Este documento describe los conceptos básicos de los diseños experimentales. Explica que un diseño experimental involucra la manipulación sistemática de al menos una variable independiente y la asignación aleatoria de unidades a los niveles de dicha variable. También define las variables independiente, dependiente y extrañas, y sus roles en un contexto experimental. Finalmente, destaca la importancia del control experimental para eliminar fuentes de variación extrañas que puedan confundir los efectos de la variable independiente.

1. 1
2. Diseños experimentales2. Diseños experimentales
Dr. Manuel E. Cortés Cortés

2. DiseñosDiseños
2

3. EsquemaEsquema
3

4. 4
Descripción del conceptoDescripción del concepto
El diseño experimental es una estructura de
investigación donde al menos se manipula
una variable y las unidades son asignadas
aleatoriamente a los distintos niveles o
categorías de la variable o variables
manipuladas.

5. 5
Modelo de variación y constancia
a) Variación sistemática de la variable
independiente
b) Control y neutralización de las
variables extrañas

6. 6
Variables del diseñoVariables del diseño
experimentalexperimental
Tipo Acción
V. Independiente Manipulación
V. Dependiente Medición
V. Extraña Control

7. 7
Papel de las variables en elPapel de las variables en el
contexto experimentalcontexto experimental
Variable Papel
V. Independiente Causa
V. Dependiente Efecto
V. Extraña Confusión

8. 8
Manipulación de la variableManipulación de la variable
independienteindependiente
Manipulación experimental de una variable
independiente se refiere, en una situación
simple, a la aplicación de un valor dado de
una variable a un grupo de individuos y un
valor diferente de la misma variable a un
segundo grupo de individuos.

9. 9
Variable dependienteVariable dependiente
La variable dependiente es conocida,
también, por variable de medida, de
respuesta o de resultado.
Es aquel aspecto de comportamiento sobre
el que esperamos observar el efecto de la
variación sistemática de la variable
independiente.

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Control experimentalControl experimental
El control consiste en eliminar o bien
neutralizar cualquier fuente de variación
extraña capaz de confundir la acción de la
variable de tratamiento

11. 11
Planificación del diseñoPlanificación del diseño
experimentalexperimental
1. Formulación de la hipótesis.
2. Selección de la variable independiente y
dependiente adecuada.
3. Control de las variables extrañas.
4. Manipulación de la/s variable/s
independiente/s y registro de la variable
dependiente o de medida.
5. Análisis estadístico de los datos.
6. Inferencia de la relación entre la variable
independiente y la dependiente.

12. 12
Objetivos específicos delObjetivos específicos del
Diseño experimentalDiseño experimental

13. 13
OBJETIVOS CONSECUCIÓN
Maximizar la variancia
sistemática primaria
Mediante la adecuada elección de
los valores de la variable
independiente
Mediante la selección de un
diseño adecuado
Control de las fuentes de
variación secundarias
Aumentando la precisión en la
medida de los registros y
selección de sujetos homogéneos
Minimizar la variancia
del error

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Diseño experimental yDiseño experimental y
controlcontrol

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Técnicas de control
Experimental o directo:
Diseño
Estadístico o indirecto:
Ajuste
Técnicas de control asociadas al diseño
Aleatorización Diseños de grupos
completamente al azar
Constancia Diseños de dos grupos
apareados y de bloques
El sujeto como control
propio
Diseños intra-sujetos o de
medidas repetidas
Técnica de control Diseño

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Pasos del modelo de pruebaPasos del modelo de prueba
estadísticaestadística

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Formulación de la Hipótesis de nulidad
Formulación de la Hipótesis alternativa
Estadístico de la prueba y nivel de
significación
Cálculo del valor empírico del
estadístico de la prueba.
Decisión estadística de aceptar o rechazar
la hipótesis de nulidad.
Rechazo de H0 Si p ≤ 0,05
Paso 1
Paso 2
Paso 3
Paso 4
Paso 5

18. 18
Diseño experimental yDiseño experimental y
causalidadcausalidad
La característica básica del diseño experimental
se reduce a la siguiente cuestión: ¿Cómo
conseguir la equivalencia inicial de los grupos
expuestos a los distintos niveles o condiciones
de la variable independiente? ..//..

19. 19
Esto se consigue mediante la completa
aleatorización de las unidades de
observación (por lo general, sujetos o
individuos) a los diferentes niveles de la
variable manipulada o condiciones
experimentales. ..//..

20. 20
En virtud de la aleatoriedad, se asume que
los grupos son iguales en todas las variables
relevantes extrañas y, por consiguiente, son
comparables (es decir, equivalentes).
Cualquier diferencia constatada, al
comparar los grupos experimentales, ha de
ser atribuida al único factor de variación
sistemática o variable manipulada.

21. 21
Clasificación del DiseñoClasificación del Diseño
experimental clásicoexperimental clásico

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Diseños
experimentales
Diseños entre-grupos
Diseños intra-sujetos o
de medidas repetidas
Simple
Factorial
Diseños mixtos
Simple
Factorial
ESTRATEGIA DE
COMPARACIÓN
CANTIDAD DE
VARIABLES
INDEPENDIENTES

23. 23

24. 24
Diseño de dos gruposDiseño de dos grupos

25. 25
ConceptoConcepto
Una de las situaciones más simples de
investigación experimental, tanto en ciencias
sociales como del comportamiento, es la formada
por dos grupos, uno de control y otro
experimental. ..//..

