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7/27/2019 M. DISEOEXPERIMENTAL

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Diseo experimentalCampo Elas Riao Luna

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

BOGOT 2005

Campo Elas Riao LunaIng. Qumico. MSc.


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INDICE DE CONTENIDO DEL CAPITULO PRIMERO DE LA UNIDAD UNO

CONTENIDO

Diagrama 1. Red semntica para el diseo experimental en ingeniera dealimentos.Objetivos del moduloEs importante el diseo experimental en las ciencias aplicadas?............Como se evaluara el curso de diseo experimental? ............ .................UNIDAD PRIMERA: Fundamentos del diseo experimental....................Algunas citas de inters................................................................................Para no olvidar..............................................................................................Cuando se inicia el diseo experimental? ...............................................

Foto 1 de Sir Ronal Fischer..............................................................................Capitulo primero de la unidad uno. Conceptos y principios bsicos.......Preguntas de repaso y evaluacin. ...............................................................Cuadro 1. contenidos del capitulo primero de la unidad primera.........1. Introduccin.................................................................................................1.1.El proyecto de investigacin....................................................................1.1.1. Anteproyecto de investigacin............................................................1.2. Investigacin cientfica............................................................................1.2.1.Investigacin aplicada........................................................................1.3. Que es un diseo de investigacin.......................................................1.4. Repaso al mtodo cientfico..................................................................

1.5. Mtodos de investigacin......................................................................1.5.1. Estilo de trabajo investigativo...........................................................1.5.2. Mtodo Inductivo.................................................................................1.5.3. Mtodo Deductivo................................................................................1.5.4. Hipottico- deductivo...........................................................................1.5.5 Niveles de investigacin.......................................................................1.6. Que es la observacin............................................................................1.7. Que es analizar.......................................................................................1.8. Que es un Diseo de campo.................................................................1.9. Diseo experimental..............................................................................1.10. Experimento..........................................................................................

1.10.1. Experimento aleatorio. ......................................................................1.10.2. Importancia del diseo experimental en la investigacin. ............1.11. Definiciones importantes en el diseo experimental. .......................1.11.1. Datos. .................................................................................................1.11.2. Unidades experimentales.................................................................1 .11.3. Poblacin y muestra.........................................................................1.11.3.1. Seleccin del material experimental. .............................................1.11.3.2. Condiciones que debe reunir una muestra...................................1.11.4. Nivel. ...................................................................................................1.11.5. Tratamiento. ............................................................................................


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1.11.6. Testigo. ....................................................................................................1.11.7. Variable de respuesta..............................................................................1.12. Replica. ......................................................................................... .............1.13. Asignacin de unidades experimentales.................................................Tabla 1. de permutaciones al azar de :9............................................................1.14. Nmero de rplicas......................................................................................1.15. Estabilidad...................................................................................................1.16. Repetibilidad (precisin) de un experimento............................................1.17. Reproducibilidad de un experimento.........................................................1.18. Hiptesis. ......................................................................................... ............1.19. Formulacin y prueba de hiptesis............................................................1.20. Ejercicios.......................................................................................................Tabla 2. Actividades a desarrollar en el capitulo primero de la primeraunidad......................................................................................................................

1.21. Respuesta a las preguntas.........................................................................

INDICE DE CONTENIDO PARA EL CAPITULO SEGUNDO DE LA UNIDAD UNO

CONTENIDO

UNIDAD PRIMERA: Fundamentos del diseo experimental.

Foto 1 de Gallilleo GalileiObjetivo del capitulo

Como se evaluara el capitulo del curso de diseo experimental?

CAPITULO SEGUNDO DE LA PRIMERA UNIDAD

Conceptos estadsticos bsicos para el anlisis de resultadosexperimentalesPreguntas de repaso y evaluacin. ..............................................................2.1. Introduccin...............................................................................................2.2. Etapas de un trabajo de investigacin....................................................2.3. Disear un experimento. .........................................................................2.3.1. Fundamentos de la experimentacin. ................................................

2.4. Error experimental...................................................................................2.5. Factores....................................................................................................2.5.1. Variable..................................................................................................2.5.1.1. Variable independiente. ....................................................................2.5.1.2. Variable dependiente. .......................................................................2.5.1.2.1. Ejemplo de variables independiente y dependiente....................2.5.1.3. Variable interviniente. ........................................................................2.5.1.4. Variable numrica. .............................................................................2.5.1.5. Variable categrica. ...........................................................................2.5.1.5.1. Variable Nominal..............................................................................2.5.1.5.2. Variable Ordinal. ..............................................................................


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2.5.2. Escalas de medicin..............................................................................2.5.2.1. Escala nominal....................................................................................2.5.2.2. Escala ordinal. ...................................................................................

2.5.2.3. Escala de intervalo. ..........................................................................2.5.2.4. Escala de razn. ................................................................................2.6. Correlacin...............................................................................................2.7 Carcter.....................................................................................................2.8. El experimento........................................................................................2.9. Unidad experimental. ..............................................................................2.10. Tratamiento. ...........................................................................................2.10.1. Tratamiento testigo.............................................................................2.11. Poblacin.................................................................................................2.11.1. Individuos o elementos.......................................................................2.11.2. Muestra.................................................................................................

2.12. Parmetro................................................................................................Cuadro 2. Smbolos para los parmetros y estadsticos.............................2.12.1. Estadstico...........................................................................................2.12.2. Ejemplo de una poblacin. ................................................................2.13. Niveles de variables................................................................................2.14. Eleccin de la muestra...........................................................................2.14.1. Tamao de la muestra.........................................................................Tabla 13. Tamao de muestra para una poblacin.......................................2.14.1.1. Ejemplo de determinacin de numero de muestras......................2.14.2. Recomendaciones para la eleccin y tamao de muestra..............2.15. Muestreo y distribucin muestral..........................................................

2.15.1. Tipos de muestreo. .............................................................................2.16. Sesgo.......................................................................................................2.17. Grados de libertad. ..................................................................................................................2.18. Datos sin procesar. ................................................................................2.19. Organizacin de los datos obtenidos. ..................................................2.19.1. Ejemplo de organizacin de datos en Excell.....................................Figura 4. Forma bsica de organizar datos...................................................2.20. Ordenamiento de datos utilizando su arreglo y distribucin defrecuencias. ......................................................................................................Figura 5. Ejemplo de organizacin y presentacin de datos utilizando suarreglo y distribucin de frecuencias. ...........................................................

2.21. Anlisis de datos. ...................................................................................2.21.1. La mediana............................................................................................2.21.2. La moda.................................................................................................2.21.3. Tendencia central.................................................................................2.21.4. Dispersin. ...........................................................................................2.21.5. Sesgo en curvas y graficas.................................................................2.21.6. Curtosis.................................................................................................2.21.7. La media aritmtica. ...........................................................................2.21.7.1. Clculo de la media a partir de datos no agrupados....................2.21.7.2. Clculo de la media de datos agrupados......................................2.21.8. La mediana. ........................................................................................


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2.21.9. Clculo de la mediana a partir de datos no agrupados...................2.21.9.1. Clculo de la mediana a partir de datos agrupados......................2.21.10. La moda..............................................................................................

2.21.11. La dispersin......................................................................................2.21.12. Medidas de dispersin.......................................................................2.21.13. Distribucin de frecuencias..............................................................2.21.14. Caractersticas de las distribuciones de frecuencias relativas.....2.21.15. Importancia de la representacin grfica de las distribuciones defrecuencias. ...............................................................................................2.21.16. Histogramas.......................................................................................2.21.16.1. Ventajas de los histogramas. ........................................................2.21.17. Polgonos de frecuencias.................................................................2.21.17.1. Ventajas de los polgonos de frecuencias....................................2.21.18. Ojivas. ................................................................................................

