Método Experimental II Dra. Dolores Ayala Velázquez MEDIR Y COMUNICAR RESULTADOS Toda actividad experimental tiene por objetivo mostrar aspectos relevantes del acto de medir y la representación de los resultados de las mediciones. En particular, la falta de planeación y ciertas precauciones en la elección de qué medir, en la toma de datos y su análisis, puede llevarte a obtener información incompleta o inadecuada y por más elaborado que sea el análisis de los datos, si éstos fueron mal tomados no es posible rescatar informaciones no registradas o registradas en forma incorrecta durante las mediciones. Queremos que adquieras las herramientas teóricas y prácticas para analizar de forma adecuada los datos obtenidos y hacerte ver la necesidad de mantener una actitud atenta y crítica durante el proceso de obtención de datos, entrenándote para la observación cuidadosa que requiere el trabajo profesional. La información así obtenida te permitirá aumentar tus conocimientos sobre un problema dado y, una vez reflexionada y bien asimilada por ti, podrás comunicarla de forma adecuada para compartirla con la comunidad interesada en el mismo problema. Por eso, vamos a continuar ejercitándote en el conocimiento y uso de los fundamentos de la correcta comunicación científica. El trabajo experimental científico Para definir un problema experimental es necesario especificar claramente cuáles son sus objetivos, precisar los supuestos (hipótesis) que hay que corroborar y preguntas qué responder y determinar cuál es la información que se requiere para encontrar la solución. Lo anterior conduce a: 1) revisar la bibliografía existente para conocer los antecedentes y/o modelos aplicables al problema; 2) prever las limitaciones y aproximaciones que sea necesario introducir en el modelo, para así resultados experimentales. tener una posible interpretación de los Método Experimental II 3) Dra. Dolores Ayala Velázquez Determinar la región de validez del modelo para saber que los resultados serán válidos en cierto intervalo de medición, que además, debe ser compatible con el equipo que se va a utilizar. 4) Tomar en cuenta la precisión que requieren las medidas en la elección del equipo e instrumentos de medición, ya que no se deben tomar como precisas medidas hechas con equipo rudimentario y sería un desperdicio utilizar equipo de precisión cuando sólo se requieran medidas aproximadas o rudimentarias. 5) Conocer de antemano el equipo disponible y sus características: capacidad, resolución, sensibilidad y precisión para obtener los resultados deseados. 6) Contar con el tiempo y recursos necesarios, que en la mayoría de los casos, dependen de la importancia que se le asigne al problema. El trabajo en este Laboratorio Podríamos decir que tiene como objetivo fundamental el que se familiaricen con el uso de instrumentos, aprendan las normas básicas de metrología y usen el método científico en la resolución de problemas relacionado con ciencias básicas o aplicadas. El método científico proporciona ciertas reglas generales para atacar un problema experimental científico, además de la curiosidad e intuición innatas presentes en el espíritu de cada uno de nuestros futuros profesionistas. En general, cuando se ha definido un problema y se ha planeado el experimento para resolverlo, debemos saber: qué medir, cómo medir, con qué equipo, cuándo y dónde hacerlo. Una vez definido el problema la metodología experimental nos pide trabajar en el diseño del experimento, elaborando la guía metodológica para determinar ¿qué respuestas voy a encontrar usando instrumentos y realizando mediciones? El diseño del experimento consiste en la selección y prueba del equipo, el acoplamiento de partes para general el dispositivo de medición a lo largo de todo el proceso, realizar mediciones de prueba y una interpretación preliminar de los datos para confirmar que vamos en la dirección correcta y, en caso necesario, hacer las correcciones de diseño antes de realizar el Método Experimental II Dra. Dolores Ayala Velázquez experimento definitivo, y evitar así, pérdida de tiempo, esfuerzo y recursos en general. Necesitamos poner atención a todos los detalles para poder realizar con éxito un experimento, y estos van desde cada uno de sus componentes calculando el efecto de su precisión en el resultado final, hasta el número y orden de las mediciones. 2.- Para diseñar el experimento elaboramos la guía metodológica en la que elegimos el procedimiento experimental sabiendo: ¿Para qué vamos a medir? ¿Qué vamos a medir? ¿Con qué vamos a medir? ¿Cuántas mediciones vamos a hacer y por qué? Esto requiere determinar todas y cada una de las partes del equipo, realizando: a) la selección, calibración y prueba de equipo, b) el acoplamiento de partes verificando su funcionamiento previo, c) un experimento de prueba, d) una interpretación tentativa de sus resultados, modificando el procedimiento experimental, el equipo y/o redefiniendo el problema, en caso necesario e) la realización del experimento final, obteniendo todos los datos necesarios para su interpretación completa. 3.- Diseño de tablas y gráficas en las que vamos a depositar la información de las mediciones Una vez elaborada la guía metodológica continúa el proceso de medición para recopilar todos los datos necesarios para el análisis numérico y gráfico que nos llevará a la obtención de resultados. 4.- En análisis tiene una parte numérica que incluye la propagación de incertidumbres y otra gráfica de los datos. El análisis de la incertidumbre nos permite: Método Experimental II Dra. Dolores Ayala Velázquez a) obtener explícitamente la incertidumbre asociada a las mediciones indirectas en todo el proceso de medición b) determinar si la incertidumbre está limitada por la reproducibilidad de las medidas o por la precisión del equipo y el manejo adecuado de los datos. c) hacer las correcciones necesarias en el equipo y las mediciones para que los resultados sean confiables con incertidumbre menor del 15 %. 5.- La obtención de los resultados es una etapa muy importante porque es a través de estos valores que podemos: comparar con valores reportados en la literatura verificar si se cumplieron las predicciones del modelo teórico considerado identificar las diferencias y poder afirmar si tienen relación con el intervalo de observación y las condiciones particulares del experimento, o bien identificar los errores cometidos al medir y las formas de corregirlos. 6.- Interpretación de resultados. Esto se logra cuando se ha verificado que el experimento estuvo bien realizado y que las hipótesis han sido corroboradas o descartadas. 7.- Presentación de resultados y conclusiones. Este tema es muy importante, ya que el profesional, sobre todo de las áreas científicas o técnicas, se ve en la necesidad constante de publicar o dar a conocer en forma escrita los resultados de sus investigaciones o la solución encontrada a los problemas planteados. Este informe debe hacerse de una manera clara y concisa, pensando en la persona o personas que lo van a leer y debe incluir los seis puntos anteriores. En las diferentes actividades a realizar, buscamos que incluyan los diferentes aspectos mencionados anteriormente, aumentando su complejidad conforme avanzan el curso, hasta culminar con un proyecto de dos a tres semanas de duración. Dicho proyecto empieza desde la definición del problema de modo realista tomando en cuenta las limitaciones del equipo disponible, el tiempo y el dinero. En algunas actividades experimentales sólo propondremos el enunciado de un problema, de modo que ustedes puedan ejercitarse en el uso Método Experimental II Dra. Dolores Ayala Velázquez de los pasos del método experimental científico, utilizando diferentes métodos o equipos.