Proyecto Final - Segmentación económica de departamentos en Colombia según su Comercio Internacional y su Producto Interno Bruto
Maria del Mar Garcia Quimbaya - Alejandro Garzón Gutierrez
2025-12-30
Introducción
La diversidad económica y comercial de los departamentos de Colombia plantea el reto de diseñar estrategias diferenciadas y eficientes para el desarrollo regional. Sin embargo, la abundancia de datos y la heterogeneidad territorial dificultan la identificación de patrones claros y la priorización de acciones.
En este contexto, el análisis de datos permite transformar información compleja —como exportaciones, importaciones y PIB— en conocimiento estratégico. El objetivo es sintetizar estos indicadores para identificar perfiles regionales y segmentar los departamentos en grupos homogéneos, facilitando la toma de decisiones, la asignación de recursos y la orientación de nuevos proyectos (concesionados o de iniciativa del Estado).
Este estudio busca, a través de técnicas de reducción de dimensión y agrupación, ofrecer una visión integral que apoye la formulación de políticas públicas y privadas más focalizadas, el monitoreo del desempeño regional y la anticipación de oportunidades o riesgos, contribuyendo así a una gestión más efectiva y alineada con las realidades de cada territorio.
Pregunta de Investigación
¿Cómo se pueden agrupar los departamentos según los indicadores económicos y comerciales (PIB, exportaciones e importaciones para apoyar la toma de decisiones en el desarrollo regional?
Estadisticas descriptivas
Para comprender la estructura y las relaciones entre las variables económicas de exportaciones, importaciones y PIB entre departamentos realizamos la siguiente exploración de datos:
Resumen estadístico
La siguiente tabla de resumen estadístico presenta una visión general de la distribución de las variables económicas de Exportaciones, Importaciones y PIB por departamento. Se observan diferencias significativas en los valores de media y desviación estándar, lo que indica una alta desigualdad entre regiones. Las variables presentan un rango amplio entre el valor mínimo y máximo, evidenciando que algunos departamentos concentran gran parte de la actividad económica, mientras que otros registran niveles muy bajos. Además, la mediana y los cuartiles permiten identificar la asimetría de la distribución, sugiriendo la presencia de valores atípicos o extremos que influyen en el comportamiento general de la economía regional.
| Variable | Media | Desviacion | Minimo | Q1 | Mediana | Q3 | Maximo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Exportaciones | 4.612.754 | 7.852.788 | 0 | 2.309 | 1.277.311 | 4.551.548 | 38.352.212 |
| Importaciones | 8.523.567 | 25.299.743 | 72 | 19.130 | 549.338 | 3.151.292 | 140.632.005 |
| PIB | 51.710.521 | 86.107.431 | 471.892 | 7.581.946 | 27.388.678 | 45.232.488 | 430.151.041 |
Ranking de departmentos
Para tener una idea mas clara del punto anterior el ranking económico por departamento permite comparar el desempeño relativo de cada territorio en Exportaciones, Importaciones y PIB. Los colores representan la posición dentro del ranking: tonos verdes indican mejor desempeño (posiciones altas), mientras que tonos rojos reflejan posiciones más bajas. Se evidencia que los departamentos con mayor actividad económica se concentran en regiones específicas, mientras que otros presentan rezagos importantes. Este gráfico facilita la identificación de patrones territoriales de competitividad y permite reconocer departamentos líderes, intermedios y rezagados según cada indicador.
Correlaciones relevantes
La matriz de correlación evidencia la relación entre las variables económicas de Exportaciones, Importaciones y PIB a nivel departamental. Los resultados muestran una asociación positiva en todas las combinaciones de variables, lo cual indica que estas tienden a aumentar o disminuir de forma conjunta. La relación más fuerte se observa entre Importaciones y PIB (0.93), lo que sugiere que los departamentos con mayor actividad económica interna también presentan mayores niveles de entrada de bienes. Asimismo, la correlación entre Exportaciones y PIB (0.74) refleja que el desempeño productivo está estrechamente ligado a la capacidad de participar en mercados externos. Por otro lado, la correlación entre Exportaciones e Importaciones (0.59) es moderada, indicando que, aunque relacionadas, estas dinámicas comerciales no crecen al mismo ritmo.
En términos generales, la matriz confirma que el crecimiento económico territorial está vinculado tanto a la actividad exportadora como al flujo de importaciones, sugiriendo la presencia de estructuras productivas más diversificadas y con mayor integración comercial en los departamentos de mejor desempeño.
BoxPlot
En conjunto, la evidencia muestra una marcada concentración económica en un grupo reducido de departamentos, mientras que la mayoría presenta niveles significativamente menores de actividad productiva y comercial. Este comportamiento confirma la presencia de brechas económicas territoriales, donde el desarrollo se encuentra fuertemente centralizado.
En los boxplots se observa este patrón con claridad gracias a la identificación de valores atípicos (outliers):
Bogotá aparece como un outlier en Importaciones y PIB, indicando que su escala económica supera ampliamente al resto de departamentos, lo que la posiciona como el núcleo central de actividad productiva y comercial del país.
