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El cambio climático está provocando alteraciones en los sistemas naturales, económicos y sociales. Ante esto, hay una necesidad de los gobiernos locales por adaptarse a las nuevas condiciones del clima con la implementación de medidas que pueden ser de diverso tipo: estructurales, sociales e institucionales; las cuales tienen costos de inversión asociados y diferentes grados de efectividad para la reducción de impactos, ya sea en el corto o el largo plazo. Esta tesis propone un modelo de decisión para seleccionar las medidas a implementar, se desarrolla en dos etapas: la primera es un análisis territorial para identificar necesidades de adaptación según las amenazas naturales que pueden ocurrir en un territorio y sus impactos asociados en cuanto a infraestructura, ambiente, economía y sociedad. De acuerdo con las necesidades territoriales, se lista el conjunto de medidas sujeto a análisis. La segunda etapa es de formulación y desarrollo del modelo, para tal fin se exploraron dos estrategias de modelización, la primera con el método de análisis multicriterio ANP y la segunda con optimización combinatoria. La estrategia que mejor recogió los requerimientos del problema fue la segunda, en tanto integra en un solo modelo de decisión las preferencias de un decisor respecto a los criterios de evaluación, asimismo, permite elegir las medidas que maximizan la efectividad para reducir impactos por riesgo climático e incorporar restricciones asociadas a la disponibilidad de recursos locales y a las relaciones que puede haber entre las medidas, como precondición, facilitación, sinergia y contradicción. Abstract: Climate change is causing alterations in the natural, economic and social systems. Given this, there is a need for local governments to adapt to the new climate conditions with the implementation of measures that can be of different types: structural, social and institutional; which have associated investment costs and different degrees of effectiveness to reduce impacts, either in the short or the long term. This thesis proposes a decision model to select adaptation measures, it is developed in two stages: the first is a territorial analysis to identify adaptation needs according to the natural hazards that can occur in a territory and its associated impacts in terms of infrastructure, environment, economy and society. According to the territorial needs, the set of measures subject to analysis is listed. The second stage is the formulation and development of the decision model, for this purpose, two modeling strategies were explored, the first one with ANP multicriteria analysis method and second one with combinatorial optimization. The strategy that best captured the requirements of the problem was the second one, since it integrates in a single decision model the preferences of a decision maker with respect to the evaluation criteria, it also allows choosing the measures that maximize the effectiveness to reduce impacts by climatic risk, and incorporating constraints associated with the availability of local resources and the relationships that may exist between the measures, such as precondition, facilitation, synergy and contradiction Maestría

Los servicios complementarios son aquéllos asociados a la generación, transporte y distribución de energía eléctrica que permiten establecer un determinado nivel de seguridad, calidad y eficiencia en el suministro. Los servicios complementarios, definidos como fundamentales en la operación de cualquier sistema eléctrico, son los servicios de arranque autónomo, control de tensión y control de frecuencia. En esta tesis se presenta una evaluación de dichos servicios complementarios, teniendo en cuenta los siguientes elementos principales: los fundamentos técnicos de cada servicio complementario, la evaluación de costos relacionada con la implementación y provisión de cada servicio y el análisis de posibles opciones de mercado en el ámbito nacional que permitan una contratación eficiente y una remuneración justa. La evaluación se hizo utilizando Dinámica de Sistemas y herramientas de simulación de redes eléctricas tales como MATLAB y NEPLAN Abstract : Ancillary services are those associated with the generation, transmission and distribution of electric power that allow establishing certain level of supply safety, quality and efficiency. Ancillary services, defined as essential in the operation of any electrical system, comprise blackstart, voltage and frequency control services. This thesis presents an evaluation of the before mentioned ancillary services, taking into account the following elements: technical foundations for each ancillary service, evaluation of the costs related to implementation and the provision of each ancillary service, and the analysis of possible national market options that enable efficient procurement and fair remuneration. Said evaluation was done using System Dynamics and simulation tools such as MATLAB grids and NEPLAN Doctorado

