Introducción

El daño ambiental por la quema de energéticos fósiles y la disminución de las reservas de petróleo en el mundo, ha ocasionado la búsqueda de nuevas fuentes de energía (^{Alejos y Calvo 2015}). Los biocombustibles son una fuente de energía renovable que permite disminuir la emisión de contaminantes y la dependencia del petróleo (^{Demirbas 2011}). Los biocombustibles se pueden obtener de cultivos con alto contenido de almidones como el maíz (^{Romero et al. 2015}), las frutas con altos contenidos de azúcares como la piña, la manzana y la uva (^{Zamora-Hernández et al. 2014}), la caña de azúcar y los residuos agrícolas (^{Agüero-Rodríguez et al. 2015}, ^{Velásquez y López 2015}).

En América Latina, el uso de alimentos básicos para producir bioetanol es controversial, debido a la baja productividad agrícola (^{Morelos 2016}). Aunado a lo anterior, cerca de dos tercios de la población vive en pobreza extrema; por lo que el uso de cultivos agrícolas para producir energéticos no es la mejor opción (^{FAO 2016}). En México, el maíz es la base de la alimentación, y representa parte de la soberanía alimentaria, por lo que su uso para producir biocombustibles puede modificar su demanda y precio (^{Romero et al. 2015}). Al respecto, ^{Hochman et al. (2014)} reportan que la producción de bioetanol contribuye con el 30 % del incremento del precio del maíz, lo que genera una pérdida del bienestar económico en las familias que consumen este producto. Además de que es cuestionable su eficiencia energética, ya que para producir 442 L de etanol se requiere una tonelada de grano (^{Cardona et al. 2005}).

Los biocombustibles de primera generación, obtenidos de cultivos alimenticios modifican los precios de los mercados mundiales (^{Rendon-Sagardi et al. 2014}, ^{Alejos y Calvo 2015}). Para el 2017, se estima una producción de 122 millones de litros de etanol y se espera alcanzar en 2025 una producción de 128.4 millones de litros, de los que cerca del 70 % provendrá de maíz, el 29 % de la caña de azúcar y el resto de biomasa (^{OCDE-FAO 2016}). Al respecto, la Ley de Promoción y Desarrollo de Bioenergéticos, regula el otorgamiento de permisos para la producción de bioenergéticos, e indica que, solo se otorgarán permisos cuando existan inventarios excedentes de producción interna (^{DOF 2008}). Aunque de forma interna se regule la producción de etanol de maíz, los mercados internacionales regulan la demanda, lo que afecta los precios del maíz destinado al consumo animal y humano (^{Ranum et al. 2014}). Mientras que la caña de azúcar es un cultivo que puede ser utilizado como materia prima para la producción de etanol en sustitución del maíz; sin embargo, la agroindustria azucarera en México tiene baja productividad (^{Aguilar-Rivera 2014}), lo que se agrava con la caída de los precios del azúcar (^{Brambila-Paz et al. 2013}). La demanda de etanol producido mediante propuestas sustentables, aumenta cada año (^{Padilla y Serafín 2016}) y con ello la necesidad de aumentar la productividad o integrar a mediano plazo suelos marginales a la producción agrícola para producir biocombustibles (^{Platas et al. 2016}). Por lo anterior, el objetivo del trabajo fue calcular las elasticidades Marshallianas, Hicksianas y del gasto de los cultivos de la caña de azúcar, maíz, cebada, sorgo y trigo, para medir los cambios en la demanda de los cultivos ante aumentos en los precios de los bienes que se utilizan para producir bioetanol.

Materiales y métodos

Se usó información de los cultivos de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.), maíz (Zea mays L.), cebada (Hordeum vulgare L.), sorgo (Sorghum vulgare) y trigo (Triticum aestivum L.). Las variables registradas para cada uno de los cultivos fueron el precio medio rural y la producción nacional. Los precios medios rurales se obtuvieron del Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (^{SIAP 2013}), y la producción de la Organización para la Agricultura y Alimentación de las Naciones Unidas (^{FAO 2013}). Se usaron estadísticas de 1980 a 2012, ya que 32 años son suficientes para establecer tendencias en el comportamiento de precios y la producción de los cultivos.

El análisis se realizó con el Sistema de Demanda Casi Ideal (^{Deaton y Muellbauer 1980}): , de la que se tiene la siguiente ecuación: . Donde w_i es la participación del i-ésimo bien en el gasto del grupo, ⍺_i = son las ordenadas al origen, p_j = son los precios de los bienes en el grupo, γ_ij son los coeficientes de los precios, β_i = son los coeficientes del gasto, X = es el gasto total en los bienes considerados, Log = denota logaritmo natural y P = es un índice de precios Translog, el cual se define como: . Siendo p_j, p_l los precios de los bienes en el grupo y ⍺₀, ⍺_j y γ_jl. Las condiciones de aditividad y homogeneidad se consideraron independientes, por lo que el modelo supone las condiciones básicas de:

Aditividad

Homogeneidad

Simetría

Se considera que el modelo empleado tiene las propiedades de una aproximación de primer orden a cualquier sistema de demanda derivable, con una forma funcional consistente con los datos del gasto familiar como representación flexible de cualquier sistema de demanda arbitrario (^{Martínez y Vargas 2004}). Otro aspecto es que el agregador de precios (P) se puede reemplazar por un índice de precios, de tal forma que es posible obtener un sistema de demanda lineal en la etapa (^{Ramírez et al. 2011}), si se considera que P es factible de reemplazar, por el índice de precios Stone (^{Deaton y Muellbauer 1980}).

