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The overuse of natural resources and the need

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Academic year: 2022

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R

ESUMEN

Para determinar los factores que afectan la demanda de agua en los sectores agrícola de riego por bombeo, agrícola de riego por gravedad, pecuario, residencial e industrial de la Comarca La- gunera, México, se estimó un modelo de ecuaciones simultáneas compuesto de cinco ecuaciones de demanda y seis identidades.

La cantidad demandada de agua responde de manera inelástica a cambios en el precio con elasticidades de 0.003 para el sector residencial, 0.002 para la ganadería, 0.108 para la agricul- tura de riego por bombeo, 0.023 para la agricultura de riego por gravedad y 0.178 para el sector industrial. Dichas elastici- dades indican que el consumo agua en los sectores residencial y pecuario es casi insensible a cambios en el precio, y que políticas de administración de la demanda deberán considerar aumentos en los otros sectores. Una disminución en 1% en la cantidad consumida de la agricultura de riego por bombeo, agricultura de riego por gravedad e industria podría lograrse aumentando el precio del agua en 9.3, 43.9 y 5.6%.

Palabras clave: Agricultura, ganadería, elasticidad, modelo de ecuaciones simultáneas, sector residencial e industrial.

I

NTRODUCCIÓN

E l problema de la sobreexplotación de los re- cursos naturales y la necesidad de proteger el ambiente del incremento de los niveles de con- taminación han adquirido relevancia internacional. La disponibilidad efectiva del agua se ha reducido por los desequilibrios que ocasiona el crecimiento de la demanda, uso ineficiente y el aumento de los niveles de contaminación (IMTA, 2003).

En la Comarca Lagunera

[4]

hay competencia por el agua entre los diferentes consumidores. Dicha competencia es determinada por la baja disponibili- dad del recurso y la existencia de diferentes usuarios

DEMAND FOR WATER IN THE COMARCA LAGUNERA, MÉXICO

Eugenio Guzmán-Soria1, J. Alberto García-Salazar1, J. Saturnino Mora-Flores1, Manuel Fortis-Hernández2, Ramón Valdivia-Alcalá3 y Marcos Portillo-Vázquez3

1Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. Km 36.5 Carretera México-Texcoco. 56230.

Montecillo, Estado de México. (jsalazar@colpos.mx). 2División de Postgrado. Instituto Tecnoló- gico de Torreón. Km. 7.5 Carretera Torreón-San Pedro. 27230. Ejido Anna, Torreón, Coahuila.

3División de Ciencias Económico-Administrativas (DICEA). Universidad Autónoma Chapingo.

Km. 38.5 Carretera México-Texcoco. 56230. Chapingo, Estado de México.

A

BSTRACT

To determine factors that affect water demand of the agricultural, livestock, residential and industrial sectors in the Comarca Lagunera, México, a simultaneous equations model, comprising five equations and six identities, was estimated.

The quantity of water demanded is not sensitive to changes in price, with elasticities of 0.003 for the residential sector,

0.002 for livestock, 0.108 for pumped irrigation agriculture,

0.023 for surface water irrigation agriculture, and 0.178 for the industrial sector. These values indicate that water demand in the residential and livestock sectors is almost insensitive to changes in price and that the policies of demand administration should consider increases in the other sectors. A 1% reduction in consumption water for agriculture and industry can be achieved by increasing water prices by 9.3% for pumped irrigation water, 43.9% for surface irrigation water, and 5.6% in the industrial sector.

Key words: Agriculture, livestock, elasticity, simultaneous equations model, residential and industrial sector,

I

NTRODUCTION

T he overuse of natural resources and the need to protect the environment from increasing levels of pollution has acquired international relevance. The effective water supply has decreased due to imbalances caused by an increase in demand, inefficient use, and increasing levels of pollution (IMTA, 2003).

In the Comarca Lagunera

[4]

there is competition for water among the different consumers. This competition is determined by the scarcity of the resource and the existence of different users, such as irrigation agriculture (pumped and surface water) and the residential, livestock and industrial sectors.

Demand in urban use originates from the growth of the integrated metropolitan zone of Torreón, Gómez

4 Región integrada por cinco municipios de Coahuila (Matamoros, San Pedro, Torreón, Viesca y Fco. I. Madero) y diez de Durango (Lerdo, Gómez Palacio, Mapimí, Nazas, Rodeo, Tlahualilo, Simón Bolívar, San Juan de Guadalupe, San Luis del Cordero y San Pedro del Gallo).

Recibido: Julio, 2005. Aprobado: Septiembre, 2006.

Publicado como ARTÍCULO en Agrociencia 40: 793-804. 2006.

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como la agricultura de riego por bombeo y gravedad, el sector residencial, la ganadería y la industria.

La demanda de agua para uso urbano proviene del crecimiento de la zona metropolitana integrada por Torreón, Gómez Palacio y Lerdo, donde se concen- tra poco más de 70% de la población humana de la región. En 2004 las tomas domiciliarias sumaron 154 mil sólo en la Ciudad de Torreón (SIMAS-SIDEAPA, 1999; El Siglo de Torreón, 2005).

El crecimiento de la producción industrial ha au- mentado la demanda de agua; la contracción de la actividad agrícola liberó mano de obra barata y la región se convirtió en polo de atracción de maqui- ladoras textiles y agroindustrias que se ubicaron en la zona metropolitana y algunas zonas rurales. El sector industrial está conformado por poco más de 871 empresas y durante 2004 aportó 44.6% al Pro- ducto Interno Bruto (PIB) de la región (INEGI-BIE, 2005a).

