Este documento describe los pasos para diseñar un experimento. Incluye definir la hipótesis, identificar la variable independiente y los tratamientos, determinar el número de repeticiones, definir las unidades experimentales, la variable dependiente, el procedimiento de aleatorización y posibles factores de ruido. El objetivo es asegurar que el diseño experimental permita responder a la pregunta planteada de manera efectiva.

1. SUBPROYECTO: DISEÑO
EXPERIMENTAL
CARRERA: -INGENIERÍA AGRONÓMICA
Ing. Mario Santana Sotolongo, Ph. D.
Avenida los Centauros
Calle La Horqueta No 3
San Fernando de Apure
Teléfono: 04162485245
Correo:
msantanasotolongo@yahoo.es
1
VI SEMESTRE
PROFESOR

2. MODULO I: La investigación y la
experimentación. Planeamiento yexperimentación. Planeamiento y
ejecución de experimentos.
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3. La Observación y la experimentación
La experimentación es un instrumento de apoyo al desarrollo
de la ciencia, que proporciona métodos de análisis de los datos
originales, con el fin de mejorar la precisión de los resultados
de las investigaciones, en contraste con el proceso de
observación, que representa los valores elementales de los
parámetros de una población o de una muestra en estado
3
El Diseño de Experimentos tuvo su inicio teórico a partir de 1925
por Sir Ronald A. Fisher, quién sentó la base de la teoría del
Diseño Experimental, que a la fecha se encuentra bastante
desarrollada y ampliada por otros muchos autores.
Actualmente las aplicaciones son múltiples, especialmente en la
investigación de las ciencias naturales, ingeniería, laboratorios y
casi todas las ramas de las ciencias sociales.
parámetros de una población o de una muestra en estado
natural, y no pueden ser cambiados ni modificados por parte
del investigador en el curso de su trabajo.

4. (Londres, 1890-Adelaida, Australia, 1962) Matemático y biólogo
británico. Se graduó por la Universidad de Cambridge en 1912.
Pionero en la aplicación de métodos estadísticos al diseño de
experimentos científicos, en 1919 comenzó a trabajar en la
estación experimental de Rothamsted, donde realizó trabajos
Sir Ronald A. Fisher,
4
estación experimental de Rothamsted, donde realizó trabajos
estadísticos relacionados con la reproducción de las plantas.
Desarrolló técnicas para obtener mayor cantidad de información
útil a partir de muestras de datos más pequeñas, introdujo el
principio de aleatoriedad en la recogida de muestras y el análisis
de la varianza o análisis ultivariacional. Publicó su metodología
estadística en 1925 en Methods for Research Workers.

5. Trasladó sus investigaciones al campo de la genética en The
Genetical Theory of Natural Selection (1930), que resume sus
puntos de vista sobre la eugenesia y el papel de control que
ejercen los genes sobre los caracteres dominantes, y en el que
Sir Ronald A. Fisher,
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ejercen los genes sobre los caracteres dominantes, y en el que
considera la selección como la fuerza directriz de la evolución,
más que la mutación. En 1933 ocupó la cátedra Galton de
eugenesia en la Universidad de Londres, y de 1943 a 1957, la
cátedra Balfour de genética en la Universidad de Cambridge.
Los últimos años de su vida los pasó trabajando para la
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization
en Adelaida.

6. 6

7. 7

8. 8

9. Ejemplos básicos de experimentos
9

10. Ejemplos básicos de experimentos
10

11. Los experimentos del mundo real
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12. Diseño experimental
12

13. 13

14. Definición de términos fundamentales
14

15. Definición de términos fundamentales
15

16. Definición de términos fundamentales
16

17. Definición de términos fundamentales
17

18. Definición de términos fundamentales
18

19. Definición de tipos de variables
Variable independiente.
Es el factor (causa) que suponemos influye sobre la característica que medimos
(defecto, error, etc). Para comprobar su influencia, el investigador la
manipulará durante el Experimento, en el sentido que le asignará valores
diferentes a cada observación.
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diferentes a cada observación.
Esta variable se llama también "tratamiento" y cada uno de los valores que se
le asignarán "nivel de tratamiento”.
Variable dependiente.
Es aquella variable que se mide en cada observación del Experimento, para
establecer si la variable independiente efectivamente influye sobre sus valores.

