Tema 7. Analisis multicriterio (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 3º curso
Asignatura Economia Recursos Naturales
Año del apunte 2014
Páginas 8
Fecha de subida 21/06/2014
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Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle TEMA 7. ANÁLISIS MULTICRITERIO El análisis multi-criterio es utilizar varios criterios simultáneamente para tener una decisión racional sobre cualquier aspecto. Pretende tomar decisiones con información que bien de diferentes disciplinas, con un procedimiento lógico (matemático) bien estructurado. Son procesos estructurados de toma de decisiones.
Tiene un seguido de fundamentos: 1. Inconmensurabilidad: asume que no todo lo importante se puede medir. No siempre se puede asignar un valor cuantitativo, si no que hay que hacerlo cualitativamente.
a. Técnica: un mismo problema lo podemos definir desde varias disciplinas diferentes (Ej. En la sequia de España había diferentes visiones de solucionar el problema: una visión economista (ahorro de agua), otra ingeniera (trasvase) y otra ambiental (adoptar nuestras costumbres a las necesidades). Todas las medidas son correctas, pero con solo una visión. Se debería juntarlas.
b. Social: además de una respuesta técnica o científica, la gente también tiene otros puntos de vista (Ej. En la sequia la opinión de trasvase no es la misma uno del Ebro que otro de Barcelona). (Ej. Un militar puede ser un criminal o un héroe según el punto de vista de la persona). Esto explica el porqué hay tantos conflictos, debido a las diferentes opiniones.
2. Ciencia post-normal: El concepto lo definió Funtowicz & Ravelz. Habla que en la actualidad los problemas ambientales se caracterizan por el grado de severidad cada vez mayor porque hay más incertidumbre. Además, los grados de respuesta son cada vez más exigentes. Esto hace que la ciencia tradicional (aplicada) sea insuficiente para los problemas con incertidumbre.
Para solucionar los problemas pequeños sin incertidumbres, los conocimientos de la ciencia aplicada no son suficientes.
Cuando las incertidumbres aumentas, es decir, no conocemos los resultados, la ciencia aplicada no da al abasto (Ej. El desastre de Fukushima no se puede solucionar solo con ciencia aplicada, porque no conocemos los daños). La ciencia sola no sirve. Las decisiones técnicas no son suficientes. Hace falta incorporar las decisiones sociales. Si algo va a afectar a toda la sociedad, se debería considerar la decisión social. En ocasiones donde las incertidumbres es alta y se necesitan de inmediatas soluciones, la sociedad a de participar para tomar decisiones. Es cierto que la decisión técnica de un científico vale más que la de un ciudadano, pero la decisión social es la misma para ambos.
Así pues, en el análisis multi-criterio quiere ampliar la capacidad de tomar las decisiones incorporando diferentes visiones, tanto técnicas como sociales.
Una parte de las decisiones que tomamos provienen de forma instante, ya que no tenemos capacidad para razonar todo lo que se nos plantea. Somos limitados.
H. Simon matiza la idea de racionalizar. Dice que no hemos de entender el término racionalizar como la capacidad de ajustar las necesidades a los medios que tenemos. Así pues estableció dos tipos de racionalidades: Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle 1. Sustantiva: es la que se centra únicamente en el resultado final de las decisiones, sin tener en cuenta el proceso. Si el resultado es positivo, la decisión ha sido racional.
2. Procedimental: es la que se centra en el proceso. No nos interesa el resultado final de la decisión, sino que esta decisión se haya tomado con un proceso adecuado y con calidad. Al hablar de la calidad del proceso de toma de decisiones, tenemos una visión diferente de la ciencia. La ciencia pretende solucionar el problema, mientras que la racionalidad procedimental no asegura que el final sea el más adecuado, pero sí que el proceso sea de calidad.
En toda acción hay que tener en cuenta todos los atributos que afectan y definir cuáles son los más importantes (Ej. En la construcción de la línea de Muy Alta Tensión, se analizaron todos los atributos como la generación de empleo, el suministro de electricidad, los impactos generados…). Sin embargo, hay que definir los atributos importantes que justifiquen el porqué de la actuación.
En todos los problemas existen importantes preguntas:  ¿Quién tiene el poder para imponer un valor a una actuación? O ¿Quién tiene el poder para simplificar lo complejo? Esta última pregunta lógicamente existe cantidad de criterios por los cuales podemos justificar o rechazar una decisión o actuación. Sin embargo, de todas ellas tan solo se acaban considerando las más importantes.
