Keywords: costos de transacción, análisis estructural comparativo, América Latina, agropecuario.

1. Introducción

El objetivo de este artículo es realizar una síntesis crítica de las aplicaciones de la teoría de costos de transacción al sector agropecuario en América Latina, y describir los diferentes aportes teóricos y críticas de autores latinoamericanos a la teoría de costos de transacción propuesta por Coase (1937) y Williamson (1975, 1985, 1991, 1996).

En América Latina existen diferentes temáticas relacionadas con la economía neo-institucional, los costos de transacción (TCT) y el análisis estructural comparativo (AEC), como las integraciones con otras perspectivas, nuevas variables de análisis, relación entre instituciones y organizaciones, nuevas estructuras organizacionales, análisis estructural multicriterio y cuantificación de los costos de transacción. Éstos son algunos de los sectores donde se ha aplicado la teoría: el agropecuario, la banca de inversiones, la educación, la generación de enérgica, las políticas estatales y construcción, entre otros. Este trabajo sólo contempla un subconjunto de todas las aplicaciones de la teoría y se enfoca a las realizadas en el sector agropecuario.

Existen varios resúmenes de la literatura sobre la Teoría de los Costos de Transacción, que han sido realizados por autores latinoamericanos. Entre éstos se destacan Salgado (2003), Gorbaneff (2009), Cardenas (2002), Zylbersztajn (2003) y Pessali (1999). Aunque, es recomendable siempre tratar de utilizar las fuentes primarias de economía neo-institucional como los artículos de Coase (1937, 1960), Williamson (1975, 1985, 1991, 1993, 2000), North (1981, 1989, 1990, 1993, 1994, 2000) y Winter (1993).

Algunas de las preguntas que se busca resolver a través del artículo son: ¿Cuál es el grado de precisión con que se usan los conceptos de la teoría de los costos de transacción y el AEC? ¿Qué resultados importantes ha arrojado la aplicación del TCT en los sectores agropecuarios en América Latina? ¿Qué desarrollos teóricos y/o propuestas de integración con otras perspectivas ó teorías se han desarrollado en América Latina? ¿Cuáles son los principales autores latinoamericanos que trabajan en la economía neo-institucional? ¿Qué críticas han realizado los autores latinoamericanos a la teoría de los costos de transacción y la perspectiva neo-institucional?

Con esto se desarrolla un mapa conceptual de los diferentes aportes teóricos y empíricos a la economía neo-institucional en América Latina, con el objetivo de proponer futuras investigaciones teóricas y empíricas en el sector agropecuario en las zonas rurales colombianas, que son las más deprimidas en la actualidad debido al conflicto armado que han sufrido por más de 50 años .

2. Introducción a la Teoría de los Costos de Transacción (TCT)

Commons (1932) examinó la economía en términos contractuales, con lo cual planteó el problema de la organización económica de la siguiente manera: “the ultimate unit of activity… must contain in itself the three principles of conflict, mutuality, and order. This is a transaction” (Commons, 1932, Pág. 4). En 1937, Ronald Coase (1937) cambió la forma de ver las organizaciones económicas cuando publicó “The Nature of the Firm” porque fue el primero en establecer el vínculo entre costos de transacciones, instituciones y economía neoclásica (Williamson, 1985, North, 1990). La versión sencilla del teorema de Coase contempla costos de transacción iguales a cero, por lo tanto se produciría el resultado eficiente con independencia de la norma atribuida de derecho. La versión más completa contempla costos de transacción positivos, por tanto, la solución eficiente no se podría producir con independencia de la norma jurídica elegida (Coase, 1937, págs. 1-44).

“Without the concept of transaction costs, which is largely absent from current economic theory, it is my contention that it is impossible to understand the working of the economic system, to analyze many of its problems in a useful way, or to have a basis for determining policy” ( Coase, 1960, pág. 6)

Después de medio siglo, Williamson (1991) y Winter (1993) publicaron un conjunto de artículos basados en el teorema de Coase (1937), los cuales se focalizaron en la eficiencia económica. Los costos de transacción son la base de la forma y estructura de la organización. Desde entonces varios autores, incluido Williamson, han revisado y aplicado los conceptos básicos de la economía de costos de transacción (ECT).

Según Williamson existen tres formas de organización: mercado (poca posibilidad de coordinarse excepto por mercado e incentivos altos), híbrido (contratos a largo plazo entre compañías independientes con posibilidad de renegociación) y jerarquía o firma (alta capacidad de coordinación por orden interna e incentivos planos). La economía de costos de transacción tiene el propósito de aplicación general, pero se ha desarrollado casi completamente con referencias a la economía capitalista (Williamson, 1991, págs. 269 – 271).

El modelo original fue concebido por Williamson (1991), que analiza los modos de gobernanza en la búsqueda de la minimización de costos de transacción, básicamente en función de la especificidad de los activos, la incertidumbre y la frecuencia de las transacciones. La especificidad de los activos depende del lugar donde opera la organización, los activos físicos, los activos humanos, el capital intelectual, los activos con dedicación exclusiva y la especificidad de la compañía (Williamson, 1991, págs. 282 – 284).

Los atributos más destacados de los actores humanos son la racionalidad limitada y el oportunismo (Simon, 1945). Williamson distingue entre los costos ex ante y los costos ex post de un contrato, los cuales se derivan de la obtención de información, negociación y ejecución de dicho contrato. Todos los contratos inevitablemente son incompletos en el tiempo (Williamson, 1971). La figura 1 muestra una relación entre la especificidad de los activos y los costos de gobernanza de una organización. Cada uno de los tipos de organización tiene una curva asociada, que representa los costos de gobernanza para diferentes valores de especificad de los activos (Williamson, 1991, pág. 284).

Figura 1. Governance mode cost and asset specificity degree (Williamson, 1991, pág. 283).

La nueva economía institucional es un pequeño motor con muchas cuestiones pendientes por hacer, como lo dice Willianson (2000) en su artículo:

“The upshot is that, it’s many accomplishments notwithstanding, there is a vast amount of unfinished business—refinements, extensions, new applications, more good ideas, more empirical testing, more fully formal theory. I conclude that the new institutional economics is the little engine that could.” (Williamson, 2000, pág. 611 ).

3. Metodología de estudio

La metodología utilizada en el desarrollo del artículo consta de cuatro pasos, tal como se observa en la Figura 2. El primer paso es la búsqueda de literatura relevante en Scholar de Google™, bases de datos electrónicas, bases de datos de bibliotecas y buscadores especializados de revistas latinas. Los trabajos se clasificarán según su conclusión y el aporte realizado a la economía neo-institucional. Seguidamente, se seleccionan los artículos, libros y conferencias sobre el tema de teoría de los costos de transacción con los siguientes criterios de selección: número de citaciones de los principales autores (Coase, Williamson, North), tipo de publicación (libro, artículo, conferencia), número de citaciones por otros autores, nacionalidad de los autores (latinoamericana) y ranking dado por Scholar de Google™. Posteriormente, debe realizarse una revisión crítica de la literatura seleccionada basada en el resultado del paso 2. Si es un aporte a la teoría o crítica, se evaluará la relevancia de dicho aporte basado en la teoría Coase, Williamson, y North. Si es una aplicación de la teoría, se sintetizará como se utilizó TCT en el desarrollo del trabajo y algunas conclusiones referentes al aporte de TCT. Lo siguiente es realizar una evaluación general con base en las críticas planteadas en el paso anterior. Por último, se plantea una pregunta de investigación con base en el mapa conceptual realizado después de la revisión de la literatura de TCT en América Latina.

Figura 2. Proceso metodológico

4. Integración de la teoría de costos de transacción con otras perspectivas teóricas

Las críticas realizadas a la teoría de los costos de transacción y al análisis estructural comparativo han provenido de diferentes escuelas y autores. La principal inquietud sobre la economía neo-institucional es la integración con otras perspectivas como la evolucionista y la teoría de juegos. Uno de los autores más destacados e incipientes en esta iniciativa es Bart Nooteboom (1992), quien propone que la eficiencia no debe ser estática, sino al contrario, una eficiencia dinámica como la eficiencia en innovación:

“In traditional TCE, the causes of the existence of firms are sought in considerations of efficiency. Given a certain state of knowledge and technology and a preference ordering, efficiency is maximized by trading off production costs, transaction costs and costs of organization. The approach can be characterized as one of comparative statics, with a focus on static rather than dynamic efficiency. We define dynamic efficiency as efficiency in innovation, which is characterized by shifts of knowledge, technology and preference.” (Nooteboom, 1992, Pág. 281)

Adicionalmente, Amendola y Gaffard (1994) proponen que se debe considerar incluir la dimensión del tiempo en el proceso de producción, con lo cual se espera que aumente la complejidad del análisis del problema, pero también la robustez de los resultados. Al igual que Nooteboom (1992), ellos llaman la atención de que el fenómeno central que no contempla la teoría de costos de transacción hasta el momento, es la innovación organizacional. Por el lado de los historiadores, Chandler (1992) dice que la teoría de costos de transacción y la teoría de la agencia deben basarse en motivos dinámicos, como los presentados por Nelson y Winter (1982) de la teoría evolutiva que incorpora y trata el aprendizaje organizacional como un factor estratégico de la competitividad (Pessali, 1999). Chandler (1992) dice que:

“Así como los autores de la teoría de la evolución de las empresas, veo la teoría de la agencia y los costos de transacción como el valor para el historiador de la economía, pero en el marco de la teoría evolutiva en cuanto a aquellos que estoy convencido de que la unidad de estudio para el desarrollo de una teoría relevante de la empresa debe ser la firma, y no los acuerdos contractuales o las transacciones”(Pessali, 1999 ).

En América Latina, los trabajos de Rezende (1999), Zylbersztajn y Farina (2004), Velloso, Gonçalves, Pedrozo, y Takitane (2005) y Golpe (2008), han tratado de construir las bases teóricas y modelos que incorporará la economía neo-institucional y la perspectiva evolucionista, pero hasta este momento han sido intentos iniciales que han dado las bases para futuras investigaciones. Por ejemplo, el trabajo de Rezende (1999) analiza la posible integración de la perspectiva neo-institucional y la perspectiva evolucionista. El autor plantea la búsqueda de nuevos elementos que ayudaren a la comprensión de las estrategias de gobernanzas de las empresas, para lo cual plantea el concepto de coherencia organizacional, que surge como una forma de entender la historia del desarrollo de las habilidades tecnológicas en la búsqueda de ventajas competitivas de la organización, haciendo hincapié en la importancia de la innovación como un elemento vital en esta búsqueda (Rezende, 1999). Lastimosamente, la buena iniciativa de Rezende (1999) no lo llevó al planteamiento de una nueva teoría o modelo donde se incorpore la perspectiva neo-institucional y la evolucionista, como el mismo lo plantea inicialmente en su artículo.

En la misma línea de investigación, se encuentra el trabajo de Zylbersztajn y Farina (2004), los cuales realizaron un estudio de las complejidades de las organizaciones de agronegocios en Brasil desde la perspectiva de gobernanza dinámica. El objetivo del estudio fue la elección de dispositivos de coordinación con el propósito de aumentar el valor de la producción, basado en la cooperación entre agentes independientes. Al final del trabajo, plantea las hipótesis para la construcción de un nuevo modelo en el cual se destaca la evolución de las rutinas organizacionales y su efecto sobre los costos de transacción en el tiempo (Zylbersztajn & Farina, 2004, págs. 1-6). Las rutinas se encuentran asociadas al aprendizaje organizacional, las cuales después de cierto periodo de tiempo se esperan tengan un efecto sobre la eficiencia organizacional, como lo plantean Nelson y Winter (1982). Básicamente, con la misma especificidad de los activos, frecuencia e incertidumbre de las transacciones, es posible aumentar la eficiencia organizacional con el aprendizaje de los individuos que están dentro de la firma . Lo mismo que ocurrió con el trabajo de Rezende (1999) el trabajo de Zylbersztajn y Farina (2004), no concluye planteando una nueva teoria donde se intregren las dos perspectivas, pero se hacen avances significativos en el estudio de la eficiencia dinámica y se plantea cómo las innovaciones afectan la eficiencia organizacional en el tiempo.

Otro trabajo sobre la integración de la economía neo-institucional con otras perspectivas es el realizado por Vilpoux y Oliveira (2010), el cual plantea la evaluación de la gobernanza adoptada con una metodología que tenga en cuenta tanto las relaciones formales e informales. La combinación de la economía de los costos de transacción y la economía de los convenios (el capital social e institucional), ofrece una alternativa para la evaluación de los sistemas de gestión adoptados por los actores de un clúster (Vilpoux & Oliveira, 2010). Los autores encuentran que uno de los factores que determina la creación del capital social y los convenios es el terreno, lo que favorece la reducción de la incertidumbre, característica importante de las transacciones informales. En América Latina es muy frecuente encontrar en las organizaciones no gubernamentales un gran número de contratos informales, por la misma informalidad de muchos sectores productivos. Según Williamson (2000), los contratos son inevitablemente contratos incompletos y lo relevante es cómo por medio de factores como el capital social y los convenios, se puede reducir el riesgo intrínseco asociado a los contratos informales.

Algunos otros trabajos han tratado de integrar la teoría con otras perspectivas, como el trabajo de Golpe (2008), que reflexiona sobre la vinculación de la gerencia estratégica de costos y los conceptos de los costos de transacción. Golpe (2008) propone la gerencia estratégica de costos como un análisis de costos más amplio, el cual no puede dejar de considerar en su análisis de los costos de transacción, ya que éstos no sólo determinan la creación de las empresas, sino que si no se les monitorea, pueden determinar la no permanencia en el mercado de la firma o el incurrir en pérdidas (Golpe, 2008). Aunque la autora plantea el análisis desde un punto de vista más funcional que teórico, es interesante la demostración sobre el hecho de que las empresas deben contemplar los costos de transacción en la gerencia estratégica de costos para garantizar la supervivencia de la organización. El aporte del trabajo de Golpe (2008) es la descripción de la nueva función de la gerencia estratégica de costos, a la cual le corresponde monitorear los costos de transacción en los que incurre la organización con el fin de determinar su permanencia en el mercado.

El trabajo realizado por Velloso, Gonçalves, Pedrozo, y Takitane (2005), llama la atención sobre la imperiosa necesidad de ampliar las iniciativas existentes, con el fin de estudiar la posibilidad de integrar la teoría de costos de transacción con varias teorías de diferentes campos del conocimiento (Velloso, Gonçalves, Pedrozo, & Takitane, 2005). Lo mismo que los trabajos de Rezende (1999), Golpe (2008), de Arbaje (2004), Zylbersztajn y Farina (2004), se plantean los interrogantes, como el mismo Williamson (2000) lo reconoce, para futuras investigaciones sobre esta línea de investigación en la economía neo-institucional .

5. Nuevas variables en el estudio del análisis estructural comparativo.

Otra de las inquietudes?? que han tenido los investigadores es la inclusión de nuevas variables en el análisis estructural comparativo, con el fin de explicar la existencia de algunas formas de gobernanza y profundizar en dicho análisis . Una de las investigaciones teóricas que ha tratado de incorporar nuevos factores que afecten las estructuras de gobernanza desde la perspectiva de TCT fue el trabajo realizado por Forero, Pineda, Wills, Andonova, Orozco, y Pardo (2010), que ha contribuido a la teoría de los costos de transacción y las formas híbridas de organización, incorporando nuevos factores de análisis. El análisis se desarrolló en las zonas rurales afectadas por el conflicto armado, mediante la realización de entrevistas. El estudio analizó el impacto de la violencia y la percepción de inseguridad en la elección de los modos de gobernanza en las organizaciones. El estudio encontró que las percepciones de inseguridad y las medidas objetivas de la violencia están positivamente relacionadas con la frecuencia de formas híbridas (asociativas, principalmente) de producción y comercialización (Forero, Pineda, Wills, Andonova, Orozco, & Pardo, 2010). Uno de los actores que los autores no desarrollaron a profundidad es el Estado, la política de incentivos a los pequeños productores, la política de reinserción de miembros de grupos armados desmovilizados y el fomento de nuevas redes de cooperación en el sector rural colombiano. El gobierno colombiano en los últimos diez años ha fomentado políticas de incentivos para el sector rural como el Incentivo a la Capitalización Rural (ICR), que ha ayudado a mejorar la producción de los pequeños y medianos productores del sector rural mediante la condonación de un porcentaje del capital prestado. El impacto de la violencia y la percepción de inseguridad generan incertidumbre en las transacciones por lo que podrían explicarse la proliferación de formas híbridas en los sectores rurales en Colombia .