2.22. Varianza de una poblacin. ...................................................................2.23. Desviacin estndar de una poblacin.................................................2.24. Anlisis de regresin..............................................................................2.24.1.Regresin lineal simple. .................................................................2.25. Coeficientes de correlacin. .................................................................Tabla 15. Grado de asociacin de los coeficientes de correlacin para unconjunto de datos.......................................................................................2.26. Otros modelos de regresin lineal simple. ..........................................Tabla 16. Modelos de regresin lineal simple..............................................2.27. Pruebas de hiptesis. .................................................................................. 2.27.1. Pruebas de hiptesis Z para una media poblacional ( conocida)2.27.2. Ejemplo y procedimiento a desarrollar para una prueba dehiptesis propiamente dicha. .........................................................................2.28. Prueba de t...............................................................................................2.28.1. Suposiciones de la prueba de t con una muestra.............................2.29. Prueba de z para la diferencia entre dos medias.................................2.30. Prueba de t para la diferencia entre dos medias..................................2.31. Errores tipo I y tipo II...............................................................................2.32. Anlisis de la varianza. ..........................................................................2.32.1. Bases del anlisis de la varianza................................................................... Tabla 17. Ejemplo de un anlisis de varianza......................................................... 2.33. Interaccin de los factores....................................................................

2.34. Transformacin de datos..........................................................................Tabla 18. Transformaciones usadas para datos...........................................2.35. Regresin lineal mltiple........................................................................2.36. Correlacin mltiple................................................................................2.37. Anlisis de Covarianza..........................................................................2.37.1. Objetivos del anlisis de covarianza.................................................2.38. Software estadsticos para la solucin de problemas.......................Figura 6. Portada del programa Statgraphics...............................................Figura 7. Hoja de clculo de excell................................................................2.39. Ejercicios desarrollado..........................................................................Tabla 19. Produccin de canastillas de uchuva en seis veredas...............


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Tabla 20. Resumen estadstico de los datos totales recolectados de laproduccin de uchuvas en cinco municipios de Cundinamarca................Tabla 21. Resumen estadstico de los datos recolectados por mes de la

produccin de uchuvas en cinco municipios de Cundinamarca................Figura 8. Grafico de la produccin anual de uchuvas..................................Figura 9. Grafico de cajas y bigotes de la produccin mensual deuchuvas...............................................................................................................Figura 10. Grafico de medias e intervalos para la produccin de uchuvaspor finca..............................................................................................................Tabla 22. Anlisis de varianza (ANAVA) par el ejemplo de las fincasproductoras de uchuva.....................................................................................2.40. Recomendaciones....................................................................................2.40.1. Modalidades recomendadas para disminuir el error..........................2.41.Ejercicios propuestos................................................................................

2.42. Actividades a desarrollar.........................................................................Tabla 23. Actividades a desarrollar en el periodo acadmico......................


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UNIDAD PRIMERA

FUNDAMENTOS DEL DISEO EXPERIMENTAL.


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Algo de historia del diseo experimental

El Diseo de Experimentos tuvo su inicio terico a partir de 1935 por Sir Ronald A.Fisher, quin sent la base de la teora del Diseo Experimental y que a la fecha seencuentra bastante desarrollada y ampliada. Actualmente las aplicaciones sonmltiples, especialmente en la investigacin de las ciencias naturales, ingeniera,laboratorios y casi todas las ramas de las ciencias sociales. La experimentacin

proporciona los datos experimentales, en contraste con los datos de la observacin; losdatos de la observacin se representan como su nombre indica por observaciones delas unidades elementales de una poblacin o de una muestra, y no deben sercambiados ni modificados por ningn intento de parte de un investigador en el curso dela observacin.

DISEO EXPERIMENTAL PARA INGENIERA DE ALIMENTOS

Aplicar correctamente la terminologa y conceptos

utilizados en los rocesos investi ativos


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Diagrama 1.


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OBJETIVOS DEL MODULO

Suministrar los elementos esenciales para que el alumno que se encuentra cursandolos semestres octavo, noveno y dcimo del ciclo de ingeniera conozca el proceso querequiere la elaboracin de un trabajo de investigacin respaldado por un estudioestadstico, aplicado a una recogida y toma de datos experimentales productos de unametodologa debidamente planificada, con interpretacin de resultados hasta suposterior anlisis y conclusiones.Acompaar al alumno para que sea capaz de planificar y elaborar, por s mismo,

estudios con aplicacin de la estadstica, relacionados con los obtenidos por medio dela bsqueda de documentacin en bibliotecas, en los laboratorio, en centrosespecializados en diversos estudios, en analizar tendencias poblacionales, etc., y eluso y manejo de algn paquete de software estadstico adecuado.


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ES IMPORTANTE EL DISEO EXPERIMENTAL EN LAS CIENCIASAPLICADAS?

Pregunta que ha sido respondida por diferentes autores de la siguiente forma:

"El diseo es fundamental en el experimento. La idea expresada en la hiptesistiene que ser convertida en experimentable a travs del diseo.

Para Plutchik, "los diseos experimentales se consideran como formas dedisponer las condiciones de un experimento de tal manera que se logren lasrespuestas a las preguntas del caso".

Por eso, Kirk aseguraque un diseo consiste en el papel conforme al cual se leasignan o distribuyen los sujetos a las diferente condiciones experimentales.

Al preparar el diseo, el experimentador establece con qu variable actuar,cules son las variables dependientes que espera relacionar con la VI, sealacmo anular la influencia negativa de las Variables Experimentales. Asimismo,establece, con cuntos sujetos se realizar el experimento y decide la manerade su seleccin."L. Gildomero Arista, Metodologa de la investigacin (p. 169)


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COMO SE EVALUARA EL CURSO DE DISEO EXPERIMENTAL?

-A travs de pruebas escritas de contenido terico-prctico, en las que se valorar la

claridad conceptual, la capacidad de relacionar conceptos, la justificacin adecuada delos procedimientos estadsticos utilizados, la coherencia en el desarrollo de resolucinde problemas y ejercicios prcticos y la correccin y adecuacin de la interpretacin delos resultados obtenidos.

- Mediante la realizacin de trabajos y ejercicios prcticos.


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Algunas citas de inters

"Experimentar dice Robert Plutchik significa "ensayar" o "poner a prueba"(Fundamentos de la investigacin, 1975). Lo que se pone a prueba, en este caso, esuna hiptesis, una probable solucin o respuesta transitoria de un problemaplanteado en la ciencia...

Escuchemos al respecto, la palabra de Claude Bernard, un clsico del mtodoexperimental" se da el nombre de observador dice- a aqul que aplica los

procedimientos de investigacin simples o complejos, para hacer que losfenmenos que nos hace variar y que, por consiguiente, recoge tales como selos ofrece la Naturaleza.

Se da el nombre de experimentador, al que emplea los procedimientos deinvestigacin, simples o complejos, para hacer que los fenmenos naturalesvaren o se modifiquen con un fin cualquiera, y as hacerlos aparecer encircunstancias o condiciones en que no los presente la Naturaleza. En estesentido, la observacin es la investigacin de un fenmeno natural, y laexperiencia es la investigacin de un fenmeno modificado por el que investiga"(Introduccin al estudio de la medicina experimental, 1960).


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Para no olvidar

Los mtodos experimentales son ampliamente usados en la investigacin bsica yaplicada pero con propsitos muy diferentes.

La meta primaria en la investigacin cientfica normalmente es mostrar la importanciaestadstica de un efecto que un factor particular ejerce en la variable dependiente deinters

En la industria, la meta primaria es extraer la cantidad mxima de informacin imparcialcon respecto a los factores que afectan un proceso, la produccin y la calidad delproducto terminado.

El propsito de un diseo experimentales proporcionar mtodos que permitan obtenerla mayor cantidad de informacin vlida acerca de una investigacin, teniendo encuenta el factor costo y el uso adecuado del material disponible mediante mtodos quepermitan disminuir el error experimental.

Cuando se inicia el diseo experimental?


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El Diseo de Experimentostuvo su inicio terico a partir de 1935 por Sir Ronald AymerFisher, matemtico ingles nacido en Londres el 17 de febrero de 1890 y fallecido en

Adelaida, Australia, el 29 de julio de 1962.Desde 1919 y hasta 1933, trabajo para la RothamstedExperimental Station, cerca de Harpenden, Inglaterra enla aplicacin de un exhaustivo anlisis estadstico a losdatos de investigaciones agrcolas que el personal habarecolectado.

Ejercicio que le permiti desarrollar y consolidar losprincipios bsicos del diseo y anlisis experimental quehasta la fecha son prcticas necesarias para llegar aresultados de investigacin vlidos.

Estudiando y analizando estadsticamente experimentosrelativos a los cultivos de trigo, desarroll el anlisis devarianza y unific sus ideas bsicas sobre los principiosdel diseo de experimentos.

