1. INTRODUCCIÓN
La metodología DEA es un modelo de estimación no paramétrica para generar un límite eficiente, a partir de considerar diversos recursos (llamados entradas o inputs) y los productos generados (también conocido como salidas o outputs).
El principal objetivo de la presente investigación es realizar una revisión teórica y metodológica de algunas aplicaciones de la metodología DEA al sector educativo, para en un segundo momento describir la estructura bajo la cual se estima el Índice de Educación (IE), buscando evidencia empírica sobre los niveles de eficiencia que presenta el sector educativo en nueve ciudades representativas (de acuerdo al IE) del estado de Michoacán, específicamente en lo referente al nivel primaria.
Lo anterior se encuentra fundamentado en las siguientes preguntas de investigación: (1) ¿es aplicable la metodología DEA al caso del sector educativo en su nivel primaria, con la finalidad de realizar la medición de la eficiencia para 9 municipios, tomando como criterio de selección el IE?, (2) ¿se presentan diferencias entre las municipios seleccionados? y, si fuera así, (3) ¿puede ser el IE una variable que está incidiendo en las diferencias de eficiencia en el sistema educativo de Michoacán?
1.1. Fundamentos teóricos del análisis Data Envelopment Analysis (DEA)
Un efecto del refinamiento de las técnicas matemáticas es el surgimiento del análisis DEA (Data Envelopment Analysis), esta técnica se considera como modelo multicriterio dentro de los modelos multiobjetivo, que, originariamente, buscan realizar un análisis de eficiencia relativa en un conjunto de unidades y es propuesta por los trabajos de Charnes, Cooper y Rhodes (1978).
“El DEA pretende determinar una frontera eficiente, un lugar geométrico o conjunto de valores solución que dominan, envuelven, al resto de valores analizados. Cada valor situado en la frontera de eficiencia es considerado una unidad de decisión, una DMU (Decision Making Unit), eficiente, mientras que el resto, situadas dentro del conjunto limitado por dicho conjunto eficiente, son catalogadas como ineficientes. Consideramos un caso general en el que n-unidades producen un conjunto de outputs representados por la matriz y, la columna j-ésima de dicha matriz, denotada por yj, representa los valores de los outputs producidos por la unidad j. Análogamente se definen la matriz xy sus correspondientes columnas para los inputs utilizados. Tanto la matriz de inputs consumidos como de outputs producidos son matrices de términos positivos (Contreras, 2006; 3).
“La valoración de la eficiencia técnica de cada unidad se realiza a través del valor:
, (para la unidad 0 de referencia)
(1)
es decir, el cociente entre el valor del output producido, representado por el vector y0ponderado por el vector de precios u0, y el valor total de los inputs consumidos en el proceso valorados según el vector de precios o valores v0. En cada caso, el subíndice representa cada una de las unidades analizadas, el cociente se calcula en el mejor de los casos posibles para la unidad analizada. Es decir, consideramos como dados los vectores de cantidades, tanto de inputs como de outputs, y buscamos los vectores de valoración de los mismos que sitúen a la unidad en la mejor de las situaciones posibles respecto al conjunto de unidades de referencia, además de a una serie de restricciones{1} para acotar el valor de dicha eficiencia” (Contreras, 2006; 4).
El análisis de eficiencia, en su forma relativa se fundamenta en la valoración del cociente analizado en el párrafo anterior comparándolo con el mismo valor para las restantes unidades estudiadas. Lo anterior se realiza mediante técnicas de programación lineal, estableciendo el programa de la siguiente manera:
A cada unidad le corresponde un sistema análogo (el modelo representa el programa correspondiente a la unidad 0 de referencia). La notación, representa un vector del tipo es un infinitésimo no arquimediano.
“La salida del análisis DEA ofrece por un lado un scoreo valor de eficiencia, representado por Q en la formulación, igual a 1para aquellas unidades consideradas eficientes por el análisis y menores a uno para las ineficientes. Además, la distancia con la unidad de este valor refleja la distancia radial de la unidad ineficiente a la frontera de eficiencia calculada” (Contreras, 2006; 5).
Lo interesante de la propuesta es que para cada unidad eficiente se ofrecen unidades de referencia o unidades objetivos (benchmarking), construidas como combinaciones convexas de las unidades eficientes que ofrecen valores objetivos para el vector de output a las unidades ineficientes.
En lo anterior hay que destacar la no unicidad de las soluciones del análisis: DEA ofrece uno de las posibles conjunto de soluciones eficientes para u y v, no así para los valores de eficiencia que si son únicos, Por tanto, depende de qué paquete informático se utilice para la resolución de los problemas de programación lineal obtendremos una u otro solución posible para las unidades virtuales.
