Revisione del modello di simulazione del sistema idrico del fiume Turia (SPAGNA) e analisi economica per la determinazione del costo della risorsa idrica secondo la direttiva quadro 2000/60/CE

 2
dei costi relazionati con l’uso dell’acqua, la gestione della domanda, la 
razionalizzazione e la efficienza economica. 
 
Se fino agli ultimi due decenni l’obiettivo prioritario delle politiche idrauliche era 
l’impulso per lo sviluppo delle comunità rurali mediante l’inversione del capitale 
pubblico, negli ultimi anni pone la crescente attenzione dei governi nazionali 
riguardo le nuove problematiche relazionate con la pianificazione delle risorse 
idriche. La pressione costante dei gruppi tradizionalmente beneficiati dai modelli 
di gestione tradizionali ha dato problemi in molti casi alla iniziativa legislativa dei 
governi nazionali, riportando fino alla metà degli anni novanta i tentativi di 
riforma delle politiche del settore. 
Uno dei fattori che più hanno contribuito a dare il cambio di orientamento della 
politica dell’acqua degli stati membri della UE è la Direttiva 2000/60/CE del 
Parlamento Europeo e del Consiglio, del 23 Ottobre 2000 (più avanti DMA). La 
DMA stabilisce un quadro comunitario di attuazione nell’ambito della politica 
delle acqua e ha come obiettivo principale quello di raggiungere il buono stato 
delle masse di acqua, proteggendole ed evitando il suo deterioramento. Per 
raggiungere questo obiettivo dà un peso molto importante alla pianificazione 
idrologica, alla gestione della risorsa a livello di bacino, alle analisi economiche e 
alla partecipazione pubblica. 
Le aspettative di disporre dell’acqua come una risorsa quasi gratuita e le 
sovvenzioni vincolate all’uso dell’acqua in alcuni settori stanno nell’origine dei 
problemi attuali relazionati con la scarsezza delle risorse idriche  e fanno in modo 
che molte volte non si incontrino i sufficienti incentivi. Nella linea di 
incrementare l’utilizzazione degli strumenti economici per favorire la 
razionalizzazione del consumo la DMA contempla la necessità dell’analisi 
economica dell’uso dell’acqua in ogni bacino (Art.5) e il recupero dei costi dei 
servizi relazionati con l’acqua inclusi i costi ambientali e quelli relativi alle risorse 
(Art.9). La conseguenza più importante dell’immissione di questo principio è che 
i sussidi tenderanno a sparire e gli ingressi saranno a costo di tariffe più alte, i 
quali rifletteranno un valore più reale del prezzo dell’acqua e una condizione di 
maggior efficienza del sistema.  
 3
Questo darà luogo a una domanda di acqua inferiore. Tuttavia può produrre anche 
impatti in alcune regioni dove l’acqua è un fattore cruciale per lo sviluppo 
economico e sociale, il quale richiederà di studiare gli effetti dal punto di vista 
dell’equilibrio territoriale e della competitività equilibrata tra le distinte comunità. 
 
Dentro questo quadro legislativo questo studio propone l’obiettivo di facilitare lo 
sviluppo delle analisi economiche a scala di bacino, e concretamente dell’analisi 
economica del bacino del fiume Turia. 
Il Dipartimento di Ingegneria Idraulica e Ambientale de la Universidad 
Politecnica de Valencia (DIHMA-UPV) stà attualmente sviluppando una nuova 
metodologia per la stima del costo della risorsa e del costo ambientale basato su 
un nuovo modello di simulazione economica, chiamato GESTAL, integrato nel 
Sistema di Supporto Decisionale (SSD) AQUATOOL, elaborato dallo stesso 
DIHMA-UPV e sperimentato, quest’ultimo con esito nel Plan Hidrlogico del 
Jucar e nel Plan Hidrologico Nacional. 
Nell’uso dei modelli a scala di bacino si considera indispensabile per verificare 
un’analisi integrata dei sistemi delle risorse idriche e per preservare le 
interconnessioni tra i differenti elementi, permettendo la discretizzazione spaziale 
e temporale dei risultati. La nuova proposta metodologica ha come obiettivo 
primario conseguire l’integrazione delle componenti economiche nei tradizionali 
modelli di simulazione, e in questa maniera stimare il costo della risorsa e 
ambientale. Le sue principali caratteristiche sono: 
ƒ Analisi economica a scala di bacino: il bacino idrografico è considerato 
la scala ideale per la stima del costo della risorsa (Commissione 
Europea,2000); 
ƒ Modellazione congiunta delle acque superficiali e sotterranee: nei 
sistemi nei quali l’uso delle risorse sotterranee  è importante nel modello 
deve tenere conto la interazione tra le due componenti con il fine di 
valutare ciò che viene prodotto per il funzionamento degli acquiferi, come 
per esempio i costi per il pompaggio. 
ƒ Incorporazione delle funzioni economiche delle domande e dei costi di 
operazione: le domande sono caratterizzate dalle funzioni economiche 
 4
mensili o annuali che rappresentano la relazione tra il somministro di 
acqua e la disposizione a pagare per la stessa considerando periodi a lungo 
termine. 
 
