Valoración Económica de los Beneficios Ambientales del Proceso de Depuración de Aguas Residuales.

Valoración Económica de los Beneficios Ambientales del Proceso de Depuración de Aguas Residuales♣. Francesc Hernández Sancho. [email protected] Departamento de Economía Aplicada. Estructura Económica. Universidad de Valencia. María Molinos Senante. [email protected] Departamento de Economía Aplicada. Estructura Económica. Universidad de Valencia. Ramón Sala Garrido. [email protected] Departamento de Matemáticas para la Economía y la Empresa Universidad de Valencia

RESUMEN La Directiva Marco del Agua (2000/60/UE) ha supuesto un impulso en el ámbito de la investigación económica dentro del campo del diseño e implementación de políticas eficientes para la gestión de los recursos hídricos. La implementación de políticas eficientes que prevengan la degradación y el agotamiento de los recursos hídricos requiere determinar su valor en términos sociales y económicos e incorporarlo en el proceso de toma de decisiones. El proceso de depuración de aguas residuales tiene asociados diversos beneficios ambientales. Sin embargo, estos beneficios a menudo no son calculados porque no tienen precio de mercado y las contribuciones existentes en la literatura son muy limitadas. A pesar de ello, la valoración de estos beneficios es necesaria para justificar en términos económicos la adopción de determinadas medidas. En este trabajo, se propone una metodología basada en la estimación de los precios sombra de los contaminantes eliminados en la depuración de las aguas residuales. Este valor representa el beneficio ambiental (coste evitado) asociado al eliminar el vertido de contaminantes al medio natural. Se trata de un enfoque pionero en la valoración económica del proceso de depuración de aguas residuales. La comparación de los beneficios calculados con los

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Financiación recibida del gobierno español a través del Proyecto NOVEDAR-Consolider (CSD200700055). XVII Jornadas ASEPUMA – V Encuentro Internacional 1 Rect@ Vol Actas_17 Issue 1 103

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costes internos del proceso de depuración proporcionará un indicador útil para evaluar la viabilidad de los proyectos de depuración de aguas residuales.

ABSTRACT Economic research into the design and implementation of policies for the efficient management of water resources has been emphasized by the European Water Framework Directive (Directive 2000/60/UE). The efficient implementation of policies to prevent the degradation and depletion of water resources requires determining their value in social and economic terms and incorporating this information into the decision-making process. A process of wastewater treatment has many associated environmental benefits. However, these benefits are often not calculated because they are not set by the market. Nevertheless, the valuation of these benefits is necessary to justify a suitable investment policy and the contributions existing in the literature are very limited. In this paper, we propose a methodology based on the estimation of shadow prices for the pollutants removed in a treatment process. This value represents the environmental benefit (avoided cost) associated with undischarged pollution. This is a pioneering approach to the economic valuation of wastewater treatment. The comparison of these benefits with the internal costs of the treatment process will provide a useful indicator for the feasibility of wastewater treatment projects.

Palabras claves: Funciones de distancia; valoración económica; beneficios ambientales; precios sombra; outputs no deseables; depuración de aguas residuales.

