Estudio de la estabilidad y de las bifurcaciones de los equilibrios de un sistema dinámico. Aplicación al mercado cervecero español

E STUDIOS DE ECONOMÍA APLICADA VOL. 25-1, 2007. P ÁGS. 419-452 Estudio De La Estabilidad Y De Las Bifurcaciones De Los Equilibrios De Un Sistema Dinámico. Aplicación Al Mercado Cervecero Español VELASCO MORENTE, F.*, NADAL MORALES, P.*, GONZÁLEZ ABRIL, L.*, VÍLCHEZ LOBATO, M. L.** *Grupo COSDE. Universidad de Sevilla. Dpto. Economía Aplicada I. Avda. Ramón y Cajal, 1. 41018 Sevilla. **Universidad de Huelva. Dpto. de Economía General y Estadística. Plaza de la Merced, 11. 21071 Huelva. E-mails: [email protected], [email protected], [email protected] - [email protected] RESUMEN En este trabajo estudiamos la existencia de bifurcaciones de codimensión uno en un modelo dinámico económico, en tiempo discreto, que relaciona el mercado actual y potencial de una colectividad cualquiera. En primer lugar, se establecen condiciones necesarias y sufi cientes para la estabilidad del único equilibrio del sistema, en función de los parámetros económicos del modelo. Esto nos permite la clasifi cación de dicho equilibrio en el espacio paramétrico. En este contexto, la estabilidad estructural es un punto clave a estudiar, esto es, si las propiedades dinámicas cualitativas del sistema persisten bajo pequeñas perturbaciones en su estructura. Este es el primer paso en el análisis de bifurcaciones. Los valores de los parámetros para los cuales el sistema no es estructuralmente estable, reciben el nombre de valores de bifurcación. Es por ello que en segundo lugar se analizan los cambios en el número y/o la estabilidad de los equilibrios del sistema, conforme a variaciones en los parámetros del mismo, centrando la atención en las bifurcaciones de codimensión 1 (Flip, Fold y Neimark-Sacker). Finalmente, se estudia el caso del mercado cervecero español, considerando como referencia la marca San Miguel. Se analiza su evolución y se da la interpretación económica de los resultados obtenidos. Palabras claves: Estabilidad, Bifurcación de codimensión 1, Mercado cervecero español. Stability and bifurcations in a dynamical model of current and potential market. An application to the Spanish beer market ABSTRACT This paper deals with the theory of codimension one bifurcations applied to a discrete-time economic dynamic model, that relates the current and potential market of a collective anyone. First, some necessary and suffi cient conditions are established for the stability of the only stationary state of the system, according to the values of the economic parameters of the model. This allow us to classify the equilibrium point in a parametric space. In this context, structural stability is a key point to study, that is, if the qualitative dynamic properties of the system persist when its structure is perturbed. The study of the structural stability is the fi rst step to follow in the analysis of the bifurcations lying in the system. The values of the parameters for which the system is not structurally stable are called bifurcation values. So secondly, changes in the number and/or the stability of stationay states are analyzed, focussing our attention on codimension one bifurcations (Flip, Fold and Neimark-Sacker bifurcations). Finally, a numerical example is presented where results are applied to the Spanish beer market. A time evolution analysis is made and we give economic sense to the obtained results. Keywords: Stability, Codimension one bifurcation, Spanish brewer market. Articulo recibido en Septiembre de 2005 y aceptado para su publicación en Enero de 2007. Artículo disponible en versión lectrónica en la página www.revista-eea.net, ref.: -25112. ISSN 1697-5731 (online) – ISSN 1133-3197 (print) Clasifi cación JEL: C61,C62, M39. 420 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 1. INTRODUCCIÓN Si hacemos referencia a una organización en cualquier sector económico, encontramos que un determinado producto del mercado posee, en un instante de tiempo dado, una cuota de participación, o lo que es lo mismo, tiene un determinado nivel de demanda, que es consecuencia de las compras que realizan sus clientes actuales. A su vez, existe para esta organización un mercado de clientes potenciales, compuesto por aquellos que compran a organizaciones competidoras y por otros, que teóricamente podrían ser clientes del producto pero que no lo son. El mercado actual de la organización, en cada instante de tiempo, tendrá un determinado nivel de las relaciones de intercambio con el entorno y del propio esfuerzo de marketing que se realice. Los efectos positivos para la organización se traducen en un incremento de la demanda o lo que es lo mismo en un mayor acercamiento al mercado potencial. Este movimiento entre mercado potencial y actual, en cada instante de tiempo, constituye un modelo dinámico defi nido básicamente por las variaciones en el crecimiento, positivo o negativo, de clientes actuales y potenciales del producto del mercado y de la organización. Por otro lado, es conocido que una parte importante