La tesis doctoral de Arbage (2004) tenía como objetivo identificar las principales fuentes de costos de transacción en las estructuras de gobiernos híbridos en el sistema agroalimentario de Brasil, y cuáles eran sus implicaciones en las cadenas de suministros. El sustento teórico de la investigación, adicionalmente de la teoría de los costos de transacción, fue el enfoque de Supply Chain Management. En el trabajo se analizaron cuatro empresas del sector agroalimentario: Zari Industria Ltda., Frigorífico Silva SA, Cooperativa Sant’Angelo y Foods SA. La investigación encontró que las principales fuentes de costos de transacción son las planteadas por Williamson (1991), además de dos factores adicionales, que son el patrón de competencia establecida en el posicionamiento dentro del mercado y los riesgos asociados con la adopción de innovaciones tecnológicas (Arbage, 2004). El aporte más destacado de Arbage (2004) es la inclusión de dos nuevos factores al análisis estructural comparativo para las industrias de agroalimentos en Brasil. Según Williamson (1991), el primer factor es el posicionamiento dentro del mercado, el cual puede estar asociado a la especificidad de los activos involucrados por la organización, y el segundo factor es el riesgo, el cual es asociado a la incertidumbre provocada por las innovaciones tecnológicas.

El trabajo de Depetris (2002) explora la economía neo-institucional aplicada a las cooperativas agrarias santafesinas y los factores que según la teoría de los costos de transacciones pudieron haber sido determinantes en su expansión en el pasado, y en la supervivencia futura. El trabajo encontró que si bien los factores que propone la teoría de los costos de transacciones, según Williamson (1991), constituyen elementos importantes que justifican la creación de las cooperativas (híbridos), no son suficientes para explicar la sostenibilidad ni para la elección de esa forma de gobernanza en particular (Depetris, 2002). El trabajo de Depetris (2002) es la evaluación de los costos de transacción en un caso puntual; sin embargo, es interesante resaltar el interrogante de investigación que plantea, al encontrar algunos vacíos de la teoría para explicar la prevalencia de cooperativas agrarias bajo determinadas circunstancias; lamentablemente no propone que factores podrían ser. Esto es una exploración inicial de nuevos factores que ayudan a explicar las formas de gobernanza híbridas implementadas en los trabajos de Forero, Pineda, Wills, Andonova, Orozco, y Pardo (2010), y Arbage (2004).

Los problemas agrícolas han motivado el estudio de las organizaciones desde la perspectiva de costos de transacción como el realizado por de Azevedo (1997). El autor destaca tres aspectos de especial relevancia para la agricultura: las normas formales (políticas agrícolas y reglamentos), las reglas informales (códigos de ética, moral) y los derechos de propiedad de la tierra (de Azevedo, 1997). Este artículo identifica los clúster de factores adicionales para el análisis estructural comparativo que pueden ayudar en futuras investigaciones; así mismo, puede ser útil en la evaluación de políticas gubernamentales dirigidas al sector rural en países de América Latina.

6. Relaciones entre instituciones y organizaciones desde la perspectiva de la economía neo-institucional.

Uno de los campos de investigación relevantes para la economía neo-institucional es el relacionado con las instituciones y las organizaciones. Un trabajo de este campo es el realizado por Balestrin y Arbage (2007), que pretendía avanzar en la interpretación del fenómeno de las redes de cooperación en el ámbito de la teoría de la organización. El estudio parte del supuesto de que la economía de los costos de transacción es un factor clave para el desarrollo de las estructuras de gobierno que se encuentran entre el mercado y la jerarquía (híbrido). Los casos analizados por los autores fueron la Tecnópolis de Futuroscope (Francia) y la Red AGIVEST (Brasil); los resultados del estudio muestran que los principales atributos identificados de las transacciones son la especificidad de los activos y la incertidumbre, como lo plantea inicialmente Williamson (1991). Pero adicionalmente de la importancia de los costos de transacción, los resultados indican el rol esencial del Estado para el establecimiento del tipo de estructuras de gobernanza híbridas (cooperativas) en el sector agropecuario en Brasil (Balestrin & Arbage, 2007). El planteamiento más destacado del trabajo de Balestrin y Arbage (2007) es la relación entre el Estado y las formas de gobernanza. El Estado tiene la posibilidad de crear, fomentar y regular las redes de cooperación y los modos de gobernanza híbridos en los sectores agropecuarios, por medio de sus programas de desarrollo económico rural y legislación.

En la misma línea de investigación, el estudio de Vargas, Foster, y Raddatz (2004) compara la carne de vacuno, cerdo y aves de corral de los Estados Unidos y Chile con el fin de identificar las similitudes y diferencias en los patrones de organización industrial (concentración y mecanismos de integración vertical). Las similitudes que se encuentran en los sectores de ambos países pueden ser explicadas en términos de las imperfecciones del mercado, la tecnología de producción, los costos de transacción y la teoría del principal-agente (Vargas, Foster, & Raddatz, 2004). Sin embargo, existen importantes factores que resultan distintos entre los dos países, especialmente con respecto a los mecanismos de control vertical (leyes antimonopolio), los cuales pueden explicar las diferencias en el análisis estructural comparativo. Vargas, Foster, y Raddatz (2004) proponen que es necesario analizar en el estudio las peculiaridades de los entornos económicos e institucionales de cada país. Uno de los puntos cruciales en la relación entre instituciones y organizaciones es la regulación particular de cada país, como el caso encontrado por Vargas, Foster, y Raddatz (2004) entre Estados Unidos y Chile.

Un estudio destacado en la cuantificación de los costos de transacción y en la identificación de los factores determinantes correlacionados con los costos de transacción, fue el realizado por las Naciones Unidas en América Latina, que se realizó en 8 países: Colombia, Ecuador, El Salvador, Guyana, Jamaica, México, Perú, y Trinidad. El estudio muestra la necesidad de ejecutar políticas o programas diferenciales según el tipo de productor, con relación a aquel sector campesino, cuyas formas de inserción en la economía han variado considerablemente por obra de los procesos de diferenciación, como se ve en la figura 3 (Unidas, 1998).

Figura 3. La agricultura campesina y la empresarial (Schejtman A. , 1980)

Los factores que afectan la competitividad de los pequeños productores que identificó el estudio son: falta de confianza en las instituciones, desarrollo de instituciones confiables, masificación de la oferta y la demanda, eliminación de las fallas de mercado (tierra, tecnología, financiamiento, canales comerciales y otros), diferenciación creciente de la demanda y el poder creciente de los consumidores en cuanto a exigir calidad y especificidad (Unidas, 1998).

Así, dado que los costos de transacción usualmente no quedan compensados por los menores costos de adquisición, la política de estímulos destinada a promover la transformación productiva de la pequeña agricultura, debe encaminarse precisamente a compensar o reducir los costos de transacción, concentrándose en los factores que los generan (Unidas, 1998). Una de las recomendaciones finales del estudio es:

“Si los costos de transacción constituyen uno de los obstáculos principales para un más amplio desarrollo de la agricultura de contrato, le cabe al sector público (instituciones) la tarea de contribuir a reducirlos.” (Unidas, 1998)

7. Nuevos tipos de estructuras organizacionales

Algunos investigadores se han preocupado por describir e interpretar nuevas estructuras de gobernanza en el análisis estructural comparativo. Este es el caso de la tesis doctoral de Machaso (2002), que tenía el objetivo de determinar nuevas estructuras de gobierno capaces de proporcionar los incentivos y controles necesarios, para apoyar las estrategias de diferenciación de productos en la cadena de suministro de frutas y hortalizas frescas en Brasil. Machado (2002) muestra las nuevas estrategias adoptadas por los minoristas modernos, los cuales utilizan un mecanismo para coordinar las operaciones con los productores y los consumidores finales de frutas y hortalizas. Los incentivos tienen como objetivo principal informar la calidad deseada de los productos a los productores y al mismo tiempo los requisitos de calidad de los consumidores. Las nuevas estructuras de gobernanza surgen al tratar de mantener este tipo de transacciones particulares. La combinación de mecanismos de señalización, de credibilidad y el efecto de la reputación, son factores claves para la eficacia de las normas privadas como una forma de coordinación a lo largo de la cadena productiva (Machado, Querido, & de Azevedo, 2002). Las nuevas estructuras de gobernanza han sido generadas en respuesta a los diferentes factores intrínsecos del mercado particular de las frutas y las hortalizas frescas en Brasil, como los requerimientos de calidad a diferentes niveles de la cadena de abastecimiento. Basado en la teoría de los costos transacción propuesta por Williamson (1991) esta sería una estructura híbrida, pero lo interesante del trabajo de Machado (2002) son los mecanismos de coordinación y de incentivos de esta organización en particular.

Uno de los sectores donde coexisten diferentes tipos de formas de gobernanza, como el estudiado por Ménard (1996), es el sector de cítricos en Brasil. Ortiz y Oriani (2003) analizaron este caso en su trabajo, el cual tenía como objetivo identificar los factores que explican la decisión de los productores de cítricos para vender a sus clientes utilizando diferentes tipos de gobierno. Las ventas para el mercado de fruta de consumo fresco, se realizan basadas en el mercado spot y las negociaciones con la industria de jugos, que es dominada por los contratos a largo plazo. Adicionalmente, el productor puede arrendar parte de la capacidad ociosa para procesar y vender su fruta directamente en el mercado. Una de las conclusiones del estudio, fue que los factores determinantes de las formas plurales de gobierno están relacionados con el hecho de que existen requerimientos específicos por parte de los compradores que pertenecen a diferentes canales de distribución. Sin embargo, la principal conclusión es que las transacciones entre productores y canales de distribución difieren al menos en uno de los siguientes atributos: especificidad de los activos, la frecuencia de las transacciones o incertidumbre, lo que explica la adopción de diferentes formas de gobernanza (Ortiz & Oriani, 2003). El trabajo de Ortiz y Oriani (2003) encuentra un caso muy interesante de análisis, que es la coexistencia de varias estructuras de gobernanza dentro de la misma organización, diferentes a los tipos de gobernanza propuestos por Williamson (1991).

Al igual que el caso del sector de citricos analizado por Ortiz y Oriana (2003), De Castro y Neto (2003) destacan la importancia del comercio minorista como promotor de los cambios en las cadenas de abastecimiento de productos diferentes. Particularmente con respecto a las cadenas de suministro de frutas frescas, se puede observar la importancia del comercio minorista como un promotor de normas de calidad y una serie de cambios que se revelan a través de las medidas adoptadas por los otros segmentos con el fin de satisfacer sus demandas. Los autores caracterizaron las transacciones entre productores brasileños de los mangos y las uvas, los compradores europeos y las estructuras de las cadenas de valor de mango y uvas para la exportación. Los resultados indican que los supermercados actúan de manera diferente en los dos mercados estudiados: el inglés y el alemán. En el mercado alemán, es el gerente de categoría y domina la estructura de gobernanza del mercado. Estas diferencias en las estructuras de las cadenas de valor en los dos mercados tienen implicaciones directas en la forma de inserción de fruta fresca de los países en desarrollo en el comercio mundial (de Castro & Neto, 2009).

Baquero, Cardozo, Acevedo, Rivera, y Martínez (2000) analizaron los costos de transacción en la conformación de cadenas productivas en el sector agroalimentario (arroz, papa, lácteos y cebada). Los autores buscaban entender cómo actúan los costos de transacción en la determinación del arreglo institucional de las cadenas producción-consumo del sector alimentario. Uno de los factores relevantes estudiados fue la transferencia de tecnología en la cadena productiva, induciendo cambios tecnológicos desde sector productivo primario. Los autores plantean la hipótesis de que la relación entre los eslabones de la cadena productiva está determinada por las características intrínsecas de los productos (especificidad de los activos) y sus mercados. El estudio plantea que existen diferentes tipos de coordinación entre productores agropecuarios y agroindustria, así como entre productores y agroindustria frente a minoristas. Las interrelaciones se examinan a partir de costos de transacción que incluyen negociación, información y monitoreo de las características del producto que involucran la calidad, inestabilidad de precios y producción. Se concluye que la interrelación a nivel de cadenas permite eliminar desperdicios, bajar riegos de comercialización, disminuir eslabones en las cadenas y aumentar el nivel de información de los participantes en la negociación (Baquero, Cardozo, Acevedo, Rivera, & Martínez, 2000).

En el noroeste de Brasil, los pequeños agricultores suministran tomates para una industria de procesamiento, la cual ofrece a los agricultores contratos establecidos con antelación. Teniendo en cuenta el gran número de peligros del contrato ex post y la ejecución judicial débil de las cláusulas del contrato, además de razones técnicas, los directivos han decidido trasladar la empresa hacia el Medio Oeste, donde un reducido número de grandes agricultores han sido contratados para suministrar una planta nueva de procesamiento. La industria se enfrenta a altos costos de transacción relacionados con los mecanismos de la aplicación privada y a la ausencia de un sistema judicial público confiable. En estas condiciones, algunos agricultores se comportan de forma oportunista en la venta del producto dentro del mercado para consumo en fresco. Debido que la ejecución judicial era demasiado cara, contrariamente a lo esperado, no ha funcionado como un mecanismo de reducción de costos (Nadalini & Zylbersztajn, 2000). El estudio de Nadalini y Zylbersztajn (2000) presenta un análisis descriptivo de la evolución de la arquitectura del contrato y luego completa el análisis con una evaluación cuantitativa de los efectos de las variables pre-especificadas en la probabilidad de incumplimiento del contrato. El análisis cualitativo y cuantitativo en su conjunto muestra que el oportunismo en ambos lados y un sistema judicial costoso excluyen la posibilidad de lograr una relación contractual estable en la región.

El trabajo de Lima (2003) mostraba también la coexistencia de diferentes arreglos institucionales dentro de la misma organización en el sector avícola en Brasil (Lima, 2003). Al igual que Lima (2003), el trabajo de Ortiz y Oriani (2003), De Castro y Neto (2003), Nadalini y Zylbersztajn (2000), y de Azevedo (2000) muestran casos muy particulares; por ejemplo, la coexistencia de múltiples tipos de gobernanza dentro de una misma organización. Por otro lado, el estudio de Ménard (1996) en Francia mostraba la coexistencia de diferentes tipos de gobernanzas híbridas pero dentro del mismo mercado. Esta característica se puede explicar por la particularidad de cada uno de los mercados que se atiende .

8. Análisis estructural comparativo multicriterio.

El análisis estructural comparativo se basa en el criterio de eficiencia para la selección del tipo de gobernanza, pero algunos autores han encontrado que pueden existir otro tipo de criterios adicionales que pueden incentivar a seleccionar un tipo de gobernanza particular. Esta crítica ha sido realizada desde la economía política, donde se hace referencias a autores relacionados con el análisis de los fenómenos económicos en el espíritu de las ideas de Karl Marx como M. Dietrich y C. Dietrich (1994). Los puntos críticos trabajados por M. Dietrich y C. Dietrich (1994) son: la metodología utilizada por los mercados estáticos de TCT, la centralidad estructural de conducta basada exclusivamente en la eficiencia, el análisis sobre la base de cambio y utilizar como base del comportamiento el oportunismo (Pessali, 1999).

En América Latina algunos trabajos han encontrado que no sólo el criterio de eficiencia es utilizado por las organizaciones a la hora de seleccionar el tipo de gobernanza, como el realizado por de Azebedo (2000), el cual analiza la integración vertical parcial hacia atrás en la cadena de suministros, es decir, la mayoría de los procesadores de jugo cultivan los productos requeridos para su producción (naranjas). Los argumentos en la literatura para explicar este fenómeno son variados, pero llegó a la conclusión por unanimidad, debido a la eficacia de esta forma de estructuración de la transacción entre los productores de cítricos y la industria de transformación. El artículo sostiene que, contrariamente a la posición dominante, la integración vertical observada responde a un propósito estratégico en las negociaciones entre las partes, que puede ser adoptada incluso en el caso de una forma de organización menos eficaz (de Azevedo). Lo más interesante es que algunas organizaciones prefieren estructuras de gobernanza menos eficientes pero estratégicas para las negociaciones; dicho en otras palabras, las organizaciones tienen otro criterio en la evaluación de los tipos de gobernanzas: el estratégico .