De 1990 a 2003 el inventario ganadero aumen- tó de 0.201 a 1.138 millones, con un crecimiento medio anual de 14.3%. La superficie de forrajes creció 4.5% anual, evidenciando una mayor depen- dencia a las importaciones de forrajes procedentes de áreas nacionales cercanas y de EE.UU. (SAGAR- PA-CEIEGDRS, 1990-2003).

El crecimiento de la población, industria y gana- dería redujo el agua para uso agrícola. La Comarca Lagunera comprende 220 mil ha, parte de ésta es el distrito de riego 017 con un área máxima irrigable de 105 mil ha. La máxima área normalmente irrigada es 96 mil ha, pero varía cada año, dependiendo de la dis- ponibilidad de agua. En la región predominan los fo- rrajes necesarios para la producción pecuaria, aunque también se cultivan hortalizas y algunos frutales. El problema de escasez se ha agudizado en años recientes debido a la baja eficiencia en el uso del recurso, pues el volumen de agua aplicado por cultivo excede a los requerimientos (SAGARPA-CEIEGDRS, 2003).

Considerando la importancia del agua en la región, el objetivo de este trabajo fue determinar los factores que afectan la demanda de agua en los cinco sectores consumidores de la región, para analizar la posibilidad de disminuir el consumo modificando dichos factores.

La hipótesis fue que la demanda de agua responde inelásticamente a cambios en el precio, en todos los sectores consumidores de la región.

M

ATERIALES Y

M

ÉTODOS El modelo

Para determinar la relación entre los factores determinantes de la demanda y la cantidad consumida de agua se calcularon

Palacio and Lerdo, where slightly more than 70% of the human population of the region is found. In 2004 home taps tallied 154 thousand in the city of Torreón alone (SIMAS-SIDEAPA, 1999; El Siglo de Torreón, 2005).

Growth in industrial production has increased demand for water. Contraction in agriculture freed cheap labor, and the region became attractive for textile and agroindustrial maquiladoras that established in the metropolitan and some rural areas.

The industrial sector comprises slightly more than 871 enterprises and in 2004 contributed 44.6% of the Gross Domestic Product (GDP) of the region (INEGI-BIE, 2005a).

From 1990 to 2003 the livestock inventory increased from 0.201 to 1.138 million, with a mean annual growth of 14.3%. The area under forages grew 4.5% yearly, evidencing greater dependence on forage imports from nearby areas of México and the United States (SAGARPA-CEIEGDRS, 1990-2003).

Growth in population, industry and livestock reduced water for agricultural use. The Comarca Lagunera comprises 220 thousand ha, part of which is Irrigation District 017 with a maximum irrigable area of 105 thousand ha. The largest area normally irrigated is 96 thousand ha, but this varies every year depending on the availability of water. In the region forage necessary for livestock production dominates, although vegetables and some fruits are also cultivated. The problem of water scarcity has become acute in recent years because of inefficient use of the resource; the volume of water applied per crop exceeds requirements (SAGARPA-CEIEGDRS, 2003).

Considering the importance of water in the region, this study was conducted to determine the factors that affect the demand for water of the five consumer sectors to analyze the possibility of reducing consumption by modifying those factors. The hypothesis was that water demand responds inelastically to changes in price in all of the consumer sectors of the region.

M

ATERIALS AND

M

ETHODS Model

To measure the relationships among determining factors of demand and quantity of water consumed, elasticities were calculated using a model of simultaneous water demand equations composed of five demand equations and six identities. The model parts from the assumption that water consumption of each sector is independent since the sources of supply and treatment previous to use are particular to each sector and dependent on destination and end consumption. The proposed model is:

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elasticidades con un modelo de ecuaciones simultáneas de la de- manda de agua compuesto de cinco ecuaciones de demanda y seis identidades. El modelo parte del supuesto de que el consumo de agua en cada sector es independiente, ya que las fuentes de abastecimiento y tratamiento previo a su uso para cada sector son particulares, dependiendo de su destino y consumo. El modelo propuesto es:

CPUt = β11 + β12 PAPRt + β13 PEUDRt + β14 PIBPCLRt

+ β15 TEMPt + ε1t (1)

QDUt = 1115139 × CPUt (2)

QDIt = β51 + β52 PAPIRt + β53 PEUIRt + ε2t (3)

CPPt = β21 + β22 PAPRLt1 + β23 PEUDRLt1

+ β24 PLECHERt + β25 TEMPLt1 + ε3t (4)

QDPt = 1322172 × CPPt (5)

CPABt = β31 + β32 PARBR2Lt2 + β33 PPLAGRLt1

+ β34 PPt + ε4t (6)

QDABt = 66633 × CPABt (7)

CPAGt = β41 + β42 PARGRLt1 + β43 PAGRIPRt

+ β44 PPLAGRt + β45 PPLt1 + ε5t (8)

QDAGt = 77375 × CPAGt (9)

QDSt = QDUt + QDPt + QDABt + QDIt (10)

QDTt = QDSt + QDAGt (11)

donde, QDUt = cantidad demandada de agua para uso urbano (m3); CPUt = consumo per cápita de agua por el sector urbano (m3 por habitante); QDPt = cantidad demandada de agua para uso pecuario (m3); CPPt = consumo per capita de agua por el sector pecuario (m3 por animal); QDABt = cantidad demandada de agua por la superficie irrigada por bombeo (m3); CPABt = consumo de agua por hectárea irrigada por bombeo (m3 por ha); QDAGt = cantidad demandada de agua por la superficie irrigada por grave- dad (m3); CPAGt = consumo de agua por hectárea irrigada por gravedad (m3 por ha); QDIt = cantidad demandada de agua por el sector industrial (m3); QDSt = cantidad demandada total de agua subterránea en la región (m3); QDTt = cantidad demandada total de agua en la región (m3), PAPRt y PAPRLt1 = precio real del agua potable para uso doméstico en la región y con un año de rezago ($ por m3); PEUDRt y PEUDRLt1 = precio real de la electricidad para uso doméstico y con un año de rezago ($ por kilowatt-hora); PIBPCLRt = Producto Interno Bruto per cápita real de la Comarca Lagunera ($ por habitante); PLECHERt = precio real ponderado de leche en la región ($ por litro); TEMPt y TEMPLt1 = temperatura media anual de la región y con un año

