La Ciencia es heredera de la magia: la astronomía nace como hija de la astrología, la química como hija de la alquimia... En fin, el objetivo de la Ciencia es el mismo que el de la magia: predecir el futuro y lo hacemos cuando introducimos la variable tiempo en un problema de Física.

Hasta la década de los años 60, se utilizaron modelos econométricos para predecir el futuro de la economía. El alcance de estas prospecciones era, casi sin excepción, restringida a un país concreto. Sin embargo, en el año 1968 Lawrence Klein empieza la investigación con el Proyecto LINK para predecir la trayectoria futura de la economía mundial mediante la unión de modelos nacionales heterogéneos

En la década de los años 70, hay un gran avance en el campo de la computación, que impulsa el planteamiento de modelos que utilizan el ordenador como herramienta fundamental. A partir de 1972 toman un gran ímpetu como consecuencia del Primer Informe del Club de Roma, titulado The Limits to Growth ^{[ Nota 1 ]}, para el cual Jay Forrester y Dennis Madows, del MIT, desarrollan el modelo World 2 formulado desde la Dinámica de Sistemas ^{[ Nota 2 ]}. Este modelo atrajo mucho la atención porque se trataba de uno de los primeros modelos globales con la pretensión de alcanzar todo el planeta. Su característica principal era la habilidad para combinar elementos como la producción industrial, la población, el medio ambiente, la alimentación y la energía en un mundo a escala. Las actualizaciones World 3 y World 3/91 son obra de Dennis Madows y se presentaron en Beyond the Limits ^{[ Nota 3 ]}.

Mesarovic y Pestel avanzaron en una dirección diferente a la seguida por Forrester y Madows al desarrollar su World Interdependence Modelo (WIM), utilizado para preparar el Segundo Informe del Club de Roma en el año 1974 con el título Mankind at the Turning Point ^{[ Nota 4 ]}. El modelo está descrito en World Modeling ^{[ Nota 5 ]} y en una serie de artículos. Mientras que The Limits to Growth trata el mundo como una entidad única, el equipo de Mesarovic y Pestel divide el mundo en regiones y desarrolla un modelo que considera las relaciones entre estas para predecir la evolución de la economía mundial y los cambios en el medio ambiente durante un intervalo temporal extenso. En cualquier caso, un punto común a los modelos de Forrester y Madows y al modelo de Mesarovic y Pestel es el uso de la Teoría de Sistemas como alternativa a la Econometría Clásica.

Entre 1972 y 1981, el International Institute for Applied System Analysis (IIASA), en Laxeburg, Austria, es la sede anual del Global Modeling Symposiums. Después del modelo de Mesarovic y Pestel, se ha presentado en este foro una gran cantidad de modelos:

En 1975 un grupo encabezado por Hanes Linneman de la Universidad Libre de los Países Bajos presenta World Fod and Agricultural Model (MOIRA) ^{[ Nota 6 ]}.

En 1977, el economista y premio Nobel Leontief presenta el modelo WIOM (World Input-Output Modelo), en The Future of the World Economy ^{[ Nota 7 ]} y en numerosos artículos.

El mismo año se presenta el modelo japonés FUGI ^{[ Nota 8 ]}, ^{[ Nota 9 ]}, ^{[ Nota 10 ]} (Future of Global Interdependence) desarrollado por Akira Onishi, Yoichi Kaya y Yutaka Suzuki y que se presentó en Global Model Simulation y en una extensa colección de artículos.

En 1975 se presenta también Two-Worlds que considera el mundo separado en dos zonas: países desarrollados y Tercer Mundo, presentado en la obra Two-World Dynamics ^{[ Nota 11 ]}.

Entre los años 1977 y 1983, en la antigua URSS fue formulado y expuesto el modelo SIM/GDP (System of Integrated Models/Global Developmente Proceses) ^{[ Nota 12 ]}, dirigido por Sergei V. Dubovski con la colaboración de Dzherman M. Gvishiani y Viktor A. Gelovani del VNIISI de la Academia Soviética de Ciencias de Moscú.

Finalmente, ya en la década de los 90 apareció World 4, una evolución de los modelos de Forrester y Meadows desarrollada también en el MIT por W. Cummings.