Le funzioni economiche si introducono come dati nella valutazione, che 
basandosi sui somministri di acqua calcolati nella simulazione di uno scenario di 
gestione della risorsa, stima l’eccedente economico totale degli utenti dell’acqua 
per ogni posto e periodo mediante integrazione.  
Altra applicazione della metodologia consiste nella stima del costo della risorsa e 
del costo ambientale, che si basa sull’analisi di uno scenario di gestione della 
risorsa: 
 
ƒ Stima del costo della risorsa:per ottenere una approssimazione del costo 
della risorsa in un determinato punto del bacino idrografico e in un 
determinato istante di tempo, si procede aggiungendo (o sottraendo), in 
ogni periodo di simulazione, un volume di acqua differenziale (∆ Volume) 
all’elemento interessato. Il modello si incarica di effettuare una nuova 
ripartizione (distribuita nell’incremento della risorsa) utilizzando le regole 
di gestione stabilite e di calcolare il beneficio totale che provoca detto 
incremento. Il costo marginale della risorsa si ottiene dividendo  la 
differenza tra il beneficio economico totale del caso base e il caso 
modificato per il volume differenziale sottratto al sistema 
(∆beneficio/∆volume), e rappresenta il costo economico di scarsità in 
accordo con le regole di gestione adottate. 
ƒ Stima del costo ambientale: una forma di valutare il costo rappresentato 
dalla introduzione delle restrizioni ambientali che affettano la gestione 
della risorsa, come le portate ecologiche nei rami del fiume o il volume 
minimo di invaso, è mediante la differenza tra l’eccedente economico 
relativo all’analisi economica del caso base con l’eccedente risultante 
dalla simulazione del modello con le restrizioni ambientali. 
 
 5
In forma globale e integrata per l’analisi dei bacini idrografici l’SSD 
AQUATOOL include ugualmente, insieme con il modello di analisi economica, 
un modulo di analisi di qualità delle acque ( sviluppato da un gruppo di lavoro 
dello stesso DIHMA-UPV), che considera in forma integrata e interattiva aspetti 
quantitativi, qualitativi e  economici relazionati con l’assegnazione delle risorse 
idriche, e permetterà di realizzare l’analisi dei costi-benefici e dell’impatto 
ambientale relazionati con i programmi proposti per raggiungere un buono stato 
ecologico delle acque continentali prescritto dalla DMA.  
 
La presente tesi si presenta come una delle prime applicazioni della nuova 
proposta elaborata dal DHIMA-UPV per un sistema complesso, concretamente al 
bacino del fiume Turia, del quale i risultati faranno parte dei documenti guida nel 
quadro della strategia di attuazione comune della DMA. 
Gli obiettivi che si prefigge di raggiungere questo studio sono multipli e 
abbracciano problematiche di cui si è iniziato ad investigare da poco. È possibile 
riassumere le finalità sulle quali è stata orientata l’investigazione nei seguenti 
punti: 
ƒ Determinazione delle funzioni economiche e adattamento del modello 
originale di simulazione alle esigenze di studio economico; 
ƒ Comprovazione della validità della proposta metodologica nella 
applicazione ad un sistema complesso; 
ƒ Stima del costo (o valore) della risorsa e del costo ambientale nei diversi 
punti del bacino durante il periodo di simulazione; 
ƒ Rilevazione della necessità di nuovi studi in aspetti tuttavia poco 
sviluppati nella analisi economica a scala di bacino. 
 