El mercado bursátil de Colombia, la Bolsa de Valores de Colombia (BVC); en el año 2009 sufrió una modificación en su estructura que plantea nuevas reglas y mecanismos de negociación de acciones. Dado el alto impacto financiero que poseen los mercados bursátiles dentro de la región donde están localizados, se presenta la necesidad de llevar a cabo el análisis de la dinámica que posee un mercado bursátil con unas características particulares a nivel de estructura, la cual se basa en el modelo de negociación planteado por la BVC. Para esto, se realiza la caracterización de dos aspectos claves, ya que su interacción en el tiempo determina la dinámica misma del mercado. El primero es la estructura del mercado que está basado en una combinación dinámica de dos tipos de sesiones de negociación, call market y continuous, en donde a través del tiempo se puede intercambiar entre ambos tipos de sesiones según las condiciones del mercado lo requieran. El segundo aspecto son los comportamientos de los participantes del mercado, los procesos que llevan a cabo y la información requerida para tomar sus decisiones de inversión. Para llevar a cabo el análisis de la dinámica del mercado, se desarrolla un modelo basado en agentes cuyas características metodológicas lo hacen adecuado para el problema abordado en esta tesis. Se realiza una serie de experimentos de simulación sobre el modelo construido, que permiten observar el impacto sobre la dinámica del mercado que tiene la estructura de negociación y los comportamientos de los participantes. Encontrando que es este segundo factor el que tiene mayor impacto, en donde no solo la variación en la cantidad de participantes, sino el tipo de estrategias que usan tienen efectos notorios sobre el mercado. Igualmente el desarrollo del modelo permitió el análisis a través de simulaciones de cambios en la estructura del mercado, mostrando el impacto de los mismos sobre el comportamiento del mercado./Abstract. Colombia’s financial market, the Bolsa de Valores de Colombia (BVC), in 2009 suffered a change in its structure that makes new rules and mechanisms for stock trading. Given the high financial impact that have financial markets in the region where they are located, the need arises to perform the analysis of the dynamic that has a financial market with specific characteristics in terms of structure, which is based on the trading model proposed by the BVC. To aim this, we performed the characterization of two key aspects, as their interaction in time determines the dynamic of the market. The first one is the market structure, which is based on a dynamic combination of two types of trading sessions, call market and continuous, in which over time can be exchanged among both types of sessions according to market conditions require. The second aspect is the behaviors of market participant, the processes carried out and the information required to make their investment decisions. To perform the analysis of the market dynamic, we develop an agent-based model whose methodological characteristics make it suitable for the problem addressed in this thesis. We performed a series of simulation experiments on the model built that allow observe the impact on market dynamic that have the trading structure and behavior of participants. Finding that it is this second factor has the greatest impact, where no only the variation in the number of participants, but in the type of strategies they use have significant effects on the market. Also the develop of the model allowed the analysis through simulations of changes in market structure, showing the impact of these on the behavior of the market. Maestría

El siguiente trabajo investigativo tiene como objetivo analizar el impacto sobre el beneficio social a partir de la evaluación de tres esquemas alternativos tarifarios: primer bloque gratis (PBG), tarifa bloques crecientes (TBC) y tarifa diferenciada por volumen (TDV). El análisis se realiza para un caso de estudio en el sector residencial de la ciudad de Medellín, se propone como herramienta de modelado la dinámica de sistemas para evaluar las implicaciones que trae consigo un cambio tarifario. Dado que los hogares necesitan los subsidios para poder tener mayores posibilidades de acceso a bienes y servicios, ya que un hogar promedio para garantizar el consumo de electricidad debe reservar una parte del ingreso mensualmente para el consumo de este bien aunque esto signifique sacrificar otros (Medina et al, 2008), (Ramírez et al, 2009). El modelo propuesto concluye sobre una serie de indicadores: capacidad de pago, consumo electricidad, desbalance subsidios vs aportes, desconectados y beneficio social./Abstract. The following research paper is to analyze the impact on the social benefit from the evaluation of three alternative tariff schemes: first free block (PBG), increasing block rate (TBC) and differentiated rate by volumen (TDV). The analysis is performed for a case study in the residential sector of the city of Medellin, is proposed as a tool for system dynamics modeling to assess the implications that result in a rate change. Given that households need subsidies in order to have greater access to goods and services, as the average household to ensure electricity consumption must reserve a portion of monthly income for consumption of the goods even if it means sacrificing other (Medina et al, 2008), (Ramirez et al, 2009). The proposed model concludes on a number of indicators: ability to pay, electricity consumption, subsidies vs. unbalanced inputs, disconnected and social benefit. Maestría

