.1: Funcin de produccin de un producto y dos insumos ............. 153
Figura A.2: Isocuantas ............................................................................... 154
Figura B.1: Funcin de distribucin media normal, |(0, u2)|.................. 157
Figura B.2: Funcin de distribucin normal, (0, v
2)................................ 157
Figura C1: Plano principal ......................................................................... 163
Figura C2: Primer plano principal .............................................................. 164
Figura D.1 Ciclo de explotacin de las empresas de distribucin................. 166
Figura D.2 Tiempo medio del ciclo de explotacin ....................................... 168
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE
ESCUELA DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRICA
FRONTERAS DE EFICIENCIA, METODOLOGA PARA LA DETERMINACIN
DEL VALOR AGREGADO DE DISTRIBUCIN
Tesis enviada a la Direccin de Investigacin y Postgrado en cumplimiento parcial de losrequisitos para el grado de Doctor en Ciencias de la Ingeniera.
RAL EDGARDO SANHUEZA HORMAZBAL
RESUMEN
Esta tesis trata el tema de la determinacin del valor agregado de
distribucin (VAD) de las empresas de distribucin elctrica, desde el punto de
vista del criterio de la eficiencia productiva. Para ello, se dise una
metodologa de evaluacin de la eficiencia productiva, mediante la
identificacin de los indicadores de la misma, que respeta los principios y
caractersticas de comparacin entre las empresas, y que deja en evidencia
acciones y estrategias que conducen a una reduccin de costos para las
empresas de distribucin.
La metodologa desarrollada consiste en el uso de tcnicas estadsticas y
Anlisis Envolvente de Datos (DEA) y se examin con un estudio relativo a la
determinacin de eficiencia en el clculo del VAD para el grupo de empresas de
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distribucin elctricas chilenas. Se identific un conjunto de indicadores
relativos a la eficiencia del proceso productivo de las empresas. Las
propiedades de la tcnica DEA permitieron considerar conjuntamente variables
con distintas dimensiones fsicas que caracterizan la actividad de distribucin
en un anlisis global del sector y, al mismo tiempo, contemplar caractersticas
propias de cada empresa de distribucin, con respecto a su entorno. Al mismo
tiempo, se reconoce que este anlisis permite nicamente la estimacin
puntual de eficiencia en la estimacin del VAD, sin que se pueda analizar la
precisin de tal estimacin. La novedad de este trabajo radica precisamente en
la aplicacin de un estimador bootstrap desarrollado recientemente en la
literatura, para construir intervalos de confianza del clculo de eficiencia en el
VAD de cada empresa. Adems, como un intento de comprobar la solidez de la
metodologa desarrollada, se realiza un contraste metodolgico de los
resultados utilizando un procedimiento de estimacin estocstica. Del anlisis
se observa que slo el 57,2 % de las empresas evaluadas fueron consideradas
tcnicamente eficientes y para cada una de las otras empresas, la metodologa
identific acciones y estrategias para mejoras de la productividad.
Por ltimo, si bien en la metodologa desarrollada se consider a
priori la existencia de economas de escala, sta qued comprobada con los
resultados del anlisis estocstico, el cual se demostr en el grupo de
empresas analizadas.
Miembros de la Comisin de Postgrado
HUGH RUDNICK VAN DE WYNGARDJUAN MANUEL ZOLEZZI CID
JORGE RAFAEL VERA A.
JULIN BUSTOS OBREGN
TOMS GMEZ SAN ROMN
EDUARDO VARAS C.
Santiago, noviembre, 2003
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE
COLLEGE OF ENGINEERING
DEPARTMENT OF ELECTRIC ENGINEERING
FRONTIER OF EFFICIENCY, METHODOLOGY FOR THE DETERMINATION
OF THE DISTRIBUTION ADDED VALUE
Thesis submited to the Office of Research and Graduate Studies in fullfilmentof the requirements for the Degree of Doctor in Engineering Sciences by
RAL EDGARDO SANHUEZA HORMAZBAL
ABSTRACT
This thesis treats the theme of the determination of the distribution
added value (VAD, as per Spanish acronym) under the point of view of the
productive efficiency criteria. A methodology of productive efficiency evaluation
that respects the principles and characteristics of companies benchmarking
was elaborated. It also indicates actions and strategies to improve the
distribution companies productivity.
The developed methodology consists of the use of statistical
techniques and Data Envelopment Analysis (DEA) and it is examined with a
study to determine the efficiency in the calculation of the VAD for the group of
Chilean electrical distribution companies. A set of indicators was identified
relative to the efficiency of the productive process of the companies. The
properties of the DEA technique allowed to consider jointly variables with
different physical dimensions that characterize the distribution activity in a
global analysis of the sector and, at the same time, to contemplate individual
characteristics of every distribution company, with regard to its environment.
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The novelty of this work takes root precisely in the use of a bootstrap estimator
recently developed in the literature, to construct confidence intervals of the
calculation of efficiency in the VAD of every company. Besides, as an intent of
verifying the robustness of the developed methodology, a methodological
contrast of the results utilizing a procedure of stochastic estimation is
developed. From the analysis it is observed that only 57,2 % of the evaluated
companies were considered to be technically efficient and the methodology
identified actions and strategies for improvements of the productivity for each
company.
Finally, although the developed methodology considers a priori the
existence of economies of scale, this is verified with the results of the
stochastic analysis, which was demonstrated in the group of analyzed
companies.
Members of the Graduate Committee:
HUGH RUDNICK VAN DE WYNGARD
JUAN MANUEL ZOLEZZI CID
JORGE RAFAEL VERA A.
JULIN BUSTOS OBREGN
TOMS GMEZ SAN ROMN
EDUARDO VARAS C.
Santiago, november, 2003
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I.
INTRODUCCIN
1.1 Regulacin por empresa eficiente
Este trabajo aborda el tema de la determinacin del valor agregado
de distribucin (VAD), que es requerido en la regulacin de las empresas de
distribucin elctrica, basada en el concepto de empresa eficiente o empresa
modelo. Las empresas de distribucin elctrica, como industrias de red,
tienen como objetivo el transporte y distribucin de energa desde puntos
especficos en las lneas de alta o media tensin, para entregar a consumidores
finales a niveles de tensin apropiados para el uso industrial y domstico. Esta
actividad se encuentra organizada en empresas de servicio pblico,las cuales
obtienen suministros de energa mediante contratos con generadores.
En la ltima dcada, un gran nmero de pases y zonas geogrficas
han realizado drsticas transformaciones a sus sectores elctricos en procesos
tanto de segmentacin como de privatizacin de los monopolios estatales.
Como consecuencia de estas transformaciones, se ha registrado un fuerte
cambio en el rol del Estado que ha pasado de ser un agente productor y
propietario de empresas a un agente regulador de aquellas etapas del sector
elctrico que se constituyen como monopolio natural, como lo es la
distribucin elctrica.
Para la regulacin de la distribucin elctrica, la mayor parte de los
pases latinoamericanos que han comenzado esta transformacin, hanadoptado un esquema tipo benchmark, utilizando el concepto de empresa
eficiente, como empresa que se encuentra adaptada a la demanda y que opera
bajo un plan de obras ptimo. En este esquema, para forzar a las empresas a
ser eficientes, el regulador fija precios de acuerdo a los costos de una empresa
eficiente, diseada desde cero y sin considerar a las empresas reales. La
empresa real obtendr una rentabilidad normal slo si es capaz de emular a la
empresa eficiente reduciendo sus gastos de operacin e inversin, minimizando
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2
de esta manera el valor presente de sus costos. Este proceder ha redundado, a
que en general, se manifieste una tendencia de reduccin en las tarifas de
distribucin, [Ministerio de Economa, 2001].
En Chile, el empleo del concepto de empresa eficiente en el clculo
de tarifas de distribuci se encuentra bajo la normativa que comprende la Ley
General de Servicios Elctricos (DFL 1/82, del Ministerio de Minera), el
Reglamento de la ley (DS327 del Ministerio de Minera, de 1998) y las bases de
los procesos tarifarios.
