Diseño Experimental Conceptos Principios

1. Introducción al Diseño
Experimental
MVZ. Oscar Rolando Espinoza Sandoval
MSPAS
Agosto-2014

2. EL MÉTODO CIENTÍFICO
• “La ciencia es una estructura asentada sobre hechos",
escribe J. J. Davies (1968) en su obra sobre el método
científico
• Principios y procedimientos para la búsqueda sistemática
del conocimiento abarcando el reconocimiento y
formulación de un problema, la recolección de datos a
través de la observación y la experimentación y la
formulación y prueba de hipótesis

4. INDUCTIVISMO
• El inductivismo o método lógico inductivo es
un método científico que elabora conclusiones
generales a partir de enunciados observacionales
particulares.

5. FALSACIONISMO
• Es una corriente epistemológica fundada por el
filósofo austriaco Karl Popper (1902-1994). Para
Popper, contrastar una teoría significa intentar
refutarla mediante un contraejemplo.
• Chalmers, A. 1999 ¿Qué es esa cosa llamada
Ciencia? Un estatuto actual de la ciencia y sus
métodos.

6. CONCEPTOS DE DISEÑO
EXPERIMENTAL

7. QUE ES UN EXPERIMENTO?
• Es una investigación planeada para obtener nuevos
hechos o para confirmar o refutar resultados de
experimentos anteriores.
• Un experimento ayuda a un investigador a obtener
una respuesta a alguna pregunta o para hacer
inferencia acerca de algún fenómeno.

8. • Para un estadístico, un diseño experimental es un
conjunto de reglas utilizado para elegir las muestras
de las poblaciones.
• Las reglas se definen por el mismo investigador, y
deben ser determinadas de antemano.
QUE ES UN DISEÑO EXPERIMENTAL?

9. QUE ES UN DISEÑO EXPERIMENTAL?
• Un diseño experimental controlado es el arreglo
de las unidades experimentales utilizado para
controlar el error experimental, a la vez que
acomoda los tratamientos.

10. UNIDAD EXPERIMENTAL
• La unidad experimental es la entidad física o el sujeto
expuesto al tratamiento independientemente de otras
unidades.
• La unidad experimental, una vez expuesta al
tratamiento, constituye una sola réplica del tratamiento
• En algunos experimentos es imposible muestrear toda
la unidad de muestreo es necesario tomar
submuestras.

11. UNIDAD DE MUESTREO
• La unidad de muestreo puede ser idéntica a la
unidad experimental o puede ser parte de la unidad
experimental.
• Ej. Si aplicamos un tratamiento a una nave avícola
la nave es la unidad experimental y cada ave es la
unidad de muestreo.
Unidad Experimental
Unidad de Muestreo

12. TRATAMIENTOS
• Son el conjunto de circunstancias creados para el
experimento, en respuesta a la hipótesis de investigación y
son el centro de la misma.
Dietas de animales
Producción de variedades de cultivos
Temperaturas
Tipos de suelo y cantidades de nutrientes.
• En un estudio comparativo se usan dos o más tratamientos y
se comparan sus efectos en el sujeto de estudio.

13. TRATAMIENTO CONTROL
El tratamiento de control es un punto necesario para
evaluar el efecto de los tratamientos experimentales;
existen diversas circunstancias en las que el
tratamiento de control es útil y necesario
CONTROL-TESTIGO
 En algunas situaciones es necesario incluir dos tipos
de control distintos.
Por ejemplo, el no tratamiento y el tratamiento placebo
pueden indicar el efecto de manipular la unidad
experimental en ausencia de tratamiento.

14. FACTOR Y NIVELES DEL FACTOR
 Un factor es un grupo específico de tratamientos:
temperatura, humedad y tipos de suelo se consideran un
factor cada uno VARIABLE INDEPENDIENTE
 Las diversas categorías de un factor se denominan niveles
del factor.
 Factores Cualitativos y Cuantitativos
 El arreglo factorial de tres niveles de temperatura con tres
niveles de tipo de suelo consiste en 3 X 3 = 9 combinaciones
de tratamiento factorial, que son:

15. REPLICACION
• Cuando un tratamiento es aplicado a mas de 1
unidad experimental el tratamiento es replicado.
• La réplica implica una repetición independiente del
experimento básico.

16. ERROR EXPERIMENTAL
• El error experimental describe la variación entre las
unidades experimentales tratadas de manera idéntica e
independiente.
• Los distintos orígenes del error experimental son:
La variación natural entre unidades experimentales
La variabilidad en la medición de la respuesta
La imposibilidad de reproducir las condiciones del
tratamiento con exactitud de una unidad a otra
La interacción de los tratamientos con las unidades
experimentales
Cualquier otro factor externo que influya en las
características medidas.

