Redes complejas: un caso de estudio sobre la colaboración científica

Las rutas de la complejidad

Las rutas de la complejidad Publicación de Ediciones Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso. Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso, 2014. I.S.B.N: 978-956-9478-00-0

Con la colaboración de Ediciones Universitarias de Valparaíso

Cesión de derechos Se han cedido para esta edición los derechos de autor de los siguientes textos: © César Hidalgo. El valor de los enlaces: Redes y la evolución de las organizaciones, traducción del texto The value in the links: networks and the evolution of organizations, de CA Hidalgo Chapter 32 for Sage Handbook on Management and Complexity (2011) edited by P. Allen, S. Maguire and B. McKelvey © Juan A. Asenjo, Barbara A. Andrews: Complejidad, redes dinámicas, metabolómica y evolución dirigida. © Juan Camilo Cárdenas: De la Economía Convencional a la Complejidad en el Comportamiento Individual y Agregado en los Dilemas Sociales. © Juan Pablo Cárdenas: Complejidad: Una aproximación desde la teoría de redes. © Miguel Ángel Fuentes: Sistemas complejos y emergencia. © Pablo Marquet: Complejidad y evolución más allá de Darwin & Wallace. © Ricardo Espinoza: Hegel y la filosofía de la complejidad: el método por excelencia. © Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso: Redes complejas: Un caso de estudio sobre la colaboración científica. Editores: Edmundo Bustos Azócar, Pablo Marquet Iturriaga y Adrián Palacios Vargas

Traducciones: Hugo González Vidal. Grupo Innovación y redes, Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso. Fabiola Cabrera Valencia, investigadora asociada, Instituto de Sistemas Complejos Valparaíso. Edmundo Bustos Azócar, Director Ejecutivo, Instituto de Sistemas Complejos Valparaíso. Diseño gráfico: Gonzalo Catalán Valencia. Supervisión de textos: Rubén Dalmazzo Peillard. Impreso en Chile / Printed in Chile

Las rutas de la complejidad Edmundo Bustos Azócar Pablo Marquet Iturriaga Adrián Palacios Vargas Editores

Indice

PRESENTACIÓN

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INTRODUCCIÓN

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ARTÍCULOS

Iván Valenzuela Rabi.

Pablo Marquet Iturriaga, Adrián Palacios Vargas.

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El valor de los enlaces: Redes y la evolución de las organizaciones César Hidalgo Ramaciotti

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Sistemas complejos y emergencia Miguel Ángel Fuentes Rebolledo

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Complejidad. Una aproximación desde la teoría de redes Juan Pablo Cárdenas Villalobos

De la economía convencional a la complejidad en el comportamiento individual y agregado en los dilemas sociales Juan Camilo Cárdenas

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Complejidad y evolución más allá de Darwin y Wallace Pablo Marquet Iturriaga

177 211

Redes complejas: un caso de estudio sobre la colaboración científica. Juan Pablo Cárdenas, Gastón Olivares Fernández, Fabiola Cabrera Valencia, Rodrigo Alfaro Arancibia, Daniel Goya León, Horacio Samaniego Salinas, Jorge Gibert Galassi, Adrián Palacios Vargas,

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Complejidad, redes dinámicas, metabolómica y evolución dirigida Juan Asenjo de Leuze, Barbara Andrews

Hegel y la filosofía de la complejidad: el método por excelencia Ricardo Espinoza Lolas

Presentación

Presentación

El Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso es una corporación privada sin fines de lucro, fundado el año 2003 por científicos, académicos y empresarios, cuyo propósito ha sido desarrollar reflexión en torno a las ciencias de la complejidad con el objetivo de proporcionar nuevos paradigmas para abordar, con una mirada transformadora, las nuevas interrogantes y desafíos sociales, ambientales, económicos y culturales de nuestro país. Durante más de una década, hemos puesto especial atención a la formación de capital humano avanzado a través de Escuelas de Verano e Invierno, que han desarrollado contenidos en investigación sobre sistemas complejos, neurociencia computacional, complejidad y diversidad biológica y social, matemáticas discretas y biogeografía, entre otras disciplinas. Desde el año de nuestra fundación hemos colaborado en la formación de más de mil doscientos alumnos de posgrado de diversas nacionalidades, con la participación de más de ciento ochenta académicos provenientes de Chile, América Latina, Europa y Estados Unidos. Durante los últimos diez años, el Instituto se propuso mirar nuestro entorno de múltiples maneras y perspectivas, para hacernos cargo de preguntas y problemas fundamentales. Articulamos la discusión desde una diversidad de disciplinas que nos permitieran entender mejor lo que ocurre en nuestras sociedades, tan cambiantes, dinámicas e interdependientes. Hoy creemos que, además de ello, podemos incidir de una forma más activa, proponiéndonos ser una plataforma para un trabajo común entre la universidad y la empresa, vínculo que a pesar de ser reconocido como fundamental para la innovación y generación de mayor valor, es muy débil, al punto de visualizarse recíprocamente

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como entidades autónomas. Un rol articulador del Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso, junto al de muchas otras instituciones, puede ser muy importante para hacer efectivo este diálogo. Esta plataforma surge de la necesidad, constatada por el Instituto, de generar vínculos entre la comunidad científica y la empresa, contribuyendo a estimular la adecuación de las políticas públicas para este objetivo. Esto no es una tarea fácil porque en Chile, esta triple hélice, de universidad, empresa y gobierno, se ha desarrollado históricamente como esferas casi autónomas, primando la desconfianza y hasta la descalificación entre ellas. Creemos que es muy importante que tal comunicación exista, y frente a los desafíos que enfrenta actualmente el país es aún más necesario. La comunidad científica chilena ha generado algunas líneas de trabajo de un buen estándar internacional, que muestra que con prioridades y focos claros, se puede hacer buena ciencia y con aportes relevantes para el país. Y también se ha avanzado, aunque menos de lo necesario y posible, en el establecimiento de vínculos más estrechos y de largo plazo, entre la comunidad científica y el mundo de la empresa, sobre todo en las generaciones más jóvenes. Desde el Instituto podemos hacer convocatorias a académicos, investigadores, empresarios, organismos no gubernamentales y autoridades públicas, para discutir problemas que atañen a la región, a la empresa y a la comunidad, con el fin de dilucidar ejes estratégicos para el crecimiento, cuellos de botella, búsqueda de nuevas soluciones tecnológicas, aprovechando las redes de conocimiento que se han establecido, tanto al interior del país como internacionalmente. En esa perspectiva, consideramos que una institución dedicada a las ciencias debe estar en contacto y relación permanente con la comunidad que la alberga y acoge. Por esta razón, son constantes las actividades de extensión, a través de ciclos de charlas abiertas al público, conferencias y actividades relevantes en la discusión local. Solo en los dos últimos años han asistido cerca de dos mil personas a nuestros ciclos con Premios Nacionales, o a las ponencias de investigación regional avanzada. Nuestra reciente participación en el Festival Puerto de Ideas de Valparaíso, a cargo de la sección de ciencias, congregó a cuatrocientas personas que escucharon exposiciones de cinco científicos jóvenes de Chile, que desarrollan investigación de vanguardia en el ámbito de la astronomía, las neurociencias, la ecología, la historia y la biotecnología.

Presentación

Iván Valenzuela R.

Es en esta misma línea que presentamos nuestro libro Las rutas de la complejidad, que recoge aportes de connotados científicos nacionales y latinoamericanos. Las rutas de la complejidad postula que en la base de los estudios sobre la complejidad está la interdisciplina, y el reconocimiento de que existen propiedades fundamentales de los sistemas complejos, ya sean estos físicos, biológicos o sociales. Y, en tal contexto, la publicación busca —como lo indica la Introducción al mismo— contribuir a crear un espacio interdisciplinario que nos permita entender el mundo y su complejidad e invitar a la comunidad a adentrarse en sus rutas. Estamos muy seguros de que este segundo libro del Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso tendrá el mismo impacto de nuestra primera publicación, La Ciencia del Ser, en homenaje a Francisco Varela, lanzado durante el año 2011. El nacimiento del presente libro es el resultado de la colaboración y el esfuerzo de muchas personas e instituciones. En este marco queremos agradecer sinceramente, y en primer lugar, a los autores de cada uno de sus capítulos. De igual manera, a muchos amigos del Instituto que prestaron dedicación y compromiso con esta iniciativa. Entre ellos a Hugo González Vidal por su colaboración en la traducción de artículos, a Fabiola Cabrera y Graciela Moguillansky, por la revisión de capítulos; a sus editores, Adrián Palacios, Pablo Marquet y Edmundo Bustos. A Patricio Jadue, por su apoyo constante. A Gonzalo Catalán, por el diseño y diagramación, y a Rubén Dalmazzo por la corrección de estilo. Al equipo de nuestro Instituto, Adita González, Marta Quevedo y Gastón Olivares, por su colaboración permanente. Por último, queremos agradecer por su confianza en esta iniciativa a quienes auspiciaron Las rutas de la complejidad: Corporación Chilena del Cobre, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Fundación Huilo-Huilo, Catenaria, Symnetics y Mellafe y Salas. Iván Valenzuela R.