Este trabajo contiene inicialmente la identificación de las características y limitaciones de la industria de software colombiana, seguida de una revisión del estado del arte en el estudio de las capacidades de innovación y ventajas comparativas desde la perspectiva de dinámica de sistemas, teniendo en cuenta diferentes elementos teóricos que conforman la industria del software. Estos elementos fueron integrados en un modelo de dinámica de sistemas que permite explicar el fenómeno de surgimiento y crecimiento de la industria de software en Colombia; país cuyas firmas ingresaron tardíamente al mercado de software. El modelo propuesto consiste en una adaptación al caso colombiano del modelo general para el crecimiento y surgimiento de las empresas de software en países de ingreso tardío propuesto por (Perez, 2005). El objetivo de la adaptación del modelo es evaluar los efectos de las capacidades de innovación, a nivel de firma, y las ventajas comparativas, a nivel país, sobre las ventas y los beneficios en la industria de Software en Colombia. La metodología utilizada por (Perez, 2005) para el modelamiento es Dinámica de Sistemas. Esta herramienta permite hacer un análisis prospectivo mediante la simulación de escenarios base, óptimos y extremos, teniendo en cuenta las variables relacionadas con las capacidades de innovación y las ventajas comparativas. A partir de las simulaciones y los escenarios analizados se concluyó que las firmas de software en Colombia poseen un bajo nivel de capacidad, y por lo tanto, se requiere una mayor inversión por parte de las firmas, ya que un aumento de la inversión en capacidades de innovación influye positivamente en el crecimiento de las ventas domésticas y los beneficios que obtienen las firmas por éstas. Igualmente, las ventas en el mercado internacional se pueden ver influenciadas por el incremento de factores que definen las ventajas comparativas del país./Abstract. This work contains an identification of the characteristics and limitations of the Software Industry in Colombia, followed by a review of the state-of-the-art in the study of innovation capabilities and comparative advantages from a systems dynamics perspective. This review contemplates several theoretical aspects that constitute the software industry and that were integrated into a systems dynamic model. This model explains the emerging and growing phenomenon of software industry in Colombia, whose software firms entered late in the software market. The proposed model is an adaptation to colombian case of the general model for emerging and growing phenomenon of software industry in late-entry countries proposed by (Perez, 2005). The model aims to evaluate the effects of innovation capabilities at firm level, and comparative advantages at country level, over sales and profits in the software industry in Colombia. In so doing, systems dynamics was used as a tool, because it allows a prospective analysis by the simulation of base, optimal and extreme scenarios, considering variables related to the innovation capabilities and comparative advantages. From the simulations and discussed scenarios, we concluded that software firms in Colombia have a low level of capacity and therefore, firms require greater investment, since an increase in the investment of innovation capabilities influences positively the growth of domestic sales and the profits obtained by these firms. Similarly, sales in the international market may be influenced by the increase in factors that define the country's comparative advantages. Maestría

Uno de los problemas más conocidos y costosos en las Cadenas de Abastecimiento se puede presentar ante la escasez de un producto en algún eslabón de la cadena. Este problema es caracterizado por el aumento de la variabilidad en las órdenes a medida que éstas se mueven a lo largo de la cadena. En esta tesis se investiga la forma en que un cliente intermedio (mayorista), enfrentando aumentos en la demanda del cliente final (minoristas), realiza sus pedidos a su único proveedor. Este proveedor cuenta con un producto único, limitado y escaso. El problema se analiza en primer lugar, utilizando un diagrama causal y luego desarrollando un modelo matemático de dinámica de sistemas que describe el problema de los clientes finales inflando órdenes y el proveedor invirtiendo en capacidad. Posteriormente, se presenta el comportamiento básico del modelo y se discute la validación este. En la segunda parte, se desarrolla un experimento con base en el modelo de simulación. El experimento estudia las decisiones de personas realizando pedidos a sus proveedores, en una Cadena de Abastecimiento con un único proveedor y un producto único e insustituible. Posteriormente se determinan las trayectorias de decisiones óptimas para el modelo, que proporcionan un punto de referencia para comparar las decisiones reales de los sujetos en cada uno de los diferentes casos que serán estudiados. Los resultados experimentales muestran que los clientes mayoristas cuando enfrentan agotados de sus productos tienden a inflar sus pedidos por encima de lo percibido, en especial cuando el sistema en el cual toman sus decisiones cuenta con mayores retardos. Finalmente, los análisis estadísticos desarrollados muestran que la heurística propuesta tiene un buen ajuste comparado con los resultados experimentales./Abstract. A frequent and costly source of problems in supply chains takes place when retailers compete for scarce supply. This problem is characterized by the variability of orders as they move upstream in a supply chain. This thesis investigates the challenging task of a retailer making order decisions when faced with limited supply and a surge in demand. First, I describe the problem of retailers inflated orders using a causal loop diagram and then develop a formal system dynamics simulation model. I then present the base case behavior of the model and discuss model validation. Next, I develop an experimental environment to test the actual behavior of subjects making such order decisions. A normative optimal result for the model provides a benchmark to compare with subjects decisions. Finally, results from different treatments contribute to the human behavior understanding when they face any shortfall in their products, allowing me to conclude that longer delays complicate subjects’ order decision. Finally, the statistical analysis shows a good fit between the model and the experimental results. Maestría