de la información sobre la disponibilidad, precio y calidad de un producto viene dada por la interacción con otros individuos, más que por la información directa y la persuasión del vendedor. La facilidad con la que se pueden adquirir productos o servicios nuevos, que interactúan con otros menos innovadores, y la información verbal pueden infl uir en la decisión que se tome de la compra. En otras palabras, los fl ujos de información puros y la reputación juegan un papel muy importante en las ventas reiteradas de productos. Por todo ello en el diseño del sistema dinámico, consideraremos una población compuesta de clientes actuales y potenciales de un producto o servicio. Se supone que ningún comprador potencial comprará el producto espontáneamente y que la población es homogénea. La intensidad de los contactos del cliente potencial con compras anteriores infl uye en la transformación de un individuo de “comprador potencial” a “comprador efectivo”. Se considera que hay una “comunicación sucesiva” entre un cliente potencial y un usuario real que suministra un estímulo extra para realizar una buena compra. Sin embargo, después de un periodo de tiempo, algunos usuarios dejan de comprar el producto y se convierten en pasivos, por ello, asumimos una “ley de realimentación” de publicidad que resulta de un teorema de Dorfman-Steiner en el que se afi rma que la razón de dólar de publicidad a dólar de venta es igual a la razón de elasticidad de la demanda de publicidad a elasticidad negativa del precio y de aquí, se sigue que si las dos elasticidades son constantes, la razón óptima de publicidad a ventas permanece constante. En el estudio de la estabilidad en los sistemas dinámicos es de vital importancia conocer cuál es la región paramétrica en la que dicho sistema tiene un comportamien- to estable o inestable. En el ámbito de la economía, los trabajos de Tse et al.(1994), 421 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 Nagurney et al. (1996), Dong et al (1996), Jooster (1996), Perrings (1998), Bischi et al (2001), Vílchez et al. (2004), Landa y Velasco (2004) y Mitra y Nishimura (2005) entre otros, son ejemplos al respecto. Por otro lado, las organizaciones mercantiles pueden mantener sus cuotas de mercado en equilibrio durante determinados períodos de tiempo. Sin embargo, esto no signifi ca que esta situación de equilibrio sea permanente, ya que la estrategia de cada organización competitiva, en un mercado de referencia y para cualquier producto de ese mercado, ha de ir encaminada a conseguir una cuota de mercado lo más elevada posible. Aunque no es menos cierto que cualquier comportamiento competitivo encaminado a conseguir ese objetivo, será respondido por las organizaciones competidoras que defenderán sus respectivas posiciones de mercado. Por ello, un entorno agresivo, un esfuerzo de marketing mal orientado u otras causas desconocidas, hacen que las posiciones conseguidas por cada organización competitiva no permanezcan, necesariamente, en equilibrio estable. De lo anterior se deduce que para cualquier organización es importante conocer con antelación si su devenir, en un entorno dado y para un determinado producto, va a pasar por aumentos o disminuciones de su cuota de mercado, de forma cíclica o, en su caso, si no va a ser así. En los trabajos de Velasco et al. (2002), Vilchez et al. (2002), Vilchez et al (2003), Vilchez et al (2004) o Landa y Velasco (2004) se encuentran recogidos ejemplos en los que se estudian bifurcaciones que provocan estos comportamientos cíclicos en modelos dinámicos económicos en tiempo continuo. En este trabajo, se presenta un modelo dinámico económico y se analiza bajo qué condiciones, si se realizan pequeñas variaciones en los parámetros del modelo, el comportamiento de las trayectorias va a ser cualitativamente diferente en un entorno del punto fi jo o de equilibrio. En particular, se estudian la estabilidad y bifurcaciones del modelo referido al mercado cervecero español. El resto del artículo está estructurado como sigue: en la sección segunda se presenta el modelo en tiempo continuo propuesto por Feichtinger (1992) y ampliado por Landa y Velasco (2004) y se lleva a cabo la discretización del mismo. A continuación en la sección tercera, obtenemos condiciones necesarias y sufi cientes para la estabilidad del único equilibrio del sistema, las cuales nos permiten determinar la naturaleza del mismo. En la sección cuarta introducimos el concepto de bifurcación y de codimensión en un sistema dinámico (Kuznetsov 1998) y estudiamos las bifurcaciones de codimensión 1 presentes en el modelo. Se fi naliza con una sección de conclusiones y trabajo futuro. 