ASPECTOS BÁSICOS DE ASPECTOS BÁSICOS DE INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN CUANTITATIVACUANTITATIVA
Tito Morales PinzónTito Morales PinzónAdministrador del Medio AmbienteAdministrador del Medio AmbienteM. Sc. Investigación Operativa y EstadísticaM. Sc. Investigación Operativa y Estadística
Universidad Tecnológica de Pereira, Facultad de Universidad Tecnológica de Pereira, Facultad de Ciencias AmbientalesCiencias Ambientales
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 22
Temas de discusiónTemas de discusión
Elementos conceptualesElementos conceptuales Características de la Investigación Características de la Investigación
CuantitativaCuantitativa Algunos métodos cuantitativosAlgunos métodos cuantitativos Ejemplo desde la estadística: Ejemplo desde la estadística:
• Herramientas descriptivas y de análisisHerramientas descriptivas y de análisis Ejemplo desde la simulaciónEjemplo desde la simulación
• Modelo de guaduaModelo de guadua
1- ELEMENTOS 1- ELEMENTOS CONCEPTUALESCONCEPTUALES
Curso de formación para semilleros de Curso de formación para semilleros de investigacióninvestigación
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 44
Objetivo de la cienciaObjetivo de la ciencia
El objetivo de cualquier ciencia es El objetivo de cualquier ciencia es adquirir conocimiento sistematizado adquirir conocimiento sistematizado en cualquier campo de forma en cualquier campo de forma objetiva y verificableobjetiva y verificable
• Organizar la experiencia observacionalOrganizar la experiencia observacional
• Organizar la experiencia sensorialOrganizar la experiencia sensorial
Objetivo de la cienciaObjetivo de la ciencia La elección del método La elección del método
adecuado que nos permita adecuado que nos permita conocer la realidad es por conocer la realidad es por tanto fundamentaltanto fundamental
La investigación cuantitativa La investigación cuantitativa busca recolectar y analizar busca recolectar y analizar datos cuantitativos para dar datos cuantitativos para dar soporte objetivo a la cienciasoporte objetivo a la ciencia
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 55
Medir o cuantificarMedir o cuantificar
Medir: determinar la longitud, Medir: determinar la longitud, capacidad, extensión o volumen de capacidad, extensión o volumen de una cosauna cosa
Para McDaniel y Gates, Para McDaniel y Gates, “es el “es el proceso de asignar números o proceso de asignar números o marcadores a objetos, personas, marcadores a objetos, personas, estados o hechos, según reglas estados o hechos, según reglas específicas para representar la específicas para representar la cantidad o cualidad de un atributo”cantidad o cualidad de un atributo”
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 66
Confiabilidad y validezConfiabilidad y validez
ConfiabilidadConfiabilidad• Un instrumento (p.e. una encuesta) es Un instrumento (p.e. una encuesta) es
confiable si al aplicarlo bajo las mismas confiable si al aplicarlo bajo las mismas condiciones produce resultados condiciones produce resultados congruentescongruentes
ValidezValidez• Un instrumento es válido si mide lo que Un instrumento es válido si mide lo que
se quiere medirse quiere medir
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 77
2- CARACTERÍSTICAS 2- CARACTERÍSTICAS DE LA INVESTIGACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
CUANTITATIVACUANTITATIVA
Curso de formación para semilleros de Curso de formación para semilleros de investigacióninvestigación
Características de la Características de la investigación cuantitativainvestigación cuantitativa
Basada en la inducción probabilística del Basada en la inducción probabilística del positivismo lógicopositivismo lógico
Medición profunda y controladaMedición profunda y controlada
Esencialmente objetivaEsencialmente objetiva
Produce inferencias más allá de los Produce inferencias más allá de los datosdatos
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 99
Características de la Características de la investigación cuantitativainvestigación cuantitativa
Orientación al resultadoOrientación al resultado
Datos sólidos y repetiblesDatos sólidos y repetibles
ParticularistaParticularista
Realidad estáticaRealidad estáticaCurso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros
de investigaciónde investigación 1010