Presidente Directorio

Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso

Valparaíso, abril de 2014.

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Introducción

Introducción

Pablo A. Marquet1 & Adrián G. Palacios2

Todo proceso biológico, físico, ecológico y social involucra conductas no previstas que pueden dar cuenta de fenómenos emergentes. Por mucho tiempo estos procesos han escapado al entendimiento formal clásico y solo recientemente, gracias a colaboraciones interdisciplinarias, se han logrado desentrañar algunos de los principios comunes u universales a estos procesos. Esto último ha dado origen a la ciencia de la complejidad. Tomemos, un ejemplo conocido de todos, la congestión vehicular. Para muchos conductores que circulan a diario por un mismo trayecto no les resulta extraño encontrarse de vez en cuando en medio de una congestión vehicular densa y que escapa a toda explicación. De a poco la circulación se hace más fluida y desaparece sin que el conductor logre entender la causa que generó la congestión. ¿Cómo puede esto suceder? Si definimos cada vehículo como un agente que circula a una velocidad dada y que a la vez es regulada por la conducta de otros agentes, entonces la combinación de aceleraciones y detenciones en el tiempo darían cuenta de la dinámica, a nivel local y global, de la red de vehículos. En esta dinámica la conducta individual se ve afectada por la de los vecinos dando cuenta de la importancia de la retroalimentación para la toma de decisiones individuales. En el escenario sistemas complejos, 1.

2.

Departamento de Ecología, Facultad de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile, Casilla 114-D, Santiago, Chile. Instituto de Ecología y Biodiversidad, Facultad de Ciencias Universidad de Chile, Casilla 653, Santiago, Chile. The Santa Fe Institute, Santa Fe, New Mexico 87501, USA. Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso, Valparaíso, Chile.

Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso, Valparaiso, Chile. Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso, Universidad de Valparaíso, 2360102, Valparaíso, Chile.

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la congestión vehicular resulta de una red de interacciones entre agentes y cuya dinámica o evolución temporal depende de condiciones iniciales dando inicio a múltiples escenarios o vías de salida lo cual puede resultar en fenómenos emergentes no contemplados. La ciencia de la complejidad intenta entender una clase de fenómenos que se caracterizan, como en el ejemplo anterior, por no poseer un control centralizado, donde la estructura y la organización emergen como consecuencia de lo colectivo y en un dominio donde lo que se intercambia es materia, energía o información. La descripción de estos fenómenos ha seguido históricamente distintas rutas, las que denominamos rutas de la complejidad, algunas de las cuales se reúnen en este libro. Entre éstas tenemos, por ejemplo, la concepción de un sistema complejo como una red de interacciones. Esta aproximación, que hace uso de lo que se denomina teoría de redes (o, más formalmente, teoría de grafos) (véase capítulos de César Hidalgo y Juan Pablo Cárdenas para una introducción), ha tenido mucho auge en las últimas décadas y sus aplicaciones a sistemas biológicos ha sido de gran valor para entender la dinámica de los sistemas biológicos y en particular las redes de interacción génica de organismos como levaduras y bacterias. Tal como señalan Juan Asenjo y Barbara Andrews, en su capítulo, estos desarrollos que intentan “domesticar la complejidad de lo vivo” son esenciales para entender la condición normal y también la patológica de los seres vivos y abre importantes puertas al desarrollo de nuevas tecnologías. De manera similar, las empresas e instituciones pueden ser entendidas como redes y, como nos señala César Hidalgo en su capítulo, “La ciencia de las redes, como una combinación de métodos de detección y técnicas de análisis, puede ayudar a las organizaciones a ser más conscientes de sí mismas. Las que comprenden sus propias redes, es probable que tengan una mejor oportunidad de adaptarse, en cuanto a que el conocimiento respecto de su configuración actual puede ayudar a la formulación, evaluación y el rendimiento de sus equipos de trabajo.” Actualmente existe una explosiva aplicación de esta teoría para entender la interacción entre seres humanos en encuentros cara-a-cara o a través de internet o teléfonos celulares. Un ejemplo particular de éstas aplicaciones es presentado por Juan Pablo Cárdenas y colaboradores para el caso de las redes de colaboración científica en la región de Valparaíso. En ésta investigación, los autores ubicados en las instituciones de investigación de la región, corresponden a los nodos, los que son unidos entre sí por los trabajos científicos que producen en colaboración (que corresponderían a

Introducción

Pablo A. Marquet & Adrián G. Palacios

los enlaces o links). El análisis de estas redes de colaboración en el tiempo muestra que a partir del año 2000 se inicia un cambio en la dinámica de la colaboración científica de la región, causado por la llegada de nuevos nodos (autores), por una mayor colaboración entre estos nodos y nodos ubicados en el extranjero y, por una mayor generación de links (trabajos científicos) entre ellos. Esta información es fundamental para la evaluación y formulación de políticas científicas que permitan potenciar el desarrollo de la actividad científica regional. Creemos no equivocarnos cuando señalamos que la complejidad es una parte constitutiva de aquello que caracteriza nuestra humanidad. Somos la complejidad encarnada, la vivimos día a día. Estudiar la complejidad es estudiar el fenómeno humano en su interacción con el sistema natural del que es parte constitutiva. Los denominados sistemas socio-ecológicos representan esta complejidad y constituyen una de las rutas de la complejidad que abarcamos en este libro a través del capítulo de Juan Camilo Cárdenas, donde se profundiza en el análisis de las decisiones humanas y cómo estas determinan y, a la vez, son determinadas por las interacciones entre lo social y los contextos ecológicos en que están inmersas. En este contexto es de especial interés observar cómo los grupos humanos usan recursos que son comunes y cuya explotación, si se rigiera por la maximización del retorno individual, podría llevar a la denominada tragedia de los comunes y por lo tanto a la sobreexplotación no sustentable de éstos. Tal como señala Juan Camilo Cárdenas, existe amplia evidencia teórica y experimental que señala que las decisiones que toman los grupos humanos no persiguen, por lo general, la maximización del beneficio propio, sino que existe un sentido de comunidad y de colaboración que desafía el paradigma económico dominante. Definitivamente, los sistemas socio-ecológicos son sistemas adaptativos complejos, donde sus componentes cambian continuamente en función de contextos específicos y representan una frontera en el análisis de la complejidad. Esto ocurre especialmente en el contexto de los desafíos ambientales que actualmente enfrentamos como civilización. Los sistemas adaptativos complejos se caracterizan por una continua y dinámica interacción entre sus componentes y los contextos donde estas interacciones toman lugar. Pablo Marquet, toma esta idea en un contexto evolutivo y analiza cómo los sistemas complejos no sólo modifican su contexto ambiental sino que además estas modificaciones se vuelven sobre ellos a la manera de fuerzas evolutivas que los moldean. Este continuo