En forma general la Ley indica que la determinacin de los precios
de los servicios de distribucin debe determinarse sobre la base del VAD ms
una componente por uso del sistema de transmisin1. El VAD se determina
para la empresa modelo y considera las componentes principales de costos que
se incurren en la actividad de red, stas son: costos por concepto de gastos de
administracin, facturacin y atencin al usuario, independiente de su
consumo; prdidas medias de distribucin de potencia y energa; y costos de
inversin, mantencin y operacin asociados a la distribucin, por unidad de
potencia suministrada. El clculo debe contemplar instalaciones adaptadas a
la demanda, su vida til, y una tasa de actualizacin igual al 10% real anual2.
Estas componentes se determinan para un grupo de reas fijadas
previamente por el regulador3, considerando que representan las mismas
condiciones climticas, demogrficas y geogrficas que las empresas reales
puedan encontrar operando en el pas, por lo cual se espera que los valores
agregados por la actividad de distribucin para cada una de ellas sean
parecidos entre s.
1 Las referencias en la Ley General de Servicios Elctricos, DFL 1/82, al concepto de empresa eficiente parala fijacin de precios en distribucin, se contemplan en Titulo IV (artculos 90 a 129). La componente queda cuenta del uso del sistema de transmisin se valoriza de acuerdo al precio de nudo pertinente, deacuerdo a lo sealado en el artculo 110 de la Ley y el artculo 294 del reglamento.
2 Artculo 1063 Artculo 150, letra m.
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3
En Chile, ste marco regulatorio por empresa eficiente se ha
aplicado con xito en los ltimos procesos tarifarios [Ministerio de Economa,
2001]. Sin embargo, se han presentado serias discrepancias entre las
empresas y el regulador, producto fundamentalmente de que un conjunto
importante de aspectos determinantes en los resultados del VAD no estn
definidos en la ley y quedan abiertos para ser establecidos en las bases de los
estudios, o bien quedan sin definicin. En este ltimo caso se incluyen los
criterios empleados para la definicin de las reas de distribucin tpicas y la
estructura tarifaria. Las dificultades enfrentadas en el proceso han llevado a
algunos a plantear el reemplazo de la regulacin por empresa eficiente por un
price cap. Aunque, como aseveran Galetovic y Bustos [Galetovic y Bustos,
2002], el price cap no implica necesariamente mejoras, tambin requiere
amplia informacin de la empresa real.
Precisamente, las limitaciones y atribuciones de los organismos
reguladores son consideraciones que se deben tener presentes en todo proceso
regulatorio. La teora econmica sugiere que la regulacin ptima requiere queel regulador conozca un conjunto de informacin que rara vez est disponible.
Generalmente la informacin de costos histricos y de balances reemplaza a
las funciones de costo sugeridas tericamente. La ocultacin de datos y la
carencia de medios tcnicos que permitan verificar el cumplimiento de reglas
claras y especficas, constituyen un dficit informativo para los entes
controladores o reguladores.
En los ltimos aos, y con el uso creciente del mecanismo decompetencia por comparacin [Schleifer, 1985], ha crecido el inters por los
indicadores de desempeo de las empresas en la regulacin de monopolios
regionales. Indicadores que pueden determinarse a travs de estudios de
fronteras que pueden dividirse en fronteras de produccin y de costos.
La evidente necesidad de revisar los procedimientos que se siguen
para regular y determinar el VAD, ha llevado a proponer la metodologa de
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fronteras de eficiencia como procedimiento alternativo para la estimacin del
valor agregado de distribucin, VAD. Es precisamente en este sentido que
pretende contribuir esta investigacin.
1.2 Planteamiento y objetivos de la tesis
El problema de investigacin tratado en la presente tesis es:
Plantear y desarrollar una metodologa para establecer la frontera de
eficiencia de costos que permita definir el VAD asociado a las empresas de
distribucin elctrica que operan en cada segmento o rea tpica de
distribucin, haciendo uso de procedimientos y criterios que contemplen los
variados factores que caracterizan la actividad de red, sus interrelaciones y las
mismas condiciones demogrficas y geogrficas en que las empresas reales
puedan encontrarse operando en el pas.
En la tentativa de contribuir hacia la solucin de este problema, se
sigue y desarrolla una metodologa de evaluacin de la eficiencia productiva de
las empresas de distribucin chilenas, que respeta los principios y criterios de
evaluacin utilizados por la Comisin Nacional de Energa y es coherente con
las tcnicas modernas de anlisis de eficiencia comparativa.
Para elaborar dicha metodologa, se formularon los siguientes
objetivos:
1.- Analizar crticamente la formulacin y aplicacin del esquema
regulatorio por empresa modelo y benchmarking en
distribucin, en cuanto a metodologas, procedimientos,
resultados y rigurosidad terica empleados. La finalidad de este
anlisis es su adaptacin al desarrollo y especificacin de una
metodologa de determinacin de costos estndares de
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distribucin de empresas modelos eficientes operando en el
pas.
2.- Desarrollar un procedimiento metodolgico matemtico
generalizado y sistemtico para determinar el valor agregado de
distribucin, que permita una nueva modalidad para la fijacin
de tarifas de distribucin, cuyo mayor soporte terico logre
disminuir las ambigedades metodolgicas de la ley vigente.
1.3 Justificacin de la investigacin
La evaluacin para fines tarifarios de la eficiencia de las empresas
de distribucin es un tema recurrente en el pas, a raz del debate entre las
empresas y el regulador por la fijacin de precios, proceso que se repite cada
cuatro aos, desde comienzo de la dcada de los 80. El desarrollo prctico
alcanzado en este tiempo ha permitido consolidar las caractersticas y los
principios de un modelo de comparacin de eficiencia, que tiene como objetivo
definir ptimamente el sistema de distribucin, como resultado de una
bsqueda que debe satisfacer en forma conjunta las necesidades de los
clientes y las empresas.
Sin embargo, la ausencia de uniformidades en la definicin y
aplicacin de los conceptos y criterios para el diseo de la empresa eficiente,
as como la incorporacin de las economas de escala, evidencian la necesidad
de investigar y desarrollar procedimientos matemticos generalizados para la
determinacin de los costos eficientes en el sector de distribucin.
La literatura sobre la aplicacin del concepto de empresa eficiente a
la tarificacin de la distribucin elctrica ha sido limitada. En Chile, se
conocen los estudios desarrollados en el Departamento de Ingeniera Elctrica
de la Universidad Catlica de Chile, tanto en el mbito del VAD [Rudnick y
Raineri, 1997], [Molina, 1998], [Bernstein, 1999], [Rudnick, Sanhueza y Watts,
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2002] como en metodologas de price cap [Donoso , 1999], [Rudnick y
Donoso, 2000], [Rudnick y Donoso, 2001] y peajes de distribucin [Recordon
2001], [Recordon y Rudnick 2002], Departamento de Ingeniera Industrial de la
Universidad de Chile [Galetovic y Bustos, 2002], [Galetovic y Sanhueza, 2002].
Al nivel de los consultores ha habido desarrollos importantes en el pas,pero
estos estudios no son pblicos y se han centrado ms en los procedimientos de
aplicacin que en desarrollos conceptuales y tericos. Una excepcin es el
trabajo realizado por GTD Consultores [GTD consultores, 2000], en el cual se
introduce la nocin de eficiencia extrema y su determinacin mediante
mtodos de ajuste no lineal de curva. A nivel del gobierno, tambin ha habido
anlisis cualitativos, [Ministerio de Economa 2001].
Tanto a nivel nacional como internacional, se desconoce la
existencia de estudios que hagan uso de las fronteras de eficiencia para la
determinacin del VAD y su aplicacin en tarificacin de las empresas de
distribucin elctricas, en el contexto del esquema regulatorio por empresa
eficiente. Aunque, s se dispone de estudios donde se determina eficiencia a losdistintos niveles de los sistemas elctricos; generacin, transmisin y
distribucin, empleando mtodos de benchmarking, basados en anlisis de
frontera, los que pueden clasificarse segn la manera en que sta se especifica
y determina. La especificacin se refiere a si la frontera se calcula a partir de
una funcin de produccin o una funcin de costo;en ambos casos, la frontera
ser estimada a partir del mejor accionar de una empresa o grupo de
empresas. Desde el punto de vista de la determinacin, los principales mtodos
son Anlisis Envolvente de Datos (DEA), [Pollitt, 1995], [IPART, 1999], [DTE,
1999, 2000], [Jamasb, Pollitt 2001a, 2001b, 2001c], [Burns y Weyman-Jones,
1996], Mnimos Cuadrados Ordinarios Corregidos (COLS), [Filippini y Wild,
2000], y Anlisis de Frontera Estocstica (SFA), [Weyman-Jones, 1992, 2001],
[Goto y Tsutsui, 1998], [Filippini, Wild y Kuenzle, 2001], [Hattori, 2001, 2002].