2. EL MODELO Según Feichtinger (1992) el mercado de un determinado producto se divide en clientes potenciales y actuales. Además, el número de clientes potenciales que comprarán 422 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 el producto y se harán clientes en algún intervalo corto de tiempo es proporcional al número actual de compradores potenciales, al número de clientes actuales y a la longitud del intervalo considerado. A esta constante de proporcionalidad se le llama tasa de contacto global y se puede incrementar llevando a cabo un aumento en los gastos de publicidad. Por este motivo se suele identifi car la tasa de contacto con los gastos de publicidad en un momento t y se representa por a(t). Se asume, además, que los clientes actuales cambian a una marca rival en una proporción b (no dependiente del tiempo), aunque es cierto que las subidas de ventas de artículos semejantes de otras marcas o fi rmas afi nes infl uyen sobre el valor del parámetro, ya que los individuos pueden volver al producto original o permanecer en el grupo de los clientes potenciales. Por último, se considera que algunos clientes dejan el mercado para siempre (por ejemplo, por muerte o emigración) a una tasa constante e y que hay un fl ujo continuo de nuevos clientes que entran en el mercado desde alguna fuente, tal por un aumento de ingresos, alguna otra forma de publicidad o cambios demográfi cos. De este modo, los individuos fl uyen dentro del mercado a una tasa de input k. Si se representan por ()xt e ()yt al número de compradores potenciales y al número de clientes actuales de una marca en el instante t , respectivamente, la variación en el crecimiento del mercado actual de clientes vendrá defi nida por aquellas personas que son atraídas al producto del mercado de la organización, debido al efecto que produce el contacto de las personas que componen el mercado actual con aquellas que constituyen el mercado potencial, es decir, () () ()at xt yt . Como es natural, a ese poder de atracción habrá que restarle el número de clientes actuales que dejan el mercado de la organización para pasar al mercado potencial ()byt , más los que dejan de ser clientes actuales por muerte o emigración ()eyt , ambos se consideran proporcionales al número de clientes actuales. Por otra parte, la variación en el crecimiento del mercado potencial, viene dada por el número de personas que se incorporan al mercado potencial del producto, denotado por k , más aquellos clientes actuales que pasan a ser clientes potenciales de la misma, ()byt , menos los clientes potenciales que pasan al mercado actual del producto () () ()at xt yt . Si se denotan por x & e y & las variaciones en el crecimiento del número de clientes potenciales y actuales respectivamente, el dinamismo entre lo potencial y lo actual se puede modelizar por el sistema: () () () () () () () () (). xkatxtyt byt yatxtyt byt eyt =− + ⎧ ⎨=−− ⎩ & & (1) x .y . x . y . 423 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 Ahora bien, se puede realizar una segunda consideración sobre este modelo que consiste en asumir un precio de ventas constante para el producto del mercado y una tasa repetida de ventas para el cliente actual. Bajo estas consideraciones, si se denota por a, a la tasa de contacto uno a uno, se tiene que la tasa de publicidad (que se había identifi cado con la tasa de contacto global) es proporcional al número de clientes actuales. Denotando a esa constante de proporcionalidad por a, esta condición puede escribirse como: () ()at ayt= (2) y combinando el sistema (1) con la ecuación (2), se obtiene el modelo no lineal con el que Feichtinger estableció la relación dinámica entre el mercado potencial y actual: 2 2 () () () () () () (). xkaxtyt byt y axtyt byt eyt ⎧=− + ⎨=−− ⎩ & & (3) Landa y Velasco (2004) ampliaron el modelo anterior al considerar la respuesta que se obtiene debido al esfuerzo de publicidad, en forma explícita, realizado por la organización sobre el mercado potencial, en el caso general de que dicho esfuerzo vaya encaminado a aumentar la demanda del producto del mercado. Denotamos por c al esfuerzo de publicidad y tenemos, por tanto, que la información entre clientes viene dada por () () ()atxt yt . Además, ya que el esfuerzo de publicidad va encaminado a atraer hacia el mercado actual elementos que pertenecen al mercado potencial, en la ecuación que describe la variación del mercado potencial, debe restarse esa respuesta. Por el contrario, en la ecuación que describe la variación del mercado actual, la atracción del esfuerzo de publicidad sobre el mercado potencial debe considerarse en sentido positivo, ya que va dirigido a incrementar el número de clientes actuales del producto. En defi nitiva, el modelo establecido por Landa y Velasco (2004) es: 2 2 () () () () () () () () () x k ax t y t by t cx t y axtyt byt eyt cxt ⎧=− + − ⎨=−−+ ⎩ & & ,,,, 0abkec≥ . En problemas reales se observa que hay pocos fenómenos de este tipo que se producen en tiempo continuo, y por lo tanto, pensamos que los datos reales de ventas se ajustarán mejor si los cambios del mercado se realizan en unidades de tiempo discretas y no continuas, es decir, si el modelo se tratase como un modelo dinámico en tiempo discreto (ejemplos de modelos dinámicos continuos se encuentran en las referencias). Por este motivo, hemos discretizado el modelo anterior y obtenido el siguiente: x x y y . . . . 