Paso 5Tratar la incertidumbre

La incertidumbre: no basta con ponerla

Protocolo en seis pasos para identificar, registrar, procesar, representar e interpretar la incertidumbre, y usarla en la conclusión y la evaluación. Cada paso indica el criterio en el que suma.

💡 La idea clave: dos tipos de incertidumbre

Los descriptores del IB piden que el procesamiento muestre que «se han considerado las incertidumbres de forma apropiada» (Análisis de datos, 5-6) y que la conclusión sea «totalmente coherente», lo que requiere interpretar los datos procesados, incluidas las incertidumbres asociadas (Conclusión, aclaraciones).

① Incertidumbre de medida
La del instrumento y el método: cuánto puede «fallar» cada lectura. Ej.: probeta ± 0,5 mL, cronómetro manual ± 0,3 s (tiempo de reacción), baño maría ± 1 °C.
② Variabilidad de los datos
Cuánto varían las réplicas entre sí: diferencias biológicas entre individuos + errores aleatorios. Se cuantifica con la desviación típica (s), el CV, el SEM o el IC 95 %.
🔑 En Biología, la variabilidad ② suele ser mucho mayor que la incertidumbre del instrumento ①. Por eso un informe de nivel alto no se limita a escribir «± 0,1 mL» en la tabla: compara ambas, decide cuál domina y explica cómo afectan a la confianza en la conclusión. Además, los errores sistemáticos (siempre en el mismo sentido) no aparecen en ningún «±»: hay que detectarlos y discutirlos en la evaluación.

1 Antes de medir: identifica y reduce Criterio 1 · Diseño

Las «consideraciones metodológicas» incluyen la repetición y la precisión de las mediciones. Aquí se gana el Diseño y se prepara el resto.

  1. Haz una lista de todos los instrumentos que usarás para la VI, la VD y las variables controladas, con su incertidumbre:
    • Analógico (probeta, regla, jeringa): ± la mitad de la división más pequeña (probeta graduada de 1 en 1 mL → ± 0,5 mL).
    • Digital (balanza, sensor, termómetro digital): ± 1 en la última cifra (balanza 0,01 g → ± 0,01 g) o el valor del fabricante (ficha del sensor Vernier).
    • Cronómetro manual: la incertidumbre real es el tiempo de reacción humano (≈ ± 0,2–0,5 s), no la resolución del aparato (0,01 s). Estímala y justifícala.
    • Recuentos (burbujas, estomas, semillas germinadas): incertidumbre del método (ej. ± 1 burbuja si es difícil distinguirlas; en % si se cuentan semillas: 1/25 = ± 4 %).
    • Condiciones controladas (temperatura del baño, intensidad luminosa): mide su fluctuación real durante el ensayo, no solo la resolución del termómetro.
  2. Calcula la incertidumbre porcentual de cada medida con un valor típico y elige el instrumento o el rango que la mantengan baja (idealmente < 5 %).
    % incertidumbre = (incertidumbre absoluta ÷ valor medido) × 100
    Ej.: medir 2,5 mL con una probeta de 10 mL (± 0,1 mL) → 4 %; con una de 50 mL (± 0,5 mL) → 20 %. ¡La elección del material es una decisión metodológica que debes explicar!
  3. Haz un ensayo piloto (3-5 medidas en un nivel de la VI): te dice cuánto varían las réplicas y, por tanto, cuántas necesitas. Si la variabilidad es grande, aumenta las réplicas o mejora el control.
  4. Justifica el número de réplicas y de niveles de la VI con lo que observaste en el piloto. (Lo de «5 niveles × 5 réplicas» es una orientación habitual, no una norma del IB: lo que se valora es que los datos sean suficientes y lo argumentes).
❌ Nivel bajo«Se usó una probeta para medir el volumen de O₂.»
✅ Nivel alto«El volumen de O₂ se midió con una probeta invertida de 10 mL (± 0,1 mL) en lugar de la de 50 mL (± 0,5 mL), porque en el piloto los volúmenes fueron de 1-5 mL y la incertidumbre porcentual con la de 50 mL habría llegado al 50 %.»