9. Simplicidad del concepto de la teoría de costos de transacción.

La fuente de crítica está en la perspectiva del institucionalismo (“americano”), como el caso de Janet Knoedler (1995), que se basó en los argumentos de Thorstein Veblen y la crítica que se centró en la “simplicidad” del concepto y el propósito de las transacciones utilizadas en la teoría de costos de transacción de Williamson (1991) (Pessali, 1999). Esta es la misma conclusión que han encontrado algunos autores latinoamericanos en sus investigaciones como es el caso de Velloso, Gonçalves, Pedrozo, y Takitane (2005), los cuales plantean que los costos de transacción son difíciles de cuantificar, que es una de las críticas recurrentes de la teoría de los costos de transacción, y la superficialidad del análisis, el cual ha sido un obstáculo en el desarrollo de este campo de la teoría. Los autores llaman la atención sobre la imperiosa necesidad de ampliar las iniciativas existentes con el fin de estudiar la posibilidad de integración de la economía neo-institucional con varias teorías de diferentes campos del conocimiento (Velloso, Gonçalves, Pedrozo, & Takitane, 2005). Los trabajos de Janet Knoedler (1995), y Velloso, Gonçalves, Pedrozo, y Takitane (2005) plantean los interrogantes que plantea Williamson (2000), y dan luces para futuras investigaciones sobre esta línea de investigación, con el fin de utilizar ese pequeño motor que es la economía de neo-institucional en muchos campos y muchas aplicaciones.

Otra crítica proviene desde la perspectiva neoclásica, la cual hace referencia a la crítica “interna”. Como es el caso de Alchian y Demsetzo, que plantean que “la relación entre un comerciante y su empleado y las empresas no es más que una institución donde los factores de producción por los acuerdos voluntariamente se reúnen alrededor del “dueño del equipo”, sin la necesidad de la propiedad centralizada de estos factores, hacer uso de ellos en forma conjunta y en cooperación con el fin de obtener ventajas comparativas en la productividad y la distribución de sus contribuciones” (Pessali, 1999 ).

10. Cuantificación de los costos de transacción.

En América Latina, se han desarrollado numerosos trabajos empíricos en el sector agrario en América Latina que incorporan la perspectiva de costos de transacción; entre dichos sectores se destacan la caña de azúcar, palma africana, papa, naranja, limón, entre otros. Algunos estudios han tratado de estimar el porcentaje del precio final que corresponde a los costos de transacción en un determinado sector agrario para una región particular.

Uno de los trabajos destacados en la cuantificación de los costos de transacción es el realizado por Javier Escobar D’Angeloú en el Perú. Los resultados de ese trabajo muestran que los costos de transacción en el área bajo estudio (los distritos de Pazos y Huaribamba, en Tayacaja, Huancavelica) equivalen a 50 % del valor de venta y son apreciablemente más altos (60%) para los productores conectados al mercado a través de caminos de herradura, que para aquellos vinculados al mercado a través de caminos destinados al tráfico de vehículos. Esto confirma la importancia de la inversión en infraestructura de caminos rurales, así como se reafirma que los costos de transacción son bastante mayores para los pequeños que para los grandes productores (67 % frente a 32 % del valor de venta). Los resultados muestran que no sólo la distancia o el tiempo hasta el mercado son variables cruciales para explicar la estrategia de vinculación a éste, sino también los diversos indicadores como la experiencia del productor en el mercado donde opera, la estabilidad de sus relaciones con los agentes con que comercia y los recursos que invierte en obtener información relevante, y en supervisar el cumplimiento de los contratos implícitos asociados a las transacciones realizadas (D’Angelo, 2001). El estudio realizado por D’Angelo en el Perú es una fuente vital para el diseño de políticas estatales con el fin de acrecentar la eficiencia económica de los productores del sector rural y poder focalizar las inversiones gubernamentales con el propósito de aumentar la competitividad de pequeños productores.

Uno de los factores centrales en el estudio del análisis estructural comparativo en las organizaciones es la incertidumbre. Bignotto y Azevedo (2003) estudiaron el uso de los mecanismos para mitigar los riesgos en empresas dedicadas al cultivo de café y al comercio de soya. Los autores analizaron el papel de estos mecanismos de mitigación del riesgo financiero utilizando derivados. Los resultados se basaron en la literatura y en la investigación original, que consistió en 19 empresas en el sector cafetero y del comercio de soya. En las empresas familiares, en los que el propietario participa activamente en las negociaciones, el interés es limitado. En las empresas no familiares, donde hay una separación clara entre el control superior de la gestión y los agentes involucrados con el comercio, el interés en los sistemas de control de riesgos se hace más evidente. El resultado indica que la reducción de los costos de transacción asociados con la asimetría de la información y el oportunismo, podrían ser más fuertes motivaciones por el interés en los mecanismos de control de riesgos de los costos derivados de la racionalidad limitada (Bignotto & Azevedo, 2003). Cuando hablamos de incertidumbre en la comercialización de productos de una organización nos vemos evocados a analizar los mecanismos de mitigación de riesgo como los derivados económicos (call, put, forward), pero lo interesante seria ver cómo afecta los métodos de mitigación de riesgo financiero el análisis estructural comparativo.

Otro de los sectores donde se han realizado estudios empíricos de TCT es el de la papa. Uno de los trabajos fue realizado por Escobal y Cavero (2007), que tiene la hipótesis de que la reducción de costos de transacción aumenta la probabilidad de que los pequeños agricultores sean más rentables. Los autores llegaron a la conclusión que los costos institucionales desempeñan un papel dominante en estos mercados debido a las asimetrías de información. Los altos costos de transacción son una barrera para el acceso de los productores con menos recursos, y les impide entrar en estos mercados más dinámicos y potencialmente más rentables (Escobal & Cavero, 2007). La rentabilidad de los pequeños productores está asociada con la competitividad y eficiencia que tengan frente a un mercado particular como es el caso de la papa. Si el propósito es aumentar la rentabilidad de los pequeños productores es pertinente analizar qué factores son los que obstaculizan la eficiencia organizacional como lo realizó D’Angeloú (2001).

11. Conclusiones

La teoría de costos de transacción ha tenido un impacto significativo en América Latina en las investigaciones académicas, gubernamentales y empresariales, en las políticas de inversión, regulación y competitividad, y en los desarrollos teóricos del campo de la economía y las organizaciones. Los autores de América Latina tienen aproximadamente un diez por ciento de las publicaciones realizadas a nivel mundial sobre la teoría . Los aportes teóricos de los autores latinoamericanos a la teoría de costos de transacción se han enfocado en la necesidad de integrar esta teoría con otras perspectivas teóricas, la incorporación de nuevos factores para el análisis estructural, y las nuevas estructuras de gobernanza de las organizaciones.

Los trabajos de Rezende (1999), Zylbersztajn y Farina (2004), Velloso, Gonçalves, Pedrozo, y Takitane (2005) plantean algunos interrogantes también sugeridos por Williamson (2000). Uno de ellos es que la economía neo-institucional es un pequeño motor para futuras investigaciones, el cual tiene muchas cosas pendientes por hacer como mejoras, ampliaciones, integraciones, aplicaciones y pruebas empíricas.

Uno de los sectores donde más se han concentrado los trabajos empíricos basados en la teoría de costos de transacción, es el sector agropecuario. El país con mayor concentración de estudios teóricos y empíricos en América Latina es Brasil. Existe una tendencia creciente de estudios, publicaciones y presentaciones de autores de América Latina relacionados con la teoría.

Uno de los factores comunes que se ha encontrado prevalente en los estudios empíricos que utilizan la teoría de costos de transacción es la deficiencia en la infraestructura vial de los países de la región (Kjöllerström, 2004) (Arbage, 2004) (Carmagnani, 2008) (Dagnino & Farina) (D’Angelo, 2001) (Escobal & Cavero, 2007) (de Arruda & Caixeta, 2000). La cual frecuentemente es de tipo radial con respecto a la capital, lo que implica que los productos tienen que recorrer largas distancias para llegar a los centros de comercialización. Existen otros factores que generan barreras para los productores, como los costos de obtener información sobre los mercados, búsqueda de clientes y negociaciones de contratos (Kjöllerström, 2004). Algunos estudios han estimado que los costos de transacción para los productos agrícolas en la región pueden oscilar un 30% y un 65% del precio de venta final (Escobal & Cavero, 2007).

La teoría de costos de transacción puede ser la base de futuras políticas para el desarrollo económico del sector rural de países de la región, como lo señalan la investigación de Balestrin y Arbage (2007). Dichas políticas podrían ayudar a fomentar la competitividad de la agroindustria en América Latina y con esto, fomentar el desarrollo económico de las zonas más deprimidas de nuestros países y garantizar el abastecimiento futuro de alimentos.

El término de costos de transacción es frecuentemente utilizado en la literatura académica latinoamericana pero en algunas ocasiones no se cuenta con el suficiente sustento teórico en su utilización. Algunos autores manejan el concepto de costos de transacción sin hacer ninguna referencia a la teoría, ni a las fuentes principales de la teoría de costos de transacción como lo son: Coase, Williamson o North .

12. Inquietudes de Investigación

La altillanura colombiana es la última gran frontera agrícola y ganadera que le queda al país, formada por más de cuatro millones de hectáreas cultivables y mecanizables. Basados en la teoría de costos de transacción propuesta por Williamson (1985, 1991, 1996), ¿Cómo debería ser la estrategia de inversión del Estado colombiano para el desarrollo económico del sector de la altillanura colombiana ?

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Álvaro Mendoza
Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia
a-mendoz@uniandes.edu.co

Sergio Cabrales
Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia
s-cabral@uniandes.edu.co

ABSTRACT: This paper presents the experience of a conjoint work between UniAndes and BP-Colombia, consisting in a training-consulting program in decision analysis for solving BP decision problems of high economic impact, related to technologies selection, oil exploitation strategies, and reserves estimation probabilistic models. Around 60 engineers have been trained in the use of Decision Trees, I. Diagrams, Bayesian Networks and AHP. The program has had a remarkable impact on BP decision making culture.

PALABRAS CLAVE: Decision Analysis, Risk Analysis, Montecarlo Simulation, Analytic Hierarchy Process, Influence Diagram, Decision Tree, Bayesian Network.

1. INTRODUCTION

This article describes an experience developed jointly between the University of Los Andes and BP Exploration Company – Colombia, consisting of a Decision Analysis training/consulting program aimed at structuring and solving decision-making problems bearing a high-impact risk for BP Colombia. Various problems related to the selection of drilling technologies, exploitation strategies, and probabilistic models to estimate reserves and wellwork costs have been formulated and solved, using the general decision analysis approach and the most typical tools and models of this discipline.

This article is structured as follows: 1) Introduction; 2) Conceptual Framework, which describes the conceptual approach used by the consultants, the general methodology used to structure problems related to decisions under risk conditions, and a list of some books and articles that has served as reference to develop the project; 3) General description of the training/consulting program, including the way that such University-Company program was conceived and structured, and a summary of the main types of decision-making problems that BP Colombia must cope with under risk situations and of why the methodologies, models and tools of the decision analysis are particularly relevant; 4) Detailed description of some of the problems that have been the object of consulting and the specific methodologies and models used to solve them; 5) Results, where we summarize the most relevant results produced by the project, both for the company’s various areas involved and for the company’s corporate culture.

1.2. CONCEPTUAL FRAMEWORK

Through the various experiences that the researchers have had in structuring and solving decision-making problems in Colombian companies, they have verified that the conceptual aspect and the rigor in the application of the decision-analysis methodologies are as important as identifying the models that best fit the solution of the problem. It is certainly not easy to persuade the companies, always pressed for time, that in order to successfully solve a decision-making problem, it is necessary to carefully pursue a series of steps leading to transforming a problem situation, sometimes vague and confusing, into a structured problem whose different components and variables are clearly identified and described in detail.

The ultimate objective of Decision Analysis is to improve the quality of companies’ decision-making process. According to Matheson and Matheson [11], it is necessary to have an adequate conceptual framework, generate creative and feasible alternatives, have relevant and reliable information, have clear decision-making criteria, use a correct logical reasoning (appropriate decision-making models) and, finally, be committed to act.

Quantitative models and tools are not enough by themselves to solve decision-making problems involving a certain level of complexity. Before deciding on the type of models and tools to use in the analysis, it is necessary to accurately describe the decision-making problem and structure it appropriately based on its main components, the relevant variables, the actors or agents involved in the decision-making process, and the available alternatives, among other aspects.

The methodology described below is aimed precisely at that purpose, and has been conceived by Castillo [2], based on his research and consulting work in this field. This methodology has been used successfully in various research and consulting projects , in a variety of decision-making problems pertaining to Colombian organizations including oil companies, financial institutions, telecommunication companies and universities.

Figure 1 summarizes the main steps of the methodology, which must be adjusted and modified according to the specific characteristics of the problem under analysis. The methodology has been conceived as a general and flexible guideline that must under no circumstance become a straight jacket when structuring the decision-making problem.

Figure 1: Decision Analysis Methodology

When comparing this methodology with other Decision Analysis methodologies developed and published by important authors such as Clemen [7] and von Winterfeldt [17], we can conclude that these three methodologies have similar structures and are applicable to a broad range of decision-making problems, regardless of whether the models used are typical Decision Analysis models or not. The methodology developed by Castillo clearly explains each of the stages of the decision-making process, and is therefore easily applicable to structure and solve various types of complex actual problems. Clemen’s methodology does not emphasize problem structuring so much, but it is very useful to make a detailed analysis of the alternatives and of the results of the evaluation. Von Winterfeldt and Edwards’ methodology is very powerful to define and structure the problem, and thus it would be a very good supplement for any of the other two.

Description of the Methodology

Description of the Situation

This stage consists of preparing a synthesis of the problem and of its main components. It’s as if the analyst had to write a one-page article on the problem in an academic magazine. Such article must summarize the main aspects of the problem, the relevant variables to be analyzed, the possible solution alternatives and the possible approaches to find a solution.

Problem Structuring

This stage involves the following steps:

Expressed problem situation: One must identify and describe the main aspects of the problem, the main actors or agents involved, and the most important relationships among them. Usually, the relationships among actors must be expressed through variables. This includes differentiating decision variables from random variables or sources of uncertainty, when analyzing the problem.

Generation of alternatives: Based on the analysis produced during the previous step, one must describe the decision alternatives (or solution alternatives) of the problem. Normally, it is necessary to consult with the decision makers and/or the people that are most familiar with the problem under analysis, in order to generate the decision alternatives that will be taken into account in the decision-making model.

Scope of the analysis (objective formulation): In this step, one must clearly state the problem to be solved, the objectives to be reached and the possible limitations of the analysis.

Identification of models and tools: Based on the prior analysis, and after reading and reviewing the literature available on the problem under analysis, one must identify precisely the models and tools to be used to evaluate the various decision alternatives. This step is very important for the analysis process, since this is where we define the type of information required to analyze the problem and to build the decision-making model(s). At this point we must know what type of model (or models) we will use and the possible order in which we will use them. Normally we choose one or several models such as Decision Trees, Influence Diagrams, Bayesian Networks, Analytic Hierarchy Process, Optimization and Simulation, among others. Sometimes, rather than designing a precise model, what we must design is a specific methodology to analyze the problem, which may include several steps and involve various models and analysis tools.

Obtaining the information

During this stage of the methodology, based on the identification of relevant variables and the selection of the models to be used, we must collect all the information and the data required to analyze the problem and to populate the models.

Model formulation and construction

Conceptual structuring of the model: The idea here is to place the problem in a conceptual model, adequately representing the decision-making process, its relevant variables, the decision-making criteria and the alternatives to be evaluated. A good conceptual model is the fundamental basis of a good quantitative model. As mentioned above, many decision-making problems require developing a relatively complex model or methodology, which will in turn require the use of different types of models. In this latter case, the conceptual model must accurately reflect the sequence in which the various models will be used, and their role during the various stages of the analysis.

Detailed construction of the model and description of its variables: This is the detailed construction of the model, incorporating the various relevant variables and the decision alternatives, usually resorting to the use of specialized decision-making software such as DPL, Expert Choice, Hugin and Crystal Ball, or optimization, simulation and statistical analysis programs.

Conceptual interpretation of the model: In decision analysis problems, it is key for the decision-evaluation models to have a clear conceptual interpretation of the persons involved in the problem. It is necessary to understand that decision-making models are above all models designed to serve as support for decision-making. Thus, in practice, it makes no sense to develop cryptic models that select alternatives but which do not allow for an easy interaction between the analysts and the decision makers.