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diálogo de co-determinación entre los sistemas complejos y su ambiente se conoce como ‘construcción de nicho’ y representa la irrupción de una nueva manera de pensar la complejidad y, en particular, la evolución desde una perspectiva circular. Finalmente, señala Marquet, el componente que es necesario articular en una teoría general de la evolución de los sistemas complejos en biología y en particular la emergencia de la selección natural, es el de auto-organización o aquello que surge como consecuencia de la dinámica interna de interacciones que caracterizan al sistema y que son capaces de generar orden sin necesidad de apelar al efecto directo del ambiente en el que el sistema está inmerso. Todo lo que nos rodea es nuestra causa y consecuencia, todo puede ser interpretado a través de una reflexión sobre el devenir histórico, sobre un flujo de circunstancias que en su interacción desembocan en la producción de una idea, una obra de arte, una ecuación o un movimiento social. Tal como lo sostiene Ricardo Espinoza en su capítulo, el método hegeliano se hace cargo de la realidad como manifestación de una lógica y un método que la constituye y que permite entenderla a través de dos lecturas: una, que podríamos llamar generativa o epistemológica, con un énfasis en el hombre y otra, ontológica, con énfasis en las cosas. En el caso del lenguaje, existe una epistemología referida a su emergencia como fenómeno colectivo, su elaboración y modificación sucesiva, pero también está el lenguaje en tanto cosa, su estructura de símbolos y significados. Es interesante constatar en Hegel, como dice Espinoza, la concepción de la realidad como una red o matriz lógica y un método que representa el “algoritmo mismo de la complejidad que expresa toda la realidad.” Sin duda la filosofía es inescapable para las ciencias de la complejidad y así lo han hecho ver otros pensadores como Paul Cilliers y Edgard Morin. Pero la complejidad, lo que entendemos por sistema complejo y sus atributos definitorios, también evolucionan y son sujeto de cuestionamiento e investigación. Así lo hace ver el capítulo de Miguel Fuentes, donde se cuestiona el concepto de complejidad y su medición y uno de sus atributos principales, el de emergencia. Para Miguel Fuentes, estas son preguntas abiertas. En particular el concepto de propiedad emergente es problemático, puesto que lo que se denomina de esta manera, de acuerdo al autor es, en realidad, una medida de nuestra ignorancia sobre los mecanismos generadores del fenómeno que llamamos emergente, un estado transitorio de ignorancia sobre el sistema complejo,

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Pablo A. Marquet & Adrián G. Palacios

que el desarrollo de más y mejores teoría y evidencia empírica probablemente explicarán en el futuro. El estudio de los sistemas complejos tiene larga data, desde los trabajos pioneros de Turing, von Neuman, Herbert Simon, Murray GellMann, Prigogine, entre otros grandes pensadores, hasta su cristalización en instituciones como el Santa Fe Institute. Durante este tiempo, el estudio de los sistemas complejos pasaron de ser del dominio de grupos selectos de investigadores a representar parte importante de la investigación fundamental que se realiza en distintas disciplinas y particularmente la biología. De hecho, el estudio de redes de interacción está en la base de los grandes descubrimientos en la biología celular, en la ecología y en la sociología y economía de las últimas décadas. El estudio de la complejidad ha llegado a ser una necesidad inescapable, sobre todo en este siglo donde enfrentamos grandes problemas derivados del crecimiento de la población humana -ya somos más de 7 billones-, y de los cambios asociados a la modificación y deterioro de los sistemas naturales. Esto, sin duda, traerá grandes efectos sobre nuestro sistema social. La única manera de hacer frente a estos cambios es el reconocimiento de su complejidad y de nuestras limitaciones en su entendimiento. Para acrecentar esta comprensión, es necesario pensar en nuevas formas de generar conocimiento sobre el mundo, tal como algunos han expresado: “el mundo tiene problemas y las universidades departamentos.” En la base de los estudios sobre de la complejidad está la interdisciplina, el reconocimiento de que existen propiedades fundamentales de los sistemas complejos ya sean estos físicos, biológicos o sociales. La formación disciplinaria, sin duda es valiosa y necesaria pero así también lo es la formación interdisciplinaria que propone el estudio de la complejidad, una basada en problemas donde la concurrencia de una diversidad de visiones y disciplinas es ineludible. En este sentido, el Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso y esta obra pretenden contribuir a crear un espacio interdisciplinario que nos permita entender el mundo y su complejidad e invitar a la comunidad a adentrarse en sus rutas. Valparaíso, abril de 2014

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Artículos

Redes complejas: un caso de estudio sobre la colaboración científica.

Juan Pablo Cárdenas Villalobos1, Gastón Olivares Fernández2, Fabiola Cabrera Valencia3, Rodrigo Alfaro Arancibia4, Daniel Goya León5, Horacio Samaniego Salinas6, Jorge Gibert Galassi7, Adrián Palacios Vargas8,

A partir del artículo pionero de Albert-László Barabási (1999) sobre las propiedades topológicas comunes de diversas redes reales, el número de escritos y aplicaciones sobre redes complejas se vieron incrementadas considerablemente. En este capítulo partimos de la base que el flujo de conocimiento, en sus diferentes modalidades, 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Doctor en Física de Sistemas Complejos, Universidad Politécnica de Madrid. Investigador INRIA Chile-Universidad Técnica Federico Santa María. Investigador Asociado del Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso y del CICS – UDD. Ingeniero Civil Informático y Licenciado en Ciencias de la Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Asociado al Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso.

Master en Asuntos Públicos del Instituto de Estudios Políticos de París, SciencesPo. Master en Gestión Escuela de Comercio, e Ingeniero Comercial de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Investigadora Asociada al Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso.

Dr.(c) en Ing. Informática, U. Técnica Federico Santa María. Ingeniero Civil Industrial y Magíster en Ingeniería Industrial, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV). Académico Ingeniería Informática, PUCV. Co-fundador AnaliTIC S.A. Investigador Asociado Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso.

Ingeniero Civil Industrial y MSc en Economía. Estudiante de Doctorado en Economía, Universidad de Cambridge. Miembro del Núcleo Milenio “Centro Intelis”. Ph.D. en Biología, University of New Mexico. Profesor del Instituto de Conservación, Biodiversidad y Territorio, Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile. Investigador Asociado del Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso.

Sociólogo y Dr. en Filosofía, Universidad de Chile. Profesor e investigador de la Facultad de Ciencias Económicas, Universidad de Valparaíso. Investigador Asociado del Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso.

Dr. en Neurociencia U. Pierre et Marie Curie, Paris. Profesor Universidad de Valparaíso, Investigador Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso.

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suele ser indicativo del grado de cohesión estratégica entre personas pertenecientes a instituciones. Una muestra de ello son las universidades, ya que se han constituido como polos de desarrollo y catalizadoras de esto último. Se describe aquí una primera mirada sobre la colaboración científica de la Región de Valparaíso de Chile ocurrida durante las dos últimas décadas mediante técnicas basadas en redes complejas. Usando la base de datos de Web of Science, se construyeron redes de colaboración científica en las cuales los nodos corresponden a los autores de las universidades tradicionales de la región y las publicaciones a los enlaces que los relacionan. El análisis da cuenta de la estructura de la red de colaboración a lo largo de los años y de manera notoria muestra que, a partir del año 2000, se inicia un cambio en la actividad científica a través de la llegada de nuevos autores, una mayor colaboración con el extranjero y una mayor productividad (publicaciones). Lo anterior generaría, eventualmente, capacidades científicas regionales con un potencial aporte a las empresas y, con ello, al desarrollo económico regional. Sin embargo, esto no parece ser tan directo, por lo cual se mencionan las ideas principales de esta relación entre ciencia y sector productivo, planteando desafíos de futuras investigaciones sobre esta colaboración.

1. Introducción

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Los sistemas complejos son aquellos que se caracterizan por presentar un rico comportamiento, difícil de describir y, por lo general, impredecible. Dicho comportamiento no está descrito en los elementos que los componen, sino que emerge como resultado de la intrincada relación entre estos. Ejemplos de lo anterior son el tráfico en una ciudad, las crisis bancarias, las manifestaciones sociales, la interacción neuronal entre muchos otros. Desde hace más de una década este tipo de sistemas está siendo estudiado mediante un formalismo denominado Teoría de Redes Complejas (Newman, 2003; Newman et al., 2006), que significa realizar abstracciones puramente topológicas de estos sistemas transformándolos en grafos o redes compuestos por nodos, que representan a sus

Redes Complejas: un caso de estudio Varios autores

componentes, y enlaces, correspondientes a sus relaciones. La evidencia empírica tras el estudio de un sinnúmero de redes complejas reales sugiere que la estructura organizacional que las caracteriza es universal y parece emerger espontánea e independiente de la naturaleza del sistema, como consecuencia de ciertos mecanismos que operan a nivel local (nodo a nodo). Actualmente, los principios que se han desarrollado a partir de estas investigaciones sobre sistemas complejos se encuentran cada vez más arraigados en los colectivos científicos, involucrando cada vez más investigaciones bajo esta perspectiva. Esto último constituye una de las motivaciones para realizar la investigación que se presenta en este capítulo.

