Evelyn C. Ayala03/abril/2025
Ningún país cumplirá los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas. Es lo que dice el artículo de un grupo de investigadores de la UNAM en el que participó el Instituto de Física. Visto como si se tratara de un rompecabezas, éste es un juego complejo en el que importa analizar cómo encajan las piezas -o los países en este caso- y por qué su relación estrecha influye en la mitigación o aceleración de los efectos del cambio climático.
El artículo fue publicado este 12 de marzo en la revista PLOS ONE bajo el título “Sustainable visions: unsupervised machine learning insights on global development goals”. En él participaron: Alberto García-Rodríguez y Rafael Barrio, del Instituto de Física (IF); Matías Núñez, del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, de Buenos Aires, y del Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente, de la Universidad Nacional del Comahue, Bariloche, Argentina; Miguel Robles Pérez, del Instituto de Energías Renovables (IER) de la UNAM; Tzipe Govezensky, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM, Carlos Gershenson, del Centro de Ciencias de la Complejidad (C3) de la UNAM, y Universidad de Binghamton USA ; Kimmo K Kaski, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Aalto, Espoo, Finlandia, y Julia Tagüeña, del IER y C3.
Como cualquier rompecabezas, el objetivo es ensamblar todas las piezas para construir una imagen coherente. En este caso, los investigadores analizaron la imagen completa del mundo para saber qué avance tiene cada país en su camino a la sostenibilidad. Este término es “lo que permite satisfacer las necesidades del presente sin comprometer la habilidad de las futuras generaciones de satisfacer sus necesidades propias”, de acuerdo con la definición de las Naciones Unidas.
Es por ello que el organismo internacional propuso desde 2015 una serie de metas u Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) que, en caso de cumplirse, pondría fin a la pobreza, protegería el planeta y garantizarían el bienestar para las personas en el año 2030. “Los ODS están diseñados para acabar con la pobreza, el hambre, el sida y la discriminación contra mujeres y niñas… La creatividad, el conocimiento, la tecnología y los recursos financieros de toda la sociedad son necesarios para alcanzar los ODS en todos los contextos”, asegura Naciones Unidas.
Los 17 ODS son: 1) Fin de la pobreza, 2) Hambre cero, 3) Salud y bienestar, 4) Educación de calidad, 5) Igualdad de género, 6) Agua limpia y saneamiento, 7) Energía asequible y no contaminante, 8) Trabajo decente y crecimiento económico, 9) Industria, Innovación e infraestructura, 10) Reducción de las desigualdades, 11) Ciudades y comunidades sostenibles, 12) Producción y consumo responsables, 13) Acción por el clima, 14) Vida submarina, 15) Vida de ecosistemas terrestres, 16) Paz, justicia e instituciones sólidas, y 17) Alianza para lograr los objetivos.
Quiere decir que cada una de las piezas del rompecabezas, o sea cada país, debería cumplir con cada una de las metas de los ODS para contribuir al desarrollo humano. Esta idea suena sencilla pero en realidad es más compleja de lo que parece porque cada país tiene características distintas y responde en función de sus condiciones geográficas, factores sociales, económicos y culturales que determinan su camino hacia la sostenibilidad.
El artículo en el que participó Rafael Barrio indica que “parece evidente que desconocemos las complejas interrelaciones entre los diferentes ODS y los factores que impulsan sus cambios”.
Este complejo rompecabezas de la sostenibilidad tiene un importante desafío: la gran cantidad de información a organizar, y la inteligencia artificial (AI, por sus siglas en inglés) ayudará a ordenarla. Específicamente, los investigadores utilizaron la metodología conocida en AI como aprendizaje automático no supervisado que consistió en tres etapas de análisis de datos de cada país.
Alberto García y Rafael Barrio indican que en la AI, hay dos formas de analizar datos: de forma supervisada y no supervisada. “Al primero le dices ‘este dato corresponde a tal cosa’ y al no supervisado solo le dices ‘está este dato, trata de identificarlo y agrúpalo, según lo que quiere decir’”, aseguraron.
El artículo menciona que el grupo de investigación eligió esta metodología con diversos propósitos: analizar los cambios en el tiempo de los ODS en los países, identificar similitudes y diferencias entre los patrones, y comprender cómo se correlacionan los ODS entre los países, e investigar de forma colectiva a los países similares, y con ello, observar el progreso hacia el cumplimiento de los ODS.
Tal como sucede en un rompecabezas común, todas las piezas deben encajar sin forzarlas, eso significa que cada pieza es única y por lo tanto ocupa un espacio irrepetible, definido por su forma y color. Igualmente, cada país tiene características y contextos específicos.
Sin embargo, algunos países pueden parecerse y eso se observa computacionalmente a través de correlaciones, o sea relaciones entre países. Para encontrarlas, primero los investigadores tuvieron que ordenar miles de datos obtenidos de los 231 indicadores globales de las Naciones Unidas, con los que se puede medir el avance sostenible de cada país. En este caso, se analizaron los datos entre los años 2000 y 2022 de 107 de 166 países, mismos que contaban con información completa y actualizada.
Esos miles de datos indican el comportamiento de un país en términos de salud, otros en educación, otros en medioambiente, otros en economía, etc. El problema es multidimensional por lo que se puede ordenar la información usando técnicas aprendizaje-máquina no supervisado que da información sobre las semejanzas y diferencias entre las piezas del rompecabezas y eso permite identificar la relación que hay entre las piezas o, en este caso, los países.