Validation of the model: It may seem a commonplace, but it is very important to verify whether the model is working in the right direction, whether it allows for an appropriate formulation of the logic behind the decision-making process, and whether it incorporates the most important variables of the problem.

Obtaining and analyzing results

Selecting the best alternatives: Once the final model is satisfactory because it adequately represents the decision-making problem, we proceed to produce the results of the evaluation, identifying the best decision alternative(s) or the best solution(s) to the problem.

Analysis of final alternatives: Once the alternatives are evaluated, we must use the results produced by the model to identify the strengths and weaknesses of each alternative.

Additional Clarifications on the Use of the Methodology

Complexity of the reality: Organizations’ actual problems are normally highly complex, due to the huge amount of aspects involved, the diversity of the relationships among the actors, the multiple objectives that must be covered simultaneously, the specific characteristics of the decision-making team and the little availability of relevant information, among other things. So in practice, the models representing decision-making processes are usually a gross simplification of reality. When structuring and analyzing a decision-making problem, it is important to seek a compromise between building a reasonable simple model and adequately representing the problem. Exaggerating the level of detail when designing a model can lead to the impossibility to complete its design, usually due to the difficulty to specify the variables or the relationships among them, or to the impossibility to obtain excessively detailed information. On the other hand, an over-simplification of the problem that must be analyzed may lead to building models that describe the problem very poorly and, in this case, they are not a good support for decision-making. In summary, a good model is that which is capable of incorporating the most relevant aspects and variables of the problem, satisfactorily representing the decision-making process and its logical sequence, and producing results capable of becoming an actual support for the decision-making process.

The most important recommendation regarding this aspect is to give initial priority to the global and strategic aspects of the problem, instead of letting the details overwhelm us. The author’s experience confirms the thesis that most people tend to get entangled in the details of the problems and find it difficult to conceptualize and think strategically.

Analysis dynamics: In spite of the fact that the various stages of the proposed methodology have been presented on a sequential basis, in reality, the structuring of the problem and the construction of the models are dynamic in nature, and it is often necessary to go back to a prior stage due to problems identified at a subsequent stage. Frequently, for example, there is no information on some variable, and it is then necessary to go back and review the list of relevant variables and, eventually, the types of models that can be used for the analysis. Likewise, it may happen that while doing the detailed construction of the model, one may find the need to use some variables that were initially not specified. It is worth emphasizing that, according to the author’s experience in the construction of decision-making models, any flaws affecting stage 2 of the methodology (structuring of the problem) may lead to serious and expensive problems when building the decision-making models.

Besides the general methodology described above, the authors of this article have found permanent guide for their training/consulting program in the books by Clemen [7] and Matheson and Matheson [11], and Saaty [15], among others. In specific subjects such as Bayesian networks, the methodologies and models proposed by Nadkarni [12] and Neapolitan [13] have been particularly useful. For subjects directly related to oil reserve estimates and other subjects related to oil exploration and exploitation, the work by Capen [1], Fetkovich [9], Rose [14] and Smith [16] has been particularly useful.

1.3. GENERAL DESCRIPTION OF THE TRAINING/CONSULTING PROGRAM

The training/consulting program conceived by the group of researchers of the Los Andes University for BP Colombia comprises four phases. During Phase 1, the University consultants held several work meetings with BP engineers, with the purpose of jointly identifying relatively simple decision-making problems, which, once structured and solved, could be used as real company cases to illustrate the various methodologies and models covered by the training program. This first phase has turned out to be key to motivate the engineers before and during their training on the practical relevance of the use of models for decision-making under risk conditions.

Phase 2 is an intensive training program of a little over 30 hours, aimed at familiarizing the participants with the fundamental notions of Decision Analysis under Uncertainty and Risk Analysis, covering the main concepts of decision analysis and the methodology described under section 2 hereof. This training also includes in detail the main decision-making models such as Decision Trees, Influence Diagrams, Bayesian Networks, Analytic Hierarchy Process and Montecarlo Simulation. For each model, workshops are conducted in a computer room where the participants structure and solve decision-making problems using specific computer decision-making software including DPL, Hugin, Crystal Ball and Expert Choice.

Phase 3 takes place upon completion of Phase 2, and it consists of a series of consulting meetings where the group of University consultants talk about structuring the company’s specific decision-making problems, using methodologies and models covered during the training program. These meetings last approximately four hours and are held as many times as the company deems necessary. Although, obviously, there is no time to fully solve all the problems raised by the company engineers, the problems are sufficiently structured to allow the BP engineers to continue working on a detailed solution, based on the clear guidelines set by the consultants. When the problems are too complex to structure and solve during the work meetings, they are taken to the subsequent phase of the program, as described below.

Phase 4 is a consulting and follow-up activity addressed to various groups of engineers, depending on the area and the nature of the problem. During this phase, the University consultants offer the BP engineers technical and methodological support to structure and solve decision-making problems identified by the company. This type of advice can range between supporting them in completely structuring a specific decision-making problem, and the development, by the consultants, of a model to solve one of the company’s specific decision-making problems, in which case, the full solution is delivered to the company. In any case, the philosophy of the consulting activity is aimed at allowing the BP engineers to appropriate the various methodologies and models so that they can have the tools to solve by themselves decision-making problems with varying degrees of complexity.

Impact of the Training/Consulting Program

The training/consulting program described in the above section has had a significant impact in various BP areas such as Reservoir, Base Management, Budgets and Production. Figure 2 shows the training and consulting activities developed at BP and the company areas impacted by each of such activities.

Figure 2: Global Impact of the Training/Consulting Activities on BP

4. DESCRIPTION OF SOME PROBLEMS FOR WHICH CONSULTING HAS BEEN PROVIDED

This section offers a brief description of some of the problems borne by BP Colombia, which have been structured and developed using Decision Analysis methodologies, models and tools. The following problems are of various natures and varying degrees of complexity, thus requiring different models, a different way of working on them, and varying degrees of solution development. The complexity level varies because some of them are quite specific, as the one described in section 4.1, while others, such as the one presented under section 4.5, are more complex because they involve several company areas and may affect the company’s production strategy as a whole. The difference in the models used will be clearly seen in the description of each one of the problems we present in this section. The work methodology also changes because some of them are developed through a permanent work team with the BP engineers, as in the case of the problem described under 4.6, while other projects are totally developed by the University consultants based on specific requirements formulated by BP, as in the case of the problem described under 4.3.

In spite of the above, the solutions to all the problems described in this section have common characteristics: they have been subject to structured decision analysis methodologies, they have been analyzed with a probabilistic approach, and they have always been worked jointly with the BP engineers, validating the results as they are produced, throughout the various phases of each project.

4.1 Methodology and Models to Estimate and Analyze the Reserves of an Oil Well

Description of the Problem
BP Colombia did not have a technically supported methodology to obtain probability distributions and interest profiles regarding its oil production. Something similar happened with the estimation of the reserves of a specific well over a given period of time, based on identified relevant variables. The company wanted to run a risk analysis for annual production and reserves, obtaining the profiles for the 10%, 50% and 90% (P10, P50 & P90) percentiles, based on the most adequate probability distribution. In this case, we used a lognormal distribution, following the recommendations contained in the literature (See Capen [1] and Smith [16]).

Methodology and Models used to find a Solution
In order to solve the above-described problem, we designed a methodology with a probabilistic approach using the results of a specialized simulator (called VIP) to simulate the production of a well based on some variables related to the reservoir structure, such as: KH, skin and water volume, among others. Additionally, we applied the parametric method to obtain the probability distribution and the interest profiles of the production. The methodology encompasses the following steps:

1. Identify the relevant variables and the time horizon: We identified the relevant variables to estimate the production profiles and the well reserves, as well as the time period for which the analysis is done.
2. Define the base case: At this point, we estimated the most probable alternative for each of the variables, estimating the production profile and the reserves for the base case with the help of the VIP simulator.
3. Define the variable cases: We defined the alternatives to the base case for each variable and estimated the probability of each alternative.
4. Estimate the production profiles and the reserves: With the help of the VIP simulator, we estimated the production profiles and the corresponding reserves, pegging each of the variables to the various alternatives, and leaving the remaining ones in the base case.
5. Analyze the simulator results: Considering that the simulator uses the historical data of the different variables to produce results, we had to analyze the consistency of the estimated reserve profiles according to the experts’ opinion.
6. Analysis statistical processing: At this point we used the Parametric Method to obtain the probability distribution and the profiles corresponding to production P10, P50 and P90 and the reserves for every year. Furthermore, we analyzed the importance of each variable in estimating the production and the reserves. The above was done as follows:

 Based on the simulation results, we established the expected value and the standard deviation of the impact of each of the relevant variables (on a percentage scale).
 Assuming independence among the effects of each variable in the estimation of the reserves, we established the estimated value and the standard deviation of the global impact on the production and the reserves by multiplying the expected impacts of each variable.
 With the global impact and standard deviation, we calculated the mean and the standard deviation of each year’s production in the original units.
 Assuming that the reserves and the annual production behave according to a Lognormal distribution, we estimated the probability distribution and the P50, P10 & P90 annual production profiles and the reserves.
 Finally, we established the importance of each relevant variable in the estimation of the production profiles and the reserves.

Main Results
The developed methodology allowed us to obtain the probability distribution and the interest profiles of the oil production and of the reserves of a specific well for a given period of time. Such methodology is currently updated by the BP engineers.

4.2 Methodology and models used to estimate the IOR (Incremental Oil Rate)

Description of the Problem
BP did not have a technically supported methodology to analyze the behavior of the IOR in the short term (less than a year) of a well when some kind of wellwork is done, such as fracturing, re-perforating, and chemical stimulation, among others. Therefore, the goal was to design a methodology to estimate the most appropriate probability distribution to model the behavior of the IOR based on the behavior of some relevant variables related to the conditions of the reservoir, the conditions of the pipe and the surface conditions.

Methodology and Models used to find a Solution
In order to solve the above-described problem, we designed a methodology with a probabilistic approach using the results of a specialized software called Wellflow, to simulate the IOR of a given well, as well as the Montecarlo Simulation to obtain the probability distribution of the IOR. This methodology encompasses the following steps:

1. Identify the relevant variables: We identified the relevant variables to estimate the well’s IOR (KH, skin, and water volume, among others).
2. Define the base case: Here we estimated the most probable alternative for each variable, and this constituted the base case.
3. Define the range and the scenarios of the relevant variables: Here we defined the possible scenarios for each variable, in order to run a sensitivity analysis. In order to define the set of values to be allocated to each variable, we combined the experts’ opinions and the historical data. This allowed us to establish a probability distribution for the relevant variables and then generate the possible scenarios of such variables, based on such distribution.
4. Generate the IOR values: Once we defined the set of values for each relevant variable, we combined them to estimate the possible well IOR values, with the help of the Wellflow software.
5. Estimate the probability distribution of the IOR: With the values generated for the IOR, we used Crystal Ball to estimate the probability distribution that best fit the data. Insofar as possible, it is advisable to use a lognormal distribution, considering the recommendations of the papers that demonstrate that reserves behave according to this distribution (See Capen [1] and Smith [16]).
6. Obtain the annual IOR: Once we obtained the probability distribution of the IOR for the first month, we estimated the probability distribution for the monthly Declination Rate, in order to obtain the IOR for the following 12 months. We then obtained an average IOR for the year and, based on the annual declination rate, we estimated the IOR for the following year, plus any additional reserves.
7. Estimate the cost: Finally, we estimated the probability distribution for the cost of the work under evaluation and, using a spreadsheet, we estimated the relevant economic indicators such as net present value and capital efficiency. In order to estimate the cost of the well work, we designed the following probabilistic methodology:

Main Results
The developed methodology allowed us to obtain the probability distribution for both the first month IOR and the average yearly IOR. Such methodology, as the one described under section 4.1, is currently being used by BP engineers in Colombia.

4.3 Methodology to Estimate the Cost of a Wellwork

Description of the Problem
When analyzing different types of wellworks such as fracturing, re-perforating and chemical stimulation, besides the probabilistic analysis of the IOR, one needs to estimate the cost associated to each specific wellwork, in order to rank the works according to their cost efficiency (cost/IOR).

Currently, BP performs an average of between 170 and 180 wellworks per year, at an estimated annual cost of US $19 million. The cost of each wellwork depends on the activities or tasks performed, and the duration of each activity. Additionally, there are indirect costs such as salaries and the use of each piece of equipment, which must be distributed proportionally among all the wellworks.

The project consisted in designing a methodology with a probabilistic approach to estimate and analyze how the cost behaves for each type of wellwork.

Methodology and Models Used to Find a Solution
In order to solve the above-described problem, we designed a methodology based on a work plan designed by BP for each month, which takes into account both the direct cost of each wellwork and the distribution of the costs shared by several wellworks. This information was used to estimate the total cost of each wellwork. The following are the steps comprised by the methodology:

1. Identify and clarify the monthly work plan prepared by BP.

2. Identify the type of work to be evaluated.

3. Identify the activities or tasks corresponding to such works.

4. Determine the possible results that might be obtained when performing each of the activities identified in the prior step, and estimate the probability of each such result, based on historical data and on the experts’ opinion. This information is then plotted on a graph illustrating the sequence of all such activities.

5. Estimate the probability distributions for the time required by each activity. Here you use triangular distributions and estimate their parameters based on the historical data and the experts’ opinion.

6. Establish the unit rates (per hour, per day, per barrel, etc.) to be used when estimating the costs.

7. Estimate the costs of the various activities or groups of activities, based on the unit rates and the time required by each activity.

8. By using the Montecarlo Simulation and the tool described below, estimate the probability distribution of the total work time and the probability distribution of the total work cost.

Besides the methodology, we designed the WellWorks Risk tool, which runs on Microsoft Excel. We used this tool and the Crystal Ball simulation software to estimate and analyze the behavior of the wellwork cost after following the steps of the methodology presented in the above section. The main menu of this tool is shown on Figure 3.

Figure 3: Main Menu of the WellWorks Risk Tool

Main Results
The methodology and the tool we developed, which are already being used by BP, allow for a probabilistic analysis of the time and cost required for a given wellwork, the probability distribution, the basic statistics and the percentiles associated to such variables. By way of illustration, Figure 4 shows a very simplified example of a wellwork with a specific sequence and the type of results produced by the methodology. It is worth mentioning that in the actual cases dealt with by BP, a typical wellwork may have between 40 and 80 activities.

Figure 4: Results of the WellWorks Risk Tool for a Specific Example

4.4 Decision-Making Model for the Exploitation of an Oil Well

Description of the Problem
BP was interested in defining the best strategy to drill and exploit a new well in one of its fields, for which it had to evaluate the various drilling and injection alternatives and compare them with some kind of economic performance parameter.

Methodology and Models used to find a Solution
In order to solve the above-described problem, we structured a decision-making tree, identifying the decision variables, the random variables and the relevant economic information required to evaluate the various alternatives.

1. Decision-making variables:
- Injection well: There were 3 alternatives for gas injector wells to increase oil production. This decision conditions the drilling strategy to be applied to drill the producer well.
- Formation to reach by injection: For some of the injector wells, the company must decide the formation in which it will inject the gas; if it injects it into Mirador, which bears the greatest success probability, or into Barco, in which case the success probability would be less, but the oil production would grow.
- Drilling site: Once the injection strategy is defined, BP must decide whether it drills the producer well on the flank, either from an existing pad or from a new pad, or on the top of the formation.
- Formation to reach by drilling: If the well is drilled on the flank, only the Mirador formation can be reached, while if it is drilled on the top of the formation, the company has the choice of drilling only until Mirador or of continuing on to reach Barco, which would enhance the production rate.

2. Random variables:
The results of the decisions described above are random Bernoulli variables with two possible results: success or failure. The other random variable is the reserves level obtained under the two different decision alternatives. This variable was modeled as a discreet random variable with three possible levels: high, medium and low. The probability functions associated to the various random variables were estimated by the BP experts based on their specific knowledge of the problem and on historic information.

3. Relevant economic information:
The performance parameter used by BP to evaluate its projects is cost efficiency (cost/oil). Nevertheless, in the case of this problem it was not possible to use this performance parameter, because in some cases the reserves obtained may be equal to zero. So we used instead the parameter of net profit (reserves x price – costs), supposing a price of US $20 per barrel. The reserves obtained under the various alternatives, as well as the costs associated to each reserve level, were estimated by company experts based on their experience and with the help of the VIP simulator.

