Universidad de Caldas · Modelo de riesgo de deserción

Resultados del modelo, probado contra el pasado

Corrida 2026-10-07_lgbm_con_actual. LightGBM entrenado con 2021-1 a 2025-1, pregrado y tecnologías. Solo cifras agregadas; la lista nominal queda en la carpeta de la corrida.

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0%

de los que desertan están en el 10 % que el modelo marca como más riesgoso

El modelo le pone a cada estudiante un porcentaje de riesgo. Si se atiende al 10 % con mayor riesgo, ahí están 63 % de los que van a desertar, y 40 % de esa lista deserta de verdad: 6 veces más que eligiendo al azar.

0.878AUCcapacidad de ordenar por riesgo (0,5 azar, 1 perfecto)
39 %de la lista del 10 % desertaen 2025-1: 618 de 1 578; la tasa normal es 7,1 %
4cortes de pruebasiempre entrenando con el pasado y probando en el futuro
2 164en riesgo altoen 2025-2 y 2026-1 juntos, con umbral 25 %

En una frase

  • Con el pasado como examen, el modelo detecta en su lista del 10 % a 63 % de los desertores, con 40 % de aciertos en esa lista.
  • Le gana a la regla manual "promedio menor a 3,0": con 816 estudiantes menos que atender, detecta casi lo mismo (55 % vs 58 %) con más aciertos (39 % vs 27 %).
  • Los porcentajes son creíbles: al decil que el modelo le dio 34,2 % de riesgo, desertó el 39,1 %; al que le dio 0,2 %, el 0,4 %.
  • Lo que más pesa: % de materias perdidas este semestre (24 %), Promedio de notas este semestre (19 %) y el programa (10 %).
  • Comparado con Alerta Escuela (MINEDU Perú, 2024), con su mismo umbral de 0,5: AUC 0.88 vs 0,84 y precisión 0.71 vs 0,23.

Cómo se probó

Se entrena con los semestres anteriores y se predice el siguiente, que el modelo nunca vio. Luego se compara con lo que pasó de verdad. Se repite en cuatro fechas para que no dependa de un solo semestre.

EntrenaPrueba enEstudiante-programaAUCAPDeserta en el top 10 %Desertores atrapadosvs. azar
hasta 2023-12023-213 3810.8950.54944,2 %65,6 %6.6×
hasta 2023-22024-114 3540.9020.57539,0 %69,8 %7.0×
hasta 2024-12024-214 5350.8840.51838,3 %61,9 %6.2×
hasta 2024-22025-115 7880.8320.48139,2 %55,3 %5.5×
Promedio0.8780.53140,2 %63,1 %6.3×

Si la universidad atiende a un grupo, 2025-1

La universidad elige cuántos puede atender; la tabla dice qué consigue con cada tamaño de lista.

ListaEstudiantesRiesgo desdeDesertanDesertores atrapadosvs. azar
5% de mayor riesgo789≥ 22,3 %60,6 %42,8 %8.6×
10% de mayor riesgo1 578≥ 8,8 %39,2 %55,3 %5.5×
20% de mayor riesgo3 157≥ 3,6 %24,1 %68,1 %3.4×

Matriz de confusión, lista del 10 % en 2025-1

618desertores en la lista (aciertos)
960en la lista pero siguieron (falsas alarmas)
499desertaron sin estar en la lista (no detectados)
13 711fuera de la lista y siguieron (correctos)

Comparado con otras opciones

OpciónAUCDeserta en el top 10 %Desertores atrapados
Modelo principal (LightGBM, con notas del semestre)0.87840,2 %63,1 %
Sin notas del semestre en curso0.85836,3 %56,7 %
Regresión logística0.84538,1 %59,9 %
Regla simple: promedio del semestre < 3,0 o sin notas—27,1 %58,0 %
Partición aleatoria 70/30 por estudiante (optimista, solo referencia)0.92249,1 %70,7 %

La partición aleatoria mezcla pasado y futuro y reparte al mismo estudiante entre entrenamiento y prueba; por eso da más. Se muestra solo para explicar por qué no se usa.

Curvas y calibración

Las curvas resumen todos los umbrales posibles. La calibración responde: cuando el modelo dice "30 %", ¿desertó el 30 %?

Curva ROC por corte área promedio 0.878; la diagonal es el azar
2023-22024-12024-22025-1
000.250.250.50.50.750.7511tasa de falsas alarmastasa de desertores detectados
Curva precisión-recall por corte área promedio (AP) 0.531
2023-22024-12024-22025-1
000.250.250.50.50.750.7511recall: desertores detectadosprecisión: aciertos entre los marcados
Calibración en 2025-1: lo que dijo el modelo vs. lo que pasó cada decil son 10 % de los estudiantes, ordenados por riesgo; la barra es la deserción real
Decil 1: el modelo dijo 0,2 %0,4 %Decil 2: el modelo dijo 0,3 %1,3 %Decil 3: el modelo dijo 0,5 %2,0 %Decil 4: el modelo dijo 0,7 %2,9 %Decil 5: el modelo dijo 0,9 %2,9 %Decil 6: el modelo dijo 1,2 %3,7 %Decil 7: el modelo dijo 1,7 %4,5 %Decil 8: el modelo dijo 2,7 %4,8 %Decil 9: el modelo dijo 5,5 %9,1 %Decil 10: el modelo dijo 34,2 %39,1 %

Qué pesa en la predicción

Importancia por ganancia en LightGBM: cuánto mejora el modelo cada vez que usa la variable. Es relativa: sirve para comparar variables entre sí.