17. BLOQUENIZACION
• La bloquización proporciona control local del ambiente
para reducir el error experimental.
• Las unidades experimentales se asignan a grupos
homogéneos, llamados bloques, y los tratamientos son,
luego, asignados al azar dentro de los bloques.
• Cuatro importantes criterios para la bloquización;
 Proximidad (parcelas vecinas)
 Características físicas (edad o peso)
 Tiempo
 Administración de tareas en el experimento

18. VARIABLE DE RESPUESTA
• Es la variable de estudio, aquella cuyos cambios se
desean estudiar
• Variable Dependiente

19. COVARIABLE
• Las covariadas son variables relacionadas con la
variable de respuesta que nos interesa.
• La información de las covariadas se usa para
establecer un control estadístico sobre la varianza
del error experimental, mediante un procedimiento
conocido como análisis de covarianza.

20. COVARIABLE
Fertilidad de las parcelas
Cosecha del año anterior en siembras perenes
Pureza de la materia prima en un proceso químico;
todas pueden variar de una unidad a otra.
• Cualquier atributo medible y que pueda tener una
relación estadística con la variable de interés
primario, es un candidato para ajuste covariado.

21. ESTUDIO EXPERIMENTAL
• En este tipo de estudios se interviene, por ejemplo,
aplicando deliberadamente una medida preventiva,
como un tratamiento, o controlando la exposición de
un animal a un factor como la temperatura.

22. ESTUDIO OBSERVACIONAL
• En este tipo de estudios solo se observan los
animales estudiados y se llevan registros de las
mediciones relevantes en aquellos animales.
Estudios Ecológicos
Estudios de Prevalencia
Estudios de Casos y Controles
Estudios de Cohortes o de Seguimiento

23. EL LEGADO DE RONALD FISHER
1. Introdujo la subdivisión de la suma de cuadrados conocido
como análisis de varianza (ANOVA) (1923)
2. Introdujo los principios del bloqueo y la aleatorización así
como el cuadro latino así como los experimentos split-plot y
después con 2 tablas (ANOVA) (1925)
3. Promovió los experimentos factoriales (1926)

24. PRINCIPIOS DEL DISEÑO EXPERIMENTAL
• En 1926 publicó el primer resumen completo de sus ideas en
el artículo "The Arrangement of Field Experiments" (Fisher,
1926); en ese importante artículo describió tres componentes
fundamentales de los experimentos en el área de pruebas
agrícolas:
• Control Local: de las condiciones de campo para reducir el
error experimental
• Replicación: como un medio para estimar la varianza del
error experimental
• Aleatorización: para obtener una estimación válida de esa
varianza

25. 1-CONTROL LOCAL
• El control local describe las acciones que emplea un
investigador para reducir o controlar el error
experimental, incrementar la exactitud de las
observaciones y establecer la base de la inferencia de un
estudio.
El investigador controla:
Técnica
Selección de unidades experimentales homogeneas
Bloquización o aseguramiento de la uniformidad de
información en todos los tratamientos
Selección del diseño experimental adecuado
 Medición de covariados.

27. 2-REPLICACION
• Demuestra que se pueden reproducir los resultados,
al menos bajo las condiciones experimentales actuales.
• Proporciona cierto grado de seguridad contra
resultados anormales en el experimento, debidos a
accidentes no previstos.
• Proporciona las medias para estimar la varianza del
error experimental.
• Proporciona la posibilidad de aumentar la precisión en
la estimación de las medias de los tratamientos.

30. 3-ALEATORIZACION
• La aleatorización es la asignación aleatoria de
tratamientos a las unidades experimentales.
• Fisher (1926) señaló que la sola aleatorización
proporciona estimaciones válidas de la varianza
del error para los métodos de inferencia estadística
justificados para la estimación y pruebas de
hipótesis en el experimento

31. PLANEACIÓN DE UNA INVESTIGACIÓN
EXPERIMENTAL
• Al iniciar el estudio, el investigador sagaz desarrolla
una lista de verificación de aspectos concretos.

32. Introducción al problema
Definir los Objetivos
Una Pregunta a ser contestada
Una Hipótesis a verificar
Un Efecto que va ser estimado
Materiales y Métodos; Escoger o Diseñar un Diseño
Experimental
Recolección de datos (Empezar el Experimento)
Análisis de los datos
Interpretar los Resultados
Conclusiones

33. PLANEACIÓN DE UNA INVESTIGACIÓN
EXPERIMENTAL
Identificación de los factores que influyen y cuáles
de ellos varían y cuáles permanecen constantes
Características a medir
Procedimientos particulares para realizar las
pruebas o medir las características
Número de repeticiones
Recursos y Materiales disponibles.

34. REFERENCIAS
I. Kaps, M., Lamberson, W. 2004. Biostatistics for
Animal Science. CABI Publishing. Cambridge,
MA, USA.
II. Petrie, A., Watson, P. 2006. Statistics for
Veterinary and Animal Science. Blackwell
Publishing. Oxford, UK.
III. Kuehl, R.O. 2000. Diseño de Experimentos
Thomson Editores. México D.F.