424 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 2 1 2 1 tt tttt t ttt ttt xxkaxybycx y y ax y by ey cx + + ⎧=+− + − ⎨=+ − − + ⎩ t∈¢ , ,,,, 0abcke≥ . (4) 3. EQUILIBRIO Y ESTABILIDAD El mercado actual y potencial de una colectividad, cuando evolucionan a lo largo del tiempo tienden a encontrar momentos en el que quedan atrapados en unos determinados niveles, que hacen que permanezcan constantes o aproximadamente constantes cerca de esos niveles, es lo que se denomina un entorno estable. Así, es normal encontrar, en entornos estables, que las sociedades mantengan sus cuotas de mercado en equilibrio, o casi en equilibrio, durante determinados periodos de tiempo y, de ahí, que estemos interesados en estudiar bajo qué condiciones la relación dinámica, dada en (4), existente entre los dos mercados alcanza algún equilibrio. Proposición 3.1 El sistema (4) tiene un único punto fi jo (o de equilibrio) si todos los parámetros son positivos. Demostración: Los puntos fi jos del sistema (4) son las soluciones del sistema de ecuaciones: 2 2 x x k axy by cx y y axy by ey cx ⎧=+− + − ⎨=+ − − + ⎩ (5) y se sigue que el único punto que verifi ca este sistema viene dado por: ()22 () *, * , eb ek k xy ce ak e + ⎛⎞ =⎜⎟ + ⎝⎠ . (6) Además, dicha solución no presenta ningún tipo de inconsistencia ya que todos los parámetros representan cantidades positivas y las componentes *, *xy son no nulas y positivas, por lo que el equilibrio, en principio, tiene sentido económico para cualesquiera valores (positivos) asignados a los parámetros. A continuación estudiamos la estabilidad local del punto fi jo, es decir, en qué casos éste se comporta como un sumidero o como una fuente. Para ello analizamos el valor del módulo de los multiplicadores de la matriz Jacobiana del sistema (4) en dicho punto. Ζ 425 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 Consideramos el sistema lineal asociado (ver Kuznetsov (1998) o Guckenheimer y Holmes (1993)) xJx→ , donde J es la matriz Jacobiana del sistema (4) evaluada en el punto fi jo (6). Dicha matriz tiene la expresión general: 2 2 1* 2** *1 2** c ay b ax y Jcay be axy ⎛⎞ −− − =⎜⎟ +−−+ ⎝⎠ y su polinomio característico 2()Pμ viene dado por: 2 210 ()Pddμμ μ=++ donde 22 1222 2( ) 2ak a b e k dbce eceak + =− + + + + − + y 22 2 0222 2( ) 1ak ak a b e k d bcece eeceak + =−−−+ − + + + Con el fi n de simplifi car las expresiones llevamos a cabo el siguiente cambio de parámetros: 22 222 2( ) 2 ak a b e k Abce eceak + =+++ − − +, 2 ak Bce e =+ , y se sigue que: 2 2() ( 1) 0PABAμμ μ≡++−−= (10) y los multiplicadores asociados son: 22 1 2 (2)4 (2)4 , 22 AA B AA B μμ −+ + − −− + − == (11) Proposición 3.2 (Condición necesaria y sufi ciente de estabilidad) El punto fi jo (6) del sistema (4) es estable si y sólo si está situado en la región del plano paramétrico AB , limitada por las rectas 0B= , 2BA= y 2BA=+ (ver Figura 1). Demostración: La condición de estabilidad de Schur (ver Gandolfo (1997)) para el polinomio característico dado por 2 012 cccμμ++, asegura que los multiplicadores cumplen que 1 1μ< y 2 1μ< si se verifi ca simultáneamente: 012 012 02 02 0, 0, 0, 0ccc ccc cc cc++> −+> +> −> y teniendo en cuenta las condiciones de nuestro problema se sigue: 01 2 1, , 1.ccAcBA== =−− (12) 426 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 Como se tiene que Bes siempre positivo, se llega a que el punto fi jo es estable si: 2 2; 0ABA B<<+ > (13) -2 -1 1 2 1 2 3 4 21 12 1 2 3 4 B= 2 A B= A+2 A B Figura 1: Espacio paramétrico de estabilidad del sistema (4). Por otro lado, para la clasifi cación del punto fi jo según los valores de los parámetros, es necesario además conocer si los multiplicadores son reales (el punto fi jo es un nodo o un punto de silla), o complejos conjugados (el punto fi jo es un foco), y para ello estudiamos el discriminante asociado al polinomio 2()Pμ: 2 (2)4ABΔ= + − . Proposición 3.3 Si el punto fi jo (6) del sistema (4) verifi ca 2 1(2) 4 BA=+ entonces: -Es un nodo estable si 22A−< < . -Es un nodo inestable si 2A<− ó 2A>. Demostración: El discriminante 2 (2)4ABΔ= + − se anula sobre la parábola del espacio paramétrico: 2 1(2) 4 BA=+ (14) y en estos casos, los multiplicadores asociados son: 1 2 2 A μμ− == y de ello la proposición. 427 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 Proposición 3.4 Si el punto fi jo (6) del sistema (4) está situado en la región del plano paramétrico 2 4(2)BA<+, entonces i) Es un nodo estable si {} 22, 0ABA B<<+ > (Región Ι, Figura 2 y 5). ii) Es un nodo inestable si {} 0, 2BBA<< ó {} 2, A 2BA>> ó {} 0, 2BA><− (RegiónΙΙ, Figura 3 y 5). iii) Es un punto de silla si {} 0, 2BBA>< ó {} 0, 2BBA<>(RegiónΙΙΙ, Figura 3 y 5). Demostración: i) Si el punto fi jo pertenece a la región del plano paramétrico 2 4(2)BA<+, entonces los multiplicadores son reales, por lo que el se tiene o bien un nodo o un punto de silla. Aplicando la condición necesaria y sufi ciente de estabilidad (13), tenemos que si 2 2, B>0ABA<<+ , el punto fi jo es un nodo estable con lo que se cumple i). Análogamente se prueban los apartados ii), iii). A B -2 -1 1 2 1 2 3 4 -2 -1 1 2 1 2 3 4 I 4 B= (A+2) 2 Figura 2. Región paramétrica de los nodos estables. 