1.1

El estudio de la colaboración científica

Una de las formas de observar la evolución de la colaboración científica es a través de los indicadores bibliométricos (Sebastian, 2004). Una primera etapa de investigación sobre tales indicadores es aquella que dio origen a las denominadas leyes bibliométricas de Lotka, Zipf y Bradford (Godin, 2006), pero, en general, se define como el inicio real del campo de estudio al trabajo “Citation Indexes for Science”, de Eugene Garfield (1955) y la publicación, en 1961, del Science Citation Index; junto al trabajo de Derek De Solla Price (1965). Uno de los desarrollos más notables de estos años fue el análisis de citaciones (Shapiro, 1999). Ya en los años ochenta aparecieron nuevas técnicas, que iniciaron la transición hacia lo que hoy conocemos: proliferación de bases de datos confiables, nuevos índices y el impacto de la World Wide Web, destacando entre ellas las técnicas de mapeo de citas CWTS de la Universidad de Leiden (Van Eck et al., 2010). La inmensa cantidad de información científica en la internet ha provocado el nacimiento de nuevas áreas de estudio como la webometrics, con lo cual nuevos indicadores bibliométricos han sido desarrollados: h-index, Eigenfactor, g-index, y Factor Y (Hirsch, 2005; MolinaMontenegro y Gianoli, 2010). Por el lado de los temas investigativos, se ha pasado de los Journals a los individuos y, más recientemente, a los fenómenos de la

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colaboración científica, tan en boga estos días. Considerando que los desafíos científicos son globales (Rees, 2008), parece lógico que la colaboración internacional en ciencia haya crecido rápidamente (Leydesdorff y Wagner, 2008). En Chile, por ejemplo, según Scopus, en el año 2007, el 55,9% del total de artículos publicados tenía autores extranjeros (Kamalski, 2009). Sin embargo, tras la colaboración podría haber otras razones y no solo el desafío global que supone la ciencia. De hecho, Haleyi y Moed (2011) dicen que la naturaleza de la colaboración científica no está determinada por la disciplina bajo estudio. Según Bettencourt y colaboradores (2009), esta tendría una relación estrecha con la aceptación o rechazo de ciertos paradigmas científicos. Estas nuevas evidencias abren las puertas a investigaciones, como la que se presenta a continuación, que permitan aportar al entendimiento de este fenómeno.

1.2 La investigación en la Región de Valparaíso

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La Región de Valparaíso es la segunda concentración, a nivel nacional, de instituciones de educación superior, superada solo por la Región Metropolitana. Esto ha dado lugar a un clúster universitario de una masa crítica de 43 Instituciones: 13 universidades, 15 institutos profesionales (IP), 14 centros de formación técnica (CFTs) y una institución de defensa nacional. Se destaca, además, la presencia de centros de investigación en áreas como alimentos, agronomía, biotecnología, sistemas complejos y neurociencia, generalmente asociados a las universidades. Esta concentración revela una importancia económica del sector de la educación superior como un sector productivo propiamente tal. Según el SIES, al año 2011, la Región de Valparaíso posee el 12,9% del personal académico universitario del país, con un total de 7.943 académicos que corresponde al segundo lugar a nivel nacional, después de la región Metropolitana, con 29.778, y antes de la región de Biobío, con 7.116. Por su parte, el informe de la Academia Chilena de Ciencias (2005) destaca que una proporción muy pequeña de los académicos tiene perfil de investigador. Esto significa que pocos académicos producen publicaciones de impacto y/o se adjudican proyectos de


investigación provenientes de fondos competitivos. En este aspecto, la región, según cifras del 2005, tiene el tercer lugar con 179 investigadores (8,25% del total nacional), luego de la región del Biobío con cerca de 300 investigadores. Estas cifras son coherentes con la distribución regional de publicaciones o fondos competitivos para la investigación que revelan una excesiva centralización del país, entorpeciendo un mayor desarrollo de las capacidades regionales (OECD, 2007). Sin embargo, a pesar de la diferencia con la Región Metropolitana, estar dentro de las regiones más importantes en materia de investigación, plantea la necesidad de estudiar cómo esta concentración académica puede potenciar el desarrollo regional. El objetivo es hacer propuestas con bases empíricas, para que las regiones tengan un mayor desarrollo y éxito en canalizar fondos para ciencia y tecnología. Más aún, puesto que estas inversiones han venido mostrando un incremento en las últimas décadas. Con la finalidad de abordar el problema de la colaboración científica, y como una aproximación piloto, con este estudio se obtuvo una primera “fotografía” de la estructura de colaboración entre investigadores de la Región de Valparaíso. Para esto se construyeron grafos o redes de colaboración donde los autores representados por nodos, se conectaron con otros autores por medio de una publicación en conjunto. Usamos la base de datos Web of Science (WoS)9 ampliamente utilizada para 9

http://www.isiknowledge.com de Thomson Reuters. Para este trabajo tomamos una parte de esta base de datos que contiene solo publicaciones de tipo: artículos, actas, congresos, resúmenes, para los cuales al menos uno de los autores aparecía afiliado a alguna institución de Valparaíso y para el periodo 1991-2011. Esta base de datos corresponde a un referente en la ciencia mundial para estudios bibliométricos e incluye las mejores revistas en todas las áreas temáticas; de hecho, más de 10.000 revistas y 100.000 actas de congresos, aproximadamente 40 millones de registros en total. Otras bases de datos, tales como Scopus y “Google Académico”, no fueron utilizadas para el presente trabajo. En Google Académico los datos no poseen ninguna normalización, consecuencia de la amplia cobertura, la variedad de fuentes de información y el procesamiento automático de esta, lo que dificulta en demasía la extracción y procesamiento. La base de datos WOS, construida en formato .bib, fue transformada en un grafo G(N, E) que describe la relación entre N autores distintos a través de E publicaciones. Este grafo corresponde a la representación unimodal del original bipartito compuesto por autores enlazados a publicaciones. Para colapsar el grafo bipartito a G decimos que dos autores colaboran (están enlazados) si es que han participado en forma conjunta en una o más publicaciones en alguno de los años del periodo 1991-2011.

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este tipo de estudios, por su tamaño y formato. Es importante indicar que las disciplinas tomadas en cuenta en este estudio corresponden a las áreas más clásicas de las ciencias (i.e., Física, Química, Biología, y Matemática), dejando afuera, áreas importantes como son las ciencias sociales y humanidades, por no estar bien representadas en la base de datos antes mencionada. Las herramientas utilizadas para el análisis de estos grafos provienen de la llamada Teoría de Redes, que aportan con una serie de algoritmos que permiten estudiar propiedades globales del grafo, así como otras locales que describen propiedades particulares de los nodos en el contexto de la red. Un ejemplo de grafo de colaboración es el que se muestra en la Figura 1. Es necesario decir que este ejemplo corresponde solo a una porción del grafo de publicaciones del año 2011, siendo la red de ese año de un tamaño considerablemente mayor. En la figura, el tamaño de los nodos está relacionado con la posición estratégica de los autores en la red de colaboración, la forma de los nodos con el país de afiliación de los autores (triángulo=Chile, círculo=otro), mientras que el tipo de enlace representa la disciplina científica del artículo. A partir de grafos de este tipo, se buscó obtener, en primer lugar, una caracterización de la investigación en la región que permitiera, luego, generar hipótesis que explicaran su estructura. Es necesario decir que debido a que la estructura de datos de WOS ha sido sistematizada solo en años recientes, fue necesario adoptar ciertos supuestos10 para la construcción de las redes.

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10. (i) A autores con firmas distintas en distintos trabajos se les consideró como uno, para esto se cambió la firma original por la primera inicial de su o sus nombres y su apellido completo (Juan Pablo Cárdenas por JP Cárdenas); (ii) en publicaciones donde la afiliación era confusa, se optó por la etiqueta no afiliado; (iii) toda publicación con más de 20 autores fue ignorada; (iv) el nombre de las universidades estatales y particulares de la región fue uniformado manualmente; (v) se consideró sólo la primera afiliación por autor.