El científico tiene su idea sobre el problema ya definida, pero cuando se trata de problemas con incertidumbre o de actuación urgente, hay que realizar un análisis multi-criterio.
El análisis multi-criterio está formado por tres fases previas antes de tomar la decisión final.
1. En la primera fase se hace la definición del problema y de los actores que se ven afectados y los que intervienen (tanto los que están a favor como los que están en contra).
2. En la segunda fase se hace la representación de las decisiones y de las alternativas al problema para ver si darán resultado.
3. En la última fase los científicos hacen la evaluación de las decisiones y de las alternativas al problema. Ellos nos dirán si hay beneficios o no se soluciona nada en las diferentes decisiones: si se genera empleo, se resuelve el problema, se genera impacto ambiental, si es económicamente viable… Una vez evaluadas las decisiones se establecerá un ranking para ver cuál es la mejor de ellas Por lo tanto, en el análisis multi-criterio estamos quitando poder a los científicos, ya que ellos evalúan las decisiones que previamente las han tomado otros actores.
En la racionalidad hay existencia de pre-orden. Este asume que: i.
Existe posibilidad de compensación. La compensación des de el punto de vista ambiental puede tener críticas, ya que permite que cualquier impacto ambiental o desaparición de especies, entre otros, pueda ser compensado económicamente. La compensación no no interesa ambientalmente.
Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle Para evitar la compensación se puede utilizar el veto. Esto es la capacidad de bloqueo, cosa que permite romper con las decisiones de la mayoría. Aunque haya mayoría en una decisión, si un agente realiza un veto, no se aplicará esa medida. Ambientalmente nos interesa evitar la compensación con el veto. Consistiría en poner condiciones de cumplimiento. Se aplican vetos para evitar la plena compensación.
ii.
iii.
Asume que la preferencia es transitiva. Esto es que si me gusta A más que B, y me gusta B más que C, por tanto me gusta A más que C.
Asume también que la indiferencia es transitiva. Los pequeños cambios graduales pueden conducirnos a un umbral donde notaremos cambios destacados. Esto se conoce como la paradoja de Luce.
Otro tema importantes determinar cuándo una alternativa es dominante sobre otra. Una alternativa domina sobre otra cuando todos los criterios son iguales menos en uno, el cual es mejor que en la otra alternativa. Para ello, hay que analizar todas las alternativas y ver que alternativa tiene mejores criterios.
Criterio 1 (C1) A D C B Criterio 2 (C2) La alternativa D se comporta mejor que las alternativas B y C, pero no podemos decir que sea mejor que la alternativa A, ya que esta es superior en un criterio, pero no en el otro.
No podemos eliminar las alternativas dominadas (en este caso B y C), ya que eliminar una alternativa implica que se ha tomado en cuenta todas las dimensiones relevantes y que hay umbrales de indiferencia. La alternativa eficiente es la alternativa que no es dominada.
Los resultados dependen de: a. La calidad de la información utilizada/disponible b. Los indicadores escogidos. ¿Qué representación de la realidad estamos usando?, ¿Qué interés se toman en cuenta? c. La dirección de cada indicador d. La importancia relativa de los indicadores. Para ello utilizamos pesos, para dar mayor importancia a aquellos indicadores que consideremos más importantes.
e. El método de agregación.
Evaluación multi-criterio Muchas veces en el análisis multi-criterio lo evaluamos como mono-criterio, donde tan solo se tiene en cuenta un criterio. Pasamos todos los criterios a uno solo. Esto suele pasar en los estudios de impacto ambiental. Para poder compensar los diferentes criterios se hace una normalización de los criterios, es decir, se da un valor numérico a los criterios cualitativos que hablan de la situación del indicador del criterio analizado. (Ej. Mucha erosión tiene un valor de Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle 90. Ahora este valor es comparable con otro criterio normalizado). Cuando los criterios comparten la naturaleza, no se pierde información. Pero cuando hay que normalizarlos, se puede perder información del criterio.
Además, este modelo asume plena compensación. El mal comportamiento de un criterio queda compensado por el buen comportamiento de otro criterio. En hacer la media de puntuación de los criterios, estamos compensando los criterios menos importantes, ya que un criterio puede tener un valor bajo y ser compensado por otro de valor alto. Ambientalmente no nos interesa, ya que no se busca la sostenibilidad.
También hay que considerar la Lógica difusa. Un elemento puede formar parte de un conjunto de otro. Por lo general, no tenemos criterios separados drásticamente. Hay una barrera difusa que cumple ambos conjuntos. No todo es blanco y negro. Hay transición donde se solapan las categorías. Así pues, los métodos de decisión se basan en la lógica difusa donde se solapan los criterios.
