1. Los métodos de la Investigación

2. Introducción
En la actividad científica se distinguen dos
procesos: uno ascendente que conduce a la
formación de entidades teóricas (conceptos,
leyes y teorías) y otro descendente que consiste
en la comprobación experimental de las
construcciones teóricas.

3. Entre las ciencias experimentales, la física puede
considerarse como un ejemplo del primer tipo
de procesos, y Newton y Einstein como el tipo
de investigadores que construyeron sus
estructuras teóricas sobre conceptos y como
invenciones libres del intelecto humano.
En ambos casos, el segundo de los procesos, la
experimentación, demostró la validez de dichas
teorías.

4. Las teorías deben explicar los hechos experimentales y
ser congruentes con ellos, pero estos no son la fuente
principal del desarrollo de aquellas, ya que las hipótesis
de las que se parte son abstractas y alejadas de la
experiencia, según Einstein.
Por ejemplo, Newton buscaba un conocimiento de la
naturaleza por medio de conceptos matemáticos y para
ello concibió un sistema ideal formado por puntos
dotados de masa y sometidos a fuerzas, los cuales no
existen en la naturaleza, de tal modo que las definiciones,
enunciados y demostraciones, se refieren a los puntos-
masa de forma inmediata y solo de forma mediata al Sol,
la Tierra y demás planetas que constituyen la realidad.
Por lo general, el objeto ficticio que sustituye al real es
necesario para formulaciones matemáticas como las de la
mecánica y recibe el nombre de objeto científico.

5. El objeto científico no existe realmente, y por lo
tanto hay que construirlo a través de conceptos
seleccionados que permitan su estudio
mediante experiencias controladas.
Se utilizan diversos métodos que los veremos a
continuación:

6. El método hipotético-deductivo
El método hipotético-deductivo lo empleamos
corrientemente tanto en la vida ordinaria como
en la investigación científica. Es el camino lógico
para buscar la solución a los problemas que nos
planteamos. Consiste en emitir hipótesis acerca
de las posibles soluciones al problema
planteado y en comprobar con los datos
disponibles si estos están de acuerdo con
aquellas.

7. Cuando el problema esta próximo al nivel observacional,
el caso mas simple, las hipótesis podemos clasificarlas
como empíricas, mientras que en los casos mas
complejos, sistemas teóricos, las hipótesis son de tipo
abstracto. Así, en los ámbitos de la óptica, electricidad,
química analítica, etc., en los que se dispone de métodos
observacionales adecuados con los cuales se puede
obtener magnitudes muy precisas, las hipótesis pueden
verificarse con gran seguridad; sin embargo, las hipótesis
acerca de la evolución de los seres vivos, la creación del
universo, etc., en donde la relación entre la hipótesis
propuesta y los datos disponibles es muy indirecta y/o la
verificación es difícil, origina el que las hipótesis sean
cambiantes en el tiempo, de acuerdo con los datos que se
van obteniendo. En estos casos, cabe preguntarse si
existen criterios que permitan juzgar la validez de las
hipótesis generales.

8. Según M. Artigas existen cinco criterios para juzgar
la validez de las hipótesis generales, aplicables
tanto a las hipótesis próximas a la experimentación
como a las de elevado nivel teórico. Estos criterios
son:
a) El poder explicativo. La capacidad de las hipótesis
de dar razón de los problemas planteados y de los
datos disponibles. Por ejemplo la estructura en
doble hélice del ADN explicó de modo satisfactorio
la conservación y transmisión del material genético.
El modelo fue admitido inmediatamente, aunque
las pruebas empíricas concluyentes tardaran cierto
tiempo en ser propuestas.

9. b) El poder predictivo: si de una hipótesis se
deduce una determinada consecuencia, puede
decirse que la hipótesis predice y explica dicha
consecuencia. Este criterio es especialmente
importante cuando se trata de predicciones
antes desconocidas. Por ejemplo, el efecto de un
planeta sobre otros, tal como lo predecía la
mecánica newtoniana, condujo al
descubrimiento de Neptuno y Platón, en las
posiciones calculadas por la teoría.