2 Registra los datos brutos con su incertidumbre Criterio 2 · Análisis

Tabla 1. Volumen de O₂ liberado por 1,0 g de tejido de patata en 5 min a cinco temperaturas
Temperatura / °C ± 1 °CVolumen de O₂ / mL ± 0,1 mL
R1R2R3R4R5
101,21,41,01,31,1
202,42,62,22,52,8
304,85,14,95,34,6
403,12,93,62,63,3
501,00,91,40,61,1

La incertidumbre de la temperatura (± 1 °C) es la fluctuación observada del baño maría, no la resolución del termómetro digital (± 0,1 °C).

3 Procesa: cuantifica la variabilidad y compárala Criterio 2 · Análisis

Aquí es donde la mayoría «pone la incertidumbre y ya». El salto de nivel está en el punto 3: comparar.

  1. Calcula para cada nivel de la VI: media, desviación típica muestral s (=DESVEST, divide entre n−1) y n. Si quieres expresar la incertidumbre de la media, añade el SEM (s/√n) o el IC 95 %.
  2. Calcula el coeficiente de variación, que permite comparar la variabilidad entre niveles con medias distintas:
    CV (%) = (s ÷ media) × 100
  3. Compara la incertidumbre del instrumento con la variabilidad, nivel por nivel:
    • Si s ≫ incertidumbre del instrumento → la variabilidad viene del material biológico o del procedimiento: cambiar de instrumento no mejoraría los datos; hay que controlar mejor o aumentar n.
    • Si s ≈ incertidumbre del instrumento → el instrumento limita la precisión: la mejora es un instrumento más preciso.
  4. Propaga la incertidumbre de medida en los cálculos sencillos cuando la VD procesada salga directamente de medidas (recomendado):
    • Suma o resta → se suman las incertidumbres absolutas. Cambio de masa = mfinal − minicial → ± (0,01 + 0,01) = ± 0,02 g.
    • Multiplicación o división → se suman las incertidumbres porcentuales. Tasa = 2,5 mL (± 4 %) ÷ 300 s (± 0,1 %) → ± 4,1 %.
  5. Valores atípicos: aplica un criterio declarado (por ejemplo, alejarse más de 2 s de la media, o 1,5 × el rango intercuartílico), busca una causa en tus observaciones y explica si lo excluyes. Si lo excluyes, muestra el resultado con y sin él.
  6. Redondeo coherente: la media con los mismos decimales que los datos brutos; la s con, como mucho, un decimal más. Mantén el mismo criterio en todas las tablas.
Tabla 2. Datos procesados (n = 5 por temperatura)
T / °CMedia / mLs / mLCV / %Incert. instrumento / %¿Qué domina?
101,20,16138Ambas son importantes
202,50,2294Variabilidad
304,90,2752Variabilidad (baja)
403,10,38123Variabilidad (alta)
501,00,292910Variabilidad (muy alta)
«En todos los niveles la desviación típica (0,16–0,38 mL) fue entre 1,6 y 3,8 veces mayor que la incertidumbre de la probeta (± 0,1 mL), por lo que la variabilidad procede principalmente del tejido y del procedimiento, no del instrumento. La variabilidad relativa fue máxima a 50 °C (CV = 29 %), donde además la incertidumbre del instrumento alcanza el 10 % del valor medido.»

4 Representa: barras de error que se puedan leer Criterio 2 · Análisis

5 Concluye teniendo en cuenta la incertidumbre Criterio 3 · Conclusión

Pregúntate: ¿mis diferencias o mi tendencia son mayores que la incertidumbre? ¿En qué parte del rango puedo confiar más y en cuál menos?