CPUt = β11 + β12 PAPRt + β13 PEUDRt + β14 PIBPCLRt

+ β15 TEMPt + ε1t (1)

QDUt = 1115139 × CPUt (2)

QDIt = β51 + β52 PAPIRt + β53 PEUIRt + ε2t (3)

CPPt = β21 + β22 PAPRLt1 + β23 PEUDRLt1

+ β24 PLECHERt + β25 TEMPLt1 + ε3t (4)

QDPt = 1322172 × CPPt (5)

CPABt = β31 + β32 PARBR2Lt2 + β33 PPLAGRLt1

+ β34 PPt + ε4t (6)

QDABt = 66633 × CPABt (7)

CPAGt = β41 + β42 PARGRLt1 + β43 PAGRIPRt

+ β44 PPLAGRt + β45 PPLt1 + ε5t (8)

QDAGt = 77375 × CPAGt (9)

QDSt = QDUt + QDPt + QDABt + QDIt (10)

QDTt = QDSt + QDAGt (11)

where, QDUt = quantity of water demanded for urban use (m3);

CPUt = per capita water consumption per urban sector (m3 per inhabitant); QDPt = quantity of water demanded by livestock production (m3); CPPt = per capita consumption of water by the livestock sector (m3 per animal); QDABt = quantity of pumped water demanded by the irrigated area (m3); CPABt = consumption of pumped water per irrigated hectare (m3 per ha); QDAGt = quantity of surface water demanded by the irrigated area (m3);

CPAGt = consumption of surface water per irrigated hectare (m3 per ha); QDIt = quantity of water demanded by the industrial sector (m3); QDSt = total demanded quantity of underground water demanded in the region (m3); QDTt = total demanded quantity of water in the region (m3); PAPRt and PAPRLt1 = real price of potable water for domestic use of the region in the current year and in the previous year ($ per m3); PEUDRt and PEUDRt1 = real price of electricity for domestic use and in the previous year ($ per kilowatt hour); PIBPCLRt = real Gross Domestic Product per capita of the Comarca Lagunera ($ per inhabitant); PLECHERt

= real weighted price of milk in the region ($ per liter); TEMPt

and TEMPLt1 = mean annual temperature of the region of the current year and the previous year (°C); PARBR2Lt2 = real price of pumped irrigation water two years previous ($ per ha);

PARGRLt1 = real proce of surface water of the previous year ($ per ha); PAGRIPRt = real weighted regional agricultural price ($ per t); PPLAGRt and PPLAGRILt1 = real weighted pesticide price in the current year and the previous year ($ per t); PPt and PPLt-1 = mean annual rainfall of the region of the current year and the previous year (mm3); PAPIRt = real price of potable water

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de rezago (°C); PARBR2Lt2 = precio real del agua para riego por bombeo con dos años de rezago ($ por ha); PARGRLt1= pre- cio real del agua para riego por gravedad con un año de rezago ($

por ha); PAGRIPRt= precio agrícola real ponderado de la región ($ por t); PPLAGRt y PPLAGRLt1 = precio real ponderado de los plaguicidas y con un año de rezago ($ por t); PPt y PPLt1

= precipitación pluvial media anual de la región y con un año de rezago (mm3); PAPIRt = precio real del agua potable para uso industrial ($ por m3) y PEUIRt = precio real de la electricidad para uso industrial ($ por kilowatt-hora).

La formulación del modelo se justifica en evidencia empírica.

Con base en Höglund (1999), Saleth y Dinar (2001) y Jaramillo (2003), para el sector residencial se propone una función de de- manda de agua per cápita (Ecuación 1) derivada de un modelo de producción doméstica de bienes de consumo final. El modelo toma el precio del agua y la energía, el ingreso y la temperatura como factores que afectan la demanda, y considera que el agua es consu- mida en los hogares en conexión con diferentes tareas o consumo de bienes finales. Entre las tareas que consumen agua están la pre- paración de alimentos, la higiene personal, el lavado de la casa, de la ropa y de utensilios de cocina, entre otros. Cada tarea involucra el uso de agua y, en la mayoría de los casos, el uso de la energía eléctrica y otros bienes como los aparatos electrodomésticos, el jabón, etc. La Ecuación 2 corresponde a la demanda de agua para uso urbano y se obtuvo multiplicando el promedio de habitantes de la región por el consumo per cápita de agua.

La función de demanda de agua para uso industrial (Ecuación 3) se estableció con base en los estudios que han analizado la estructura en el sector consumidor en países desarrollados (Williams y Suh, 1986; Ziegler y Bell, 1984; Renzetti, 1988, 1992). Se supone que la industrias usan el agua como insumo intermedio para: refrescar, cocer al vapor, crear movimiento, elaborar bebidas, lavar y mante- ner la higiene. La construcción de un modelo de demanda de agua supone que una industria escoge su nivel de insumo de tal manera que se minimice su costo de producción. Suponiendo que el uso del agua es separable de otros insumos como la electricidad, la función de demanda para uso industrial se representó en la Ecuación 3.

El uso del agua como insumo en la producción pecuaria y agrícola determina que la forma funcional de la demanda de ambos sectores sea similar a la de tipo industrial. La demanda de agua po- dría derivarse de funciones de costos de producción de la empresa.