Otros modelos son:

• LAWM (Latin American World Modelo) ^{[ Nota 13 ]}pesentado en Catastrophe or New Society?
• RW-III (Regional World-III).
• IWM (Integrated World Modelo), sucesor del anterior y también conocido como Regional World-IV.
• SAHEL ^{[ Nota 14 ]}, presentado en A Systems Analysis of Pastoralism in the West African Sahel.
• SARUM (Systems Analysis Resarch Unit Modelo) ^{[ Nota 15 ]}, y su sucesor...
• SOS (Stade Of the System) ^{[ Nota 16 ]} que se publicó en The Stade of the System (SOS) Modelo.
• IFS (International Futuroes Simulation) ^{[ Nota 17 ]} que se presentó en International Futures.
• GLOBUS (Generating Long-term Optiones By Using Simulation) ^{[ Nota 18 ]}, que se presentó en The GLOBUS Modelo y otros artículos.

Modelos Globales [ Nota 19 ].

Trabajos como los referidos son conocidos como Modelos Globales: simulaciones por ordenador caracterizadas por tres puntos:

• El modelo pretende hacer prospecciones del futuro.
• El modelo alcanza el mundo entero o, al menos, la influencia entre diferentes zonas geográficas.
• El modelo intenta medir y unir áreas diferentes pero relacionadas. Por ejemplo, el medio ambiente, la demografía y la economía.

• Población. No puede estar más claro el significado de esta variable: pretende representar el número de habitantes de la Tierra. Como valor inicial toma la población mundial en el año 1900, es decir, 1.650 millones.
• Capital invertido: Para representar la acumulación de capital, teniendo en cuenta cómo se genera y se deprecia. Se mide en unidades de capital y se supone que la inversión de capital per cápita en el año 1900 era 1/4 de unidad respecto a una unidad en el año 1970. Así, el valor inicial del capital invertido es 4·10⁸ unidades.
• Recursos naturales: en este nivel, se incluyen las materias primas y los fondos de energías no renovables. Se asigna una unidad de recursos naturales per cápita para el año 1970. Los recursos naturales sólo pueden disminuir y el modelo estima que, si se mantiene el ritmo de consumo, se agotarán transcurridos 250 años. Como la población alcanza 3.600 millones de habitantes el año 1970, al multiplicar por 250 años, obtenemos el valor inicial de 9·1011 unidades de recursos.
• Fracción del capital invertido en agricultura. El modelo distingue la fracción de capital invertido en agricultura que se ajusta continuamente para cubrir las necesidades del consumo pero, este ajuste está afectado por un retraso de 15 años. Como condición inicial se toma el valor 1/5 para el año 1900.
• Contaminación: Se pretende representar el nivel de contaminación activa en el medio ambiente entre su generación y su disipación. Como valor inicial se toma para 1900 la fracción 1/8 de la contaminación per cápita en 1970, resultando 0'125·1'6·10⁹ = 2·10⁸ unidades de contaminación.

Los nacimientos y las defunciones, que están afectadas por el producto de un multiplicador con que se representa el efecto de otras variables como el hacinamiento, la contaminación, la alimentación..., determinan la variación de la población. En condiciones de estabilidad, la natalidad es superior a la mortalidad y, por tanto, la población aumenta.

Un aumento rápido de la población puede inducir efectos negativos en el grado de satisfacción de la población de forma que se generaría una respuesta para frenar el incremento de la población. El hacinamiento representa el grado de satisfacción o insatisfacción que puede tolerar un determinado nivel de población. Sin embargo, aunque que el concepto es sencillo, cuantificarlo es difícil e introduce un punto de vista subjetivo. Por este motivo, las versiones posteriores Word 3 y Word 3/91 han eliminado esta variable.

La interacción entre el nivel de alimentos disponibles per cápita y la población se introduce remarcando que un aumento rápido de la población hace que disminuya el capital per cápita y, por tanto, el capital invertido en la agricultura per cápita y también la cantidad de alimentos per cápita. En estas condiciones el número de nacimientos disminuye y el número de defunciones aumenta.

Además, el nivel de población actúa directamente sobre los alimentos per cápita mediante el hacinamiento: el aumento del primero causa el aumento del segundo. En esta situación, el modelo determina que disminuyan los alimentos per cápita.

Cuando aumenta el nivel de industrialización, consecuencia de la inversión de capital, también aumenta el nivel de contaminación que regula el nivel de población directamente porque afecta la natalidad y la mortalidad y también indirectamente porque hace que disminuya el rendimiento del capital invertido en la agricultura.

Finalmente, el agotamiento de los recursos naturales, acelerado por el aumento de la población, hace disminuir el rendimiento del capital invertido. Esta situación tiende a nivelarse reduciendo la fracción de capital invertido en la agricultura y, como consecuencia, la población disminuye.