Figura 1: Red de colaboración para publicaciones asociadas a la Región de Valparaíso durante 2011. Nodos caracterizados por posición estratégica y afiliación de autores. Enlaces diferenciados por disciplina científica.

2.1 La productividad científica en la Región de Valparaíso

Según la OECD (2007) el aporte nacional de las publicaciones al conocimiento mundial es modesto pero de gran calidad, según el índice de atracción11, en disciplinas como la astronomía y, a menor escala, en 11. El Índice de Atracción (IA) es una forma de representar la calidad de la investigación. Una IA de 1,0 significa que el impacto de las publicaciones originarias del país en una disciplina dada es similar a la media mundial en la misma rama de conocimiento, que se define como la relación entre el número de citas en una cierta disciplina a las publicaciones nacionales, dividido por el número de citas en una cierta disciplina a las publicaciones de todo el mundo.

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ecología y medioambiente,medicina reproductiva y fisiología. La Figura 2 muestra el número total de publicaciones por país, tanto a nivel mundial como en América Latina, desde el año 1991 a la fecha. Notoriamente países del hemisferio norte, EE.UU., Francia e Inglaterra, dominan el panorama. En Latinoamérica, Chile se ubica en el cuarto lugar con una productividad cercana al 50% de la que tiene Argentina, ubicada en el tercer lugar.

Figura 2: Países con mayor número de publicaciones a nivel mundial y latinoamericano según WOS. Publicaciones en todas las disciplinas desde 1991 a la fecha.

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Los mismos países que dominan la productividad científica mundial corresponden a aquellos que, a lo largo de los años, más han colaborado con los investigadores chilenos. Destaca, en este sentido, la colaboración chileno-estadounidense (Fig. 3). Un panorama similar se aprecia en la colaboración de investigadores de la Región de Valparaíso con el extranjero. Sin embargo, la distribución de colaboración es más homogénea que en el caso anterior.


Figura 3: Principales países colaboradores con investigadores chilenos (arriba) y de la Región de Valparaíso (abajo) según WOS. Publicaciones en todas las disciplinas desde 1991 a la fecha.

Ahora, a nivel nacional, la productividad está claramente dominada por la región Metropolitana. La región del Biobío, ubicada en segundo lugar, produce una quinta parte de lo que produce la región Metropolitana y la Región de Valparaíso, en la que se centró este estudio, solo una octava parte (Fig. 4).

185


Figura 4: Principales regiones de Chile en producción científica según WOS. Publicaciones en todas las disciplinas desde 1991 a la fecha.

La productividad de la Región de Valparaíso está dominada, en niveles muy similares, por tres universidades tradicionales, dos particulares: Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, (PUCV) y Universidad Técnica Federico Santa María, (UTFSM) y una estatal: Universidad de Valparaíso (UV), tal como se aprecia en la Figura 5. Cada una de estas universidades presenta un perfil distinto en cuanto a sus áreas de productividad, según se puede apreciar en la Figura 6.

186

Figura 5: Principales universidades regionales en producción científica según WOS. Publicaciones en todas las disciplinas desde 1991 a la fecha.


187


Figura 6: Disciplinas con mayor número de publicaciones según WOS en las universidades regionales más productivas. Periodo 1991 a la fecha.

2.2 Principales características de la colaboración científica en la Región de Valparaíso

188

A pesar de que son tres las universidades significativamente más productivas en la Región de Valparaíso, el estudio consideró, además de estas, a la Universidad de Playa Ancha (UPLA), con la finalidad de estudiar la colaboración entre universidades tradicionales de la región. Como punto de partida se consideró el número de afiliados a estas cuatro instituciones para todas las disciplinas científicas presentes en la base de datos. Así, se observó, por ejemplo, que en las ingenierías la UTFSM es la que más afiliados presenta, seguida por la PUCV y, por último, por la UV12. Por otro lado, disciplinas como la Química, la Biotecnología y la Microbiología Aplicada, muestran un mayor número de investigadores afiliados a la PUCV. Si bien la PUCV y UTFSM dominan el 12. La facultad de ingeniería de la UV fue creada recién el año 2011 como tal, antiguamente pertenecía a la Facultad de Ciencias.


escenario en términos generales, la UV tiene casi exclusividad en categorías como la Medicina, Neurociencia y Neurología. La UPLA, por su parte, tiene baja participación en comparación con las otras tres universidades. La razón de lo anterior es que el grueso de las carreras de la UPLA es del área humanista y no han sido consideradas en este estudio por su baja representación en WOS. Considerando el panorama anterior, en el cual existen disciplinas en las que algunas universidades dominan casi en exclusividad (ingeniería en la UTFSM y medicina en la UV, por ejemplo), y en un intento por capturar la participación de las cuatro principales universidades tradicionales de la región, se restringió el análisis solo a cuatro disciplinas de carácter general o Ciencias Básicas: Matemática, Física, Química y Biología. Además, estas disciplinas concentran el mayor número de investigadores en la región y son, en conjunto, áreas prioritarias de investigación en tres de las cuatro universidades tradicionales de la región (Alfaro et al., 2008). En el panel superior de la Figura 7 se observa que, a partir del año 2004, se acentúa una tendencia al aumento en el número de autores para las Ciencias Básicas vinculados a la Región de Valparaíso. Este aumento se traduce en una curva productiva (publicaciones, panel inferior Fig. 7) muy similar en su forma, destacando el año 2009 con un pico de productividad en ambos casos. Lo mismo sucede con la curva de publicaciones totales que incluye todas las categorías científicas. La diferencia entre ambas curvas de publicaciones (negra y blanca) son el resto de las disciplinas no consideradas en este estudio. Estas han mostrado, en el tiempo, un aporte creciente al total de publicaciones. En términos de la colaboración (enlaces de las redes), se observa un aumento en el número de componentes aisladas13 en el tiempo (Fig. 8). Esto indicaría que a medida que el número de autores crece, aparecen más grupos aislados que establecen colaboraciones de manera independiente al conjunto de la red de colaboración en investigación científica (panel superior de Figura 9).

13. Conjunto de autores pertenecientes al grafo de colaboración que están conectados entre sí, pero que no están conectados con el resto. El tamaño mínimo de un componente es de dos nodos.

189


Figura 7: Variación en el número de autores (arriba) y publicaciones (abajo) durante las dos últimas décadas para las disciplinas de las Ciencias Básicas y Totales.

190

Figura 8: Número de componentes aislados por año durante las dos últimas décadas para publicaciones en Ciencias Básicas vinculadas a la Región de Valparaíso.

Utilizando otras métricas clásicas para evaluar grafos, se definió la vecindad de un autor como el conjunto de todos sus vecinos. Así, el número medio de vecinos indica la conectividad media de los autores en la red. Una versión normalizada de este parámetro es la densidad, cuyo valor puede estar entre 0 y 1, indicando qué tan densamente poblada está la red de


colaboraciones. Por ejemplo, una red sin colaboración tiene una densidad igual a 0. Por el contrario, la densidad de una red en que todos los autores están colaborando entre sí, llamada ‘clique’, tendrá un valor de 1. El panel inferior de la Figura 9 muestra la densidad de colaboración durante la última década. Se observa claramente que esta cae durante el período estudiado. Si bien el número de autores aumenta y, obviamente, por la forma en que se construyeron las redes, el número de enlaces también lo hace, la población de enlaces disminuye notoriamente, indicando un cambio en la estructura de colaboración, que parece tender hacia una investigación más atomizada en grupos pequeños aislados entre sí. Sin embargo, un aspecto muy interesante tiene que ver con el análisis de la variación en el tamaño de la componente gigante (CG), aquel conjunto mayor de autores del grafo de colaboración no conectado al resto de componentes en el cual es posible conectar a un autor, escogido al azar, desde cualquier otro. Esta definición es clave porque indica que dos autores que pertenezcan a dicho componente, a pesar de no haber publicado juntos (si es que no hay un enlace directo entre ellos), están siempre conectados por otros autores, en promedio cerca de seis, según los análisis realizados en esta investigación. Es decir, que pertenecen a un mismo sistema social cerrado. Se estudió el tamaño acumulado de la componente desde 1991, año a año, hasta 2011, también para las Ciencias Básicas. De esta manera, se estudió su tamaño en el periodo 1991-1992, 1991-1993 y así sucesivamente hasta el periodo total de las dos décadas 1991-2011. Este tipo de análisis permitió observar los cambios de la comunidad social de investigadores con el paso del tiempo.