Once we defined the decision variables, the random variables, the relevant economic information and the sequence of the decision-making process, we structured the decision tree shown in Figure 5. Because the tree is so big, it was not possible to show it in a single graph; thus, the tree shown on the left, containing the terminal nodes with the annotation “Perforation Tree” would be attached to the right hand tree, changing the economic values and the probabilities, according to the case.

Figure 5: Decision-Making Tree for the Exploitation of an Oil Well

Main Results
BP experts are currently estimating the costs and the reserves associated to each of the alternatives, in order to evaluate the tree and obtain the optimum policy and the risk distribution associated to such policy.

4.5 Methodology to determine Gas Production Profiles

Description of the Problem
Faced with the opportunity to produce fuel from gas by using a new technology, BP needed to estimate the amount of gas it could produce in its three fields in Colombia during the coming years. The company set a target production level and wanted to find out the year until which it could meet such production level. Considering some commercial commitments, fields 1 & 2 could begin producing gas immediately to convert it into fuel, and field 3 would begin producing gas when the production of the first two became insufficient to meet the target.

Methodology and Models used to find a Solution
To solve the above-described problem, we designed a probabilistic methodology to find out the probability distributions of the gas production during the coming years and of the oil that would not be produced when producing the gas. Likewise, the methodology allowed us to estimate the time during which the production target set by the company could be met. This methodology, based on models such as the Parametric Method and the Montecarlo Simulation, encompasses the following steps:

1. Run the simulations for fields 1 and 2 to obtain the probability density function (pdf) of gas production for each year using the Parametric Method.

2. Add up fields 1 y 2 gas annual production using Montecarlo Simulation and approach these annual distributions with discrete probability functions using the Three Points Approximation . This is a method that allows approaching a probability density function of a continuous random variable with a probability function of a discrete random variable.

3. Run the simulations for field 3 to calculate the pdf of gas annual production, starting from each of the three profiles obtained in Step 2.

4. Add up the annual production of the three fields to obtain the pdf of total gas annual production using Montecarlo Simulation.

5. Using a specific methodology that use the Gas Oil Rate (GOR), estimate the total Black Oil Lost (BOL) as a function of the total gas annual production.

6. Obtain final results:
i) The pdf of the total gas annual production.
ii) The P90, P50 and P10 profiles of the total gas annual production.
iii) The pdf of the Demand Satisfaction Period (DSP) with the respective percentiles.
iv) The BOL for the profiles of interest of the total gas annual production.

Main Results
When the developed methodology was applied, we obtained the results described under step 6 of the methodology. Figure 6 shows the profiles for production at P90, P50 and P10 during each year, as well as the 10th, 50th and 90th percentiles of the DSP for specific data .

Figure 6: Results of the Methodology to determine Gas Production Profiles

4.6 Gas Production Strategies

Description and Structuring of the of the Problem
BP is evaluating the possibility of defining a production strategy to increase gas production in two of its youngest fields. Considering the complexity of the problem, given the number of alternatives and the variety of the decision-making criteria, we structured the problem in detail, identifying its main aspects, the decision-making criteria and the initial alternatives for a solution.

Aspects
- Technical Aspect: This refers to the various production technologies.
- Economic Aspect: This refers to the costs and various investment levels of the different production alternatives, as well as their variations, which depend on whether BP’s partners participate or not.
- Commercial Aspect: This includes the rates to be paid to the partners under the various contracts for some of the production alternatives.
- Strategic Aspect: This refers mainly to the advisability of the various production alternatives regarding other BP projects, and the strengthening of the company’s operations in Colombia in the medium and long terms.

Decision-Making Criteria
- Economic: NPV, Time required to recover the investment, etc.
- Reserves recovered.
- Synergies with other projects of importance for the company.
- Sustainability of BP’s business in Colombia.

Initial Decision-Making Alternatives

For field 1, BP has initially identified the following alternatives:

- Increase the injection level, drill new injector wells (number and site to be determined) and increase compression to inject. This implies enlarging the plant, at an associated cost.
- Interconnecting fields 1 & 2, at a given cost. This alternative implies a decision as to the amount of gas to be injected.
- Do nothing.

For field 2, BP has initially identified the following alternatives:

- Enlarge this field’s plant to raise its gas production capacity, at a given cost.
- Considering that enlarging the current plant is not enough, the alternative is to build an additional plant, besides enlarging the existing one. Nevertheless, this alternative raises the backpressure, which would affect oil production.
- Do nothing.

BP is currently analyzing the various alternatives and comparing this decision-making problem with other BP projects, in order to proceed to choose a solution.

5. RESULTS AND CONCLUSIONS

The most important conclusion regarding the above-described experience is the global impact that the projects developed have had on BP – Colombia’s decision-making culture and, specifically, on the procedures used to analyze and make decisions in the Reservoir, Base Management, Budgets and Production areas. The authors know of no similar experience in this field in Colombia, except for the project that this same consulting group has been developing at ECOPETROL, the Colombian state-oil-company. For the University consultants of the Los Andes University, it has been a demanding but encouraging experience, since it has allowed them to identify especially relevant applications of the Decision Analysis methodologies, tools and models applicable to actual situations of a company operating under international standards. Furthermore, there are clear indications that some developments achieved by BP – Colombia in this area would be incorporated into BP International’s decision-making and risk-analysis practices.

The organization has learned that by having a methodology to understand uncertainties and rigorously assess risk, the quality of decisions made has improved dramatically. Today, an important group of engineers understands much better several models and methods that they used and applied mechanically before the training program, without understanding how they really worked.

The fact that risk & uncertainty are being managed differently now has given way to different conversations between project owners and decision makers. Said conversations are much more focused and hence decisions are much more informed. As a result, projects are now being better prioritized for resource allocation purposes.

Innovation came with the inclusion of (academic) tools in the standard toolkit used for decision-making. The combined effect of new tools and real hands-on experience has resulted in innovative ways to manage and communicate operational and business risks to decision makers.

BIBLIOGRAPHY

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[17] von Winterfeldt, D. y W. Edwards (1986), “Decision Analysis and Behavioral Research”, Cambridge University Press.

Álvaro Mendoza
Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia

Sergio Cabrales
Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia

Abstract

La Empresa Colombiana de Petróleos ECOPETROL S.A. había finalizado la construcción de un poliducto nuevo y debía seleccionar la mejor alternativa para la operación durante los siguientes 20 años del sistema de poliductos que permite el transporte y suministro del combustible a la capital del país. Este trabajo presenta una Metodología de Análisis de Decisiones soportada en modelos de simulación de MonteCarlo, análisis de riesgo y Proceso Analítico Jerárquico, la cual utiliza criterios cuantitativos y cualitativos para seleccionar la mejor alternativa.

Keywords: Poliducto, Análisis de Decisiones, Análisis de Riesgo, Simulación de MonteCarlo, Proceso Analítico Jerárquico.

1. INTRODUCCIÓN

Este trabajo presenta la metodología de decisiones desarrollada para ayudar a la Vicepresidencia de Transporte de ECOPETROL a tomar una decisión acerca de la mejor alternativa para la operación del sistema de poliductos para el transporte y suministro del combustible a Bogotá y sus áreas de influencia durante los próximos años. Es un problema de decisión complejo debido a su impacto económico, al gran número de alternativas a considerar y al alto nivel de incertidumbre generado por la presencia de variables como la demanda y el hurto de combustible.
Para solucionar el problema se utilizó una metodología general de análisis de decisiones, diseñada por Castillo [1]. Utilizando esta metodología, se estructuró el problema, definiendo los principales aspectos, actores y variables, así como los criterios de decisión y las alternativas de solución del mismo, tal como se resume en la sección 2.1. Una vez estructurado el problema, se diseñó una metodología de análisis específica para solucionar el problema, utilizando Modelos de Simulación de Montecarlo y Proceso Analítico Jerárquico (PAJ), la cual se describe en la sección 2.2. Por último, en la sección 2.3 se presentan los principales resultados que se obtuvieron en el estudio.

2. METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LA MEJOR ESTRATEGIA DE OPERACIÓN DE UN SISTEMA DE POLIDUCTOS

2.1 Estructuración del Problema

De acuerdo con estimaciones realizadas por ECOPETROL en el año 1995, la capacidad de los poliductos utilizados para suministrar combustible a Bogotá (sistema Salgar – Mansilla), estaría copada para el año 1997, ocasionando problemas para satisfacer los incrementos de demanda de Bogotá y su área de influencia. Adicionalmente, se consideraba estratégicamente importante contar con una ruta de transporte alterna que mejorara la confiabilidad del sistema. Por estas dos razones principales, en el año 1995 se aprobó el proyecto de construcción de un nuevo poliducto, que en adelante llamaremos Poliducto de Oriente, con una inversión del orden de US $150 millones.
En el año 2003 el poliducto nuevo estaba terminado y la demanda de Bogotá y su área de influencia era bastante inferior a la estimada, y podía ser atendida con el sistema antiguo, razón por la cual no era fácilmente justificable su entrada en operación. En este contexto, ECOPETROL debía tomar una decisión acerca de la mejor alternativa para la operación del sistema de poliductos que permiten el transporte y suministro del combustible a Bogotá y sus áreas de influencia durante los próximos años. En la Figura 1 se presenta un esquema de los sistemas de abastecimiento de combustible a Bogotá.

Fig. 1 Sistemas de abastecimiento a Bogotá

En el año 2003 ECOPETROL, siguiendo la recomendación de un grupo de asesores de la Universidad de los Andes, decidió dejar el Poliducto de Oriente en stand by teniendo en cuenta el alto costo que generaba la operación de este poliducto.
En el año 2006 ECOPETROL, con la asesoría de la Universidad de los Andes, analizó nuevamente el problema de operación del sistema de poliductos teniendo en cuenta el cambio en algunas variables relevantes del problema. La decisión debía ser tomada teniendo en cuenta que el problema involucraba varios aspectos, tales como el económico, el comercial, el técnico, la imagen institucional y la regulación, que generaban un alto número de variables relevantes para el análisis del problema tales como costos operativos y de mantenimiento, costos laborales, inversiones adicionales, demanda y hurto de combustibles, entre otras.
Los criterios de decisión definidos inicialmente por el grupo decisor para evaluar las diferentes alternativas fueron Confiabilidad Global, relacionada con la capacidad disponible y la flexibilidad operativa, el Riesgo Geológico en la estación Villeta, el cual podría afectar la operación del sistema Salgar – Mansilla, y el Desempeño Económico medido por el valor presente neto (VPN) y el riesgo económico del costo total.
Para estructurar las alternativas de decisión, se identificaron inicialmente las variables de decisión involucradas en el problema:

- Decisión 1. Operación del Poliducto de Oriente: se debe decidir si se opera el Poliducto de Oriente inmediatamente o si se mantiene en stand by y se opera sólo cuando el sistema Salgar-Mansilla no tenga la capacidad suficiente para satisfacer la demanda de Bogotá.
- Decisión 2. Eliminación de la Estación Villeta: se debe decidir si se sigue operando el sistema Salgar-Mansilla con la estación Villeta o si se elimina esta estación, en cuyo caso se podría repotenciar otra estación o crear una nueva estación.
- Decisión 3. Construcción de la Interconexión Mansilla-Tocancipá: se debe decidir si se construye o no la interconexión entre Mansilla y Tocancipá, los puntos terminales de los dos sistemas.
- Decisión 4. Distribución en Tocancipá: se debe decidir si se distribuye combustible en Tocancipá para satisfacer la demanda del norte de Bogotá.

Si se combinaran todas las decisiones se generarían 32 alternativas, que es un número muy grande de alternativas teniendo en cuenta el rigor y el nivel de detalle del proceso de evaluación de las mismas. Es necesario, por tanto, definir una metodología que permita evaluar de una manera eficiente estas alternativas.

2.2 Metodología de Análisis de las Alternativas

Para analizar las diferentes alternativas identificadas se diseñó una metodología específica que consta de 4 pasos, la cual se presenta en la Figura 2.

Fig. 2 Metodología de análisis de las alternativas

En el paso 1, Obtención de las Alternativas a Evaluar Económicamente, conjuntamente con el grupo de trabajo de ECOPETROL, se estableció un orden apropiado de las decisiones para estructurar las alternativas y luego se eliminaron aquéllas que no cumplían de manera evidente con alguna de las restricciones de tipo técnico o económico.
En el paso 2, Evaluación Económica de las Alternativas, se realizó una primera evaluación económica del conjunto de alternativas que subsistieron al proceso de selección de la etapa anterior, y se realizó un análisis de sensibilidad sobre las principales variables, tales como la demanda y el hurto de combustibles, para determinar su efecto sobre el VPN del costo de las alternativas.
En el paso 3, Evaluación Económica y Análisis de Riesgo de las Alternativas, se elaboró un modelo de Simulación de MonteCarlo incorporando el comportamiento aleatorio de la demanda y del hurto de combustible para evaluar el VPN del costo de las diferentes alternativas y el riesgo asociado a cada una de ellas.
Finalmente, en el paso 4, Evaluación Global y Selección de la Mejor Alternativa, se construyó un modelo final de decisión utilizando PAJ para evaluar las alternativas teniendo en cuenta los criterios de decisión cuantitativos y cualitativos definidos por el grupo de ECOPETROL.

2.3 Resultados

En el paso 1 se estableció un orden de análisis de las decisiones de acuerdo con su importancia y se cosntruyeron unas alternativas iniciales de decisión. Luego se eliminaron algunas de estas alternativas teniendo en cuenta algunas restricciones técnicas y económicas para obtener un grupo final de 8 alternativas, las cuales se presentan en la Figura 3.

Fig.3 Alternativas para la evaluación económica

En el paso 2 se construyó un modelo determinístico en Excel para calcular el VPN de las 8 alternativas finales bajo diferentes escenarios de la demanda y el hurto de combustibles. Para la demanda se definieron diferentes escenarios acerca de su comportamiento durante los siguientes 20 años, algunos de los cuales consideraban un crecimiento constante durante todo el período, otro correspondía al pronóstico de la empresa y otros fueron generados asumiendo que la demanda se podía modelar por medio de un Movimiento Browniano, teniendo en cuenta que los datos históricos cumplían todos los supuestos necesarios para utilizar este tipo de modelo. En el caso del hurto de combustible también se definieron varios escenarios: uno, asumiendo un nivel de hurto nulo, otro asumiendo un nivel de hurto (medido en barriles diarios) constante durante los 20 años del horizonte de análisis, y el otro suponiendo un nivel inicial de hurto que iría disminuyendo de acuerdo con las metas establecidas por ECOPETROL.
Al analizar el VPN del costo de las diferentes alternativas se pudo observar que, en términos generales, el VPN de las alternativas se veía más afectado por cambios en la demanda que por cambios en el hurto de combustible.
En el paso 3 se construyó un modelo de simulación de MonteCarlo utilizando Crystal Ball y al observar el comportamiento de las alternativas, se confirmó que la variable demanda tiene un impacto mayor que el del hurto de combustible en el valor esperado y el riesgo del VPN del costo. Para la valoración del riesgo asociado al VPN del costo de cada una de las alternativas se utilizó el concepto de Value at Risk (VaR), definido como la máxima pérdida que se puede obtener con respecto a un costo objetivo con cierto nivel de confiabilidad.
En la Figura 4 se observa que al analizar tanto el VPN del costo como el riesgo asociado, las alternativas A1, A4, A5 y A8 presentan un mejor desempeño que las alternativas A2, A3, A6 y A7, con una diferencia en el valor esperado del VPN del orden de $100.000 millones (equivalentes a US $40 millones). Esta diferencia se debe básicamente a que el primer grupo se ahorra los costos de operación y hurto de combustible del Poliducto de Oriente durante algunos años al esperar que la demanda supere la capacidad del sistema Salgar – Mansilla para empezar a operarlo.

Fig. 4 VPN vs. VaR para las ocho alternativas

En el paso 4, debido a la falta de información razonablemente precisa para evaluar las alternativas con respecto al criterio Riesgo Geológico de Villeta se decidió analizar, utilizando un PAJ, dos grupos de alternativas con respecto a los criterios Confiabilidad Global y Desempeño Económico. El grupo 1 con las alternativas que mantienen en operación la estación Villeta, y el grupo 2 con aquéllas que no incluían dicha estación. En el grupo 2, se eliminaron del análisis las alternativas A3 y A7, ya que el grupo decisor determinó que éstas eran dominadas en el aspecto confiabilidad por las alternativas A4 y A8, respectivamente, por tener estas últimas una mayor capacidad y una mayor flexibilidad operativa y teniendo en cuenta, adicionalmente, que este dominio también se presentaba en el aspecto económico.
El grupo decisor estableció un peso de 0.4 para confiabilidad global y 0.6 para desempeño económico y elaboró las matrices de comparación por pares de las alternativas con respecto a estos dos criterios. Los resultados de la evaluación de las alternativas de cada grupo con respecto a la meta global de lograr la mejor operación del sistema de poliductos, se presentan en la Figura 5.

