Rediseño de un experimento sobre fertilizante y crecimiento de frijol
Un estudiante de bachillerato quiere probar si un fertilizante orgánico aumenta el crecimiento de plantas de frijol. Coloca 5 plantas en macetas con tierra de jardín y les añade fertilizante; coloca otras 5 en macetas con tierra para maceta y sin fertilizante. Las pone en la misma ventana, pero las del primer grupo reciben luz solar directa 6 horas y las del segundo 3 horas porque quedan detrás de un estante. Riega ambos grupos con 200 mL cada dos días. A los 21 días, el grupo con fertilizante promedia 18 cm de altura; el grupo sin fertilizante, 12 cm. Concluye: «El fertilizante aumenta el crecimiento en un 50%». La maestra señala que la conclusión no es válida. Debes explicar por qué, rediseñar el experimento para controlar variables y decir qué dato adicional haría falta para sostener la conclusión con mayor confianza.
1. Identifica al menos dos variables de confusión en el experimento y explica cómo cada una pudo inflar la diferencia de 6 cm.
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Hay al menos dos variables de confusión. Primera: la luz. El grupo con fertilizante recibió 6 horas de sol directo y el grupo sin fertilizante solo 3 horas, además de estar detrás de un estante. La luz es un factor clave en la fotosíntesis y el crecimiento; por sí sola podría explicar parte o todo el aumento de 6 cm. Segunda: el tipo de tierra. Un grupo usó tierra de jardín y el otro tierra para maceta, que pueden diferir en nutrientes, drenaje y textura. El fertilizante es solo una variable más entre varias que cambiaron a la vez. También podrían influir el tamaño inicial de las plantas, la posición en la ventana o la temperatura. Como no se controlaron, no puede atribuirse la diferencia al fertilizante. El cálculo del 50% es aritméticamente correcto, pero la inferencia causal no es válida.
2. Rediseña el experimento en 5 pasos para aislar el efecto del fertilizante, manteniendo 10 plantas y un grupo control.
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- Usar 10 plantas de la misma variedad y tamaño inicial similar, distribuidas al azar en dos grupos de 5. 2) Emplear el mismo tipo de tierra y macetas iguales para todos los grupos. 3) Colocar todas las plantas en la misma ubicación, con la misma exposición de luz, temperatura y humedad; si es necesario, rotarlas periódicamente. 4) Aplicar el mismo volumen de agua a todas y añadir fertilizante solo al grupo experimental, con la misma dosis y frecuencia. 5) Medir la altura inicial y final a los 21 días, registrar también el número de hojas y usar un observador que no sepa qué grupo recibió fertilizante. El grupo control recibe agua sin fertilizante. Así se aísla la variable independiente y se reduce el sesgo.
3. El estudiante calculó 50% porque (18-12)/12=0.5. ¿Qué dato adicional sobre el crecimiento inicial permitiría saber si el fertilizante tuvo efecto real? Explica.
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Falta la altura inicial de las plantas. Si el grupo con fertilizante ya era más alto al inicio, la diferencia final de 6 cm podría deberse a un punto de partida distinto y no al fertilizante. Lo correcto es calcular el crecimiento como altura final menos altura inicial y comparar esos incrementos entre grupos. Por ejemplo, si el grupo experimental empezó con 8 cm y terminó con 18 cm, creció 10 cm; si el control empezó con 4 cm y terminó con 12 cm, creció 8 cm. La diferencia real sería 2 cm, no 6. También conviene reportar la variabilidad dentro de cada grupo y repetir el experimento para confirmar. El dato adicional es la altura inicial individual o promedio de cada grupo, medida antes de aplicar el fertilizante.