1.2. Aplicaciones de la metodología DEA al sector educativo
George Halkos, Tzeremes Nickolaos y Kourtzidis Stravos (2010) analizan los comportamientos de eficiencia en 16 departamentos de la Universidad de Thessaly. Concluye que se presentan marcadas ineficiencias entre los distintos departamentos, lo que indica errores de localización de los recursos productivos.
Martin Kocher, Luptácik Mikulás y Sutter Matthias (2001) analizan la productividad en el sector educativo, desde el punto de vista de 21 diversos países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OECD), empleado datos de panel.
Melville McMillan y Debaish Datta (1998) realizan un análisis por definición de variables y, también, por tipo de universidad. Destacan la importancia de definir las variables en función de revisión bibliográfica y un estudio especifico sobre el sector que se observa.
Por último, Ernest Thanassoulis, Mika Kortelainen, Geraint Johnes y Jill Johnes (2008) realizan un análisis de eficiencia, a partir del modelo DEA y de regresión aplicado al sistema de educación en Reino Unido. Concluyen que el sector educativo no se puede evaluar como un todo, sino con las particularidades que tiene.
A continuación se presentan las variables, países y periodo muestral utilizado y el tipo de estimación empleado.
1.3. El índice de Educación (IE) y su forma de estimación
El Índice de Educación (IE) es un componente del Índice de Desarrollo Humano (IDH). Navarro Chávez (2007) define al IDH como una medida de logro en desarrollo humano. La medición de los adelantos o logros se realiza en función de tres apartados:
La metodología para el cálculo del IE consiste en los siguientes pasos:
El desempeño en cada componente se expresa como un valor entre 0 y 1, aplicando la siguiente fórmula general:
Los valores máximos y mínimos establecidos por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), en el ámbito internacional, son los mostrados en la tabla 2.
2. OBJETO DE ESTUDIO: EL SISTEMA EDUCATIVO MEXICANO Y EL ESTADO DE MICHOACÁN
El presente apartado está constituido por dos apartados: uno primero en el que se caracteriza el Sistema Educativo Mexicano, determinando los tipos de educación que se imparten, enfocándonos, específicamente, al nivel primario; en un segundo momento se describirán el comportamiento del IE para el caso del Estado de Michoacán.
2.1. Sistema Educativo Mexicano: caracterización fundamental
La educación es un derecho fundamental consagrado en el artículo tercero de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos.
En el mencionado artículo queda establecido que “Todo individuo tiene derecho a recibir educación. El estado -federación, estados, distrito federal y municipios-, impartirá educación preescolar, primaria y secundaria. La educación preescolar, primaria y la secundaria conforman la educación básica obligatoria” (Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, 2010: 3).
También se establece que “la educación que imparte el Estado tenderá a desarrollar armónicamente todas las facultades del ser humano y fomentará en él, a la vez, el amor a la Patria y la conciencia de la solidaridad internacional en la independencia y en la justicia” (Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, 2010: 3).
La educación en nuestro México la conforman 3 niveles: básica, media superior y superior. La educación básica contempla los niveles preescolar, primario y secundario; la educación media superior es lo relacionado con la preparatoria y educación tecnológica y la educación superior comprende a las universidades.
Describiendo específicamente el nivel básico sus características son las siguientes:
La educación inicial tiene como propósito favorecer el desarrollo físico, cognoscitivo, afectivo y social de los menores de 4 años de edad en los centros de desarrollo infantil, atiende a niños entre 3 y 5 años de edad.
Se imparte generalmente en tres grados. El primero y el segundo atienden a niños de 3 y 4 años; el tercero a los de 5 años.
Este tipo de educación preescolar se ofrece en tres modalidades: general, indígena y cursos comunitarios.
La educación primaria es obligatoria y se imparte a niños de 6 hasta 11 años de edad (o hasta 15 años cuando los alumnos ingresan a primaria con más de 6 años o tienen bajas temporales o repetición de grados en el trayecto), la duración de los estudios es de seis años. La primaria se ofrece en tres modalidades: general, indígena y cursos comunitarios. Existe también la modalidad de primaria para adultos.
La educación secundaria es obligatoria desde 1993 y se imparte en los siguientes servicios: general, para trabajadores, telesecundaria, técnica y para adultos. La secundaria se proporciona en tres años a quienes hayan concluido la educación primaria y, generalmente, se dirige a la población de 12 a 14 años de edad.