Fig. 5 Resultados de la evaluación global de las alternativas para cada uno de los grupos

3. CONCLUSIONES

- El diseño y la aplicación de una metodología estructurada de análisis de decisiones fue fundamental para reducir de manera sistemática el número inicial de alternativas y evaluarlas detalladamente teniendo en cuenta criterios cuantitativos y cualitativos.
- El comportamiento futuro de la demanda de combustibles tiene mayor impacto que el hurto de combustible, ya que determina el año de entrada del Poliducto de Oriente ocasionando cambios importantes en el VPN esperado y el riesgo de las alternativas que mantienen el Poliducto de Oriente en stand by.
- Es necesario realizar un estudio detallado de la situación de Villeta para determinar la probabilidad de ocurrencia y el potencial impacto de una situación crítica asociada al riesgo geológico de dicha estación.
- Si el estudio de Villeta recomienda que esta estación puede seguir operando, la mejor alternativa sería la alternativa A5, la cual considera mantener el Poliducto de Oriente en stand by hasta que la demanda requiera su operación y, adicionalmente, construir la interconexión Mansilla-Tocancipá.
- Si el estudio recomienda eliminar la estación de Villeta, la mejor alternativa sería la alternativa A8, la cual considera construir una nueva estación y la interconexión, y mantener el Poliducto de Oriente en stand by hasta que la demanda requiera su operación.
- En las mejores alternativas de cada uno de los escenarios (con Villeta, sin Villeta), el año esperado de entrada del Poliducto de Oriente es 2015.

El trabajo presentado en este artículo muestra la relevancia de la aplicación formal de metodologías y modelos de análisis de decisiones en la evaluación de decisiones de alto impacto en empresa públicas y privadas, y los importantes ahorros que este tipo de análisis pueden representar para una empresa.

4. BIBLIOGRAFÍA

[1] M. Castillo, Toma de Decisiones en las Empresas: Entre el Arte y la Técnica. Metodologías, Modelos y Herramientas, Próximo a publicarse.

[2] J. Evans, D. Olson, Introduction to Simulation and Risk Analysis, Prentice Hall, 1998.

[3] D. Luenberger, Investment Science, Oxford University Press, 1998.

[4] T. Saaty, L. Vargas, Decisions Making in Economic, Political, Social and Technological Environments with the Analytic Hierarchy Process, Universit

Sergio Cabrales
s-cabral@uniandes.edu.co

Álvaro Mendoza
a-mendoz@uniandes.edu.co

Cuando en la explotacion de un pozo petrolero, se analizan diferentes tipos de trabajos de pozo tales como fracturamiento, recañoneo, estimulación química, entre otros, se requiere estimar mediante un análisis probabilístico el Incremnetal Oil Rate (IOR) y el costo asociado a dicho trabajo para poder establecer un ranking de los trabajos de acuerdo con su eficiencia en costo. En este documento se presenta una metodología diseñada con base en un enfoque probabilístico para estimar y analizar el comportamiento del costo de los diferentes tipos de wellworks y se describe la herramienta computacional elaborada para la aplicación de la metodología.

Keywords: Análisis Probabilístico, Simulación de MonteCarlo, Wellworks, Petróleo.

1. INTRODUCCION

En BP Colombia actualmente se realizan, en promedio, entre 170 y 180 wellworks anualmente con un costo anual estimado de US $19 millones. El costo de cada uno de ellos depende de las actividades o tareas que se realicen y de la duración de cada actividad. Adicionalmente, existen costos indirectos tales como la utilización de cada maquinaria o los salarios, los cuales deben ser distribuidos proporcionalmente entre todos los trabajos.
Inicialmente se presenta la metodología general diseñada para la estimación y el análisis probabilístico del costo de un wellwork determinado. Seguidamente se describe la herramienta computacional elaborada para aplicar la metodología.

Este trabajo consistió en diseñar una metodología con un enfoque probabilístico para estimar y analizar el comportamiento del costo de los diferentes tipos de wellworks.

2. METODOLOGÍA GENERAL PARA LA ESTIMACIÓN DEL COSTO DE UN WELLWORK

Para la estimación del costo de un wellwork determinado, se deben tener en cuenta dos grandes aspectos:

1. La programación de las actividades para los diferentes trabajos teniendo en cuenta la utilización de los recursos disponibles.
2. El análisis probabilístico de los costos asociados al trabajo que se está analizando.

La metodología desarrollada se basa en el plan de trabajos diseñados por BP para cada mes, y tiene en cuenta los diferentes costos asociados a cada una de las actividades de los wellworks para estimar el costo total de los mismos. A continuación se describen los 7 pasos que conforman la metodología para tratar el segundo punto:

1. Identificar y tener claridad sobre el plan de trabajos del mes elaborado por BP.
2. Identificar el tipo de trabajo que se quiere evaluar.
3. Identificar las actividades o tareas correspondientes al trabajo.
4. Determinar los posibles resultados que se pueden obtener al realizar cada una de las actividades identificadas en el paso anterior, y estimar la probabilidad de que se produzca cada uno de estos resultados con base en información histórica y/o el juicio de los expertos. Con esta información se debe realizar un gráfico que ilustre la secuencia de las actividades. Para la construcción de este gráfico, se recomienda ir graficando las actividades que representan contingencias en la medida que éstas se vayan identificando como se muestra en la Figura 1.
5. Estimar, con base en información histórica y/o el juicio de los expertos, los parámetros para las variables aleatorias triangulares que representan la duración de las diferentes actividades.
6. Establecer las tarifas unitarias (por hora, por día, por barril, etc.) que se utilizarán en la estimación de los costos.
7. Por medio de simulación de MonteCarlo, y utilizando la herramienta que se describe a continuación, estimar la distribución de probabilidad del Tiempo Total del trabajo y la distribución de probabilidad del Costo Total del trabajo.

Fig. 1 Ejemplo del un grafica de secuencia de actividades

3. HERRAMIENTA PARA LA ESTIMACIÓN DEL COSTO DE UN WELLWORK

La herramienta WellWorks Risk ha sido desarrollada para estimar y analizar el comportamiento del costo de diferentes tipos de wellworks siguiendo los pasos de la metodología presentada en el numeral anterior.

3.1. Descripción General

La herramienta fue desarrollada utilizando el software Excel de Microsoft y el software de simulación Crystal Ball.
Adicionalmente a la metodología, se diseñó la herramienta WellWorks Risk, la cual utiliza el software Excel de Microsoft y el software de simulación Crystal Ball para estimar y analizar el comportamiento del costo de un wellwork luego de seguir los pasos de la metodología presentada en el numeral anterior. El menú principal de esta herramienta se muestra en la Figura 2.

Fig. 2 Menú Principal de la Herramienta WellWorks Risk

3.2 Instrucciones para la Utilización de la Herramienta

Para la utilización de la herramienta se deben seguir los pasos que se describen a continuación.

PASO 1: Definir el Número de Actividades

En este paso se define el número de actividades del wellwork que se está analizando. Simultáneamente la herramienta limpiará todas las hojas de Excel (Figura 3).

Fig. 3 Boton para definir el numero de actividades del wellwork

PASO 2: Construcción de las Hojas de Cálculo

En este paso la herramienta a partir de una estructura general previamente definida construye las hojas de Excel con todas las celdas necesarias para ingresar la información teniendo en cuenta el número de actividades definidas en el paso anterior (Figura 4).

Fig. 4 Boton para construir las hojas de calculo para ingresar imformacion del wellwork

PASO 3: Definir la Información Relevante para cada Actividad

En este paso se incorpora la información correspondiente a cada actividad por ejemplo costo por día, duración mínima, máxima y mas probable, y se crean las variables aleatorias correspondientes de acuerdo con los parámetros definidos.

Fig. 5 Boton para crear variables aleatorias
Al hacer clic en este botón (Figura 5), la herramienta crea variables aleatorias con distribuciones triangulares para representar la duración de cada actividad y las otras variables diferentes al tiempo definidas por el usuario. Los parámetros asignados a estas variables son los definidos en los pasos anteriores por el usuario. Finalmente, la herramienta calcula el costo total asociado a cada actividad.

PASO 4: Definir la Secuencia de las Actividades y las Probabilidades Respectivas

En este paso se definen los posibles resultados para cada una de las actividades, así como las probabilidades asociadas a dichos resultados. Igualmente se debe definir la secuencia de actividades.

Fig. 6 Boton para crear variables aleatorias del resultado de cada actividad
Al hacer clic en este botón (Figura 6), la herramienta crea, para cada actividad, una variable aleatoria discreta que representa la actividad o actividades a las cuales ésta puede ir.

PASO 5: Definir el Número de Iteraciones e Iniciar la Simulación

En este paso se define el número de iteraciones de la simulación y se inicia el proceso de simulación.

Fig. 7 Boton para definir el numero de corridas y correr la simualción
Al hacer clic en este botón (Figura 7), la herramienta crea los forecasts de interés e inicia el proceso de simulación con el número de iteraciones definido por el usuario. En la hoja “Matriz” puede verse la manera como transcurre el proceso de simulación.

PASO 6: Crear el Reporte con los Resultados de la Simulación

En este paso se genera un reporte con los resultados relevantes para el análisis probabilístico del costo del wellwork que se está analizando.

Fig. 8 Boton para crear el reportes de estadisticas mas relevantes
Al hacer clic en este botón (Figura 8), la herramienta crea, en una nueva hoja, un reporte con los siguientes resultados para las variables Tiempo Total, Costo Total y Shut in Time del wellwork que se está analizando:

- Gráficas de frecuencia.
- Resumen de las estadísticas básicas.
- Percentiles.

4. CONCLUSIONES

La metodología y la herramienta desarrolladas, permiten realizar un análisis probabilístico del tiempo y el costo asociado un wellwork determinado, obteniendo la distribución de probabilidad, las estadísticas básicas y los percentiles asociados a estas variables. Para efecto de ilustración, en la Figura 9 se presentan los resultados que produce la metodología para un ejemplo particular. Es importante anotar que en los casos reales, un wellwork típico puede tener en entre 40 y 80 actividades.

Figura 9: Resultados de la Herramienta WellWorks Risk para un Ejemplo Particular

Previamente al desarrollo de esta metodología, al momento de estirmar la duración y el costo de cada uno de los trabajos de pozo los ingenieros de BP Colombia sólo analizaban una secuencia de actividades y no tenían en cuenta las posibles actividades contingentes, razón por la cual en muchos casos se presentaban actividades no planeadas que incrementaban el costo y la duracion de dicho wellwork. Con esta metodología y herramienta se logra estimar y cuantificar de manera más precisa el riesgo asociado a cada wellwork.

5. BIBLIOGRAFÍA

[1] Castillo, M. (2004), “Toma de Decisiones en las Empresas: Entre el Arte y la Técnica” (próximo a publicarse).

[2] Clemen, R.T. (1996), “Making Hard Decisions: An Introduction to Decision Analysis”, Duxbury Press.

[3] Evans, J. y D. Olson (1998), “Introduction to Simulation and Risk Analysis”, Prentice Hall.

[4] von Winterfeldt, D. y W. Edwards (1986), “Decision Analysis and Beha

KEYWORDS: transport of fuel, Decision Analysis, Risk Analysis, MonteCarlo Simulation, Analytic Hierarchy Process.

1. INTRODUCTION

This paper presents the application of a decision methodology developed by Mario Castillo, Associate Professor of the Industrial Engineering Department, Universidad de los Andes, to assist ECOPETROL’s Vice-President of Transport in making a decision as to the best alternative for procuring fuel to the Department of Nariño, located on the border with Ecuador. This a complex decision making problem considering its economic impact and the high level of uncertainty derived from the presence of variables such as the demand and diversion of fuel.

A general methodology for decision analysis [1] was used for solving the problem. With the assistance of this methodology, the problem was structured by defining the main elements, actors and variables, as well as the decision making criteria and the solution alternatives for it, as shown in Section 2. After structuring the problem, a specific analysis methodology was designed to solve the problem, which is described under Section 3. Section 4 presents the results obtained, and main conclusions and work recommendations are summarized under Section 5.

2. PROBLEM STRUCTURING

During the problem structuring, its main aspects, the actors participating or affected by the problem, the most relevant variables for the decision analysis, the criteria for evaluation and selection of the alternatives, and lastly, the group of alternatives to be considered in the analysis were identified.

Problem Description

The Polyducts Management has paid during the last years an significant annual amount of money, to cover fuel transportation compensation from the city of Yumbo to the city of Pasto, capital of the department of Nariño. During the years 1999 through 2003 compensation payment increased as a result of the increase in the quotas assigned by the Ministry of Mines and Energy, as well as the annual increase in fuel rates. During these ten years, ECOPETROL S.A. has paid as compensation the amount of 157.000 million pesos; the magnitude of this amount has motivated ECOPETROL to evaluate other alternatives that may be more financially favorable to guarantee the supply to the Departament of Nariño.

Transport compensation makes the fuel price attractive to generate a technical smuggling, and instead of selling the product within the Nariño Department, it is sold in other near departments such as Valle del Cauca and Cauca. Consequently, fuel consumption per capita in the Department of Nariño has significantly increased without a justification since ECOPETROL started to pay the compensation.

Therefore, ECOPETROL S.A. has a justified interest in looking for the best way to transport the fuel between the cities of Yumbo and Pasto. The decision should be taken bearing in mind the various aspects involved in the problem, such as the financial, commercial, technical elements, the institutional image and the regulation, as well as the different stakeholders such as ECOPETROL, the company’s union the Ministry of Mines, the Government and the groups on the fringes of the law. The great number of aspects and interactions among the stakeholders involved in the decision are reflected on a great number of variables relevant to the problem, such as the operating and maintenance costs, labor costs, additional investments, demand and diversion of fuel, among others.

Decision Criteria

Some of the aspects identified in the problem, generated the different relevant variables, while others were associated to the decision-making criteria. In order to evaluate the different alternatives for solving the described decision problem, the group of decision makers, integrated by engineers from ECOPETROL, experts in the different aspects of the problems, defined the following criteria for decision, under which the different alternatives would be evaluated:

 Financial Performance: Refers to the behavior of the different alternatives in terms of the Net Present Value of Expected Cost and variability of such net present value in the probabilistic model. Of course, it is understood that the lesser the expected cost the better the behavior of the alternative in this aspect.

 Reliability: Corresponds to the probability to satisfy the demand for liquid fuel of the Department of Nariño, upon implementation of the different alternatives. Comprises the following aspects:

- Possibility of Control: understood as the possibility born by each procurement alternative to ensure that the fuel being delivered at the final point of the alternative is servicing the actual demand; that is, that there is no diversion for other reasons different from the department’s consumption of fuel.
- Time for Transportation Storage Point – Final Point: Represents the time required by ECOPETROL to transport the fuel from the storage center to the final delivery point of fuel for each alternative. It is assumed that a shorter transportation time represents a greater reliability.
- Road Infrastructure: Refers to the quality of the infrastructure of the transportation means used by each alternative to deliver the fuel to the delivery point associated to each alternative.
- Logistic and Operating Complexity: Refers to the complexity of the logistic organization necessary for the implementation of each of the alternatives by ECOPETROL. Comprises possible problems in the operation and contracting associated with each of the alternatives in regards to ECOPETROL’S responsibilities.

Decision Alternatives

Following are the alternatives initially identified by ECOPETROL S.A:

- A1: To contract a fleet of tank cars for transportation of fuel between Yumbo and the gas stations in the Department of Nariño with a quota assigned.

- A2: To contract a fleet of tank cars for transportation of fuel between the city of Yumbo and the city of San Juan de Pasto, where a stock center will be built for the reception, storage and distribution of fuel.

- A3: To transport the fuel by sea from Cartagena to Tumaco, building a provision plant in Tumaco where fuel is delivered to retail dealers.

- A4: To transport the fuel by sea from Buenaventura to Tumaco, building a provision plant in Tumaco where fuel is delivered to retail dealers.

- A5: To continue with present system, taking into consideration the implementation of control systems.

- A6: To build a polyduct to transport fuel between the cities of Yumbo and San Juan de Pasto, where a stock center will be built for the reception, storage and distribution of fuel.