10. c) La precisión de las explicaciones y las
predicciones: este criterio refuerza a los dos
anteriores, ya que en la ciencia experimental el
progreso se debe en buena parte a la exactitud
de los cálculos y comprobaciones.
Por ejemplo, Kepler invirtió dos años en sus
primeros estudios sobre la orbita de Marte, pero
recomenzó al comprobar un desacuerdo de 8
minutos de arco respecto a los datos de Ticho
Brahe. Posteriormente, las predicciones fueron
comprobadas con gran precisión por unas
expediciones de astrónomos a Brasil y África
para comprobar la desviación gravitatoria de la
luz.

11. d) La convergencia de pruebas variadas e
independientes: Este criterio refuerza la fiabilidad
de las teorías. Por ejemplo, el modelo de la gran
explosión propuesto en la década de los veinte
recibió un apoyo decisivo cuando Penzias y Wilson
detectaron en 1964 la radiación de fondo predicha
por la teoría. Este modelo es coherente también
con otros datos obtenidos acerca de otros
fenómenos, tales como la abundancia de los
elementos ligeros en el universo y la distribución de
la materia a gran escala. El hecho de que estos
fenómenos se estudian y comprueban de modo
diferente, es una razón importante en favor de la
teoría que los predice y explica.

12. e) El apoyo mutuo entre las teorías: es una
buena prueba de la validez de las hipótesis. Por
ejemplo, la teoría atómica fue ganando
fiabilidad al integrarse en las explicaciones de
diversas disciplinas, al contar con pruebas
específicas sobre los modelos atómicos y
constituir, además, un elemento importante de
las teorías químicas y de la biología molecular.
Las teorías se entrelazan formando un red en la
cual las comprobaciones de algunas
consecuencias experimentales refuerzan la
validez de todo el conjunto.

13. El método inductivo
Conjuntamente con el anterior es utilizado en la
ciencia experimental. Consiste en basarse en
enunciados singulares, tales como descripciones
de los resultados de observaciones o
experiencias para plantear enunciados
universales, tales como hipótesis o teorías. Ello
es como decir que la naturaleza se comporta
siempre igual cuando se dan las mismas
circunstancias, lo cual es como admitir que bajo
las mismas condiciones experimentales se
obtienen los mismos resultados, base de la
repetitividad de las experiencias, lógicamente
aceptado.

14. Pero basar en esto que desde unos hechos
concretos se puede llegar a establecer una teoría
general, seria tanto como admitir que no pueden
darse hechos distintos en el campo general de dicha
teoría, lo cual no parece lógico ni sensato, pues nos
llevaría a admitir un determinismo absoluto, que tal
y como hemos visto, no es admisible actualmente.
Por otra parte, la inducción equivale a la
extrapolación, lo cual puede ser un recurso en el
campo experimental, que no se confirma siempre.
Por todo ello, mediante solo la inducción, o sea,
una colección de datos experimentales para
construir leyes y teorías científicas auxiliada por la
lógica, es difícil elaborar una teoría científicamente
admisible.

15. A pesar de lo expuesto, el método inductivo tiene
su importancia en el estudio de los fenómenos
científicos. Así, la gran cantidad de medidas
efectuadas por Ticho Brahe durante veinte años
sobre los planetas, le sirvieron a Johann Kepler para
formular confirmar el modelo que se conoce como
las tres leyes de Kepler, de tal manera, que si se
presuponen estas leyes, se pueden calcular las
posiciones de los planetas para cualquier tiempo,
pasado o futuro. Kepler comprobó sus predicciones,
principalmente con las observaciones del planeta
Marte. Por otra parte, Faraday pudo probar que los
diversos fenómenos que se apreciaban en la
electricidad se debían a una misma causa, que
posteriormente se atribuyó al flujo de los
electrones.

16. Métodos de investigación
La investigación teórica: Queda encuadrada en
esta, aquella investigación cuya finalidad es la
concepción de las grandes teorías que son el
fundamento de determinadas ciencias tales como
las matemáticas y la física. El trabajo del
investigador puede realizarse con papel y lápiz y las
hipótesis planteadas se construyen sobre conceptos
y son invenciones del intelecto humano. La obra de
Isaac Newton (1642-1727) publicada en 1686
Philosophie Naturalisa Principié Mathematica,
constituye un ejemplo de este tipo de investigación,
al establecer las leyes newtonianas del movimiento
y la ley de la gravitación universal.