La metodologa DEA utiliza tcnicas de programacin lineal, mientras COLS y
SFA son tcnicas estadsticas.
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Como se concluye de estos estudios, la evaluacin de la eficiencia
productiva de las empresas de distribucin puede realizarse mediante modelos
cuantitativos de medicin de eficiencia, que contemplen mltiples factores
involucrados en la industria de red y que consideren los principios de
comparacin y evaluacin de las empresas.
En los ltimos aos, el Anlisis Envolvente de Datos se ha
convertido en un mtodo de benchmark muy usado por las empresas. La
principal ventaja de DEA consiste en que no est basado en el conocimiento dela funcin de produccin, corresponde a un mtodo no paramtrico,
permitiendo as modelos ms ricos y no dependientes del conocimiento de los
precios de los factores de produccin. DEA encuentra el conjunto de empresas
eficientes a partir de las cuales, mediante combinaciones lineales, obtiene la
envolvente o frontera. Esto representa una ventaja por su mayor flexibilidad,
aunque para muchos su inconveniente fundamental radica en la falta de
propiedades estadsticas de los resultados obtenidos con la programacin
lineal. Sin embargo, a su favor est la factibilidad de incorporar las economasde escala, ventaja importante que justifica su eleccin.
Adicionalmente, est la posibilidad de estimar economtricamente la
funcin de produccin, lo que ha permitido el desarrollo del concepto de
frontera estocstica que a su vez ha dado nombre a la segunda metodologa en
el estudio de la eficiencia.
En este caso, se postula una funcin de comportamiento eficiente,
funcin de produccin o de costo, que se acompaa de dos perturbaciones:
una que considera el ruido aleatorio, y otra que refleja la ineficiencia. A
diferencia de lo que ocurre con el empleo de DEA, la frontera estocstica tiene
un carcter paramtrico, en cuanto a que se postula una forma funcional
especfica para explicar el comportamiento eficiente de las empresas. Por tanto,
los ndices de eficiencia obtenidos tienen propiedades estadsticas, permitiendo
plantear contrastes de hiptesis a los resultados.
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1.4 Metodologa a desarrollar
Esta tesis desarrolla una metodologa para evaluar la eficiencia en el
funcionamiento de las empresas de distribucin chilenas. Eficiencia que se
mide a travs de la cuantificacin de los recursos empleados en el servicio
dado. En este sentido, se pretende modelar los costos de las empresas que en
conjunto definen la frontera de eficiencia del mercado de distribucin de
energa elctrica, frontera definida por los costos y parmetros propios de
operacin de cada empresa. Esta metodologa es consistente con los criterios
para la clasificacin de reas de distribucin tpica, utilizados por la Comisin
Nacional de Energa, y coherente con las tcnicas modernas de anlisis de
eficiencia comparativa.
La unidad bsica para la toma de decisin son las empresas de
distribucin y la medida de eficiencia productiva se determina utilizando el
Anlisis Envolvente de Datos. La tcnica DEA considera mltiples recursos y
mltiples resultados sin necesitar que se conozca a priori un conjunto de
factores de sustitucin entre los recursos y los resultados. Estas
caractersticas son particularmente ventajosas en la evaluacin de las
empresas cuyos factores de produccin por representar unidades ms bien
fsicas no estn directamente sometidos a valores de mercado u otras medidas
coordinadoras de importancia relativa.
La metodologa que se desarrolla puede ser descrita en dos pasos
consecutivos: identificacin de los factores que caracterizan el proceso
productivo de las empresas de distribucin; seleccin de las variables que
caracterizan la frontera de eficiencia de costos o VAD eficiente; y el anlisis de
los resultados. El primer paso investiga el significado conceptual de la
informacin existente e identifica los factores productivos presentes en los
datos disponibles y las principales variables descriptivas a travs de un
anlisis estadstico a los datos. En el segundo paso se utiliza el anlisis
envolvente de datos para seleccionar las variables ms relevantes para la
evaluacin de eficiencia productiva, adems, en la caracterizacin de la
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frontera de eficiencia se incluye un anlisis de sensibilidad frente a la
existencia de error en los datos, anlisis que se realiza considerando una
metodologa DEA-Bootstrap, [Simar y Wilson 1998, 2000a, 2000b], [Lthgren,
1998].
1.5 Estructura de la tesis
El informe de tesis est organizado en 6 captulos y 5 anexos.
El primer captulo introduce el tema de regulacin de las empresas
de distribucin y el objetivo de la investigacin: las empresas de distribucin
chilenas. Se presenta el problema de la investigacin y los procedimientos
metodolgicos que contribuyen a su solucin.
En el captulo 2 se presentan las referencias tericas que posibilitan
la definicin del problema.
En el captulo 3 se presentan aspectos importantes de la
metodologa de frontera para la medicin de eficiencia, la cual se aborda a
travs de enfoques economtricos y de programacin matemtica. Estas
metodologas conforman la base terica para la proposicin planteada en la
presente tesis.
En el captulo 4 se describe el conjunto de empresas de distribucin
utilizadas como muestras para la determinacin de eficiencia en el valor
agregado de distribucin, se realiza un anlisis estadstico con el fin de
identificar las variables que definen a los factores de eficiencia de manera de
emplearlas en la caracterizacin y el anlisis fronteras de eficiencia en el VAD.
En el captulo 5 se recoge la aportacin ms relevante de esta tesis,
que se centra en el anlisis emprico de la determinacin de eficiencia en el
VAD. Tras una revisin de la literatura sobre este aspecto, en este captulo se
realizan dos tipos de caracterizacin de la frontera de eficiencia a travs de
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mtodos de programacin matemtica y economtricos; en el primer caso, se
emplea la metodologa DEA junto a un proceso de correccin bootstrap con lo
cual se considera los posibles errores de especificacin y en los datos; en el
segundo, se utiliza la metodologa de frontera estocstica con la cual se
consigue medir los dos componentes de la eficiencia en el VAD de las empresas
de distribucin chilenas.
Por ltimo, en este captulo se comparan los resultados obtenidos de
eficiencia en el VAD con los obtenidos por la Comisin Nacional de Energapara el proceso regulatorio ao 2000. Finalmente, este captulo muestra una
revisin de los valores definitivos del VAD, tras un chequeo de rentabilidad
para las empresas.
Finalmente el captulo 6 incluye las conclusiones de la tesis.
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II. ESQUEMA REGULATORIO POR EMPRESA EFICIENTE
2.1 Introduccin
La regulacin por empresa eficiente, introducida a principios de la
dcada de 1980 para el sector elctrico chileno, fue un esfuerzo notable, no
slo por su carcter precursor en el mbito internacional, sino porque ha
permitido el adecuado funcionamiento de un sector complejo. Como resultado
de esta regulacin, las empresas han expandido su capacidad y aumentado su
eficiencia interna en forma significativa desde su privatizacin. Sin embargo,
an existen algunos problemas de regulacin en distribucin; por ejemplo,
para el regulador las tarifas, aunque han disminuido, an exceden a las
socialmente eficientes a juzgar por las elevadas rentabilidades de algunas
empresas que prestan este servicio.
Como una introduccin al tema, en este captulo se revisan los
principios regulatorios bsicos, as como los principales esquemas o aquellos
que formalmente se encuentran definidos en la literatura, entre los que seincluye aqul cuyo ncleo es la empresa eficiente. Tambin, se introduce el
concepto de eficiencia productiva y cmo las tcnicas de medicin de
benchmark pueden emplearse para la determinacin de eficiencia en el VAD.
2.2 Generalidades y principios de la regulacin en distribucin
La actividad de distribucin se caracteriza por las constantes
inversiones que se deben realizar y los distintos rendimientos a escala que
presentan las empresas. Si bien las economas de escala introducen eficiencia,
provocan que los ingresos generados por una tarificacin a costo marginal no
alcancen a cubrir los costos totales de estas empresas. Asimismo, la fuerte
interdependencia de las inversiones unido al extenso perodo para la
recuperacin del capital da origen a una funcin de costos claramente
subaditiva para el rango de demanda relevante, determinando que socialmente
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sea ms eficiente tener slo una empresa en vez de varias empresas operando
en una misma rea geogrfica. De esta manera y como se trata de garantizar la
mxima cobertura, con un alto grado de calidad y al menor precio posible, se
justifica y permite la operacin de las empresas de distribucin como un
monopolio natural.