La población determina la generación de capital, que se acumula en el capital invertido. A partir del capital invertido per cápita obtenemos el capital efectivo invertido per cápita, que se interpreta como la fracción utilizada directamente para mejorar del nivel de vida; esto hace que aumente la inversión.

El aumento de la inversión hace que aumente la contaminación, que se disipa en el medio ambiente con un retraso. Este retraso aumenta con el nivel de contaminación.

El modelo global.

El modelo incluye un conjunto de variables exógenas representadas por parámetros fijos que no modifican la evolución del modelo. Los valores constantes tomados se denominan valores normales. Se toman las condiciones para 1970 como normales para el modelo y los efectos de otras partes del sistema se introducen como multiplicadores para modificar los valores normales. Por tanto, estos valen la unidad para el año 1970.

El sistema global no se contempla como una unidad: al contrario, se considera como una familia de relaciones que interconectan los sistemas individuales. La importancia de esta distinción se manifiesta tanto en la comprensión de los procesos que se desarrollan en las diferentes naciones como en la consideración de estrategias conjuntas o eventuales conflictos.

Los procesos se dan en diferentes niveles. El nivel más bajo se representa con modelos formales en cuanto a los cálculos numéricos y a las relaciones simbólicas. Según aumenta el nivel de los procesos, el modelo exige una intervención más activa y precisa por parte del usuario.

Temporalmente, el modelo opera en una base anual: empieza con una descripción de la estado al principio de un año y las relaciones del modelo indican la estado factible al final del año según las asunciones aceptadas por el usuario respecto a la actividad política. Para realizar un análisis de sensibilidad o reforzar la credibilidad de los nuevos estados, es posible estudiar diferentes evoluciones con asunciones diferentes o se puede modificar la estructura del modelo. La elección de una familia adecuada de escenarios refuerza la coherencia del modelo.

Además, el modelo demográfico también permite modificar aspectos locales como la variación de la natalidad o de la mortalidad y la distribución de la población en zonas urbanas y rústicas, o aspectos globales como la migración.

La integración de submodelos económicos regionales se consigue con los modelos de comercio internacional y de financiación internacional. Los procesos comienzan con la determinación del tamaño de las demandas y de las capacidades de exportación de cada una de las naciones. Con estos datos, se busca una situación de igualdad entre la suma de las exportaciones y la suma de las importaciones.

A continuación, el modelo de financiación internacional determina la deuda externa de las diferentes naciones y la variación del impacto en la economía internacional. La interacción entre los modelos económicos nacionales, el comercio internacional y la financiación alcanza una situación coherente con las necesidades de financiación y la situación económica de las naciones. Después, actúan los modelos de energía y agricultura, que están más limitados por cuestiones físicas que por la situación económica y con todos estos datos se evalúan los indicadores. Ahora el sistema se retroalimenta con la situación de los sistemas físicos y los indicadores sociales para evaluar el impacto de unos sistemas sobre otros. Por ejemplo, el impacto de la carencia de alimentos en la mortalidad, el impacto de la carencia de energía en la actividad económica, el impacto del clima en la producción de alimentos...

Además de estas retroalimentaciones de unos sistemas sobre otros, que son necesarios para la consistencia del modelo, también hay retroalimentaciones dentro de un mismo sistema -como la acción del capital ya invertido, la prospección de fondos de materia prima o de energía...- y entre submodelos -como la influencia de la demografía en la historia de la carencia de alimentos-. Estos procesos corresponden a las características dinámicas del modelo.

La flexibilidad del modelo permite aumentar el número de regiones, modificar sus características y cambiar las interrelaciones entre sistemas individuales. Por este motivo, este modelo ha sido utilizado para estudiar diferentes problemas:

• Crisis de alimentación
• Producción y comercio internacional del petróleo
• Desarrollo económico y militar en África
• Autosuficiencia y educación de la mujer en La India
• Diferente ritmo en la emisión de gases que provocan el calentamiento de la atmósfera

Tras estudiar el funcionamiento del modelo WIM, Barry Hughes desarrolló el modelo IFS reuniendo aspectos de WIM con aspectos de otros modelos como SARUM y WIOM. También está escrito en lenguaje FORTRAN en un programa interactivo con el usuario que le permite modificar los procesos. La versión principal de IFS fue ejecutada en un ordenador HARRIS el año 1980 y consta de 21 subprogramas.