Clasificación JEL (Journal Economic Literature): Q25, Q51

Área temática: 1

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1. INTRODUCCIÓN Resulta conocido que muchos países, especialmente de la cuenca mediterránea, se enfrentan a importantes desafíos a la hora de gestionar sus recursos hídricos. Cada vez existe una mayor conciencia de los límites de las políticas tradicionales de gestión del agua y también de los problemas derivados del creciente descenso e, incluso el propio agotamiento, de muchas fuentes de agua tanto subterránea como superficial. En un contexto de escasez del recurso ante una demanda en permanente crecimiento se generan situaciones de desequilibrio que exigen respuestas viables tanto en lo económico como en lo ambiental que garanticen la sostenibilidad y la calidad de vida de los ciudadanos en el presente y también en el futuro. El hecho de satisfacer una demanda creciente de recursos hídricos, evitando una mayor degradación de los ecosistemas y de los procesos naturales, supone un verdadero reto que debe ser afrontado desde una perspectiva realista y multidisciplinar. En este sentido, la realización de estudios económicos para el diseño e implementación de políticas eficientes de gestión de los recursos hídricos es una necesidad cada vez más reconocida tal y como se recoge en la propia Directiva Marco del agua (Directiva 2000/60/UE) (Birol, 2006). Ciertamente la sobreexplotación de los recursos y su asignación ineficiente se debe tanto a la inexistencia de un mercado que pudiera ajustar la oferta y la demanda a través del precio como al escaso éxito de las autoridades a la hora lograrlo mediante la regulación. No hay que olvidar que la implementación de políticas eficientes desde un punto de vista económico, social y ambiental que sean capaces de evitar la degradación y agotamiento de los recursos hídricos requiere determinar su valor total e incorporarlo en el proceso de toma de decisiones. La aplicación del Principio de Precaución no implica que disponer de agua de calidad desde el punto de vista sanitario y medioambiental sea más o menos importante como los impactos medioambientales y sociales y los costes asociados (Schimmoller et al., 2008). En el contexto de la implementación de políticas y selección de medidas se aplican una serie de metodologías como instrumentos de apoyo, siendo el Análisis Coste-Beneficio (ACB) una de las más aceptadas y usadas. Este tipo de análisis se realiza con la finalidad de comparar la viabilidad económica asociada a las distintas alternativas planteadas. Los beneficios de cada una XVII Jornadas ASEPUMA – V Encuentro Internacional Rect@ Vol Actas_17 Issue 1 103

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son comparados con sus costes utilizando para ello una metodología analítica común. Estos beneficios y costes se miden generalmente en diferentes unidades físicas, mientras que la comparación debe establecerse en unidades monetarias comunes. El beneficio neto de cada opción es el resultado de la diferencia entre sus beneficios y sus costes. Las distintas alternativas son económicamente viables sólo cuando el beneficio neto que generan es positivo. La opción mejor considerada es la que presenta el mayor beneficio neto. La realización de un ACB para el caso de medidas con impactos ambientales se muestra complejo dado que muchos recursos ambientales (incluyendo la mayor parte de recursos hídricos) son bienes públicos y, por tanto, no cuentan con un mercado que determine su precio. Tanto el agua superficial como subterránea tiene características de bien público ya que los agentes económicos la utilizan y en su precio no se reflejan las situaciones de escasez (tanto en términos de calidad como de cantidad); en la mayoría de los casos, únicamente se pagan los gastos derivados de la extracción privada (Koundouri, 2000). A su vez, la insuficiencia o inexistencia de derechos de propiedad, la presencia de externalidades y la propia carencia de información perfecta representan importantes obstáculos a la hora de evaluar proyectos con efectos ambientales. En el contexto de la gestión de recursos hídricos es especialmente importante la existencia o no de derechos de propiedad ya que, por ejemplo, en el caso de existir estos derechos, un usuario que contaminase aguas arriba tendría la obligación legal de compensar a los usuarios aguas abajo, de forma que se alcanzaría el nivel “óptimo” de contaminación (Birol, 2006). En cuanto a las externalidades, se refieren a cualquier consecuencia (positiva o negativa, intencionada o aleatoria) que deriva del proyecto. Según Louis y Siriwadana (2001) y Renzetti (2003), su cuantificación resulta necesaria ante la adopción de cualquier medida o actuación que pudiera tener efectos ambientales. Aunque en los estudios de viabilidad económica para proyectos o actuaciones con efectos ambientales no es habitual el cálculo de estas externalidades sí que muestran un XVII Jornadas ASEPUMA – V Encuentro Internacional Rect@ Vol Actas_17 Issue 1: 103