En condiciones monoplicas la produccin est asociada a
ineficiencias econmicas y a que los consumidores no tengan posibilidades de
eleccin, por lo que se hace necesario regular el servicio de manera de evitarprcticas abusivas (mala calidad, baja cobertura, precios altos). Para ello, el
regulador establece los derechos y obligaciones de las empresas distribuidoras,
delimitando las zonas de concesin para instalar, operar y explotar las redes
de distribucin de servicio pblico. Asimismo, establece los niveles de precios y
crea los incentivos que permitan mejorar la gestin, dado que no existe
competencia de mercado que los promueva.
De esta manera, el objetivo bsico de cualquier esquema regulatorio
es proporcionar los incentivos apropiados a las empresas para forzarlas a ser
eficientes y que a travs de una adecuada seal de precio,stas sean capaces
de traspasar, en el largo plazo, parte de sus beneficios a los usuarios producto
de polticas eficientes en la inversin y el funcionamiento. Estos incentivos
estarn al alcance de las empresas slo si el regulador puede demostrar algn
grado de compromiso y estabilidad. Compromiso y estabilidad que provienen
de asegurar ciertos principios generales que el regulador debe cumplir, como
se revisa en [Rudnick y Raineri, 1997]
Transparencia: en el sentido de permitir un trato equitativo que
garantice el autofinanciamiento de la empresa, dadas las exigencias de
expansin, cobertura y calidad del servicio; pero protegiendo a los
consumidores de tarifas excesivas;
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Eficiencia: de manera de generar incentivos adecuados para que las
empresas sean operadas en forma eficiente, tanto en su eficiencia productiva
como en sus decisiones de inversin;
Estabilidad: en consideracin a entregar garantas a los
operadores de que el regulador no realizar alteraciones frecuentes de tarifas
que hagan aumentar el riesgo asociado sobre las decisiones relativas a futuras
inversiones;
Simplicidad: de manera de proveer una seal de precios
adecuada para el uso racional del recurso;
Basndose en estos principios, la regulacin de los monopolios
naturales se realiza a travs de diversos enfoques, diferencindose, unos de
otros, por presentar distintos grados de adhesin a los principios indicados
anteriormente.
2.3 Identificacin de costos en distribucin
Antes de revisar los esquemas regulatorios ms importantes
definidos y descritos en la literatura especializada, es necesario identificar los
costos asociados a la actividad que se pretende remunerar. Este proceso,
adems de permitir identificar los tipos de costos a considerar y las correctas
cantidades asociadas a stos, permitir comprender el importante grado deconflicto que resulta de la relacin entre regulador y regulado.
Los costos de las empresas de distribucin que se asocian a las
componentes de explotacin, mantencin y expansin de las redes, pueden
agruparse en los siguientes tems:
Costos de inversin asociados a la expansin de las redes.
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Costos de capital, relativos a intereses y relacionados con la
depreciacin de los activos.
Costos de explotacin que incluyen prdidas, monitoreo y
mantencin de las redes.
Costos administrativos y costos fijos generales.
Costos de empalme por nuevos consumidores.
Costos por lectura y facturacin relativas al uso de las redes.
Cada uno de estos costos se encuentra afectado indistintamente por
factores externos a las empresas de tipo: climtico, geogrfico y demogrfico, lo
cual revela a la regulacin tarifaria como un proceso muy complejo y exigente,
considerando:
La necesidad de identificar y valorizar de forma adecuada las
diversas componentes.
La necesidad de ponderar de forma justa y transparente la
influencia de factores como el tipo de red, rural o urbana, las
lneas areas o subterrneas y el tipo y densidad de consumo
presente en la actividad de la empresa.
La conveniencia en emitir seales que origine la adopcin de
comportamientos ms eficientes por parte de las empresas
actuando en el rea de concesin.
2.4 Esquemas regulatorios
En el mbito mundial se ha experimentado con diversos esquemas
regulatorios, diferencindose uno de otro por presentar distintos grados de
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adhesin a los principios antes mencionados. Estudio de estos esquemas
aplicados a los sistemas de distribucin se puede encontrar en [Gmez 1999],
[Jamasb y Pollitt, 2001a]. A continuacin se revisan los principales de stos.
2.4.1 Regulacin por tasa de remuneracin
La regulacin por tasa de remuneracin o costos de servicio,
conocida en la literatura de habla inglesa como rate of return o cost of
service (ROR/COS), fue utilizada para determinar las remuneraciones de las
empresas verticalmente integradas en muchos de los pases durante la post-
guerra.
Bajo este esquema, el regulador fija las tarifas de manera de
permitir a las empresas financiar sus costos operacionales ms un retorno
"razonable" sobre el capital invertido. Tarifas que, adems, pueden modificarse
como consecuencia de cualquier cambio en los costos operacionales de lasempresas.
Este esquema regulatorio est concebido para que el regulador
limite las ganancias de las empresas ajustando la tasa de retorno sobre la
inversin neta remunerable o rate base. La inversin neta remunerable,
corresponde a la valorizacin de las inversiones y activos sin considerar
depreciacin y cuya remuneracin ha sido aprobada.
El proceso se describe por la siguiente ecuacin de contabilidad
=
= + 1
n
i ii
p q Costos r RB (2.1)
donde:
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pi Representa el precio al cual se vende el servicio i
qi Representa la cantidad del servicio i que se estima vender
n Representa el nmero de servicios suministrados
r Representa la tasa de retorno, considerada razonable por
el regulador.
RB Representa la inversin neta remunerable, rate base
Costos Representa los costos operacionales por el servicio
suministrado, es decir, costos de operacin, mantencin,
depreciacin e impuestos.
Lo criticable de este esquema es que da muy pocos incentivos a las
empresas para reducir sus costos y operar eficientemente. Si se reducen loscostos, el regulador bajar los precios para reducir las utilidades hasta el tope
mximo, con lo cual para quien realiza el esfuerzo de reducir costos no obtiene
ningn beneficio, perdiendo su sentido. Por el contrario, reducir el esfuerzo
para mejorar la eficiencia y aumentar los gastos tiene sentido en la medida que
la regulacin permita traspasar dichos costos a los usuarios.
Por otra parte, los aumentos de capital derivados de las nuevas
inversiones son en general autorizados por el regulador a ser transferidos a lastarifas (sistema depass through). Se crea as un incentivo a la sobre-inversin
que aumenta la capacidad de produccin pero que no necesariamente genera
mejoras en la eficiencia, fenmeno conocido como ineficiencia-X y atribuible a
la falta de competencia, [Crew y Kleindorfer, 1986].
Por otra parte, la existencia de una clara asimetra de informacin
convierte los ejercicios regulatorios en una tarea de alta complejidad. En el
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caso de los sistemas de distribucin, la gran multiplicidad de instalaciones y
los distintos tipos de redes requieren de la disposicin de una gran cantidad de
informacin en amplio detalle. Como ya se indicara, es la empresa quien
conoce la informacin de costos, tecnologa y la demanda que enfrenta, no el
regulador.
Adems, requiere por parte del regulador una estructura de control
de costos (costos histricos de inversin), y un volumen de trabajo muy
superior a otros esquemas regulatorios, [Jamasb y Pollitt, 2001a].
2.4.2 Regulacin con incentivo de eficiencia
Si bien varias empresas pueden producir un mismo producto, no
todas podrn hacerlo a un mnimo costo debido a las ineficiencias productivas.
Hay convincentes razones para pensar que en un mercado competitivo, las
ineficiencias productivas sern de poca importancia, especialmente en elmediano plazo. Sin embargo, en el caso de los monopolios naturales como los
servicios pblicos, el tema de la eficiencia productiva es de primera
importancia.
Adems, est la asimetra de informacin, producto de que son los
operadores de las empresas los que tienen el conocimiento preciso y detallado
de cmo operar la empresa en forma eficiente y que, sin embargo, no tiene
ningn motivo o incentivo para revelar esta informacin.
Estas razones han cobrado nfasis en la nueva teora de la
regulacin, de la cual han surgido numerosos esquemas que pretenden crear
mecanismos de incentivos para optimizar los efectos de la regulacin, dadas
las restricciones de ineficiencias productivas y de informacin asimtrica.