434 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 Por otro lado, un modelo de población que sigue una ley logística presenta un punto fi jo no nulo en el valor *Pαβ = y de aquí se sigue que la población adulta española presenta un punto de equilibrio (ver Figura (9.b)): * 38.103.973P= . (17) Sustituyendo este valor en (15) y los valores calibrados de los parámetros dados por (16) para la marca San Miguel, se tiene que el mercado potencial y el actual para dicha marca encuentra un equilibrio en * 12.766.700 , * 8.327.820xy==. (18) Para clasifi car el punto fi jo y analizar su estabilidad, calculamos los valores de A y B: 1.9910595 , 0.0059497171AB=− = (19) y a partir de la proposición (3.5) se sigue que el punto de equilibrio (18) es un foco estable (región IV de la Figura 5), ya que verifi ca 2 4 ( 2) , 2BA BA>+ <+. Para estudiar la continuación del punto de equilibrio debemos encontrar la curva de puntos de equilibrio en función de un parámetro determinado. Por otro lado, algunos de los parámetros de ajuste pueden presentar un valor, en cada momento, que traza el límite entre los valores de los parámetros que hacen que los mercados de un determinado sistema mercantil permanezcan constantes (los mercados tienden a alcanzar un equilibrio), y los que hacen que el sistema tienda hacia otra situación distinta. Ahora bien, los valores de los parámetros se alteran debido a cambios en el entorno que rodea al mercado o cambios del mercado en sí mismo, pudiendo aparecer nuevas situaciones donde el mercado actual presenta aumentos periódicos, frente a disminuciones periódicas del mercado potencial y viceversa (es decir, el sistema mercantil tiende a un comportamiento cíclico). Hay dos poderosas razones para que nos planteemos esta última hipótesis: 1. Este tipo de comportamiento puede observarse en la Figura 10, que refl ejan el comportamiento de los mercados actual y potencial para la marca San Miguel cuando variamos ligeramente uno de los valores de los parámetros de ajuste. Además, si consideramos los valores de A y B dados en (19), podemos ver gráfi camente que el punto (,)AB está muy próximo a la recta 2BA=+ en el plano paramétrico, y además de la proposición (4.3) se sigue que la condición de que el punto (,)AB esté sobre la recta 2BA=+, en la región 22A−< < , es la condición necesaria para la existencia de la bifurcación de Neimark-Sacker. 2. Del cálculo de los multiplicadores de la matriz jacobiana en el pun- to de equilibrio, y utilizando las relaciones para 1 μ y 2 μ, obtenemos: 435 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 1 2 0.995529 0.077004 , 0.995529 0.077004 iiμμ=+ =− , con 1 2 μμ== 0.998503 , es decir, el módulo de los multiplicadores en el punto de equilibrio está muy próximo a la unidad, con lo que al variar ligeramente los valores de los parámetros de ajuste en un entorno del punto de equilibrio, uno o ambos multiplicadores pueden entrar en el círculo unidad, con lo cual se va a cumplir la condición necesaria para la existencia de bifurcaciones de codimensión 1 . Figura 10. Oscilaciones de los clientes actuales y potenciales. De las dos razones anteriores se sigue que es necesario realizar el estudio de la existencia de bifurcaciones de codimensión 1 , partiendo de los valores de los parámetros encontrados al ajustar el sistema a los datos obtenidos para la marca de cerveza San Miguel. El punto de equilibrio del mercado cervecero para la marca San Miguel dado por (18) implica una cuota de mercado del 39.5%, y el análisis de las bifurcaciones puede ser enfocado de las siguientes dos maneras: i. Analíticamente: estamos interesados en: a) obtener los valores de las variables y los parámetros de ajuste en el punto crítico, b) calcular los multiplicadores de 436 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 la matriz Jacobiana en el punto crítico para poder establecer el tipo de bifurcación, c) estudiar si se verifi can las condiciones de no degeneración para poder asegurar que estamos ante una bifurcación de codimensión 1 , y d) encontrar la forma normal asociada a la bifurcación en estudio ii. Económicamente: el interés radica en: a) considerar si los valores de los parámetros de ajuste en el punto crítico están incluidos en los intervalos exigidos para la aplicación al mercado actual y potencial al mercado cervecero español, b) analizar las cuotas de mercado tanto para el mercado potencial como para el actual en el punto crítico para comprobar si el comportamiento de dichos mercados está integrado dentro de lo que se pudiera considerar como un proceso lógico y habitual de los mismos, y c) estudiar la evolución del mercado cervecero español, analizando si la conducta de esos mercados tiende hacia un comportamiento cíclico estable o inestable. Para la realización de este estudio vamos a ir variando uno a uno los parámetros de ajuste del modelo siguiendo un orden decreciente a la sensibilidad que presenta el modelo a dichos cambios. Consideraremos primero los parámetros que no tienen infl uencia sobre el equilibrio del mercado actual (el esfuerzo de publicidad, el paso a una marca rival y la tasa