20. Definición de tipos de variables
Variables extrañas.
Son todas aquellas que el investigador no puede manipular, pero influyen en la
variable dependiente. Son la causa de que las observaciones en un mismo nivel
de tratamiento no necesariamente arrojen el mismo valor de medida.
El conjunto de variables extrañas se denomina generalmente en el Diseño y
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El conjunto de variables extrañas se denomina generalmente en el Diseño y
Análisis de Experimentos "ruido" o "error experimental".
Variable de bloqueo.
Es una variable que sabemos puede intervenir en los niveles de la variable
dependiente y decidimos eliminar su influencia mediante el control de la
misma, creando bloques de observaciones, en los que esta variable, asume
respectivamente un valor constante. A cada bloque se asignarán todos los
niveles de tratamiento.

21. Fuentes de variación de la variable dependiente
Cada observación de la variable dependiente se compone conceptualmente, de tres partes
independientes entre sí y debidas, cada una de ellas, a una fuente diferente de variación:
a) La línea base de comportamiento
Representa una cantidad mínima de la característica que medimos y que todos los
sujetos comparten a nivel general, por el mero hecho de ser sujetos parecidos.
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sujetos comparten a nivel general, por el mero hecho de ser sujetos parecidos.
b) La parte que mide el efecto del tratamiento (influencia de la variable
independiente sobre el valor tomado por la variable dependiente).
Esta parte es igual para todos los sujetos que comparten un mismo
tratamiento, y diferente entre los sujetos a los que se asignan distintos niveles
de tratamiento.
c) La parte debida al error de medida (ruido).
Esta representa la "porción" del valor medido en la variable dependiente que no es
debida a un nivel básico de comportamiento, ni a un tratamiento particular, sino a
diferencias individuales que no han sido controladas durante el Experimento.

22. Inicio
Paso 1: Definir claramente la Hipótesis a comprobar
Paso 6: Determinar la variable dependiente
Paso 2: Identificar la variable independiente
Paso 3: Establecer los tratamientos
Paso 4: Declarar el número de repeticiones para cada tratamiento
Paso 5: Definir los sujetos sobre los cuales se va a realizar la medida
Comprobar
la aptitud de
cada uno de los pasos
Diagramadeflujodelproceso
experimental
Paso 10: Realizar el experimento
Paso 11: Realizar el Análisis de Varianza
Fin
Comprobar la
Aptitud del experimento
para la pregunta inicial
¿Apto?
Paso 7: Explicitar el procedimiento de aleatorización
Paso 8: Identificar posibles factores de ruido y/o variables de bloqueo
No
Si
Diagramadeflujodelproceso
experimental

23. Descripción del proceso experimental
Paso 1: Definir claramente la hipótesis a comprobar
Es de importancia fundamental identificar de forma muy específica el
objetivo del Experimento, es decir, la pregunta exacta que se quiere contestar
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objetivo del Experimento, es decir, la pregunta exacta que se quiere contestar
o la hipótesis que se necesita contrastar.
Esta pregunta básica se formulará por escrito y es el resultado de una
exhaustiva revisión bibliográfica, donde se identifique claramente el punto de
inflexión entre el conocimiento actual, y lo desconocido que impide el
cumplimiento de la misión encomendada al investigador o asumida por este
como consecuencia de su labor profesional

24. Descripción del proceso experimental
Paso 2: Identificar la variable independiente
La variable independiente representa la característica que, suponemos, influye
sobre los valores de la variable dependiente.
Puesto que, para la realización del Experimento, se le asignarán diferentes
valores, hay que asegurarse que esté en nuestro poder manipularla.
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valores, hay que asegurarse que esté en nuestro poder manipularla.
Paso 3: Establecer los tratamientos
En base a la naturaleza de la variable, las condiciones reales del proceso o
situación y la pregunta específica que se quiere contestar, se identificarán los
valores o el recorrido de valores de la variable independiente, relevantes para
el Experimento y se establecerán los tratamientos a efectuar.
Paso 4: Decidir el número de repeticiones para cada tratamiento
Es absolutamente aconsejable realizar varias observaciones para cada nivel de
tratamiento (condición experimental), para que los errores de medida e
influencias no controladas de variables extrañas puedan contrarrestarse entre sí. Deben
ser siempre tres o más para garantizar el mínimo de 2 grados de libertad y otras para
reemplazar las que sean rechazadas a fin de no perder el experimento

