La investigación científica a menudo implica la colaboración entre investigadores, y las redes de coautoría son un medio común para explorar estas colaboraciones. Sin embargo, las redes de coautoría tradicionales representan relaciones de coautoría utilizando enlaces simples, es decir, interacciones de pares, lo que no logra capturar la fuerza de las colaboraciones científicas en grupos pequeños o grandes. En este estudio, proponemos una metodología novedosa para abordar este problema, que implica el uso de un modelo de red de capas múltiples que captura la fuerza de las relaciones de coautoría y emplea un índice de convergencia para identificar el orden de colaboración en el que estas propiedades convergen. Aplicamos esta metodología para investigar el comportamiento colaborativo de los investigadores en el contexto de las tres principales universidades públicas en México durante la última década, utilizando datos de Scopus como fuente primaria de información. Nuestro estudio revela que la estructura de la comunidad emerge en colaboraciones de bajo orden, y las colaboraciones de orden superior conducen a un aumento en las medidas de agrupamiento y centralidad. Nuestra metodología proporciona una forma completa y perspicaz de analizar las colaboraciones científicas y arroja luz sobre la dinámica de la colaboración científica, proporcionando una herramienta valiosa para futuros estudios. Nuestro modelo propuesto y el índice de convergencia pueden aplicarse a otros dominios científicos para capturar mejor la fuerza de las colaboraciones entre investigadores.