Las 12 variables con más peso porcentaje de la ganancia total del modelo; suman el resto 40 variables
% de materias perdidas este semestre24,1 %Promedio de notas este semestre19,3 %Programa académico9,9 %Semestres cursados antes5,6 %Pago de matrícula aplicado5,5 %Tipo de liquidación de matrícula (PBM)5,5 %Créditos este semestre3,9 %Semestre de la carrera3,0 %Valor pagado de matrícula2,1 %Materias aprobadas (SNIES)2,1 %Materias perdidas este semestre2,1 %Semestres desde el ingreso1,5 %
Rendimiento del semestreMaterias perdidas y promedio del semestre en curso explican casi la mitad. Son también consecuencia de irse, por eso existe la variante sin ellas.
El programa importaQué programa cursa el estudiante pesa un 10 %: la deserción varía mucho entre programas, como se vio en las estadísticas.
Lo económicoSi el pago de matrícula quedó aplicado, el tipo de liquidación (PBM) y el valor pagado suman cerca del 13 %.

Lista de riesgo para 2025-2 y 2026-1

El modelo final, entrenado con los 9 semestres, calificó a los estudiantes de los dos semestres que aún no tienen etiqueta. Categorías como en Alerta Escuela: Alto ≥ 25 %, Medio ≥ 10 %, Bajo el resto. Los umbrales son propuesta; se ajustan con la universidad según su capacidad de atención.

1 159en riesgo alto en 2025-21 348 en riesgo medio · 13 679 bajo · riesgo promedio 6,8 %
1 005en riesgo alto en 2026-11 177 en riesgo medio · 14 812 bajo · riesgo promedio 6,1 %
Riesgo promedio por facultad, 2026-1
Ciencias Exactas y Naturales7,1 %Ciencias Jurídicas y Sociales7,0 %Ciencias Agropecuarias6,3 %Ingeniería5,9 %Artes y Humanidades5,7 %Ciencias para la Salud4,3 %

Por programa, 2026-1

Programas con al menos 100 estudiantes. La lista nominal, con documento, está en 2026-10-07_lgbm_con_actual/riesgo_2026-1.csv y no se publica.

ProgramaFacultadEstudiantesRiesgo altoRiesgo promedio
Tecnología en Sistemas InformáticosIngeniería1441912,7 %
Administración Financiera – Manizales (con Ampliación a la Dorada)Ciencias Jurídicas y Sociales4144211,5 %
Licenciatura en Ciencias NaturalesCiencias Exactas y Naturales1761511,1 %
HistoriaCiencias Jurídicas y Sociales1171110,7 %
Licenciatura en Artes EscénicasArtes y Humanidades1901710,7 %
Tecnología en FinanzasCiencias Jurídicas y Sociales2513210,6 %
Licenciatura en Filosofía y LetrasArtes y Humanidades1931910,2 %
Ingeniería de AlimentosIngeniería371389,9 %
SociologíaCiencias Jurídicas y Sociales183149,4 %
Técnico Profesional en Expresión Artística, Corporal y Vocal para la EscenaArtes y Humanidades131178,8 %
Administración de Empresas AgropecuariasCiencias Agropecuarias558658,5 %
Ingeniería en InformáticaIngeniería701558,3 %
Licenciatura en Lenguas ModernasArtes y Humanidades542348,1 %
Tecnología en Procesos de Seguridad y Salud en el TrabajoIngeniería361457,7 %
Ingeniería MecatrónicaCiencias Exactas y Naturales441427,6 %
AntropologíaCiencias Jurídicas y Sociales351217,6 %
GeologíaCiencias Exactas y Naturales480337,6 %
Desarrollo FamiliarCiencias Jurídicas y Sociales235147,6 %
Artes PlásticasArtes y Humanidades248136,7 %
BiologíaCiencias Exactas y Naturales440186,2 %
Técnico Profesional en Depuración y Procesamiento de Datos para Inteligencia ArtificialIngeniería378356,0 %
Ingeniería AgronómicaCiencias Agropecuarias622315,8 %
EnfermeríaCiencias para la Salud468205,3 %
Tecnología en Regencia de FarmaciaCiencias para la Salud400155,1 %
Trabajo SocialCiencias Jurídicas y Sociales543265,0 %
Técnico Profesional en Programación para Dispositivos MóvilesIngeniería14285,0 %
Maestro en MúsicaArtes y Humanidades17754,7 %
Licenciatura en MúsicaArtes y Humanidades15544,3 %
Técnico Profesional en Programación WebIngeniería566294,2 %
Licenciatura en Ciencias SocialesCiencias Jurídicas y Sociales378124,2 %
DerechoCiencias Jurídicas y Sociales636174,1 %
Técnico Profesional en Saneamiento AmbientalCiencias Agropecuarias653284,1 %
Ingeniería en Sistemas y ComputaciónIngeniería512134,0 %
Diseño VisualArtes y Humanidades33494,0 %
Medicina Veterinaria y ZootecniaCiencias Agropecuarias593133,8 %
MedicinaCiencias para la Salud635183,8 %
Técnico Profesional en Procesamiento AgroindustrialIngeniería156113,7 %
Licenciatura en Educación Física, Recreación y DeporteCiencias para la Salud632153,7 %
Técnico Profesional en Instalación de Sistemas de Energía RenovableCiencias Exactas y Naturales20793,5 %
Técnico Profesional en Marketing DigitalArtes y Humanidades730111,7 %
Técnico Profesional en Seguridad y Salud en el TrabajoIngeniería70981,6 %