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interés creciente. Su cuantificación se ha llevado a cabo en la mayoría de los casos a través del denominado método de valoración contingente (VC). El objetivo de este método es determinar las preferencias de los individuos, en términos monetarios, ante cambios tanto cuantitativos como cualitativos en recursos ambientales carentes de mercado. La VC se basa en la simulación de un escenario preguntando a los individuos sobre su disposición a pagar o a ser compensado por un incremento o detrimento en la calidad o cantidad de algunos bienes ambientales (Mitchell & Carson, 1989). En el contexto de los recursos hídricos, la VC es útil para determinar el valor tanto de actividades como, por ejemplo, la pesca deportiva, caza… como de mejoras en la propia calidad del agua. A su vez, permite estimar también valores de existencia y de cambios irreversibles en la calidad de los bienes ambientales (Kahneman y Knetsch, 1992; Diamond y Hausman, 1994). Como primeras aplicaciones de esta metodología a la valoración de recursos hídricos cabe destacar los trabajos de Hammack & Brown, (1974); Desvousges et al. (1987) y Boyle et al. (1993), siempre en el ámbito de Estados Unidos. Conviene resaltar que la aplicación a mayor escala del método de VC fue la desarrollada por Carson & Mitchell (1993) mediante la valoración de los beneficios derivados de un incremento en la calidad del agua en el conjunto de ríos estadounidenses. Resulta también destacable la aportación de Bergstrom, (2000), quien desarrolló un modelo con el objetivo de mejorar y aplicar dicha metodología para la valoración de la calidad de las aguas subterráneas. Como ejemplos de aplicaciones del método VC en el ámbito europeo cabe mencionar los trabajos de Cooper et al. (2004); Bateman et al. (2005) y Birol et al. (2006), entre otros. A pesar del significativo número de trabajos basados en la metodología de VC no existe un consenso unánime acerca de su validez como herramienta de valoración de bienes ambientales. Algunos autores lo consideran como un mero ejercicio académico sin utilidad práctica , difícilmente aplicable para cuantificar beneficios ambientales (Boyle et al., 1994; Diamante y Hausman, 1994; Kahneman y Knetsch, 1992; Schkade y Payne, 1994). Este debate, unido al elevado coste monetario de este tipo de métodos, ha despertado un cierto interés en la búsqueda de alternativas a la valoración contingente en el contexto ambiental y, especialmente de los recursos hídricos. XVII Jornadas ASEPUMA – V Encuentro Internacional Rect@ Vol Actas_17 Issue 1 103

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En este sentido y, a partir del trabajo pionero de Färe et al. (1989) surge una corriente de investigación que pretende aportar una metodología de valoración de los llamados outputs no deseables, carentes de mercado, en el marco de los estudios de eficiencia. Haciendo uso del concepto de función distancia se logra calcular un precio sombra para aquellos bienes derivados de actividades humanas y productivas (residuos sólidos, emisiones contaminantes, agua residual, etc.) para los que el mercado no otorga ningún valor y que cuentan con importantes efectos ambientales. Una serie de estudios (Färe et al, 1993,1996; Yaisawarng y Klein, 1994; Färe y Grosskopf, 1998, entre otros) fueron desarrollando una metodología de valoración para este tipo de bienes no deseables que, en la actualidad, se encuentra plenamente avalada por la literatura. Algunas aplicaciones empíricas de este método basado en funciones distancia se encuentran en los trabajos de Coggins y Swinton (1996) y Swinton (1998) en los que se calculan los precios sombra de las emisiones de dióxido de azufre derivadas de la fabricación de aparatos eléctricos. Es importante resaltar que sus estimaciones están en la línea de los precios reales pagados por los permisos de emisión de dicho contaminante. Horowitz et al. (1999) estiman el coste marginal de evitar la contaminación generada en las industrias papeleras. Para ello, usan un modelo econométrico con una función compuesta híbrida entre translog y cuadrática. Por otro lado, Reig et al. (2000) utilizan la metodología de las funciones de distancia para estimar los precios sombra de los residuos generados por la industria cerámica en España. El valor económico obtenido para estos outputs no deseables se utiliza para calcular un índice de productividad que tiene en cuenta no sólo la producción con valor de mercado sino también los residuos derivados del proceso productivo. Más recientemente, Nguyen Van Ha et al., (2007), hacen uso de las funciones distancia para estimar los precios sombra correspondientes a tres outputs no deseables y con un claro impacto ambiental derivados del proceso de reciclaje de papel en Vietnam. Es importante destacar que los llamados outputs no deseables analizados en los diferentes trabajos pueden ser considerados como externalidades ambientales negativas asociadas a un proceso de producción. Los precios sombra calculados representarían el valor XVII Jornadas ASEPUMA – V Encuentro Internacional Rect@ Vol Actas_17 Issue 1: 103