Las funciones de demanda (Ecuaciones 4, 6 y 8) para los sectores pecuario y agrícola (riego por gravedad y bombeo) contemplaron el precio de los principales insumos y productos finales, así como variables meteorológicas importantes como la precipitación pluvial y temperatura. La Ecuación 5 corresponde a la demanda de agua para uso pecuario y se obtuvo multiplicando el promedio de animales (ho- mogeneizado a bovinos) por su demanda per cápita. Las Ecuaciones 7 y 9 son similares a la 5 e indican la demanda de agua por el sector agrícola con riego por bombeo y por gravedad, respectivamente.

La Ecuación 10 establece la demanda total de agua subterránea, y la Ecuación 11 indica la demanda total de agua (subterránea y superficial).

for industrial use (% per m3); PEUIRt = real price of electricity for industrial use ($ per kilowatt-hour).

Formulation of the model is justified by empirical evidence.

Based on Höglund (1999), Saleth and Dinar (2001), and Jaramillo (2003), a per capita water demand function (Equation 1) derived from a model of domestic production of end consumer products is proposed for the residential sector. The model takes the price of water and energy, income, and temperature as factors that affect the demand, and it considers that water consumed in homes is linked to different tasks or consumption of end products. Among these water-consuming tasks are food preparation, personal hygiene, housecleaning, laundry, and dishwashing, among others. Each task involves the use of water and, in most cases, the use of electricity and other goods such as electric appliances, soap, etc. Equation 2 corresponds to the demand of water for urban use and was obtained by multiplying the average number of inhabitants of the region by per capita water consumption.

The water demand function for industrial use (Equation 3) was established based on studies that have analyzed its structure in the consumer sector of developed countries (Williams and Suh, 1986; Ziegler and Bell, 1984; Renzetti, 1988, 1992). It is assumed that industries use water as an intermediate input: cooling, vapor cooking, creating movement, production of drinks, washing and hygienic maintenance. The construction of a water demand model assumes that industry selects its level of input so as to minimize production costs. Assuming that water use is separable from other inputs such as electricity, the industrial demand function is represented by Equation 3.

Use of water as an input in agricultural and livestock production determines that the functional demand form for both sectors is similar to that of industry. Water demand can be derived from production cost functions of the enterprise. The demand functions (Equations 4, 6, and 8) for the livestock and agriculture (surface and pumped irrigation) sectors contemplated the price of the principal inputs and end products, as well as important meteorological variables such as rainfall and temperature. Equation 5 corresponds to the water demand for livestock and was obtained by multiplying the average number of animals (made homogeneous to cattle) by its per capita demand. Equations 7 and 9 are similar to Equation 5 and indicate water demand per agricultural sector with pumped or surface irrigation water, respectively.

Equation 10 establishes the total demand for underground water, and Equation 11 indicates the total demand for water (underground and surface).

Data

It is important to note the nonexistence of information on water prices as such in the different consumer sectors of the Comarca Lagunera. Water is a subsidized public service for which yearly or bi-monthly fees are charged, and thus, real costs are not reflected or, much less, related to the scarcity of the resource. This leads to the absence of time series and official information related to

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Datos

Es importante resaltar la inexistencia de información sobre pre- cios del agua como tales en los diferentes sectores consumidores de la Comarca Lagunera. El agua es un servicio público subsidiado por el cual se cobran cuotas anuales o bimestrales que no reflejan el costo real, y mucho menos se relacionan con la escasez del recurso. Ésto lleva a la ausencia de series de tiempo e información oficial en rela- ción con los volúmenes consumidos de agua por tipo de consumidor.

Considerando lo anterior, este trabajo sería un primer acercamiento al consumo de agua por tipo de consumidor. La calidad de la informa- ción es esencial en la veracidad de las elasticidades calculadas, sobre todo en el sector agrícola, que es el principal consumidor.

Las variables usadas para medir el precio del agua de cada con- sumidor son las siguientes. Para el sector residencial se usó como variable proxy el precio, la tarifa de agua para el sector doméstico con un consumo de 11-20 m3, ya que la media de consumo en es- tratos de bajos ingresos fue 14.1 m3. Para los sectores pecuario e industrial se consideró la tarifa para un consumo superior a 100 m3. Para los consumidores que usan agua rodada el precio incluyó la cuota cobrada por la Comisión Nacional del Agua por el servicio de riego. Para la agricultura de riego por bombeo el precio consideró el costo de la energía eléctrica para uso agrícola.

Para el sector urbano la información provino de CNA (2001), SARH-PIFSVCL (1980-1989), SAGARPA-CEIEGDRS (1990- 2003), SIMAS (2004), INEGI (2005), INEGI-BIE (2005b) e INEGI (varios años). La información del sector industrial provino de El Si- glo de Torreón (2005), SIMAS (2004), INEGI-BIE (2005a) e INE- GI-BIE (2005b). En la conformación de las series de tiempo de este sector se consideraron los siguientes supuestos: 1) la participación del PIB industrial en el PIB total de la Comarca Lagunera mantuvo un comportamiento constante en toda la serie, e igual al promedio registrado en el periodo 2000-2004; 2) el consumo promedio de agua usada para generar mil pesos de PIB en la Comarca Lagunera, calculada en el periodo 2000-2004, mantuvo un comportamiento constante en toda la serie (1980-2003).

Las fuentes de información del sector pecuario fueron SIMAS (2004), INEGI-BIE (2005b), SARH-PIFSVCL (1980-1989), SA- GARPA-CEIEGDRS (1990-2003) y Pfizer (2004). Para el sec- tor agrícola las fuentes de información fueron SARH-PIFSVCL (1980-1989), SAGARPA-CEIEGDRS (1990-2003), Matus y Puente (1992), López (1994)[5] y Godínez (2005)[6].