Antioquia se identifica como outlier en Exportaciones, revelando su papel como principal polo exportador y su destacado vínculo con mercados internacionales en comparación con otros territorios.
Estas desviaciones extremas no representan errores, sino diferencias estructurales reales en la dinámica productiva del país, evidenciando que solo algunos departamentos alcanzan niveles de desempeño sobresalientes mientras la mayoría opera en escalas más reducidas.
Los mapas permiten visualizar la distribución geográfica de las variables analizadas entre los departamentos de Colombia. A partir de la representación espacial se identifican patrones regionales y diferencias territoriales relevantes. Se observan zonas con mayores niveles de actividad económica concentradas principalmente en los departamentos del centro y norte del país, mientras que algunas regiones periféricas presentan valores inferiores. Esta visualización facilita comparar el comportamiento territorial y complementar el análisis estadístico realizado previamente.
Ánalisis
Con el objetivo de profundizar en la comprensión de las diferencias económicas entre los departamentos y detectar patrones de desarrollo regional, se implementará un análisis combinado de Componentes Principales (PCA) y Clustering.
Esto nos permite
Reducir la complejidad de los datos sin sacrificar información esencial.
Visualizar diferencias y similitudes entre territorios de manera más clara.
Identificar grupos económicos comparables y posibles polos de desarrollo.
PCA
El PCA permitirá transformar las variables originales (Exportaciones, Importaciones y PIB) en un conjunto reducido de componentes que concentran la mayor parte de la variabilidad explicada de los datos. Esto facilita identificar las dimensiones económicas predominantes y observar cómo se distribuyen los departamentos en el espacio económico sin perder información relevante.
PC1 (Factor Global):
Explica el 83.96% de la variabilidad y representa la escala económica y comercial de cada departamento. Los valores más negativos en PC1 corresponden a departamentos con mayor tamaño y actividad económica.PC2 (Contraste Sectorial):
Explica el 14.65% adicional y diferencia departamentos con mayor sesgo exportador frente a importador.
PC1 (Factor Global):
Los valores más negativos en PC1 corresponden a departamentos con mayor tamaño y actividad económica.
PC2 (Contraste Sectorial):
Diferencia departamentos con mayor sesgo exportador frente a importador.
CLUSTER
Esta técnica que agrupa departamentos con comportamientos similares según sus características económicas. El propósito es detectar perfiles o tipologías territoriales, identificando qué regiones comparten niveles de desarrollo semejantes y cuáles se alejan significativamente del comportamiento promedio.
Sobre el espacio definido por las dos primeras componentes principales, se aplicó el algoritmo K-means para identificar grupos homogéneos de departamentos. La curva Elbow y el análisis de silhouette sugieren que una segmentación en cuatro clusters ofrece un balance adecuado entre granularidad y calidad de agrupación.
Los resultados obtenidos muestran: - Dos clusters singulares, conformados por Bogotá y Antioquia, que destacan como polos económicos con perfiles diferenciados. - Un cluster intermedio-alto, integrado por departamentos como Valle del Cauca, Cundinamarca, Atlántico, Bolívar y Cesar, con vocación exportadora y escala relevante. - Un cluster amplio que agrupa el resto de los departamentos (26), caracterizados por menor escala y mayor diversidad interna.
Conclusión
El tamaño económico es lo que más diferencia a los departamentos
El análisis muestra que la principal diferencia entre los departamentos de Colombia es su tamaño económico: los que tienen una economía más grande también suelen exportar e importar más.
Bogotá y Antioquia destacan claramente por encima del resto, siendo los más grandes y con mayor movimiento comercial.
Exportadores versus Importadores
- Además del tamaño económico, los departamentos se diferencian por su “vocación”: algunos se destacan más por exportar (vender al exterior), otros por importar (comprar del exterior) .
- Antioquia, por ejemplo, tiene un perfil más exportador, mientras que Bogotá importa más, lo que está relacionado con su gran mercado interno.
El modelo agrupa a los departamentos en cuatro perfiles
Bogotá y Antioquia forman cada uno su propio grupo porque son muy diferentes al resto, un grupo intermedio-alto (Valle del Cauca, Cundinamarca, Atlántico, Bolívar y Cesar) tiene una economía relevante y una tendencia exportadora; y finalmente, el grupo más grande reúne a los demás departamentos, que tienen economías más pequeñas y variadas.
Esto permite diseñar estrategias específicas para cada grupo, en vez de aplicar las mismas políticas a todos:
Bogota:
Estrategias de eficiencia logística, nearshoring selectivo y mejoras de parques y servicios que reduzcan dependencia importadora donde sea viable.Antioquia:
Se propone consolidación y diversificación exportadora, upgrading tecnológico y certificaciones internacionales.Valle del Cauca, Cundinamarca, Atlántico, Bolívar y Cesar:
Territorio apto para aceleradores de encadenamientos exportadores y infraestructura multimodal que catalicen su rol.Resto de departamentos:
Foco de desarrollo productivo territorial (capacidades empresariales, calidad, financiación, conectividad física y digital) para cerrar brechas de escala.