de contacto) y proseguiremos con los que tienen una infl uencia activa sobre el equilibrio de dicho mercado (la tasa de entrada y de salida). Se utiliza el programa de simulación para sistemas dinámicos CONTENT (Kuznetsov y Levitin 2004), y se llevan a cabo una simulación numérica donde para cada punto crítico se encuentran: i) El valor del parámetro, los valores de ambos mercados y los valores de los multiplicadores, ii) si la bifurcación es Neimark-Sacker, el coefi ciente (0)a, necesario para establecer la aparición de la curva cerrada invariante que acompaña a este tipo de bifurcación y el ángulo θ de la forma normal asociada a la restricción a la variedad centro. Si la bifurcación es Flip, se tiene en cuenta el coefi ciente del término cúbico de la forma normal asociada a la restricción a la variedad centro (Kuznetsov (1998)). 5.1. Continuación del equilibrio para el esfuerzo de publicidad Iniciamos nuestro análisis viendo cómo se comportan los mercados respecto a este parámetro c y encontramos dos puntos críticos. Uno es un punto de bifurcación de Neimark-Sacker (N. S.) cuyos datos vienen dado por: Tipo Valor de c Clientes Pot. Clientes Act. (0)aθ N. S. 0.019101486 12.882.066 8.327.820 -0.000582054 0.0768072 437 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 El otro punto crítico obtenido es una bifurcación Flip (o duplicación de periodo (D. P.)) cuyos datos vienen dados por: Tipo Valor de c Clientes Potenciales Clientes Actuales For. Normal D. P. 1.8417928 652.694 8.327.820 -0.000489545 En la Figura 11, se muestra una continuación del equilibrio del parámetro c obteniendo el punto de equilibrio (x*, y*), supuestos fi jos el resto de los parámetros. En la simulación numérica con CONTENT, cuando para un valor del parámetro existe una bifurcación, el desarrollo de la gráfi ca se detiene y, en el caso de una bifurcación de Neimark-Sacker las letras NS sobre la gráfi ca indican el valor de la bifurcación. Análogamente ocurre con la bifurcación de duplicación de periodo pero ahora aparecen las letras PD sobre la gráfi ca. Veamos a continuación un análisis algo más detallado de esta fi gura. Figura 11. Punto de bifurcación N-S para el esfuerzo de publicidad. 1. Para el punto de bifurcación Neimark-Sacker: - El punto crítico se obtiene para 0.019101488c= , es decir ha disminuido ligeramente el valor de este parámetro (menos de nueve diezmilésimas). Esto signifi ca que aunque los consumidores actuales siguen fi eles a la marca San Miguel (ya que el equilibrio encontrado para esa marca no se ve afectado por el comportamiento de este parámetro), se produce un leve descenso, del 0.2 por ciento de la cuota de mercado para la marca en estudio. Esta disminución es absorbida por el mercado potencial que sufre un aumento de su cuota en la misma proporción. Por lo que podemos concluir 438 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 que el esfuerzo de marketing realizado por la marca San Miguel sobre el mercado cervecero, hasta ese momento, era sufi ciente. - Analizamos, ahora, qué le ocurre a los mercados cuando se traspasa el valor crítico, es decir, si su equilibrio se hará inestable, tendiendo su comportamiento a ser cíclico (la bifurcación de Neimark-Sacker es supercrítica), o por el contrario, los mercados abandonan un comportamiento cíclico para tender a un equilibrio estable (la bifurcación de Neimark-Sacker es subcrítica). En este caso, como el coefi ciente (0)a es negativo y además se tiene la condición de no degeneración 0.0712892 1 i e≠ , estamos ante el caso supercrítico, es decir, después de la bifurcación se produce un cambio en la estabilidad del equilibrio y los mercados tenderán hacia un comportamiento cíclico estable. - La matriz Jacobiana del sistema lineal asociado tiene dos multiplicadores complejos conjugados de módulo unitario, 1 4.4007292 2 4.4007292 1 , 1μμ − ==. Además, el modelo lleva asociada la forma normal: ()() 24 0.0712892 1 0.000582054 , i we w w Ow w=− +∈ %C 2. Respecto al punto de bifurcación de Flip, éste se presenta cuando 1.8417928c= y se observa que: - El valor del parámetro en el punto crítico no verifi ca las condiciones que impusimos para realizar el ajuste del modelo al mercado cervecero español, esto es, no se encuentran entre 0 y 1 . - El valor del parámetro encontrado implica la caída del mercado potencial para la marca San Miguel, mientras se conserva el mercado actual para dicha marca. Por tanto, no está integrado en un proceso habitual de los mercados. - Ahora bien, desde el punto de vista analítico, podemos añadir que la matriz Jacobiana presenta dos multiplicadores reales, 1 2 0 1 , 0.94181181 π μμ== , es decir, se cumple la condición necesaria para la existencia de dicha bifurcación y su forma normal asociada viene dada por () 34 0.000489545 , Oξξ ξ ξ ξ=− − + ∈ %R. 5.2. Continuación del equilibrio para el paso a una marca rival Para este estudio se ha obtenido un único punto de bifurcación de Neimark-Sacker (ver Figura 12) con valores: Tipo Valor de b Clientes Pot. Clientes Act. (0)aθ N.S. 0.094908204 13.194.706 8.327.820 -0.000597801 0.0771535 