Investigación experimental

La investigación experimental es el tipo de estudio en el que el investigador modifica de forma deliberada una o varias condiciones y observa qué efecto produce ese cambio, mientras mantiene constante todo lo demás. Es el procedimiento más sólido para demostrar relaciones de causa y efecto, y por eso es la base de los ensayos clínicos, de buena parte de la psicología y de la investigación agrícola o industrial. Su rasgo distintivo no es trabajar en un laboratorio, sino intervenir y controlar.

¿Qué es la investigación experimental?

Una investigación es experimental cuando cumple tres condiciones: el investigador manipula una variable (la causa supuesta), mide su efecto sobre otra y controla los demás factores que podrían influir en el resultado, normalmente comparando un grupo que recibe el tratamiento con otro que no lo recibe. Cuando además los participantes se reparten entre los grupos al azar, se habla de experimento verdadero o puro.

La palabra «experimento» procede del latín experimentum, «prueba, ensayo», derivado de experiri, «probar». Poner a prueba una explicación interviniendo en la naturaleza es la raíz del método científico; la forma actual, con grupos de control y asignación aleatoria, se consolidó en el siglo XX gracias a la estadística.

Se opone a la investigación no experimental, en la que el investigador observa los fenómenos tal como se dan, sin provocarlos. Un estudio que compara la salud de fumadores y no fumadores es no experimental, porque nadie decide quién fuma; uno que asigna al azar un fármaco o un placebo es experimental.

Características

• Manipulación intencional. El investigador decide qué valores toma la variable independiente: qué dosis, qué método de enseñanza, qué cantidad de abono.
• Control. Se neutralizan las variables extrañas, ya sea manteniéndolas constantes, emparejando a los participantes o mediante el azar.
• Grupo de comparación. Los resultados del grupo experimental se contrastan con los de un grupo de control, que no recibe el tratamiento o recibe uno de referencia.
• Asignación aleatoria. Repartir a los participantes al azar hace que, por término medio, los grupos sean equivalentes en todo salvo en el tratamiento.
• Hipótesis previa. El experimento se diseña para poner a prueba una hipótesis formulada antes de recoger los datos.
• Medición y análisis estadístico. Los efectos se cuantifican y se analizan para distinguir una diferencia real de una debida al azar.
• Replicabilidad. El procedimiento se describe para que otros puedan repetirlo.

Elementos de un experimento

La relación entre las dos primeras se explica con detalle en variables dependientes e independientes.

Tipos de diseños experimentales

La clasificación más difundida es la de Donald T. Campbell y Julian C. Stanley (1966), que ordena los diseños según el grado de control que ofrecen:

Preexperimentos

Tienen un control mínimo y sirven, sobre todo, como exploración. Los más comunes son el estudio de un solo grupo con medición posterior al tratamiento y el diseño de un grupo con medición antes y después (pretest-postest). Sin grupo de control, no permiten descartar otras explicaciones del cambio.

Cuasiexperimentos

Hay manipulación y grupo de comparación, pero los grupos no se forman al azar, porque ya existen: dos clases de un mismo colegio, dos hospitales, dos ciudades. Son muy frecuentes en educación y en ciencias sociales, donde no siempre es posible ni ético repartir a las personas aleatoriamente.

Experimentos verdaderos

Combinan manipulación, grupo de control y asignación aleatoria. Los diseños básicos son el de pretest-postest con grupo de control, el de solo postest con grupo de control y el de Solomon, con cuatro grupos, que permite saber si la propia medición inicial influye en el resultado. Los diseños factoriales manipulan dos o más variables a la vez y estudian también cómo interactúan.

Según el lugar

• De laboratorio: condiciones muy controladas; gran precisión, pero situaciones algo artificiales.
• De campo: en el entorno natural (un aula, una explotación agrícola, un barrio); más realistas, aunque con menos control.

Cómo se realiza

1. Plantear el problema y formular la hipótesis.
2. Definir las variables y decidir cómo se medirán.
3. Elegir el diseño y el tamaño de la muestra.
4. Asignar las unidades a los grupos, al azar si es posible.
5. Aplicar el tratamiento manteniendo iguales las demás condiciones; en medicina, a menudo con doble ciego, en el que ni el paciente ni quien lo evalúa saben qué recibe.
6. Medir la variable dependiente y analizar los datos con pruebas estadísticas.
7. Extraer conclusiones, señalar las limitaciones y publicar el procedimiento para que pueda replicarse.

Ejemplos de investigación experimental

• La dama que probaba el té. En The Design of Experiments (1935), el estadístico Ronald A. Fisher explicó los principios del diseño experimental con un caso sencillo: una mujer afirmaba distinguir si en una taza se había echado primero la leche o el té. Fisher propuso servirle ocho tazas, cuatro de cada tipo, en orden aleatorio, y calcular la probabilidad de acertar por pura suerte.
• El ensayo de la estreptomicina (1948). El Medical Research Council británico comparó en enfermos de tuberculosis pulmonar el reposo con estreptomicina frente al reposo solo. Diseñado por Austin Bradford Hill, repartió a los pacientes mediante números aleatorios en sobres cerrados y se considera uno de los primeros ensayos clínicos aleatorizados de la medicina moderna.
• El muñeco Bobo (1961). Albert Bandura y sus colaboradores mostraron a niños pequeños a un adulto que golpeaba un muñeco hinchable y a otros, un adulto que jugaba tranquilo. Los primeros imitaron después más conductas agresivas, un resultado clave para la teoría del aprendizaje social.
• Un experimento de campo en educación. Un centro asigna al azar a la mitad de sus grupos de primaria un programa de lectura diaria de veinte minutos y compara, al final del curso, la comprensión lectora con la del resto.

Puedes ver otros casos y su papel en la ciencia en el artículo sobre el experimento.

Ventajas y limitaciones

Por esos límites éticos, la experimentación con personas exige consentimiento informado y la aprobación de un comité de ética, según principios recogidos en documentos como la Declaración de Helsinki de la Asociación Médica Mundial (1964).

Importancia

La investigación experimental es la herramienta con la que la ciencia pasa de «estas dos cosas aparecen juntas» a «una causa la otra». De ella dependen la aprobación de medicamentos y vacunas, la evaluación de políticas públicas y programas educativos, la mejora de cultivos o las pruebas de productos industriales y digitales. Conocer su lógica ayuda además a leer con criterio las noticias científicas. Para situarla junto a los demás enfoques, consulta los tipos de investigación.

Ejercicios resueltos

Preguntas frecuentes

Referencias

• Campbell, D. T. y Stanley, J. C. Experimental and Quasi-Experimental Designs for Research. Chicago, Rand McNally, 1966 (trad. esp.: Diseños experimentales y cuasiexperimentales en la investigación social, Amorrortu).
• Shadish, W. R., Cook, T. D. y Campbell, D. T. Experimental and Quasi-Experimental Designs for Generalized Causal Inference. Boston, Houghton Mifflin, 2002.
• Fisher, R. A. The Design of Experiments. Edimburgo, Oliver and Boyd, 1935.
• Hernández Sampieri, R., Fernández Collado, C. y Baptista Lucio, P. Metodología de la investigación. México, McGraw-Hill.