Industria Petroquimica en Mexico

5/27/2018 Industria Petroquimica en Mexico

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El presente es un documento de trabajo elaborado para elestudio Estado del Arte y Prospectiva de la Ingeniera en Mxicoy el Mundo, realizado por la Academia de Ingeniera de Mxicocon el patrocinio del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa.

La informacin as como las opiniones y propuestas vertidas eneste documento son responsabilidad exclusiva de los autores.

La Academia y los autores agradecern las sugerencias ycomentarios de los lectores para mejorar su contenido y las

omisiones en que se haya incurrido en su elaboracin.


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Estado del Arte y Prospectiva de la Ingenieraen Mxico y el Mundo

LA PLANEACIN ESTRATGICA Y LARESTITUCIN DEL VALOR AGREGADO DE LA

INDUSTRIA PETROQUMICA EN MXICO.

Autores: Carlos E. Escobar Toledo.Presidente de la Comisin de Especialidad de Ingeniera

de Sistemas.Luis Puente Moreno.

Consultor independiente


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Contenido

-Prlogo

-Introduccin-Objetivos-Hiptesis-Alcances-Contribuciones a la Investigacin Cientfica

Captulo IEnfoque Sistmico de la Industria Petroqumica-Breve Perspectiva de la Teora de Sistemas-La Industria Petroqumica: Un enfoque sistmico

Captulo IIDesarrollo de la Metodologa-Marco de referencia de la metodologa-El objeto de estudio-Premisas-Hiptesis de trabajo para el diseo de la metodologa.-Metodologa propuesta para el anlisis de sistemas grandes y complejos-Caractersticas del modelo terico descriptivo-Niveles del sistema econmico

-Direccin de los flujos de informacin-Tipos de informacin-Estructura de la metodologa propuesta-Oportunidades analizadas del modelo terico descriptivo para suaplicacin en la metodologa propuesta-Estructura de la metodologa aplicada al caso de estudio: La IndustriaPetroqumica-Tipo de informacin a utilizar para la Industria Petroqumica-Comentarios Generales

Capitulo IIIConclusiones-El caso de estudio-Acerca de los objetivos del trabajo-Resultados obtenidos-Resultados detallados


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Apndice IPerspectiva de la Industria Petroqumica Mexicana

-Introduccin-Problemtica de la Industria Petroqumica-Estructura de la Industria Petroqumica Mexicana-Estadsticas del Anuario Estadstico de la Industria Petroqumica-Estadsticas del Anuario Estadstico de PEMEX-Gas Natural como materia prima para producir petroqumicos-Indicadores macroeconmicos-Pronsticos y Prospectiva de la Demanda de los ProductosPetroqumicos Seleccionados-Principales destinos finales de los aromticos

-Benceno-Tolueno-Xilenos-Produccin, importacin y exportacin de los productos seleccionados-Resinas de Poliuretano-Fibras polister-Resinas de poli(tereftalato de etileno) (PET)-Resinas de polietileno de alta densidad-Resinas de polietileno de baja densidad-Algunas propiedades y aplicaciones de los productos seleccionados-Polietilenos-Polietileno de alta densidad-Polietileno de baja densidad-Polietileno lineal de baja densidad-Polipropileno-Poliestireno-Poliuretano-Poli(tereftalato de butileno) (PBT)-Poli(tereftalato de etileno) (PET)-Fibras polister-Resina de Acrilo-Nitrilo-Butadieno-Estireno (ABS)

-Resina de Estireno-Acrilonitrilo (SAN)-Hule Estireno Butadieno (SBR)-Anhdrido Ftlico


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Apndice IIEstudio de Inteligencia Tecnolgica para procesospetroqumicos y anlisis de esquemas de refinacin con altorendimiento en la produccin de petroqumicos primarios.-Introduccin-Estudio de Inteligencia Tecnolgica (IT) para los procesos deReformacin y Descomposicin Cataltica-Anlisis de Patentes en la Produccin de Olefinas-Anlisis de Patentes en la Produccin de Aromticos-Desarrollos tecnolgicos comercializados para la produccin de olefinasy aromticos-Complejos aromticos-Procesos y corrientes de la refinacin del petrleo integrables a los

procesos de produccin de olefinas y aromticos-Descomposicin (craking) cataltica de lecho fluidizado (FCC) yproduccin de olefinas y aromticos-Algunas consideraciones acerca de los procesos de produccin de poli-olefinas-Importancia de los catalizadores en la produccin de poliolefinas-Situacin Tecnolgica existente en el Sistema Nacional de Refinacin-Situacin tecnolgica de la Industria Petroqumica Nacional-El petrleo como materia prima de petroqumicos-Estructuracin de una Refinera Petroqumica

-Configuracin No. 1: Destilacin atmosfrica y pirlisis de naftas paracombustibles y petroqumicos-Configuracin No. 2: Destilacin atmosfrica y pirlisis de todos losdestilados atmosfricos para combustibles y petroqumicos-Configuracin 3: Destilacin atmosfrica, de vaco y pirlisis paracombustibles y petroqumicos-Configuracin 4: Destilacin atmosfrica, de vaco, craqueo cataltico ypirlisis para combustibles y petroqumicos-Configuracin 5: Destilacin atmosfrica, de vaco, hidrodesintegraciny pirlisis para combustibles y petroqumicos.-Configuracin 6: Destilacin atmosfrica y vaco, conversin de residuo,

hidrodesintegracin y pirlisis para combustibles y petroqumicos-Consideraciones generales relacionadas a los procesos dedesintegracin-Rendimientos de productos petroqumicos a partir del tipo de crudo-Productos deseables-InversionesBibliografa


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Prlogo

Es el grado de inters por la investigacin lo que define el nivel dedesarrollo de un pas o de una civilizacin: quien tiene una estructura deinvestigacin, tiene el tesoro de la creacin, tiene la independenciacientfica, tecnolgica y de pensamiento que sta aporta.

No hay avances en la Ciencia sin Investigacin. La historia de lahumanidad es la suma de conocimientos adquiridos a travs de lostiempos, y el conocimiento, la interpretacin racional de la realidad.Pero la realidad, no obstante, no es perceptible como tal, sino que esrepresentada bajo concepciones antropomrficas, en las que el modelo yla medida es el propio ser humano, el interpretador. Es, mediante la

evolucin del concepto, es decir, del propio lenguaje, como se vadesarrollando la capacidad de interpretacin, asimilando la verdad a laque somos capaces de acceder1.

Por ello, el conocimiento vinculado a la sociedad permite abordar cadauno de los problemas del pas; por lo cual la actividad intelectual, debeser considerada un tema de seguridad nacional, pues es el nico mediopara que crezcan los recursos tanto humanos como materiales.

Precisamente es el crecimiento de la economa el que determina una

mayor demanda del conocimiento. Y esto es lo que nos justifica comoprofesionales. Sin ese crecimiento, con la economa estancada y lascadenas productivas desechas, los ingenieros no tenemos nada quhacer en este pas.

Esta obra presenta la metodologa, el anlisis y los resultados de lainvestigacin que es sin duda y antes que nada, un documento cientficoen la medida de que las tcnicas, la metodologa y los modelos usadosson parte de la ingeniera de procesos en interfase multidisciplinaria conotras reas del conocimiento: la Ingeniera de Sistemas, la Investigacinde operaciones, la teora de decisiones, la economa, y la inteligencia

cientfica y tecnolgica.

Vale la pena expresar desde este momento, que los mtodos deplaneacin estratgica coordinados a varios niveles; la programacinmatemtica con objetivos mltiples, la teora de las redes generalizadasy la utilizacin de mtodos de mltiples criterios, son una aportacin al

1http://www.clinicaarquero.com/03_metodo.htm.
http://www.clinicaarquero.com/03_metodo.htmhttp://www.clinicaarquero.com/03_metodo.htm


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campo del conocimiento de la Ingeniera Qumica, que, a nuestro lealsaber y entender, no se encuentra descrita en la literatura especializada.

No obstante, este trabajo de investigacin, se refiere a un estudio decaso, en donde se trata de aplicar la metodologa utilizada. No quieredecir, sin embargo, que esta misma metodologa no pueda aplicarse aotros productos de la demanda final que puedan resultar importantespar el desarrollo de nuestra IPQ, diferentes a los que hemos tomadopara demostrar el motivo principal de nuestra investigacin; en efecto,sera muy halagador que nuestra metodologa pudiera aplicarseindiferentemente, incluso a otros sectores de la economa queguardaran la estructura descrita para la IPQ.

Con un profundo inters de seguir contribuyendo en la Investigacindentro del campo del conocimiento de la Ingeniera Qumica hemosavocado nuestros esfuerzos para desarrollar una metodologa2 quepermita planificar, organizar y resolver secuencialmente la planeacindescentralizada de industrias de proceso consideradas como grandessistemas complejos con caractersticas interdisciplinarias que permitenconsiderar varios objetivos o metas en comn, es decir criteriosmltiples y no uno slo.

Ms all de eso, el trabajo que presentamos va de lo general a loparticular, transformndolo en un trabajo especfico y particular tituladoSeleccin Multicriterio de Tecnologas para el Procesamiento de Crudoen la Produccin Alternativa de Petroqumicos en Mxico.

Obedeciendo al requerimiento inminente de realizar una aportacin quefortalezca el campo de la investigacin, vido de innovaciones tantocientficas como tecnolgicas, el trabajo que desarrollamos tiene labondad de poseer un nuevo manejo y sentido de los mtodosdesarrollados para resolver grandes sistemas complejos, integrndolosen una metodologa de carcter robusto. Dicho manejo es innovadordebido a que no se ha considerado hasta este momento en la literatura

como una metodologa posible, aplicable y de implementacin a lossistemas citados.

Cierto es que se han desarrollado una gran cantidad de mtodosbasados en la aplicacin de la programacin matemtica para resolver

2Mtodo y metodologa son dos conceptos diferentes. El mtodo es el procedimiento para lograr los

objetivos. Metodologa es el estudio del mtodo.


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dichos sistemas, pero tambin es cierto que en la misma literatura lesha sido negado un resultado exitoso cuando se utilizan para resolvergrandes sistemas interrelacionados.

Por ello, la puerta de entrada que lleva por nombre el ttulo citado noslleva a travs de diferentes campos de la ciencia y la investigacin; elsendero a recorrer para seleccionar las mejores tecnologas paraprocesar petroqumicos a partir de petrleo crudo presenta carcterinterdisciplinario, ya que es inherente el vnculo que existe entre laingeniera y la tecnologa de los procesos, su planificacin y surepercusin econmica.