25. Descripción del proceso experimental
Paso 5: Definir los sujetos sobre los que se va a realizar la medida
El sujeto o unidad experimental es la unidad básica sobre la que se efectúa el
proceso de medida.
En la experimentación agrícola pueden ser las parcelas de cultivo, en otros pueden
ser individuos (animales o árboles frutales), o grupos de individuos limitados por
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ser individuos (animales o árboles frutales), o grupos de individuos limitados por
contenedores o jaulas (insectos, cultivos de hongos) etc.
Paso 6: Determinar la variable dependiente
Sólo puede existir una única variable dependiente en experimentos unifactoriales.
Esta deberá tener, necesariamente, un nivel de medida continuo, o lo más
próximo a ello que sea posible.
Cuantas más posibilidades de apreciar diferencias entre distintas observaciones
ofrezca la variable dependiente, más se favorecerá la sensibilidad de la misma
a los distintos tratamientos.

26. Descripción del proceso experimental
Paso 7: Explicitar el procedimiento de aleatorización
Esta es una parte muy importante del Diseño, ya que asegurará que las
diferencias que se encuentren entre los tratamientos son debidas a ellos
mismos y no a efectos laterales no deseados.
Un procedimiento muy fácil y común para asignar los sujetos a los diferentes
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Un procedimiento muy fácil y común para asignar los sujetos a los diferentes
tratamientos al azar es el siguiente:
Numerar los sujetos y hacer para cada sujeto un papel con el número
correspondiente.
Poner todos los papeles en una bolsa y mezclarlos. Extraer, para cada
tratamiento, tantos papeles "a ciegas", cuantas son las observaciones
planificadas para el mismo..
También se pueden usar las tablas de números aleatorios o cualquier medio
electrónico que genere números aleatorios.

27. Descripción del proceso experimental
Para ilustrar proponemos el siguiente ejemplo:
Deseamos hacer un estudio de transporte de mercancías, ya que existe la
posibilidad de que el tamaño de los paquetes esté afectando al tiempo
necesario para la carga de los remolques.
Nuestra variable independiente estará relacionada entonces con el tamaño de
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Nuestra variable independiente estará relacionada entonces con el tamaño de
los paquetes a transportar
Vamos a distinguir dos tipos de paquetes, los que exceden el tamaño 60x60x60
cm, a los que llamaremos “paquetes grandes” y los que no exceden esta
denominación, que llamaremos “paquetes pequeños”. Tenemos entonces tres
niveles de tratamientos: grandes t1, pequeños t2 y mixtos t3.
Hipótesis: existen diferencias entre el tiempo necesario para cargar paquetes
grandes, paquetes pequeños y la mezcla de ellos.
Decidimos entonces realizar cuatro repeticiones para cada tratamiento (4
réplicas)

28. Descripción del proceso experimental
En nuestro ejemplo de transporte de mercancías,, los sujetos de medición deberían
ser diferentes remolques, pero utilizar varios remolques para cada tratamiento
exigiría una facturación por encima de la normal.
Lo que se puede hacer es dividir un remolque en varias parcelas de igual tamaño y
determinar como sujeto cada una de las parcelas.
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determinar como sujeto cada una de las parcelas.
Dividimos entonces un remolque en 12 cajoneras de igual tamaño.
A cada condición experimental (tratamiento) se la asignan cuatro cajoneras
(réplicas).
La variable dependiente va a ser el tiempo necesario para completar la carga de una
cajonera

29. Descripción del proceso experimental
Volviendo a nuestro ejemplo: hemos dividido el remolque en 12 cajoneras.
Se trata ahora de asignar a cada tratamiento 4 cajoneras (tres grupos de 4 cajoneras.
Asignamos primero un número a cada cajonera y escribimos un papel para cada
número.
Luego extraemos 4 números “a ciegas”. Las cajoneras con ese número son asignadas
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Luego extraemos 4 números “a ciegas”. Las cajoneras con ese número son asignadas
al tratamiento uno (t 1) paquetes grandes.
De igual forma se procede con el resto de las cajoneras.
TTRATAMIENTOS
t 1 6 11 9 1
t2 2 8 5 10
T 3 7 4 3 12