191


Figura 9: Arriba: Número de componentes aisladas respecto al número de nodos. Abajo: Densidad de colaboración de la red durante la última década.

192

La Figura 10 muestra la dinámica del tamaño de la componente gigante en términos absolutos y porcentuales. Es posible observar que durante la primera década, el tamaño de la componente es pequeño, no superando los 200 autores. Durante este periodo su tamaño representa entre el 20% y el 35% del total de los nodos, con una clara tendencia a la disminución, sin un incremento aparente en la complejidad de la red, entendiendo esta como un enriquecimiento de la red mayor de colaboración en cuanto a autores y enlaces.


Figura 10: Variación en el tamaño de la componente gigante de colaboración en las dos últimas décadas para artículos de Ciencias Básicas vinculados a la Región de Valparaíso. Panel inferior representa el tamaño de la componente en cada uno de los años. Panel superior indica el porcentaje que representa la componente gigante respecto al total de autores de la red en cada uno de los años.

Lo interesante es que hacia el año 2002 comienza, de manera abrupta, un crecimiento de la componente gigante de colaboración. Este resultado sugiere un cambio en la manera en que se establecen las colaboraciones a partir de 2002. A partir de este año comienza a formarse una gran comunidad de colaboración en Ciencias Básicas que aumenta sostenidamente, hasta hoy, la probabilidad de que dos autores vinculados a la región, escogidos al azar, sean parte del mismo componente de colaboración. En el 2011, esta comunidad llega a agrupar cerca del 75% del total de autores que han publicado en las dos últimas décadas artículos vinculados a la Región de Valparaíso. Los efectos de un cambio tan

193


drástico en la topología del grafo de colaboración son evidentes y ponen de manifiesto que, durante la última década, esta transformación social en el sistema académico va de la mano con un periodo fructífero para la investigación en la región. Algo muy interesante de este crecimiento explosivo es que corresponde a un fenómeno de escalado, muy típico de sistemas complejos. El panel inferior de la Figura 10 muestra el ajuste a una ley de potencias de este crecimiento. Por último, la Figura 11 muestra el aporte anual, en términos del número de publicaciones en WOS, de cada una de las cuatro disciplinas de las Ciencias Básicas, durante los últimos veinte años. Se puede ver que, hasta el año 2001, había una repartición más equitativa de publicaciones entre estas cuatro disciplinas. Sin embargo, con el paso del tiempo esta distribución fue haciéndose más sesgada en la región, tomando un papel protagónico la Física y perdiendo protagonismo la Química.

194

Figura 11: Número de publicaciones por cada disciplina científica de las Ciencias Básicas desde 1991 a 2011. Cada barra representa el número de publicaciones en un año determinado. Cada conjunto de barras corresponde a una disciplina. Notar que el gráfico ha sido partido en dos: década 1 (arriba) y década 2 (abajo).


2.2.1 Autores colaboradores

El fenómeno de transición observado en el análisis de la componente gigante puede tener relación con la presencia de cierto tipo de investigadores que funcionan como conectores entre distintos grupos de investigación. Desde esta perspectiva, se definió “autores colaboradores” como aquellos que han publicado al menos dos artículos con autores distintos (al menos uno de los autores que pertenece a un artículo no está en el otro). A partir de esta definición se generó una lista de colaboradores. La manera de construirla fue considerando la capacidad de un autor para conectar distintos grupos y su número de conexiones de colaboración. De esta forma, si un autor tiene muchas conexiones de colaboración, pero no conecta a grupos distintos de colaboración, no entra en esta lista, “castigando” el número de enlaces de colaboración si estos no representan conexiones entre distintos grupos. La Figura 12 muestra la dinámica del número de colaboradores durante las dos décadas así como la pertenencia a una de las cuatros universidades tradicionales de la región. Se observa que el número de colaboradores aumenta a partir de la segunda década (panel inferior, Fig. 12), algo que apoya lo planteado anteriormente respecto a que hacia el año 2000 hubo un cambio radical en el escenario científico de la región.

195 Figura 12: Dinámica de los “colaboradores” en las dos últimas décadas para artículos de Ciencias Básicas vinculados a la Región de Valparaíso.


Al analizar a qué universidad pertenecen estos colaboradores, observamos que son principalmente de la PUCV y UTFSM (panel inferior Figura 12). La UV presenta un ligero aumento en el aporte de colaboradores a partir de 2000, aunque este no es significativo. Esto se debería a la importancia marginal de estas disciplinas científicas dentro de la UV. Es necesario destacar que estas son las tres únicas universidades de la región que aportan colaboradores, tal como fueron definidos en este trabajo. El caso de los extranjeros también es interesante. Precisamente, a partir del año 2000, comienzan a ser más los extranjeros “colaboradores” en artículos vinculados a la Región de Valparaíso.

2.2.2 Nuevos autores

Otro aspecto tiene que ver con la renovación e incremento de los investigadores que aportan a las redes de colaboración. En la Figura 13 se presenta la dinámica de incorporación de nuevos autores. Se hace la distinción entre nuevos autores sin considerar afiliación (Autores Totales), aquellos de Chile y aquellos afiliados a alguna institución de Valparaíso. La figura muestra una tendencia al aumento en el número de autores nuevos totales. Esta tendencia se manifiesta solo a partir del año 2000, lo que nuevamente sugiere un cambio en el panorama científico desde ese momento. El mismo fenómeno, más marcado hacia finales de la segunda década, se observa en el número de nuevos autores chilenos y de la Región de Valparaíso.

196 Figura 13: Incorporación de autores nuevos en cada año durante los últimas dos décadas.


La dinámica de incorporación de nuevos autores afiliados a alguna institución de la Región de Valparaíso, entre los años 2008 y 2011, se presenta en la Figura 14. La razón para considerar estos últimos cuatro años fue analizar la realidad actual. Es necesario remarcar que para este análisis fueron consideradas todas las disciplinas científicas de la base de datos y no solo las Ciencias Básicas. En la Figura 14 se puede apreciar que, entre el año 2008 y 2009, hay un aumento significativo de nuevos autores afiliados a la región. Sin embargo, esta tendencia no se mantiene en el tiempo, incluso decae en los dos últimos años.

Figura 14: Dinámica de nuevos autores afiliados a la Región de Valparaíso en los últimos cuatro años.

Todos estos nuevos autores afiliados a la región aparecen formalmente vinculados a una institución. Aun así, la base de datos no permite distinguir si estos nuevos autores son estudiantes de paso o investigadores formalmente afiliados a alguna institución de la región. La distribución de autores nuevos por institución en los últimos cuatro años se muestra en Figura 15.

197


Figura 15: Universidades y otras instituciones como polo de atracción para nuevos investigadores.

Se observa que durante los años 2009 y 2010, la PUCV fue la institución que funcionó como mayor polo de atracción para nuevos investigadores, seguida por la UV, luego por la UTFSM y, finalmente, por la UPLA. Otras instituciones, principalmente hospitales y el Instituto de Fomento Pesquero (IFOP), capturan también nuevos autores. La atracción protagónica de la PUCV no era tal en el 2008, año en que comparte protagonismo con la UV, al igual que el año 2011.

2.2.3 Colaboración entre universidades de la Región de Valparaíso

198

Por último, se estudió la colaboración entre universidades de la región y también entre estas con instituciones nacionales de otras regiones y extranjeras. Para esto se representaron estas colaboraciones como grafos “pesados”, en los cuales el grosor de los enlaces indica la cantidad de colaboración entre instituciones, medida como número de autores colaborando. La Figura 16 muestra esto para los últimos cuatro años.


Figura 16: Colaboración entre universidades tradicionales de la Región de Valparaíso y también entre estas con instituciones nacionales de otras regiones de Chile y extranjeras. Cada enlace está caracterizado por el número de autores que han colaborado.

Se puede ver que la colaboración entre las universidades de la región es mucho menor que la que hay entre estas universidades y otras del país y el extranjero. Destacan en este aspecto la PUCV y la UTFSM, seguida por la UV y en menor magnitud la UPLA. Durante los cuatro años, la PUCV tiene una colaboración similar, en magnitud, con universidades chilenas no pertenecientes a la región y extranjeras. Solo en el año 2011, la PUCV aparece colaborando más con el extranjero. La UTFSM, por su parte, colabora más con instituciones extranjeras que nacionales en todos los años. Lo mismo, aunque en menor magnitud, sucede con la UV, pero el año 2011 colabora más con las nacionales. La UPLA colabora, principalmente, con instituciones chilenas externas a la región y muy poco con el extranjero.

