1. Diseño experimental
Experimento.- es descubrir, comprobar o demostrar determinados fenómenos o
principios científicos.
Experimento científico .- Todos los experimentos científicos siguen un método
científico, un proceso paso a paso que conduce a la reflexión y al descubrimiento.
Ceñirse al método científico garantiza que otros científicos puedan repetir un
experimento concreto y obtener los mismos resultados.
Paso 1: requisitos
Asegúrate de haber entendido el tipo de trabajo que has de realizar. Revisa la
información que tengas sobre el tema y cerciórate de que puedes contestar las siguientes
preguntas.
• ¿Cuál es la fecha en la que deberás tener los resultados?
• ¿Has de diseñar el experimento en torno a una cuestión o tema concretos?
• ¿Ha proporcionado el profesor instrucciones sobre el modo de llevar a cabo el
experimento?
Paso 2: tema
Todo experimento científico empieza por la observación. Uno ve algo y se pregunta por
qué ocurre; o uno observa algo y se pregunta si conoce la causa que lo produce.
• Fíjate en algo. Piensa en hechos de la vida cotidiana: has observado que las plantas
que crecen bajo la sombra de un toldo rojo crecen más que las que nacen en una
parte más sombreada. Te preguntas si la luz del Sol que pasa a través del toldo rojo
tiene alguna relación con este hecho y decides investigar el efecto que tiene la luz de
un color determinado en el crecimiento de las plantas.
• Convierte en pregunta la observación. Elige algo que te resulte realmente interesante
ya que el resto del trabajo va a consistir en contestar esa pregunta. Ejemplo: ¿Las
plantas crecen más con una luz de un color determinado?
Paso 3: investigación
Infórmate más sobre la pregunta antes de ponerte a planear el experimento.
• Recopila información sobre la pregunta. En libros, sitios Web y otras fuentes de
información.
• Lee todas la documentación que hayas recogido. Familiarízate con la información
de que dispongas relacionada con la pregunta. ¿Algún científico ha investigado esta
cuestión? ¿Qué descubrió?
• Conversa con personas que tengan información similar y actual
Paso 4: hipótesis
Desarrolla una hipótesis, es decir, un enunciado que pronostique el resultado de tu
experimento.
• Basándote en la investigación, haz una predicción de la respuesta a tu pregunta,
Ejemplo: a partir de la investigación has averiguado que las plantas realizan la
fotosíntesis de modo más eficaz con la luz roja que con la luz verde. Por tanto, la
predicción que haces es que las plantas crecen más con luz roja que con luz verde.
Paso 5: diseño
Para demostrar la hipótesis, es necesario que diseñes un experimento y lo lleves a cabo.
• Identifica el objetivo del experimento o lo que desees demostrar. Ejemplo: probar que
las plantas bajo una luz roja crecen mas rápido que las que estén bajo la luz verde
• Identifica y enumera las variables. Una variable es cualquier factor que tenga un efecto
sobre los resultados del experimento. Ejemplo: el plan es poner plantas bajo luz roja y
bajo luz verde para ver cuáles crecen antes. Si modificas el color de la luz, el índice de

2. crecimiento se modificará. Entre otros factores que pueden influir en el índice de
crecimiento de la planta se encuentran la calidad de la tierra y la frecuencia del riego.
Has decidido que las variables van a ser:
El color de la luz. El índice de crecimiento. La calidad de la tierra La frecuencia del
riego.
• Diseña un experimento que limite cuantas variables sea posible. El objetivo es dejar
únicamente dos: la variable independiente (la que tú vas a manipular) y la dependiente
(los resultados que cambiarán cuando modifiques la variable independiente). Ejemplo:
quieres poner plantas bajo luz roja y bajo luz verde para ver cuáles crecen antes. La
variable independiente es el color de la luz. La variable dependiente es el índice de
crecimiento de la planta. Para eliminar las demás variables (la calidad de la tierra y la
frecuencia del riego), debes plantarlas en el mismo tipo de tierra y regarlas con la misma
cantidad de agua y con idéntica frecuencia.