30. Descripción del proceso experimental
Paso 8: Identificar posibles factores de "ruido" y/o variables de bloqueo
Analizar la futura situación experimental e identificar los factores que
puedan,además de la variable independiente, influir sobre los valores de la
variable dependiente.
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variable dependiente.
Según su relevancia y las posibilidades técnicas disponibles, la decisión a adoptar,
con respecto a los factores de ruido y/o variables de bloqueo, será la siguiente:
- O bien tenerlos bajo control (constante), a lo largo de todas las observaciones.
- O bien integrarlos al el Diseño, como variable de bloqueo.
- O bien transformarlos en una variable independiente si su relevancia sea
suficiente.
- O bien se espera que la aleatorización sea suficiente para que sus efectos se
disipen en las repeticiones de cada tratamiento.

31. Descripción del proceso experimental
- Esta posibilidad será aceptable sólo si la variable en cuestión está fuera de
nuestro control y se considera que su influencia es bastante limitada. Su efecto se
englobará dentro del "error experimental“.
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En el ejemplo, un posible factor de ruido de influencia en el tiempo necesario
para la carga de los paquetes, mezclándose con el efecto del tamaño de los
paquetes, pudiera ser el cansancio del personal de carga.
Es posible entonces mantener esta variable lo mas constante posible a lo largo del
experimento si se realiza una sola observación en el día (cargar una sola cajonera
por día) y siempre a primera hora del día.

32. Descripción del proceso experimental
Paso 9: Asegurarse de la aptitud del Diseño del Experimento para
contestar la pregunta inicial
Comprobar que el tipo de resultados que obtendremos del Experimento, tal y
como lo hemos planificado, nos proporcionará efectivamente la información
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como lo hemos planificado, nos proporcionará efectivamente la información
que necesitamos.
Esta comprobación se realiza normalmente consultando el resultado final con el profesor,
en caso de los estudiantes, o con los especialistas de procesamiento matemático, en las
instituciones de investigación, una vez que estemos conformes con la propuesta que
elaboramos.
Con este paso se culmina el proceso correspondiente al diseño del experimento

33. Descripción del proceso experimental
Paso 10: Realización del Experimento
Se crearán las condiciones experimentales (tratamientos) y se efectuarán las
observaciones según el plan establecido, teniendo un cuidado particular en
evitar posibles influencias extrañas sobre los valores de la variable
dependiente.
Se registrarán los resultados del Experimento, anotando además toda la
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Se registrarán los resultados del Experimento, anotando además toda la
información posiblemente relevante sobre las circunstancias prácticas de cada
observación. (Persona que realiza la medición, hora, temperatura, etc...) con vistas a
que sirvan para fundamentar los resultados finales del experimento.
.
Ejemplo: Resultados de las mediciones realizadas sobre los tiempos de carga (minutos)
TTRATAMIEN
TOS
t 1 6,10 5,40 8,80 5,68
t2 10,90 10,20 9,20 11,90
T 3 6,70 6,08 7,10 5,93

34. Descripción del proceso experimental
Paso 11:Realización del Análisis de Varianza
El Análisis de Varianza (en inglés ANOVA), se realizará para extraer de
los valores medidos la información buscada y necesaria para confirmar o
rechazar la hipótesis inicial.
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rechazar la hipótesis inicial.
El objetivo del Análisis de Varianza, es entonces, comparar las
diferencias (al cuadrado), debidas a los tratamientos (MCI) con las
diferencias (al cuadrado) debidas a los errores (MCE).
Se utilizan valores elevados al cuadrado para evitar que, hallando la
media de medias, los valores negativos y los positivos se
contrarresten y el resultado sea cero.

35. Consideraciones importantes en la planificación de un
experimento agrícola o biológico:
a. Plantear adecuadamente los experimentos, con el fin de poder probar
hipótesis o encontrar respuestas, teniendo en cuenta su complejidad:
a.1. Experimentos simples, cuando se estudia un solo factor de
variación; por ejemplo, probar cinco variedades de sorgo, estudiar cinco
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variación; por ejemplo, probar cinco variedades de sorgo, estudiar cinco
dosis de nitrógeno en pastos, etc.
a.2. Experimentos factoriales, cuando se estudian simultáneamente dos
o más factores que influyen en la producción; por ejemplo, estudiar tres
variedades, cada una sembrada a tres densidades de siembra, o bien
tratamientos de fósforo, nitrógeno y potasio, cada uno a cuatro dosis por
unidad de superficie.