17. Otro ejemplo de este tipo de investigación es la
llevada a termino por Albert Einstein, considerado
por muchos físicos como el mayor científico que ha
existido, quien con su Teoría de la Relatividad
transformó hondamente el pensamiento científico
en cuestiones tan importantes como el espacio, el
tiempo, el movimiento, la masa, la energía, etc.
En estos casos, las hipótesis planteadas en la teoría
general deben de recibir una confirmación
experimental posteriormente para que la teoría sea
aceptada.
La utilización posterior de nuevas y mas precisas
técnicas experimentales pueden poner en duda la
validez de una teoría ya aceptada, con lo cual se
produce un avance del conocimiento, sin que ello
invalide el método empleado.

18. La investigación experimental
Se puede clasificar en:
Planteamiento de hipótesis, experimentación,
comprobación
Este método tiene una cierta semejanza con el empleado
en la investigación teórica pero se diferencia en que no
tiene por objeto el plantear grandes teorías globales, sino
mas bien el descubrir determinados comportamientos de
los fenómenos naturales, para conocer sus tendencias o
leyes, a fin de mejorar el conocimiento de los mismos,
con el objeto de poder controlarlos. Por lo general, se
apoya en conocimientos validados experimentalmente y
que en su momento se daban como verdaderos, pero que
a la luz de nuevos descubrimientos dentro de su área o
próximos a ella, llevan a plantear nuevas hipótesis que
deben ser, a su vez validadas experimentalmente, de
forma que si los resultados las confirman, el nuevo
conocimiento invalida al anterior.

19. Después de las discusiones entre atomistas y equivalentitas, Ernest
Rutherford, observando el espectro del helio concluyo que los
corpúsculos alfa no eran otra cosa que átomos de helio. En 1911,
Rutherford traza un esquema de un átomo parecido a un sistema
solar en miniatura, con un núcleo central cargado positivamente y
gravitando alrededor de el los electrones cargados negativamente.
Se llega a la noción de los átomos, diferenciándose los unos de los
otros en el número electrones y pensando que esta diferencia era
la que producía las diferencias de las propiedades químicas de los
cuerpos. Entre 1911 y 1913 se suceden una serie de
descubrimientos importantes, que llevan a Niels Bohr a presentar
su modelo atómico con las capas de electrones estratificadas en
orbitas circulares alrededor del núcleo, basándose en el modelo de
Rutherford, en la teoría electromagnética y en los cuantos de
acción de Plan. En 1931 Sommerfeld aplica la teoría de Bohr a las
orbitas elípticas, con lo cual se amplia a otros muchos átomos
además del hidrogeno. Posteriormente, se presenta la nueva teoría
cuántica para el átomo y las nubes de probabilidad electrónica.
De esta manera se va construyendo todo el edificio de la estructura
atómica de los cuerpos a partir del modelo atómico de Niels Bohr.

20. Experimentación sin hipótesis previa
Es un método corrientemente empleado en
aquellos casos en donde la investigación tiene
por objeto el provocar determinados fenómenos
que no se presentan usualmente en la
naturaleza y cuyo conocimiento puede ser
interesante o importante en el avance de la
ciencia o la tecnología. Constituye un método de
investigación muy importante, tanto por su
amplitud como por su utilización en el campo
tecnológico. Entre ellas, podemos citar:

21. A. Experimentación para conocer la estructura intima de la
materia. Este tipo de investigación puede abarcar
experimentaciones que tengan por objeto el conocer la
constitución intima de la materia mediante los aceleradores
de partículas, experiencias en ausencia parcial de gravedad,
tales como las que se realizan en los transbordadores
espaciales, las cuales requieren instalaciones muy
complejas y de elevado coste.
B. Experimentación para obtención de nuevos compuestos.
En muchos procesos de síntesis se desea conocer que tipo
de compuesto se obtiene haciendo reaccionar en
determinadas condiciones dos o mas compuestos, bien
para obtener un compuesto nuevo que no existe en la
naturaleza, o para sintetizar uno existente. El primer caso lo
tenemos, por ejemplo, en la síntesis de nuevos polímeros,
de nuevos colorantes, nuevos compuestos inorgánicos,
metalúrgicos, etc.; el segundo lo encontramos en la síntesis
de algunos productos farmacéuticos, aromas, colorantes
naturales, etc.