3. METHODOLOGY FOR THE ANALYSIS OF ALTERNATIVES

Following is the description of the specific methodology of three steps shown in Figure 1, which was designed for the selection and final evaluation of the alternatives for provision of fuel to the Department of Nariño. In regards to the general methodology shown in Figure 1, the specific methodology that is shown here would correspond to what appears as model definition in the general methodology.

Figure 1: Methodology for the Analysis of Alternatives

Step 1: Financial Evaluation of the Alternatives – Deterministic Model

Based on the information available in ECOPETROL regarding the relevant variables for the financial evaluation of alternatives, and starting from the estimates that the work team considered as more reliable and robust about the Nariño Department demand, a first financial evaluation of the group of identified alternatives was carried out. .

Step 2: Financial Evaluation and Risk Analysis of the Alternatives – Probabilistic Model

Starting from the deterministic model mentioned before, the random behavior of the demand variable was incorporated to the analysis, which represents the main source of uncertainty of the problem. A probabilistic model was structured and the financial evaluation of the different alternatives was carried out based on this model, as well as the description and evaluation of the risk associated with each of them.

MonteCarlo simulation models were used during this stage as well as the Crystal Ball software package.

Step 3: Global Evaluation and Selection of the Best Alternative

Based on the results of the model prepared during former stage and using the decision making criteria agreed with ECOPETROL, a final decision model was created to make the final evaluation of the alternatives. This evaluation raised a timing of the alternatives in respect of the global performance, bearing in mind the decision making criteria established by the decision makers group. This analysis was performed based on a decision methodology known as the Analytical Hierarchy Process, which allows for the incorporation of quantitative and qualitative aspects to the decision making analysis.

A continuous interaction with the office of ECOPETROL’s Vice-Presidency of Transport and its Work Team was present during each of the stages, so that every progress attained in the analysis of the problems was validated by the company.

4. ANALYSIS OF RESULTS

The following results were obtained after applying the methodology described above aimed at determining the best alternative:

Results Step 1: Initial Financial Evaluation of the Alternatives – Deterministic Model

In order to create the deterministic model, a model was prepared in Excel to calculate the Net Present Value (NPV) of costs for the six alternatives defined for a 10 year period.

On the other hand, and taking into account that the fuel demand in the Department of Nariño was the problem’s most important variable, the different scenarios for the behavior of this variable were addressed. First of all, five scenarios associated with sustained annual growth of -3%, -2%, 0%, 2% and 3% for the next 10 years were approached, which we called E1, E2, E3, E4 y E5, respectively. Then, another scenario (E6) was created, corresponding to ECOPETROL’s forecast of demand. Finally, and taking into consideration that the company believes that a percentage of the demand is possibly being deviated to unlawful activities, a last scenario (E7) was created, which separates in two components the Department of Nariño demand, as follows:
- Explained Demand: is the demand destined to regular activities of the department, such as consumption of vehicles and industries.
- Unexplained Demand: is the demand destined to unlawful activities and thus, cannot be explained as resulting from the level of development and the economic activity of the department.

In order to establish the percentage of the demand that can be considered as unexplained, we assume that the per capita consumption of Nariño must be similar to the average per capita consumption of the country. At the present time, the per capita consumption of Nariño is 10% above the per capita consumption of the country, and thus it can be concluded that 10% of Nariño’s present consumption per capita represents the unexplained demand.

After the unexplained demand was defined for present alternative (A5), the ECOPETROL’s team established the percentage of the unexplained demand for the other alternatives, comparing the control possibilities on each of them with those of present alternative. In this sense, the magnitude of the unexplained demand will depend on the possibility born by each supply alternative to guarantee that the fuel that is being delivered at the final point of the alternative is covering the real demand, that is, that there is no diversion for other purposes different from the department’s consumption of fuel. Results are shown on Table 1.

Alternative Unexplained Demand (%)
Unexplained Demand (BDC)
1.- To use tank cars up to the stations 4% 164.0
2.- To build a storage center in Pasto 6% 246.0
3.- To transport the product by sea from Cartagena to Tumaco 11% 451.0
4.- To transport the product by sea from Buenaventura to Tumaco 11% 451.0
5.- To continue with present system (using control systems) 11% 451.0
6.- Polyduct Yumbo – Pasto 0% 0.0
Table 1: Unexplained demand

Using the Excel spreadsheet prepared by ECOPETROL to calculate the NPV of each of the alternatives, an analysis of the behavior of such NPVs was analyzed under the different demand scenarios. Alternative A6 presented a NPV of cost above the $300.000 (US $150 millions), which is, by far, above that of the other alternatives. For this reason, this alternative was excluded from the analysis that will be presented hereinafter.

Figure 2: NPV’s of Alternatives under the Deterministic Scenarios of Demand

Analyzing the behavior of the alternatives under the different scenarios, as shown in Figure 2, it can be observed that although the demand has certain impact on the cost of the different alternatives (the difference can be around 30.000 million for the demand extremes evaluated), the order of the alternatives is kept independent from the scenario of the demand under consideration. The alternatives with a better financial behavior are A1 and A2 with a cost between 10 and 30 thousand million pesos as compared to alternatives A4 and A5. Alternative A3 has a much higher cost than the other alternatives.

Results Step 2: Financial Evaluation and Risk Analysis of the Alternatives– Probabilistic Model

Starting from the deterministic model created during former stage, the random behavior of the fuel demand variables was incorporated to the analysis. A probabilistic model was structured and used as the base to perform the financial appraisal of the different alternatives and the description and assessment of risk associated with each of them. Different scenarios were defined for this model, starting from the possible behaviors of the random variables which represented the main sources of problem’s uncertainty aimed at analyzing the alternatives behavior in the different scenarios. During this stage, MonteCarlo simulation models were used as well as the software package.

In order to model the demand as a random variable, in the first place for the explained demand, starting from ECOPETROL’s base scenario, the variation was modeled on the annual growth as a normal random variable, with a mean equal to the growth value corresponding to ECOPETROL’s scenario and standard deviation of 1%. In addition and based on the available historic series, it was also estimated that co-relation among demands of consecutive years was around 0.9.

For the unexplained demand, the percentages defined in former stage for each alternative were defined as random triangular variables with the following parameters:

Alternative Minimum Value Most probable Value Maximum Value
1.- To use tank cars up to the stations 2% 4% 4%
2.- To build a storage center in Pasto 4% 6% 6%
3.- To transport the product by sea from Cartagena to Tumaco 6% 11% 11%
4.- To transport the product by sea from Buenaventura to Tumaco 6% 11% 11%
5.- To continue with present system (using control systems) 6% 11% 11%

Table 2: Parameters for Unexplained Demand

For valuation of risk associated with the NPV of cost of each of the alternatives, the standard deviation from the standard expected value of the NPV of each of the alternatives was taken into account, but the Value at Risk (VaR) concept, defined as the maximum loss that can be obtained in respect of a target cost under certain level of reliability, was used as the principal measure of risk for the different alternatives. In this case, the NPV of the cost of alternative A2, which represents the most economical alternative, was taken as the target cost.

Figure 3 presents a summary of the alternatives’ behavior, taking into account both, the expected value of cost NPV and the risk, represented by the VaR.

Figure 3: NPV vs VaR for the Five Alternatives

Figure 3 shows that when analyzing both, the NPV and the risk, alternatives A1 and A2 show a better performance than the other alternatives, confirming the results obtained with the deterministic model.

Results Step 3: Evaluation and Selection of the Best Alternative

For final selection of the best alternative an analytical hierarchy process was built taking into consideration the financial performance, measured according to the results for each former stage, such as reliability, explained through various sub-elements. The AHP illustrated in Figure 10 was structured in this manner. For appraisal of this last stage, the alternative A3 was excluded (to transport the product by sea from Buenaventura to Tumaco) because it is clearly dominated by the other alternatives from a financial point of view, and neither did it represented any advantage in the qualitative aspects.

Figure 4: AHP with the Decision Criteria

Based on the hierarchy of Figure 4, pairwise comparison matrices were prepared for the criteria, as well as for the alternatives in respect of the different criteria. Various meetings with ECOPETROL’s experts were held for the preparation of the matrices; the experts arrived to a consensus regarding the weights of each of the matrices.

Based on this model, a weight was obtained for each of the criteria, as well as the global rating of the alternatives. These results are depicted in Figures 5 and 6. It is observed that the alternative with the best aggregate performance is A2, as it is the best financially speaking and the second in reliability. Alternative A5 is the second best, in the aggregate, as it is the best in reliability, although its financial performance is not good.

Figure 5: Weight of the Criteria

Figure 6: Results of the Five Alternatives

Furthermore, a sensitivity analysis was carried out aimed at observing the impact of the weight changes for decision criteria of first level (Financial Performance and Reliability) in the sequencing of the alternatives, and the conclusion was that the sequencing is very robust before rational changes in such weights. More precisely, the results that have been presented were obtained based on the weights of the Reliability and Financial Performance elements assigned by ECOPETROL of .33 and .67, respectively. If such weights were the same, for example, 5 and 5, the two best alternatives, A2 and A5, would be equal with the same aggregate performance. In order for Alternative A5 to exceed the global performance of A2 it would be necessary for the Reliability element to exceed the Financial Performance element. The other two alternatives, A1 and A4, exceeded the two former ones only before extreme changes in weights of the two elements mentioned before, which would not be rational.

Summarizing the results of this last step of the analysis methodology for the alternatives, it can be concluded that as the evaluation criteria agreed with ECOPETROL’s group of decision makers was taken into account, alternative A2 (To build a storage center in Pasto) presents the best global performance, followed by Alternative A5 (to continue with present system using control systems) and A1 (to use tank cars up to the stations).

5. CONCLUSIONS

Considering the methodology developed to select the best strategy for the provision of fuel to the Department of Nariño and the results obtained, we arrived to the following conclusions:

1. The alternatives with the best financial behavior are A1 and A2 with an expected cost under 20 and 30 thousand million pesos as compared to alternatives A4 and A5.

2. Although the demand has certain impact on the cost of the different alternatives (it can reach a difference of around 30 thousand millions for the demand extremes evaluated), the order of the alternatives is kept regardless of the demand scenario considered.

3. Only two great aspects were taken into consideration in the Global Qualitative Model: the Reliability and Financial Performance of the Alternatives. The alternatives with a better behavior in Reliability are A5 (0.584) and A2 (0.209).

4. The alternative with a better global performance taking into account Reliability and Financial Performance is alternative A2 (0.398), followed by alternative A5 (0.278). The worst in global performance was A4 (0.086).

5. Taking into account possible changes in ECOPETROL’s stock structure, although the alternative with a better performance, both financially and globally is A2 (Supply Center in Pasto), for the implementation of the final decision to be adopted, ECOPETROL will have to evaluate whether to make the investment demanded by the alternative A2, or whether to maintain present compensation until more precise information is available concerning the future of the regulation presently in force that requires the compensation.

6. The work submitted in this paper shows the importance of the formal application of methodologies and decision analysis models in the evaluation of decisions with high impact in public and private companies, and the considerable savings that this type of analysis can represent for a company.

6. REFERENCES

[1] Castillo, M. (2006), “Toma de Decisiones en las Empresas: Entre el Arte y la Técnica”, Ediciones UniAndes.

[2] Castillo, M. y G. Duque y F. Beltrán (2002), “Incentives: Mechanisms for the Consistency of the Colombian Educational System”, Kybernetes, Vol. 31, No. 9/10, pp.1282 – 1288.

[3] Clemen, R.T. (1996), “Making Hard Decisions: An Introduction to Decision Analysis”, Duxbury Press.

[4] Evans, J. y D. Olson (1998), “Introduction to Simulation and Risk Analysis”, Prentice Hall.

[5] Luenberger, D.G. (1998), “Investment Science”, Oxford University Press.

[6] Saaty, T. (1994), “Fundamental of Decision Making and Priority Theory with the Analytic Hierarchy Process”, University of Pittsburgh.

[7] von Winterfeldt, D. y W. Edwards (1986), “Decision Analysis and Behavioral Research”, Cambridge University Press.

[8] Yeh, J.M., B. Kreng y C. Lin (2001), “A Consensus Approach for Synthesizing the Elements of Comparison Matrix in the Analytic Hierarchy Process”, International Journal of Systems Science, Vol. 32, No. 11, pp. 1353-1363.

Este trabajo presenta la metodología de decisiones desarrollada para ayudar a la Vicepresidencia de Transporte de ECOPETROL seleccionar la mejor alternativa para el transporte de crudos pesados entre dos estaciones de almacenamiento, con base en un conjunto de criterios tanto de tipo cuantitativo como cualitativo.

Para solucionar el problema se utilizó una metodología general de análisis de decisiones, diseñada por Castillo. Utilizando esta metodología, se estructuró el problema, definiendo los principales aspectos, actores y variables, así como los criterios de decisión y las alternativas de solución del mismo, tal como se resume en la sección 2.1. Una vez estructurado el problema, se diseñó una metodología de análisis específica para solucionar el problema, utilizando Modelos de Simulación de Montecarlo, Diagramas de Influencia y Árboles de Decisión.

2. METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LA MEJOR ALTERNATIVA DE TRANSPORTE DE CRUDOS PESADOS ENTRE DOS ESTACIONES
2.1 Estructuración del Problema

La extracción de crudos pesados es una actividad que está tomando cada vez más importancia para las compañías petroleras debido, principalmente, a los altos precios del crudo y a la disminución de las reservas de crudos livianos a nivel mundial.

Uno de los campos en los cuales ECOPETROL cuenta con reservas importantes de crudos pesados es el de Castilla. Debido a la alta viscosidad del crudo éste debe diluirse con Nafta para poderlo transportar. Una vez mezclado, el crudo debe transportarse desde Castilla hasta la estación de El Porvenir, para luego conducirlo a su destino final en Coveñas ó Barrancabermeja.

El equipo de trabajo de ECOPETROL identificó, además de algunas restricciones, los siguientes dos criterios de decisión para evaluar las diferentes alternativas propuestas para el transporte de crudos pesados del campo Castilla: Desempeño Económico y Sinergias con otros Proyectos.

A continuación se presentan las variables de decisión identificadas en el análisis, las cuales al combinarlas generarán las diferentes alternativas a evaluar.

• Decisión 1. Objetivo de Producción: la empresa debe decidir cual es el objetivo de producción. Las opciones posibles como objetivo de producción son 100 KBDC, 120 KBDC y 150 KBDC. El estudio formuló dos aproximaciones diferentes para el análisis de las alternativas de transporte. En la primera aproximación, se parte de un objetivo de producción y a partir de éste se selecciona la mejor alternativa de transporte. En la segunda aproximación, el objetivo de producción se representa a través de una variable aleatoria discreta con tres estados posibles.
• Decisión 2. Diámetro de la Tubería (y Número de Estaciones): ECOPETROL debe decidir el diámetro de la línea y el número de estaciones que construiría entre las estaciones de Apiay y el Porvenir. Los posibles diámetros considerados son 16”, 18”, 20”, 24” o 30”.
• Decisión 3. Utilización de la Tubería Actual: en los casos en los que la capacidad de la línea nueva sea suficiente para transportar la cantidad total de crudos, la empresa debe decidir si libera o no la tubería actual.
2.2 Metodología de Análisis de las Alternativas

Para analizar las diferentes alternativas identificadas se diseñó una metodología específica que consta de 5 pasos y que permite seleccionar la mejor alternativa para transportar crudos pesados del campo Castilla, la cual se presenta en la Figura 1, y cuyos pasos se: 1) Se definió el grupo de alternativas a evaluar económicamente, eliminando alternativas que no cumplían con restricciones de tipo técnico o de capacidad o de tipo económico; 2) Se realizó una primera evaluación económica del conjunto de alternativas definidas en la etapa anterior; 3) Se estructuró un modelo probabilístico con base en el cual se realizó la evaluación económica de las diferentes alternativas y la evaluación del riesgo asociado a cada una de ellas; en esta etapa se utilizaron modelos de simulación de MonteCarlo y el paquete computacional Crystal Ball; 4) Se evaluó si existían alternativas claramente dominadas para no tenerlas en cuenta en el último paso de la metodología; 5) Se construyó un modelo de decisión con el cual se realizó la evaluación final de las alternativas.

