¿Qué es el diseño de experimentos?

Los avances en tecnología y conocimiento científico a menudo se deben a ganancias en el uso del diseño apropiado de experimentos. La comprensión de este concepto estadístico permite a los investigadores asignar relaciones de causa y efecto y eliminar conjeturas y preconcepciones del análisis de resultados. Las preguntas comerciales y económicas requieren tanto cuidado como la investigación científica en el diseño de experimentos.

En el diseño científico de los experimentos, el investigador intenta probar la afirmación lógica: si X, entonces Y. También se debe demostrar lo contrario para establecer una relación de causa y efecto: si no es X, entonces no Y. Intuitivamente, entendemos , por ejemplo, que una planta necesita agua para vivir, y si la planta no recibe agua, morirá. Por lo tanto, existe una relación causal entre las necesidades de la planta y el agua.

El investigador intenta probar ambas afirmaciones lógicas mediante el uso de grupos de control. Idealmente, los mismos sujetos de investigación experimentan las mismas condiciones experimentales simultáneamente. Cuando esto no es posible, como suele ser el caso en los experimentos biológicos, un segundo grupo de sujetos se compara con el primer grupo en tantos factores como puedan afectar los resultados como sea posible. La eficacia de una dieta, por ejemplo, puede probarse mediante la selección de un grupo de control similar al grupo de prueba en edad, ingresos, nivel de actividad y número de niños. En experimentos más críticos, el diseño de experimentos incorporará el emparejamiento real de sujetos individuales; es decir, el sujeto número 1A tendrá la misma edad, sexo, nivel de actividad y peso inicial que el sujeto número 1B, pero recibirá la dieta de prueba, mientras que 1A no.

Los diseños factoriales permiten estudiar más de una variable dentro del mismo experimento, pero con el mismo rigor que los grupos de control, aplicando las matemáticas de la probabilidad. Los avances en genética logrados por Mendel se debieron a experimentos factoriales y observaciones. En estos experimentos, se prueban dos o más factores independientes a dos o más niveles. Como ejemplo, los sujetos pueden dividirse entre tres variables independientes: dieta regular, Dieta A o Dieta B. Cada uno de estos subgrupos se divide nuevamente, según el tiempo que se aplique la dieta, ya sea tres semanas o seis semanas.

Los métodos estadísticos son bastante fáciles de aplicar al diseño de experimentos en los ámbitos de las ciencias naturales. En las ciencias sociales, que incluyen estudios de comportamiento, son más difíciles. En el estudio de economía y negocios, los sujetos son personas y empresas. Estas materias no se prestan fácilmente para estudiar en absoluto.

Los estudios de marketing a menudo dependen de grupos focales, cuya atención en la selección es crítica. El conocimiento del diseño adecuado de los experimentos es necesario para establecer los criterios de selección. Las encuestas, una herramienta común de gerentes de producto y grupos políticos, también requieren esta experiencia en su diseño.