Il carattere innovativo dello studio, dovuto alla applicazione di una metodologia 
inedita, ha necessitato un importante lavoro di accumulo e generazione di 
informazioni e dati per la caratterizzazione economica del bacino. Mediante la 
revisione bibliografica e l’analisi di fonti statistiche è stato studiato lo stato dei 
processi di generazione delle funzioni economiche relazionate con l’uso 
dell’acqua, elaborati nell’ambito internazionale.  
 6
La ricerca ha rilevato la carenza di studi effettuati in precedenza adattati alle 
necessità del modello, che ha reso necessario il lavoro di sintesi e comparazione 
delle informazioni precedenti per i diversi ambiti territoriali. 
Si è proceduto alla modifica di alcune parti del modello di simulazione già 
utilizzato per il bacino del fiume Turia con il fine di adattarlo alle esigenze 
proprie dell’analisi economica, procurando quei cambi che non modificano le 
regole di gestione del sistema e pertanto i risultati della simulazione. 
Il lavoro di preparazione del modello andava in parallelo alla valutazione del 
programma di analisi economica mediante l’applicazione a casi semplici che 
hanno permesso di dimostrare la sua affidabilità e potenzialità per analizzare un 
sistema reale. 
Infine l’applicazione della metodologia al bacino del Turia con la generazione dei 
risultati di simulazione economica ha permesso lo studio della idoneità del 
metodo e la realizzazione dell’analisi economica del bacino. 
 
 
 7
2. ASPETTI ECONOMICI ALLA BASE DEL 
PROCESSO 
 
L’acqua è in molte regioni del mondo una risorsa scarsa, e simultaneamente un  
bene imprescindibile per lo sviluppo sociale, per il quale l’economia la considera 
un bene importante nel processo decisionale per raggiungere una gestione 
razionale della risorsa. L’influenza di un metodo economico per la gestione delle 
risorse idriche ha prodotto negli ultimi anni una gran quantità di studi circa la 
definizione del concetto di efficienza economica e sulle metodologie che possono 
raggiungere una maggiore efficienza sulla ripartizione dell’acqua. 
Altro argomento fondamentale che è trattato in questo capitolo sono gli aspetti 
economici e legali relazionati con l’uso dell’acqua e si analizza la struttura 
normativa nella quale si sviluppa l’economia dell’acqua. 
 
2.1 Fondamenti di teoria economica 
 
In questa parte si presenta una revisione dei concetti basici sulla teoria economica 
con il fine di esplicare i fondamenti economici dello studio, le capacità e i limiti 
della metodologia sviluppata. Si prenderanno in considerazione i principi di 
efficienza economica, il meccanismo di mercato, l’analisi marginale, con 
particolare attenzione  ai concetti della curva di domanda ed ai costi della risorsa. 
 
2.1.1 Il modello economico neoclassico 
 
Il modello economico neoclassico è attualmente la dottrina dominante nella 
maggior parte dei paesi occidentali e costituisce la base teorica di questo lavoro. I 
suoi principi fondamentali si possono riassumere nei seguenti punti: 
ƒ La distribuzione del pagamento si assume come data, i suoi cambi o 
modifiche influiscono nella domanda di beni e servizi. 
ƒ I consumatori (o utenti) attuano la maniera più favorevole per i propri 
interessi, si può supporre che la propria condotta si  mantenga coerente nel 
 8
momento di scegliere i distinti beni e servizi. Questo significa, che se si 
considera il comportamento medio e un periodo di tempo prolungato, che 
le scelte dei consumatori siano stabilite a lungo termine. 
ƒ Non si considerano gli effetti generati fuori dal sistema. 
 