199


3. Los desafíos del estudio de la colaboración científica regional en el contexto económico

200

La importancia de realizar todo el análisis anterior descansa sobre la base de que el conocimiento y la tecnología se han transformado en factores poderosos para explicar el crecimiento económico y social de los países de las últimas décadas. Este argumento ha tomado lugar en la discusión de las políticas públicas, de la misma manera que las perspectivas dinámica y geográfica han tomado un importante lugar en la discusión económica mundial. Por una parte, la economía evolutiva destaca la relevancia de la dependencia histórica, el conocimiento, la tecnología y la complejidad de los sistemas económicos (Dosi y Nelson, 1994; Nelson, 2004) y, por otra, los modelos de aglomeración resaltan la importancia de la geografía, ya que a pesar del impacto de las TICs y la globalización, el conocimiento, la actividad económica y el desarrollo son elementos con un fuerte componente local (Krugman, 1991; Storper, 1997; World Bank, 2009 (Fujita, Krugman, & Venables, 1999; Henderson, 1974)). De esta manera, los distintos elementos considerados por estas corrientes encuentran un espacio común de análisis a través de los estudios de la innovación. En este marco, los conceptos de los sistemas nacionales de innovación (Freeman, 1987; Lundvall, 1992; Nelson, 1993) y sistemas regionales de innovación (Cooke et al. 1997; Bracyck et al., 1998), así como el modelo de la Triple Hélice de Etzkowitz y Lyedersdorff (2000) han puesto de relevancia la importancia del vínculo entre la academia, las empresas y el gobierno. La evidencia histórica de varios países da cuenta de la importancia del rol de la docencia y la investigación local en la construcción de capacidades nacionales para alcanzar el nivel de los países más avanzados (Mazoleni, Nelson, 2005). De esta manera, los estudios de la innovación entregan un importante marco para analizar los lazos entre investigadores y de estos con la industria de la Región de Valparaíso. Para poder ligar esta última con la academia se hace necesario observar, por una parte, la estructura productiva regional y, por otra, la composición de la fuerza laboral involucrada. De esta manera, y de acuerdo con las


últimas cifras del Banco Central, el mayor aporte al PIB regional es generado por la industria manufacturera, de transportes, servicios personales y comercio (Tabla 1). Por su parte, según el INE, la población ocupada es mayor en las ramas de comercio, construcción, industria manufacturera y transporte y, al mismo tiempo, se observa que, por grupos principales de empleo, la proporción mayor la ocupa la mano de obra no calificada. Con estas cifras se observa a priori que la región no tiene una especialización particular y que sus áreas principales no son intensivas en conocimiento ni tampoco sus fuentes laborales. Tabla 1. PIB actividad económica, V Región de Valparaíso, volumen a precios del año anterior encadenado, referencia 2008 (millones de pesos encadenados) Descripción series

Industria manufacturera

Minería

Transportes y comunicaciones

Servicios personales

2008

2009

2010

2008

2009

2010

1.186.561

1.115.521

1.207.958

16,16%

15,76%

16,53%

1.263.841

1.191.810

826.601

865.880

1.061.847

1.098.136

892.130

1.017.799 931.843

17,21%

14,46%

11,25%

16,84%

12,60%

12,75%

6,98%

7,74%

833.060

766.969

659.369

11,34%

10,83%

Propiedad de vivienda

538.823

557.826

538.563

7,34%

7,88%

Servicios financieros y empresariales

Administración pública Agropecuario-silvícola

Pesca

Electricidad, gas y agua

Producto interno bruto

505.649

486.236 418.482

213.257 9.656 749

7.344.762

494.224

497.035 451.484

238.853 6.401 949

7.079.082

565.556

526.873 467.401

238.797 10.784 1.683

7.308.004

6,88%

6,62% 5,70%

2,90%

0,13%

0,01%

7.344.762

13,93%

12,23%

Construcción

Comercio, restaurantes y hoteles

15,03%

7,02% 6,38%

3,37%

0,09%

0,01%

7.079.082

9,02%

7,37% 7,21% 6,40%

3,27%

0,15%

0,02%

7.308.004

201


Tabla 2 Ocupados por Rama de Actividad Económica Período Trimestre Junio - Agosto

2010

2011

2012

Total Ocupados (miles de personas)

724,89

757,76

764,50

Comercio

21,13%

22,25%

21,79%

Construcción

8,42%

Industrias manufactureras

9,96%

Transporte, almacenamiento y comunicaciones

8,90%

7,99%

Hogares privados con servicio doméstico

8,21%

8,75%

Agricultura, ganadería, caza y silvicultura

7,27%

7,25%

Administración pública y defensa

7,31%

5,90%

Actividades inmobiliarias, empresariales y de alquiler

5,67%

4,81%

Hoteles y restaurantes

5,54%

4,74%

Servicios sociales y de salud

4,02%

4,41%

Otras actividades de servicios comunitarios, sociales y personales

4,42%

3,24%

Explotación de minas y canteras

3,46%

2,80%

Intermediación financiera

3,18%

1,00%

Suministro de electricidad, gas y agua

0,80%

1,02%

Pesca

FUENTE: Nueva Encuesta Nacional de Empleo, INE

8,25%

8,06%

Enseñanza

Organizaciones y órganos extraterritoriales

9,26%

1,02%

0,52%

0,45%

0,01%

0,00%

9,18%

8,76%

8,54%

7,57%

7,24%

5,78%

5,76%

5,47%

5,26%

4,40%

3,65%

3,62%

1,59%

0,87%

0,49%

0,03%

Tabla 3

Ocupados por Grupos Principales de Ocupación Período Trimestre Junio-Agosto

2010

2011

2012

Total Ocupados (miles de personas)

724,89

757,76

764,50

Trabajadores no calificados

27,08%

27,11%

25,23%

Trabajadores de los servicios y vendedores de comercios y mercados

15,96%

15,80%

Técnicos y profesionales de nivel medio

9,51%

11,62%

11,19%

9,10%

9,03%

8,63%

Oficiales, operarios y artesanos de artes mecánicas y de otros oficios

202

14,98%

Profesionales científicos e intelectuales

8,30%

Agricultores y trabajadores calificados agropecuarios y pesqueros

2,94%

Operadores de instalaciones y máquinas y montadores Empleados de oficina

Miembros del poder ejecutivo y de los cuerpos legislativos y personal directivo de la administración pública y de empresa Otros no identificados

Fuente: Nueva Encuesta Nacional de Empleo. INE

9,36%

13,30% 9,83%

8,08%

2,73%

17,29%

14,50% 8,89%

8,55%

2,35%

1,75%

1,36%

2,32%

1,04%

1,14%

1,05%


Por otra parte, en el marco del Programa Bicentenario de Ciencia y Tecnología (PBCT) de CONICYT, en el 2008, se publicó un amplio estudio sobre la región en relación con las capacidades y necesidades regionales de ciencia y tecnología14, con el objetivo de establecer las bases para el desarrollo de una estrategia regional. En él se analizaron las áreas de investigación presentes en la región y se relacionaron con los sectores productivos priorizados según la Agencia Regional de Desarrollo Productivo15. Estos son: industria del conocimiento, turismo, logística de exportación, industria alimentaria, pesca y minería. El diagnóstico sobre las capacidades regionales de Ciencia y Tecnología (C&T) reveló que existen ventajas en las áreas de las ciencias físicas, químicas, biotecnología y las ciencias de la ingeniería, y que estas incluso podrían tener un desarrollo de vanguardia. El informe recomienda inversión en las capacidades tecnológicas y salud para fortalecer la industria alimentaria, en capacidades tecnológicas para apoyar a la industria logística, y en capacidades arquitectónicas para mejorar el desarrollo de la industria turística patrimonial. La recomendación más interesante relacionada con la presente investigación corresponde a las estrategias propuestas de vinculación para las ciencias básicas con la minería y la industria alimentaria. En este marco, los hallazgos de esta investigación avalan dicho potencial al revelar la importancia de las ciencias básicas. Sin embargo, la mayor productividad se da en física, un área con poca relación con el sector productivo regional. Por otra parte, en química, que podría representar un mayor potencial para las empresas regionales, su productividad ha venido declinando en los últimos años. En otro aspecto, la escasa colaboración entre las universidades regionales podría favorecer una hipótesis que advierta sobre una mayor dificultad para el fomento de la colaboración con la industria en la medida que, mientras menor es la colaboración, menores serán los puntos de conectividad, y por ende, menor probabilidad de encuentro entre las necesidades de la empresa con disponibilidades de la acade14. Bases para la Formulación de una Estrategia Regional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Región de Valparaíso, Valparaíso, mayo de 2008.

