Correlación entre costos unitarios y carga transportada

A continuación, se presenta un ejemplo práctico de como debe ser considerada la correlación costos unitarios Vs. carga transportada del ferrocarril. Los costos de operación utilizados corresponden al periodo 1954- 1980. Los mismos, son deflactados por medio del IPC al año 2012, con el fin de compararlos con las tarifas del transporte carretero.

En este capítulo se evalúan tres escenarios: (1) Verificación de la factibilidad de operar FNC en la actualidad, (2) Verificación de la carga bajo la cual las operaciones ferroviarias actuales son factibles de operar en comparación con el transporte carretero (3) Verificación de la carga bajo la cual es más factible operar las ferrovías propuestas por el DNP, ANI y el Plan Maestro de Transporte Intermodal. Cabe mencionar para este análisis que: (1) Las tarifas del SICETAC varían por distancia; más no, por carga. (2) Los costos operativos de los ferrocarriles, han evolucionado con respecto a los costos del siglo XX, esto se debe a que hay diferentes precios de producción de transporte férreo, hay cambios tecnológicos y cambios en los esquemas operativos. (3) La estructura de costos de transporte férreo de Ferrocarriles Nacionales de Colombia y la estructura actual de transporte carretero, son diferentes, por esta razón se excluye el rubro de conservación de vías e infraestructura en ferrocarriles (que corresponde a aproximadamente el 30% de los costos operativos de FNC) y los costos de capital en transporte carretero (que corresponde a aproximadamente el 15% de la tarifa de camión), buscando tener paridad a la hora de hacer el análisis.

Según (Banco Mundial ;2017), debería existir una correlación negativa entre los costos unitarios ($/Ton) y la carga transportada (Ton). Para el caso de FNC, se obtiene una correlación log-lineal entre los costos unitarios de ferrocarril y la carga transportada consistente con esta dinámica. La ecuación obtenida es significativa al 5% y se presenta a continuación. (Ver figura 41).

Figura 42. ($/Ton) Vs. Carga Ferrocarril ($/ ) =12,2723∗∗∗ (0,1065) −0,3610∗∗∗ (0,0261 ) × (1) Errores estándar en paréntesis

*** p<0.01, ** p<0.05, * p<0.1

Fuente: Elaboración propia con información de Anuarios Estadísticos de Transporte, DANE, varios años

(1) Verificación de la factibilidad de operar FNC en la actualidad

Para este primer análisis, se toman los escenarios de mayor demanda, en términos de volumen anual, que tuvieron cada una las empresas (divisiones) de FNC en el periodo de estudio. Para cada uno de estos escenarios se verifica el acarreo promedio. Con base en esta distancia se toma la tarifa de transporte carretero del SICETAC. Comparando el costo unitario del ferrocarril Vs. la tarifa carretera, se obtienen los ahorros que podría experimentar el consumidor al utilizar el ferrocarril. Como resultado se obtiene que hoy en día ninguna empresa de FNC sería competitiva bajo escenarios de operación del siglo XX. La empresa con el mejor desempeño sería Magdalena, mientras que las empresas con el peor desempeño serían Pacífico y Centro (Ver figura 42).

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 $ /T o n Miles de Tons

Figura 43. Comparación Ferrocarril Vs. Camión Ferrocarril de Antioquia

Año 1977

Demanda: 355.000 Ton Acarreo Promedio: 345 Km

Costo Promedio Ferrocarril (345 Km): 187.981 Costo Promedio Tracto mula (345 Km): 42.440 Ahorros: -51.667 Millones

Ferrocarril Central Año 1978

Demanda: 888.184 Ton Acarreo Promedio: 510 Km

Costo Promedio Ferrocarril (510 Km): 155.077 Costo Promedio Mula (510 Km): 58.791 Ahorros: -85.520 Millones