Como lo hemos dicho anteriormente, este estudio se particulariza

cuando hablamos de la alternativa que puede tener procesar una ciertacantidad de crudo para transformarlo en petroqumicos, en trminos delcosto de oportunidad que ello conlleva.

No obstante, hemos acordado que el marco de referencia principal es laTeora de Sistemas.

La razn que nos ha llevado a realizar una investigacin sobre laIndustria Petroqumica (IPQ) cuyo ttulo se ha presentado lneas arriba,tiene que ver obviamente con nuestra actividad profesional, pero

tambin con el hecho de que sta multiplica por varias veces el valoragregado, el valor del producto final y la ganancia, mucho mejor de loque lo hace la sola exportacin de petrleo.

Para este prlogo, hemos elegido describir la forma en como veramos ala Industria Petroqumica Mexicana en un futuro que an no tiene fecha,pero que esperaramos que, entre otros fines, esta obra contribuya aacelerar.

Nosotros vemos a la Industria Petroqumica Mexicana como un sector

clave que contribuir a mejorar nuestro nivel de vida, sin necesidad deimportar los bienes de consumo final que absolutamente todosdemandamos y que provienen de la IPQ, es decir, de un barril depetrleo crudo o de un metro cbico de gas natural. Se antoja formular


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dos preguntas dentro del marco de una planeacin participativa muy alestilo de R. Ackoff 3

Cmo debe ser la Industria Petroqumica?

La respuesta es simple, aunque compleja su implantacin:

Una industria progresista de alta tecnologa. Una industria lder en sustentabilidad ambiental. Una piedra angular para la economa nacional. Una Industria altamente productiva y generadora de impuestos.

Considerando que las sustancias qumicas son los componentes bsicos

para la industria manufacturera; a partir de ellas se fabricanprcticamente todos los productos usados en nuestra vida diaria:automviles, papel, textiles, aleaciones, electrnica, materiales deconstruccin, alimentos y medicinas. Esta industria debe convertirse deimportancia vital para la economa nacional.

As, no es posible soslayar que, aunque una lista de la utilizacin de losproductos qumicos, sera muy larga, a manera de ejemplo,mencionaremos que:

El plstico del auto que utilizamos para transportarnos, es unasustancia qumica. El agente blanqueador usado en la produccin del papel del libro que

leemos, es una sustancia qumica. El plstico del cable de fibra ptica del telfono que usamos todos losdas, es una sustancia qumica. Los compuestos inorgnicos del chip de la computadora que se usa

para navegar en Internet, son sustancias qumicas. La crema de proteccin solar que se aplica mientras alguien se sienta

sobre una silla de plstico o en un camastro, en la playa, son

sustancias qumicas.Para explicar la importancia de reactivar la IPQ Mexicana y por enderestituir su valor agregado, en la siguiente tabla se muestra como meroejemplo, la forma en que se aumenta el valor desde la materia prima

3Ackoff, Ruselle L [1974, 1981] Redesigning the Future. Wiley, New York; Creating the Corporate Future.

Wiley, New York.


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hasta el producto final, para el caso de una simple bolsa de las queutilizamos para empacar nuestras compras en las tiendas deautoservicio o de la botella que contiene el agua o la bebida que saciar

nuestra sed, de la pelota con la que jugamos, la camisa y suter quevestimos:

Veces que aumenta el valor agregado por kilogramo de producto.

Petrleocrudo

PolietilenoMat.prima

Bolsa depolietileno

Botella depolietileno(PET)

Camisadepolistera partirde

pxileno

Pelotade policlorurodevinilo

Suterdeacriloni-trilo

1.00 7.97 11.59 72.46 170 40 150

Por qu los petroqumicos, son claves para el desarrollo de un pas?

La industria qumica transforma las materias primas naturales de latierra, el agua y el aire, en productos que usamos a diario. Si no fuerapor los productos petroqumicos, no existiran las resinas especiales parala manufactura de computadoras, aditivos especiales para el terminadodel papel, productos para el control de plagas, preservativos para

alimentos, compuestos limpiadores, cosmticos, artculos de aseo,pinturas, ni productos para el tratamiento de aguas.

La industria qumica y petroqumica fabrica a nivel mundial ms de70,000 productos, desde una gran cantidad de metales, minerales,aceites vegetales, gas natural, grasas animales y otras materias primas.No existirn nuevos productos sin que la qumica moderna mejorenuestra salud, haga nuestro mundo ms seguro y agregue valor anuestro estilo de vida.

Pero tambin, es la unin de recursos naturales a bienes econmicos deconsumo que satisfacen una infinidad de necesidades. As, los productosqumicos, son clave para incrementar nuestra calidad de vida.


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Por ejemplo:

En nuestros Autos:

Los tratamientos qumicos y los productos representan cerca del 22 porciento de los costos de un auto. Pinsese que, por ejemplo, los cojinesde los asientos son de poliuretano; las mangueras y cinturones son deneopreno; las bolsas de aire son de nylon. Adems, el funcionamiento,seguridad y eficiencia del combustible de los autos y camiones,dependen de numerosas sustancias qumicas.

En nuestras Casas:

Las sustancias qumicas comprenden el 30 por ciento del costo de unacasa, incluyendo el costo de productos importantes para el aislamiento,que incrementa la eficiencia de la energa y reduce las emisiones degases de invernadero.

En nuestras Compras:

Las sustancias qumicas representan el 40 por ciento de lo que comprael consumidor promedio para su casa, y de lo que usa todos los das,

como: alimentos, ropa, calzado, productos para la salud y para elcuidado personal, productos de limpieza para el hogar y equipos deentretenimiento. Los productos petroqumicos tambin sirven comocomponentes bsicos esenciales, son usados en la fabricacin de fibrassintticas y ropa de planchado permanente, medicina, productosfarmacuticos, artculos para la salud y belleza, pegamentos ymateriales compuestos en aviones y naves espaciales avanzados, en fin,cualquier producto en el que usted pueda pensar, tiene un componentequmico.

Sin duda Mxico forma parte de la comunidad de fabricantes deproductos petroqumicos a nivel mundial, pero nos falta muchsimo paracompararnos con los grandes productores, aquellos que obtienen de losproductos que manufacturan un efecto multiplicador inmenso enganancia, valor agregado, valor del producto. Solamente para el caso deNorteamrica, de la que nos sentimos integrados, por ejemplo, nuestraproduccin es apenas el 3% de la de Estados Unidos. Mientras queaquella, representa cerca del 30% de la del nivel mundial.


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Hagamos notar tambin que durante el ao de 1996, cuando todava losagoreros del Libre Comercio, haban echado al cesto de la basura todointento de planeacin y mejora de nuestra Industria qumica y

petroqumica, la relacin del valor agregado en la industria qumica portrabajador fue alrededor de 10000, por lo que ya se hubiera podidoempezar a comparar con los grandes del mundo.

No nos cabe duda alguna, despus de terminar esta investigacin, quela IPQ es y debe ser uno de los motores de industrializacin y, por endede incremento de valor agregado en nuestro pas. Esperamos que estaobra sea leda no solo por los que creen en la industrializacin y susefectos, sino tambin por aquellos que, en pos del Libre mercado,venden todo lo que era nuestro.

Tambin nuestro propsito tiene que ver con nuestra profesin deingenieros qumicos, pues, igualmente con este paradigma malcomprendido y que nos ha trado mayor desigualdad social, se haacabado con las oportunidades de desarrollo de nuestra ingeniera, y esaes una de las primeras grandes oportunidades que quisimos abordar enesta obra. Hemos cedido pasivamente nuestra ingeniera a firmasextranjeras, en el mejor de los casos, y al hacerlo as, hemos entregadonuestra riqueza.

Importamos o queremos importar todo, sin tomar en cuenta lasconsecuencias de gastar ms de lo que tenemos, y para llevar a caboesta tarea se privilegia a grupos y a instituciones extranjeras. No setrata de que nos interpreten como mexicanos de un nacionalismo delpasado, desvelado, dicen. No es eso exactamente, es ms bien a travsde la ms elemental de las lgicas que nos hemos extendido ycomprobado los objetivos e hiptesis que formulamos cuando iniciamosesta investigacin.

Los prominentes pensadores de futuros nos proponen algunos

elementos cruciales para el diagnstico de la situacin nacional, a riesgode que los promotores del libre mercado, nos acusen de estatistas ode centralizadores o an peor, entusiastas de la planeacin, que segnellos debe dejarse al libre juego de la oferta y la demanda. En efectoestos pensadores de futuros, nos obligan a recordar que hemosabandonado errneamente el fomento a nuestro mercado interno.Olvidamos que no puede haber un solo pas sin cultivarlo, pero nosotroshemos osado hacerlo, gracias a estos agoreros del libre mercado. As,


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hemos perdido y seguimos perdiendo competitividad y avanzamos poco,muy poco.

En cuanto a las cadenas productivas, entre ellas sin duda las de lapetroqumica, que hace 25 aos tenamos entre 110 y 125, al da de hoydifcilmente nos quedan siquiera una cuarentena. Adems, el desarrollode nuestra infraestructura est prcticamente detenido y se deteriora.En suma, estamos mal y vamos empeorando.

Tenemos que hacer algo al respecto y muy pronto o el pas se nosterminar deshaciendo en nuestras propias manos.

As, podramos aspirar a establecer un crculo virtuoso a partir del mayor

activo de la poca moderna: el conocimiento. En este formidable modeloeconmico, la creacin de conocimiento se convierte en una oportunidadde desarrollo nacional.

Supongamos que tal vez algunos personajes entusiastas delneoliberalismo econmico, esbocen una sonrisa maliciosa y burlona,porque en esta investigacin se crearon tantas pginas, de tantointelecto y talento utilizado; no obstante el conocimiento adquiridoquedar en los estudiantes. Ellos sern los mejores jueces del futuro.

Por ello, el conocimiento vinculado a la sociedad permite abordar cadauno de los problemas del pas; por lo cual la actividad intelectual, debeser considerada un tema de seguridad nacional, pues es el nico mediopara que crezcan los recursos tanto humanos como materiales.