Características de la Características de la investigación cuantitativainvestigación cuantitativa
Se sirve de los sujetos de estudioSe sirve de los sujetos de estudio
Busca explicar los fenómenosBusca explicar los fenómenos
Es muy buena generalizandoEs muy buena generalizando
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 1111
3- ALGUNOS MÉTODOS 3- ALGUNOS MÉTODOS CUANTITATIVOSCUANTITATIVOS
Curso de formación para semilleros de Curso de formación para semilleros de investigacióninvestigación
Algunos métodos cuantitativosAlgunos métodos cuantitativos
Métodos estadísticosMétodos estadísticos• Uso de técnicas estadísticas Uso de técnicas estadísticas
para hacer inferencias sobre para hacer inferencias sobre poblacionespoblaciones
Métodos matemáticos de Métodos matemáticos de programación (PL, PLE)programación (PL, PLE)• Solución de problemas lineales Solución de problemas lineales
de maximización o minimizaciónde maximización o minimizaciónCurso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros
de investigaciónde investigación 1313
Algunos métodos cuantitativosAlgunos métodos cuantitativos Simulación por computadorSimulación por computador
• Construcción de modelos matemáticos Construcción de modelos matemáticos que representan la realidad para que representan la realidad para experimentar posteriormente sobre ellosexperimentar posteriormente sobre ellos
Programación de proyectos Programación de proyectos (PERT/CPM)(PERT/CPM)• Planear, programar y controlar proyectos Planear, programar y controlar proyectos
que involucran muchas tareas o que involucran muchas tareas o actividadesactividades
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 1414
Algunos métodos cuantitativosAlgunos métodos cuantitativos
Análisis de decisionesAnálisis de decisiones• Determinación de estrategias óptimas Determinación de estrategias óptimas
en situaciones con varias alternativas en situaciones con varias alternativas con un patrón de incertidumbrecon un patrón de incertidumbre
Modelos de colasModelos de colas• Comprensión y análisis de sistemas que Comprensión y análisis de sistemas que
implican líneas de esperaimplican líneas de espera
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 1515
Algunos métodos cuantitativosAlgunos métodos cuantitativos
Modelos de inventariosModelos de inventarios• Minimizar los costos al mantener un Minimizar los costos al mantener un
inventario que satisfaga la demanda inventario que satisfaga la demanda de bienesde bienes
Modelos de pronósticosModelos de pronósticos• Predecir aspectos futuros del Predecir aspectos futuros del
comportamiento de variables de comportamiento de variables de interés para un tomador de decisióninterés para un tomador de decisión
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 1616
4- EJEMPLO DESDE LA 4- EJEMPLO DESDE LA ESTADÍSTICAESTADÍSTICA
Curso de formación para semilleros de Curso de formación para semilleros de investigacióninvestigación
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 1818
¿Qué es la Estadística?¿Qué es la Estadística?
Conjunto de procedimientosConjunto de procedimientos• RecolectarRecolectar• OrganizarOrganizar• Describir (parte deductiva)Describir (parte deductiva)• AnalizarAnalizar• Concluir acerca de una Concluir acerca de una poblaciónpoblación (parte (parte
inferencial)inferencial)• Para ayudar a la toma de decisionesPara ayudar a la toma de decisiones
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 1919
Acciones específicasAcciones específicas
• Sistematizar, recolectar, ordenar y Sistematizar, recolectar, ordenar y presentarpresentar datos de un proceso que presenta datos de un proceso que presenta variabilidad o incertidumbre para su estudio variabilidad o incertidumbre para su estudio metódicometódico
• Deducir las leyesDeducir las leyes que rigen esos fenómenos que rigen esos fenómenos
• Hacer predicciones sobre los mismos para Hacer predicciones sobre los mismos para obtener obtener conclusionesconclusiones y tomar y tomar decisiones decisiones soportadas.soportadas.
Des
crip
tiva
Pro
bab
ilid
adIn
fere
nci
a
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2020
Fuentes de estadísticasFuentes de estadísticas
Fuentes primarias Fuentes primarias • Encuestas (cuestionarios), entrevistas, Encuestas (cuestionarios), entrevistas,
observación directa, experimentos, observación directa, experimentos, simulación, etc.simulación, etc.