w ξ C 439 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 Figura 12. Puntos de bifurcación para el paso a una marca rival. A partir de los valores de la tabla se sigue que: - Existe un punto de bifurcación para el valor crítico 0.094908204b= lo que signifi ca que el paso a una marca rival ha aumentado en aproximadamente cinco milésimas. Dicho aumento lleva a un incremento de la población consumidora que, como era de esperar, no se traduce favorablemente en un aumento de la cuota de mercado. En efecto, comprobamos que el mercado actual pierde (aún manteniendo el número de sus consumidores habituales), un 0.8 por ciento de la cuota de mercado, es decir, el aumento de la población consumidora sólo revierte favorablemente para las marcas competidoras que vuelven a benefi ciarse de esta perdida de mercado al ver cómo aumentan el número de sus clientes habituales. - Por otra parte, el coefi ciente (0)a es negativo y se sigue verifi cando la condición de no degeneración, con lo cual podemos indicar que los mercados para la marca San Miguel pierden la estabilidad del equilibrio y tienden a comportarse de una forma cíclica. - Por último, señalar que el valor de los multiplicadores en el punto crítico es: 1 4.205724 1μ= , 2 4.205724 1μ− = y que el modelo lleva asociada la forma normal: ()() 24 0.0771535 1 0.000597801 , i we w w Ow w=− +∈ %C. wC 440 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 5.3. Continuación del equilibrio para la tasa de contacto. En este caso se encuentran los puntos de bifurcación (ver Figura 13) que refl ejamos en la siguiente tabla: Tipo Valor de a Cl. Pot. Cl. Act. (0)aθ N.S. 0.000920348 14.952.463 8.327.820 -0.000537833 0.0712892 N.S. 0.000813196 16.407.228 8.327.820 -0.00051007 0.068054 Tipo Valor de a Cl. Pot. Cl. Act. For. Normal D.P. 0.0316482510 5.678.826 8.327820 -0.0462343 Figura 13. Puntos de bifurcación para la tasa de contacto. Del análisis de los resultados se sigue que para el primer punto de bifurcación: - La tasa de contacto alcanza el valor crítico en 0.00092034816a= , es decir, ha disminuido aproximadamente en dos diezmilésimas. Esta disminución en el poder del marketing verbal que realizan los consumidores habituales de la marca San Miguel, se traduce, nuevamente, en una pérdida de la cuota de mercado del 3.7 % para dicha marca (aunque el número de consumidores habituales de la marca no sufre alteración). El aumento, que en consecuencia, se produce en el número de los consumidores de otras marcas rivales, lleva al mercado potencial de la marca en estudio a rozar la cifra de quince millones de personas adultas. 441 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 - Análogamente a lo que ocurre en las anteriores bifurcaciones de Neimark-Sacker para los otros parámetros, los mercados potencial y actual tienden a abandonar su posición de equilibrio y a comportarse de forma cíclica. - Analíticamente, la matriz Jacobiana del sistema lineal asociado tiene dos multiplicadores complejos conjugados de módulo unitario: 1 4.0845693 2 4.0845693 1 , 1μμ − == y el modelo lleva asociada la forma normal: ()() 24 0.0712892 1 0.000537833 , i we w w Ow w=− +∈ %C. Si seguimos disminuyendo el valor de la tasa de contacto entre clientes, encontramos otro punto crítico para el cual: - El valor del parámetro para el que se produce la bifurcación es 0.00081319635a= , es decir, los clientes potenciales alcanzan un valor que ronda los dieciséis millones y medio de posibles consumidores, lo que indica, que aún conservando el número de clientes fi eles a la marca, se produce una pérdida de cuota de mercado para San Miguel del 5.8 %. La interpretación de los hechos es análoga al caso anterior. - Como era de esperar, el comportamiento de ambos mercados también tenderá a ser cíclico, al obtener el mismo signo negativo en el coefi ciente (0)a y cumplirse la condición de no degeneración. - En este caso tenemos 1 3.8992055 2 3.8992055 1 , 1μμ − == y la forma normal del modelo es: ()() 24 0.068054 1 0.00051007 , i we w w Ow w=− + ∈ %C . En el caso de la bifurcación de duplicación de periodo que encontramos, vemos que: - El punto crítico se alcanza para un valor de la tasa de contacto 0.031648251a= que es aceptable (está entre los valores 0 y 1 ) y signifi ca un aumento de, aproximadamente, dos centésimas. - Se produce el desplome de los clientes potenciales del mercado, mientras se mantienen los clientes actuales para la marca San Miguel. Este comportamiento no se mantiene dentro de la lógica del sistema de mercados. - Desde el punto de vista analítico, podemos añadir que los multiplicadores en el punto crítico son 1 2 0 1 , 0.9328735 π μμ== y el modelo lleva asociada la forma normal: () 34 0.000462344 , Oξξ ξ ξ ξ=− − + ∈ %R. w w ξ C C R 442 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 Pasamos ahora a estudiar el comportamiento del sistema respecto a los cambios en los parámetros que nos indican la entrada y la salida del mercado cervecero y que infl uyen activamente sobre el equilibrio tanto del mercado potencial como del mercado actual para la marca en estudio. 