22. C. Experimentación para modificar las propiedades de los
cuerpos sometidos a determinadas acciones físicas, químicas o
ambientales. En estos casos se pretende conocer como se
modifican algunas propiedades de los cuerpos cuando se
someten a condiciones que no son normales en su estado
natural. Así, la oxidación de la celulosa en determinadas
condiciones es importante para determinar los oxidantes
adecuados para su blanqueo sin alterar sus buenas propiedades;
en otros casos, interesa conocer la modificación superficial de un
cuerpo por el medio ambiente, rayos laser, etc.
D. Experimentación para conocer determinados parámetros
científicos o tecnológicos. Entran en este apartado, experiencias
que se ofician en laboratorios químicos para establecer la
cinética de una reacción y la influencia de variables,
temperatura, concentración de productos, etc., sobre la
constante de velocidad, o meramente tecnológicas en las cuales,
por ejemplo, se desea conocer el comportamiento de
determinados recubrimientos acerca de su duración a la acción
abrasiva de un determinado material utilizado como eje de un
sistema motriz.

23. E. Experimentación analítica. La investigación analítica,
propiamente dicha, es aquella que pone a punto nuevos
sistemas de análisis, instrumentos y/o métodos, para descubrir
la composición química de los elementos existentes en un
compuesto, bien que este se encuentre en la naturaleza,
minerales, plantas, líquidos, etc. o de un producto obtenido en
una nueva síntesis, para determinar la naturaleza de sus
componentes y el grado de pureza logrado. Lo mismo se puede
indicar en el caso del análisis de las propiedades físicas de los
cuerpos. Este tipo de investigación experimental es de gran
importancia, tanto desde el punto de vista científico como
tecnológico. La investigación analítica utiliza hoy potentes
medios instrumentales, tanto para determinar la composición de
los cuerpos como para detectar sus propiedades, constituyendo
una verdadera especialización en el manejo de tales medios
instrumentales.
No se puede considerar como investigación analítica la puesta a
punto de una técnica ya conocida, o la determinación analítica
de las propiedades físicas o químicas de las sustancias.

24. Experimentación según el método prueba-error o éxito
Se utiliza este método cuando no se tiene un
conocimiento previo que permita establecer un plan
concreto de trabajo para abordar el tema objeto de la
investigación. Esta se inicia al azar, experimentando,
generalmente, con un numero elevado de compuestos
o elementos, con la esperanza de encontrar algún
resultado que de una pista acerca de la posible
solución, o permita establecer una hipótesis inicial, que
en el transcurso de la experimentación se va perfilando
hasta establecerla de forma mas definitiva.
Ej.: invención de la luz eléctrica (Edison).

25. Experimentación con modelos
Cuando la investigación no permite la utilización de los
elementos reales, bien por razones de seguridad o porque
la utilización del elemento real enmascararía el valor de los
resultados y no se podría sacar un conclusión adecuada, se
utilizan modelos artificiales para llevar a termino la
experimentación.
Ejemplo del primer caso, razones de seguridad, es la
utilización de sofisticados maniquíes en la investigación del
daño causado por un impacto frontal o lateral sobre los
ocupantes de un vehículo; en este caso, el maniquí va
provisto de una serie de sensores que permiten conocer la
acción del impacto sobre determinados órganos del cuerpo
y proceder a las correcciones correspondientes de la
estructura resistente del vehículo para hacerlo mas seguro,
y dotarlo de elementos protectores (airbag). Caso similar
son los materiales para vestidos contra el fuego, en donde
también se efectúan los ensayos con maniquíes. En otros
campos se usan los modelos computacionales.