Precisamente es el crecimiento de la economa el que determina unamayor demanda del conocimiento. Y esto es lo que nos justifica comoprofesionales. Sin ese crecimiento, con la economa estancada y lascadenas productivas desechas, los ingenieros no tenemos nada quhacer en este pas.

No podemos dejar de lado la importancia de lograr un crculo virtuoso sies que queremos que nuestra economa sane. Sin embargo, podemosposponer la decisin y optar por el seguir en el falso paradigma del libremercado y con ello, contribuir a terminar de una vez por todas connuestras cadenas productivas.


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Introduccin

Actualmente la Industria Petroqumica (IPQ) Mexicana ha sufrido unaconsiderable merma en la produccin de importantes productosnecesarios para la economa, habiendo aumentado por esta razn lasimportaciones, sobre todo de productos de la demanda final(pertenecientes ya a la Industria Manufacturera), por no existir losinsumos bsicos para fabricarlos en Mxico.

Se trata de productos que toda la poblacin utiliza cotidianamente y quederivan de la IPQ. Es entonces, prioritario, urgente y estratgicorescatar a la IPQ como una industria que genera un alto valor agregadoy que puede considerrsele como motor de la industrializacin.

La situacin actual de la Industria Petroqumica nacional es preocupante.En efecto, el 80% de sus plantas aglutinadas en complejos seencuentran paradas. No operan. La capacidad instalada se encuentraimproductiva. Restituir el valor agregado que se genera en cada etapade las cadenas petroqumicas es una tarea urgente si el pas no deseaincrementar las importaciones de los productos petroqumicos o de losproductos manufacturados que provienen de stos, tales como fibrassintticas, plsticos de todo tipo, hules y elastmeros, pinturas,barnices, detergentes, fertilizantes y muchos otros. Intercambiar

petrleo bruto, exportndolo, o utilizar nicamente el gas natural comoenergtico es un desperdicio y es sumamente daino y oneroso paranuestra economa.

A partir de 1982, se fren la expansin petroqumica, cancelndose lainstalacin de nuevas refineras y plantas petroqumicas cuyas materiasprovenan en su gran mayora del procesamiento del gas naturalhmedo que contena gran cantidad de licuables tales como etano,propano, butano y gasolinas. Debido a que la actual poltica energticase basa en la utilizacin de gas natural seco, sobre todo para la

generacin de electricidad, la utilizacin de este recurso bsico dej deemplearse a fortiori para la IPQ. Por ello, y por la falta de inters de estegobierno y de gobiernos de dos anteriores sexenios, para que estaindustria permaneciera como parte del motor de industrializacin y degran potencial para el desarrollo econmico de nuestro pas, secontrajeron los niveles de inversin y se liquid la produccin de algunosproductos intermedios y finales. Estas reducciones, causadas en partepor los tratados de libre comercio, cambios estructurales, etc., han


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conducido a incrementar las importaciones, en especial de productosque toda la poblacin utiliza cotidianamente. Como consecuencia de ello,la balanza comercial ha estado presentando el mayor dficit registrado

en la historia.

Desde esas pocas, la IPQ, se ha puesto en venta, querindolaprivatizar total o parcialmente, con el ms puro espritu neoliberal,pasando por alto que es el estado el poseedor de sus recursos deacuerdo al Artculo 27 Constitucional.

Por donde quiera que se la examine, la IPQ es un sector clave para eldesarrollo de la economa, ya que suministra muchos de loscomponentes bsicos para la industria y diversos productos usados en la

vida diaria; por ello, podra generar un alto valor agregado a losproductos que se manufacturan por esta va, mismo que se ha estadoperdiendo, desfavoreciendo as, nuestra soberana.

La IPQ est presente en los automviles, textiles, electrnica, plsticos,cosmticos, ropa, calzado, etc., Adems, cabe mencionar que estaindustria tiene un gran efecto multiplicador del empleo ya que por cadaempleo en la petroqumica intermedia se generan 8 en la final y 14 en laindustria manufacturera.

La Industria Petroqumica

La IPQ es una extensa red formada por un gran nmero de cadenasentrelazadas que elabora compuestos demandados por la economa.Estas cadenas inician con los productos obtenidos de la refinacin delpetrleo y/o del procesamiento del gas natural asociado y no asociado.En esta red, un mismo compuesto puede ser producido a travs dediferentes cadenas, mediante procesos diferentes e incluso partiendo dedistintos conjuntos de materias primas. El nmero de combinaciones deprocesos capaz de producir un determinado producto final, es enorme.

Por ello la eleccin del mejor conjunto de procesos tecnolgicos, desdeel punto de vista de la industria global y no nicamente desde una delas mltiples perspectivas posibles, es una tarea compleja. Para lamayora de los productos, la ruta de produccin parte del metano, etanoy etileno; propano y propileno, butano, pentanos y los aromticos;todos ellos se le ha dado en llamar productos petroqumicos bsicos yson considerados las piedras angulares de la petroqumica.


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Para la IPQ, el desarrollo tecnolgico es primordial, ya quecontinuamente surgen nuevos procesos que pueden modificar la

rentabilidad de las plantas ya existentes, la viabilidad de proyectosfuturos y alterar la estructura de las cadenas. Es un hecho que la IPQrequiere del uso intensivo de capital. El monto de la inversin requeridapara construir una planta petroqumica puede equivaler al valor de laproduccin total de la planta durante dos o tres aos o incluso ms.Esto, aunado a las variaciones y ciclos de la oferta, la demanda y losprecios de las materias primas y productos involucrados, haceimportante que adems de evaluar el funcionamiento de la estructura dela IPQ actual, se pueda hacer lo mismo con la incorporacin de nuevastecnologas a la estructura vigente, proponiendo que se lleve a cabo a

partir de petrleo crudo en vez de los lquidos contenidos en el gasnatural y de este mismo, como se haba planeado en la dcada de losaos 60; esto es, simular su funcionamiento en diversos escenarios yobtener informacin para la evaluacin con criterios mltiples de lasalternativas estudiadas. En este caso, la dupla producto/proceso es muyimportante y para la simulacin propuesta, es totalmente indisoluble.

En la ltima dcada, han influido tres factores crticos en los cambios dela IPQ a nivel mundial. stos son ampliamente aplicables a Mxico: unaciclicidad severa en la obtencin de ganancias, debida a la globalizacinde los precios de sus materias primas (commodities) y los importantesefectos continuos y sostenidos de las curvas de experiencia oaprendizaje. En efecto, las dos materias primas bsicas (petrleo crudoy gas natural) tienen un mercado independiente e igualmente cclicopero de una gran trascendencia: la competencia en los mercados de losenergticos. Estos tres factores crticos, en conjunto con losdesequilibrios observados entre la oferta y la demanda, se hancombinado para presentar a los actores de la IPQ varios dilemas, cuyasestrategias han sido producir con mayor valor agregado a travs detecnologas cada vez ms complejas. Aunque la IPQ de varios pases anivel mundial est logrando, suficiente flexibilidad para adaptarse a su

siempre cambiante entorno, en el caso de Mxico, esta flexibilidad no seha dado, principalmente por la confusin que se genera respecto a susmaterias primas (petrleo y gas natural), pues se les considera slo ynicamente energticos, cuyos derivados se tienen que vender a losprecios que se demandan como energticos, soslayndose la existenciade exactamente los mismos productos como materias primas y piedrasangulares de una industria mucho ms eficiente que el precio de unacalora.


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Tal versatilidad y adaptabilidad as como su naturaleza dinmica, soncaractersticas muy importantes de la IPQ moderna en trminos de su

competitividad.

A lo largo de los aos, las preocupaciones centrales de los actores de laIPQ, debieron haber sido:

Mantenerse como un sector prioritario y estratgico para la economanacional.Transformar recursos naturales no-renovables en productos de altovalor agregado que generan bienestar y progreso y ahorrar o generardivisas.

Articularse con otras ramas productivas.

Sin embargo la percepcin que se tiene actualmente de la IPQ es que noha logrado reconocimiento y apoyo como una industria estratgica y quenecesita de una concepcin de largo plazo.

Ntese la forma en que los actores lderes de la IPQ a nivel mundial,presentan caractersticas especficas como las que se observanenseguida:

Operan eficientemente con escalas competitivas.

Mejoran sus:Curvas de aprendizaje.Tecnologas de produccin.Seleccionan cuidadosamente:Las cadenas de produccin donde intervendrn de acuerdo a la oferta ydemanda en el balance mundial.Su producto corriente arriba y corriente abajoSu investigacin y desarrollo tecnolgico para obtener mayorcompetitividad.Maximizan los valores agregados de sus productos.


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Metodologa de Anlisis

Desde el punto de vista terico, la solucin de un problema complejo demodelacin, como el que nos ocupa, ha utilizado diferentesmetodologas de anlisis empleadas en la Ingeniera Qumica, en laInvestigacin Operacional, en la Teora de la Descentralizacin deSistemas Jerarquizados, tales como el Anlisis de Redes, los Mtodos deayuda para la toma de decisiones con criterios mltiples y laProgramacin Matemtica, principalmente Programacin Lineal y ennmeros enteros. Con la combinacin de estos mtodos, se cre unametodologa de anlisis para mejorar la toma de decisiones en industriasque presentan la particularidad de estar interrelacionadas por cadenas

de produccin, que se alimentan de una materia prima bsica hasta laproduccin de productos que puedan ser utilizados para satisfacernecesidades humanas.

El marco de referencia para el estudio propuesto es la Teora deSistemas. Por tal motivo, en el Captulo I se explican brevemente losconceptos principales que integran esta teora. Aunque su aplicacin noes tangible en el cuerpo del documento, s se encuentra intrnsicamenteligado a las caractersticas del sistema de estudio a evaluar.

La programacin matemtica es utilizada para plantear y resolver elproblema de la planificacin y/o en otros casos de produccin tanto enla industria petroqumica como en la qumica solamente. Es por ello quese considera pertinente mencionar a partir de este momento, queindependientemente de cual sea el problema, la modelacin del sistemase plantea utilizando una sola funcin objetivo a resolver seguida de surespectivo conjunto de restricciones.

En la Ingeniera de procesos, pueden observarse diversos tipos desistemas complejos en donde la toma de decisiones futuras es

importante para obtener ciertas medidas de mrito como por ejemplo,un mayor valor agregado el ahorro de energa, entre otras.