Ferrocarril Pacífico Año 1969

Demanda: 814.933 Ton Acarreo Promedio: 277 Km

Costo Promedio Ferrocarril (277 Km): 159.233 Costo Promedio Mula (277 Km): 37.136 Ahorros: -99.501 Millones Ferrocarril Magdalena 0 50000 100000 150000 200000 250000 0 200 400 600 800 1,000 $ /T o n Miles Tons 0 50000 100000 150000 200000 250000 0 200 400 600 800 1,000 $ /T o n Miles Tons 0 50000 100000 150000 200000 250000 0 200 400 600 800 1,000 $ /T o n Miles Tons

Año 1974

Demanda: 653.493 Ton Acarreo Promedio: 788 Km

Costo Promedio Ferrocarril (788 Km): 168.789 Costo Promedio Mula (788 Km): 113.962 Ahorros: -35.829 Millones

Ferrocarril Santander Año 1974

Demanda: 607.782 Ton Acarreo Promedio: 411 Km

Costo Promedio Ferrocarril (411 Km): 171.598 Costo Promedio Mula (411 Km): 49.833 Ahorros: -74.007 Millones

Fuente: Elaboración propia con información de Anuarios Estadísticos de Transporte, DANE, varios años

(2) Verificación de la carga bajo la cual las operaciones ferroviarias actuales son factibles de operar en comparación con el transporte carretero

Para este análisis, se toman las longitudes operativas actuales del ferrocarril. Para cada una de estas longitudes se toma la tarifa de transporte carretero del SICETAC. Con este precio y utilizando la ecuación (1) se estima el volumen bajo el cual el costo unitario del ferrocarril sería equivalente a la tarifa del transporte carretero. Como resultado se obtiene que los ferrocarriles Puerto Buenaventura – La Tebaida y Bogotá – Belencito requieren una demanda superior a su capacidad. Por lo tanto, no son factibles de operar con sus condiciones actuales. Por otro lado, los ferrocarriles Chiriguaná – Santa Marta ( cuyo principal cliente es Drummond); y la Dorada – Chiriguaná, son factibles de operar con una relación volumen-capacidad de 12,2% y 58% respectivamente. (Ver figura 43).

0 50000 100000 150000 200000 250000 100 200 300 400 500 600 700 800 $ /T o n Miles Tons 0 50000 100000 150000 200000 250000 100 200 300 400 500 600 700 800 $ /T o n Miles Tons

Figura 44. Requerimientos de Demanda Operativo para la actualidad Tramo Longitud (Kms) Tarifa TractoMula ($/Ton) Demanda Requerida (Tons/Año) Capacidad (Millones Tons/ Año) Relación V/C Chiriguaná - Santa Marta 245 29.825 5,5 45 12,2% Segunda línea Chiriguaná – Santa Marta 191 24.771 6 45 13,3% Puerto Buenaventura – La Tebaida 344 42.657 4,5 3,150 141% Bogotá - Belencito 318 44.017 4,4 1,5 293% La Dorada - Chiriguaná 522 67.990 3,2 5,5 58%

Fuente: Elaboración propia con información de Anuarios Estadísticos de Transporte, DANE, varios años. ANI; 2019.

(3) Verificación de la carga bajo la cual es más factible operar las ferrovías propuestas por el DNP, ANI y el Plan Maestro de Transporte Intermodal.

Para este análisis, se toman las longitudes operativas propuestas por el DNP, la ANI y el Plan Maestro de Transporte Intermodal (Ver Figura 44). Para cada una de estas longitudes se toma la tarifa de transporte carretero del SICETAC. Con este precio y utilizando la ecuación (1) se estima el volumen bajo el cual el costo unitario del ferrocarril sería equivalente a la tarifa del transporte carretero. Como resultado se obtiene que los ferrocarriles Occidentales: Buenaventura – La Felisa; Buenaventura – Buenos Aires y Puerto Berrío – Medellín son factibles si transportan 2,3 Millones de Toneladas al Año. Los ferrocarriles Orientales Buenos Aires – Granada y La Dorada – Buenos Aires son factibles si transportan 2,9 Millones de Toneladas al Año mientras que Belencito – La Vizcaína es factible si transporta 3,4 Millones de Toneladas al Año (Ver Figura 45).