 
Il meccanismo di mercato 
 
Il meccanismo di mercato permette di capire come avviene la ripartizione delle 
risorse. Non è l’unico: esiste anche la economia diretta dallo stato dove è esso a 
determinare i criteri della produzione e la vendita dei beni. Un mercato si 
definisce come un insieme di meccanismi mediante i quali i compratori e i 
venditori di un bene entrano in contatto per commerciarlo. Appartengono ad uno 
stesso mercato tutti i prodotti di uso uguale, per esempio l’acqua per bere non 
appartiene allo stesso mercato dell’acqua per irrigare, però allo stesso dell’acqua 
da potabilizzare. 
Il modello neoclassico si basa sull’esistenza dei mercati perfettamente competitivi 
e sulla capacità di regolazione da parte dello Stato. 
 
 
I mercati perfetti 
 
Un mercato perfetto o perfettamente competitivo, è un astrazione teorica che si 
utilizza per descrivere il comportamento dei mercati reali. Questo mercato ha le 
seguenti 5 condizioni: 
ƒ Venditori e compratori sono piccoli in relazione al mercato, con il quale 
non possono influire significativamente nelle quantità offerte; 
ƒ Il prodotto è omogeneo, indistinguibile secondo che provenga da un 
venditore o da un altro; 
ƒ I venditori e i compratori sono bene informati sui prezzi, 
ƒ I venditori agiscono  indipendentemente, come i compratori; 
ƒ I venditori e i compratori possono uscire liberamente dal mercato. 
 9
 
Il mercato dell’acqua è ben lontano dall’essere un mercato perfetto. Le 
motivazioni dipendono dalla natura dell’acqua e dagli aspetti legali e 
amministrativi: 
ƒ le caratteristiche del prodotto variano secondo dove sono localizzati e 
il livello di qualità; 
ƒ la ripartizione si basa su un sistema di concessioni più o meno rigide 
che limitano il libero commercio della risorsa; 
ƒ venditori e compratori agiscono collegialmente (a livello di comunità 
di utenze e enti di gestione degli invasi); 
ƒ la concentrazione della capacità di sfruttamento nei grandi invasi e la 
concentrazione della domanda nelle grandi comunità di utenze fa sì 
che i compratori e i venditori influiscano sulla disponibilità della 
risorsa. 
 
 
L’analisi marginale  
 
Il punto di vista marginale costi-benefici considera nella valutazione di differenti 
alternative economiche solo gli aspetti che si modificano nel realizzare una 
determinata azione. Per esempio: una impresa che si propone di stabilire un suo 
livello di produzione compara i benefici  e i costi di produzione una unità in più 
nei distinti livelli di produzione. 
 
 
2.1.2 Modello basico di offerta e domanda 
 
Il modello economico basico di offerta e domanda si utilizza per prevedere il 
prezzo e la quantità dei beni intercambiati negli stati di equilibrio, la sua 
applicazione si basa sul fatto che la quantità dei beni offerta e richiesta dipende 
sostanzialmente dal prezzo. 
 
 10
La curva di domanda 
 
La curva di domanda descrive il comportamento dei consumatori effettivi e  
potenziali di un bene prima delle variazioni di prezzo. Ha una forma sempre 
decrescente, infatti all’abbassarsi del prezzo la quantità richiesta aumenta in 
quanto si estende il numero dei potenziali consumatori e la disposizione 
individuale del consumo. 
 
Figura 1: Curva della domanda 
 
I fattori che più influenzano nella quantità richiesta di un bene sono: 
ƒ Il prezzo, che è il fattore più importante; 
ƒ Il prezzo dei beni relazionati (sostitutivi o complementari), come per 
esempio la terra; 
ƒ Le disponibilità dei consumatori; 
ƒ I gusti dei consumatori. Nel caso dell’acqua quasi non influisce, 
trattandosi di un bene base; 
ƒ I prezzi che si aspettano per il futuro. 
 