• Redacta un plan de procedimiento, es decir, el modo exacto en que vas a
demostrar la hipótesis. Incluye una descripción detallada del modo en que vas a
controlar todas las variables menos la dependiente y la independiente, cómo y
cuándo vas a manipular la variable independiente, y cómo y cuándo vas a medir la
dependiente. Ejemplo:
• Pon en dos macetas idénticas la misma cantidad de tierra del mismo tipo. Planta
12 semillas del mismo tipo de planta en cada una, dejando espacio entre ellas.
Cubre las semillas con tierra de modo que llenes exactamente la mitad de la
maceta. Riega cada una con 1 litro de agua.
• Coloca una de las macetas debajo de un flexo con una bombilla roja de 60 vatios.
Ajusta el flexo para que quede a unos 90 cm de la tierra.
• Coloca la otra maceta debajo de un flexo con una bombilla verde de 60 vatios.
Ajusta el flexo para que quede a unos 90 cm de la tierra.
• Enciende los flexos y no los apagues hasta que acabes el experimento.
• Cuando las semillas hayan germinado, asigna un número y una etiqueta a cada
planta de cada maceta.
• Una semana después de haberlas plantado, mide y toma nota de la altura (en
milímetros) de cada planta. Echa a cada maceta dos litros de agua.
• Sigue regando y tomando nota de la altura de las plantas semanalmente hasta que
pasen seis semanas.
• Cuando hayan pasado las seis semanas, calcula el incremento de la altura de las
plantas cada semana y después la altura final que alcanza cada grupo. Compara los
resultados.
• Enumera los materiales que vas a utilizar para llevar a cabo el experimento.
Ejemplo. Para llevar a cabo el experimento de las plantas necesitarás:
• Semillas (24).
• Tierra para plantar.
• Macetas (2).
• Bombilla roja (1).
• Bombilla verde (1).
• Regadera con rejilla de medidas.
• Regla o metro.
• Papel y bolígrafo para anotar los datos.
Paso 6: preparación
• Reúne y monta los materiales que vayas a necesitar. Comprueba que no has
olvidado nada.

3. • Vuelve a leer el procedimiento, asegurándote de que te acuerdas de todos los
pasos.
• Prepara y etiqueta tablas de registro de datos vacías para incluir los que vayas
obteniendo.
Paso 7: experimento
• Sigue al pie de la letra el procedimiento que has establecido.
• Haz las mediciones y registra los datos con bolígrafo (no utilices lápiz) en las
tablas de datos.
• Anota con bolígrafo todas las observaciones que percibas durante el experimento.
¿Qué has visto? ¿Qué has oído? ¿Has notado algún olor extraño? ¿Se ha producido
alguna interferencia durante el experimento o la recopilación de datos?
El diseño experimental es una técnica estadística que permite identificar y cuantificar
las causas de un efecto dentro de un estudio experimental. En un diseño experimental se
manipulan deliberadamente una o más variables, vinculadas a las causas, para medir el
efecto que tienen en otra variable de interés. El diseño experimental prescribe una serie
de pautas relativas qué variables hay manipular, de qué manera, cuántas veces hay que
repetir el experimento y en qué orden para poder establecer con un grado de confianza
predefinido la necesidad de una presunta relación de causa-efecto.
El diseño experimental encuentra aplicaciones en la industria, la agricultura, la
mercadotecnia, la medicina, las ciencias de la conducta, etc. constituyendo una fase
esencial en el desarrollo de un estudio experimental.
Pasos para el diseño de un experimento
• Observación
• Planteamiento del problema de investigación
• Hipótesis: hipótesis nula (Ho) e hipótesis alterna
• Método (incluye la elección de los sujetos, para la conformación de la muestra; el
procedimiento a seguir, es decir, el tratamiento a aplicar a los sujetos; las variables
consideradas: variable dependiente, variable independiente, variables extrañas)
• Resultados: aquí se describen cuáles fueron las relaciones observadas entre las
variables (si los valores de la variable independiente realmente influyeron
significativamente sobre los de la variable dependiente, si hubo tantas variables
extrañas como se pensaba o si surgieron otras), para lo cual se añaden a dicha
descripción tanto gráficas (de barras, de pastel, etc.) como cuadros.
• Conclusiones
A partir de aquí, ya es posible pensar en la elaboración del informe (publicación del
experimento y sus resultados, a través de un artículo en una publicación nacional o
internacional, donde se incluirán, además de las secciones ya mencionadas, las
referencias bibliográficas).