Las series fueron deflactadas con el Índice de Precios Implí- citos de la Electricidad, Gas y Agua, el Índice Nacional de Precios al Consumidor de la Electricidad, el Índice Nacional de Precios al Consumidor de Torreón, el Índice Nacional de Precios al Productor del Sector Ganadero, el Índice Nacional de Precios al Productor del Sector Agrícola y el Índice Nacional de Precios al Productor. Estos índices se obtuvieron del Banco de México (BM; 2005), INEGI-BIE (2005c) e INEGI-BIE (2005b).

consumed volumes of water by type of consumer. Taking this into consideration, our study would be a first approximation to water consumption by type of consumer. The quality of the information is essential to the veracity of the calculated elasticities, especially in the agricultural sector, which is the main consumer.

The variables used to measure water prices for each consumer are the following. For the residential sector, the price variable proxy was the home use fee for the water consumption range of 11- 20 m3 since the mean consumption by lower income strata was 14.1 m3. For the livestock and industrial sectors, the fee for consumption above 100 m3 was considered. For consumers of surface water, the price included the fee charged by the National Water Commission for delivery of irrigation water. For pumped irrigation water, the price considered the cost of electricity for agricultural use.

For the urban sector, the information sources were CNA (2001), SARH-PIFSVCL (1980-1989), SAGARPA-CEIEGDRS (1990-2003), SIMAS (2004), INEGI (2005), INEGI-BIE (2005b) and INEGI (several years). The information from the industrial sector came from El Siglo de Torreón (2005), SIMAS (2004), INEGI-BIE (2005a) and INEGI-BIE (2005b). In forming the time series of this sector, the following assumptions were considered:

1) the participation of the industrial GDP on the total GDP of the Comarca Lagunera maintained constant behavior during the entire series and equal to the average recorded in the period 2000-2004;

2) the average water consumption used to generate one thousand pesos of GDP in the Comarca Lagunera, calculated for the period 2000-2004, maintained constant behavior during the entire series (1980-2003).

The sources of information for the livestock sector were SIMAS (2004), INEGI-BIE (2005b), SARH-PIFSVCL (1980- 1989), SAGARPA-CEIEGDRS (1990-2003) and Pfizer (2004).

For the agricultural sector, the sources of information were SARH- PIFSVCL (1980-1989), SAGARPA-CEIEGDRS (1990-2003), Matus and Puente (1992), López (1994)[5] and Godínez (2005)[6].

The series were deflactated with the Implicit Electricity, Gas and Water Price Index, the National Consumer Price Index for Torreón, the National Livestock Sector Producer Price Index, the National Agriculture Sector Producer Price Index, and the National Producer Price Index. These indexes were obtained from the Bank of México (BM; 2005), INEGI-BIE 82005c), and INEGI-BIE (2005b).

Coefficients were estimated with the method of least squares in two stages (Gujarati, 2000) using SAS. Statistical congruence was determined using the individual significance of each coefficient with t-Student, or t ratio, and the global significance of the coefficients of each equation with the F test. The model was validated with the economic theory for the coefficients of each exogenous variable. With the estimated coefficients and the mean values of each variable, elasticities were calculated for each factor affecting demand.

5 López D., S. 1994. Situación actual y perspectivas de la producción de papa ante la apertura comercial. Tesis de Maestría en Ciencias. Instituto de Socioeconomía, Estadística e Informática (ISEI). Colegio de Postgraduados. Montecillo, Estado de México. 112 p.

6 Godínez M., L. 2005. El valor económico del agua en el Distrito de Riego 017 Comarca Lagunera. Tesis de Maestría en Ciencias. Campus Mon- tecillo. Economía. Socioeconomía, Estadística e Informática. Colegio de Postgraduados. Montecillo, Estado de México. 104 p.

(6)

La estimación de los coeficientes se efectuó con el método de mínimos cuadrados en dos etapas (Gujarati, 2000) usando SAS. La congruencia estadística se determinó usando la significancia indivi- dual de cada coeficiente con la t de Student, o razón de t, y de signi- ficancia global de los coeficientes de cada ecuación con la prueba de F. El modelo se validó con la teoría económica para los coeficientes de cada variable exógena. Con los coeficientes estimados y los va- lores medios de cada variable, se calcularon las elasticidades para cada factor que afecta la demanda.

R

ESULTADOS Y

D

ISCUSIÓN

Los resultados de la estimación del modelo en su forma estructural y reducida se presentan en los Cua- dros 1 y 2. La veracidad de los resultados depende de los supuestos del modelo y de la calidad de la infor- mación. Los coeficientes de determinación (R

2

) de las cinco ecuaciones de regresión para el modelo estruc- tural muestran poco ajuste (0.33 a 0.62). Esto se debe a la ausencia de un mercado del agua bien establecido como el de otros productos. De acuerdo con la razón de t, todos los coeficientes fueron significativos, es decir, mayores de 1 en términos absolutos. Además, sus signos muestran congruencia con la teoría econó- mica; por tanto, se puede afirmar que los factores de cada ecuación son determinantes del consumo de agua en cada sector.

Los coeficientes de la forma estructural y los pro- medios de precios y cantidades consumidas de agua de 1980 a 2003, permitieron calcular elasticidades que relacionan el consumo de agua y las tarifas de agua y energía eléctrica.

Los resultados indican que el consumo de agua res- ponde inelásticamente a cambios en el precio en los di- versos consumidores. Los coeficientes fueron:

0.108 para la agricultura de riego por bombeo;

0.023 para la agricultura de riego por gravedad;

0.003 para el sector residencial;

0.002 para la ganadería;

0.178 para la industria (Cuadro 3).