La metodologa desarrollada tiene el objetivo de ser utilizada ensistemas complejos, caracterizados por interrelaciones de produccinconocidas como insumo-producto, es por ello que existe la necesidad


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de seleccionar las tecnologas asociadas a la produccin de productos encada una de las etapas de produccin.

Considerando que existen mltiples alternativas, el sistema presentatambin la singularidad de observar la multiplicidad de combinacionesposibles entre productos y tecnologas. De esta manera, y tratndose deacciones de futuro, el sistema se descompone en partes para poderencontrar una o un conjunto de soluciones factibles.

En este estudio se utilizaron mtodos de descomposicin para sistemasgrandes y complejos, mtodos de decisin multicriterio, teora de redesy mtodos de programacin matemtica tanto lineal como con nmerosenteros.

Especficamente se utiliz la descomposicin jerrquica a nivelesmltiples, ste mtodo realiza las particiones que ms convengan pararesolver el sistema tomando en cuenta la informacin que cada uno delos niveles de decisin requiere para obtener soluciones parciales y queintercambia para obtener finalmente una solucin global congruente concada una de las soluciones parciales.

Este sistema tiene caractersticas definidas, ya que su estructura sebasa en una red de procesos; es decir, para la produccin de un solo

petroqumico existen varias rutas de proceso que entrecruzan entre s atravs de los productos intermedios. Cada ruta de proceso representauna tecnologa de produccin diferente. La red de procesos y productos,se inicia con los llamados petroqumicos bsicos.

La complejidad de este sistema se debe al gran nmero decombinaciones que maneja para producir un solo producto.

Por lo anterior, se utilizaron simultneamente las tcnicas de anlisis deredes y mtodos multicriterio para escoger las mejores cadenas de

produccin para cada producto petroqumico de la cadena.

Para utilizar la teora de redes se deben establecer las condicionesiniciales del sistema as como la demanda de los petroqumicos finales(principalmente, plsticos, hules sintticos, fertilizantes, fibrassintticas); la cual servir como la condicin sine qua non que deberespetarse para incursionar en las mejores rutas de produccin a las que


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les quedarn asociadas los productos intermedios y sus tecnologas,indisociablemente ligadas a la produccin.

Para la utilizacin de los mtodos de ayuda para la toma de decisiones(mtodos multicriterio) y tomando en cuenta el esquema dedescentralizacin, la unidad central verifica que cada cadena deproduccin arroje el mejor valor agregado, el mnimo consumo deenerga, el ms alto valor de la cadena de produccin y la inversin msbaja, as como el menor impacto al ambiente y a la salud.

Por su parte, la demanda de los productos finales deber inducir lasdemandas de los productos intermedios y bsicos, entonces, lademanda de los petroqumicos bsicos, debe satisfacerse con produccin

considerando diferentes configuraciones tecnolgicas a travs de lautilizacin del petrleo crudo.

As, dentro de la metodologa de anlisis, hemos debido incluir unabsqueda exhaustiva pero ordenada de las configuraciones tecnolgicasde procesos para obtener del petrleo crudo, un subconjunto finito delque se obtengan rendimientos de petroqumicos bsicos diferencindolos de las refineras clsicas donde se obtienenprincipalmente energticos secundarios, principalmente combustibles- alque se le asociarn inversiones y costos de produccin, congruentes con

la meta que se pretende.

Finalmente, se pretende comprobar que el valor de un petroqumicofinal considerando toda su cadena de produccin, es al menoscomparable y atractivo, que el valor obtenido de la sola exportacin depetrleo crudo.

En el Captulo II, se presenta la metodologa desarrollada para llevar acabo la solucin del sistema planteado para la IPQ Mexicana.

En el Captulo III se presentan los resultados finales de la aplicacin dela metodologa propuesta.

En el Apndice I, se presenta una Perspectiva de la IndustriaPetroqumica Mexicana, la cual proporciona una visin de esa Industriaen los ltimos 10 aos (1998 al 2007), la evolucin reciente de sudesempeo general, de la produccin de los principales grupos deproductos qumicos, as como algunos aspectos relevantes de su


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competitividad, comercio exterior, destacndose las subramas yproductos ms importantes de esta Industria.

En el Apndice II se presenta un estudio de Inteligencia Tecnolgicasobre la produccin de petroqumicos bsicos y aromticos. Adems sepresentan las diferentes configuraciones de refinacin cuya tecnologamejora el rendimiento de produccin de petroqumicos bsicos.

Objetivos

Proponer y desarrollar una metodologa que permita analizar,jerarquizar y seleccionar las posibles tecnologas alternativas para el

desarrollo de industrias de proceso como la Industria Petroqumica,partiendo de petrleo crudo y considerando un horizonte de planificacinde largo plazo. Para ello es necesario establecer los requerimientos depetroqumicos bsicos y de crudo a travs de la concepcin de lasdiversas rutas tecnolgicas para la elaboracin de productos de lademanda final. Utilizar la metodologa propuesta, tambin para haceruna planificacin jerrquica a varios niveles, de tal manera deincrementar la posibilidad de llevar a cabo la restitucin del valoragregado de la Industria Petroqumica Mexicana.

Demostrar que la utilizacin de petrleo crudo puede competir, desde elpunto de vista econmico, con la exportacin de ste para aadir valor ala cadena de produccin de petroqumicos.

Hiptesis

Que existen tecnologas de proceso que permiten utilizar crudo comomateria prima para procesar insumos petroqumicos y que podran serutilizadas para reactivar la Industria Petroqumica y hacerla mscompetitiva.

Que debido a que el precio de oportunidad del crudo es muy alto, y alparecer su exportacin es muy rentable, el valor agregado (VA) y elvalor del producto (VP) de la cadena de productos-procesos, partiendodesde los petroqumicos bsicos hasta los finales, deben ser igualmenterentables que la sola exportacin de crudo.


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Que la metodologa que se propone para los objetivos antesmencionados, es robusta tanto en trminos de la metodologa que seaplicar y que la modelacin utilizada es la ms conveniente para llevar

a cabo la planificacin mencionada.Que al evaluar la posibilidad de implementar estas nuevas tecnologas,existe la oportunidad de aprovechar nuestros recursos naturales mseficientemente, generar mayor valor agregado y fortalecer la integracinindustrial del pas.

Alcances

La planificacin o modificacin de productos y procesos que conlleven aobjetivos como la recuperacin del valor agregado de una de lasindustrias de proceso ms cercanas a un ingeniero qumico, como es elcaso de la Industria Petroqumica (IPQ), es parte de la investigacin quese abord, en donde se distingue como caracterstica principal lainterdisciplinariedad.

Teniendo como meta la integracin de algunos procesos de refinacincon los propios de produccin de petroqumicos bsicos, se analiz laforma en que sera posible obtener a travs de decisiones tomadasjerrquicamente a nivel de unidades coordinadas, mejores resultadospara el funcionamiento de las configuraciones tecnolgicas que se

investigaron. Se sabe que a travs de la combinacin de ciertosprocesos de la refinacin del petrleo crudo, es posible aumentar elrendimiento de los petroqumicos bsicos.

En este trabajo se elabora una metodologa para establecer un dilogoentre subsistemas coordinados, a travs de una unidad central, que esla entidad que distribuye el crudo para su utilizacin para la produccinde petroqumicos bsicos. Los subsistemas coordinados con este tipo deplanificacin a varios niveles, son aquellas cadenas de productos-procesos que recorren la ruta de produccin de los petroqumicos finales

a los bsicos.

Se propone utilizar conjuntamente la Teora de Redes generalizada, atravs de una tcnica denominada cruzando los arcos, la cual consisteen calcular un flujo de informacin (materia y/o energa) que setransporta a cada uno de los nodos que estructura una red de procesos,en conjunto con los mtodos multicriterio, desarrollados recientemente.


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De la utilizacin conjunta de stas dos herramientas, ha resultado unsistema de modelos para modelar un sistema complejo.

Por otro lado, se aplic la metodologa propuesta por la denominadaInteligencia Tecnolgica (IT) con la finalidad de crear mapastecnolgicos que indican la importancia real de los procesos que fueronregistrados como patentes para la produccin de petroqumicos a partirde crudo.

Contribuciones a la Investigacin Cientfica

As, las contribuciones del presente proyecto de investigacin al campodel conocimiento de la Ingeniera Qumica, son:

Utilizar combinadamente algunas de las herramientas que forman partede la Investigacin de Operaciones como lo son el anlisis de redes, losmtodos multicriterio y la programacin matemtica dentro del marcode la planificacin descentralizada, para alcanzar la meta que se hafijado en esta investigacin: crear una metodologa robusta con la quese pueda analizar un sistema complejo de procesos interrelacionados,que arroje los resultados planteados en los objetivos.Sin embargo, cabe mencionar que el mayor aporte cientfico de esteproyecto consiste en la utilizacin combinada de las herramientas antesmencionadas para reducir la complejidad del sistema que es provocadapor los elementos combinatorios que existen para elegir las rutas deproceso. Para ello, no se trat el problema utilizando una sola funcinobjetivo, sino utilizando mltiples criterios.

Para el caso de estudio, se analiz la manera de restituir el valoragregado de la Industria Petroqumica Mexicana, desarrollando as unnuevo modelo de toma de decisiones coordinadas junto con lametodologa que le dar respuesta.

Comparar la exportacin de crudo contra su utilizacin como materiaprima para obtener petroqumicos bsicos a travs de procesos derefinacin que consideren la tecnologa necesaria para incrementar elrendimiento de olefinas y aromticos entre otros.


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Por lo tanto, otra de las contribuciones de la investigacin llevada a caboes:

Evaluar la integracin procesos ya conocidos en la industria de larefinacin para obtener mayores rendimientos de productospetroqumicos bsicos, utilizando informacin de proceso y econmica.

Al respecto, el desafo que se present en la investigacin fue tratar deresponder al cuestionamiento de utilizar este petrleo crudo destinado

previamente a su exportacin, para la produccin de petroqumicosbsicos, siempre y cuando stos pudieran tener una equivalenciasuperior o cuando menos igual al precio al que se cotiza el petrleocrudo para fines de exportacin.

De esta forma se propone reducir la complejidad de un problemacombinatorio como lo es seleccionar aquellas rutas de productos yprocesos que lleven de los petroqumicos bsicos a los petroqumicosfinales.


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Captulo I

Enfoque Sistmico de la Industria Petroqumica.