Un ejemplo
Un ingeniero quiere estudiar la resistencia de una pieza plástica sometida a temperaturas
cambiantes. La pieza puede ser elaborada con tres tipos de plástico distintos. De ahí que
se plantee las siguientes preguntas:
• ¿Qué efecto tienen la composición de la pieza y la temperatura en la resistencia de la
pieza?
• ¿Existe algún material con el que la pieza resulte más resistente que con cualquiera
de los otros dos independientemente de la temperatura?
Para darles respuesta, el ingeniero se plantea realizar una batería de experimentos. Cada
uno de ellos consiste en tomar una pieza de un material dado, someterla a una
temperatura prefijada y aplicarle una presión hasta que la pieza se quiebre. El grado de
presión necesario será la medida de resistencia de la pieza.

4. Por fijar ideas, selecciona tres temperaturas, -20ºC, 20ºC y 60ºC. Por lo tanto, puede
realizar 9, es decir, 3x3, pruebas distintas. Además, decide repetir cada una de las 9
pruebas 4 veces cada una. Finalmente, decide aleatorizar las pruebas, es decir,
desordenarlas aleatoriamente en el tiempo.
Tras realizar los experimentos, obtiene 36, es decir, 4x9, medidas de resistencia
distintas. A partir de ese momento, realiza un estudio cuantitativo utilizando técnicas
estadísticas, como la ANOVA, que ya no forman parte propiamente de la fase del
diseño experimental.
Error experimental
Un error experimental es una desviación del valor medido de una magnitud física
respecto al valor real de dicha magnitud. En general los errores experimentales son
ineludibles y dependen básicamente del procedimiento elegido y la tecnología
disponible para realizar la medición.
Errores absolutos y relativos
Existen dos maneras de cuantificar el error de la medida:
• Mediante el llamado error absoluto, que corresponde a la diferencia entre el valor
medido fm y el valor real fr.
• Mediante el llamado error relativo, que corresponde al cociente entre el error
absoluto y el valor medido fm y el valor real fr.
Matemáticamente tenemos las expresiones:
Es importante notar que en las anteriores expresiones el valor real fr es una cantidad
desconocida, por lo que la magnitud exacta del error absoluto y relativo es igualmente
desconocida. Afortunadamente, normalmente es posible establecer un límite superior
para el error absoluto y el relativo, lo cual soluciona a efectos prácticos conocer la
magnitud exacta del error cometido.
Errores de tipo I y de tipo II
En un estudio de investigación, el error de tipo I también mal llamado error de tipo
alfa (alfa es la probabilidad de que ocurra este error), es el error que se comete cuando
el investigador rechaza la hipótesis nula (Ho) siendo ésta verdadera en la población. Es
equivalente a encontrar un resultado falso positivo, porque el investigador llega a la
conclusión de que existe una diferencia entre las hipótesis cuando en realidad no existe.
En un estudio de investigación, el error de tipo II, también llamado error de tipo beta
(aunque beta es la probabilidad de que exista éste error), se comete cuando el
investigador no rechaza la hipótesis nula siendo ésta falsa en la población. Es
equivalente a la probabilidad de un resultado falso negativo, ya que el investigador llega
a la conclusión de que ha sido incapaz de encontrar una diferencia que existe en la
realidad.
Se acepta en un estudio que el valor del error beta debe estar entre el 5 y el 20%..
El poder o potencia del estudio representa la probabilidad de observar en la muestra
una determinada diferencia o efecto, si existe en la población. Es el complementario del
error de tipo II (1-β).
Taller
1. Se quiere lanzar al mercado un nuevo producto lácteo, específicamente un queso
fresco en el que se desea incluir la cuarta parte, mitad y tres cuartas partes de grasa
vegetal sustituyéndoles por uno de los componentes propios de la leche.

5. Identifique :
La Unidad Experimental
Variables respuesta que usted considera deberían estudiarse
Factores controlables
Factores ruido
Niveles y tratamientos
Error experimental
2. Hay un gran consumo de carne de hamburguesa en los colegios y universidades del
país, se sabe que el consumo de carne de res no es tan aconsejable, por tanto se quiere
hacer una sustitución de este producto.
El Ministerio de Salud solicita realizar un estudio del mismo .
Qué haría usted: señale lo solicitado anteriormente