2.2. Michoacán: caracterización fundamental del estado{2}
La educación primaria en el estado de Michoacán para los años 2000 y 2005 se encuentra enmarcada por los siguientes puntos:
En el periodo bajo análisis, el estado de Michoacán planteó las siguientes políticas en el Plan de Desarrollo 2002-2008 (Navarro, 2007: 40):
2.3. Caracterización del IE para el estado de Michoacán en los años 2000 y 2005
Tomando en consideración la estimación realizada por el PNUD para los municipios del estado de Michoacán en los años 2000 y 2005, se presentan 9 municipios, estratificados de la siguiente manera: (1) los 3 de más alto desarrollo humano, (2) los 3 municipios que se encuentran en las posiciones intermedias (lugares 56, 57 y 58) y (3) los 3 de más bajo desarrollo humano.
En la tabla 3 se muestran los municipios anteriormente mencionados, para el año 2000.
Para el año 2005, los datos se muestran en la tabla 4.
Es de destacar que de los tres primeros lugares, los municipios de Morelia y Lázaro Cárdenas ocuparon en el 2000 y 2005 el primer y segundo lugar, mientras que Zacapu, en el 2000 ocupó la tercera posición, siendo sustituido por Marcos Castellanos en el 2005.
Para el caso de los municipios con grado de desarrollo intermedio, se presentaron variaciones completas de un año de comparación a otro. En el 2000, los municipios que ocupaban las posiciones 56, 57 y 58 fueron Tacámbaro, Vista Hermosa y Erongarícuaro, mientras que para el 2005 José Sixto Verduzco, Yurécuaro y Ocampo se encontraron en los lugares mencionados.
Por último, los municipios con más bajo grado de desarrollo se comportaron de la siguiente manera: para 2000, las posiciones fueron ocupadas por Susupuato, Tumbiscatío y Charapan, mientras que en el 2005 se encontraron Tiquicheo de Nicolás Romero, Charapan (subió un lugar) y Tumbiscatío (bajo un lugar).
3. MÉTODO Y DISCUSIÓN: APLICACIÓN DEL DATA ENVELOPMENT ANALYSIS (DEA) AL NIVEL PRIMARIO DE EDUCACIÓN EN EL ESTADO DE MICHOACÁN Y SU RELACIÓN CON EL ÍNDICE DE EDUCACIÓN MUNICIPAL (IE)
El presente análisis está constituido por dos apartados: uno en el que se estimará los niveles de eficiencia mediante la metodología DEA; en un segundo momento se relacionará esta estimación con los niveles de IE existentes en los municipios bajo estudio.
3.1. Estimación de los niveles de eficiencia al nivel primario de educación en 9 municipios del estado de Michoacán, utilizando Data Envelopment Analysis (DEA)
Por lo que respecta a la metodología a seguir, en primer lugar realizaremos una contextualización de las variables a utilizar.
La definición de las variables que se utilizarán para la medición de la eficiencia son las siguientes, recordando que el estudio se centrará en el nivel primario:
La estructura programática del modelo consiste en las características que se listan a continuación:
Es importante mencionar que los datos obtenidos, y que se presentan en el apéndice de esta investigación, surgen del formato 911, aplicado por la Secretaría de Educación Pública. Este cuestionario genera información básica acerca del Sistema Educativo Nacional en sus diversos niveles.
La primera aplicación a nivel nacional se efectuó durante el ciclo escolar 1976/1977, sin embargo se han llevado a cabo diversas modificaciones al mismo; para el caso del estado de Michoacán la serie de tiempo consistente y uniforme se tiene desde el ciclo 2000/2001.
Aplicando la metodología DEA se reportan los valores de eficiencia para los nueve municipios bajo estudio se muestran en las tablas 5 y 6.
De las tablas 5 y 6 podemos deducir lo siguiente:
Lo anterior se puede percibir de igual forma en los gráficos 1 y 2.
El análisis DEA para el sector educativo en los municipios que presentan ineficiencia, específicamente en el nivel primario, continúa con la identificación de las holguras o slacks que se pueden presentar en las variables analizadas. A continuación se muestran las tablas de holgura:
Si se explican las anteriores tablas podemos llegar a las siguientes conclusiones:
A partir de la identificación de los municipios ineficientes en el sector primaria se generaran las lambdas{3} con la metodología DEA para identificar el grado de benchmarking que debe realizar cada una de las mismas. Las tablas 9 y 10 muestran las lambdas a utilizar.
Explicando los comportamientos calculados, tenemos los siguientes sentidos:
Posteriormente, si aplicamos la metodología DEA, pero modificando el modelo hacia la supereficiencia y suponiendo los rendimientos como constantes, podemos calcular el exceso de eficiencia de cada uno de los 9 municipios estudiado. Los datos se presentan en las tablas 11 y 12:
De las tablas 11 y 12 podemos llegar a las siguientes conclusiones:
Para fines de simplificación, y con la finalidad de graficar los valores de supereficiencia, se muestran los gráficos 3 y 4.