2.3 Resultados

El conjunto de alternativas se puede dividir en dos grupos: aquellas que no permiten liberar la línea actual y aquellas que sí lo permiten. Se tuvieron en cuenta dos aspectos adicionales al valor esperado del VPN de la utilidad para la evaluación de las alternativas: las sinergias de algunas alternativas con otros proyectos de la empresa y la aleatoriedad de los objetivos de producción.

Para construir el modelo final de decisión se plantearon dos enfoques con respecto a la variable objetivo de producción. El primero, considerando el objetivo de producción como una variable de decisión de la empresa (Figura 2) y el segundo, considerando dicha variable como una variable aleatoria (Figura 3).

3 CONCLUSIONES

1. El utilizar una metodología estructurada y los modelos que la soportan en la “Evaluación de las Alternativas para Transportar Crudos Pesados del Campo Castilla” resultó de gran utilidad para ordenar la discusión, explicitar los aspectos a tener en cuenta en la toma de la decisión y producir resultados concretos sobre el desempeño de las alternativas.

2. En cuanto al riesgo económico de las alternativas, si se analiza la desviación estándar de las diferentes alternativas, se observa que para cada uno de los objetivos de producción, éstas son muy parecidas. Teniendo en cuenta que las alternativas son comparables en estructura y niveles de inversión, se puede concluir que el riesgo asociado al VPN de la utilidad de las mismas es similar. Por lo tanto, en este caso, dicho aspecto no resulta relevante en el proceso de selección de la mejor alternativa.

3. Para construir el modelo final de decisión, utilizando el enfoque conceptual de diagramas de influencia, se plantearon dos aproximaciones con respecto a la variable objetivo de producción. El primero, considerando el objetivo de producción como una variable de decisión de la empresa y, el segundo, considerando dicha variable como una variable aleatoria.

4. En el modelo determinístico, independientemente del objetivo de producción que se analice, las mejores alternativas son las que no liberan la línea existente de 16’’ y construye una nueva línea de 18’’ o 16’’, las cuales presentan un mayor VPN de la utilidad. Al analizar el VPN esperado de las alternativas en modelo probabilístico, se confirman los resultados del modelo determinístico.

5. Teniendo en cuenta las sinergias con otros proyectos, bajo el enfoque que considera el objetivo de producción como una variable de decisión de la empresa, para todos los objetivos de producción, la alternativa de liberar la línea existente de 16’’ y construir una nueva línea de 20’’ tiene un mejor desempeño económico esperado, con una diferencia del orden de US $15 millones con respecto a las otras alternativas. Bajo el enfoque que considera el objetivo de producción como una variable aleatoria, dicha alternativa es nuevamente la mejor alternativa.

6. REFERENCIAS

[1] Castillo, Toma de Decisiones en las Empresas: Entre el Arte y la Técnica. Metodologías, Modelos y Herramientas. Ediciones UniAndes, 2006.
[2] Evans, “Statistics Data Analysis and Decision Modeling”. Prentice Hall, 2007.
[3] Clemen, Making Hard Decisions, Duxbury Press, 1996.
[4] Newendorp-Schuyler, Decision Analysis for petroleum Exploration. Second Edition, Planning Press, 2000.

El silaje hace posible mantener la oferta de forraje suministrado a la hacienda durante extensos períodos y cubrir eventuales deficiencias puntuales ocasionadas por cambios en las condiciones del ambiente. Entre sus beneficios notables se puede citar el mayor volumen de forraje de alta calidad nutritiva disponible por hectárea y por año, para transformarse en carne o leche.

En esta técnica, la conservación del alimento se produce a través de una secuencia ordenada de procesos basados en principios físicos, químicos y biológicos, considerando que la falla de una de estas partes afecta a las que la suceden en la secuencia y al resultado final. Una falla en el picado (proceso físico) traerá problemas en la fermentación (proceso bioquímico), y afectará la calidad del alimento, y por ende a la producción de carne o leche, a sus costos y a su resultado.

Secuencia

Durante la elaboración del silo forrajero se suceden diferentes etapas. La primera en el tiempo es la etapa física, la cual involucra el picado de las plantas, acarreo, compactado y cierre del silo. En este período se exige precisión de picado y velocidad de trabajo. Cuanto mejor se lleve a cabo este proceso, menor cantidad de aire quedará en el silaje y se tendrán mayores oportunidades para lograr un buen forraje.

Luego sigue la etapa regida por principios bioquímicos, con la participación de organismos vivos, y que tiene su tiempo luego del cierre del silo. Todo comienza con presencia de aire y por ello a ésta se la denomina fase aeróbica. En este tiempo, las enzimas degradan azúcares y las proteínas contenidas en el forraje y producen glucosa y fructosa. Entonces bacterias, hongos y levaduras —microorganismos que consumen oxígeno para su vida— presentes en la superficie de las partículas de las hojas y tallos, utilizan estas sustancias para su respiración. Asimismo, las células de las plantas consumen oxígeno en su propia respiración. Este proceso genera calor, agua y gas carbónico. Este desplaza al oxígeno contenido inicialmente en la masa a conservar.

De allí que se reduce la cantidad de aire remanente del proceso de compactación, y se produce la muerte progresiva de los microorganismos que lo necesitan para su vida (aeróbicos). Entonces comienza a reducirse la producción de calor y baja la temperatura del silo. Por ello, cuanto menor es la cantidad de aire que haya quedado dentro del silo durante su confección (aire rema nente), menor será el tiempo de acción de los aeróbicos y menor será la degradación de los azúcares y proteínas. Asimismo, menores serán las pérdidas de material nutritivo en esta etapa y mayor será la calidad del alimento.

Como en los pickles

Sin aire en la masa de silo, comienza su actividad otro grupo de microorganismos —que viven sin oxígeno y por ello se llaman anaeróbicos— los cuales acidifican el medio a partir de los jugos del forraje. Se trata de bacterias coliformes y enterobacterias que transforman los azúcares de las plantas en ácido acético (vinagre), alcoholes y gases del carbono. Mediante este proceso se alcanza una acidez media con 5 a 6 de pH (concentración de hidrógeno), lo cual genera el reemplazo de las mencionadas bacterias coliformes por otras del tipo láctico, que se desarrollan rápidamente en presencia de hidratos de carbono. Estos microogranismos lácticos, mediante la elaboración de ácido láctico, generan una intensa acidez en el ambiente, la cual elimina o detiene todo tipo de actividad de otros microorganismos y cualquier proceso de degradación.

Así el ácido láctico mantiene estable el silaje hasta su consumo siempre que no entre agua o aire a la masa de forraje. Es un proceso similar al ocurrido al hacer pickles o encurtidos en la cocina.

Elegir picadora

Entonces, para que el silo resulte de buena calidad, es condición necesaria, además de otras, que el equipo de picado reúna algunas condiciones específicas, que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir la picadora. En principio debe ser capaz de picar el maíz en partículas finas, pero además de tamaño uniforme, como para que sea posible lograr una adecuada compactación del material. Es decir, una eficaz extracción del aire. Otra condición importante es la capacidad de trabajo, a fin de lograr cerrar el silo en el menor tiempo posible. En tanto el mismo no haya sido cerrado y sellado convenientemente, será más fácil que entre aire o agua de eventuales precipitaciones, como lluvias, rocío, etc., con lo cual se afectarán los procesos bioquímicos ya mencionados.

Otra condición de importancia, que se desprende de las anteriores, es que el conjunto de máquinas encargadas de hacer el silo deben presentar un adecuado equilibrio entre las capacidades de picado, transporte, emparejado y compactado. En este sentido, la picadora define el ritmo de los camiones de transporte, a los tractores de emparejado y a los de apisonado. Entre los detalles que agilizan el picado, están el afilado de la cuchilla y el ajuste de la luz cuchilla—contracuchilla, funciones que se practican desde el puesto de mando en todo equipo moderno.

Otro aspecto deseable en la picadora es la visibilidad en todos los sentidos, la cual permite aprovechar los beneficios ofrecidos por los modernos mandos y equipos de control instrumentados desde el asiento de manejo. Otro punto de importancia en una picadora es el aumento de los tiempos entre las operaciones de mantenimiento, que también suma a la hora de desarrollar capacidad trabajo. Mejores y más resistentes materiales de construcción, centrales de engrase, compresor de aire, son aspectos que ayudan en el mantenimiento más ágil de estos equipos.

Los cabezales de corte con cuchillas rotativas ahorran un tiempo notable al admitir la circulación por los lotes en todas direcciones, sin necesidad de seguir las hileras de plantas. Esto es principalmente importante en maíz y sorgo. Los sistemas de palpado del terreno facilitan la tarea del operador cuando es necesario prestar atención a la altura de corte. Es posible regular la presión del cabezal sobre el suelo de acuerdo al contorno del terreno, siguiendo las ondulaciones de superficie. Otra posibilidad en cabezales es el correspondiente al cortador de cultivos en masa equipado con una barra de corte de disco. Es una interesante alternativa para picar y suministrar en forma directa pasturas de alta calidad que no deben ser pisadas por la hacienda. Es una posibilidad que incrementa la versatilidad del equipo.

Nota de la Redacción: Esta información fue elaborada por el INTA Manfredi, Córdoba.

El premio mundial más importante en las buenas prácticas en ciencias de la decisión escogió un trabajo de América Latina, por primera vez en su historia. Los ganadores fueron BP y la Universidad de los Andes.

La organización de mayor prestigio e influencia en investigación de operaciones y ciencias de la decisión en el mundo, entregó en noviembre pasado a un trabajo colombiano el DAS Practice Award, a la mejor aplicación práctica en el análisis de decisiones. El premio, otorgado por INFORMS (Institute for Operations Research and the Management Sciences), destacó el trabajo de entrenamiento-asesoría que han desarrollado en conjunto la Universidad de los Andes y British Petroleum en Colombia desde 2003. Gracias a este trabajo, la aplicación de metodologías y modelos matemáticos para el análisis de decisiones ha tenido un alto impacto en la selección de tecnologías, el desarrollo de estrategias de exploración de crudo y la estimación de reservas de BP, entre otros frentes.

Este reconocimiento es un logro extraordinario para el país, porque INFORMS es el árbitro de mayor prestigio internacional en ciencias de la decisión. Las universidades, centros de investigación y empresas más destacadas del mundo compiten por este tipo de distinciones, que hasta el momento no había sido concedido a ningún trabajo de América Latina. El proyecto de BP-los Andes venció a otras aplicaciones desarrolladas por Bristol Myers Squibb, Lilly Research Laboratories y Baxter BioScience – U. Stanford, quienes fueron los otros finalistas. En años pasados, los ganadores han sido organizaciones como IBM, Bayer Biological Products, Amgen, Shell y US Army, entre otros.

La experiencia de BP presenta una nueva forma de extender el uso de metodologías modernas para la toma de decisiones incorporándolas a las rutinas organizacionales básicas en una empresa. Los modelos y las herramientas están al alcance de profesionales de buen nivel desde hace tiempo; el problema ha sido siempre la dificultad para lograr su uso extendido dentro de las organizaciones. Es difícil lograr que los técnicos las usen y compartan el lenguaje y la lógica del análisis con los administrativos y ejecutivos, hasta el punto en que se conviertan en el marco de referencia. La experiencia de BP y los Andes muestra que este objetivo se puede lograr en un tiempo razonablemente corto, con un elevado impacto en eficiencia, productividad y costos para la organización.

BP es una de las grandes petroleras del mundo y dispone de amplios recursos, además de calificados expertos internacionales en ciencias de la decisión y análisis de riesgo. Sin embargo, el desarrollo con expertos colombianos permitió hacer algo que no se puede lograr con visitas de expertos internacionales, que es la realización de un trabajo extendido y ejecutado en estrecha colaboración con los equipos de ingenieros de la empresa. Esta es una condición esencial para que estas disciplinas realmente sean asimiladas por la organización. Algunas de las metodologías desarrolladas y probadas en Colombia podrían ser empleadas en las operaciones de BP en otros países.

Decisiones soportadas en modelos matemáticos El grupo de trabajo por parte de la facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes estuvo conformado por los profesores Mario Castillo, director del proyecto, y los instructores Álvaro Mendoza y Sergio Cabrales. En BP ha sido liderado desde la alta gerencia por Carlos Alberto Portela, Performance Unit Leader Colombia. “La industria del petróleo se presta naturalmente para el análisis técnico de decisiones”, dice Mario Castillo. “De hecho, la literatura sobre el tema está llena de ejemplos acerca de aplicaciones en el negocio del petróleo. BP conocía todo esto, pero no había logrado que hiciera parte de la ejecución. El problema que nos plantearon al inicio era que este tipo de trabajo se hacía, pero no se incorporaba a los protocolos de trabajo de la empresa”.

Los modelos y herramientas cuantitativos pueden ser muy útiles, pero no funcionan en el vacío. Para aplicarlos con éxito, es necesario describir con precisión el problema de toma de decisión y estructurarlo adecuadamente, y ello implica la interacción entre personas que vienen de áreas muy diferentes en la organización.

No es un proceso mecánico. Se necesita que quien diseña la solución tenga en cuenta las variables clave y los actores y las alternativas disponibles, entre otros aspectos. Es necesario tomar decisiones con un agudo criterio analítico. Si los modelos son demasiado detallados, se vuelven impracticables. Por otra parte, si son muy superficiales, no están representando adecuadamente el problema real. No basta que unos cuantos técnicos manejen estas metodologías; se requiere que las personas que intervienen en el problema compartan los mismos términos y el mismo lenguaje, para que puedan cooperar efectivamente en el desarrollo de una solución. Se necesita un esfuerzo masivo dentro de la organización para que realmente se vean los resultados.

Para cambiar esta situación, Castillo y su equipo se reunieron con los ingenieros de BP para analizar problemas de decisión típicos en la empresa. Con base en este análisis, desarrollaron casos de estudio propios de BP. Luego se brindó entrenamiento a los grupos de ingenieros sobre las técnicas, metodologías y modelos, utilizando los casos desarrollados por la propia empresa. Adicionalmente al entrenamiento, el equipo de Los Andes trabajó con los ingenieros de BP en el desarrollo de soluciones para problemas de mayor envergadura. El trabajo cubrió en secuencias distintos grupos dentro de la organización, de modo que hoy ya han pasado por la instrucción más de 65 ingenieros.

“El verdadero impacto se logró gracias al compromiso de la gerencia, cuyo líder permanente ha sido el ingeniero Carlos Alberto Portela”, afirma Castillo. “La instrucción desde arriba fue que las metodologías y los protocolos con los cuales se hace el trabajo tenían que cambiar. La adopción de lo nuevo se planteó como un estándar para el análisis de decisiones”.

El impacto de este trabajo, que se viene realizando desde 2003, ha sido extraordinario. Las metodologías se han utilizado para resolver desde problemas puntuales, hasta para tomar decisiones estratégicas que implican inversiones de cientos de millones de dólares. Las áreas que se han beneficiado van desde el manejo de reservas hasta la evaluación de nuevas tecnologías de perforación, pronósticos de producción y decisiones estratégicas.

El premio de INFORMS tiene en cuenta criterios como la importancia del problema, el impacto de la aplicación en la toma de decisiones, los beneficios para la empresa, la calidad del análisis y la originalidad. Este proyecto ha cambiado la forma de concebir el manejo de la incertidumbre y el riesgo en las operaciones diarias de BP, y gracias a esto, la calidad en la toma de decisiones ha mejorado dramáticamente. Gracias a este proyecto conjunto, BP Colombia ha mejorado en el entendimiento de las incertidumbres y el manejo del riesgo, y en su dimensionamiento, lo cual ha conducido a que se tomen mejores decisiones y, lo más importante, ha contribuido a que la unidad de negocios de Colombia tenga un desempeño sobresaliente y ha ganado reconocimientos especiales por este motivo por tres años consecutivos dentro de esta corporación mundial.

Mario Castillo, Álvaro Mendoza y Sergio Cabrales

ABSTRACT: The Colombian Petroleum Company, ECOPETROL S.A., must select the best alternative to provide fuel during the next years to Nariño, a Colombian department located in the border with Ecuador. The decision has to be taken considering the implementation and operation costs associated to each alternative as well as other criteria related to the reliability in the transport of fuel such as the possibility of control and monitoring, and the time of transport. Since the problem involves some random variables, as well as quantitative and qualitative decision criteria, this paper addresses a structured decision analysis methodology that considers both type of decision criteria to select the best alternative supported in simulation and risk analysis models, and Analytic Hierarchy Process (AHP).
KEYWORDS: transport of fuel, Decision Analysis, Risk Analysis, MonteCarlo Simulation, Analytic Hierarchy Process.