La volatilidad y las fluctuaciones del precio del café afectan las decisiones de inversión y los ingresos de más de medio millón de pequeños caficultores en Colombia. Debido a que los ingresos de las familias caficultoras dependen del cultivo de café, éste comportamiento del precio también afecta la calidad de vida de los caficultores. En esta tesis se plantean diferentes esquemas estratégicos de inversión para los caficultores. Los esquemas estratégicos están basados en las estrategias genéricas de Porter y en estrategias de diversificación. Se analiza el efecto a largo plazo de los esquemas estratégicos sobre los ingresos de los caficultores a través de un modelo de dinámica de sistemas, teniendo en cuenta diferentes escenarios en cuanto a precios del café y costos de producción. Los experimentos de simulación muestran apropiado la renovación cada seis años por lotes como estrategia para la estabilización y el aumento de la producción de café, consistente con la recomendación de la Federación Nacional de Cafeteros – FNC-. Adicionalmente, se recomienda la diversificación de cultivos para reducir la dependencia al precio del café y para aumentar los ingresos de los pequeños caficultores. El modelo fue convertido en un micromundo, el cual puede ser utilizado en el desarrollo de cursos de estrategia de inversión a pequeños caficultores en Colombia. Además, tanto el modelo como el micromundo pueden ser utilizados por un grupo de expertos, como la FNC, para observar el impacto de otras estrategias de inversión sobre los ingresos de los pequeños caficultores./Abstract: The volatility and the fluctuations of the coffee price affect investment decisions and the income of more than a half million of small coffee farmers in Colombia. Since coffee farmers´ income depends on the coffee crop, the behavior of the coffee price also affects the quality of life of the coffee farmers. This thesis proposes different strategies of investment for coffee farmers. These strategies are based on Porter´s generic strategies and diversification strategies. We analyze the effect of these strategies on the coffee farmers´ income in a long term basis. We use a System Dynamics model to simulate different scenarios, such as changes of coffee price and costs of coffee production. The results of different simulations suggest that is appropriate the use of the strategy of coffee plants renovation every six year per plot, in order to stabilize and raise the production of coffee, which is consistent with the recommendation of the Colombian Coffee Growers Federation. It also suggests the diversification of crops as good way to reduce the dependency of the farmers´ income from the coffee price and to raise their income. We built a microworld using the system dynamics model. This microworld can be used for learning purposes, for example in training courses of investment strategies for small coffee farmers in Colombia. Furthermore, both the simulation model and the microworld can be used by experts to test the impact of new investment strategies on the small coffee farmers´ income. Maestría

El presente trabajo utiliza la dinámica de sistemas para caracterizar la operación de una Administradora de Riesgo Profesionales, así como plantear posibles escenarios respecto a cambios que se esperan para el Sistema General de Riesgos Profesionales en Colombia. Los cambios mencionados son la inclusión de un nuevo tipo de accidente denominado en trayecto, la posibilidad de cambiar la tasa con la cual cotizan las empresas al Sistema de Riesgos Profesionales y el impacto que la evolución del empleo tiene en la operación de la ARP. Se concluye que en la operación de la ARP existe una cantidad importante de características complejas, que hacen necesaria la utilización de metodologías como la dinámica de sistemas que sean complemento a aquellas utilizadas tradicionalmente en la administración. Desde el punto de vista de los cambios esperados, se observa que la evolución de empleo en el país representa un aspecto fundamental dentro de la operación de la ARP, dado que impacta directamente la cantidad de trabajadores afiliados y a través de ellos los ingresos. Adicionalmente con la modificación en la tasa de cotización tanto ingresos como pagos disminuyen aunque en diferente cuantía, de forma que no se compensa el impacto del cambio y el resultado de la operación disminuye. La inclusión de un nuevo tipo de accidente incrementa de forma importante los pagos y reservas, esto afecta el resultado de la operación de la ARP. Por último se propone este tipo de modelos como una alternativa en el trabajo académico que se realiza actualmente en Seguridad Social. / Abstract. The thesis uses System Dynamics to model the operational cycle of a workers’ compensation insurer in Colombia. We simulated different scenarios related to exogenous shocks which are expected in the Occupational Risk System in Colombia. These shocks are the introduction of the commuting accidents, the modification of the payment rate and the evaluation of some employment scenarios. We concluded that the operational cycle of a workers’ compensation insurer has different feedback loops, time delays and non-linearities which affect the understanding of the system. For that reason, we developed a System Dynamics model as a tool to understand the system and complement other tools which managers tend to use; thereafter, we simulated different scenarios. With respect to the shocks, we concluded that employment impacts income through the amount of workers which are affiliates, and income is a very important variable to define the insurer’s results. The modification of the payment rate affects both the amount of income which the insurer receives and the payments which the insurer must ensure to affiliates. However, the decrease in income is stronger than payments and for that reason the insurer’s result is worse if it is compare with the scenario without modification. The introduction of commuting accident increases the amount of payments that the insurer must ensure to affiliates and consequently the insurer’s result decreases. Finally, we proposed the methodology used in this thesis as an alternative for academic work in Social Security in Colombia. Maestría