Algunos de estos esquemas se presentan a continuacin.
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Precios mximos
La idea bsica en la regulacin con precio mximo o price cap, es
fijar las tarifas por un determinado perodo, usualmente 4 5 aos, sin
realizar una revisin tarifaria intermedia. En esta condicin, la empresa
enfrenta el riesgo de que si no es capaz de contener los costos sus ganancias
se reducirn, puesto que las tarifas no se ajustarn para validar estos mayores
costos. Por el contrario, si la empresa logra reducir los costos durante el
perodo entre revisiones de tarifas, puede obtener ganancias sobre normales.Por lo tanto, este tipo de regulacin otorga incentivos para que la empresa
controle y reduzca sus costos.
Inicialmente, las tarifas se fijan por un perodo determinado sobre la
base de los ltimos costos de la empresa real, pudindose ajustar entre
revisiones tarifarias de acuerdo a la inflacin menos el aumento de eficiencia o
productividad que el regulador estima puede lograr la empresa (factor X), lo
cual mantiene los precios en su valor real. Al final del plazo, generalmente de
cuatro a cinco aos, se realiza una revisin tarifaria donde los beneficios por
los aumentos de eficiencia son traspasados a los usuarios.
Este proceso regulatorio puede describirse por la ecuacin:
= + +
, , 1 1
100i t i t
I XP P Z (2.2)
donde:
, i tP Representa el mximo precio unitario al que es vendido
un servicio determinado idel ao o semestre t.
, -1i tP Representa el mximo precio unitario al que es vendido
un servicio determinado ien el ao o semestre t-1.
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I representa la tasa de inflacin en porcentaje.
X Representa el factor de eficiencia en porcentaje, el cual
puede ser positivo o negativo. Un valor positivo limita a la
empresa a obtener los beneficios permitidos, producto de
la transferencia de eficiencia a sus clientes. Por el
contrario, se puede adoptar un valor negativo para X
cuando se reconozca la necesidad de realizar inversiones
suplementarias que, de otro modo, no podranfinanciarse. El valor de X puede modificarse cada ao o
cada semestre, de acuerdo con la proyeccin realizada al
principio del perodo regulatorio.
Z Representa un factor de ajuste, positivo o negativo, que
permite corregir los precios por cambios inesperados en el
entorno, errores regulatorios o -simplemente- corrige
factores que escapan del control administrativo de la
empresa. Como ejemplo de estas situaciones pueden
corresponder las variaciones no previstas del costo de
capital, variaciones significativas en las ventas producto
de factores climticos, etc.
En la prctica, al fijar las tarifas mximas el regulador proyecta los
aumentos de eficiencia que razonablemente puede lograr en el futuro laempresa. De esta forma, para obtener utilidades, la empresa tiene que ser
capaz de reducir sus costos por sobre lo proyectado por el regulador. El
resultado final de este ajuste es que las ganancias de eficiencia son
traspasadas a los consumidores antes de lo que seran si no se proyectaran las
ganancias de eficiencia. Asimismo, el regulador reconoce que en una revisin
particular, los costos podran no ser ms bajos de lo que podran llegar a ser,
pero en vez de realizar un gran esfuerzo para estimar estos costos, tarea
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dificultada por la asimetra de informacin, confa en los incentivos que est
entregando. De esta manera, el regulador tiene la conviccin de que con el
tiempo,los costos reales convergern a los costos eficientes.
Ingreso mximo
El esquema de ingreso mximo o revenue cap, est pensado en un
principio de autofinanciamiento. Los ingresos se fijan sobre la base de un valor
esperado de consumo para todo el perodo tarifario, que comnmente es de
cuatro a cinco aos. En estas condiciones las empresas enfrentan el riesgo de
las fluctuaciones de la demanda en torno a la proyectada, puesto que sus
ingresos no se ajustarn sino hasta el prximo perodo tarifario. Si la demanda
efectiva es mayor a la demanda proyectada inicialmente, la empresa obtiene
ingresos superiores a los necesarios para cubrir sus costos.
Inicialmente se fijan las tarifas por un perodo determinado sobre labase de una demanda proyectada para el perodo y se ajustan durante el
perodo entre revisiones tarifarias de acuerdo a la inflacin menos el aumento
de eficiencia o productividad que el regulador estima puede lograr la empresa,
(factor X), lo cual mantiene los precios en su valor real. Como los ingresos de
las empresasno tienen en cuenta los cambios en las ventas durante el perodo,
el aumento de los beneficios de la empresa provienen va una reduccin de sus
costos.
Como inconveniente de este esquema es que genera incentivo a sub-
declarar la demanda proyectada. De esta manera, el regulador se ve en la
necesidad de verificar el crecimiento de demanda, asegurndose de que la
variacin total coincida con la proyectada para el perodo, as, al final de los 5
aos los ingresos reales sern iguales a los que se proyectaron durante la
revisin tarifaria.
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La formulacin de la regulacin por ingresos mximos puede
expresarse por la siguiente ecuacin:
( )-1 1 -100
t tI X
R R CGA Cust Z = + + +
(2.3)
donde:
tR Representa los mximos ingresos autorizados para la
empresa regulada en el ao t.
1tR Representa los mximos ingresos autorizados para la
empresa regulada en el ao t-1.
CGA Representa un factor de ajuste que considera las
variaciones previstas en el nmero de clientes.
Cust Representa las variaciones en el nmero de clientes.
I Representa la tasa de inflacin en porcentaje.
X Representa un factor de eficiencia en porcentaje, el cual
puede ser positivo o negativo.
Z Representa un factor de ajuste, positivo o negativo, debido
a eventos imprevistos que escapan del control de la
empresa y que afectan su desempeo.
Se debe hacer notar que la expresin anterior constituye una posible
implementacin para este esquema regulador. La inclusin de mayor nmero
de factores de ajuste permite emular de mejor forma las condiciones tcnicas y
econmicas en que la empresa regulada desarrolla su actividad.
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Competencia por comparacin
La presencia de un monopolio natural impide la posibilidad de que
se desarrolle la competencia, pero si existen varios monopolios regionales es
posible introducir competencia por comparacin o benchmarking (tambin se
denomina yardstick competition). La idea bsica de la competencia por
comparacin introducida por Schleifer [Schleifer, 1985] es fijar la tarifa de
cada empresa en funcin de los costos de las otras empresas, disminuyendo
con esto la relacin entre los niveles de precios y los correspondientes nivelesde costos de una empresa particular.
Los elementos bases de costo de la competencia por comparacin se
indican en la siguiente ecuacin:
( ) ( )1
1n
i i i i j j j
P C f C =
= + (2.4)
donde:
Pi Representa el precio mximo global para la empresa i.
i Representa la parte de la propia informacin del costo de
la empresa.
Ci Representa los costos unitarios de la empresa.
fj Representa un factor de ingresos o cantidades para el
grupo j de empresas semejantes.
Cj Representa costo unitario (o precios) para el grupo j de
empresas semejantes.
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n Representa el nmero de empresas semejantes en el
grupo.
La competencia por comparacin es una herramienta poderosa, que
permite eliminar las rentas que provienen de la asimetra de informacin entre
una empresa regulada y el regulador. Sin embargo, existen varios problemas al
tratar de aplicar un sistema de eficiencia comparativa. Uno de ellos es que no
todas las empresas son directamente comparables. Por ejemplo, stas difierenen cuanto al tamao, calidad de servicio, topografa, composicin social de
clientes, tipo de fuentes y otras condiciones ms. La aplicacin de
metodologas estadsticas de regresiones mltiples ayuda a separar los efectos
de estos factores exgenos en los costos, para poder luego comparar los costos
de las empresas en igualdad de condiciones.
Otra consideracin importante que se debe tener presente en el uso
de competencia por comparacin es que se requiere de un buen sistema de
contabilidad regulatoria que asegure que los datos de las diferentes empresas
son confeccionados con la misma definicin y criterios contables.
