DISEÑO DE EXPERIMENTOS

1. Introducción

Qué se entiende por "diseño de un experimento"

Diseñar un experimento significa planear un experimento de modo que reúna la información pertinente al problema bajo investigación.

El diseño de un experimento es la secuencia completa de pasos tomados de antemano para asegurar que los datos apropiados se obtendrán de modo de modo que permitan un análisis objetivo que conduzca a deducciones válidas con respecto al problema establecido.

La necesidad de un diseño de experimento surge de la necesidad de responder a preguntas como:

¿Cómo se va a medir el efecto? ó ¿Cuáles son las características a analizar?

¿Qué factores afectan las características que se van a analizar?

¿Cuáles son los factores que se estudiaran en esta investigación?

¿Cuántas veces deberá ejecutarse el experimento?

¿Cuál será la forma de análisis?

¿A partir de que valores se considera importante el efecto?

Objetivos de un diseño de experimentos

Proporcionar la máxima cantidad de información pertinente al problema bajo investigación.

El diseño, plan o programa debe ser tan simple como sea posible.

La investigación debe efectuarse lo más eficientemente posible; ahorrar tiempo, dinero, personal y material experimental. "Proporcionar la máxima cantidad de información al mínimo costo"

2. Principios básicos del diseño de experimentos

1.- Reproducción.

2.- Aleatorización.

3.- Control Local.

Reproducción.

Repetición del experimento porque:

Proporciona una estimación del error experimental.

Permite obtener una estimación más precisa del efecto medio de cualquier factor.

Unidad Experimental

Unidad a la cual se le aplica un solo tratamiento (que puede ser una combinación de muchos factores) en una reproducción del experimento.

Error Experimental

Describe la situación de no llegar a resultados idénticos con dos unidades experimentales tratadas idénticamente y refleja:

Errores de experimentación

Errores de observación

Errores de medición

Variación del material experimental (esto es, entre unidades experimentales)

Efectos combinados de factores extraños que pudieran influir las características en estudio, pero respecto a los cuales no se ha llamado la atención en la investigación.

El error experimental puede reducirse:

Usando material experimental más homogéneo o por estratificación cuidadosa del material disponible.

Utilizando información proporcionada por variables aleatorias relacionadas

Teniendo más cuidado al dirigir y desarrollar el experimento

Usando un diseño experimental muy eficiente.

Confusión

Dos o más efectos se confunden en un experimento si es posible separar sus efectos, cuando se lleva a cabo el subsecuente análisis estadístico.

Aleatorizacion.

Asignación al azar de tratamiento a las unidades experimentales. Una suposición frecuente en los modelos estadísticos de diseño de experimentos en que las observaciones o los errores en ellas están distribuidos independientemente. La aleatorización hace válida esta suposición.

Control local.

Cantidad de balanceo, bloqueo y agrupamiento de las unidades experimentales que se emplean en el diseño estadístico adaptado.

Agrupamiento.

Colocación de un conjunto de unidades experimentales homogéneas en grupos, de modo que los diferentes grupos puedan sujetarse a distintos tratamientos.

Bloqueo.

Distribución de las unidades experimentales en bloques, de manera que las unidades dentro de un bloqueo sean relativamente homogéneas, de esta manera, la mayor parte de la variación predecible entere las unidades queda confundida con el efecto de los bloques.

Balanceo.

Obtención de las unidades experimentales, el agrupamiento, el bloqueo y la asignación de los tratamientos a las unidades experimentales de manera que resulte una configuración balanceada.

Tratamiento o combinación de tratamientos.

Conjunto particular de condiciones experimentales que deben imponerse a una unidad experimental dentro de los confines del diseño seleccionado.

Factor.

Una variable independiente. En la mayoría de las investigaciones se trata con más de una variable independiente y con los cambios que ocurren en la variable independiente, cuando varia una o mas de las variables independientes.

Etapas de un diseño de experimentos.

Enunciado o planteamiento del problema.

Formulación de hipótesis.

Proposición de la técnica experimental y el diseño.

Examen de sucesos posibles y referencias en que se basan las razones para la indagación que asegure que el experimento proporcionará la información requerida y en la extensión adecuada.

Consideración de los posibles resultados desde el punto de vista de los procedimientos estadísticos que se aplicarán y para asegurar que se satisfagan las condiciones necesarias para que sean válidos estos procedimientos.

Ejecución del experimento.

Aplicación de las técnicas estadísticas a los resultados experimentales.

Extracción de conclusiones con medidas de la confiabilidad de las estimaciones generadas. Deberá darse cuidadosa consideración a la validez de las conclusiones para la población de objetos o eventos a la cual se van a aplicar.

Valoración de la investigación completa y contrastación con otras investigaciones del mismo problema o similares.

Lista de comprobación para planear programas de pruebas.

Obtenga un enunciado claro del problema

Identifique la nueva e importante área del problema.

Subraye el problema específico dentro de sus limitaciones usuales.

Defina el propósito exacto del programa de prueba.

Determine la relación del problema particular con la investigación total o desarrollo del programa

Reúna la información básica disponible.

Investigue todas las fuentes de información

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