Pregunta de investigación. ¿La concentración de croscarmelosa sódica modifica el tiempo medio de desintegración de comprimidos de paracetamol de 500 mg de liberación inmediata?
Objetivo. Comparar cuatro concentraciones del desintegrante (1 %, 2 %, 3 % y 4 %) utilizando un diseño completamente al azar.
Factor: concentración de croscarmelosa sódica. Respuesta: tiempo de desintegración (minutos). Unidad experimental: lote experimental independiente. Réplicas: tres lotes independientes por tratamiento (12 en total).
| Orden_aleatorio | Tratamiento |
|---|---|
| 1 | 1 % |
| 2 | 2 % |
| 3 | 4 % |
| 4 | 2 % |
| 5 | 4 % |
| 6 | 1 % |
| 7 | 3 % |
| 8 | 3 % |
| 9 | 3 % |
| 10 | 4 % |
| 11 | 1 % |
| 12 | 2 % |
La tabla muestra un ejemplo reproducible de orden aleatorio, no el registro histórico de fabricación.
Los siguientes tiempos son simulados para ilustrar
el procedimiento. Si dispones de mediciones reales, sustituye
exclusivamente el vector Tiempo_min.
| Concentracion | Tiempo_min |
|---|---|
| 1 % | 8.2 |
| 1 % | 8.8 |
| 1 % | 8.5 |
| 2 % | 6.0 |
| 2 % | 6.4 |
| 2 % | 6.2 |
| 3 % | 4.0 |
| 3 % | 4.3 |
| 3 % | 4.1 |
| 4 % | 3.7 |
| 4 % | 3.9 |
| 4 % | 3.8 |
| Concentracion | n | Media | Mediana | DE | Varianza | Min | Max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 % | 3 | 8.500 | 8.5 | 0.300 | 0.090 | 8.2 | 8.8 |
| 2 % | 3 | 6.200 | 6.2 | 0.200 | 0.040 | 6.0 | 6.4 |
| 3 % | 3 | 4.133 | 4.1 | 0.153 | 0.023 | 4.0 | 4.3 |
| 4 % | 3 | 3.800 | 3.8 | 0.100 | 0.010 | 3.7 | 3.9 |
Modelo: \(Y_{ij}=\mu+\tau_i+\varepsilon_{ij}\), donde \(\tau_i\) es el efecto de la concentración y \(\varepsilon_{ij}\) es el error experimental.
Independencia: se garantiza principalmente mediante el diseño y la independencia de los lotes, no mediante Shapiro-Wilk ni Levene. Tres mediciones del mismo lote no equivalen a tres lotes independientes.
H₀: los errores del modelo siguen una distribución normal. H₁: no siguen una distribución normal.
| W | Valor_p |
|---|---|
| 0.983 | 0.993 |
Decisión: No rechazar H₀: no se detecta evidencia suficiente contra la normalidad. No rechazar H₀ no demuestra normalidad.
H₀: las varianzas son iguales entre concentraciones. H₁: al menos una varianza difiere.
Decisión: No rechazar H₀: no se detectan diferencias de varianzas.
H₀: \(\mu_{1\%}=\mu_{2\%}=\mu_{3\%}=\mu_{4\%}\). H₁: al menos una media es distinta.
| Fuente | Df | Sum Sq | Mean Sq | F value | Pr(>F) |
|---|---|---|---|---|---|
| Concentracion | 3 | 42.443 | 14.148 | 346.47 | 0 |
| Residuals | 8 | 0.327 | 0.041 | NA | NA |
Decisión: Rechazar H₀: hay evidencia de diferencias entre medias. La prueba F no identifica por sí sola qué pares difieren.
H₀ por par: las dos medias comparadas son iguales. H₁: difieren. Se interpreta el valor p ajustado y el intervalo de confianza.
| Comparacion | diff | lwr | upr | p adj |
|---|---|---|---|---|
| 2 %-1 % | -2.300 | -2.828 | -1.772 | 0.000 |
| 3 %-1 % | -4.367 | -4.895 | -3.838 | 0.000 |
| 4 %-1 % | -4.700 | -5.228 | -4.172 | 0.000 |
| 3 %-2 % | -2.067 | -2.595 | -1.538 | 0.000 |
| 4 %-2 % | -2.400 | -2.928 | -1.872 | 0.000 |
| 4 %-3 % | -0.333 | -0.862 | 0.195 | 0.257 |
Si Levene y los diagnósticos muestran heterocedasticidad, el ANOVA de Welch es una alternativa para grupos independientes. Para comparaciones posteriores, puede considerarse Games-Howell.
| Estadistico_F | GL1 | GL2 | Valor_p |
|---|---|---|---|
| 231.06 | 3 | 4.179 | 0 |
H₀: las distribuciones de los grupos son iguales. H₁: al menos una distribución difiere. La interpretación como diferencia de localización exige condiciones adicionales sobre la forma de las distribuciones.
| Chi_cuadrado | GL | Valor_p |
|---|---|---|
| 10.385 | 3 | 0.016 |
Decisión: Rechazar H₀: evidencia de diferencias en las distribuciones. Esta prueba no sustituye automáticamente al ANOVA ante cualquier incumplimiento de supuestos.
| Medida | Valor |
|---|---|
| Eta cuadrado (η²) | 0.992 |
| Prueba | Valor_p | Decision |
|---|---|---|
| Shapiro-Wilk | 0.993 | No rechazar H₀ |
| Levene | 0.585 | No rechazar H₀ |
| ANOVA clásico | 0.000 | Rechazar H₀ |
| Welch | 0.000 | Rechazar H₀ |
| Kruskal-Wallis | 0.016 | Rechazar H₀ |
El tiempo medio de desintegración observado fue menor para la concentración 4 % (3.8 min) en esta simulación. El ANOVA arrojó p < 0.0001 y Kruskal-Wallis p 0.0156; los resultados deben leerse junto con los supuestos y el tamaño de muestra.
Alcance: resultados simulados, no evidencia de desempeño de lotes reales.