Fuentes secundariasFuentes secundarias• Publicaciones (folletos, revistas, Publicaciones (folletos, revistas,
informes, etc.)informes, etc.)
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2121
¿QUÉ ESTUDIA LA ¿QUÉ ESTUDIA LA ESTADÍSTICA? ESTADÍSTICA?
Describe los datos para convertirlos en Describe los datos para convertirlos en informacióninformación• Medidas para resumir los comportamientos Medidas para resumir los comportamientos
típicos, poco típicos, atípicostípicos, poco típicos, atípicos• Medidas para cuantificar la variabilidadMedidas para cuantificar la variabilidad
Establece relaciones y comparacionesEstablece relaciones y comparaciones Comportamientos representativosComportamientos representativos TendenciasTendencias Efectos de variables sobre otras variablesEfectos de variables sobre otras variables
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2222
Algunos ejemplosAlgunos ejemplos
Conocer la capacidad y Conocer la capacidad y disponibilidad a pagar por un servicio disponibilidad a pagar por un servicio ambientalambiental
Conocer el porcentaje de familias de Conocer el porcentaje de familias de cierta localidad que tienen ingresos cierta localidad que tienen ingresos inferiores a un SMLVinferiores a un SMLV
Algunos ejemplosAlgunos ejemplos
Estimar la contaminación aportada Estimar la contaminación aportada por un establecimiento comercial a por un establecimiento comercial a un cauce de aguaun cauce de agua
Caracterizar los residuos sólidos de Caracterizar los residuos sólidos de un sectorun sector
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2323
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2424
Algunos ejemplosAlgunos ejemplos
Evaluar los efectos de dos sistemas Evaluar los efectos de dos sistemas de tratamiento de agua potable de tratamiento de agua potable sobre la calidad final de mismasobre la calidad final de misma
Evaluar diferentes sistemas de Evaluar diferentes sistemas de tratamiento de aguas residualestratamiento de aguas residuales
Algunos ejemplosAlgunos ejemplos
Evaluar la efectividad de coberturas Evaluar la efectividad de coberturas vegetales para el control de la vegetales para el control de la erosiónerosión
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2525
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2626
Algunos ejemplosAlgunos ejemplos
Evaluar diferentes sistemas de Evaluar diferentes sistemas de ahorro de energía o consumo limpioahorro de energía o consumo limpio
Construir un modelo para pronosticar Construir un modelo para pronosticar la demanda de tierras urbanizablesla demanda de tierras urbanizables
Pasos en un Pasos en un estudio estudio
estadísticoestadístico
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2727
Propósito del estudio
Población de estudio
Muestra representativa
Experimento/Medición
Recolección de datos
Estimación/Prueba de hipótesis
Resultados (Nivel de
confiabilidad)
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2828
TIPOS DE VARIABLESTIPOS DE VARIABLES
VARIABLES
Cuantitativas o de escala
Cualitativas
Continuas
Discretas
Ordinal
Nominal o atributos
Interval
Proporcional o razón
Dicotómicas o binarias
Politómicas
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 2929
Datos tipo IntervalDatos tipo Interval La pérdida neta de la superficie La pérdida neta de la superficie
mundial de bosques durante los años mundial de bosques durante los años noventa fue de 94 millones de ha.noventa fue de 94 millones de ha.
La captura mundial de peces, La captura mundial de peces, moluscos y crustáceos en el año 2002 moluscos y crustáceos en el año 2002 fue de 90 millones de toneladas.fue de 90 millones de toneladas.
La concentración de Oxígeno disuelto La concentración de Oxígeno disuelto en el río Otún es de 7,3 mg/lt.en el río Otún es de 7,3 mg/lt.
La precipitación media anual de La precipitación media anual de Pereira es 2300 mm/añoPereira es 2300 mm/año
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3030
Datos de proporciónDatos de proporción
Actualmente se consideran Actualmente se consideran amenazadas en el mundo el 24% amenazadas en el mundo el 24% de las especies de mamíferos y el de las especies de mamíferos y el 12% de las especies de aves.12% de las especies de aves.