Figura 46. Carga Requerida Proyectos Futuros

Concesión Tramo Tipo de Trocha

Longitud Tarifa camión $/Ton Carga Requerida Según este estudio Miles de Tons (Km) SICETAC Occidente Buenaventura – La Felisa Yárdica (Angosta) 756 94.354 2,3 Buenaventura – Buenos Aires Puerto Berrío - Medellín Oriente Buenos Aires - Granada Estándar 560 75.165 2,9 La Dorada – Buenos Aires Belencito –

La Vizcaína Yárdica (Angosta) 463 61.662 3,4

Considerando lo anterior, se puede concluir que, para el caso colombiano, los datos disponibles permiten obtener la correlación entre costos unitarios ($/Ton) y volumen transportado para esquemas operativos del siglo XX y un ancho de vía yárdico. Para tener análisis contemporáneos de esta dinámica se deben utilizar costos y esquemas operativos recientes.

La construcción de la curva en el estudio permite concluir que (1) La relación costos unitario ($/Ton) - Volumen (Ton) es un insumo fundamental para definir en qué condiciones volumen-distancia es competitivo un ferrocarril. Para que los costos unitarios sean competitivos se requiere compensar demandas pequeñas con grandes distancias de acarreo y distancias de acarreo pequeñas con grandes volúmenes de carga. Por ejemplo, según la Ecuación 1, bajo el esquema operativa de FNC un incremento de 1 Millón de Toneladas Transportadas al Año, reduce marginalmente los costos unitarios de operación en un 36%. (2) Tal como lo plantea el PMTI (2015) un país interconectado y eficiente en vías y modos resulta en enormes beneficios tanto macroeconómicos como sociales, políticos y culturales, y se convierte en facilitador del mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes. Por esta razón, se debe analizar en términos de costo beneficio en qué escenarios es más rentable utilizar una vía o un ferrocarril con el fin de generar la interconexión más eficiente (PMTI; 2015); (Banco Mundial; 2017); (Bardi, 2006). (3) Finalmente, para el caso colombiano, los costos unitarios menos competitivos, dada la combinación volumen – distancia, corresponden a los Ferrocarriles del Pacífico y Centro. Estos ferrocarriles, además de no ser competitivos comercialmente, tienen un un mal desempeño en términos de seguridad vial y confiabilidad operativa, como se discutió anteriormente.

7.2 Terreno

Según (AREMA, 2019) la morfología, el diseño geométrico horizontal y el diseño geométrico vertical afectan el desempeño de las locomotoras. Los esfuerzos en llantas, resistencia al rodamiento, refuerzo en el enganche, resistencia en las curvas se afectan en función de estas variables. Considerando este hecho, Ferrocarriles Nacionales de Colombia, llevó a cabo un análisis del desempeño de locomotoras en el país denominado “Cargas Remolcadas por los diferentes tipos de locomotoras de los

Ferrocarriles de Colombia” (1977). Con base en este estudio se pueden evidenciar los efectos que tienen los distintos tipos de terreno en el desempeño de las locomotoras.

En la Figura 47, se muestran las curvas de desempeño (capacidad de carga) para la locomotora más potente que tuvo la empresa: General Electric U-20-C con 2.150 HP. En dichas curvas se muestra la capacidad de carga de dicha locomotora, considerando distintas velocidades y distintas pendientes. Según estas gráficas, las locomotoras presentan mejor desempeño en terrenos planos (pendiente<3%) que en terrenos ondulados (3%<pendiente<6%)2_{. Así mimo, a medida que se incrementa el volumen} de carga transportada se reduce la velocidad de viaje promedio de la locomotora. Por lo tanto, se puede concluir que ferrocarriles como (1) Chiriguaná – Santa Marta, (2) Bogotá – Belencito, (3) La Dorada – Chiriguaná, (4) La Dorada -Buenos Aires tienen mejor desempeño que ferrocarriles como (1) Puerto Salgar - Bogotá; Puerto Buenaventura – La Tebaida, (2) Puerto Buenaventura – La Felisa, (3) Puerto Buenaventura – Buenos Aires, (4) Puerto Berrío – Medellín, (5) Buenos Aires – Granada, (6) La Dorada – Buenos Aires, (7) Belencito – La Vizcaína.