Foto 1. Sir Ronald Aymer Fisher (http://psi.usal.es/moodle/user/view.php?id=4&course=1)Su primera obra el artculo "The Arrangement of Field

Experiments" lo publico en, 1926; en ese importante artculo describi tres

componentes fundamentales de losexperimentos en el rea de pruebas agrcolas: control local de las condiciones decampo para reducir el error experimental, replicacin como un medio para estimar lavarianza del error experimental y la aleatorizacion para obtener una estimacin validade esa varianza.

Fue quin sent la base de la teora del Diseo Experimental y que a la fecha seencuentra bastante desarrollada y ampliada.

Actualmente las aplicaciones son mltiples, especialmente en la investigacin de lasciencias naturales, ingeniera, laboratorios y casi todas las ramas de las ciencias

sociales.(20)La experimentacin proporciona los datos experimentales, en contraste con los datosde la observacin; los datos de la observacin se representan como su nombre indicapor observaciones de las unidades elementales de una poblacin o de una muestra, yno deben ser cambiados ni modificados por ningn intento de parte de un investigadoren el curso de la observacin. (30).

Ningn otro investigador ha tenido tanto impacto en los principios estadsticos deldiseo de experimentos en su tiempo como Ronald A. Fisher.


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CAPITULO PRIMERO DE LA UNIDAD UNOConceptos y principios bsicos.

Preguntas de repaso y evaluacin.

Qu es investigacin?Qu es investigacin cientfica?Qu es un diseo de investigacin? Qu es un experimento?Qu tipo de estudio son las investigaciones experimentales?En experimentacin que significa repetitividad?


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INDICE DE CONTENIDO DEL CAPITULO PRIMERO DE LA UNIDAD UNO

CONTENIDO

Diagrama 1. Red semntica para el diseo experimental en ingeniera dealimentos.Objetivos del moduloEs importante el diseo experimental en las ciencias aplicadas?............Como se evaluara el curso de diseo experimental? ............ .................UNIDAD PRIMERA: Fundamentos del diseo experimental....................Algunas citas de inters................................................................................Para no olvidar..............................................................................................Cuando se inicia el diseo experimental? ...............................................

Foto 1 de Sir Ronal Fischer..............................................................................Capitulo primero de la unidad uno. Conceptos y principios bsicos.......Preguntas de repaso y evaluacin. ...............................................................Cuadro 1. contenidos del capitulo primero de la unidad primera.........1. Introduccin.................................................................................................1.1.El proyecto de investigacin....................................................................1.1.1. Anteproyecto de investigacin............................................................1.2. Investigacin cientfica............................................................................1.2.1.Investigacin aplicada........................................................................1.3. Que es un diseo de investigacin.......................................................1.4. Repaso al mtodo cientfico..................................................................

1.5. Mtodos de investigacin......................................................................1.5.1. Estilo de trabajo investigativo...........................................................1.5.2. Mtodo Inductivo.................................................................................1.5.3. Mtodo Deductivo................................................................................1.5.4. Hipottico- deductivo...........................................................................1.5.5 Niveles de investigacin.......................................................................1.6. Que es la observacin............................................................................1.7. Que es analizar.......................................................................................1.8. Que es un Diseo de campo.................................................................1.9. Diseo experimental..............................................................................1.10. Experimento..........................................................................................

1.10.1. Experimento aleatorio. ......................................................................1.10.2. Importancia del diseo experimental en la investigacin. ............1.11. Definiciones importantes en el diseo experimental. .......................1.11.1. Datos. .................................................................................................1.11.2. Unidades experimentales.................................................................1 .11.3. Poblacin y muestra.........................................................................1.11.3.1. Seleccin del material experimental. .............................................1.11.3.2. Condiciones que debe reunir una muestra...................................1.11.4. Nivel. ...................................................................................................1.11.5. Tratamiento. ............................................................................................


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1.11.6. Testigo. ....................................................................................................1.11.7. Variable de respuesta..............................................................................1.12. Replica. ......................................................................................... .............1.13. Asignacin de unidades experimentales.................................................Tabla 1. de permutaciones al azar de :9............................................................1.14. Nmero de rplicas......................................................................................1.15. Estabilidad...................................................................................................1.16. Repetibilidad (precisin) de un experimento............................................1.17. Reproducibilidad de un experimento.........................................................1.18. Hiptesis. ......................................................................................... ............1.19. Formulacin y prueba de hiptesis............................................................1.20. Ejercicios.......................................................................................................Tabla 2. Actividades a desarrollar en el capitulo primero de la primeraunidad......................................................................................................................

1.21. Respuesta a las preguntas.........................................................................


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Cuadro 1. contenidos del capitulo primero de la unidad primera

Objetivos delmodulo

Es importante el diseoexperimental en lasciencias aplicadas?

Como se evaluarael curso de diseoexperimental?

Unidad primera:Fundamentos deldiseo experimental.

Algunas citas de inters

Para no olvidarCuando se inicia eldiseo experimental?

Capitulo primero dela unidad uno.

Conceptos yprincipios bsicos.


1. Introduccin. 1.1. El proyecto deinvestigacin

1.1.1. Anteproyectode investigacin

1.2. Investigacincientfica 1.2.1.Investigacin aplicada:

1.3. Que es undiseo de

investigacin1.4. Repaso al mtodo

cientfico.1.5. Mtodos de

investigacin

1.5.1. Estilo detrabajo investigativo 1.5.2. Mtodo Inductivo

1.5.3. MtodoDeductivo 1.5.4. Hipottico-deductivo 1.5.5 Niveles deinvestigacin 1.6. Que es laobservacin 1.7. Que es analizar

1.8. Que es unDiseo de campo

1.9. Diseoexperimental

1.10. Experimento 1.10.1. Experimentoaleatorio

1.10.2. Importancia del diseoexperimental en la investigacin

1.11. Definicionesimportantes en el

diseoexperimental.

1.11.1. Datos1.11.2. Unidadesexperimentales

1 .11.3. Poblacin ymuestra.

1.11.3.1. Seleccin del materialexperimental. cochran

1.11.3.2.Condiciones quedebe reunir una

muestra

1.11.4. Nivel. 1.11.5. Tratamiento 1.11.6.Testigo 1.11.7. Variable de respuesta.

1.12. Replica 1. 13. Asignacin deunidades

experimentales

1.14. Nmero derplicas

1.15. Estabilidad 1.16. Repetibilidad (precisin) de unexperimento

1.17.Reproducibilidad

de unexperimento

1.18. Hiptesis 1.19. Formulacin yprueba de hiptesis

1.20. Ejercicios Respuesta a las preguntas


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Introduccin al capitulo

Para el aprovechamiento optimo de los recursos asignados y disponibles, el ingeniero

investigador debe disear el experimento acorde con los principios estadisticos quepermitan obtener conclusiones validas sobre el problema en estudio.

De lo anterior podemos intuir que la investigacin debe tener dos propsitosfundamentales resumidos de las siguiente manera:Producir conocimientos y teoras, entonces se habla de una investigacin bsica opura.Resolver problemas prcticos, mediante la aplicacin del conocimiento, entonces sehabla de la investigacin aplicada o emprica. Este debe ser el campo deinvestigacin para la facultad de ciencias bsicas e ingeniera, por lo tanto la polticaser fortalecer y desarrollar la investigacin aplicada.

Para lo cual despus de esta breve introduccin pasaremos a suministrar algunosconceptos bsicos (definiciones y relaciones matematicas) que son claves para eldiseo de experimentos acompaados de ejercicios resueltos y otros quepropondremos en el desarrollo de la unidad de modo que sea posible practicarutilizando estos conceptos.

1.1. El proyecto de investigacin

Es un documento que elabora el investigador para especificar las caractersticas de laindagacin que va a realizar, generalmente va antecedido de un anteproyecto.

1.1.1. Anteproyecto de investigacin

Es un documento similar pero menos preciso que se elabora al comenzar lainvestigacin, apenas se hayan definido sus caractersticas principales.

En un anteproyecto deben exponerse las caractersticas del problema, su justificacin,los objetivos de la investigacin y (si las hubiere) las hiptesis a verificar. En unproyecto es preciso completar mucho ms la informacin, profundizando y definiendomejor lo tratado en el anteproyecto y agregndole lo relativo al diseo de lainvestigacin, as como un marco terico que haga comprensible el sentido de lo quese proyecta. (28).