Durante la década de los años 80, Hughes y sus estudiantes convirtieron el código FORTRAN al lenguaje BASIC, simplificaron el modelo y lo ejecutaron en un ordenador Apple II y en un ordenador IBM PC y así fue el primer modelo ejecutado en un ordenador personal: esta versión recibió el número de Micro-Ifs.

La versión inicial del modelo IFS representa diez regiones:

• Estados Unidos
• Europa Occidental
• Resto de países desarrollados
• Europa Oriental
• URSS
• América Latina
• África
• OPEP
• Sur y Sudeste de Asia
• China

Incluye los siguientes procesos:

• Producción y consumo de alimentos
• Producción y consumo de energía
• Macroeconomía
• Población
• Comercio
• Aumento de la inversión
• Ayuda extranjera
• Gastos de gobierno
• Emisiones de CO₂
• Calidad física de la vida
• Utilización de la tierra

Entre los años 1990 y 1992 se reformó significativamente el modelo original para preparar IFS90. Fueron actualizados los procesos descritos y se añadieron algunos nuevos (movilización social, poder del ejército, gastos en armamento, posibilidad de guerras...). También fue ampliado el número de regiones. Existe una versión en lenguaje BASIC que puede ejecutarse en ordenadores con CPU Intel. En el año 1993 apareció la versión para Macintosh programada en FutureBASIC.

Este modelo del mundo emplea explícitamente asunciones detalladas, como estimaciones sobre cómo la influencia de la industria o el gobierno sobre el avance tecnológico afectará el empleo de energía en sectores individuales. En este sentido, hay que señalar que el valor de un modelo explícito depende de la exactitud de sus asunciones.

La base de datos tridimensional (dos geográficas y una temporal) es muy extensa: se cubren cincuenta sectores económicos para cada una de las dieciséis regiones geográficas y la estandarización de los datos fue un problema difícil porque hay que tener en cuenta que se miden muchos productos en toneladas, unidades para la medida de áridos por acre, kilowatios para el consumo de energía eléctrica, dólares por barril de petróleo, partes por millón en la emisión de gases tóxicos...

IFS representa el mundo dividido en regiones y deja que evolucionen en campos como la demografía, la alimentación y la agricultura, la energía, la economía, la política y el ambiente desde 1992 hasta 2050. Hace previsiones múltiples según varíen las asunciones respecto al funcionamiento del mundo y respecto a las opciones políticas de gobierno.

Contiene seis módulos: demografía, agricultura, energía, economía, política y medio ambiente.

• La población en el modelo IFS tiene 17 intervalos disjuntos de longitud cinco unidades entre el nacimiento y la edad de 85 años y uno para representar más de 85 años. Modela las variaciones de fertilidad y mortalidad en respuesta a los ingresos, distribución de los ingresos y programas de planificación familiar. El módulo también computa la esperanza de vida en el instante del nacimiento y la alfabetización. Calcula también una medida de la calidad física de la vida.
• El módulo agrícola representa la producción, consumo y comercio de las cosechas y la carne. También representa la pesca capturada y la piscicultura (aunque con menos detalle). Basa la producción de la cosecha en el tipo de suelo: cultivable, bosque, urbano y otras categorías. Representa la demanda de alimentos en ganadería y productos agrícolas y tiende al equilibrio para que la demanda, la oferta y el consumo determinen el precio.
• El módulo de la energía trata la producción, el consumo y el comercio de cuatro tipos de energía: derivados del petróleo y gas natural, carbón, energía nuclear y energías renovables (energía hidráulica, solar y madera). Representa las reservas, modela el agotamiento de los combustibles y el coste de cada forma de energía. También tiende al equilibrio en el que la cantidad de recursos disponibles, el coste de producción y transformación y el consumo determinan la variación del precio.
• El módulo económico representa la economía en cinco sectores: agricultura, materias primas, energía, industria y servicios. Ahora se trata de un modelo de equilibrio estricto aunque afectado por un retraso. El comercio internacional se modela de forma de forma agregada.
• El módulo político tiene dos componentes primordiales. Dentro de los países o agrupaciones geográficas, el módulo representa la política fiscal: impuestos y decisión de los gastos. Las categorías de los gastos del gobierno son militares, salud, educación, ayuda extranjera y una categoría residual. Entre países o agrupaciones de países, el módulo deja que el usuario explore sus interacciones en situaciones de amenaza mutua, así como los procesos propios de una situación previa a un conflicto potencial.
• Un módulo para considerar el medio ambiente que está distribuido por todo el modelo. Es posible, por ejemplo, rastrear el nivel de CO₂ en la atmósfera, el área forestal y las reservas de combustibles fósiles.
• Hay diversas actuaciones políticas representadas por todo el modelo para poder analizar situaciones diferentes. Por ejemplo, en el módulo demográfico, el usuario puede imponer diferentes hipótesis (un gobierno puede modificar la natalidad invirtiendo en programas de planificación familiar). En el módulo agrícola, el usuario puede alterar la distribución de los tipos de tierra (un gobierno podría cambiar esta distribución con incentivos fiscales). En el módulo de la energía, es posible dar diferentes grados de eficacia en la producción y distribución (consecuencia de la investigación)...