La capacidad reproductiva de un La capacidad reproductiva de un guadual es del 22% anual.guadual es del 22% anual.
La capacidad de remoción de La capacidad de remoción de carga contaminante de un sistema carga contaminante de un sistema de tratamiento de aguas residuales de tratamiento de aguas residuales es del 90%.es del 90%.
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3131
Datos discretosDatos discretos Entre 1995 y 2002 se beneficiaron Entre 1995 y 2002 se beneficiaron
686 familias con el proyecto 686 familias con el proyecto PacoforPacofor
La matrícula definitiva de La matrícula definitiva de estudiantes para el primer estudiantes para el primer semestre de 2008 en la UTP fue de semestre de 2008 en la UTP fue de 11.91611.916
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3232
Datos tipo ordinalDatos tipo ordinal
La calidad de agua según índice La calidad de agua según índice IFSN (mala, buena, excelente).IFSN (mala, buena, excelente).
El estado de madurez de una El estado de madurez de una guadua (renuevo, joven, maduro, guadua (renuevo, joven, maduro, muy maduro, seco)muy maduro, seco)
Los grupos de edad en una Los grupos de edad en una población (niños, jóvenes, adultos, población (niños, jóvenes, adultos, adultos mayores)adultos mayores)
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3333
Datos nominalesDatos nominales
Sexo (masculino, femenino)Sexo (masculino, femenino)
Estado civil (casado (a), soltero Estado civil (casado (a), soltero (a), divorciado (a), viudo (a)).(a), divorciado (a), viudo (a)).
Sistema de tratamiento de Sistema de tratamiento de aguas residuales (aeróbico, aguas residuales (aeróbico, anaeróbico)anaeróbico)
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3434
Métodos para resumir conjuntos de Métodos para resumir conjuntos de datos obtenidos de una muestradatos obtenidos de una muestra
Métodos gráficosMétodos gráficos
Estadística descriptivaEstadística descriptiva
Tablas de frecuenciaTablas de frecuencia
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3535
Métodos gráficosMétodos gráficos
Gráfico de barrasGráfico de barras Gráfico de líneasGráfico de líneas Gráfico de áreasGráfico de áreas Gráfico de sectoresGráfico de sectores Gráficos de dispersiónGráficos de dispersión Diagramas de cajasDiagramas de cajas HistogramaHistograma
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3636
Gráfico de barrasGráfico de barras
Permiten comparar el tamaño de dos o más Permiten comparar el tamaño de dos o más cantidades que pueden ser categorías o variablescantidades que pueden ser categorías o variables
10,4
21,9 21,6
10,2
49,6
4,2
10 9,9
41,7
47,9
0
10
20
30
40
50
60
Agrícola Agroforestal Forestal Ganadera Conservación
Mill
on
es
de
ha
Vocación Uso actual
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3737
Gráfico de líneasGráfico de líneas
Muestran la tendencia que presenta una Muestran la tendencia que presenta una variable en el tiempovariable en el tiempo
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3838
Gráfico de áreasGráfico de áreas
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 3939
Gráfico de sectoresGráfico de sectoresDisparidades mundiales de la
riqueza
83%
16%1%
20% más ricos
Resto
20% más pobres
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4040
Gráfico de dispersiónGráfico de dispersión
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 10 20 30 40
Miles de Millas recorridas
Co
sto
de
viaj
e
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4141
325910N =
Posición en relieve
ValleLaderaCima
Cul
mos
/par
cela
200
100
0
584234
40
Diagrama de cajasDiagrama de cajas
Valor máximo o hasta 1.5 RI
Valor mínimo o hasta 1.5 RI
Rango intercuartílico
Valores atípicos
Mediana
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4242
HistogramaHistograma Es un gráfico que permite observar la Es un gráfico que permite observar la
distribución de los datos.distribución de los datos.