La baja elasticidad precio de la demanda es con- secuencia de la inexistencia de sustitutos del recurso, y la magnitud diferente por consumidor se relaciona con el grado de utilidad del recurso en cada uno de éstos.

La demanda es más inelástica en los sectores resi- dencial y pecuario, donde el recurso es indispensable para la vida humana y animal. En niveles de consumos bajos es difícil disminuir la demanda, dado que se ha llegado al límite para la existencia de éstos consumi- dores. La demanda es menos inelástica en la industria y agricultura de riego por bombeo, donde cambios en el precio del agua podrían inducir al consumidor (industriales y agricultores) a adoptar cambios tecno- lógicos que permitieran el ahorro del recurso.

R

ESULTS AND

D

ISCUSSION

The results of the model estimation in its structural and reduced forms are presented in Tables 1 and 2.

Veracity of the results depends on the assumptions of the model and on the quality of the information. The coefficients of determination (R

2

) of the five regression equations for the structural model exhibit low fit (0.33 to 0.62). This is due to the absence of a well-established water market like that of other commodities. According to the t ratio, all of the coefficients were significant, that is, greater than 1 in absolute terms. Also, their signs are congruent with economic theory; therefore, it can be stated that the factors of each equation are determinant for water consumption in each sector.

The coefficients of the structural form and the mean water prices and quantities consumed from 1980 to 2003 permitted calculation of elasticities that relate water consumption with fees for water and electricity.

The results indicate that the consumption of water responds inelastically to price changes among the diverse consumers. The coefficients were:

0.108 for pumped irrigation water;

0.023 for surface irrigation water;

0.003 for the residential sector;

0.002 for livestock;

0.178 for industry (Table 3).

The low price elasticity of the demand is consequence of the inexistence of substitutes for the resource and the different magnitudes among consumers is related to the degree of utility of the resource in each sector.

Demand is more inelastic in the residential and livestock sectors where the resource is essential for human and animal life. When levels of consumption are low, it is difficult to reduce demand since it has reached the limit for the existence of these consumers.

Demand is less inelastic in industry and agriculture with pumped irrigation water where changes in prices could induce the consumer (industry and agriculture) to adopt technological changes that would allow savings in the resource.

The inelastic response of water demand to price changes poses the possibility of lowering water consumption through prices, which would have to be increased considerably. For example, for the residential and livestock sectors, the elasticity value indicates that a 1% reduction in per capita consumption of water would require a price increase of 314 and 490%, respectively.

For the sector of agriculture that uses pumped water,

the value of the demand price elasticity indicates that

a 1% reduction in average consumption per hectare

could be achieved by a 9.3% price increase. Demand

price elasticity,

0.023 in the sector of agriculture with

surface water irrigation, indicates that a 1% reduction

(7)

Cuadro 1. Coeficientes de la forma estructural del modelo. 1980-2003.

Table 1. Coefficients of the structural form of the model. 1980-2003.

Variable endógenas Intercepto Variables exógenas R2 Prob>F

PAPR PEUDR PIBPCLR TEMP

CPUt 47.292 0.029 12.154 0.0002 0.525 0.38 0.07 Error estándar 5.535 0.028 11.217 0.0001 0.290

Razón de t 8.546 1.046 1.084 2.068 1.811

PAPIR PEUIR

QDI 39793533 19781.0 112167152 0.57 0.0003 Error estándar 5300245 4068.3 31206099

Razón de t 7.508 4.862 3.594

PAPRL PEUDRL PLECHER TEMPL

CPP 17.059 0.0059 2.856 0.813 0.079 0.33 0.13 Error estándar 1.329 0.0058 2.475 0.345 0.065

Razón de t 12.839 1.018 1.154 2.354 1.203 PARBR2L PPLAGRL PP

CPAB 15303 0.797 0.484 1.547 0.47 0.009 Error estándar 870.044 0.417 0.177 1.189

Razón de t 17.589 1.909 2.737 1.302

PARGRL PAGRIPRt PPLAGR PPL

CPAG 24616 1.327 0.888 0.919 2.643 0.62 0.002 Error estándar 1478.975 0.816 0.348 0.339 1.600

Razón de t 16.644 1.626 2.549 2.680 1.652 Fuente: Elaboración propia con datos de la salida de SAS.

La respuesta inelástica de la demanda de agua a cambios en los precios plantea que para bajar el con- sumo de agua a través del precio, éste tendría que au- mentar considerablemente. Por ejemplo, para los sec- tores residencial y pecuario el valor de la elasticidad indica que para una reducción de 1% en el consumo per cápita de agua, se requiere aumentar el precio en 314 y 490%.

Para el sector agrícola de riego por bombeo el valor de la elasticidad precio de la demanda indica que una reducción de 1% en el consumo promedio por hectá- rea podría lograrse aumentando el precio en 9.3%. La elasticidad precio de la demanda en el sector agrícola de riego por gravedad, de

0.0228, indica que una re- ducción de 1% en el consumo del recurso por hectárea podría logarse con un aumento en la cuota de 43.9%.

Finalmente, una disminución de 1% en el consumo in- dustrial podría lograrse aumentando la tarifa en 5.6%, manteniendo los demás factores constantes.

Además del precio del agua, otro factor que po- dría afectar la demanda total es el precio de la elec- tricidad. La elasticidad que relaciona ambas variables fue

0.037 para la energía eléctrica usada en el sec- tor residencial,

0.027 para la usada en el sector pe- cuario y

0.965 para la usada en el sector industrial (Cuadro 3).

El consumo de agua responde inelásticamente a cambios en la tarifa eléctrica, aunque los valores de la

in consumption per hectare could be achieved with a fee increase of 43.9%. Finally, a 1% reduction in industrial water consumption could be accomplished by increasing the fee by 5.6%, with all other factors remaining constant.