El proyecto fue un encargo del gobierno de la antigua Unión Soviética y estuvo dirigido por Sergei V. Dubovski con la colaboración de Dzherman M. Gvishiani y Victor A. Gelovani del VNIISI de la Academia Soviética de Ciencias de Moscú y está descrito en ruso en una colección de artículos que ocupa ocho volúmenes.

El modelo comenzó confeccionarse en el año 1977 y la primera versión fue ejecutada en el año 1979, pero se siguió modificando hasta el año 1983. Después, se estudiaron diferentes escenarios que representaban diferentes situaciones.

El modelo considera el mundo dividido en nueve regiones y toma como inicio el año 1975 para hacer proyecciones económicas, demográficas y, con menos detalle, ecológicas.

En particular, divide el mundo en las siguientes regiones.

• URSS
• China
• Otros países socialistas
• Estados Unidos.
• Japón
• CEE
• Otros países capitalistas
• OPEP
• Otros países

Y se consideran los siguientes elementos:

• Demográfico
• Económico: Macroeconomía, Estructura económica, Alimentación, Comercio Exterior, Flujos del comercio
• Ecológico y Energía

Mientras que otros modelos están constituidos por submodelos que representan la totalidad del mundo, Este modelo sólo hace esto para dos submodelos: Comercio exterior y flujos del comercio.

Para los otros cinco submodelos, hay una unidad separada para cada una de las regiones. Por tanto hay 47 submodelos (5 submodelos x 9 regiones + 2 submodelos para el comercio).

En principio, un usuario puede variar cualquiera de los 47 submodelos o puede añadir nuevos. Así, si, por ejemplo, el usuario desea explorar el futuro crecimiento económico del comercio entre China y Japón, puede conseguirlo cambiando sólo cuatro submodelos: los submodelos macroeconómicos para China y para Japón y los dos submodelos del comercio. Si piensa que las relaciones internacionales han cambiado, puede añadir su submodelo... El carácter modular y la flexibilidad son una característica importante para un modelo global.

El submodelo macroeconómico se basa en cuatro procesos: acumulación de capital, avance tecnológico, cambios en la productividad de la fuerza de trabajo y evolución del precio de las materias primas y la energía.

• El primer punto contempla dos detalles en la productividad de la fuerza de trabajo y en los gastos en energía: La productividad puede variar si cambia la magnitud de la fuerza obrera y análogamente, aunque es una concepción novedosa, en términos de energía. La variación de la disponibilidad de energía (o, más general, de recursos naturales) cambia el ritmo del desarrollo económico porque es necesario hacer una nueva ponderación de las gastos y los ingresos cuando aumenta o disminuye la producción y el comercio de energía según la variación del precio.
• El segundo punto trata la producción y acumulación de capitales. La variación del capital invertido depende de la suma de las inversiones hechas durante un determinado período de años (que representa el tiempo necesario para acabar los proyectos) y la depreciación sufrida durante ese tiempo.
• El tercer punto determina el cambio del nivel tecnológico en un país o en una región. En el modelo soviético este punto se representa con dos posibilidades: la tecnología nueva se puede generar internamente o se puede importar desde otros países. Cuando se adquiere tecnología importada, la variación del nivel tecnológico es una función que depende de los productos importados como una proporción de la acción del capital disponible. Si esta proporción es pequeña, el nivel de tecnología avanzará poco; si la proporción es bastante grande, se puede asumir que el capital invertido se recupera con relativa rapidez.
• El cuarto punto del submodelo macroeconómico trata los recursos naturales y en especial los recursos energéticos. No se tiene en cuenta el efecto que produce la disminución de las reserves de energía no renovables que en otros modelos se incluye aumentando el precio de los combustibles fósiles. En cambio, se representa el agotamiento de los recursos y se estima la cantidad de capital que habrá que invertir en tecnología para encontrar otros fondos de energía.