Este trabajo describe un experimento de laboratorio del sector generador de electricidad de un mercado eléctrico desregulado para estudiar el efecto de la utilización de capacidad variable o mothballing sobre la dinámica del mercado. Este mercado experimental es más cercano a la realidad que mercados experimentales previos porque introduce decisiones de utilización de capacidad, las cuales pueden ser una fuente potencial de tendencias cíclicas como lo muestran modelos de simulación en otros commodities. Se corren 12 mercados experimentales en dos tratamientos: (i) utilización de capacidad plena, donde los participantes toman decisiones de inversión, y (ii) utilización de capacidad variable, donde los participantes toman decisiones de inversión y de utilización de capacidad. Pruebas estadísticas llevadas a cabo sobre los resultados experimentales y pruebas de simulación llevadas a cabo con reglas de decisión estimadas a partir de los resultados experimentales muestran un comportamiento cíclico en el primer tratamiento. Por el contrario, tales pruebas muestran un comportamiento más estable y precios más altos en el segundo tratamiento, sugiriendo que variar la utilización de capacidad favorece la estabilización del mercado en lugar de un comportamiento cíclico. Finalmente, se discuten algunas implicaciones de tales hallazgos y trabajos futuros. / Abstract: This work describes a laboratory experiment of the power generating sector of a deregulated electricity market to study the effect of variable capacity utilization or mothballing over market dynamics. This experimental market is closer to reality than previous experimental markets because it introduces capacity utilization decisions, which may be a potential source of cyclical instabilities as shown by simulation models in other commodities. We run 12 experimental markets involving two treatments: (i) full capacity utilization, where subjects make investment decisions, and (ii) variable capacity utilization, where subjects make both investment and capacity utilization decisions. Statistical tests performed over experimental data and simulation tests run with decision rules estimated from experimental data show a cyclical behavior in the first treatment. Conversely, such tests show a more stable market behavior and higher prices in the second treatment, suggesting that varying capacity utilization favors stability rather than a cyclical behavior. Finally, some implications of such findings and further works are discussed. Maestría

El trabajo tiene como propósito presentar la exploración de la problemática alrededor de las Pyme colombianas quienes hacen visible la necesidad de incorporar conocimiento dentro de sus procesos de gestión. Paralelamente, se presentan los micromundos como herramienta que facilita el aprendizaje en las organizaciones soportados en modelos de dinámica de sistemas. La revisión de la literatura más relevante acerca de micromundos permite identificar una serie de oportunidades en el campo de aplicación de las Pyme y en el desarrollo de programas de aprendizaje soportados en micromundos pues se encuentra que hay una carencia de herramientas de este tipo que estén orientadas al aprendizaje de estrategias de crecimiento. Se desarrolla un micromundo orientado a soportar la administración del crecimiento por penetración de mercados en pequeños negocios, basado en un modelo de dinámica de sistemas genérico debidamente validado. / Abstract: The work aims to present the exploration of issues around Colombian SMEs who make visible the need to incorporate knowledge within their management processes. Simultaneously, it is presented microworlds as tools that facilitate learning in organizations supported by system dynamics models. The most relevant literature review about microworlds identifies a number of opportunities in the scope of SMEs and in the development of learning programs supported in microworlds since there is a lack of such tools that are aimed at growth strategies learning. It is developed a microworld oriented to support growth management by market penetration in small firms, based on a generic system dynamic model properly validated. Maestría