26. 26
La condición básica de cualquier
experimento es la presencia de un grupo de
contraste denominado grupo de no
tratamiento o de control. Esto no quiere
decir que el diseño experimental de dos
grupos sólo se caracteriza por la ausencia o
presencia de tratamiento.

27. 27
ClasificaciónClasificación

28. 28
Técnica de control Diseño
Aleatorización Diseño de dos grupos
completamente al azar
Constancia Diseño de dos grupos apareados
Diseño de bloques de dos
tratamientos
El sujeto como
control propio
Diseños de medidas repetidas
(Sujetos x Tratamientos)

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30. 30

31. 31

32. 32

33. 33

34. 34

35. 35

36. 36

37. 37

38. 38

39. 39

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Ejercicios

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En una determinada fábrica de galletas se desea saber si las harinas de sus cuatro proveedores
producen la misma viscosidad en la masa. Para ello, produce durante un día 16 masas, 4 de
cada tipo de harina, y mide su viscosidad. Los resultados obtenidos son:
Proveedor A Proveedor B Proveedor C Proveedor D
98 97 99 96
91 90 93 92
96 95 97 95
95 96 99 98
Nota:
• Variable respuesta: viscosidad
• Factor: Proveedor
• Tratamientos: 4
• Modelo unifactorial de efectos fijos equilibrado

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Una fábrica de textiles dispone de un gran número de telares. En principio, se supone que cada
uno de ellos debe producir la misma cantidad de tela por unidad de tiempo. Para investigar
esta suposición se seleccionan al azar cinco telares, y se mide la cantidad de tela producida en
cinco ocasiones diferentes. Se obtienen los datos de la tabla adjunta. ¿Del estudio se concluye
que todos los telares tienen el mismo rendimiento?
Telares Producción
1 14.0 14.1 14.2 14.0 14.1
2 13.9 13.8 13.9 14.0 14.0
3 14.1 14.2 14.1 14.0 13.9
4 13.6 13.8 14.0 13.9 13.7
5 13.8 13.6 13.9 13.8 14.0
• Variable respuesta: cantidad de tela
• Factor: Telares
• Tratamientos: 5

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Ejercicios con solución por SPSS.

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SellevaacabounestudioenJuneau,Alaskaparaestablecersiel hábitodefumaresdiferente
entrelosdossexos.Setomaunamuestraaleatoriasimpledetamaño100deunapoblaciónde
hombres adultos. Setomauna muestra aleatoriasimple de tamaño 120de unapoblaciónde
mujeres.Seencuentraquelaproporcióndehombresfumadoresenlamuestraesde0.40yla
proporcióndemujeresquefumanesde0.55.
a) ¿Cuáleslavariablerespuesta?.
b) ¿Cuál es la variable explicatoria?. explicatoria (X): es el sexo de la persona
(Hombre/Mujer).
c) ¿Esesteunestudioobservacionalóexperimental?.

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Respuesta:
Variable respuesta
(Y): es el hábito de fumar (FUMA/NO FUMA).
b. ¿Cuál es la variable explicatoria?. explicatoria (X): es el sexo de la persona (Hombre/Mujer).
c. ¿Es este un estudio observacional ó experimental?.
Variable
Este es un estudio observacional, ya que sólo se le pregunta a las personas por su sexo y hábito
de fumar. No hay ningún tratamiento “impuesto” por el investigador.
d. ¿Es este un estudio prospectivo ó retrospectivo?. Justifique.
e. Diga qué método de muestreo se usó para obtener la muestra. Justifique.

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Para estudiar el efecto del alcohol en el tiempo de reacción a un estímulo, se distribuyen
aleatoriamente 60 sujetos en dos grupos iguales. Los sujetos de un grupo consumen una
cantidad de alcohol específica, y los sujetos del otro grupo consumen una bebida no
alcohólica. Se miden los tiempos de reacción en segundos para todos los sujetos antes y
después de la bebida.
a. ¿Cuál es la variable respuesta?.
Respuesta:
La variable respuesta es: el tiempo de reacción a un estímulo en segundos.
b. ¿Cuál es la variable explicatoria?.
Respuesta:
La variable explicatoria es: el grupo ó tratamiento (con alcohol/sin alcohol).
c. ¿Es este un estudio observacional ó experimental?.
Justifique.
Respuesta:
Este es un estudio experimental porque el investigador activamente impone un tratamiento a
los sujetos (tomar una bebida alcohólica para un grupo y sin alcohol para el otro).
d. ¿Es este un estudio prospectivo ó retrospectivo?. Justifique.
Respuesta:
Al ser un estudio experimental es por definición un estudio prospectivo. Es decir los
investigadores eligieron la muestra según la variable explicatoria (tratamiento) y averiguaron
la variable respuesta (tiempo de reacción). Un estudio experimental NO puede ser
retrospectivo.

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