Besides the price of water, another factor that could have an effect on total demand is the price of electric energy. The elasticity that relates both variables was

0.037 for electricity used in the residential sector,

0.027 for that used in the livestock sector, and

0.965 for that used in the industrial sector (Table 3).

Consumption of water responds inelastically to changes in fees charged for electricity, although the elasticity values are notably greater than the demand price elasticity. The elasticity sign indicates that water and electricity are complementary commodities in domestic and productive processes, and that an increase in the fees for electricity may be effective in reducing consumption. For example, in the residential, livestock and industrial sectors an increase of 26.9, 36.8, and 1.0%, could achieve a 1% reduction in water consumption.

The reduced form of the model expresses

endogenous variables in terms of predetermined

variables, which can function as policy instruments,

such as different price levels in this case. The most

general identities of the model are total quantity of

demanded underground water (QDS) and the total

(8)

Cuadro 2. Coeficientes de la forma reducida del modelo. 1980-2003. Table 2. Coefficients of the reduced form of the model. 1980-2003. Variables exógenasVariables endógenas QDUCPUQDIQDPCPPQDABCPABQDAGCPAGQDSQDT PAPR32942.50.029000000032942.532942.5 PEUDR1355380112.15400000001355380113553801 PIBPCLR253.80.00020000000253.8253.8 TEMP586042.40.52550000000586042.4586042.4 PAPRL0007776.90.00600007776.97776.9 PEUDRL00037768272.856000037768273776827 PLECHER0001075014.50.81300001075014.51075014.5 TEMPL000104038.10.0790000104038.1104038.1 PARBR2L0000053113.80.79710053113.853113.8 PPLAGRL0000032232.80.48370032232.832232.8 PP00000103110.61.547400103110.6103110.6 PARGRL0000000102656.11.32670102656.1 PAGRIPR000000068715.80.8881068715.8 PPLAGR000000070345.50.9092070345.5 PPL0000000204479.22.64270204479.2 PAPIR0019781.100000019781.119781.1 PEUIR00112167152000000112167152112167152 Intercepto52737504.947.339793533.32255584317.110196781591530319046721162461611347650403039437156 Fuente: Elaboración propia con datos de la salida de SAS.

(9)

Cuadro 3. Elasticidades relacionadas con los precios de agua y energía eléctrica. 1980-2003.

Table 3. Elasticities related to prices for water and electricity. 1980-2003.

Variable Precio del agua Precio de la energía eléctrica

endógena

PAPR PAPIR PAPRL PARBR2L PARGRL PEUDR PEUDRL PEUIR

CPU 0.003 0.037

QDI 0.178 0.965

CPP 0.002 0.027

CPAB 0.101

CPAG 0.023

QDS 0.0002 0.003 0.001 0.095 0.003 0.001 0.020

QDT 0.0001 0.001 0.001 0.034 0.015 0.001 0.001 0.007

Fuente: Elaboración propia con información de los cuadros 1 y 2.

Cuadro 4. Elasticidades relacionadas con otros factores que afectan la demanda total de agua, periodo 1980-2003.

Table 4. Elasticities related to other factors that affect the total water demand. 1980-2003.

PIBPCLR TEMP PLECHER TEMPL PPLAGRL

QDS 0.004 0.013 0.0013 0.0023 0.121

QDT 0.001 0.005 0.0004 0.0008 0.043

PP PAGRIPR PLAGR PPL

QDS 0.033 - - -

QDT 0.012 0.024 0.095 0.023

elasticidad son sensiblemente mayores a la elasticidad precio de la demanda. El signo de la elasticidad indica que agua y electricidad son bienes complementarios en los procesos domésticos y de producción, y que un aumento en la tarifa de la electricidad podría ser efectiva para disminuir el consumo. Por ejemplo, una reducción de 1% en el consumo de agua en los sec- tores residencial, pecuario e industrial podría lograrse aumentando la tarifa eléctrica en 26.9, 36.8 y 1.0%.

La forma reducida del modelo expresa las varia- bles endógenas en términos de las predeterminadas, que pueden funcionar como instrumentos de política;

en este caso los diferentes niveles de precio. Las identidades más generales del modelo son la canti- dad demandada total de agua subterránea (QDS) y la cantidad demandada total (QDT). La forma reducida permite ver como los precios afectan dichas varia- bles.

Usando los coeficientes de la forma reducida y los valores promedio de las variables en el periodo 1980- 2003, se calcularon las elasticidades que relacionan las cantidades de agua subterránea, y total, con los precios de agua y electricidad, y otros factores que afectan la demanda.

La cantidad demandada total de agua subterránea responde inelásticamente a cambios en los precios de los diferentes consumidores, con elasticidades de

0.0002 para el sector residencial,

0.004 para el sector industrial,

0.001 para el sector pecuario y

0.095 para el sector agrícola de riego por bombeo.

demanded quantity (QDT). The reduced form allows us to visualize how prices affect these variables.

Using the reduced form coefficients and the average values of the variables for the period 1980- 2003, elasticities relating quantities of underground water and total to prices of water, electricity, and other factors that affect demand were calculated.

The total quantity of underground water demanded responds inelastically to changes in the prices for different consumers, with elasticities of

0.000231 for the residential sector,

0.0038 for the industrial sector,

0.00006 for the livestock sector, and

0.0947 for the pumped irrigation agricultural sector. The sum of these elasticities is -0.090, indicating that even when there were a simultaneous increase in the price of all of the consumer sectors, the demand for water would continue to respond inelastically (Table 3).