"El buen sentido o sentido comn es la cosa mejor repartida del mundo,pues cada cual piensa estar tan bien provisto de l, que, hasta los msdifciles de contentar en cualquier otra cosa, no acostumbran desearms buen sentido del que ya tienen..." Descartes (1637). Discurso delMtodo.

Breve Perspectiva de la Teora de Sistemas

Es imposible conocer las partes sin conocer el todo, como tampoco

conocer el todo sin conocer particularmente las partes.Pascal.

El todo, es ms que la suma de sus partes.Aristteles.

Debido a nuestro inters en la Teora de Sistemas como marco de unmtodo cientfico para desarrollar una metodologa de anlisis para latoma de decisiones, hemos decidido incluir algunos conceptos ligados

con esta teora.

Un sistema es un conjunto de objetos organizados que seinterrelacionan en funcin de un objetivo, de una meta y que seencuentra inmerso dentro de un medio entorno. Es entonces un sistemaabierto4.

Para que este conjunto sea un sistema debe, particularmente:

Ser coherente: elementos en interrelacin (nocin de totalidad).

La coherencia es una propiedad del conjunto cuyas partes estn unidasy tienen entre ellas interrelacionadas en forma lgica; sin embargo, notraduce el hecho de que ellas participan todas positivamente a la mismafinalidad.Ser autnomo: abierto sobre el entorno.

4Para el contexto que nos ocupa, los sistemas se pueden clasificar como abiertos o cerrados, siendo ste

ltimo no considerado debido a que no presenta interacciones con el entorno.


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La autonoma es una propiedad del conjunto que puede encontrar en smismo su determinacin de comportamiento dentro de un entorno quelo puede restringir, pero que no debe ser confundido con la libertad de

no tomar en cuenta las restricciones del entorno.

Tener finalidades (nociones de teleologa, acrona).

La finalidad es inseparable de la idea de valor, de apreciacin totalmenteintencional: es la adaptacin de las partes con respecto del todo, es elefecto de una inteligencia que prev y selecciona.

Ser activo (nocin de sincrona).

Evolucionar (nocin de diacrona).

Un sistema est siempre incluido en un suprasistema (que puede ser supropio entorno), an si ste ltimo no tiene relaciones con el sistema.

Un sistema no limitado por objetivos, es indefinible.

Un sistema tiene siempre una actividad y una evolucin.

La Teora de Sistemas es la teora de la modelacin que intentaprogresar en la comprensin de sistemas complejos. Se centra sobreflujos de informacin y procesos de decisin. Se basa en cuatropreceptos:

PertinenciaGlobalismoTeleologaAgregatividad

La pertinencia es convenir que todo objeto se define con relacin a lasintenciones implcitas del observador. Nunca prohibirse poner en dudaesta definicin: si las intenciones se modifican, la intencin que se tenadel objeto se modifica.

El globalismo es considerar siempre al objeto como una parte inmersa yactiva en el seno de un gran todo. Percibirlo primero globalmente en su


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relacin funcional con su entorno sin preocuparse de otra medida que deestablecer una imagen fiel de su estructura interna, cuya existencia yunidad no sern jams tenidas por adquiridas.

La teleologa es interpretar el objeto no por l mismo sino por sucomportamiento, sin buscar explicarlo a priori por alguna ley implicadaen su estructura. Ms bien, comprender este comportamiento y losrecursos que ste moviliza con relacin a los proyectos que elobservador atribuye al objeto.

La agregatividad es convenir que toda representacin es simplificadora.Buscar agregados que sean tenidos como pertinentes y excluir labsqueda exhaustiva de los elementos a considerar.

Estos cuatro preceptos dan por inseparables el funcionamiento y latransformacin de un fenmeno, a partir de entornos activos dentro delos cuales el sistema est inmerso y de proyectos para los cuales esidentificable.

La Teora de Sistemas representa un conocimiento ideal, especulativo ytiene por objeto presentar conceptos generales comunes a todaidentidad que responde a la definicin de organizar dichos conceptos conobjeto de servir de marco de referencia para una modelacin de larealidad. Sin embargo, una de las caractersticas ms importantes,

esencial de los fenmenos en estudio es la relativa a la complejidad.

Un fenmeno es complicado cuando se puede solucionar analticamentepor ms difcil que sea encontrar la solucin y cuando la solucin siguepatrones de causa a efecto, es decir, en un problema complicado lasolucin depende de las condiciones iniciales. Por el contrario unfenmeno es complejo cuando existen interrelaciones entre loselementos constitutivos, donde stos resultan ser esenciales. En estetipo de fenmeno las condiciones iniciales pueden llevar a lascondiciones finales a travs de diferentes trayectorias o rutas.

El tipo de razonamiento de la Teora de Sistemas, es circular; es decir,el anlisis del fenmeno en estudio se lleva a cabo por la afinacinprogresiva de los conceptos, esto es: por interaccin o recursividad.


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En la Teora de Sistemas se razona casi siempre en trminos demodelos5. Los modelos son el soporte y los medios de comunicacinpara hacer progresar el conocimiento.

La Teora de Sistemas no escapa al proceso de acumulacin deexperiencias, su puesta en prctica estar amplindose cada vez ms enla medida en que la produccin de informacin es en la actualidadbastamente importante.

La importancia de la informacin en los sistemas queda demostrada alconsiderar que la naturaleza cientfica de las entidades que lo conformanpuede ser muy variada. En efecto, la Teora de Sistemas nos ofrece unavisin interdisciplinaria y muchas veces transdisciplinaria.

Por otro lado, hablando acerca del significado de la palabra modelo,podemos mencionar en principio que la dualidad entre empirismo yformalismo reviste la oposicin entre la neutralidad de los hechos y laproduccin activa de un modelo. Dicho de otra manera, la ciencia y latecnologa son aplicadas como el vis visde un objeto real sobre el quese debe investigar y de un objeto artificial destinado a reproducir, aimitar dentro de la ley de sus efectos, al objeto real. Con ello podemosconsiderar que es posible acercarnos a una formacin ideolgicaparticular que distribuye el discurso de la ciencia y la tecnologa deacuerdo a una diferencia que debe darse por presupuesta: la diferencia

de la realidad emprica y de la forma terica.

En tanto que se trata de un objeto artificial, el modelo es controlable.Puede preverse la forma en que el modelo reaccionar en caso demodificacin de uno de sus elementos. En esta previsin reside latransparencia terica del modelo y est ligada evidentemente al hechode que el modelo se ha construido integralmente, de suerte tal que laopacidad atribuible a la realidad est ausente. Por lo anterior, un modelono es transformacin prctica de la realidad, de su realidad: pertenecems bien al registro de la invencin pura dotada de una irrealidad formal

si todos los axiomas de esta teora son vlidos para esta estructura.

5Un modelo es una aproximacin de la realidad y para construirlos, es necesario utilizar imgenes fsicas a

partir de signos (numricos, literales, grficas,...)


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Formulemos entonces las tesis siguientes:

Existen dos instancias epistemolgicas de la palabra modelo. Laprimera es una nocin descriptiva y/o experimental de la actividad

cientfica y tecnolgica; mientras que la segunda se refiereexclusivamente al concepto de la lgica matemtica.

Cuando la segunda instancia sirve de soporte a la primera, se tiene unaconcepcin ideolgica de la ciencia, es decir una categora filosfica, lacategora de modelo.

Por lo tanto, un modelo o un sistema de modelos, designa la redcruzada de retroalimentaciones y de anticipaciones que entretejen lahistoria de la formalizacin: sea que se le haya designado por lo que serefiere a la anticipacin como corte o por lo que se refiere a laretroaccin, como modificacin.

La Industria Petroqumica: Un enfoque sistmico.

Permtasenos utilizar los conceptos bsicos de la Teora de Sistemaspara realizar una analoga entre stos y el tema que nos ocupa respectoa la planificacin estratgica de la Industria Petroqumica (IPQ).Tomemos como objeto a esta ltima y expresemos que la Teora deSistemas es la ciencia de la modelacin. Sin prdida de generalidad,consideremos que el objeto (la IPQ) se define en relacin con lasintenciones explcitas del modelador. Si tales intenciones sobre el objetoa modelar cambian, la percepcin que de ste se tena se modifica yentonces podemos hacer uso del precepto de la pertinencia.

Considerando por otra parte que el todo es ms que la suma de suspartes, apliquemos el precepto globalista para expresar que nuestroobjeto bajo anlisis es una parte inmersa y activa en el seno de ungran todo, cuando consideramos el entorno que lo circunda y loabrimos para que aqul se interrelacione con ste. Percibirloglobalmente en el contexto de su relacin funcional con su entorno, esnunca aceptar sus posibles estructuras como fijas. Reconozcamos porello que no slo existe una relacin de causa efecto sino ms biensolidaridad concreta de contrastes en armona con el objeto bajoanlisis. Por ello, las decisiones que se han tomado respecto de la IPQ


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con el encubrimiento del causalismo, son ms susceptibles de fallar queaquellas que se toman con todo conocimiento de sus consecuencias; conello podemos hacer uso del precepto teololgico para referirnos a lasfinalidades del objeto que ha de analizarse. A travs de esta expresin

interpretamos al objeto no por s mismo, sino que lo observamos atravs de su comportamiento, tomando en cuenta las finalidades que elmodelador confiere al objeto; es decir, no hemos buscado explicar apriori tal comportamiento por alguna ley implicada dentro de una de suseventuales estructuras. Hemos intentado por el contrario, en todomomento, comprender el comportamiento de la IPQ y los recursos questa moviliza con relacin a las finalidades que le hemos atribuido. Setrata tambin de reconocer la complejidad del objeto en estudio. Porello, hemos excluido la posibilidad de enumerar todos los elementos queconstituyen el objeto para aplicar entonces, el precepto deagregatividad, donde la modelacin del objeto agregado es relevante alas finalidades conferidas y pertinentes para su anlisis.

Partiendo del paradigma teleolgico y la apertura hacia su entorno yconsiderando adems, el esquema que traduce el paradigmaestructuralista podemos definir el paradigma sistmico para el caso de laIPQ. En los trminos dialcticos bajo los cuales la Teora de Sistemasdefine el estudio de un objeto: el ser, el hacer y el devenir, se formanlos tres polos entre los cuales habremos de modelar la IPQ de Mxico,ponderando su definicin funcional (lo que el objeto hace), sudefinicin ontolgica o analtica (lo que el objeto es) y su definicin

gentica (en lo que el objeto se transforma).

