Estimation of urban infrastructure deficit in developing countries as a function of historical cement consumption

According to the United Nations’ 2014 estimations, 881 million people live in slums under the life-threatening conditions associated to urban infrastructure deficits (Todaro and Smith, 2012). This research proposes the application of Duncan et al. (2001) and Kahneman and Tversky (1977) methodologies to diagnose urban infrastructure deficits in developing countries while offering a valid long-term forecasting technique for cement consumption. Whereas governments need to understand current urban infrastructure shortages and have a valid forecasting methodology for planning resource allocations; industrial companies can benefit from efficiently assessing attractive related investment opportunities in developing countries. The objective is to use references of historical cement consumption in advanced economies to quantify the current deficit on urban infrastructure in developing countries and to simulate potential demand evolution through the application of analogy forecasting methodologies. The initial assumption for this thesis is that while the level of urban infrastructure and cumulative cement consumption per capita are closely related, the cement demand cycle in advanced economies has similar pattern regimes. This similarity can be used to foresee future demand development in developing countries. The empirical work is based on data collected for 129 countries containing hundred-year period observations of cement consumption and other measures to characterize the local urban infrastructure development. The results shown by our forecasting methodology (pooled models) are promising as the simulation of growth predictions obtained are substantially more accurate than the outcomes provided by standard models in all analyzed metrics. For instance, the pooled models predicted with higher accuracy the Cement demand per capita measured in Mean Absolute Percentage Error (28% as compared with 105% achieved by the standard models in average). The resulting economic cost estimations to narrow the urban infrastructure deficits in developing countries are alarming. Out of the 129 countries in scope, 76 suffer Cement stock per capita deficits with the most severe cases concentrated in Africa and Asia. As per our methodology based on reference values, narrowing the urban infrastructure deficit globally could demand USD ~12.9 trillion for housing construction and USD 24.7 trillion investment in public-structures. We found support for the validity of our estimations on the review of current literature such as Woetzel et al. (2014) for housing financial needs and Bughin, Manyika and Woetzel (2016) for public-structure investment.

Secondo le stime delle Nazioni Unite del 2014, 881 milioni di persone vivono in baraccopoli sotto le condizioni di pericolo di vita associate ai deficit delle infrastrutture urbane (Todaro e Smith, 2012). Questa ricerca propone l'applicazione di Duncan et al. (2001) e Kahneman e Tversky (1977) metodologie per diagnosticare i deficit delle infrastrutture urbane nei paesi in via di sviluppo, offrendo al tempo stesso una valida tecnica di previsione a lungo termine per il consumo di cemento. Considerando che i governi devono comprendere le attuali carenze infrastrutturali urbane e disporre di una valida metodologia di previsione per pianificare l'allocazione delle risorse; le imprese industriali possono beneficiare di una valutazione efficiente delle opportunità di investimento connesse interessanti nei paesi in via di sviluppo. L'obiettivo è utilizzare i riferimenti del consumo storico di cemento nelle economie avanzate per quantificare l'attuale deficit delle infrastrutture urbane nei paesi in via di sviluppo e simulare la potenziale evoluzione della domanda attraverso l'applicazione di metodologie di previsione dell'analogia. L'ipotesi iniziale per questa tesi è che mentre il livello delle infrastrutture urbane e il consumo di cemento cumulativo pro capite sono strettamente correlati, il ciclo della domanda di cemento nelle economie avanzate ha regimi di pattern simili. Questa somiglianza può essere utilizzata per prevedere lo sviluppo della domanda futura nei paesi in via di sviluppo. Il lavoro empirico si basa su dati raccolti per 129 paesi contenenti osservazioni del periodo di cento anni sul consumo di cemento e altre misure per caratterizzare lo sviluppo delle infrastrutture urbane locali. I risultati mostrati dalla nostra metodologia di previsione (modelli raggruppati) sono promettenti in quanto la simulazione delle previsioni di crescita ottenute è sostanzialmente più accurata rispetto ai risultati forniti dai modelli standard in tutte le metriche analizzate. Ad esempio, i modelli aggregati hanno predetto con maggiore precisione la domanda di capitale pro capite misurata in Errore percentuale medio assoluto (28% rispetto al 105% ottenuto in media dai modelli standard). Le risultanti stime dei costi economici per ridurre i disavanzi delle infrastrutture urbane nei paesi in via di sviluppo sono allarmanti. Tra i 129 paesi in questione, 76 soffrono di deficit di titoli pro capite del Cemento con i casi più gravi concentrati in Africa e Asia. Secondo la nostra metodologia basata su valori di riferimento, restringere il deficit di infrastrutture urbane a livello mondiale potrebbe richiedere 12,9 trilioni di dollari per la costruzione di alloggi e 24,7 miliardi di dollari di investimenti in strutture pubbliche. Abbiamo trovato supporto per la validità delle nostre stime sulla revisione della letteratura corrente come Woetzel et al. (2014) per esigenze finanziarie abitative e Bughin, Manyika e Woetzel (2016) per investimenti nella struttura pubblica.