Diseño de experimentos y grupo de control
Valentina cree que el fertilizante casero de su abuela en Huancayo hace crecer más las plantas de frejol. Aplica el fertilizante a una maceta, ve que la planta crece y concluye: «¡funciona!». Pero ¿habría crecido igual sin fertilizante? ¿Y si esa maceta recibía más sol? En este apartado aprenderás a diseñar un experimento para que la conclusión no dependa de la suerte. Al final volveremos con Valentina.
Del problema al procedimiento
Una vez que tienes una pregunta y una hipótesis, el siguiente paso de la indagación es diseñar cómo ponerla a prueba. Un buen diseño responde a cinco preguntas:
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¿Qué voy a cambiar? (variable independiente)
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¿Qué voy a medir? (variable dependiente)
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¿Qué debo mantener igual? (variables intervinientes)
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¿Con qué materiales e instrumentos?
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¿Cuánto tiempo y cuántas veces?
Con eso escribes el procedimiento: pasos cortos, ordenados y tan claros que otro estudiante pueda repetirlo y obtener lo mismo.
Thiago quiere comprobar si el tipo de agua (de caño, hervida o destilada) influye en la germinación de semillas de lenteja. Propone un procedimiento de cuatro o cinco…
Thiago quiere comprobar si el tipo de agua (de caño, hervida o destilada) influye en la germinación de semillas de lenteja. Propone un procedimiento de cuatro o cinco pasos que incluya los materiales, la cantidad de semillas por grupo, el tiempo de observación y un grupo de control. Indica qué condiciones debe mantener iguales en todos los grupos.
Instrumentos y unidades
Cada variable se mide con el instrumento adecuado, y siempre se escribe la unidad.
| Magnitud | Instrumento | Unidad |
|---|---|---|
| Longitud (tallo, hoja) | regla, cinta métrica | cm, mm |
| Volumen de un líquido | probeta graduada, fiola | mL, L |
| Masa | balanza | g, kg |
| Tiempo | cronómetro | s, min |
| Temperatura | termómetro | °C |
Elegir bien importa: la regla mide longitudes y la balanza mide masa, así que ninguna de las dos sirve para medir directamente el volumen de un líquido. Para eso se usa la probeta, que tiene una escala en mL. Al leerla, la vista debe estar a la altura del nivel del líquido.
Para medir el volumen de jugo de naranja que se coloca en un recipiente, Kiara dispone de una regla, una probeta graduada y una balanza. Indica qué instrumento debe usar…
Para medir el volumen de jugo de naranja que se coloca en un recipiente, Kiara dispone de una regla, una probeta graduada y una balanza. Indica qué instrumento debe usar y qué unidad de medida emplearía.
Seguridad en el laboratorio
Un experimento bien diseñado también es seguro. Las medidas de seguridad forman parte del procedimiento, no son un añadido.
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Usar mandil y lentes de seguridad.
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Recogerse el cabello y no llevar prendas sueltas cuando hay fuego.
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Al usar el mechero: encenderlo con un fósforo largo, mantenerlo lejos de papeles y alcohol, y apagarlo al terminar.
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Calentar tubos o vasos de precipitado con la boca apuntando lejos de las personas.
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Usar pinzas o guantes para tocar recipientes calientes.
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No probar ni oler directamente las sustancias.
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Leer las etiquetas, mantener la mesa ordenada y avisar al profesor ante cualquier accidente.
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Lavarse las manos al terminar y desechar los residuos donde corresponde.
En el laboratorio del colegio se va a calentar agua en un mechero para un experimento. Menciona tres medidas de seguridad que deben cumplir los estudiantes durante la…
En el laboratorio del colegio se va a calentar agua en un mechero para un experimento. Menciona tres medidas de seguridad que deben cumplir los estudiantes durante la actividad.
Grupo de control
Volvamos con Valentina. Si solo aplica el fertilizante a una maceta, no sabe cuánto habría crecido la planta sin fertilizante. Necesita un punto de comparación.
El grupo de control es el grupo que se trata igual que los demás en todo, excepto en la variable que se quiere probar. El otro grupo, al que sí se le cambia la variable, se llama grupo experimental.
En el ejemplo de Valentina:
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Grupo experimental: macetas de frejol con fertilizante.
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Grupo de control: macetas de frejol sin fertilizante, con la misma tierra, el mismo riego y la misma luz.
Si las plantas fertilizadas crecen claramente más que las de control, entonces el fertilizante es una explicación probable. Sin control, no hay forma de saberlo.