Existe por lo tanto una relacin circular entre los tres aspectos bsicosde los sistemas: las estructuras cambian un instante cuando stas seencuentran en funcionamiento, pero cuando el cambio es tan grandeque es necesariamente irreversible, entonces un nuevo proceso sedesarrolla, dando lugar a una nueva estructura, alcanzando con ello unode los principios bsicos de la planificacin estratgica.

Pero la Teora de Sistemas se interesa tambin en los objetos cuyoselementos permanecen en conjunto gracias a procesos dinmicos y nopor ataduras predeterminadas y rgidas. Tales objetos mantienenrelaciones dinmicas con su entorno a travs de las cuales conservansus caractersticas con relacin a ste, siendo capaces de adaptarse,dentro de ciertos lmites, a sus modificaciones.


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El sistema que hemos querido analizar y generalizar, puede definirsedentro de la clasificacin realizada por Flood y Jackson, en donde estesistema est tipificado por las metforas orgnica y neurociberntica; deacuerdo a la metfora orgnica, nuestro sistema tiene una relacin

abierta con un entorno cambiante, en donde se necesita satisfacernecesidades para sobrevivir, promover la responsabilidad para alcanzarel cambio requerido. Es tambin neurociberntico, en la medida en quese inquiere a si mismo, para tener la posibilidad de alcanzar metasdinmicas basadas en el aprendizaje, enfatizando la creatividad ysoportando los riesgos inherentes a su posible operacin.

Ahora bien, desde el punto de vista de la metodologa sistmica, nuestrosistema es Complejo-Pluralista, ya que es necesaria una planificacinparticipativa, debido a que no todos los actores pueden tender hacia un

mismo objetivo individualmente, por lo que requiere una coordinacin ycontrol para alcanzar compromisos factibles (por lo que es pluralista) yse encuentra interrelacionado por un contexto complejo.

El enfoque sistmico sirve as a la planificacin estratgica yparticipativa de acuerdo a Ackoff, que se tipifica por un futuro deseado,siguiendo 5 fases que son: formulacin del problema, planificacin delos fines, planificacin de los medios, planificacin de los recursos eimplementacin y control.

En el caso de la formulacin del problema, el anlisis del sistema implicaconocer cada uno de sus elementos, es decir, los productores depetroqumicos intermedios y finales y de los petroqumicos bsicos, susrelaciones con el entorno, los obstculos para que esta planificacin selleve a cabo para restituir el valor agregado de la Industria petroqumicade Mxico.

La planificacin de los fines, se refiere a los objetivos, metas e ideales,principiando por el diseo de un futuro deseado, seleccionado la misin,especificando el diseo de la planificacin a travs de informaciones

llevadas a cabo a niveles mltiples que se encuentran dentro delsistema y modelando (diseando) el comportamiento del sistema y decada una de sus partes.

La planificacin de los medios, requiere de la aplicacin cientfica de losfines de la planificacin con modelos que interrelacionen, fines conmedios de forma creativa.


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La planificacin de los recursos, exige, que los insumos principales, laenerga, los procesos de produccin y su inversin requerida, as comolas relaciones con el entorno, estn perfectamente especificados. Ennuestro se trata principalmente de la utilizacin del petrleo crudo como

materia prima para alcanzar los fines de la planificacin, compitiendocon un cierto riesgo con la utilizacin de este mismo recurso que puededestinarse a la exportacin.

En el caso de la implementacin y el control, para que los fines, losmedios y los recursos puedan realmente utilizarse, es necesario queexista un ente que coordine los esfuerzos de los actores para saber lasacciones que debern realizar cada uno de los actores y que seanretroalimentados de acuerdo a las decisiones del ente coordinador, queen nuestro caso llamaremos la Unidad Central.

Reconocemos que no hemos hecho mencin explcita a la bibliografasobre la Teora de Sistemas, por lo que debe entenderse que losconceptos mencionados anteriormente, deben tomarse como nuestrainterpretacin, de la cul asumimos toda la responsabilidad.

Ciertamente realizamos varias lecturas, principalmente de libros. Labibliografa, se encuentra al final de este captulo


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Captulo II.Desarrollo de la Metodologa

Marco de referencia de la metodologa

Tomando en cuenta la definicin estricta de mtodo y metodologa, lainvestigacin se fundament con el estudio de diferentes mtodosdesarrollados para modelar, representar e interpretar el comportamientode un gran sistema de procesos. Este tipo de sistema debe tomar encuenta su estructura y sus diferentes objetivos (tcnicos y econmicos)para mejorar su operacin. Es decir, este trabajo, se concibi paraestudiar los conceptos y los mtodos establecidos y desarrollados parala planificacin y la toma de decisiones para sistemas complejos y a

partir de ello, proponer un nuevo enfoque que pueda ser implementadoen beneficio del sistema.

De acuerdo a Descartes [Discurso del Mtodo, 1637] el individuo seenfrenta con la realidad de un problema (observacin), establece juiciosentre causa y efecto y emite hiptesis que han de ser corroboradas overificadas.

La metodologa que proponemos para organizar la aplicacin de losconceptos y mtodos analizados en los captulos anteriores encuentra

circunscripcin con los cuatro preceptos de Descartes, es decir:confrontar la evidencia, reduccin del fenmeno en pequeas partes,estudio de las causas y los efectos y reconstruccin total del fenmenoen estudio. En el siguiente esquema se muestra de forma muy general,la secuencia de pasos que se seguirn para desarrollar la metodologa.

Anlisis del Mtodo Terico Descriptivo de Kornai

Interpretacin y Modificacin del Mtodo Terico

Descriptivo para aplicarlo en un sistemajerarquizado. Adems se inclu ye la utilizacin demtodos multicriterio para disminuir la complejidaddel sistema ; as mismo se utiliza como parte del

control de la metodologa

Hiptesis para desarrollarun modelo para la ayuda a

la toma de decisiones,aplicado a sistemas

grandes, complejos yjerarquizados

Metodologa propuesta

Explicacin de la aplicacin de la metodologapropuesta al caso de estudio

Descripcin del objetode estudio


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El objeto de estudioPara poder realizar la observacin, debemos definir el sistema aanalizar. En nuestro caso y apegndonos al quehacer de un ingenieroqumico, estudiaremos aquellos sistemas de proceso grandes y

complejos, en dnde se involucran aspectos tcnicos, econmicos y deplanificacin, los cuales podrn ser divididos en diferentes subsistemas ounidades de operacin.

De acuerdo a lo estudiado en el Captulo I, todo sistema est situadodentro de un cierto entorno que lo rodea y lo envuelve total yabsolutamente, por lo que el sistema se encuentra en un constanteflujo, de fluidez, de dilogo, en dnde se modifican y reconstruyenalternativa y continuamente entre s, acoplndose de forma mutua yrecproca.

El sistema que se ha analizado tiene las siguientes caractersticastericas:

Busca mantenerse como un sector prioritario y estratgico para laeconoma nacional.Transforma recursos naturales no-renovables en productos de altovalor agregado que generan bienestar y progreso.Busca ahorrar o generar divisas.Articularse con otras ramas productivas.

Adicionalmente, este tipo de sistemas:Operan eficientemente con escalas competitivas,Mejoran sus curvas de aprendizaje y sus tecnologas deproduccinSeleccionan cuidadosamente:los procesos de produccin con los cuales participarn, de acuerdoa la oferta y demanda, en el balance mundial,sus productos corriente arriba y corriente abajo,su investigacin y desarrollo tecnolgico para obtener mayor

competitividad y,Deben considerar maximizar los valores agregados de susproductos


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Premisas6Que el sistema de proceso se encuentre dentro del marco de referenciaque hemos establecido para esta investigacin: la Teora de Sistemas;de tal forma que se pueda realizar una representacin del sistema a

travs de un modelo, el cual se pueda resolver con la utilizacin de unaserie de herramientas matemticas.

Que el sistema de proceso debe permanecer en conjunto gracias aprocesos dinmicos y no por ataduras predeterminadas y rgidas. Estosprocesos deben mantener relaciones dinmicas con su entorno a travsde las cuales conserven sus caractersticas con relacin a ste, siendocapaces de adaptarse, dentro de ciertos lmites, a sus modificaciones.Que debido a su carcter de sistema debe tener comunicacin paracoordinar y ordenar su propio proceso.

Que debido a su carcter de sistema, los bienes producidos tengan unarepercusin dentro de la economa.

Que debido a su complejidad el sistema pueda ser divido en una unidadcentral (UC) y varios subsistemas o unidades de produccin,permitiendo que cada uno de ellos asuman sus propias decisiones encuanto a la parte del proceso que les corresponde, tomando en cuenta elbien comn entre ellos y su unidad central de una manera consensuada.

Hiptesis7de trabajo para el diseo de la metodologa.Que debido al tamao del sistema y su interdisciplinariedad con otrasreas del conocimiento, tenga la capacidad de ser modelado con susrespectivos objetivos y restricciones.

Que debido al tamao del sistema y su interdisciplinariedad con otrasreas del conocimiento, el nmero de variables a definir para sumodelacin es excesivamente grande como para resolver el modelo enuna sola iteracin de clculo.

6Premisa: Afirmacin o idea que se tiene como cierta y que sirve de base a un razonamiento o a una

discusin, Diccionario Larousse 20047Hiptesis: (gr. Hiptesis, suposicin) Suposicin de una cosa, sea posible o imposible, para sacar de ella unaconsecuencia. Proposicin que resulta de una observacin o de una induccin y que debe ser verificada.

Hiptesis de trabajo: Suposicin que se establece como base de una investigacin que puede confirmar o

negar su validez. Diccionario Larousse 2004.


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Que debido a su tamao y complejidad, el sistema se caracterice portener varios objetivos, los cuales no debern buscar la optimizacin8ensu operacin, sino ms bien tiendan a mejorar todas las partes en quese ha descompuesto el sistema.

Que permita utilizar varios mtodos para la toma de decisionescombinndolos con otros mtodos de seleccin y programacin paraalcanzar las metas de la unidad central y de las partes en que el sistemaha sido descompuesto.

Metodologa propuesta para el anlisis de sistemas grandes ycomplejosLos fundamentos tericos se encentran en Garca, Claudia (2008) yhabiendo definido el sistema junto con sus hiptesis a corroborar en la

aplicacin del caso de estudio, la metodologa se diseo de acuerdo a loque se explica a continuacin.

