ESTIMACIÓN DEL COSTO DEL SECUESTRO CARBONO, USANDO OPTIMIZACIÓN MULTIOBJETIVO Y LA TÉCNICA DE COLONIA DE HORMIGAS

Resumen

ABSTRACT
Because actions that contribute to mitigate climate change are important, this paper presents a tool to estimate the cost of carbon sequestration in soils. The situation is modeled as a bi-objective optimization problem (minimizing the cost of carbon sequestration and maximizing the carbon absorption).
The Ant Colony heuristic technique is applied to solve the problem, using the methodology proposed by Iredi (2001) to calculate the probability that an ant moves from node i to node j. The data of the estimation of carbon sequestration in the coffee plant, in six municipalities of the Sierra Norte of Puebla, was provided by the Department of Agricultural Research (DICA- ICUAP). We also used the information published by the National Institute of Statistics, Geography and Informatics (INEGI) about the costs of irrigation and labor coffee in those municipalities. Because the data of the six municipalities, provided by DICA was not enough to generate the Pareto frontier, we developed a generator of artificial instances, in order to test the proposed algorithm. The evidence suggested that the parameters α and β are particularly important to calculate the probability that an ant moves from node i to node j, and the Pareto frontier, can be obtained
with a number of iterations equal to 50% of the number of ants and a number of municipalities equal to ten. As results, we present the estimated costs of carbon sequestration per ton.

KEY WORDS: Multi-objective, Parteto’s frontier, Ant System

RESUMEN
Toda acción que contribuya a la mitigación del cambio climático es importante, por lo que en este trabajo se presenta una herramienta que permite estimar el costo del secuestro de carbono en suelos. El problema se modela como un problema de optimización bi-objetivo (minimizar el costo del secuestro de carbono y maximizar el almacenamiento del carbono). Se aplica la técnica de Colonia de Hormigas para resolverlo y se utiliza la metodología propuesta por Iredi (2001) para calcular las probabilidades de que una hormiga pase del nodo i al nodo j. Los datos han sido proporcionados por el Departamento de Investigaciones Agrícolas (DICA-ICUAP), y se refieren a la estimación del secuestro de carbono en
cafetales, en seis municipios de la Sierra Norte de Puebla, además se usa la información publicada por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) sobre los costos de riego y mano de obra de cafetales, en esos municipios. Con los datos proporcionados por el DICA-ICUAP, no fue suficiente para generar el frente de Pareto, por lo
que se desarrolló un generador de problemas artificiales que permite probar el algoritmo propuesto. Las pruebas realizadas indican la importancia de los parámetros α y β en la regla probabilística, para calcular la probabilidad de que una hormiga pase del nodo i al nodo j; también se demuestra que para obtener el frente de Pareto, es suficiente que el número de iteraciones sea el 50% del número de hormigas; y el número mínimo de municipios debe ser de diez. Finalmente se presenta la estimación del costo de secuestro de carbono por tonelada.