Para poder comparar criterios existen diferentes métodos. Uno de ellos es el método de superación. Este enfoque está basado en lo que Roy llama “axioma fundamental de comparabilidad parcial” (Roy, 1985); según este axioma, se pueden modelar las preferencias mediante cuatro relaciones binarias. Divide en fragmentos las preferencias: a.
b.
c.
d.
I (indiferencia) P (preferencia estricta) Q (gran preferencia) R (incomparabilidad) En resumen, estos modelos consisten en agrupar los criterios en una relación parcialmente binaria aSb (relación de superación) basada en los índices de concordancia y discordancia, y luego en “explotar” esta relación.
Además, para evitar dar un rol discriminativo a diferencias que casi no tienen importancia, se introducen umbrales de indiferencia y de preferencia Dentro de este tipo de método, encontramos diferentes teoremas. Nosotros explicaremos el teorema de ELECTRE.
Las alternativas las comparamos por parejas y analizamos las relaciones. Para ello se establece los criterios de: - - Concordancia: el límite de concordancia nos dice el número de criterios que comparten preferencias. En el coste-beneficio simplemente se suman los beneficios y se compara con el coste. En el multi-criterio hay un factor que compara las preferencias y pone un límite por el cual se le acepta la alternativa.
Veto: el umbral de veto es no acepta diferencias mayores a una distancia entre una alternativa de dos criterios. Conseguimos evitar la compensación.
Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle - Indiferencia: el umbral de indiferencia nos marca el límite por el cual dos alternativas se comportan iguales bajo los mismos criterios. Nos marca la diferencia máxima que aceptamos, ya que se están comportando de la misma manera.
Ejemplo 1: Averigüe el ranking de estos cuatro estudiantes según sus notas en las diversas materias.
A B C D Historia 8 7 5 5 Biología 10 9 6 6 Matemáticas 6 7 6 6 Literatura 5 6 7 10 Filosofía 8 9 7 9 MAUT 37 38 31 36 Convergencia = 0,8 (4/5); Veto = 4; Indiferencia = 1; Preferencia = 2; Si comparamos los criterios por parejas, obtenemos estos resultados: C (a, b) = 5/5  aQb (a preferente b) C (b, a) = 5/5  bQa (b preferente a) aIb (son indiferentes) C (a, c) = 4/5  aQc (a preferente c) C (c, a) = 3/5  no cQa (c no preferente a) C (a, d) = 4/5  aRd (hay veto) C (b, c) = 5/5  bQc (b preferente c) C (c, b) = 2/5  no cQb (c no preferente b) C (c, d) = 3/5  no cQd (c no preferente d) C (d, c) = 5/5 dQc  (d preferente c) C (b, d) = 4/5  bRd (hay veto) aPc (a es preferente ante c) aRd (a y d no son comparables) bPc (b es preferente ante c) dPc (d es preferente ante c) bRd (b y d no son comparables) A B C D A pesar que las notas sean inferiores a la que comparamos, si no es superior al límite de indiferencia (I = 1), no existen diferencias y se consideran iguales.
Como que la materia que sale perdiendo a (literatura) tiene una diferencia de 5 (veto = 4), se puede aplicar el veto haciendo incomparables las alternativa, a pesar de que tenga 4/5.
Nota: El veto se aplica cuando la variable que analizamos es inferior a la comparada al rango fijado. En biología (a, c) es rango 4, pero no se aplica el veto, ya que la variable “a” no se siente perjudicada. En cambio si comparamos (c, a) la diferencia también es de 4, pero ahora la variable “c” sí que es perjudicada, ya que se comporta peor y se puede aplicar veto. Es para evitar compensación.
Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle Cuando tenemos problemas en el análisis multi-criterio, como la incomparabilidad, es que algo está fallando y las alternativas no están bien definidas.
Ejemplo 2: Resuelve el siguiente problema de multi-criterio discreto (Electre): A B C Coste 100.000 115.000 130.000 Impacto ambiental Moderado Malo Bueno Empleo 85 120 100 Impacto social Moderado Bueno Moderado Ten en cuenta los umbrales y pesos: Indicador 1 Indicador 2 Indicador 3 Umbral W1= 0.3 W2= 0.3 W3= 0.2 Indiferencia I1= 5.000 I2= ------I3= 15 Veto V1= 30.000 V2= -------V3= 30 Indicador 4 W4= 0.2 I4= ------- V4= -------- Concordancia C = 0.7 La valoración multi-criterio se complica cuando:  Mezclamos indicadores de diferentes categorías (cuantitativas y cualitativas).