3.2. Relación de los niveles de eficiencia utilizando Data Envelopment Analysis (DEA) con el Índice de Educación Municipal (IE) en 9 municipios del estado de Michoacán
Finalmente, se supone que a una mejora en el IE de los municipios bajo análisis, se tendrá una mejora en los niveles de eficiencia del sector educativo. A partir de lo anterior se propone el siguiente modelo de regresión lineal:
Tomando en consideración lo anterior, se llegan a los siguientes resultados:
En referencia a la tabla 13 podemos concluir lo siguiente:
De lo anterior es de destacar la nula relación que se establece entre la mejora en el IE y los niveles de eficiencia en el nivel primaria educativo, sin embrago al utilizar la variable supereficiencia, para el caso de los 9 municipios del estado de Michoacán bajo estudio, existe pertinencia estadística.
4. CONCLUSIONES
Dentro de los innumerables procedimientos para calcular la eficiencia de una empresa, institución o sector de la actividad económica resalta el conocido como DEA (Data Envelopment Analysis). Las ideas originales para el establecimiento de la metodología anterior fueron establecidas por Farrell en 1957, sin embargo el desarrollo matemático del modelo se llevó a cabo en 1978 por Charnes, Cooper y Rhodes. En la metodología DEA, la construcción de la frontera de eficiencia se da a partir de la combinación lineal de unidades eficientes contra las que se comparan todas y cada una de las unidades analizadas. La distancia de cada una de las unidades, con respecto a la frontera estimada matemáticamente es lo que se conoce como ineficiencia.
Por lo que corresponde a los indicadores de eficiencia, los municipios que presentan una eficiencia perfecta (100%) son Morelia, Zacapu, Vista Hermosa, Erongarícuaro, Susupuato y Charapan para el año 2000, así como Morelia, Lázaro Cárdenas, Marcos Castellanos, José Sixto Verduzco, Yurécuaro, Charapan y Tumbiscatío para el 2005. Los municipios Lázaro Cárdenas, Tacámbaro y Susupuato (2000) y Ocampo y Tiquicheo de Nicolás de Romero (2005) son los municipios con algún nivel de ineficiencia en dos años de estudio.
Una vez identificadas a los municipios ineficientes, se analizan los slacks existentes en las variables de entrada del Sistema Educativo, en su componente de primaria. De manera general, las variables que presentan exceso son alumnos que asistieron, docentes, escuelas y grupos.
También se realizó un análisis de benchmarking, con la finalidad de mejorar los indicadores de los municipios ineficientes.
Continuando con el análisis de la eficiencia del sector educativo en los municipios seleccionados del estado de Michoacán se utilizó el esquema de supereficiencia, dirigiendo a los rendimientos constantes.
Concluyendo el estudio, se buscó la relación causal que se podría establecerse entre el Índice de Educación Municipal (IE) y la medición de eficiencia/supereficiencia realizada con la metodología DEA, destacando que el sentido de la regresión establecida, para el caso de la eficiencia, se anulaba estadísticamente; sin embargo, para el caso de la variable supereficiencia se comprueba estadísticamente la relación planteada, es decir que a un mejoramiento en el IE se generaría un aumento en los niveles de supereficiencia en los municipios bajo análisis.
Es importante recordar que el contexto del estado es de un desarrollo medio-bajo (PIB per cápita en el lugar 23 de 32 y un IDH en la categoría de desarrollo humano medio), aunque las políticas implementadas ayudaron a atenuar esta situación. Las principales dos principales políticas que impactaron fueron:
Finalmente, dado el carácter de eficiencia que debe tener cualquier Sistema Educativo, es importante continuar con las mediciones de este tipo de eficiencia, bajo metodologías científicamente validadas, tendiendo a una optimización en el uso de los recursos con los que se produce el servicio a nivel primaria, además de estudiarlo comparativamente con indicadores de bienestar social, como en este caso el Índice de Educación Municipal (IE).
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http://www.educacion.michoacan.gob.mx (diversas fechas de consulta).
http://www.inegi.org.mx (diversas fechas de consulta).
http://www.michoacan.gob.mx (diversas fechas de consulta).
{1} La principal restricción consiste en que las prioridades o preferencias del agente decisor no intervienen en el análisis.
{2} La información de este apartado viene del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), sitio en internet: http://www.inegi.org.mx
{3} El valor indica el coeficiente que la unidad ineficiente debe imitar de cada una de las unidades de referencia (eficientes) para llegar a alcanzar su óptimo.