Como marco de referencia hemos establecido la modelacin a variosniveles; con base a esta estructura el sistema se caracterizar no slopor su descomposicin en subsistemas, sino tambin stos ltimostendrn una jerarqua de clculo y solucin.

Es de nuestro inters utilizar el modelo terico descriptivo deplanificacin presentado por Kornai.

Utilizando el mtodo de descomposicin, se llega de Da Ppor una rutaindirecta. Primero que todo, el conjunto de datos D es dividido deacuerdo con la regla de descomposicin. Un subconjunto es 0D , la

informacin de la Unidad Central; los otros subconjuntos sonn

DDD ,...,,21

,los cuales representan la informacin proporcionada por los subsistemaso unidades de produccin descentralizadas. Comenzando por estainformacin, la primera iteracin se lleva a cabo. El primer clculocentral est basado en la informacin de la Unidad Central:

11

2

1

1

1

00 ,...,,, nBBBMD Ec. IV.1en el cual 1

0M es el contenido de la memoria de la Unidad Central al final

de la primera iteracin, y 1i

B es la salida de informacin central obtenidadel primer clculo central, al final de la primera iteracin.

8En el sentido del trmino utilizado en programacin matemtica.


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Sobre la base de datos por subsistemas, el primer clculo que se realizaes:

),...,1(, 11 niFMDiii

Ec. IV.2

en el cual 1i

M es el contenido de la memoria del subsistema i, al final

de la primera iteracin, y1

iF es la salida de la informacin delsubsistema obtenida del clculo realizado por este mismo subsistema iy transferido para el clculo de la Unidad Central al final de la primeraiteracin.

La primera iteracin es seguida por la segunda iteracin hasta laiteracin s. Las transformaciones hechas en las s iteraciones son:

s

n

ssss

n

sss

iBBBMFFFM ,...,,,,...,,,

210

11

2

1

1

1 Ec. IV.3

Esta transformacin es la funcin de respuesta de la Unidad Central:niFMBM s

i

s

i

s

i

s

i

,...,2,1,, 11 Ec. IV.4

Las funciones respuesta son de carcter determinista (dejando fuera lasconsideraciones de los casos degenerados, es decir, donde alguno de losflujos de informacin no sea transmitido a la unidad central o a otrosubsistema). La informacin de entrada se convierte en una informacinde salida unvoca.

Las funciones de respuesta incluyen una regla de memorizacin, es decirque lo que est almacenado en la memoria central y en la del

subsistema desde los datos iniciales, los flujos de informacin entrantes,recibidos antes de la iteracin s, y los resultados de los clculos antesde la iteracin s, quedan registrados. Adems, estos flujos deinformacin incluyen una regla de informacin liberada: El mensaje quedebe enviar el subsistema al centro y viceversa.

Las iteraciones prosiguen hasta la ltima, iteracin s. En esta conexines necesaria una regla de terminacin para prescribir las condicionesbajo las cuales la Unidad Central debera liberar la salida terminal deinformacin central, *

i

s

iBB .

Esta informacin de salida es la instruccin para llevar a cabo lasoperaciones terminales. Adems, se debe establecer una regla declculo-solucin:

**,ii

s

iPBM Ec. IV.5

El vector **1

* ,...,ni

PPP obtenido como un resultado de la ecuacin IV.5 esidntico con la solucin Pptima del problema original sin descomponer


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o es una aproximacin aceptable. Es decir, de cualquier forma que seobserve, el ptimo del problema original debe ser conocido, lo cual noslleva a una centralizacin-descentralizacin, y viceversa.

La especificacin de un procedimiento de descomposicin debe tener las

siguientes caractersticas:La regla de descomposicin del conjunto de la informacin inicialLas funciones respuesta de la Unidad Central y la de cadasubsistemaLa especificacin de la informacin de entrada y salida que fluyeentre los nivelesLa regla de terminacinLa regla de clculo-solucin

Aplicando el modelo de Kornai a un sistema estructurado por una unidadcentral y un solo subsistema se tendra la representacin de la FiguraIV.1.

Nota:Los subndices indican el sector y los suprandices indican el

numero de la iteracin.

F11

Uni dad Central

D1 [M12,F1

2]

D1 [M1s,F1

s]

D0

M11

M01

D1 [M11, F1

1]

Iteracin 1

B11

M12

Iteracin 2

M02

B13 B1

2

Iteracin 3

M13

F1s

M1s

F12

Iteracin s

M0s-1

B1s-1 Subsistema

1

D1 [M13,F1

3]

F1

s-1

M0s

B1s

B1s=B1*

[M0s, B1

*] P1*

F13

Nota:Los subndices indican el sector y los suprandices indican el

numero de la iteracin.

F11

Uni dad Central

D1 [M12,F1

2]

D1 [M1s,F1

s]

D0

M11

M01

D1 [M11, F1

1]

Iteracin 1

B11

M12

Iteracin 2

M02

B13 B1

2

Iteracin 3

M13

F1s

M1s

F12

Iteracin s

M0s-1

B1s-1 Subsistema

1

D1 [M13,F1

3]

F1

s-1

M0s

B1s

B1s=B1*

[M0s, B1

*] P1*

F13

Figura IV.1. Representacin del algoritmo de Kornai suponiendo que el sistema se descompone en laUnidad Central y un solo subsistema


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Funcin Respuesta de la

Un idad Centr al al Subsistema

[M0s-1, B1

s-1] [M1s,F1

s]

Siendo:

M0 es la memoria de la unidad central.

Bi es la informacin que la unidad centralmanda al subsistema i.

Mi es la memoria del subsistema i

Fi es la respuesta que enva el subsistema

i a la unidad central.

s es el nmero de iteraciones llevadas a

cabo en cada subsistema i

[M1s-1, F1

s-1] [M0s,B1

s]

D1 [M1s,F1

s]

Regla de Clculo de

Solucin

B1s B1*

[M0s, B1

*] P1*

Siendo:

Di los datos disponibles para la unidad i

Indica la transformacin de los datos en

el subsistema i.

Transformacin hecha en el

Subsistema para la Uni dad Central

Siendo:

B1* la informacin terminal con la cual laUnidad Central dejar de realizar las

iteraciones hechas en el subsistema 1.

P1* representa el vector en donde se

almacena la memoria de la Unidad Central

despus de s iteraciones y la informacin

B1*

Funcin Respuesta de la

Un idad Centr al al Subsistema

[M0s-1, B1

s-1] [M1s,F1

s]

Siendo:

M0 es la memoria de la unidad central.

Bi es la informacin que la unidad centralmanda al subsistema i.

Mi es la memoria del subsistema i

Fi es la respuesta que enva el subsistema

i a la unidad central.

s es el nmero de iteraciones llevadas a

cabo en cada subsistema i

[M1s-1, F1

s-1] [M0s,B1

s]

D1 [M1s,F1

s]

Regla de Clculo de

Solucin

B1s B1*

[M0s, B1

*] P1*

Siendo:

Di los datos disponibles para la unidad i

Indica la transformacin de los datos en

el subsistema i.

Transformacin hecha en el

Subsistema para la Uni dad Central

Siendo:

B1* la informacin terminal con la cual laUnidad Central dejar de realizar las

iteraciones hechas en el subsistema 1.

P1* representa el vector en donde se

almacena la memoria de la Unidad Central

despus de s iteraciones y la informacin

B1*

Figura IV.2. Descripcin matemtica del mtodo de Kornai

En la Figura IV.3 se vuelven a mostrar las funciones de transformacinque realiza la UC sobre los subsistemas y la funcin de respuesta de lossubsistemas a la UC.

Generalizando para n subsistemas

[M0s-1, Bi

s-1] [Mis,Fi

s] para i=1, 2, 3,, n [sectores]

Transformacin hecha en el subsistema para la

Uni dad Central

[Mis-1, Fi

s-1] [M0s,Bi

s]

Funcin Respuesta de la Unidad Centr al

Regla de Clcul o de Solucin

Bis Bi* para i= 1,2,3,

, n [sectores]

[M0s, Bi

*] Pi* para i= 1,2,3,, n [sectores]

Pi*= [P1*, P2*,, Pn*] Figura IV.3. Ecuaciones generalizadas del mtodo de Kornai


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Resulta pertinente sealar que el vector Di(ecuacin IV.2) en donde sealmacena la memoria del subsistema i y el flujo de informacin derespuesta que realiza este mismo subsistema a la UC, funcionasolamente como un operador compuesto por estas dos partes.

Caractersticas del modelo terico descriptivoEn este modelo no se realizan clculos numricos con un mtodo dedescomposicin; slo se utilizan las propiedades cualitativas definidas deste mtodo para la descripcin de las caractersticas de los procesos deplanificacin actual y para su modelacin abstracta.

Ningn mtodo de descomposicin es apropiado como modelo generalpara representar todas las principales caractersticas de la planificacin.Su papel es ms limitado. Cada mtodo de descomposicin puede

perturbar una u otra caracterstica de otra seccin del sistema deplanificacin.

Por otra parte, Kornai nos expresa que el utilizar algoritmos dedescomposicin se pueden cometer dos errores. El primero es hacerconclusiones econmicas ms all de las que se deben hacer a partir delas cualidades computacionales del algoritmo de descomposicin.Resolver un problema con programacin lineal con un mtodo directopuede ser interpretado como el trabajo de la oficina de planificacincentral de una economa centralizada que posee toda la informacin. Porel contrario, todos los mtodos de descomposicin tienen que serconsiderados como el modelo de un proceso de planificacin en el cual,parte de la informacin es almacenada en la oficina de planificacincentral y parte en las unidades de planificacin sectorial que representaa los subsistemas. La tarea de los clculos de planificacin tambin esdividida entre el centro y los subsistemas. Seria un gran error hacercualquier conclusin con respecto a las ventajas y desventajas de lacentralizacin completa o de la descentralizacin parcial de planificacina partir de la experiencia computacional descrita, refirindose a qumtodo es ms conveniente en la mayora de los casos.

Similarmente, el realizar experimentos numricos para comparar laeficiencia de los diferentes mtodos de descomposicin puede ser til enlo concerniente a las tcnicas de computacin, pero no en la utilizacinde la teora econmica subyacente.


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Otro error se presenta en el caso del tipo de utilizacin sobre el cual semodela generalmente cada algoritmo. Permtasenos denotar porinterpretacin tipo (b1) y tipo (b2).