1.2. Investigacin cientfica

Este tipo de investigacin esta basada en la aplicacin del mtodo cientfico para laobtencin de un nuevo saber que en la mayora de los casos pretende mover lasfronteras de la ciencia.

1.2.1. Investigacin aplicada: Este tipo de investigacin esta basada en la aplicacinde las metodologas propias del desarrollo de cada una de las ingenieras.


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1.3. Que es un diseo de investigacin

Realizar el diseo de una investigacin significa llevar a la prctica los postuladosgenerales del mtodo cientfico, planificando una serie de actividades sucesivas yorganizadas donde se encuentran las pruebas que se han de efectuar y las tcnicasque se van a utilizar para recolectar y analizar los datos.

1.4. Repaso al mtodo cientfico.

El mtodo cientfico es el procedimiento o conjunto de procedimientos que se utilizanpara obtener conocimientos cientficos, el modelo de trabajo o pauta general queorienta la investigacin.

Tanto la investigacin cientfica, bsica como la aplicada, implica un proceso quecomprende varias etapas fundamentales a saber:

Seleccin, planteamiento y anlisis del problema que se va a investigar.Delimitacin del tema.Formulacin del marco terico (conceptos antecedentes referentesbibliogrficos).Presentacin de la hiptesis explicativa.Diseo metodolgico.Recoleccin de datos.Procesamiento, anlisis e interpretacin de los datos.

Confrontacin con la hiptesis.Presentacin del informe final de la investigacin.

El estudio del mtodo - o de los mtodos, si se quiere dar al concepto un alcance msgeneral - se denomina metodologa, y abarca la justificacin y la discusin de su lgicainterior, el anlisis de los diversos procedimientos concretos que se emplean en lasinvestigaciones y la discusin acerca de sus caractersticas, cualidades y debilidades

1.5. Mtodos de investigacin.

La palabra mtodo se deriva del griego META: a lo largo y ADOS: Camino

El mtodo es la manera de proceder en cualquier dominio, ordenando la actividad aun fin lgico, es un mtodo.

El diseo de un mtodo especfico, una serie de actividades sucesivas y organizadas,que deben adaptarse a las particularidades de cada investigacin y que nos indican laspruebas a efectuar y las tcnicas a utilizar para recolectar y analizar los datos.

El mtodo cientfico se fundamenta en observar algunos fenmenos caractersticospara descubrir las leyes que los rigen.


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La observacin y generalizacin son los elementos ms importantes del mtodocientfico.

Para dar estructura y fundamentacin a la construccin del cimiento terico de todaciencia, la investigacin recurre a los mtodos, por pertenecer a los principios bsicosde nuestra manera de pensar e investigar, y son comunes a todas las ciencias y quesin modificar su forma o naturaleza son aplicables a diferentes materias:

1.5.1. Estilo de trabajo investigativo

Los estilos de trabajo son mtodos peculiares de cada disciplina (por ejemplo: "elmtodo antropolgico") y las formas particulares de investigacin que se utilizan pararesolver problemas especficos de indagacin, como cuando se habla del "mtodocualitativo", el "mtodo experimental" o el "mtodo estadstico".

No existe un nico mtodo de la ciencia, ya que no investigan del mismo modo elastrnomo y el economista, el historiador y el qumico, el antroplogo y el bioqumico,el sicologo y el ingeniero. La experiencia histrica muestra, adems, que losprocedimientos de la ciencia cambian, porque son distintos los problemas que se vanplanteando y los instrumentos de ayuda estan en continua evolucion.

1.5.2. Mtodo Inductivo

Variante del mtodo cientfico en la que el investigador parte de la informacin recogidamediante sucesivas observaciones para, mediante la generalizacin, establecer una ley

del mbito lo ms universal posible. (Ortiz, Uribe. Diccionario de investigacin. Noriega editores)

1.5.3. Mtodo Deductivo

Otro elemento del proceder cientfico es el uso sistemtico de la inferencia, orazonamiento deductivo.

Inferir significa sacar consecuencias de un principio o supuesto. La inferencia operadurante la investigacin y, por lo general, de la siguiente manera: una vez formuladauna hiptesis se deducen de ella posibles consecuencias prcticas, que luego sonsometidas, a su vez, a verificacin.(28).

1.5.4. Hipottico- deductivo.

Procedimiento que consiste en desarrollar una teora empezando por formular suspuntos de partida o hiptesis bsicas y deduciendo luego sus consecuencias con laayuda de las subyacentes teoras formales. (Ortiz)

1.5.5 Niveles de investigacin

Existen diferentes niveles de investigacin, segn el grado de profundizacin, del rigory exactitud y del mtodo empleado, a saber:


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Nivel descriptivo: Responde a las preguntas qu es esto?, cmo se comporta?Describe, las propiedades o caractersticas del objeto en estudio.Nivel clasificatorio: existe una sistematizacin de los datos obtenidos de acuerdo a

un criterio previamente definido.Nivel aplicativo: Se busca la causa de un fenmeno o problema, teniendo encuenta el contexto prctico y terico.

1.6. Que es la observacin

Se utiliza para recolectar los datos necesarios para un estudio. La observacin es unmtodo clsico de investigacin cientfica; adems, es la manera bsica por medio dela cual obtenemos informacin acerca del mundo que nos rodea.Principios bsicos para realizar una observacin:Debe tener un propsito especfico.Debe ser planeada cuidadosa y sistemticamente.Debe llevarse, por escrito, un control cuidadoso de la misma.Debe especificarse su duracin y frecuencia.Debe seguir los principios bsicos de confiabilidad y validez.Entre las ventajas de la observacin, tenemos que determinada conducta se describeen el momento exacto en que est ocurriendo.

1.7.Que es analizar

Significa categorizar, ordenar, manipular y resumir los datos de una investigacin paracontestar las preguntas planteadas en ella.

Es la operacin intelectual que considera por separado las partes de un todo.

1.8. Que es un Diseo de campo

Es aquel diseo que le permiten al investigador cerciorarse de las verdaderascondiciones en que se han conseguido los datos, haciendo posible su revisin omodificacin en el caso de que surjan dudas con respecto a su calidad. No obstante,presentan la limitacin de su reducido alcance: son muchos los datos que no sepueden alcanzar por esta va, ya sea por restricciones espaciales o temporales, porcarencia de recursos, etc.

Los diseos de campo ms frecuentes son el experimental, post facto, encuesta,panel y estudio de casos.

1.9. Diseo experimental

Un experimento consiste en someter al objeto de estudio a la influencia de ciertasvariables, en condiciones controladas y conocidas por el investigador, para observar losresultados que cada variable produce en el objeto.

La variable a cuya influencia se somete el objeto en estudio recibe el nombre deestmulo.


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Por lo tanto un diseo experimental es planear un trabajo de modo que rena lainformacin aplicable al problema en investigacin.

Tambin es el procedimiento que se sigue para asignar los tratamientos a las unidadesexperimentales. (24).

El propsito de un diseo experimental es proporcionar mtodos que permitan obtenerla mayor cantidad de informacin vlida acerca de una investigacin, teniendo encuenta el factor costo y el uso adecuado del material disponible mediante mtodos quepermitan disminuir el error experimental.

1.10. Experimento

Conjunto de reglas usadas para obtener una muestra de la poblacin y al concluir el

ensayo obtener informacin acerca de la poblacin.

1.10.1. Experimento aleatorio

Actividad que tiene como resultado o que produce un evento. Prueba donde existendos o ms resultados posibles, y no se pude anticipar cul de ellos va a ocurrir.

1.10.2. Importancia del diseo experimental en la investigacin

En la industria en general los ingenieros de procesos, los diseadotes y formuladotesde productos alimentarios llevan a cabo experimentos para desarrollar nuevas

presentaciones, procesos y mejorar los ya existentes. Experimentos que se realizanpara saber cmo una serie de factores y variables afecta a otra.

En la industria se le da gran importancia a obtener informacin til tan rpida yeconmicamente como sea posible informacin que se obtiene a travs de un diseoexperimental.

En el diseo de experimentos, se utilizan principios estadsticos para disearexperimentos que produzcan la informacin correcta en el menor tiempo posible y almenor costo. Su empleo lleva al rpido y eficiente desarrollo de nuevos y mejoresproductos y procesos

1.11. Definiciones importantes en el diseo experimental.

1.11.1. Datos

Un dato es cada uno de los elementos de informacin que se recoge durante eldesarrollo de una investigacin y en base a los cuales, convenientemente sintetizados,podrn extraerse conclusiones en relacin con el problema inicial planteado.