Culmos/parcela
160,0
150,0
140,0
130,0
120,0
110,0
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
Culmos/parcela
Fre
cue
nci
a
40
30
20
10
0
Desv. típ. = 31,28
Media = 63,4
N = 195,00
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4343
Estadística descriptivaEstadística descriptiva
Tiene como propósito describir los Tiene como propósito describir los datos recolectados en un estudio, datos recolectados en un estudio, empleando para ello medidas empleando para ello medidas (estadísticos) de tendencia central, (estadísticos) de tendencia central, de dispersión (variabilidad) y de de dispersión (variabilidad) y de formaforma
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4444
Medidas más empleadasMedidas más empleadas
Medidas de posiciónMedidas de posición• Dividen un conjunto ordenado de Dividen un conjunto ordenado de
datos en grupos con la misma datos en grupos con la misma cantidad de individuos.cantidad de individuos.
Cuantiles, deciles, percentiles, Cuantiles, deciles, percentiles, cuartilescuartiles
Medidas de tendencia centralMedidas de tendencia central• Indican valores con respecto a los Indican valores con respecto a los
que los datos parecen agruparse.que los datos parecen agruparse. Media, mediana, modaMedia, mediana, moda
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4545
Medidas más empleadasMedidas más empleadas
Medidas de dispersión (variabilidad)Medidas de dispersión (variabilidad)• Indican la mayor o menor concentración de Indican la mayor o menor concentración de
los datos con respecto a las medidas de los datos con respecto a las medidas de centralización.centralización.
Desviación típica, coeficiente de variación, Desviación típica, coeficiente de variación, rango, varianzarango, varianza
Medidas de formaMedidas de forma• AsimetríaAsimetría• Apuntamiento o curtosisApuntamiento o curtosis
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4646
Estadísticos descriptivosEstadísticos descriptivosEstadísticos
Culmos/parcela195
0
63,35
2,24
55,00
45
31,28
978,42
1,024
,174
,672
,346
144
13
157
12354
40,00
55,00
81,00
Válidos
Perdidos
N
Media
Error típ. de la media
Mediana
Moda
Desv. típ.
Varianza
Asimetría
Error típ. de asimetría
Curtosis
Error típ. de curtosis
Rango
Mínimo
Máximo
Suma
25
50
75
Percentiles
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4747
Tablas de frecuenciaTablas de frecuencia
Permite realizar conteos de Permite realizar conteos de categorías de las variables y calcular categorías de las variables y calcular porcentajes de respuesta.porcentajes de respuesta.
Calidad del agua
50 39,7 39,7 39,7
33 26,2 26,2 65,9
43 34,1 34,1 100,0
126 100,0 100,0
Buena
Excelente
Mala
Total
VálidosFrecuencia Porcentaje
Porcentajeválido
Porcentajeacumulado
Curso de formación para semilleros Curso de formación para semilleros de investigaciónde investigación 4848
Tablas de frecuenciaTablas de frecuencia
Tablas de contingenciaTablas de contingenciaTabla de contingencia Municipio * Calidad del agua
19 18 25 62
30,6% 29,0% 40,3% 100,0%
44,2% 50,0% 53,2% 49,2%
15,1% 14,3% 19,8% 49,2%
24 18 22 64
37,5% 28,1% 34,4% 100,0%
55,8% 50,0% 46,8% 50,8%
19,0% 14,3% 17,5% 50,8%
43 36 47 126
34,1% 28,6% 37,3% 100,0%
100,0% 100,0% 100,0% 100,0%
34,1% 28,6% 37,3% 100,0%
Recuento
% de Municipio
% de Calidad del agua
% del total
Recuento
% de Municipio
% de Calidad del agua
% del total
Recuento
% de Municipio
% de Calidad del agua
% del total
Municipio A
Municipio B
Municipio
Total
Buena Excelente Mala
Calidad del agua
Total
5- EJEMPLO DESDE LA 5- EJEMPLO DESDE LA SIMULACIONSIMULACION
Curso de formación para semilleros de Curso de formación para semilleros de investigacióninvestigación
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240
Mes
Cul
mos
por
ha