Interpretacin tipo (b1): La serie de iteraciones representa lapreparacin de la decisin, es decir, del plan final. El centro y lossubsistemas negocian slo en papel, Bis y Fis expresan slo elintercambio de informacin y no afecta directamente el trabajo real dela economa. En este caso, el vector P, que se obtiene como resultadofinal el plan aceptado finalmente (la decisin), controla los procesosreales del sistema econmico: produccin, distribucin y consumo.Interpretacin tipo (b2): La informacin que sale de cada iteracin (BisyFi

s) afecta directa e inmediatamente al trabajo real de la economa, ycontrola el proceso real de produccin, distribucin y consumo. Esverdad que tal decisin no es ptima, de hecho puede no ser

completamente factible, pero debe ser corregida en la prctica, ya quean sta es una decisin. El algoritmo muestra la forma en que estasdecisiones posiblemente no factibles convergen con P, la decisin ptimay factible.

En el caso de la interpretacin (b1), el algoritmo es el modelodescriptivo de la preparacin de la decisin para la planificacin. Por elcontrario, en el caso de la interpretacin (b2) el algoritmo es el modelode la operacin y el control de corto plazo del sistema econmico.

Como ya se ha estudiado en el Captulo III, el problema de laplanificacin econmica es el clculo y la transferencia de informacin.

Niveles del sistema econmicoLas organizaciones especializadas en controlar la economa y enactividades relacionadas tales como recopilacin y procesamiento deinformacin, preparacin de decisiones y planificacin se encuentran enlos niveles superiores de la economa. Estas pueden ser denotadas comoorganizaciones de control. Algunas de estas organizaciones trabajan

independientemente unas de otras, en el mismo nivel. Otras tienenrelaciones de subordinacin y superordenacin.

Se han realizado estudios de las relaciones de subordinacin ysuperordenacin, jerarquas y quasi-jerarquas en los sistemaseconmicos modernos.


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La Figura IV.4 muestra un esquema de jerarqua perfecta. El sistematiene tres niveles; en el nivel superior est el centro C0, en el nivel de enmedio estn los subcentros C1, C2 y C3 y en el nivel inferior lasorganizaciones reales R1, R2,, R6. Cada organizacin est subordinadaa otra. La nica excepcin es el centro, el cual no est subordinado por

ninguna otra organizacin.C0

C1 C2 C3

R1 R2 R3 R4 R5 R6

C0

C1 C2 C3

R1 R2 R3 R4 R5 R6 Figura IV.4. Jerarqua perfecta

Algunas observaciones de las organizaciones multi-nivel son:

1. No hay sistemas econmicos de un solo nivel. Todas las economasreales son multi-nivel.2. No hay jerarquas perfectas. Es caracterstica de todos los sistemasreales no tener relaciones puras de sub y super ordenacin, existen acada lado del sistema dobles o mltiples subordinaciones, cadenas orelaciones de sub y super ordenacin de diferentes longitudes,

3. En varios ejercicios de planificacin de la economa en variossistemas, pases y regiones que han sido consideradas, existen procesosde planificacin multinivel.

Direccin de los flujos de informacinEn el curso de la planificacin fluye informacin entre las organizacionesdel sistema econmico. La direccin del flujo de informacin eshorizontal y se presenta entre organizaciones que se encuentran almismo nivel. Es vertical, si el flujo de informacin se presenta entre

organizaciones que tienen una relacin de subordinacin osuperordenacin, una con otra. Finalmente, la direccin del flujo deinformacin es indeterminada si el coordinador y el coordinado de lainformacin no se encuentran en el mismo nivel.


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Tipos de informacinEn el modelo terico descriptivo de planificacin de Kornai, se definencinco tipos de informacin:

1. Los precios sombra2. Indicadores de eficiencia3. Estimaciones de entradas y salidas reales del sistema.4. Programas de accin especfica.5. Indicadores financieros.

Es caracterstica de los sistemas de planificacin reales que todos lostipos de informacin citados anteriormente (o an algunos otros tipos)fluyen simultneamente, en todas direcciones.

Kornai and Liptak reconocieron que algunas variables del sistema nopueden estar bajo el control directo de la UC. No obstante, realizan lasuposicin de que el objetivo de la UC es la suma de las funcionesobjetivo de las divisiones que pueden entrar en conflicto con las de laUC, y proponen un algoritmo basado en dos niveles de planificacin.

Este algoritmo presenta el enfoque multinivel, el cual propone que setome en cuenta las interacciones definiendo uno o ms subsistemas desegundo nivel los cuales influencian, de alguna forma, los subsistemasoriginales, definidos en el primer nivel. Esta influencia puede tomarmuchas formas, dependiendo del problema original y del tipo dedescomposicin del primer nivel.

De esta forma dejan en claro que se puede extender esta ideadefiniendo subsistemas de tercer nivel, cada uno de los cuales coordinaun nmero de unidades de segundo nivel, y as consecutivamente.

Por otro lado, existe un problema de interdependencia en la planificacinpara un sistema grande que es complejo. ste se analiza a travs de unsistema de modelos de optimizacin correspondiente a n niveles dejerarquizacin con sus respectivos subsistemas; en el nivel ms alto setendr un modelo de la UC multisectorial y en los niveles ms bajos losdiferentes subsistemas en que se ha dividido el sistema, querepresentan funcionalmente los sectores o unidades de produccin.

Si este sistema de modelos es una representacin del mundo real, lapregunta sera cmo podra ser utilizado para tomar decisiones?


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Si se aplica el enfoque de equilibrio general, el sistema entero demodelos debera ser resuelto simultneamente. Una decisin basada enesta solucin debera entonces ser optima en el sentido de que podratomar en cuenta todas las posibles interacciones dentro del sistema.

Esta decisin ptima podra ser interpretada como la solucin queprevalecera en un mercado perfectamente competitivo, haciendo lassuposiciones usuales de ausencia de externalidades9, economas deescala, etc. Alternativamente, esta solucin podra ser interpretadacomo la toma de decisin centralizada, si el centro tuviera elconocimiento perfecto de la economa del sistema entero.

Aplicando el enfoque del equilibrio parcial, solo un componente delsistema seria resuelto. Por ejemplo, si una decisin de inversin eshecha en un cierto sector del sistema, slo el modelo de ese sector

particular necesita ser resuelto. Sin embargo, para utilizar este enfoquees necesario saber cierta informacin sobre el resto del sistema. Si elmodelo es construido con programacin matemtica, la informacinrequerida puede ser expresada en forma de los precios sombra, loscuales debera reflejar los costos de oportunidad de los factoresutilizados por el sector analizado de los bienes producidos por ste y porel resto de los sectores econmicos.

Si las decisiones hechas en una parte del sistema (el subsistema en esteejemplo) no pueden afectar la escasez econmica en el resto del

sistema, la toma de decisiones descentralizada es fcil. Pero, si estasdecisiones afectan el precio de alguno de los bienes o factores usados enel resto del sistema, se requiere un procedimiento iterativo paraalcanzar la optimalidad.

La toma de decisiones descentralizada sin iteraciones es unprocedimiento simplificado. Sin embargo puede haber prdida deinformacin de los subsistemas.

Bajo el enfoque de interdependencia se reafirma que no es suficiente

transmitir instrucciones hacia abajo. Tambin es necesario enviarinformacin resumida sobre las posibilidades tcnicas de la produccin yla perspectiva del mercado, del nivel ms bajo al ms alto. De estaforma un modelo por subsistema se puede construir a partir de estudiosdetallados conducidos a nivel de proyecto.

9La palabra externalidad significa la forma en que la comunicacin entre unidades y sus decisiones pueden

ser influenciadas por otras unidades de su mismo nivel jerrquico y por lo tanto no a la unidad central.


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Findeisen propone un sistema de control para la descomposicin desistemas grandes y cita que existe un sistema de control que significaque existen influencias sobre el sistema para que se comporte de unamanera deseada. Este sistema puede ser un sistema econmico, un

proceso tecnolgico, un sistema ecolgico o un sistema que contienerecursos que deben ser repartidos entre varios subsistemas.

Este autor trabaja con estructuras jerarquizadas y una de susclasificaciones es el concepto multinivel, en el cual se introducen metaslocales y una coordinacin apropiada, que ha sido inspirada en losmtodos de descomposicin de la programacin matemtica, en dndedicha descomposicin se usa para resolver problemas de optimizacin,cuya meta es simplemente ahorrar esfuerzos computacionales. Sinembargo, en el enfoque multinivel el sistema puede ser perturbado y los

modelos locales son inadecuados por lo que es necesario que exista unente controlador que es justamente lo que se denomina la UnidadCentral.

Anandalingam trabaja con un modelo jerarquizado a varios niveles endnde la informacin disponible para un tomador de decisiones sobre unnivel dado y la forma en la cual el tomador de decisiones puede haceruso de esta informacin para influenciar o controlar a otro tomador dedecisiones.

El caso que nos interesa analizar y aplicar es la modelacin de lossistemas multinivel descentralizados como sistemas jerrquicos a variosniveles, donde existen varios niveles de decisin con un tomador dedecisiones en cada nivel.

Como ya se ha comentado en el Captulo III, el control de un sistemamuy grande es difcil ya que, entre otros problemas, la tarea deformular modelos y objetivos adecuados, es compleja.

Otro de los estudios realizados, que nos permite concatenarlo con los

estudios realizados por Anandalingam es el que realizaron White andSimons quines discuten que un sistema complejo como los que seencuentran en subsistemas industriales, est intrnsecamenteestructurado, es decir como un conjunto de sistemas organizadosinterconectados. Explotando esta estructura, es posible descomponer elproblema de controlar un sistema complejo en un subconjunto desubproblemas interrelacionados. Cada subproblema puede resolverse


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independientemente de los otros con interconexiones entre lossubproblemas en los que existe algn tipo de coordinacin.

Para realizar el sistema de control, tomaremos la idea desarrollada porEscobar Toledo. La Figura IV.5 propone un esquema de descomposicin

y jerarquizacin utilizando flujos de informacin a los cuales se les llamvariables de coordinacin, las cuales funcionan como los controles delsistema a resolver.

En este sentido, Rudd and Watson, propusieron un enfoque multinivelpara problemas de Ingeniera Qumica, sobre todo para el dis

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Industria Petroquimica en Mexico

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