1.11.2. Unidades experimentales


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Es el material experimental al que se le aplica un tratamiento de manera uniforme.

Es la variable que el experimentador manipula y es la unidad de anlisis, se

caracteriza por unos atributos que la diferencia unas de otras parcial o totalmente;pueden someterse a ordenacin de acuerdo con algn criterio.

1 .11.3. Poblacin y muestra.

Poblacin o universo es cualquier conjunto de unidades o elementos como personas,fincas, producto agrcola, producto terminado, etc., claramente definidos para el que secalculan las estimaciones o se busca la informacin.

En todo diseo experimental deben estar definidas las unidades, su contenido yextensin.

Cuando es imposible obtener datos de todo el universo es conveniente extraer unamuestra, subconjunto del universo, que sea representativa.

En todo proyecto se debe especificar el tamao y tipo de muestreo a utilizar:

1.11.3.1. Seleccin del material experimental. (8)

El muestreo, o seleccin de las unidades experimentales que van a componer lamuestra a analizar, debe disearse de modo que esta muestra sea representativa delfenmeno o la poblacin estudiada, de manera que los resultados obtenidos se puedanextrapolar a situaciones diferentes de las que se van a medir.

Los principales problemas que comprometen dicha representatividad son la falta deindependencia de las muestras y el efecto de factores no controlados que puedan estarafectando los resultados.

La eleccin de las unidades es de importancia; por ejemplo en la planeacin deexperimentos de campo, se han hecho numerosos estudios de la variabilidad entre losrendimientos de materias primas provenientes de cultivos en parcelas de diferentestamaos formas y de compaas o marcas, bajo tratamiento uniforme.

Si los resultados del experimento van a ser aplicados a material no seleccionado, estostipos de especializacin tienen desventajas potenciales.

Las respuestas obtenidas para tratamientos sobre material experimental altamenteseleccionado, pueden no ser las mismas que se obtienen de material no seleccionado.

Es importante definir el criterio de uniformidad el cual se refiere al tratamiento; almaterial experimental y la tcnica.

La cantidad de muestra debe ser la suficiente para permitir al experimentador realizarmedidas auxiliares.


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1.11.3.2. Condiciones que debe reunir una muestra

El criterio para obtener la mxima exactitud para un gasto dado en tiempo y trabajoson los siguientes:

Homogeneidad: debe ser extrada de la misma poblacin.

Independencia: las observaciones no deben estar mutuamente condicionadas entres.

Representatividad: la muestra debe ser el mejor reflejo posible del conjunto del cualproviene.

1.11.4. Nivel.

Un valor especfico, ya sea cualitativo o cuantitativo, de la variable experimentalseleccionada para el experimento.

1.11.5. Tratamiento.

Los tratamientos vienen a constituir los diferentes procedimientos, procesos, factores omateriales y cuyos efectos van a ser medidos y comparados.

El tratamiento establece un conjunto de condiciones experimentales que debenimponerse a una unidad experimental dentro de los confines del diseo seleccionado.

En un experimento de una variable, cada tratamiento es un nivel de la variableexperimental.

Ejemplos:

Dosis de acidificante, de protena, proporcin de estabilizante, procedencia de lasproductos provenientes del agro, variedades de un cultivo determinado.

1.11.6.Testigo

El testigo es el tratamiento de comparacin adicional, que no debe faltar en un

experimento; por ejemplo, si se usan cinco tratamientos con acidulante, el testigopuede ser aquel tratamiento que no incluye acidulante. La eleccin del tratamientotestigo es de gran importancia en cualquier investigacin, este se constituye comoreferencial del experimentoy sirve para la comparacin de los tratamientos en prueba.

1.11.7. Variable de respuesta.

Es una variable que el experimentador mide despus de llevar a cabo los tratamientospara ver cmo es afectada por la variable experimental.

1.12. Replica


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A cada repeticin de un tratamiento se le llama rplica.

Una repeticin completa de un tratamiento es una rplica.

La rplica produce los siguientes efectos:

1. Por lo general, el promedio de varias rplicas de un tratamiento se acerca ms quecualquier prueba sola al "verdadero" efecto de ese tratamiento.

2. Observando la variacin entre rplicas del mismo tratamiento, es posible estimar lamagnitud del error experimental. Esto permite determinar si las diferencias observadasentre tratamientos en una variable de respuesta, realmente son causadas por lostratamientos o slo se deben a las variables de interferencia.

3. Si se asigna de manera aleatoria material experimental a las diferentes rplicas, esposible reducir los sesgos que podran producir resultados engaosos.

1.13. Asignacin de unidades experimentales.(8)

El mejor mtodo para garantizar la independencia de las muestras en lo que respecta afactores no controlados es seleccionar las unidades que vamos a medir al azar de entretodas las posibles.

Prcticamente, en todos los diseos experimentales, la aleatorizacin consiste en

arreglar un conjunto de objetos, ya sean tratamientos, bloques, hileras o columnas, enun orden al azar.

TABLA 1. Permutaciones al azar, pemutaciones de: 9

55671 43373 87463 97494 92288 27935 83194

41282 71129 95782 89366 17724 48573 37456

93329 88845 24616 36778 74471 73286 61222

79743 55292 16535 78519 51913 65149 29878

16965 69436 43929 51823 83332 89612 4576964436 24681 79341 62642 29859 92428 96981

87817 12568 31298 44187 65167 54351 14317

32194 36757 68877 25951 38546 36794 52545

28558 97914 52154 13235 46695 11867 78633

1.14. Nmero de rplicas

La rplica no significa hacer mediciones repetidas en un tratamiento. Por lo general seacostumbran cinco.


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Ver ecuaciones de la tabla 2.1 del capitulo siguiente.

1.15. Estabilidad

Es la cantidad de variacin en exactitud sobre cierta determinacin. Sin evaluar laestabilidad no es posible asegurar evaluaciones confiables sobre las demspropiedades estadsticas.

1.16.Repetibilidad (precisin) de un experimento

Es la variacin en las mediciones hechas por un solo operador en la misma unidad ycon el mismo instrumento o equipo de medicin.

Se define como la variacin alrededor de la media.

Esta variacin debe ser pequea con respecto a las especificaciones y o la variacindel proceso.

1.17. Reproducibilidad de un experimento

Variacin entre las medias de las mediciones hechas por varios analistas con lasmismas unidades experimentales y con el mismo instrumento de medicin.

1.18. Hiptesis

Etimolgicamente es la suposicin de una verdad que debe ser verificada o rechazada.

Es una explicacin que al comienzo de una investigacin se le da a un hecho, es unaconjetura a la realidad.

Y sirve para orientar al investigador en el encuentro de una verdad.(Ver modulo de trabajo degrado ciclo tecnolgico y ciclo profesional del mismo compilador)

1.19. Formulacin y prueba de hiptesis

Una hiptesis es una afirmacin acerca de algo.

En estadstica, puede ser una suposicin acerca del valor de un parmetrodesconocido.

La prueba es el medio de verificacin para saber si algo es verdadero o falso y hastaque grado podemos decir que sea verdadero o falso.

Pasos en la prueba de hiptesis:


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Definir la hiptesis nula: suponer una hiptesis acerca de una poblacin.Formular una hiptesis alternativa: es una contra-hiptesis.Definir un criterio de decisin para rechazar o no la hiptesis nula.Inspeccionar los datos de la muestra.Calcular una estadstica de muestra.Utilizar la estadstica de muestra para evaluar la hiptesis.

Recomendacin se debe hablar de "no rechazar" una hiptesis en lugar de "aceptar",ya que las pruebas no son concluyentes.

1.20. Actividades a desarrollar


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Tabla 2. Actividades a desarrollar en el capitulo primero de la primera unidadLa evaluacin de las actividades propuestas se har acorde con los criteriosestablecidos en la gua de actividades en la seccin 7. SISTEMA DE EVALUACION. Ver tabla 2.

*** Por ejemplo, podra hacerse un experimento para averiguar cmo los distintos tipos de azcares afectan la textura o cmo lastemperaturas del procesamiento afectan el contenido de humedad de un producto. La informacin obtenida hace posible manipularuna o varias variables a fin de controlar otras.