15. Las ARDP se crean en el año 2006. La agencia de Valparaíso constituyó su Consejo en el 2007.

203


mia. Pero al mismo tiempo, la mayor colaboración de investigadores regionales con investigadores extranjeros o de otras regiones, presenta un mayor potencial dado que facilitaría traer la vanguardia global a la realidad local. Lo anterior representa el umbral a una serie de preguntas relacionadas directamente con la colaboración universidad - empresa. La información disponible conduce a estudiar esta colaboración a través de las bases de datos existentes, como las publicaciones en este trabajo, o bases de datos sobre proyectos de investigación aplicada o patentes. Sin embargo, se sabe que esta vinculación es bastante más compleja y cuya interacción se da simultáneamente en varios canales, como la cooperación técnica, conversaciones informales, consultorías, reclutamiento de graduados, entre otros (Agrawal y Henderson, 2002). En la mayoría de los casos, el apoyo indirecto de las universidades en los procesos de innovación local son, probablemente, más importantes que la contribución a la resolución de problemas (Lester, 2005). Todos los aspectos mencionados en esta sección, conforman el marco sobre el cual deberán incursionar futuras investigaciones que representan verdaderos desafíos, no solo a los autores de este artículo, a las autoridades regionales y organismos nacionales públicos y privados, sino también a las ciencias de la complejidad como disciplina.

4 Comentarios y discusión

204

Los resultados sugieren que la red de colaboración científica de la Región de Valparaíso está determinada, casi exclusivamente, por las publicaciones que tres de las cuatro universidades tradicionales de la región llevan a cabo (PUCV, UTFSM y UV). Otras disciplinas tales como las médicas y la ingeniería, si bien aportan con muchas publicaciones, son disciplinas más bien exclusivas de algunas instituciones y generan poca o nula colaboración. Se obtuvo evidencia de que la red de colaboración regional es un sistema que presenta propiedades similares a las de otros sistemas complejos, tales como distribuciones de conectividad libres de escala y propiedades de redes de pequeño mundo (tipo Small World). Sin embargo, el presente estudio no se detuvo en tales resultados, ya descri-


tos en sistemas similares, sino que se concentró en aquellos más interesantes desde el punto de vista del desarrollo de políticas que puedan implementarse para intervenir este sistema a futuro. Al respecto, se observó que la colaboración, definida como publicaciones en conjunto, es un fenómeno que ha cambiado con el tiempo. Si bien la red social de autores se ha transformado en una gran componente desde el año 2000, agrupando a más del 70 % de todos los autores que han publicado artículos en Ciencias Básicas vinculados a Valparaíso hasta el año 2011, la densidad de colaboración ha disminuido con el paso de los años y la producción es cada vez más atomizada en grupos pequeños de investigación colaborativa. Esto podría responder a una nueva forma de hacer ciencia gracias a las nuevas tecnologías de la información y a la especialización de la investigación. Los resultados también muestran que, a partir del año 2000, ocurrió un cambio en el escenario científico en la región, que ha impulsado las publicaciones, esto es, la incorporación de nuevos autores y la colaboración con extranjeros. Las razones para esto pueden ser varias. En el año 1995 se crean las Cátedras Presidenciales y en 1998 la Iniciativa Científica Milenio (ICM), que generaron importantes fondos de financiamiento para el desarrollo de actividades científicas. Posteriormente, a partir del año 1999, se inicia el PBCT, un programa del Banco Mundial que entregó fondos vía CORFO, CONICYT y FIA, según el área del proyecto. Los consorcios, orientados a aumentar la colaboración entre empresas y universidades, son parte del PBCT. Además, desde 2005 hubo incentivos institucionales para formar grupos de investigación intra-universidades. Sin embargo, creemos que una de las razones fundamentales tras este cambio, es la penetración de la Internet al ambiente académico. Es conveniente mencionar que por la dificultad para asociar datos respecto al financiamiento, por la falta de transparencia en la asignación de fondos públicos a la investigación, no es posible profundizar, por ahora, sobre este punto y clarificar las causas de este boom en colaboración. Por otro lado, las universidades PUCV y UV son las que atraen a más autores nuevos durante los últimos años. Estos autores llegan con una alta probabilidad de publicar con grupos de poca o nula experiencia (publicando). Esta realidad, no alentadora, se suma a la también baja productividad que tienen los nuevos autores en años posteriores. No

205


206

obstante, se debe precisar que este estudio no tiene certeza de cuántos de estos nuevos autores son solo estudiantes de paso en la institución. La Región de Valparaíso tiene una concentración de instituciones e investigadores que le permitiría desarrollarse sobre la base de sus capacidades. Además, los programas de doctorado han consolidado líneas de investigación e incrementado la masa crítica de investigadores. Por otro lado, existen áreas del conocimiento donde la región posee ventajas y que, además, es posible establecer un gran potencial a partir de la interdisciplinariedad. Las ciencias físicas y químicas, con la biotecnología y las ciencias de la ingeniería, tienen el potencial para lograr un desarrollo de vanguardia, y para ello la colaboración entre ellas podría ser fundamental. Tal como lo muestran nuestros resultados, si bien existe dicha colaboración, esta es menor en comparación con la que generan las universidades de la región con otras instituciones chilenas o extranjeras. En esta línea, en materia de vinculación entre productos de C&T provenientes de las instituciones académicas y el sector productivo regional, sería importante analizar, a futuro, de qué manera los insumos C&T regionales dan cabida al desarrollo del sector productivo. Estudios realizados entre las capacidades y necesidades de ciencia y tecnología en la región indicarían que hay estrategias recomendables para potenciar el aporte de la academia. Sin embargo, la relación entre industria y universidades se lleva a cabo de manera simultánea a través de diversos canales. Un buen punto de partida quizá sea un análisis del impacto que generan proyectos cuyo objetivo específico es potenciar la vinculación con la empresa, como lo son FONDEF o CORFO INNOVA. También queda pendiente indagar si a través de la actual productividad científica se podrían identificar sectores donde el puente hacia el desarrollo productivo se viese beneficiado. Por último, es necesario mencionar las debilidades y desafíos que el presente estudio podría representar. Las publicaciones ISI son una buena base de datos para estudiar la colaboración. Sin embargo, la proporción que estas representan sobre el total de publicaciones, considerando el sesgo hacia las ciencias básicas por sobre la investigación en humanidades, podría estar omitiendo una importante base de colaboración que se da en otras instancias que fomenten igualmente la productividad, como por ejemplo las publicaciones “no ISI”, o los proyectos de investigación


con financiamiento privado. Estos elementos conforman, entonces, el desafío y nuevas interrogantes para abordar en las siguientes investigaciones: ¿qué otros canales son representativos de la colaboración científica? ¿Existen otros ámbitos con cuyo fomento podría incentivarse de manera más eficiente y efectiva la productividad científica y su relación con el mundo productivo? ¿Es la colaboración similar en otras regiones del país? ¿De qué manera puede abordarse el impacto de la centralización en las redes de colaboración y el desarrollo regional? Estas y muchas otras interrogantes representan un incentivo para continuar investigando las redes complejas de colaboración. Sobre todo si se considera que es un tema incipiente a nivel nacional, pero que a nivel internacional está marcando la nueva manera de abordar la sociedad actual.

Agradecimientos

Esta investigación se llevó a cabo a través del Instituto de Sistemas Complejos de Valparaíso, con fondos otorgados por CODELCO, división ANDINA.

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Las rutas de la complejidad se terminó de imprimir en la ciudad de Valparaíso en el mes de abril de 2014

Redes complejas: un caso de estudio sobre la colaboración científica

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