Essendo il fattore più influente il prezzo, si suole tracciare una curva unicamente 
in funzione dello stesso e considerare i restanti fattori come fissi (fattori 
sottostanti). Bisogna tener conto delle modifiche dei fattori sottostanti che 
potrebbero apportare cambiamenti alla curva. 
 11
Nel caso del mercato delle risorse idriche la curva di domanda così come costruita 
rappresenta quello che sono disposti a pagare gli utenti (reali e potenziali) per 
conseguire una determinata quantità di acqua, o meglio la disposizione degli 
utenti disposti ad accettare ricompense riducendo il consumo. 
La curva di domanda può includere un individuo, un gruppo di consumatori o 
tutta la società. In pratica si usa aggregare nella stessa curva i soggetti che hanno 
un consumo simile. In materia di risorse idriche i gruppi più ampi si riferiscono 
agli usi di tipo domestico, industriale e agricolo, in quanto hanno un 
comportamento molto diverso. Dipendendo dal tipo di analisi da realizzare può 
essere utile dividere questi gruppi in entità minori, così come è stato fatto nello 
studio per determinare per le utenze agricole le diverse curve di domanda per ogni 
coltivazione, nel sistema di applicazione dell’acqua, ecc. Queste particolarità 
appaiono riflesse nelle diverse curve di domanda arricchendo i risultati 
dell’analisi economica. 
 
 
Elasticità della domanda    
 
L’elasticità-prezzo è una misura della sensibilità della quantità richiesta prima di 
un cambio di prezzo. Si definisce come: 
 
 ÷
 ÷
 ≠
 •
 ♦
 ♦
 ♥
 ♣
  
 ÷
 ÷
 ≠
 •
 ♦
 ♦
 ♥
 ♣
 ∋
 ∋
  
 ∋
 ∋
  
quantità
prezzo
prezzo
quantità
prezzo
quantità
%
%
 Η                                                        [1] 
 
Nel mercato dell’acqua si incontrano valori di elasticità molto differenti secondo 
l’uso a cui è destinata la risorsa: l’acqua utilizzata per bere ha una elasticità 
minima in quanto il consumo non cambia sensibilmente al variare del prezzo; al 
contrario, l’acqua utilizzata per lavare i marciapiedi e le strade presenta una 
elevata elasticità perché all’aumento  del prezzo si laveranno con minor frequenza 
provocando una diminuzione del consumo. Nel caso delle produzioni agricole 
l’elasticità può essere minima per i monocultivi legnosi e massima dove vi è una 
grande possibilità di variazione nel tipo di coltivazione. Gli utenti che possono 
 12
cambiare il tipo di coltivazione senza eccessivi costi si affrontano alla salita del 
costo della risorsa concentrando la produzione nelle coltivazioni  più pagate o 
meno consumatrici di acqua. 
 
 
La curva dell’offerta 
 
La relazione tra quantità offerta di un bene e il suo prezzo si chiama curva 
dell’offerta. 
I fattori che determinano la quantità offerta si possono riassumere in: 
ƒ I costi fissi di produzione; 
ƒ L’avanzamento tecnologico; 
ƒ Il prezzo,che è il fattore più influente; 
        
Figura 2. Curva dell’offerta 
 
Nella stessa maniera della curva della domanda, la curva dell’offerta si traccia 
assumendo che gli ultimi due fattori siano costanti mediante la relazione prezzo-
quantità del tipo monotono crescente. I cambiamenti dei fattori sottostanti 
possono modificare a lungo termine la curva dell’offerta, come per esempio il 
progressivo miglioramento delle tecnologie di dissalazione che hanno portato in 
basso la curva di offerta dell’acqua dissalata. 
Nel caso della gestione delle risorse idriche a corto-medio termine, dovute alla 
ripartizione dell’acqua dipende dal sistema dei diritti vigenti e dalla regola di 
 13
gestione, non ha significato definire una curva di offerta in quanto la quantità 
delle risorse offerte varia mensilmente e dipende essenzialmente dalle variabili 
idrologiche. 
 
 
Equilibrio di mercato  
 
In un mercato, il prezzo di equilibrio e la quantità intercambiata è determinata 
dalla intersezione tra la curva di offerta e la curva di domanda. Se la quantità 
intercambiata non fosse quella di equilibrio, tanto i compratori come i venditori si 
vedrebbero beneficiati all’aumentare o al diminuire della quantità intercambiata 
fino ad arrivare al punto di equilibrio. Il prezzo trasmette il segnale di scarsità o 
abbondanza tra produttori e consumatori. 
 