Actividades Trabajo arealizar

Actividades Fecha deentrega

Fase de aprendizaje

Actividades N1 Ensayo

Dadas varias definiciones deinvestigacin en losnumerales anteriores y lasinvestigadas se debe hacerque los/as alumnos/aselaboren su propia definicin.

Acorde con laprogramacin laconvenida con eltutor

Actividades N2Ensayo

Cada alumno debe elaborarun ejemplo de investigacinde campo, de laboratorio yde laboratorio y campo.


Reconocimiento

Actividades N3Taller N 1.Numeral

Cada alumno debe elaborarun ejemplo de investigacinque utilice el mtodohistrico, otro el mtododescriptivo y otro el mtodoexperimental


Actividades N4Taller

Cada alumno debe en unaserie de propuestas deinvestigacin identificar quines la poblacin, la muestra eidentificar de qu tipo son lasvariables que se incluyen.


Profundizacin

Actividades N5

2.24. Ejemplointeractivo yprocedimentalnumeral 2.

Para un trabajo de gradodesarrollado en el cicloprofesional realice unainvestigacin estadsticasobre las caractersticas delas materias primasutilizadas.

Actividades N6

Ejerciciopractico deestudio,reflexin yanlisis.Numeral 2.37

Y acorde con la tabla depermutaciones comorealizara la estabilizacin deun producto desarrollado enel PEDT? ***

Transferencia


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1.21. Respuesta a las preguntas

Qu es investigacin? Segn Enrique Biermann, la investigacin obedece adiferentes conceptos, entre los cuales se resumen los siguientes:

Es el proceso por el cual el hombre, partiendo de preguntas de diverso orden eimportancia, busca obtener respuestas, para obtener diferentes objetivos

Es un proceso de conocimiento y aprendizaje terico - prctico, que se desarrolla endiferentes fases, mediante el empleo de diferentes instrumentos o herramientas

En sntesis se puede decir que: investigar es buscar respuestas a diferentes incgnitasque se plantean ante cualquier suceso o problema pero, que en la medida queencontramos respuestas se presentan otras incgnitas, que nos obliga a seguirindagando.

Entonces, qu es investigacin cientfica?

La investigacin cientfica se puede definir, como un tipo de investigacin sistemtica,controlada, emprica y crtica, de proposiciones hipotticas, sobre las presumidasrelaciones entre fenmenos naturales. Sistemtica y controlada implica, que tiene unmtodo y que los hechos no se dejan a la causalidad; emprica que se basa enfenmenos observables de la realidad y crtica que los hechos se plantean de maneraobjetiva, dejando a un lado las preferencias personales o juicios de valor.


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CAPITULO SEGUNDO DE LA UNIDAD UNO

HERRAMIENTAS Y TECNICAS APLICADAS AL DISEOEXPERIMENTAL

INDICE DE CONTENIDO PARA EL CAPITULO SEGUNDO DE LA UNIDAD UNO

CONTENIDO


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Foto 1 de Gallilleo GalileiObjetivo del capituloComo se evaluara el capitulo del curso de diseo experimental?

CAPITULO SEGUNDO DE LA PRIMERA UNIDAD

Conceptos estadsticos bsicos para el anlisis de resultadosexperimentalesPreguntas de repaso y evaluacin. ..............................................................2.1. Introduccin...............................................................................................2.2. Etapas de un trabajo de investigacin....................................................

2.3. Disear un experimento. .........................................................................2.3.1. Fundamentos de la experimentacin. ................................................2.4. Error experimental...................................................................................2.5. Factores....................................................................................................2.5.1. Variable..................................................................................................2.5.1.1. Variable independiente. ....................................................................2.5.1.2. Variable dependiente. .......................................................................2.5.1.2.1. Ejemplo de variables independiente y dependiente....................2.5.1.3. Variable interviniente. ........................................................................2.5.1.4. Variable numrica. .............................................................................2.5.1.5. Variable categrica. ...........................................................................

2.5.1.5.1. Variable Nominal..............................................................................2.5.1.5.2. Variable Ordinal. ..............................................................................2.5.2. Escalas de medicin..............................................................................2.5.2.1. Escala nominal....................................................................................2.5.2.2. Escala ordinal. ...................................................................................2.5.2.3. Escala de intervalo. ..........................................................................2.5.2.4. Escala de razn. ................................................................................2.6. Correlacin...............................................................................................2.7 Carcter.....................................................................................................2.8. El experimento........................................................................................2.9. Unidad experimental. ..............................................................................

2.10. Tratamiento. ...........................................................................................2.10.1. Tratamiento testigo.............................................................................2.11. Poblacin.................................................................................................2.11.1. Individuos o elementos.......................................................................2.11.2. Muestra.................................................................................................2.12. Parmetro................................................................................................Cuadro 2. Smbolos para los parmetros y estadsticos.............................2.12.1. Estadstico...........................................................................................2.12.2. Ejemplo de una poblacin. ................................................................2.13. Niveles de variables................................................................................2.14. Eleccin de la muestra...........................................................................


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2.14.1. Tamao de la muestra.........................................................................Tabla 13. Tamao de muestra para una poblacin.......................................2.14.1.1. Ejemplo de determinacin de numero de muestras......................

2.14.2. Recomendaciones para la eleccin y tamao de muestra..............2.15. Muestreo y distribucin muestral..........................................................2.15.1. Tipos de muestreo. .............................................................................2.16. Sesgo.......................................................................................................2.17. Grados de libertad. ..................................................................................................................2.18. Datos sin procesar. ................................................................................2.19. Organizacin de los datos obtenidos. ..................................................2.19.1. Ejemplo de organizacin de datos en Excell.....................................Figura 4. Forma bsica de organizar datos...................................................2.20. Ordenamiento de datos utilizando su arreglo y distribucin defrecuencias. ......................................................................................................

Figura 5. Ejemplo de organizacin y presentacin de datos utilizando suarreglo y distribucin de frecuencias. ...........................................................2.21. Anlisis de datos. ...................................................................................2.21.1. La mediana............................................................................................2.21.2. La moda.................................................................................................2.21.3. Tendencia central.................................................................................2.21.4. Dispersin. ...........................................................................................2.21.5. Sesgo en curvas y graficas.................................................................2.21.6. Curtosis.................................................................................................2.21.7. La media aritmtica. ...........................................................................2.21.7.1. Clculo de la media a partir de datos no agrupados....................

2.21.7.2. Clculo de la media de datos agrupados......................................2.21.8. La mediana. ........................................................................................2.21.9. Clculo de la mediana a partir de datos no agrupados...................2.21.9.1. Clculo de la mediana a partir de datos agrupados......................2.21.10. La moda..............................................................................................2.21.11. La dispersin......................................................................................2.21.12. Medidas de dispersin.......................................................................2.21.13. Distribucin de frecuencias..............................................................2.21.14. Caractersticas de las distribuciones de frecuencias relativas.....2.21.15. Importancia de la representacin grfica de las distribuciones defrecuencias. ...............................................................................................

2.21.16. Histogramas.......................................................................................2.21.16.1. Ventajas de los histogramas. ........................................................2.21.17. Polgonos de frecuencias.................................................................2.21.17.1. Ventajas de los polgonos de frecuencias....................................2.21.18. Ojivas. ................................................................................................2.22. Varianza de una poblacin. ...................................................................2.23. Desviacin estndar de una poblacin.................................................2.24. Anlisis de regresin..............................................................................2.24.1.Regresin lineal simple. .................................................................2.25. Coeficientes de correlacin. .................................................................Tabla 15. Grado de asociacin de los coeficientes de correlacin para un


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conjunto de datos.......................................................................................2.26. Otros modelos de regresin lineal simple. ..........................................Tabla 16. Modelos de regresin lineal simple..............................................

2.27. Pruebas de hiptesis. .................................................................................. 2.27.1. Pruebas de hiptesis Z para una media poblacional ( conocida)2.27.2. Ejemplo y procedimiento a desarrollar para una prueba dehiptesis propiamente dicha. .........................................................................2.28. Prueba de t...............................................................................................2.28.1. Suposiciones de la prueba de t con una muestra.............................2.29. Prueba de z para la diferencia entre dos medias.................................2.30. Prueba de t para la diferencia entre dos medias..................................2.31. Errores tipo I y tipo II...............................................................................2.32. Anlisis de la varianza. ..........................................................................2.32.1. Bases del anlisis de la varianza................................................................... Tabla 17. Ejemplo de un anlisis de varianza......................................................... 2.33. Interaccin de los factores....................................................................2.34. Transformacin de datos..........................................................................Tabla 18. Transformaciones usadas para datos...........................................2.35. Regresin lineal mltiple........................................................................2.36. Correlacin mltiple................................................................................2.37. Anlisis de Covarianza..........................................................................2.37.1. Objetivos del anlisis de covarianza.................................................2.38. Software estadsticos para la solucin de problemas.......................Figura 6. Portada del programa Statgraphics...............................................Figura 7. Hoja de clculo de excell................................................................