Método, en corto

Qué predicePara cada estudiante matriculado en un semestre, la probabilidad de que no se matricule en los dos semestres siguientes ni se gradúe. Es la definición de deserción de la universidad (VW_DESERCION_DETALLE).
Con qué datos42 variables: notas y materias del semestre y del anterior, historial, cancelaciones, recibo de matrícula, programa, facultad, sexo, edad, estrato. Sin nombres ni contacto.
Qué algoritmoLightGBM (gradient boosting), el mismo que eligió Alerta Escuela. Se comparó con regresión logística y con una regla manual.
Cómo se validóCuatro cortes por tiempo: entrenar hasta un semestre, probar en el siguiente. Más exigente que la validación cruzada aleatoria, porque imita el uso real.
Con qué métricasLas de Alerta Escuela (precisión, sensibilidad, especificidad, F1, ROC AUC, PR AUC, filtración, subcobertura) más precisión y cobertura en el top-k, lift y calibración.
Qué no se usa2020-2 (semestre atípico por pandemia) y los semestres anteriores a 2021-1, que no tienen notas cargadas.

Quién usa este enfoque

El algoritmo es LightGBM, un método de árboles de decisión en cadena (gradient boosting) publicado por Microsoft Research en 2017. Experiencias con el mismo problema:

QuiénQué hizoAlgoritmo
Ministerio de Educación del Perú, Alerta Escuela (2024)Riesgo de deserción interanual para todos los estudiantes de educación básica del país, con datos administrativos. Resultados en tres categorías (Bajo, Medio, Alto) enviados a las escuelas.LightGBM, elegido entre seis algoritmos por su F1
Banco Mundial, Guatemala y Honduras (Adelman et al., 2017)Predicción de deserción escolar con datos administrativos; referencia metodológica de Alerta Escuela.Machine learning (no verificado cuál)
Chile (Rodríguez, 2023)Metodología para diseñar y evaluar modelos de deserción escolar en el sistema chileno.Machine learning (no verificado cuál)
Finlandia (Vaarma, 2024) y Estados Unidos (Sansone, 2017)Estudios de deserción con machine learning en secundaria y educación superior.Machine learning (no verificado cuál)

Referencias: MINEDU (2024), Alerta Escuela: metodología para el cálculo del riesgo de deserción interanual en el Perú con machine learning, OSEE, ISBN 978-9972-246-90-6. Ke, G. et al. (2017), LightGBM: A Highly Efficient Gradient Boosting Decision Tree, NeurIPS. Adelman, Haimovich, Ham y Vázquez (2017), Predicting School Dropout with Administrative Data, World Bank. Rodríguez (2023), Education and Information Technologies. Las cuatro últimas se citan desde la bibliografía de Alerta Escuela.

Métricas con umbral 0,5, formato Alerta Escuela

Promedio, desviación, mínimo y máximo entre los 4 cortes. La última columna es el nivel inicial de Alerta Escuela (MINEDU Perú, 2024), como referencia.

MétricaPromedioDEMín.Máx.Alerta Escuela
Precisión0.7110.0380.6480.7440,23
Sensibilidad (recall)0.3380.0610.2820.4380,37
Especificidad0.9900.0030.9860.9930,98
F10.4530.0440.4070.5230,28
ROC AUC0.8780.0270.8320.9020,84
PR AUC0.5310.0350.4810.5750,15
Filtración (1 − precisión)0.2890.0380.2560.3520,77
Subcobertura (1 − recall)0.6620.0610.5620.7180,63

Con umbral 0,5 el modelo marca a pocos estudiantes y acierta mucho; para atrapar más desertores se baja el umbral o se usa el top-k. Por eso el informe muestra las dos lecturas.