Contribution to the development of mathematical programming tools to assist decision-making in sustainability problems

Resumen

La actividades humanas están excediendo la capacidad de carga de la Tierra, lo que puede potencialmente generar implicaciones perjudiciales para el futuro bienestar humano y del medio ambiente. Sin duda son necesarios profundos cambios estructurales, lo que exige tomar soluciones eficaces ante los problemas emergentes de sostenibilidad. En este contexto, esta tesis se centra en dos transformaciones clave para reconectar el desarrollo humano con el progreso sostenible: la "seguridad alimentaria sostenible", desacoplando la intensificación agrícola del uso insostenible de los recursos; y el " modelo energético sostenible", apoyando el cambio hacia una economía respetuosa con el medio ambiente. El marco metodológico consiste en abordar distintos problemas mediante el desarrollo de herramientas sistemáticas de programación matemática cuyo objetivo es apoyar la toma de decisiones y la formulación de políticas tendentes hacia la consecución del desarrollo sostenible. La tesis incluye cuatro contribuciones principales en forma de herramientas de decisión y apoyo de políticas suficientemente flexibles para abordar diferentes casos de estudio. En primer lugar, se propone una herramienta multiobjetivo para asignar áreas de cultivo considerando simultáneamente criterios productivos y medioambientales. En segundo, se propone un modelo multiperiodo para determinar planes de cultivo óptimos y subsidios efectivos con el fin de promover prácticas agrícolas sostenibles. En tercero, se propone una metodología para realizar análisis de sostenibilidad que permite evaluar sistemas muticriterio y proporciona potenciales mejoras de acuerdo con principios de sostenibilidad. En cuarto lugar, se propone un nuevo enfoque basado en la optimización de acciones cooperativas con el objetivo de promover y fortalecer la cooperación internacional en la lucha contra el cambio climático La información derivada de la investigación, como la presentada en esta tesis, puede desempeñar un papel fundamental en la transición hacia una nueva era en la que la economía, la sociedad y el medio ambiente coexistan como pilares clave del desarrollo sostenible.