5.4. Continuación del equilibrio para la tasa de entrada en el mercado. Al realizar la simulación numérica, encontramos (ver Figura 14) dos puntos de bifurcación de Neimark-Sacker y un punto de bifurcación de duplicación de periodo cuyos datos aparecen en la tabla siguiente: Tipo Valor de k Cl. Pot. Cl. Act. (0)aθ N.S. 0.011970261 13.510.783 7.524.900 -0.000658525 0.0712892 N.S. 0.011251839 13.935.617 7.073.302 -0.000706987 0.068054 Tipo Valor de k Cl. Pot. Cl. Act. For. Normal D.P. 0.070194209 2.987.919 44.126.557 -0.0462343 Figura 14. Puntos de bifurcación para la tasa de entrada. Respecto a estos puntos de bifurcación podemos hacer las siguientes refl exiones: 1) Respecto al primer punto de bifurcación de Neimark-Sacker observamos que: - La ligera disminución (aproximadamente una milésima) de la tasa de entrada en 443 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 el mercado hasta alcanzar el valor crítico 0.011970261k= infl uye directamente sobre el equilibrio alcanzado en los consumidores habituales de la marca San Miguel, haciendo que su número baje hasta aproximadamente siete millones y medio de clientes actuales. Esta pérdida de cuota de mercado, que vuelve a ser del 3.8 %, se transforma en un aumento de la cuota de mercado de las marcas rivales, lo que se traduce en un aumento del número de los clientes potenciales hasta alcanzar los trece millones y medio de personas adultas. Debemos señalar que al disminuir la tasa de entrada en el mercado, la población consumidora sufre, como era previsible, una leve disminución. - El comportamiento de los mercados cuando se traspasa este valor crítico vuelve a ser cíclico, tendiendo las trayectorias a formar una curva invariante cerrada. - Por otro lado, la matriz Jacobiana del sistema lineal asociado tiene dos multiplicadores complejos conjugados de módulo unitario: 1 4.0845705 2 4.0845705 1 , 1μμ − == y la forma normal del modelo es: ()() 24 0.0712892 1 0.000658525 , i we w w Ow w=− +∈ %C . 2) Para el segundo punto de bifurcación de Neimark-Sacker concluimos que: - Si seguimos disminuyendo el valor de la tasa de entrada encontramos otro punto crítico en 0.011251839k= . En este caso la interpretación de los datos es similar al caso anterior y tan solo indicar que, ahora, la pérdida de cuota de mercado de la marca San Miguel es más signifi cativa, el 5.8 %, ya que sus clientes actuales bajan hasta los siete millones de usuarios. Por contra, el mercado potencial absorbe esta pérdida y, como resultado, roza los catorce millones de personas adultas. Como en el caso anterior, la población consumidora también acusa la nueva perdida de entrada en el mercado. - Como era de esperar, por la analogía con el caso anterior, el comportamiento de ambos mercados también tenderá a ser cíclico. - En este caso, tenemos que: 1 3.8992058 2 3.8992058 1 , 1μμ − == y el modelo lleva asociado la forma normal: ()() 24 0.068054 1 0.000706987 , i we w w Ow w=− + ∈ %C . 3) Analizamos el punto de bifurcación de duplicación de periodo: - La bifurcación tiene lugar para el valor crítico 0.070194209k= y se ha producido, por tanto, un aumento de la tasa de entrada, aunque el valor crítico del parámetro sigue estando entre los valores exigidos para el ajuste. w w C C 450 F. Velasco Morente, P. Nadal Morales, L. González Abril, M.L. Vílchez Lobato Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452• Vol. 25-1 (, ()uBuguVu vCv + ⎛⎞ ⎛ ⎞ → ⎜⎟ ⎜ ⎟ ⎝⎠ ⎝ ⎠ . (A.3) La primera de las dos ecuaciones es la restricción del sistema (A.2) sobre la variedad centro. La dinámica del sistema (A.2) está determinada por esta restricción, ya que la segunda ecuación es lineal y tiene soluciones exponencialmente crecientes o decrecientes. Bifurcaciones de codimensión1: La aparición de un retrato fase no equivalente topológicamente con respecto a la variación de los parámetros se denomina bifurcación. Es decir, una bifurcación es un cambio topológico del sistema cuando sus parámetros pasan a través de un valor crítico llamado valor de bifurcación. La codimensión de una bifurcación es el número de condiciones independientes que determinan la bifurcación. Bifurcación fl ip: La restricción a la variedad centro unidimensional tiene la forma: 4 3(), cOξξξ ξξ→− + + ∈¡. Si 0c≠ y el sistema depende genéricamente sobre el parámetro, entonces se bifurca un ciclo de período 2 desde el punto de equilibrio 0 xel valor crítico del parámetro 0 α, mientras el punto fi jo cambia su estabilidad. Su representación gráfi ca es la siguiente: Bifurcación de Neimark-Sacker. La restricción a la variedad centro unidimensional tiene la forma: 024 0 (1 ( ) ) ( ), w i wew d w Ow θα→+ + ∈£. R 451 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD Y DE LAS BIFURCACIONES DE LOS EQUILIBRIOS... Estudios de Economía Aplicada, 2007: 419-452 • Vol. 25-1 En este caso se bifurca una única curva cerrada invariante y estable si 00 () Re(()) 0adαα=< y la representación gráfi ca es la siguiente. Bifurcación de Neimark-Sacker supercrítica. Si 0 () 0aα> , entonces la representación gráfi ca de la bifurcación es: Bifurcación de Neimark-Sacker subcrítica.