 En una categoría tenemos diferentes unidades de medida (€ y nº empleados).
Podemos tener diferentes vetos para las diferentes unidades de medida. No podemos establecer veto para criterios cualitativos. Solo hay vetos para indicadores cuantitativos. Los umbrales siguen la misma lógica. Solo cuando los indicadores son cuantitativos. Esto se debe a que los indicadores cualitativos son subjetivos y dependen de la persona (“lo que es bueno para uno, para el otro quizá no lo es”).
Los pesos nos indican la importancia relativa de los criterios. Qué criterios son más relevantes que otros. Estos nos cambian la relación de superioridad. Cada criterio tiene un peso establecido (Ej. W1 = 0,3…). La suma de los pesos de los criterios que están a favor de una alternativa ha de superar el límite de concordancia para que sea preferente ante otra.
C (a, b) = 0,6  no aQb (a no preferente b) aRb (a y b no son comparables) C (a, c) = 0,7  aQc (a preferente c) C (c, a) = 0,7  cQa (c preferente a) C (b, c) = 0,7  bQc (b preferente c) C (c, b) = 0,3  no cQb (c no preferente b) aRc (a y c no son comparables. Hay veto) A bPc (b es preferente ante c) B C Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle Ejemplo 3: Resuelve el siguiente problema de multi-criterio discreto: Tenemos que elegir entre tres lugares posibles para una estación de tren. La matriz con los datos necesarios para resolver el problema es: Beneficios económicos Daño ambiental Nº de pasajeros 10.000.000 8.000.000 12.000.000 Alto Bajo Moderado 500.000 350.000 450.000 A B C Belleza arquitectónica Ten en cuenta los siguientes umbrales y pesos: Indicador 1 Indicador 2 Indicador 3 Umbral W1= 0.2 W2= 0.3 W3= 0.2 Indiferencia I1= 1.000.000 I2= ------I3= 25.000 Veto V1= 3.000.000 V2= -------V3= 200.000 Indicador 4 W4= 0.3 I4= ------- V4= -------- Concordancia C = 0.6 Tenemos indicadores cuantitativos (€ y nº de pasajeros), indicadores cualitativos (daño ambiental) y indicadores de belleza estética.
C (a, b) = 0,4  no aQb (a no preferente b) C (b, a) = 0,6  bQa (b preferente a) bPa (b es preferente ante a) C (a, c) = 0,2  no aQc (a no preferente c) C (c, a) = 0,8  cQa (c preferente a) C (b, c) = 0,6  hay veto B bRc A cPa (c es preferente ante a) bRc (b y c no son comparables) B C En cada caso que haya concordancia miramos en los criterios que se comportan peor para ver si podemos aplicar veto.
B y C son preferidas ante A, pero no podemos decir nada de la relación b-c. Esto se debe a que nos faltan criterios e información importante de las alternativas. Es por eso que no se pueden comparar. Por lo tanto, la participación de la población es tan importante, para ver otros criterios y ampliar la información. En caso de incomparabilidad (en el mundo real) hay que buscar más criterios.
La participación ciudadana es importante en el análisis multi-criterio. Existen diferentes métodos de participación: a. Grupos de focos: asociación de 5-10 personas dirigidas por un moderador donde se debate un tema determinado. Los participantes son de diferentes ideologías. El moderador ha de hacer que sea dinámico, establecer preguntas clave y dirigir el grupo. Al final, se les pide la conclusión del debate. Así se conoce la opinión de una pequeña parte de la sociedad. Es un estudio cualitativo.
Economia dels recursos naturals Alejandro Batlle b. Entrevistas a fondo: consiste en realizar preguntas sobre un tema a un especialista o entendido del tema. La entrevista es larga y tiene el objetivo de conocer la opinión del entrevistado. Es un estudio cualitativo.
c. Encuestas: es una representación cuantitativa de la opinión de la población.
d. Jurado ciudadano: la ciudadanía toma la decisión de la resolución de una sentencia sobre un caso. La resolución es vinculante.
Todos estos métodos son herramientas de participación de los ciudadanos para involucrarlos y conocer la opinión de la sociedad. Muchos políticos realizan estos estudios.
Son métodos que cuesta interpretarlos, cuesta dinero y requiere tiempo. Son métodos que se hacen antes de una actuación para ver si es relevante o no en la población.
Por otro lado, se ha de establecer quién puede participar. Esta decisión es importante, ya que no siempre puede participar todo el mundo. A veces solo hace falta conocer la opinión de los afectados e involucrados al conflicto.
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