Figura 47. Capacidad Locomotora GE U-20-C/2.150 HP

2 _{La clasificación de pendientes se lleva a cabo con base en la metodología CAF, 2019}

- 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0% 2.5% 3.0% 3.5% 4.0% 4.5% 5.0% C a p a id a d ( T o n ) Pendiente 10 Km/h 20 Km/h 30 Km/h 40 Km/h 50 Km/h 60 Km/h 70 Km/h 80 Km/h Terreno Ondulado Terreno Plano

Figura 48. Tipo de Terreno por Ferrocarril

Tramo Longitud

(Kms)

Tipo de Terreno

Chiriguaná - Santa Marta 245 Plano

Segunda línea Chiriguaná – Santa Marta 191 Plano

La Dorada – Buenos Aires 177 Plano

Bogotá – Belencito 318 Plano

La Dorada - Chiriguaná 522 Plano

Puerto Buenaventura – La Tebaida 344 Ondulado

Buenaventura – La Felisa 350 Ondulado

Buenaventura – Buenos Aires 260 Ondulado

Puerto Berrío - Medellín 146 Ondulado

Buenos Aires - Granada 383 Ondulado

Belencito – La Vizcaína 463 Ondulado

Este hecho debe considerarse a la hora de estructurar los puntos de transferencia y operación logística entre dos tramos con el fin de aumentar el desempeño de la ruta. Una mala planificación puede conllevar a tener: (1) Subdimensionamiento de patios, (2) Necesidades de incremento de material rodante y (3) Subutilización de locomotoras. Cuando se pasa de un tramo ubicado en un tipo de terreno a otro tramo ubicado en otro tipo de terreno, el desempeño de las locomotoras puede cambiar y su capacidad de carga también. Por ejemplo, suponga que se va a transportar carga con una locomotora GE U-20-C desde Chiriguaná hasta Bogotá. Considerando una velocidad de operación de 30 Km/h y utilizando la Figura 46, se puede concluir que en el tramo Chiriguaná - Puerto Salgar la locomotora tiene una capacidad de carga de 1.801 Ton (asociada a una pendiente promedio de 0,4%), para esa misma velocidad y en el tramo Puerto Salgar – Bogotá, la locomotora tiene una capacidad de carga de 351 Ton (asociada a una pendiente promedio de 3,5%). Con base en la Ley de Little se puede concluir que esta diferencia conlleva a: (1) Necesitar capacidad de almacenamiento de 1.450 Tons por Locomotora en el punto de transferencia (1.801 Tons/Loco – 351 Tons/Loco), (2) Necesitar 5 locomotoras adicionales para transportar la misma carga (1.801 Tons/351 Tons), (3) Transportar únicamente 351 Ton a lo largo de todo el trayecto, perdiendo capacidad de carga de la locomotora en el tramo Puerto Salgar – Chiriguaná (1.450).

En resumen se puede decir que en Colombia, además de considerar los esquemas operativos y de control que recomiendan los manuales AREMA, Banco Mundial y el Manual de Normatividad Férrea de Colombia enfocados en seguridad vial e incremento de la velocidad promedio; se debe considerar los cambios de pendiente que afectan la capacidad de carga del ferrocarril.

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Conclusiones

|Con base en el análisis de contexto internacional, se puede concluir que el 34% de los 1,1 Millones de Ferrovías construidas se encuentran ubicadas en el continente americano. Estos ferrocarriles mueven el 31% de la carga transportada a nivel mundial. Por el contrario, en términos de movimiento de pasajeros, su participación llega a ser apenas del 1 %. Esto permite concluir que el continente americano se especializa en transportar carga. Principalmente movilizando productos mineros, con mayor énfasis en carbón. (BID, 2015).

Este hecho es consistente con el argumento presentado por (Banco Mundial, 2017) y (Bardi et.al, 2004) según el cual los ferrocarriles deben ser utilizados para transportar commodities a grandes distancias, con una demanda grande y constante para reducir los costos unitarios de operación. Dichos commodities corresponden a productos agropecuarios, carbón, materiales de construcción y productos mineros.