36. Recomendaciones al investigador agrícola
b. Ubicar el lugar adecuado para la realización de los experimentos, para lo
cual se debe elegir una localidad accesible y representativa de áreas agrícolas,
de suelo uniforme, con unidades experimentales lo más uniforme posible, y
escoger el material adecuado para experimentos, de manera que pueda
estratificarse (agruparse unidades experimentales con características
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estratificarse (agruparse unidades experimentales con características
homogéneas) el terreno correctamente para formar grupos uniformes y de
fácil manejo.
c. Reducir las fuentes de error, tanto del experimento como de aquellos
errores o equivocaciones operacionales. Es muy importante que en la
selección de datos, muestreo, etc., el personal responsable esté constituido
por técnicos o personas con entrenamiento.

37. Recomendaciones al investigador agrícola
d. Mantener constante los diversos factores que pueden afectar a la
producción o a la calidad del producto, de manera que los únicos factores
de variación sean los tratamientos objeto de estudio.
e. Extremar precauciones y ser cautos en la publicación de los
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e. Extremar precauciones y ser cautos en la publicación de los
resultados experimentales, considerando que un experimento
representa sólo una observación o una muestra en toda la población de
experimentos que son necesarios para una conclusión determinante.
Repetir experimentos uniformes en diferentes localidades, suelos y años
(distribución espacio temporal).
f. Tener conocimiento de la tecnología de campo y saber cuáles son los
problemas del productor

38. La Unidad Experimental
La unidad experimental, es el objeto o espacio al cual se aplica el
tratamiento y donde se mide y analiza la variable que se investiga.
En los experimentos pecuarios la unidad experimental por lo general esta
conformada por un animal (vacuno, cerdo, pato, etc.), en los experimentos
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conformada por un animal (vacuno, cerdo, pato, etc.), en los experimentos
forestales la unidad experimental en la mayoría de los casos esta
conformado por un árbol y en la mayor parte de las pruebas de campo
agrícolas, la unidad experimental es una parcela de tierra cultivable en lugar
de una planta individual
En las parcelas de tierra cultivable es necesario tener en cuenta lo que se
llama efecto de borde.

39. El efecto de bordes
En los experimentos agrícolas, muchas veces existen diferencias en el
crecimiento y la producción de las plantas que están situadas en los
perímetros de la parcela en relación con aquellas plantas situadas en la
parte central.
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parte central.
Esta diferencia es llamada efecto de borde y puede causar sobre-
estimación o sub-estimación de las respuestas de los tratamientos,
llegando con esto a comparaciones sesgadas entre ellos.
El efecto de bordes puede ser causado por:
- Vecindad de las parcelas ó áreas no cultivadas, que hace que las plantas
en los perímetros tengan menor competencia de luz y nutrientes.
- Competencia entre tratamientos, que depende de la naturaleza de los
tratamientos vecinos.

40. Parcela “neta” experimental
Para controlar el efecto de borde se aconseja sembrar las parcelas
experimentales separadas unas de otras por calles o caminerías, lo
suficientemente anchas como para poder neutralizar los efectos de los
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suficientemente anchas como para poder neutralizar los efectos de los
tratamientos de las parcelas vecinas.
Además de ello se acostumbra a evaluar solamente las plantas centrales
de cada parcela, a fin de neutralizar los efectos de la luz circundante
que puede influir en la homogeneidad de los resultados.
Al conjunto de plantas de la parte central de cada parcela se la
denomina PARCELA NETA EXPERIMENTAL.

41. Parcela “neta” experimental
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42. 42

43. 43

44. 44

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47. SUBPROYECTO: DISEÑO
EXPERIMENTAL
CARRERA: -INGENIERÍA AGRONÓMICA
Ing. Mario Santana Sotolongo, Ph. D.
Avenida los Centauros
Calle La Horqueta No 3
San Fernando de Apure
Teléfono: 04162485245
Correo:
msantanasotolongo@yahoo.es
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VI SEMESTRE
PROFESOR