Para la especificación del modelo, se empleó la siguiente ecuación lineal: . Para la estimación de los parámetros (⍺_i γ_ij y β_i) se utilizó el estimador de mínimos cuadrados generalizados (^{Hernández y Martínez 2003}). Las elasticidades precio propias Marshallianas, Hicksianas y del gasto se estimaron considerando las siguientes ecuaciones:

Elasticidades precio propias Marshallianas

Elasticidades precio propias Hicksianas

Elasticidades precio cruzadas Marshallianas

Elasticidades precio cruzadas Hicksianas

Elasticidades del gasto

Considerando que γ_ij y β_i son los estimadores de los parámetros del modelo; y w_i es la proporción media del gasto del i-ésimo bien del grupo de cultivos que se analizaron (^{Martínez y Vargas 2004}). La obtención de las elasticidades de cada uno de los productos se determinó con el paquete estadístico Statistical Analysis System, mediante el procedimiento SYSLIN/SUR, con la imposición de las restricciones de aditividad, homogeneidad y simetría.

Resultados y discusión

Los parámetros de las elasticidades Marshallianas indican que los cinco cultivos analizados son bienes inelásticos, debido a que presentan un valor negativo y menor a la unidad, lo que implica que la demanda del bien no se modifica de manera sustancial con los incrementos en los precios (Tabla 1). Para el caso del maíz, la elasticidad obtenida fue de -0.799, lo que indica que, si los precios del maíz aumentan en 10 %, la demanda del producto tiene una disminución de 7.99 %. Valores similares negativos y menores a la unidad fueron reportados por ^{Retes et al. (2014)} para el maíz. Los cambios en los precios del maíz se deben a que en los Estados Unidos de América, desde el 2007 se destina el 40 % de la producción de maíz para la producción de etanol (^{Ranum et al. 2014}), lo cual influyó en la disminución de la oferta para consumo humano. Al respecto ^{Condon et al. (2015)} determinaron que un aumento en la demanda de un millón de galones de etanol, se refleja en un incremento del precio del maíz entre un 3 y 4 %.

Tabla 1. Elasticidades Marshallianas y del gasto. 

La elasticidad del gasto indica que solo el maíz se comporta como un bien superior (1.392), es decir, a una unidad más de gasto, el incremento en la demanda es superior a la unidad. Mientras que la caña de azúcar, cebada, trigo y sorgo se comportan como bienes normales. Con respecto a las elasticidades cruzadas, la mayoría muestra una simetría en los signos, excepto por dos combinaciones que registran signos contrarios, por lo tanto, se consideran bienes sustitutos para la producción de etanol. La elasticidad del sorgo fue de -0.630. Los cambios en 10 % de los precios afectan la demanda del sorgo en menos de un siete por ciento. Al respecto ^{Vázquez y Martínez (2015)} calcularon una elasticidad de -0.3141 para el sorgo, lo que indica que se comporta como un bien inelástico. La demanda del sorgo no se modifica y por el contrario al existir restricciones para producir etanol a partir de maíz, el sorgo es una alternativa por tener una conversión de entre 360 y 400 litros de bioetanol por tonelada de cultivo (^{Chuck-Hernández et al. 2011}). Para el trigo la elasticidad fue de -0.166, valor que se encuentra de la elasticidad reportada para este cultivo, mientras que la cebada mostró valores menores a los registrados por ^{Vázquez y Martínez (2015)}. En las elasticidades Hicksianas (Tabla 2), se observa que al modificarse el ingreso y aumentar el precio de los cultivos, todos los bienes se mantienen como bienes inelásticos, con elasticidades de -0.011 para la caña de azúcar, -0.030 para maíz y de -0.082 para el trigo, -0.555 para el sorgo y de -0.455 para la cebada. Lo que indica que la demanda para todos los bienes disminuye ante un aumento en los precios en diferentes proporciones.

Tabla 2. Elasticidades Hicksianas. 

La modificación en las políticas para la producción de etanol en otros países puede afectar el mercado interno de maíz (^{Romero et al. 2015}). Si se considera que se requiere sustituir el 10.5 % del consumo de gasolina, y que, para producir etanol de maíz, el 65 % de los costos es de la materia prima, se requiere una inversión de 2 300 millones de pesos y una superficie sembrada de maíz de 1.2 millones de hectáreas con rendimiento promedio de 6 t ha^-1 2011). Lo que indica que se requiere la aplicación de políticas y leyes que regulen la producción de bioenergéticos de granos básicos para garantizar el bienestar social (^{Fierros 2013}). Por lo que considerando que no se es autosuficiente en la producción de maíz, y que las leyes no permiten la producción de etanol a partir de este producto, se deben explorar otras opciones como el uso de la caña de azúcar (^{Cardona et al. 2005}). Por lo que se requiere una visión integral técnica, económica, cultural, legal y ambiental para la introducción de nuevas tecnologías para obtener etanol sin poner en riesgo la alimentación de la sociedad mexicana (^{Amorim et al. 2011}).

La producción de bioenergéticos en México a partir de productos como el maíz, trigo, sorgo, cebada y caña de azúcar afecta la capacidad adquisitiva de la población, por ser bienes básicos y catalogados como inelásticos. Una alternativa es la producción de etanol a partir de desechos y productos agrícolas de baja demanda.