Con base en los datos del Banco Mundial, se pueden concluir que a nivel mundial la demanda del servicio férreo no está gobernada por el tipo de combustible ni por el ancho de vía. Hay otros factores de competitividad que determinan su uso, como por ejemplo, la accesibilidad, confiabilidad y tarifa. Con base en el análisis del contexto Latinoamericano , se puede concluir que los ferrocarriles a finales del siglo XIX, fueron fundamentales para optimizar el transporte de carga que se llevaba a cabo con tracción animal. Los mismos se establecieron por medio de concesiones administradas principalmente con capitales ingleses, franceses y norteamericanos (Kohon, 2016). Con base en el análisis de demanda se puede concluir que en el caso Colombiano, dichas concesiones generaron utilidad positiva desde su construcción hasta el año 1954. Su éxito se debió principalmente a los ingresos generados por el transporte de café de exportación. Las exportaciones de café llegaron a representar el 51,2% de las exportaciones del país en el año 1920 y crecieron hasta representar el 77,8% de las exportaciones en el año 1950. Los ingresos por exportaciones llegaron a ser el 25% del PIB per cápita en 1940.

La gran depresión, la segunda guerra mundial y las corrientes políticas en Latinoamérica conllevaron a la constitución de empresas ferroviarias estatales. Dichas empresas fueron orientadas principalmente en la producción (correr trenes) más que en los mercados, costos y calidad de servicio. Los resultados económicos y financieros de estas empresas fueron decepcionantes y el transporte ferroviario se convirtió en una carga insostenible para los estados (Kohon, 2016). En el caso colombiano, la empresa Estatal fue Ferrocarriles Nacionales de Colombia (“FNC”), dicha empresa tuvo principalmente vocación agrícola. En la época de la posguerra el país comenzó su industrialización y sus ciudades comenzaron a crecer (Jaramillo, 2016). Estos dos hechos generaron un incremento en la inversión de vías que sustituyeron al ferrocarril en la atención de la demanda agropecuaria. Con base en el análisis de eficiencia operativa, se puede concluir que FNC operó a menos del 40% de su capacidad instalada entre los años 1969 y 1996. El escenario se empeoró entre los años 80s y 90s cuando la relación volumen/capacidad fue inferior al 25%. Dicha proporción es muy baja en comparación con la relación volumen capacidad actual de Drummond que es del 86,7% (ANI, 2019). Con base en el análisis de eficiencia operativa, se puede concluir que durante esta época FNC tuvo un pésimo desempeño en comparación los ferrocarriles de Estados Unidos, México y Brasil.

Con base en el análisis de demanda y eficiencia operativa se puede concluir que los ferrocarriles con mayor demanda fueron Magdalena (20% de participación en la demanda), Central (32% de participación en la demanda) y Pacífico (21% de participación en la demanda). De estas empresas, Magdalena fue la que presentó menores incidentes e interrupciones operativas. Por otro lado, Central y Pacífico presentaron la mayor cantidad de siniestros. La mayor cantidad de eventos de volcamiento se presentaron en Ferrocarril Central (40% de participación en siniestros); la mayor cantidad de daños en la vía se presentó en el Ferrocarril Central (44% de participación en siniestros) y en el Ferrocarril Pacífico (41,1%de participación en siniestros) y la empresa con mayores derrumbes fue Ferrocarril Central (58,4% de participación en siniestros). Dichos eventos según FNC, generaron en promedio interrupciones operativas de 44,6 Horas por daños en la vía, de 21,8 Horas por volcamiento y de 15,2 Horas por derrumbes. Lo interesante es que si uno toma la curva de análisis de tarifa se puede dar

cuenta que bajo el esquema Monopolístico de FNC el ferrocarril del Magdalena subsidió la ineficiencia de las demás empresas.