2.4.3 Regulacin por empresa eficiente
La regulacin por empresa eficiente es otra alternativa de regulacin
con incentivos. Conforme a [Rudnick y Raineri, 1997], este esquema pretende
precaver las dificultades esenciales del proceso regulador a saber. En primer
lugar, en un rea que acta normalmente en un rgimen de monopolio
natural, el regulador introduce una seudo competencia entre las empresas y
una empresa modelo terica que acta respetando las normas determinadas
de calidad de servicio y que es eficiente en las actividades relacionadas con
explotacin, mantencin y expansin ptima de sus redes. En segundo lugar,
la concepcin de modelos tericos y la existencia de informacin completa a
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disposicin del regulador dan un aporte para hacer este proceso ms
equilibrado, al menos en el nivel de la informacin existente.
La regulacin por empresa eficiente estructura un esquema para
comparar a grupos de empresas de caractersticas similares, identificadas a
travs de reas tpicas de distribucin elctrica, respecto a una empresa ficticia
llamada empresa modelo. En trminos simples, la empresa modelo es una
"maqueta", creada generalmente por consultores, de una empresa que suplira
la demanda elctrica del prximo perodo en forma ptima, o sea, al mnimocosto conjunto de inversin y operacin.
En este esquema, la empresa real est compitiendo con una
empresa ficticia, lo cual permite resolver el problema de la eficiencia productiva
mediante la desvinculacin de las tarifas de los costos reales de la empresa. Si
las tarifas fijadas generan prdidas para la empresa real, sta tendr que
ajustar su nivel de eficiencia o asumir dichas prdidas. Si la empresa real es
capaz de producir a un costo menor que la empresa modelo, obtiene ganancias
sobre las normales.
Aplicaciones de este esquema regulatorio se encuentran en Per,
Argentina, Brasil y Chile.
2.5 Importancia del benchmarking en la regulacin
El benchmarking es un mtodo empleado dentro de lasorganizaciones para monitorear su funcionamiento y evaluar sus potenciales
mejoras de eficiencia. En la regulacin con incentivo, la eficiencia se mide en
relacin a un previo benchmark y su resultado proporciona la informacin
necesaria para comparar la operacin de las empresas y permite identificar las
acciones requeridas para impulsar mejoras a su eficiencia.
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En el desarrollo de las diferentes metodologas de regulacin con
incentivo, una fuente primaria de diferenciacin ha sido el grado de nfasis
puesto en la relacin entre los ingresos regulados y los costos. Segn esta
diferenciacin, el desempeo puede medirse respecto de referencias que se
encuentran ligadas o desligadas a los costos de las empresas. Otra
clasificacin ms sencilla para la medicin del desempeo, es la empleada en
[Jamasb y Pollitt, 2001a], la cual se basa en si la referencia est representada
por una frontera terica mxima o una expresin del desempeo promedio. En
ambos casos, es necesario tener en cuenta que la presencia o ausencia de una
consideracin de costos especficos de las empresas, da una caracterstica de
discernimiento al benchmarking que cambia fundamentalmente el carcter,
alcance y conducta del proceso de comparacin.
2.6 Metodologa de frontera en el benchmark
Cuando se compara el funcionamiento de las empresas, es comnhacerlo en consideracin a que si son ms o menos eficientes, nocin que se
encuentra estrechamente conectada a los factores que determinan la funcin
de produccin y que es determinada con los ndices o medidas de eficiencia y
de productividad.
En un nivel bsico, el concepto de productividad es relativamente
fcil de definir. Es el cuociente entre la cantidad de producto (salida) y la
cantidad de insumo (entrada) para una situacin especfica de produccin.Para una empresa que utiliza una sola entrada para producir una sola salida,
el clculo de la productividad es sumamente fcil, en cambio, en los casos de
empresas que utilizan varias entradas para producir varias salidas, es
necesario agrupar, como una suma ponderada, todas las salidas en el
numerador y todas las entradas en el denominador, de manera de continuar
obteniendo la productividad como el cuociente entre dos cantidades que estn
adecuadamente escaladas. En los resultados de productividad que pueden
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obtenerse para las unidades influyen las diferencias en la tecnologa de
produccin, las diferencias en la eficiencia del proceso productivo y las
diferencias debido a variables exgenas, denominadas tambin variables
ambientales [Weyman-Jones, 1992], [Pollitt, 1995], que afectan la produccin.
La componente de productividad, que resulta de las diferencias de eficiencia
del proceso productivo, se le denomina con frecuencia "eficiencia productiva".
La eficiencia productiva se define como la capacidad de la empresa
para producir un producto a un costo mnimo. Para alcanzar el costo mnimo,la empresa debe emplear sus entradas en forma eficiente (eficiencia tcnica) y
debe elegir la combinacin de los insumos correctamente, dado el precio
relativo de stos (eficiencia en la asignacin). En el primer caso, la eficiencia
tcnica, se define en funcin de la posibilidad de produccin y se mide como
un cuociente entre la produccin observada y la produccin mxima potencial
obtenible, dado un conjunto de entradas, o como el cuociente entre el mnimo
potencial total de entrada requerida y el total efectivamente empleado, dados
un conjunto de productos. En el segundo caso, eficiencia en la asignacin, elptimo de eficiencia se puede definir en cuanto a costos, ingresos, utilidades, o
de cualquier otro objetivo de la empresa el cual est sujeto a restricciones de
cantidad y de precio, por tanto, esta componente de eficiencia tiene un carcter
netamente econmico. De esta manera, la eficiencia productiva requiere de
ambas componentes, la eficiencia tcnica y la eficiencia en la asignacin.
La obtencin de medidas de eficiencia para un grupo de empresas,
mediante anlisis de datos orientados a determinar una mxima produccin omnimo costo (fronteras), implica una gran variedad de mtodos entre los
cuales se cuentan las tcnicas economtricas y de programacin matemtica.
El anlisis de la eficiencia productiva comenz en los aos 50 con
los trabajos de Koopmans [Koopmans, 1951], Debreu [Debreau, 1951], y
Shepard [Shepard, 1953]. Siendo Koopmans el primero que proporcion una
definicin de la eficiencia productiva, indicando que: Una unidad que utiliza
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varios insumos para producir varios productos es tcnicamente eficiente s, y
solamente s, es imposible que produzca ms de cualquier insumo sin producir
menos de algn otro producto o usar ms de alguna otro insumo. Por su parte,
Debreu y Shepard introdujeron la nocin de una funcin de distancia como
una manera de modelar las tecnologas con mltiples salidas. Lo importante de
estos trabajos fue la manera cmo midieron la distancia a la frontera de
produccin, en direccin de aumento de los productos, orientacin de salida
(Debreu) o en direccin de una reduccin de los insumos, orientacin de
entrada (Shepard). La asociacin entre las funciones de distancia con las
medidas de eficiencia productiva fue fundamental para el desarrollo posterior
de medicin de eficiencia.
Farrel [Farrel, 1957], inspirado en los trabajos de Koopmans, fue el
primero que proporcion la manera de medir empricamente la eficiencia
productiva, la cual adems la consider compuesta de dos componentes, la
eficiencia tcnica y la eficiencia asignativa. Para Farrel, la eficiencia tcnica
refleja la habilidad de obtener la cantidad mxima de productos, dados losinsumos, y la eficiencia en la asignacin refleja la habilidad de usar los
insumos en las proporciones ptimas, dado sus precios respectivos. Esto es, la
eficiencia productiva requiere de ambas, la eficiencia tcnica y la eficiencia en
la asignacin.
La gran contribucin de Farrel consiste en la manera de medir
empricamente la eficiencia. Como el mejor comportamiento se desconoce,
Farrel propuso considerar como referencia eficiente la mejor prcticaobservada de entre la muestra de empresas en estudio, y calcular as los
ndices de eficiencia de cada una por comparacin con las que presentan un
mejor comportamiento econmico. De esta forma se obtiene una medida de
eficiencia que tiene un carcter relativo, es decir, depende de la muestra en
estudio.
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Para Farrel, la eficiencia tcnica corresponde a desviaciones
observadas respecto de una frontera idealizada o Isoquanta. Tal enfoque es un
giro natural hacia un tratamiento economtrico, en el cual la eficiencia se
expresa por los residuos de un modelo de regresin. Sin embargo, Farrel
estim una frontera paramtrica empleando modelos de programacin lineal.
Slo despus de diez aos se retoma el enfoque economtrico y se comienza a
desarrollar una literatura formal con modelos de este tipo.