2.39. Ejercicios desarrollado..........................................................................Tabla 19. Produccin de canastillas de uchuva en seis veredas...............Tabla 20. Resumen estadstico de los datos totales recolectados de laproduccin de uchuvas en cinco municipios de Cundinamarca................Tabla 21. Resumen estadstico de los datos recolectados por mes de laproduccin de uchuvas en cinco municipios de Cundinamarca................Figura 8. Grafico de la produccin anual de uchuvas..................................Figura 9. Grafico de cajas y bigotes de la produccin mensual deuchuvas...............................................................................................................Figura 10. Grafico de medias e intervalos para la produccin de uchuvaspor finca..............................................................................................................

Tabla 22. Anlisis de varianza (ANAVA) par el ejemplo de las fincasproductoras de uchuva.....................................................................................2.40. Recomendaciones....................................................................................2.40.1. Modalidades recomendadas para disminuir el error..........................2.41.Ejercicios propuestos................................................................................2.42. Actividades a desarrollar.........................................................................Tabla 23. Actividades a desarrollar en el periodo acadmico......................


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El experimento, la experimentacin, lo experimental, constituyen la base irreductible delmtodo cientfico, al menos desde Galileo, y cumplen, en las Ciencias Naturales, unadoble funcin.Por un lado, son las herramientas que permiten la construccin de hiptesis

explicativas y la ampliacin del campo del conocimiento y, por el otro, son tambin lasherramientas idneas que permiten verificar de manera objetiva la validez cientfica delas hiptesis: el experimento lugar donde la teora se confronta con al emprica permite validar o refutar las conjeturas, otorgndoles valor de verdad cientfica, onegndosela. (Varios autores)

Foto 2 de Gallilleo Galilei( http://psi.usal.es/moodle/user/view.php?id=4&course=1)


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OBJETIVO DEL CAPITULO

Se pretende suministrar la aplicabilidad de los principios de la estadstica y el diseoexperimental al anlisis de datos para efectuar estudios cientficos comparativos.


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COMO SE EVALUARA EL CAPITULO DEL CURSO DE DISEO EXPERIMENTAL?

-A travs de pruebas escritas de contenido terico-prctico, en las que se valorar laclaridad conceptual, la capacidad de relacionar conceptos, la justificacin adecuada delos procedimientos estadsticos utilizados, la coherencia en el desarrollo de resolucinde problemas y ejercicios prcticos y la correccin y adecuacin de la interpretacin de

los resultados obtenidos.- Mediante la realizacin de trabajos y ejercicios prcticos.


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Conceptos estadsticos bsicos para el anlisis deresultados experimentales.


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Defina: hiptesis, interaccin, regresin mltiple, desviacin estndar.

Para el trabajo de grado realizado en el ciclo tecnolgico determine el nmero de

muestra a utilizar y comprelo con lo realizado.

Para el mismo trabajo que tipo de muestreo se utilizo.

Defina estadstica sumaria

2.1. Introduccin.


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La ciencia es un conjunto de conocimientos comprobados y sistematizados, obtenidosmediante el concurso de mtodos lgicos, rigurosamente aplicados. Estosconocimientos, despus de estar sujetos a la crtica y a la comprobacin, se presentan

organizados y distribuidos en las diversas ramas del saber.

Uno de los logros ms admirables de Galileo fue la introduccin de la matemtica en laprctica de la investigacin cientfica.

En su forma general, la estructura del mtodo de Galileo puede ser expuesta comosigue:

Partiendo de los datos de las investigaciones y del experimento burdo, se crea elmodelo ideal del experimento, que se realiza ms tarde, y que de ese modo

queda precisado.

Mediante la repeticin del experimento se obtiene el promedio de las magnitudesmedidas, teniendo en cuenta las correcciones y los diversos factoresperturbadores.

Las magnitudes as obtenidas, son el punto de partida para formular la hiptesismatemtica, de la que se deducen las consecuencias mediante razonamientoslgicos.

Esas consecuencias se comprueban despus en el experimento y sirven de

confirmacin indirecta para la hiptesis adoptada.

2.2. Etapas de un trabajo de investigacin

Las etapas de todo trabajo de investigacin se pueden resumir de la siguiente manera:

a) Enunciado del problema.b) Objetivos generales y especficos.c) Formulacin de hiptesis.d) Seleccin del procedimiento y diseo experimentales.e) Realizacin del experimento.

f) Aplicacin de los mtodos estadsticos a los resultados.g) Interpretacin de resultadosh) Anlisis econmico y su utilidad prctica para la comunidad.

2.3. Disear un experimento.

Significa planear un trabajo de modo que rena la informacin aplicable al problema eninvestigacin.

2.3.1. Fundamentos de la experimentacin.


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La experimentacin tiene como finalidad:

a) El estudio de la variacin de una poblacinde seres vivos.

b) La comparacin entre poblaciones y muestras para juzgar su semejanza.e) La interpretacin de resultados de experimentos biolgicos, agropecuarios y deingeniera, en donde se comparan poblaciones o muestras sometidas a diferentesestudios o pertenecientes a diferentes variedades o razas.d) La determinacin de la relacin entre dos o ms variedades (correlacin yregresin).e) La aplicacin de mtodos para reducir las fuentes de error en la correlacin dedatos.f) Y en poblaciones segregadas la separacin de la variacin atribuible a la seleccinde los genes debido al medio, en estudios de herencia cuantitativa.

2.4. Error experimental

En todo proceso experimental se presentan dos clases de variaciones: la variacininherente al material experimental, al que se aplican los tratamientos y la que provienede la falta de uniformidad en la realizacin fsica del experimento o variacionesexternas a la experimentacin (como las ambientales, etc) que tienden a enmascarar elefecto de los tratamientos

Para expresar estas variaciones ajenas a los tratamientos los estadsticos aplican eltrmino error experimental; trmino que no quiere decir equivocacin, sino que incluyetodo tipo de variacin externa ajena al material experimental.

Este error experimental es la medida de variacin que existe entre las observacionesde unidades experimentales en el mismo tratamiento, es decir, la variacin noproveniente de los tratamientos.

Para los fines de clculo en las ecuaciones se expresa con la letra 2.5. Factores

Son variables de proceso en una investigacin, que se pueden medir en una escala

continua. Por ejemplo presin, temperatura, peso, concentracin.

2.5.1. Variable.

Se pueden definir como todo aquello que vamos a medir, controlar y estudiar en unainvestigacin o estudio.

Son cosas que se manipulan, miden y controlan en el transcurso de una investigacindifieren entre si en muchos aspectos siendo el ms importante el papel quedesempean en una investigacin y en el tipo de medicin que se aplica.


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Tambin se puede definir como variable a todo aquello que puede asumir diferentesvalores, desde el punto de vista cuantitativo o cualitativo.

Por lo tanto, es importante, antes de iniciar una investigacin, que sepamos cules sonlas variables que vamos a medir y la manera en que lo haremos. Es decir, las variablesdeben ser susceptibles de medicin.

Por ejemplo el tiempo es considerado siempre una variable, el dimetro que define eltamao de un producto agrcola, una temperatura de proceso, una sustancia aadicionar en una formulacin, el tipo de soporte a utilizar para inmovilizar una enzima;etc.Cubillos, Munca, Jos Miguel. Estadistica 1 Mdulo Autoformativo. Escuela Superior de Administracin Pblica Programa deAdministracin Pblica Territorial.2002.

2.5.1.1. Variable independiente.

Una variable independiente es aquella que, dentro de la relacin establecida, nodepende de ninguna otra, aunque pudiera estar dependiente si estudiramos otroproblema.

Son las condiciones manipuladas por el investigador a fin de producir ciertos efectos.

Es el valor de verdad que se le da a una hiptesis en relacin con la causa,

2.5.1.2. Variable dependiente. (29 y otros)

La variable independiente es aquella propiedad de un fenmeno a la que se le va aevaluar su capacidad para influir, incidir o afectar a otras variables.