  1. Compara la diferencia entre medias con su variabilidad: ¿la diferencia supera claramente las s o los IC?
  2. Señala en qué niveles la conclusión es más sólida (CV bajo, barras sin solapar) y en cuáles es débil (CV alto, solapamiento).
  3. Une el resultado estadístico con la incertidumbre: valor p, y también tamaño de la diferencia frente a s.
  4. Compara con la bibliografía teniendo en cuenta tu incertidumbre: ¿el valor publicado (por ejemplo, el óptimo de la enzima) cae dentro de tu resolución? Si tus niveles van de 10 en 10 °C, tu óptimo solo está localizado entre 30 y 40 °C, no «a 30 °C exactos».
❌ Pone la incertidumbre y ya«La catalasa funciona mejor a 30 °C (4,9 ± 0,27 mL). Esto coincide con la bibliografía.»
✅ La interpreta«El máximo volumen se obtuvo a 30 °C (4,9 mL; s = 0,27 mL), y la diferencia con 40 °C (1,8 mL) es entre 4,8 y 6,8 veces la s de cada grupo (t de Student, p < 0,001). Sin embargo, con intervalos de 10 °C el óptimo solo puede situarse entre 20 y 40 °C. La conclusión es menos fiable a 50 °C (CV = 29 %), probablemente porque la desnaturalización depende de pequeñas diferencias de temperatura dentro del margen de ± 1 °C del baño.»

6 Evalúa: ordena las limitaciones por su impacto Criterio 4 · Evaluación

Para 5-6 hay que «explicar el impacto relativo de las limitaciones». La incertidumbre te da los números para ordenarlas.

  1. Haz una tabla: limitación → tipo (aleatoria / sistemática) → pruebas en tus datos (CV, % incertidumbre, atípicos, observaciones) → impacto en la conclusión (alto / medio / bajo) → mejora concreta.
  2. Aleatoria (aumenta s, se ve en el CV): se reduce con más réplicas o mejor control. Sistemática (desplaza todos los valores en un sentido, no se ve en s): requiere cambiar el método o calibrar.
  3. La mejora debe atacar la fuente que domina según el paso 3: si s ≫ incertidumbre del instrumento, un instrumento mejor no es la mejora principal.
LimitaciónTipoPrueba en los datosImpactoMejora
Fluctuación del baño (± 1 °C)AleatoriaCV máximo a 50 °C (29 %), donde la desnaturalización es más sensibleAlto en 40-50 °CBaño termostático con agitación; registrar T con sensor cada 30 s
Discos de patata de tubérculos distintosAleatorias 1,6–3,8 veces mayor que la incertidumbre de la probeta en todos los nivelesMedio en todo el rangoCortar todos los discos de un mismo tubérculo con sacabocados y pesarlos (± 0,01 g)
O₂ disuelto en el agua y no recogidoSistemáticaTodos los volúmenes estarían por debajo del real; no se ve en sBajo para la tendencia, alto para valores absolutosMedir con sensor de O₂ o de presión en recipiente cerrado
Resolución de la probeta (± 0,1 mL)Aleatoria8-10 % del valor a 10 y 50 °C; 2 % a 30 °CMedio en los extremosJeringa de gas de 5 mL (± 0,05 mL) o tiempo de reacción más largo
«La limitación más importante fue la fluctuación de temperatura del baño, ya que coincide con el nivel de mayor variabilidad (50 °C, CV = 29 %). La resolución de la probeta tuvo un impacto menor: en todos los niveles la s superó a esta incertidumbre, por lo que un instrumento más preciso no reduciría por sí solo la dispersión.»

🧮 Calculadora de incertidumbre

Pega las réplicas de un nivel de tu VI (separadas por espacios, punto y coma o saltos de línea; usa coma decimal) y la incertidumbre de tu instrumento. Opcional: un segundo nivel para compararlos.

✅ Checklist de incertidumbre

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