En los años 90 la actividad ferroviaria latinoamericana fue reformada y las empresas ferroviarias estatales fueron reemplazadas por concesionarios. Hoy en día dichos concesionaros movilizan el 99% de la carga. Principalmente transportan productos mineros que representa el 68% del mercado. En el caso Colombiano dicho producto principal es el carbón (BID, 2015).

Con base en el análisis de Demanda se puede concluir que en el caso Colombiano, la transición de una administración pública a la delegación a un concesionario tomó casi 10 años. La transición no se pudo hacer inmediatamente porque, se tuvo que estructurar la Ley 105 de 1993. Dicha Ley permitió descentralizar la administración del transporte. Durante este periodo, se operaron los ferrocarriles de manera mixta. Ferrovías administró la infraestructura, las sociedades de transporte férreo operararon el material rodante y el Ministerio de Transporte veló por una buena planeación. Este esquema parece no haber sido tan eficiente porque llegó a tener radios operativos de hasta 565%. Es decir sus costos operativos fueron hasta 5,65 veces sus ingresos. Después de la tercerización de la operación de los ferrocarriles se ha incrementado su eficiencia. En la actualidad con 1.429 Kms operativos el ferrocarril tiene una eficiencia de 5,56 MillTonKm/KmConstruido muy superior a la que obtuvo la red cuando era administrada por la Nación: 0,39 MillTonKm/KmConstruido.

En este estudio se presenta un acercamiento académico al análisis costo – beneficio de utilizar el ferrocarril vs. utilizar el transporte carretero. El análisis se sustenta en la determinación de excedentes del consumidor pagando la tarifa técnica del ferrocarril vs. pagando la tarifa del transporte carretero establecida en el SICETAC (Ministerio de Transporte, 2012). El ejercicio es netamente académico porque utiliza los costos de operación de Ferrocarriles Nacionales de Colombia del siglo XX y no captura los costos de producción actuales de tecnologías férreas, las optimizaciones que ha tenido el material rodante hasta la fecha y la mejora que han tenido los sistemas de operación y control de los ferrocarriles. El análisis sería mucho más acertado si se hiciera con cifras reales actuales de operación. Sin embargo en Colombia no se cuenta con información pública de dichos costos operativos. El análisis costo-beneficio no arroja una estimación precisa de los excedentes del consumidor, pero sí permite concluir que en términos de tarifa técnica los ferrocarriles menos atractivos para ser explotados son el Ferrocarril Central y el Ferrocarril del Pacífico.

Para futuras investigaciones se recomienda llevar a cabo un análisis costo – beneficio multicriterio en donde no solamente se incluya un análisis de tarifa, sino también una valoración de impactos socio- ambientales para hacer un análisis de la rentabilidad de usar ferrocarril vs. transporte carretero. El análisis de capacidad de carga de ferrocarriles, al igual que el análisis costo – beneficio, es un acercamiento académico para entender la eficiencia que tiene una locomotora en distintos tipos de terreno. Valdría la pena hacer este análisis con una locomotora de última tecnología, para determinar con exactitud la capacidad de carga real que se tendría en distintos tipos de terreno.

Al igual que el análisis costo -beneficio, el análisis de capacidad no arroja una estimación precisa de la capacidad de carga de una locomotora de última tecnología, pero sí permite concluir que en términos de morfología y topografía, los ferrocarriles con pendiente superiores al 3% son muy ineficientes en comparación con ferrocarriles con pendiente plana (0%). El análisis también permite concluir que se debe tener especial cuidado en los puntos en los que una ruta del ferrocarril cambia de pendiente, ya que la pérdida de eficiencia puede conllevar a necesidades de: (1) almacenamiento en patio, (2) necesidad de incrementar el número de locomotora para obtener la misma eficiencia y

(3) necesidad de reducir la cantidad de material transportado en todo el tramo. En el ejercicio presentado en este estudio se toma como ejemplo la ruta Chiriguaná – Bogotá. En dicho análisis se identifica que la pérdida de eficiencia puede traducirse en necesitar hasta 5 locomotoras en el tramo Puerto Salgar – Bogotá para mantener la misma capacidad instalada del tramo Chiriguaná – Puerto