El desarrollo de la metodologa economtrica comienza con laintroduccin de los modelos de frontera determinista, en 1968, y se desarrolla
an ms con los modelos de frontera estocstica, [Aigner, Lovell y Schmidt,
1977], [Meeusen y Van Den Broeck, 1977]. En el anlisis de frontera
estocstica (AFE), se introduce la idea de que las desviaciones respecto a las
fronteras pueden no estar totalmente bajo el control de la empresa analizada,
sino que, existe una componente aleatoria debida a efectos externos, los cuales
se distribuyen normalmente, y que afecta favoreciendo o desfavoreciendo la
produccin de la empresa.
Por otra parte, siguiendo el camino de Farrel, se desarroll el
anlisis envolvente de datos, (DEA), metodologa introducida por Charnes,
Cooper y Rhodes (1978), en la cual se busca establecer cules empresas de la
muestra determinan la superficie envolvente o frontera de produccin eficiente.
La distancia radial de una empresa hacia la frontera provee la medida de
eficiencia. Por tanto, aquellas empresas que estn sobre la frontera (las que la
determinan) son consideradas eficientes, en cambio, aquellas que seencuentran alejadas de la frontera son consideradas ineficientes. En esta
metodologa, la bsqueda de la frontera se realiza con tcnicas de
programacin lineal.
As entonces, definidas las metodologas para estimar la frontera de
eficiencia, queda por especificar el tipo de frontera a estimar, lo que puede
hacerse a partir de una funcin de produccin o a partir de una funcin de
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costo. Una funcin de produccin relaciona las cantidades producidas en
funcin de los insumos utilizados, en cambio, una funcin de costo relaciona el
costo total de produccin en funcin de los niveles de productos y el precio de
los insumos.
En lneas generales, no hay diferencias en cuanto a decidir si es
mejor estimar una funcin de costo o una funcin de produccin, aunque es
importante tener presente argumentos que favorecen el empleo de alguna de
ellas bajo ciertas circunstancias. En este sentido, con el empleo de lasfronteras de produccin se puede extraer informacin nicamente de la
eficiencia tcnica y no de la eficiencia en la asignacin, en cambio con la
estimacin de fronteras de costos se incluye informacin de la eficiencia
tcnica y de la eficiencia en la asignacin, aunque para poder separar ambas
componentes es necesario incluir supuestos adicionales. Por otra parte,
cuando la comparacin de empresas es de carcter internacional, es ms
prctico emplear fronteras de produccin en vez de fronteras de costo. En el
empleo de fronteras de produccin se utilizan variables que tienen unidadesfsicas, las cuales tienen un carcter ms homogneo entre los distintos pases,
mientras que la estimacin de frontera de costo requiere el empleo de variables
expresadas en unidades monetarias, lo cual es una complicacin adicional
cuando los datos consideran empresas de varios pases. Asimismo, la
estimacin de una frontera de costo tiene la desventaja que en general las
empresas son reacias a transparentar sus datos de costos y, adems, tambin
es necesario conocer los costos de los insumos.
En el mbito de las empresas de distribucin elctrica, las cuales se
desenvuelven en un ambiente regulado y por tanto sujetas a fijaciones de
precios, stas no pueden fijar su nivel de produccin por imposicin de
satisfacer obligadamente la demanda, por tanto la maximizacin de sus
beneficios lo consiguen nicamente minimizando sus costos de produccin.
Esta consideracin, unida a la disponibilidad de datos exigida por el regulador
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a las empresas, define aspectos que pueden favorecer la estimacin de una
frontera de costo.
2.7 Estudios previos
Matemticamente, los mtodos de frontera se presentan como una
herramienta de anlisis de gran confiabilidad y la literatura muestra su
utilizacin en una amplia variedad de estudios, entre los cuales tambin sereporta resultados a los sistemas de distribucin elctrica. A continuacin, se
revisan algunas de estas referencias dando principal atencin a la
caracterizacin de la frontera, a travs de una funcin de produccin o una
funcin de costo, a la metodologa de anlisis empleada, metodologa
economtrica o de programacin matemtica, y las variables utilizadas por los
autores para caracterizar la distribucin elctrica.
Huettner y Landon (1977): Reportan un estudio en que miden los
rendimientos a escala de las empresas de servicio elctrico. Se emplea una
base de datos compuesta de 74 empresas provenientes de la Agencia de
Informacin de Energa de Estados Unidos y que corresponde al ao 1971. Se
estim una funcin translogartmica de los costos promedio dada por:
20 1 2 3
24 5 6
7 8 9 10
11
log( ) (log )
Re
DAC TCAP TCAP UTCAP
UTCAP NTransC sidC
CommC IndC WC GDUMs
HDUMs
= + + + +
+ + +
+ + + + (2.5)
donde las variables utilizadas son:
DAC Costo total de distribucin por kWh.
TCAP Capacidad total en MW.
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UTCAP Demanda promedio como razn de la capacidad mxima
NTransC Nmero transformadores por cliente.
ResidC Ventas a clientes residenciales, (MWh).
CommC Ventas a clientes comerciales, (MWh).
IndC Ventas a clientes industriales, (MWh).
WC Costo salarial de la compaa, ($/hora).
GDUMs Variable de caracterstica geogrfica, dummy.
HDUMs Variable de propiedad, dummy.
El estudio concluye indicando la existencia de des-economas de
escala en las empresas de menor tamao.
Neuberg (1977): Este estudio estima la funcin de costo de la
empresa de distribucin con el propsito de comparar eficiencia entre las
empresas de propiedad pblica y privada, as como sus rendimientos a escala.
El estudio est basado en una muestra de empresas de los Estados Unidos, la
cual se compone de 189 empresas pblicas y 182 empresas privadas. El
estudio propone una conceptualizacin de los factores que componen los
costos de la actividad de distribucin, caracterizado como una variable
explicativa compuesta por la suma de: costos de distribucin, que incluye la
explotacin y la mantencin, costos de facturacin y ventas y los costos de
administracin. Las variables explicativas sugeridas en el modelo son: nmero
de clientes, energa total vendida, longitud total de lneas de distribucin
areas, rea total de distribucin, costo de capital, costo salarial y una variable
dummy (ficticia) para distinguir a las empresas pblicas de las privadas. El
autor, finalmente, concluye con algunas explicaciones especulativas de sus
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resultados de costo-eficiencia relativo y una discusin de implicaciones en las
polticas de operacin, en relacin a que las empresas de propiedad pblica
presentan costos significativamente ms bajos que las empresas de propiedad
privada.
Filippini y Wild (2000): Estiman una funcin de costo promedio para
el sector elctrico de distribucin suizo, realizando una regresin simple. Se
emplea los datos de 59 empresas de distribucin correspondientes a los aos
1988-1996 obtenida de la Oficina Federal de Estadsticas. Como tcnica de
estimacin se utiliz los mnimos cuadrados generalizados. El estudio sugiere
la descomposicin de la funcin de costo en costo en compra de energa y
costos de la actividad de red, adems, el modelo propuesto hace distincin de
redes de acuerdo a su nivel de voltaje, distinguiendo como la principal salida a
los kWh transportados por la red de medio voltaje. La heterogeneidad de
consumidores se mantiene diferenciada a los clientes de medio y bajo voltaje.
La funcin de costo promedio empleada est representada por la
siguiente funcin:
20 1 2 3 4 5 6
27 8 9 10 11
12 13 14 15 it
AC Y Y PL PC HGRID LVSH
AVGL LF CD CD AGSH
FOSH UPSH OTSH T
= + + + + + + +
+ + + + +
+ + + +
(2.6)
donde:
AC Costo promedio por kWh.
Y kWh transportado por la red de medio voltaje.
PL Capital.
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PC Salarios.
HGRID Variable que separa a las empresas de distribucin que
operan en la red de alto voltaje, dummy
LVSH Energa que se deriva a la red de bajo voltaje.
AVGL Consumo promedio de los clientes en bajo voltaje.
LF Factor de carga.
CD Densidad del cliente medida en clientes por hectrea.
AGSH Proporcin de tierra agrcola.
FOSH Proporcin de tierra boscosa.
UPSH Proporcin de tierra improductiva con respecto al
tamao total del rea de servicio.
OTSH Variable que controla otras salidas incluidas en los
datos contables de las empresas.
T Variable de tiempo que captura el cambio en tecnologa,
representa el cambio en la eficiencia tcnica.
it Es el error en la estimacin.