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de dichos efectos externos que podrían convertirse en daño ambiental en el caso de una gestión inadecuada. En este sentido, si en el contexto de la gestión de aguas residuales consideramos su tratamiento como un proceso productivo en el que se obtiene un output deseable (agua limpia) junto con una serie de outputs no deseables (sólidos en suspensión, fósforo, nitrógeno, etc.) se podría plantear el cálculo del precio sombra para estos últimos el cual sería equivalente al valor del daño ambiental evitado o beneficio ambiental derivado del proceso de tratamiento. Si asumimos que los niveles de contaminación son óptimos, el coste marginal es igual al beneficio marginal y por lo tanto, los precios sombra de los outputs no deseables, pueden ser interpretados como beneficios ambientales asociados al proceso de depuración de aguas residuales. En otras palabras, se obtendría el valor de las externalidades positivas asociadas a la depuración de aguas residuales, es decir, mediante el tratamiento se está evitando el vertido de sustancias contaminantes que tendrían un evidente efecto ambiental negativo. Entre las ventajas que aporta esta metodología de valoración de las externalidades a través de funciones distancia con respecto al método de valoración contingente anteriormente descrito cabe destacar no sólo la robustez del modelo empleado sino también sus reducidos costes frente a los siempre costosos procesos de encuestación y la posible aparición de sesgos asociados tanto a las preguntas formuladas como al propio entrevistador. En este trabajo se pretende calcular los precios sombra asociados a los outputs no deseables obtenidos en el proceso de tratamiento de aguas residuales. A partir de estos resultados se obtendrá el valor del beneficio ambiental derivado en forma de daño ambiental evitado debido a que las sustancias contaminantes ya no serán vertidas al medio natural gracias al proceso de depuración. De este modo se obtendrá un indicador sobre el valor ambiental de la depuración. Para ello, se utilizará la aproximación metodológica propuesta por Färe et al. (1989) para una muestra de plantas de tratamiento de aguas residuales ubicadas en la Comunidad Valenciana.

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2. METODOLOGÍA Las funciones distancia fueron introducidas por primera vez por Sherphard (1970) y desarrolladas posteriormente por Färe et al. (1993). Conceptualmente, una función distancia generaliza el concepto de las funciones de producción convencionales y mide la diferencia entre los outputs producidos en el proceso objeto de estudio y los outputs del proceso más eficiente. Esta función proporciona la distancia de un vector de outputs desde la frontera del máximo output partiendo de un vector de inputs constante. Suponiendo que el proceso de producción utiliza un vector de N inputs x ∈ R+ para N

producir un vector de M outputs u ∈ R+ , la función distancia se define como: M

D0 ( x, u ) = Min { θ : ( u ) ∈ P(x) }

θ

donde P (x ) es un vector de outputs técnicamente viables y que utilizan el vector de inputs x , mientras que

θ es una ratio comprendida entre cero y uno, es

decir, D0 ( x, u ) ∈ [0,1]. Valores grandes de D0 indican una buena aproximación a la producción frontera y, por tanto, alta eficiencia. La función distancia tiene las siguientes propiedades (Coelli et al., 1998): (i)

D0 ( x,0) = 0 y D0 (0, u ) = +∞

(ii)

D0 ( x, u ) es una función semicontinua inferior

(iii)

D0 ( x, u ) es no decreciente en u y no creciente en x;

(iv)

D0 ( x, u ) es homogénea de grado 1 en u;

(v)

u ∈ P(x) si y sólo si D0 ( x, u )