The strong inelasticity of the demand in the residential and livestock sectors indicates that it would not be reasonable to increase the price in these sectors since very high increases would be needed and consumers would not be willing to pay. The lowest inelasticity is found in the agricultural sector. To reduce consumption of underground water by 1%, the price of water in pumped irrigation water agriculture would have to increase 10.6%. Likewise, a 1%

reduction in the total demand for underground water

could be accomplished by a 263.2% increase in the

price of water for industry.

(10)

La suma de las elasticidades es

0.090, indica que aun con un aumento simultáneo en el precio de todos los sectores consumidores, la demanda de agua segui- ría respondiendo inelásticamente (Cuadro 3).

La fuerte inelasticidad que la demanda presenta en los sectores residencial y pecuario indica que no es ra- zonable aumentar el precio en estos sectores, pues se necesitarían aumentos muy altos que el consumidor no estaría dispuesto a pagar. La menor inelasticidad está en la agricultura. Para disminuir el consumo de agua subterránea en 1%, el precio del agua en la agricultura de riego por bombeo tendría que aumentar 10.6%.

Similarmente, una disminución de 1% en la demanda subterránea total podría provenir aumentando 263.2%

el precio del agua en la industria.

La cantidad demandada total de agua también res- ponde inelásticamente a cambios en los precios de los diferentes consumidores. En este caso las elasticida- des fueron

0.0001 para el sector residencial,

0.001 para la industria,

0.0001 para la ganadería,

0.034 para la agricultura de riego por bombeo y

0.015 para la agricultura de riego por gravedad (Cuadro 3).

De manera similar al consumo de agua subterrá- nea, se necesitarían aumentos muy altos en el precio para disminuir el consumo total de agua. Nuevamente, las elasticidades más altas en términos absolutos fue- ron para los sectores agrícola –bombeo y gravedad– y en la industria. Para disminuir el consumo total de agua en 1%, el precio en el sector agrícola de riego por bombeo tendría que aumentar 29.6%; el mismo efecto podría lograrse aumentando 68.5% el precio del agua en la agricultura de riego por gravedad.

Las condiciones de mercados de los productos fi- nales e insumos también afectan la demanda total de agua. La elasticidad del precio de la leche fue 0.001, la del precio de los productos agrícolas 0.024 y la de los plaguicidas

0.043. Aumentos en los dos primeros precios hacen más rentable las actividades agropecua- rias, elevando la siembra y, en consecuencia, el con- sumo de agua. En cambio, un aumento en el precio de los plaguicidas hace menos rentable la actividad agrí- cola, disminuyendo la superficie cosechada y el consu- mo de agua. Conviene mencionar que poco se puede hacer sobre el comportamiento de dichas variables ya que dependen de las condiciones de mercado de los productos agropecuarios. Otras variables que afectan el consumo total del agua son la temperatura y la pre- cipitación pluvial, sobre las cuales no se puede influir ya que dependen de las condiciones ambientales.

C

ONCLUSIONES

La demanda de agua en todos los sectores consumi- dores de la Comarca Lagunera responde inelásticamente

The total quantity of water demanded also responds inelastically to changes in price for different consumers.

In this case, the elasticities were

0.0001 for the residential sector,

0.0013for industy,

0.0001 for livestock,

0.034 for pumped irrigation agriculture, and

0.015 for surface irrigation agriculture (Table 3).

As with consumption of underground water, very high price increases would be necessary to reduce total water consumption. Again, the highest elasticities in absolute terms were found in the agricultural –pumped and surface water irrigation– and industrial sectors.

To reduce the total water consumption by 1%, the price in the sector of pumped irrigation agriculture would have to increase 29.6%; the same effect could be achieved by increasing the price of surface water for agriculture by 68.5%.

Market conditions for end products and inputs also affect total water demand. The price elasticity for milk was 0.001, 0.024 for agricultural products, and

0.043 for pesticides. Increases in the first two prices make farming activities more profitable, increasing area under cultivation and, consequently, water consumption. Instead, an increase in pesticides price reduce profitability of farming activities, decreasing surface harvested and water consumption.

It is relevant to mention that little can be done about the behavior of these variables since they depend on market conditions for farm products. Other variables that affect total water consumption are temperature and rainfall, variables which cannot be influenced since they depend on environmental conditions.

C

ONCLUSIONS

The demand for water in all of the consumer sectors of the Comarca Lagunera responds inelastically to changes in fees and charges for its use and service. The sectors with the highest inelasticity are the residential and livestock, where the consumers respond poorly to changes in price, so that a price policy in these sectors would have no effect. The sectors where water demand was least inelastic were pumped irrigation agriculture and industry, where water demand administration policies would have to contemplate increases in the price of water used in industry, in charges for irrigation services, and in fees for electricity for agriculture.

Water demand responded inelastically and inversely to changes in charges for electricity in the residential, livestock and industrial sectors. This relationship of complementariness indicates that an increase in electricity fees would significantly reduce total water consumption in the region.

—End of the English version—

(11)

a cambios en las tarifas y cuotas cobradas por su uso y servicio. Los sectores con mayor inelasticidad son el re- sidencial y el pecuario, donde los consumidores respon- den pobremente a cambios en el precio, de tal manera que una política de precios en éstos no tendría éxito.

Los sectores donde la demanda de agua resultó menos inelástica fueron la agricultura de riego por bombeo y la industria, donde políticas de administración de la deman- da de agua tendrán que contemplar aumentos en el precio del agua usada en la industria, la cuota por el servicio de riego y la tarifa eléctrica para uso agrícola.

La demanda de agua respondió inelástica e inver- samente a cambios en la tarifa eléctrica en los sectores residencial, pecuario e industrial. Dicha relación de complementariedad indica que un aumento en las ta- rifas eléctricas disminuiría de manera significativa el consumo total de agua en la región.

L

ITERATURA

C

ITADA

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