El propsito del estudio es contribuir con informacin que sea
utilizada como base de un proceso de regulacin por comparacin (yardstick
regulation) para los precios de acceso a la red de distribucin.
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Filippini, Wild y Kuenzle (2001): Introducen avances a su propuesta
del 2000, utilizando un modelo de fronteras estocsticas para estimar el costo
promedio de distribucin. Se emplea una muestra de 59 empresas de
distribucin suizas correspondiente a los aos 1988-1996. El modelo utilizado
es el siguiente:
20 1 2 3 4 5 6
27 8 9 10 11
12 13 14 ; 0i it i
AC Y Y PL PC HGRID LVSH
AVGL LF CD CD AGSH
FOSH UPSH OTSH u v u
= + + + + + + +
+ + + + ++ + + +
(2.7)
donde:
AC Costo promedio de distribucin por kWh.
Y Energa transportada por la red de medio voltaje, kWh.
PL Costo de capital.
PC Salarios.
HGRID Variable que separa a las empresas de distribucin que
operan en la red de alto voltaje, dummy
LVSH Energa que se deriva a la red de bajo voltaje.
AVGL Consumo promedio de los clientes en bajo voltaje.
LF Factor de carga.
CD Densidad del cliente medida en clientes por hectrea.
AGSH Porcin de tierra agrcola.
FOSH Porcin de tierra boscosa.
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UPSH Porcin de tierra improductiva con respecto al tamao
total del rea de servicio.
OTSH Variable que controla otras salidas incluidas en los
datos contables de las empresas.
vi Variable aleatoria que se distribuye mediante una
normal, vi(0,2v ) y que representa un shock aleatorio
y el error en las variables.
ui Variable aleatoria que se distribuye mediante una media
normal ui|(0,2u )| y que representa la ineficiencia.
El estudio tiene como propsito analizar la estructura de costo
respecto a la eficiencia de costo y escala de produccin, informacin que puede
utilizase en la fijacin de precios de acceso a la red de distribucin.
Filippini (1996): Estima una funcin de costo translogartmica para
el sector de distribucin suizo, empleando una muestra de 39 empresas con
informacin del perodo 1988-1991. El origen de los datos es variado,
cubriendo la Oficina Federal de Estadstica suiza, publicaciones anuales de la
Asociacin de Ciudades suizas y cuestionarios enviados por mail a las
empresas. El objetivo del estudio es encontrar evidencias empricas de las
economas de escalas y analizar la sobre capitalizacin en el sector de
distribucin elctrico suizo. El modelo empleado es el siguiente:
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( ) ( )
( )( ) ( )( )
( )( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( )
0 1
22 2
2
ln ln ln ln
1 1 1ln ln ln
2 2 2
1ln ln ln
2
ln ln ln ln
ln ln ln ln
ly k LF
p p
lyy ll kk
p
lLFLF yl
p
ky yLF
l llk lLF
p p
wVCY K LF
w w
wY K
w
wLF Y
w
Y K Y LF
w wK Lw w
= + + + + +
+ + +
+ +
+ +
+
( )
( ) ( )ln lnkLF f f f
F
K LF FD T
+
+ +
(2.8)
donde las variables utilizadas son:
VC Costo variable.
Y Energa vendida total, kWh.
wp Precio de compra de la energa.
wl Salario.
K Stock de capital.
LF Factor de carga.
T Variable de tiempo que captura los cambios en la
tecnologa representando cambios en la eficiencia tcnica.
FDj Conjunto de variables binaria, se utiliza como control de
ciertos efectos fijos de algunas empresas especficas.
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Scarsi (1999): Estima una funcin de costo translogartmica
empleando mtodos de frontera estocstica. La muestra la componen 147
empresas de distribucin de Italia con datos correspondiente al ao 1996. El
propsito del estudio es hacer una comparacin entre las empresas pblicas y
privadas, estas ltimas pertenecientes a distritos municipales. El modelo
utilizado es el siguiente:
( ) ( )( )
( ) ( )( )
( ) ( )
( )
2
0 1 2 3
22
4 5 6
27 8 9
10 11
12
ln ln ln ln
ln ln ln
ln ln ln ln
ln ln ln ln
ln ln
l l k
m m m m
k
m
l k
m m
k k
m m
TDC p p p
p p p p
pY Y
p
p pCUST CUST
p p
p pY CUST
p p
pY
= + + + +
+ + +
+ + +
+ +
( )
( ) ( )
( )
( )
13
14
2
2
ln ln
ln ln
, 0,
0, ,
l l
m m
u
i u
pCUST
p p
Y CUST v u
v v
u u m
+ +
+ +
:
:
(2.9)
con:
( ) ( ) ( )
( ) ( )
1 2 3
4 5 6 7
8 9 10 11 12
13 14 15 16
ln ln ln
ln ln
im DENS INDCUS INDLIN
INDY THIRD AIRMT AIRBT
PTP SOUD MOUNTD METRD MUNID
SEAD BORD INDUSD GEND
= + + +
+ + + +
+ + + + +
+ + +
(2.10)
y donde las variables empleadas son:
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TDC Costo total de distribucin.
pl precio asociado a salario.
pk precio asociado al capital.
pm precio de los materiales.
Y Energa vendida en GWh.
CUST Clientes totales.
DENS Densidad de clientes.
INDCUS Clientes industriales en porcentaje del total.
AIRMT Kilmetros de lneas areas en media tensin en
porcentaje del total.
AIRBT Kilmetro lneas areas en baja tensin en porcentaje del
total.
PTP Subestaciones primarias en porcentaje del total.
SOUD Variable dummy, es 1 si el rea de servicio se ubica la
sur de Italia.
MOUNTD Variable dummy, es 1 si el rea de servicio contiene ms
del 50% de terreno montaoso (> 700 mts).
METRD Variable dummy, es 1 si el rea de servicio es
metropolitana.
MUNID Variable dummy, es 1 si el rea de servicio contiene
barrios de alta exigencia municipales en el servicio.
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SEAD Variable dummy, es 1 si el rea de distribucin contiene
zonas costeras.
INDCUS Clientes industriales en porcentaje.
INDLIN Porcentaje Lneas industriales en media tensin.
INDY Energa vendida a clientes industriales en porcentaje.
THIRD Costos por pago de servicios a terceros.
BORD Variable dummy, es 1 si la zona esta en la frontera de
Italia, captura externalidades positivas o negativas por la
interconexin con pases vecinos.
INDUS Variable dummy, es 1 si la zona esta localizada en un
distrito industrial.
GEND Variable dummy, es 1 si la zona incluye alguna plantade generacin.
v Variable aleatoria que se distribuye con la normal,
representa el ruido aleatorio y error en las variables.
u Variable aleatoria, que se distribuye con una semi-normal
o normal truncada, representa la ineficiencia. Su
comportamiento promedio, mi, se modela de manera que
pueda ser estimado con una representacin lineal.
Kwoka (2001): Estima una funcin de costo total para el sistema de
distribucin elctrica, con el propsito de estudiar cmo son afectados por las
distintas caractersticas de la empresa. El estudio emplea mtodos
economtricos estndar y la base de datos la componen 442 empresas, que de
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acuerdo al autor, representa ms del 90% de la energa vendida en los Estados
Unidos en 1989. El modelo ajustado es el siguiente.
20 1 2 3 4AC a a RMWH a MWH a MWH a X = + + + + (2.10)
donde:
AC Costo promedio de distribucin por MWh.
MWH Energa total vendida.
RMWH Recproco de la energa vendida (1/MWH).
X Indica la presencia de otras variables como:costo capital,
salario, precio compra energa, kilmetros lneas areas y
subterrneas, nmero de clientes, rea de servicio y otras
de tipo binarias, para distinguir a las empresas pblicasde las privadas y para separar aquellas empresas que
adems distribuyen gas.
IPART (1999): En este estudio el regulador en Australia examina la
eficiencia tcnica relativa de seis empresas de distribucin de Nueva Gales del
Sur (NGS), como base para cuantificar el crecimiento de productividad de estos
distribuidores respecto a la determinacin del precio anterior, de 1996, eidentificar las mnimas variaciones que permitan mejorar la eficiencia dados
los rendimientos a escala y las reglas de servicio establecidas. La eficiencia se
calcul relativa al desempeo de una base de datos internacional, compuesta
por 219 empresas distribuidoras que incluyeron empresas de Australia, Nueva
Z