Es el factor que el investigador observa o mide para determinar el efecto de la variableindependiente.

La variable dependiente es la variable respuesta o variable salida.

2.5.1.2.1. Ejemplo de variables independiente y dependiente

Por ejemplo, si el ingeniero investigador sostiene la hiptesis de que si administra unadeterminada levadura a un amasijo, el grado de dureza del producto final seincrementar. En este caso, la variable independiente estar representada por lacantidad de levadura manipulada por el experimentador, y la variable dependiente ser

el grado de dureza de los productos obtenidos.

2.5.1.3. Variable interviniente.

Una variable es interviniente cuando resulta un factor que interviene entre dos variablesmodificando o alterando con su propio contenido las relaciones que existen entre esosdos elementos.

Por ejemplo: Variable A: pasto (alimentacin) que se le suministra a una hato lecherode la misma raza (variable independiente). Variable B: contenido de slidos grasos en


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la leche (variable dependiente). Variable C: condiciones climatologicas y de la finca(variable interviniente que influye a A).

Cubillos, Munca, Jos Miguel. Estadistica 1 Mdulo Autoformativo. Escuela Superior de Administracin Pblica Programa deAdministracin Pblica Territorial.2002.

2.5.1.4. Variable numrica. (29)

Variable que tiene un carcter cuantitativo, son reconocidas tambin como escalasintervalares o numricas.

Las variables de tipo cuantitativo pueden a su vez ser clasificadas como continuas odiscretas.

Si entre dos valores determinados existen infinitas posibilidades de valores,

hablaremos de una variable de tipo continuo.

Ejemplos de este tipo de variables son: el peso, la dureza de un producto, la presin deextraccin o el nivel de un conservante carnico.

2.5.1.5. Variable categrica. (29) ESAP-ESTADIST

Tienen la caracterstica de que todos los miembros de una categora se consideraniguales en lo que se refiere a esa variable.

Por ejemplo: las frutas, las hortalizas, enzimas obtenidas por procesos bioindustriales.

Estas variables se subdividen en nominales y ordinales.

2.5.1.5.1. Variable Nominal. Los valores que pueden asumir sirven para clasificarlaspero no para ordenarlas.

Ejemplo: La glucoamilasa, pectinaza, un ecotopo o region especifica. En caso deusarse nmeros, slo se adoptan como nombres o identificaciones.

2.5.1.5.2. Variable Ordinal. Los valores que puede asumir la variable son categorasque conllevan un juicio de valor que exige comparar a los diferentes elementos de la

muestra con respecto a esta variable con el objeto de establecer un orden.

Es decir que los datos se organizan a travs de las relaciones de igualdad, mayor omenor.

Variable que tiene un carcter cualitativo.

2.5.2. Escalas de medicin www.educarchile.cl/eduteca/estadistica/esc_medic.htm


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Se entiende por medicin al proceso de asignar el valor a una variable de un elementoen observacin.

Este proceso utiliza diversas escalas: nominal, ordinal, de intervalo y de razn.

La eleccin de la(s) escala (s) de medicin a utilizar depende, en primer lugar, del tipode variable en estudio, y, adems, del manejo estadstico a la que se someter lainformacin. En trminos prcticos, existe una correspondencia directa entre elconcepto de variable y escala de medicin.

2.5.2.1. Escala nominal

Slo permite asignar un nombre al elemento medido. Esto la convierte en la menosinformativa de las escalas de medicin.

Ejemplos de variables con este tipo de escala: son gnero, la raza, el color, la ciudad,etc.

2.5.2.2. Escala ordinal.

Adems de las propiedades de la escala nominal, permite establecer un orden entre loselementos medidos.

Ejemplos de variables con escala ordinal: Preferencia por determinados productos deconsumo, etapa de desarrollo de un ser vivo, clasificacin de vinos o un alimento poruna comisin especializada, estado de madurez de una fruta al momento de comprarla,grados de concentracin, respuesta a un tratamiento, intensidad de consumo deconbustible, das de la semana, meses del ao, escalas de dureza.

2.5.2.3. Escala de intervalo.

Adems de todas las propiedades de la escala ordinal, hace que tenga sentido calculardiferencias entre las mediciones.

Los siguientes son ejemplos de variables con esta escala: Temperatura de un tejidomuscular, de una fruta, sobrepeso de un producto empacado respecto de un patrn decomparacin, nivel de un liquido en un proceso medido con un visor de nivel.

2.5.2.4. Escala de razn.

Permite, adems de lo de las otras escalas, comparar mediciones mediante uncuociente.


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Algunos ejemplos de variables con la escala de razn son los siguientes: Altura depersonas, cantidad de litros de agua consumida por una torre de enfriamiento en unda, velocidad de una banda transportadora, nmero de latas envasadas en un turno.

La escala de intervalo tiene un cero que se establece por convencin y puede tenervariaciones. Es arbitrario. Por otra parte, la escala de razn tiene un cero real, fijo, nosujeto a variaciones; es propio de la medicin hecha.

2.6. Correlacin

Es la relacin que existe entre dos o ms variables pareadas, o entre dos o ms seriesde datos.

Su grado de relacin es medido y representado por el coeficiente de correlacin

comnmente designado por (r2). Ver ejercicio de la normalizacin al final del capitulo.

2.7 Carcter

De un experimento se refiere a las propiedades o rasgos que se miden en cada unidadde observacin (experimental).

Por ejemplo una investigacin de carcter practico en el caso de ser conducida en ellaboratorio en la planta piloto.

O de carcter eminentemente terico si de realizar una monografa o estado de arte se

trata para el caso de ingeniera de alimentos.

2.8. El experimento. es.wikipedia.org/wiki

Un experimento es un procedimiento mediante el cual se trata de comprobar (confirmaro verificar) una o varias hiptesis relacionadas con un determinado fenmeno,mediante la observacin y medicin de las variables que influyen en el mismo.

Es un cambio en las condiciones de operacin de un sistema o proceso para obteneruna muestra de la poblacin y al concluir el ensayo obtener informacin acerca de lapoblacin o del producto obtenido.

Por ejemplo variar las condiciones de operacin (temperatura, presin, velocidad deagitacin de un proceso).

O la utilizacin de diferentes proporciones de materias primas y aditivos para mejorar lacondicin de un producto de consumo masivo.

La experimentacin constituye uno de los pasos del mtodo cientfico.

2.9. Unidad experimental.


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Unidad experimental es el material (objeto del experimento)al que se aplica untratamiento de manera uniforme.

Tambin es la unidad de observacin, es la entidad (p.ej el alimento) sobre la que semide una o varias caractersticas de inters.

Por ejemplo: Puede ser un producto a mejorar, un conjunto de materias primas (frutas,hortalizas, tejidos musculares), un lote de un producto, un tubo de ensayo, etctera.

Un producto de panadera, una variedad de productos del agro (maiz, harina de trigo),frutas de una regin, tejidos musculares, un sustrato para ensayos biotecnolgicos.

2.10. Tratamiento.

Los tratamientos vienen a constituir los diferentes procedimientos, procesos, factores omateriales y cuyos efectos van a ser medidos y comparados.

Viene siendo una de las formas que en cantidad o calidad, el factor a estudiar tomadurante el experimento, establece un conjunto de condiciones experimentales quedeben imponerse a una unidad experimental dentro de los confines del diseoseleccionado.

Ejemplo:

La Dosis suministrada (%) de una sustancia para mejorar las condiciones de un

alimento; el sustrato aplicado (difrentes % s de nutrientes) en un procesobiotecnolgico; la velocidad de enfriamiento (refrigeracin); las variedades de unproducto agrcola (naranja tangelo, valencia, mangoss, etc); la composicin de unaatmsfera de almacenamiento (% de los gases), etc.

En un experimento se puede considerar una combinacin de varios factores simplespor ejemplo la composicin, la temperatura, la presin, el tiempo, etc.

2.10.1. Tratamiento testigo

Puede ser una unidad experimental que sirve como patrn de comparacin y al cual no

se le realiza ningn tratamiento. El es el tratamiento de comparacin adicional, que nodebe faltar en un experimento.

La eleccin del tratamiento testigo es de gran importancia en cualquier investigacin,este se constituye como referencial del experimentoy sirve para la comparacin de lostra