Figura 3. Equilibrio di mercato 
 
 
Eccedente dei consumatori e eccedente dei produttori 
 
A partire dalle condizioni di equilibrio di mercato, si può calcolare quanto 
beneficia il gruppo dei consumatori e il gruppo dei produttori. Posto che i 
compratori sono disposti a pagare per ogni quantità di acqua quello che indica la 
curva di domanda, però pagano solo il prezzo di equilibrio, l’area evidenziata 
nella figura 4 indica il beneficio che ricevono i compratori per comprare l’acqua a 
 14
un determinato prezzo. Analogamente, la curva di offerta mostra che i produttori 
sono disposti a vendere le unità prodotte a diversi prezzi, però poiché vendono ad 
un prezzo unico, l’area evidenziata della figura 5 indica il beneficio di questo 
gruppo. 
 
Figura 5. Eccedente del consumatore                 Figura 4. Eccedente del produttore 
 
 
 
2.1.3 La efficienza economica 
 
Si può definire come efficienza economica la situazione nella quale sono uguali il 
costo di opportunità (o valore dell’acqua assegnato al migliore uso alternativo), il 
costo di somministro e il costo sociale con il prezzo dell’acqua (Randall,1981). 
Altra definizione derivata dalla economia neoclassica si basa sulla aspettativa 
nella quale ogni individuo tenta massimizzare il suo proprio benestare e quello 
della società che corrisponde alla somma dei benestare degli individui che la 
compongono. Si conosce come criterio di ottimizzazione di Pareto, secondo il 
quale una ripartizione è economicamente efficiente se nessuno degli individui può 
migliorare la sua situazione senza peggiorare quella dell’altro. In termini meno 
ristretti si può accettare come ripartizione efficiente quella che proporziona a un 
insieme di individui guadagni superiori ai danni provocati dalla restante parte 
della società. 
Perciò l’analisi costo-beneficio è una applicazione del test della efficienza, posto 
che si analizza se i risultati di una iniziativa produrranno effetti economici positivi 
superiori a quelli negativi. 
 15
 Altro pilastro della economia neoclassica è il principio di equimarginalizzazione, 
nel quale si  stabilisce che la ripartizione ottima della risorsa si raggiunge quando 
si uguaglia la sua utilità o il valore marginale nei distinti usi (in questi punti si 
massimizza l’utilità totale). L’uso efficiente dell’acqua si raggiunge quindi 
all’uguagliarsi del beneficio marginale netto in tutti i suoi usi, situazione nella 
quale l’utente otterrà un incremento dei suoi benefici cedendo o comprando acqua 
da altri utenti. 
Nella pratica il raggiungimento di una condizione di efficienza nella assegnazione 
delle risorse idriche è difficile da raggiungere per la presenza di condizioni di tipo 
legale, fisico e istituzionale che impediscono lo sviluppo delle condizioni di 
mercato libero. 
Nel caso delle risorse naturali la ripartizione ottima equimarginale fa riferimento 
non solo alla distribuzione speciale della risorsa, se non alla sua distribuzione 
temporale. L’uso economicamente efficiente deve massimizzare i benefici netti 
sociali a lungo termine considerando la dinamica della risorsa. Si definisce 
pertanto il concetto di costo di opportunità associato alla non disponibilità di un 
determinato bene in futuro. Un esempio molto attuale è il caso delle grandi 
estrazioni di acqua tramite il pompaggio, che anche se dal punto di vista 
dell’utente individuale può risultare economicamente efficiente, se si prolunga 
questa situazione fino all’esaurimento dell’acquifero finisce col generare alti costi 
sociali per i futuri utenti. 
 
 
2.1.4 Il valore economico dell’acqua 
 
Uno degli obiettivi principali della metodologia sviluppata in questo studio 
consiste nel calcolo del valore economico dell’acqua per l’insieme degli utenti e 
per ognuno dei distinti usi di competenza. Questa informazione risulta essenziale 
nel processo di presa di decisioni razionali sul funzionamento, la conservazione, 
ripartizione e uso delle risorse idriche in situazioni di siccità. La prima difficoltà 
sorge nella definizione propria del valore economico dell’acqua, come si analizza 
di seguito.