Es por eso que los investigadores tuvieron que simplificar la dimensionalidad con la metodología conocida como Análisis de Componentes Principales (PCA, por sus siglas en inglés) que consistió en sustraer la información más importante de este sistema. A continuación, los especialistas aplicaron t-SNE (t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding), una herramienta computacional para organizar las piezas similares entre sí.
Tal y como sucedería con un rompecabezas, todas las piezas tienen colores y formas distintas, y es necesario ordenarlas antes de comenzar el armado. Ese orden tendrá que ver con la relación que encontramos en ellas, por ejemplo, hacer subconjuntos de piezas similares, ya sea porque comparten el mismo color o porque su forma es parecida.
T-SNE ayudó a formar una estructura donde se colocaron cerca los países con datos similares y se alejaron aquellos que no tenían mucho en común para así obtener patrones de comportamiento. Para lograrlo, fue necesario ajustar un parámetro importante: la perplejidad.
De acuerdo con el artículo, la perplejidad “influye en el número de vecinos para cada punto y equilibra los aspectos locales y globales”, lo que quiere decir que, dependiendo del valor otorgado a la perplejidad es que las piezas encontrarán más o menos vecinos con características en común. En este caso, se otorgó el valor 50 porque, según explican los investigadores, la perplejidad “se elige de acuerdo con la precisión, este valor es adecuado para varios países en un cluster. Una perplejidad alta significa menos precisión y encuentra patrones globales, si es baja los patrones son locales pero más parecidos entre sí”, aseguran.
Finalmente, los investigadores utilizaron el algoritmo de agrupamiento DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) para determinar computacionalmente el radio de agrupamientos o vecindarios de países, es decir que este parámetro llamado “épsilon” define la distancia máxima a la que deben estar dos o más países, y en función de ello se consideran o no del mismo grupo.
“Los países se agrupan en seis cúmulos que podemos ver en el mapa mundial (del articulo) y se ve que corresponden a relaciones estrechas entre los países. Rusia y China tienen cosas en común con África, Estados Unidos con Europa, Latinoamérica está muy unida… Esto tiene que ver con propiedades geográficas y socioeconómicas y es el primer resultado que se tiene después de haber analizado los datos”, aseguró Barrio.
Posteriormente, los investigadores crearon una matriz de correlaciones en la que “se puede observar el grado de afinidad que tienen los 17 ODS”, dijo Rafael Barrio. Es decir, en una gráfica del artículo se puede ver qué tanto se correlaciona un ODS con los otros, entonces, en un número negativo los ODS se contraponen, y un número positivo lo contrario. Por ejemplo, el ODS número 12 (que se refiere a la producción y consumo responsables) y el 13 (acción por el clima) están fuertemente correlacionados entre sí de forma positiva, pero negativamente con el resto de ODS.
Finalmente, hay una tercera gráfica que permite conocer cómo avanza a lo largo del tiempo cada cúmulo de piezas que comparten características (los 6 grupos de países antes mencionados). “Van avanzando, muy lentamente pero van avanzando, y los que menos avanzan son los países muy desarrollados como los nórdicos, Europa y Estados Unidos, por ejemplo. Mientras que países africanos y latinoamericanos van mucho más rápido”, explicó Barrio.
Quizá lo más sencillo sería realizar una devolución al fabricante del rompecabezas pero, en cambio, los autores del artículo han proporcionado la información necesaria para comprender por qué es importante conocer las piezas antes de armar el rompecabezas de la sostenibilidad.
Los resultados no mienten: ningún país está en condiciones de alcanzar la sostenibilidad para el año 2030 pero con este estudio ahora se sabe, por ejemplo, que el progreso hacia los ODS depende de los factores geográficos, culturales y socioeconómicos de cada país y que por lo tanto esta diversidad debe ser considerada en la planificación del desarrollo sostenible.
“La sostenibilidad, como muchos otros esfuerzos humanos, puede representarse como una red dinámica y compleja con interacciones no lineales e interdependencias entre los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Por lo tanto, dado que los ODS están interconectados e influenciados por la intrincada red de factores ambientales, políticos, económicos, culturales y sociales, no deben considerarse de forma aislada”, indica el artículo.
Esto significa que podría existir una estrategia de ODS específica para cada grupo de países que se comportan de forma similar. Dicho de otro modo, el rompecabezas de la sostenibilidad debe ser armado de forma regional y no global como se ha intentado hasta ahora.
Así, las regiones en desarrollo podrán avanzar acordes a sus necesidades y prioridades, apoyadas por aquellas regiones compuestas por países desarrollados. “Para un país, identificar estas sinergias y compensaciones antes de establecer sus prioridades políticas es crucial para evitar la creación de nuevos problemas y resolver los existentes", se lee en el artículo.
El paso siguiente, en el que ya se encuentran trabajando los especialistas, es la creación de un modelo matemático que también tomará en cuenta otros parámetros como la cooperación entre países y los recursos invertidos de los países para alcanzar los ODS. Con ello, se podría obtener la proyección de un escenario sostenible basado en el comportamiento mundial.
A diferencia del rompecabezas, la sostenibilidad no es un juego. Hay que tomarlo en serio porque los efectos del cambio climático obligan a armar el rompecabezas en tiempo récord y de ello depende el esfuerzo colectivo de todas las naciones.