26. La investigación combinatoria
Este método de investigación, aunque en una de sus etapas,
es esencialmente experimental, las otras etapas que
configuran el método escapan de su encuadre en dicha
clasificación.
La síntesis de los compuestos biológicos orgánicos ha estado
influenciada durante los últimos cien años por la metodología
siguiente: elección de una posible molécula de estructura
definida, su síntesis, purificación y ensayos de su actividad. La
actividad es entonces optimizada parcialmente de forma
sistemática o por variaciones intuitivas de la estructura inicial.
La nueva sustancia activa se obtiene por ensayo y error hasta
que se obtiene el producto de las características deseadas;
ello puede llevar a la necesidad de miles de variaciones de
estructuras moleculares. Este proceso es lento y caro,
haciendo que la investigación de nuevos productos
farmacéuticos y protectores de la agricultura requiera mucho
tiempo y dinero.

27. Una nueva metodología se denomina Química
Combinatoria y se caracteriza por sintetizar
simultáneamente diferentes productos con
estructura bien definida. Si bien en principio se
ha aplicado a los productos farmacéuticos, se
empieza a introducir en otros campos tales
como para el descubrimiento de nuevos
catalizadores y de materiales luminiscentes.
Se puede hacer modelos combinatorios a gran
escala usando modelos informáticos.

28. La investigación por observación de la
naturaleza
El ser humano aprovecha la capacidad que posee
de observar las cosas que se presentan en la
naturaleza para descubrir sus formas externas e
internas, sus características, manera de actuar, en
una palabra para conocerlas en mayor o menor
grado, de acuerdo con la capacidad de cada
observador y el interés que en el despierta la cosa
observada. Esta capacidad e interés, unida a
determinada metodología en la observación,
constituye un método empleado en la investigación
científica y tecnológica. La investigación por
observación, nos permite avanzar en el
conocimiento de todo lo que nos rodea, desde lo
mas pequeño, la célula, hasta lo mas distante del
universo. E,: Microscopio o Telescopio.

29. Simulación por computadora
La simulación por computadora permite conocer con
buena exactitud las realidades no experimentables, o no
observables en la naturaleza, tal como sucede en
astrofísica, geofísica-tectónica, estructura de materiales a
elevadísimas temperaturas y presiones.
Por ejemplo, el estudio en el centro de la Tierra de la
estructura cristalina y liquida del hierro, requiere, para
efectuarlo, la simulación por medio de
supercomputadores que permiten los cálculos
extremadamente largos y complejos que requieren el
estudio de la estructura electrónica de tales fases, lo cual
representa unas limitaciones, puesto que tales cálculos
requieren mucho tiempo y son caros.

30. La investigación sociológica
La investigación sociológica nos permite mejorar el
conocimiento de las actitudes y reacciones del ser
humano ante determinados acontecimientos
científicos o tecnológicos que se producen en su
entorno social. Así, por ejemplo, la invención de la
maquina de vapor provocó la industrialización y con
ello la aparición de una clase obrera industrial que
al principio fue duramente tratada, lo que le llevo a
organizarse en una fuerza sindical para reivindicar
unas mejoras de su situación social, lo cual a su vez
estimuló a los empresarios a adoptar innovaciones
tecnológicas que contrarrestasen la presión sindical,
abaratasen sus productos y los hicieran mas
asequibles a una mayor gama de consumidores.

31. El diseño de la investigación esta en función de los
objetivos que se desean, existiendo varios tipos de diseño
según el estudio . Así, existen:
a) Estudios exploratorios para averiguar si existe o no un
fenómeno, como primer paso a una investigación.
b) Estudios descriptivos que examinan un fenómeno para
describirlo mas completamente o para diferenciarlo de
otro.
c) Estudios predictivos para identificar las relaciones que
permiten especular acerca de una cosa sabiendo algo de
otra.
d) Estudios explicativos que procuran encontrar la
relación causa-efecto entre dos o mas fenómenos.
e) Estudios de acción que orientan a solucionar un
problema de tipo social, político, de mercado, etc.

32. Las técnicas mas empleadas para la recogida de
datos son: la encuesta, la entrevista, el análisis
de los contenidos, no reactivas, secundarias.
Cada una de ellas tiene una ente diferente para
la recogida de los datos. Una vez obtenidos
estos, se efectúa un tratamiento informático, se
analizan e interpretan.

33. Enlaces de interés
• http://www.unsam.edu.ar/tss/tenemos-que-
formar-tecnologos/