Explica qué es un grupo de control en un experimento y por qué se utiliza. Menciona un ejemplo sencillo con plantas de frejol.
Explica qué es un grupo de control en un experimento y por qué se utiliza. Menciona un ejemplo sencillo con plantas de frejol.
Alessandra desea probar si un fertilizante casero hecho con cáscaras de plátano ayuda a que las plantas de ají crezcan más. Ella aplica el fertilizante a 5 macetas y no…
Alessandra desea probar si un fertilizante casero hecho con cáscaras de plátano ayuda a que las plantas de ají crezcan más. Ella aplica el fertilizante a 5 macetas y no coloca ninguna otra maceta para comparar. Explica qué error tiene el diseño, cómo lo corregirías y qué variable mediría para evaluar el crecimiento.
Variables intervinientes y repeticiones
Para que la comparación sea justa, todo lo demás debe ser igual. Esas condiciones son las variables intervinientes y se mantienen constantes: tipo de planta, tamaño de la maceta, cantidad de agua, temperatura, luz (si no es la variable probada) y hora de medición.
También importa repetir. Una sola medición puede salir distinta por un descuido, un reflejo o una pequeña diferencia entre semillas. Por eso se hacen mediciones repetidas y muchas unidades por grupo (por ejemplo 10 semillas o 10 renacuajos, no 3).
Repetir sirve para:
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reducir el efecto del azar y de los errores de medición,
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calcular un valor representativo (como la media),
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comprobar si el resultado se repite.
Un estudiante midió una sola vez el tiempo que tarda en derretirse un cubo de hielo al sol y obtuvo 14 minutos. Explica por qué este resultado no es suficientemente…
Un estudiante midió una sola vez el tiempo que tarda en derretirse un cubo de hielo al sol y obtuvo 14 minutos. Explica por qué este resultado no es suficientemente confiable y qué debería hacer para reducir el error de medición. Indica también qué instrumento usaría para medir el tiempo.
Diseño completo y ética
Reúne todo en una lista de comprobación:
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Pregunta e hipótesis claras.
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Variable independiente y dependiente.
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Al menos tres variables intervinientes controladas.
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Grupo de control.
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Materiales e instrumentos con sus unidades.
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Número de unidades por grupo y de repeticiones.
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Tiempo de observación.
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Medidas de seguridad.
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Tabla para registrar los datos.
Consideraciones éticas
Cuando el experimento incluye seres vivos (por ejemplo, renacuajos), conviene aplicar reglas éticas: usar el menor número de animales necesario, evitar el sufrimiento, no usar sustancias dañinas sin necesidad, devolver los animales a su hábitat si es posible y eliminar los residuos del detergente sin contaminar el agua de una acequia o un río.
Vuelve al principio: Valentina debe sembrar frejoles en varias macetas iguales, fertilizar solo la mitad, dejar la otra mitad como control, regarlas igual, medir la altura con regla y repetir. Así su conclusión ya no depende de la suerte.
Un grupo de estudiantes de Puno quiere comprobar la hipótesis: «Si aumenta la cantidad de luz que recibe una planta de quinua, entonces su tallo crecerá más». Diseña un…
Un grupo de estudiantes de Puno quiere comprobar la hipótesis: «Si aumenta la cantidad de luz que recibe una planta de quinua, entonces su tallo crecerá más». Diseña un experimento completo: indica las variables independiente y dependiente, tres variables que se deben controlar, el grupo de control, los materiales e instrumentos, el número de repeticiones, las medidas de seguridad y cómo se registrarán los datos. Justifica por qué es importante repetir las mediciones.
Dos estudiantes diseñan experimentos para probar si un detergente contamina el agua y afecta a los renacuajos. Rodrigo coloca 3 renacuajos en agua con detergente y 3 en…
Dos estudiantes diseñan experimentos para probar si un detergente contamina el agua y afecta a los renacuajos.
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Rodrigo coloca 3 renacuajos en agua con detergente y 3 en agua sin detergente, en recipientes de distinto tamaño y en lugares con diferente temperatura.
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Fernanda coloca 10 renacuajos por recipiente, usa recipientes iguales con el mismo volumen de agua, los mantiene a la misma temperatura y repite el experimento tres veces.
Compara ambos diseños, señalando qué fallas tiene el de Rodrigo y qué ventajas tiene el de Fernanda. Además, propón una consideración ética que deberían tener presente al trabajar con seres vivos.