Title: Diapositiva 1
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3Concepto
- El diseño de series temporales es la estrategia
de recogida de datos que mejor refleja la
metodología de estudio longitudinal. Se
caracteriza por la gran cantidad datos u
observaciones que se registran y que se requieren
al aplicar los modelos de análisis basados en los
procedimientos de Box y Jenkins (1970).
4Sigue
- Según Box y Jenkins (1970), se requiere un
mínimo de 50 a 100 observaciones para la correcta
identificación de los modelos estadísticos.
5Clasificación de los diseños de series temporales
- Series
temporales - interrumpidas
- Diseños de series Series temporales
temporales concomitantes - Series
temporales - descriptivas
6Series temporales interrumpidas
- Una modalidad de diseño de serie temporal, de
uso frecuente en ciencias sociales y del
comportamiento, es el diseño de series temporales
interrumpidas. Esta clase de diseño es apropiado
para evaluar el impacto de tratamientos (como por
ejemplo programas sociales, innovaciones
sociales, estímulos, variables manipuladas,
etc.). ..//..
7Sigue
- Se caracteriza por la interrupción de la serie,
en un punto del tiempo, por la aplicación del
tratamiento a evaluar. Se espera, como
consecuencia de la aplicación del tratamiento,
que los datos reflejen esta interrupción
mostrando un cambio de nivel o de tendencia.
..//..
8Sigue
- En ello estriba la lógica que se utiliza en
estos diseños, al atribuir los cambios operados
en la serie, a partir del punto de interrupción,
a la presencia o eficacia del tratamiento.
9Series temporales concomitantes
- Hay situaciones, en ámbitos sociales aplicados,
donde es difícil determinar si un tratamiento se
ha aplicado en un punto o momento del tiempo
concreto. Sin embargo, podría ocurrir que una
pretendida acción causal variase a lo largo de un
determinado período de tiempo y que una segunda
serie temporal, considerada como resultado,
variase también de forma paralela.
10Sigue
- Admitida esta hipotética posibilidad, se tendría
un diseño de series concomitantes con una serie
causa y otra efecto. Ahora bien, de la relación
de dos o más series no es posible derivar, con
garantía, una acción causal. Por esa razón,
cuando en el diseño se incorporan dos series el
investigador tiene por objetivo predecir la
variación de una las series a partir de la otra,
utilizando para ello la técnica de correlación
cruzada. ..//..
11Sigue
- Nótese que, con este procedimiento, sólo se
infiere el grado en que la variación de la serie
predictora covaría con la serie resultado. De
nuevo se plantea, en este diseño, el problema de
la confusión entre correlación y causalidad.
..//..
12Sigue
- Así, por ejemplo, ante una hipotética
covariancia entre paro y adicción al juego, el
investigador no posee suficiente evidencia para
inferir que el paro es la causa de la ludopatía y
sólo puede afirmar que dos series varían
conjuntamente.
..//..
13Sigue
- En esta situación no hay manipulación de la
variable antecedente, por lo que difícilmente se
podrán derivar relaciones causales. Con ello, no
se pretende subestimar el uso de esta clase de
diseños, dado que pueden generar hipótesis
capaces de instigar nuevas investigaciones con
diseños de mayor control.
14 Series temporales descriptivas
- Los diseños de series temporales descriptivas se
reducen a presentar los datos sin implicación
alguna sobre posibles efectos de factores
externos (como tratamientos, intervenciones,
etc.). No se trata, en estos diseños, de estudiar
la acción de una variable independiente, sino el
comportamiento de la variable de registro o
medida.
..//..
15Sigue
- Por lo tanto, sólo se pretende mostrar la
evolución de los datos a lo largo del tiempo
(procesos), y qué tipo de componentes se hallan
presentes en la series (tendencia, cíclico,
etc.).
16Series temporales interrumpidas
17Concepto
- Los diseños de series temporales interrumpidas
permiten evaluar el impacto de las intervenciones
en ámbitos diversos como la ley del divorcio,
programas educativos de la comunidad,
epidemiología, derechos humanos, política de
tasas, seguridad vial, ley de armas, consumo de
drogas, etc. ..//..
18Sigue
- En general, el diseño de series temporales
interrumpidas es un valioso instrumento de
investigación dentro del ámbito de evaluación de
programas y estudios sociales.
19Clasificación
- a) Serie temporal interrumpida simple.
- b) Serie temporal interrumpida con grupo
control - no equivalente (Series temporales
múltiples). - c) Serie temporal interrumpida con variables no
equivalentes. - d) Serie temporal interrumpida con retirada de
- tratamiento.
- e) Serie temporal interrumpida con múltiples
réplicas (Series de muestras de tiempo
equivalentes). - f) Serie temporal interrumpida con réplicas
conmutadas.
20PATRONES DE CAMBIO
CAMBIO DE NIVEL
CAMBIO DE PENDIENTE
21Cambio de nivel
- El cambio de nivel toma diferentes formas, en
función de cómo se espera que actúe la variable
de tratamiento. La acción de esta variable puede
tomar tres formas (Glass et al., 1975) - Una primera expectativa, es que la intervención
produzca un cambio permanente en el nivel.
..//..
22Sigue
- Es posible predecir, en segundo lugar, un
cambio de carácter transitorio. Así, se espera
que la intervención tenga un efecto sobre la
observación inmediatamente después y luego
desaparece (Box y Tiao, 1975).
..//..
23Sigue
- Hay una tercera expectativa de carácter
intermedio, en la que el efecto se amortigua. En
otras palabras, el efecto de la intervención
tiende a reducirse y a regresar hacia la línea
base a lo largo del tiempo.
24Cambio de tendencia
- El cambio de tendencia o pendiente es de interés
en donde se espera que la tasa de incremento o
decremento sea resultado de la intervención. - Otra forma de caracterizar el efecto es en
función de su persistencia en el tiempo. Así, el
efecto puede ser continuo o discontinuo. ..//..
25Sigue
- El efecto continuo se produce inmediatamente
después de la intervención y persiste durante un
largo período de tiempo en la serie. El efecto
discontinuo no persiste en el tiempo es decir,
suele ocurrir cuando el tratamiento es retirado o
bien cuando posee un efecto transitorio.
26Tipos de efectos
- El efecto puede ser, también, instantáneo o
demorado. El efecto instantáneo aparece
inmediatamente después de la intervención. El
efecto demorado es más difícil de interpretar, ya
que suele aparecer de una forma bastante
posterior a la aplicación del tratamiento.
27Modalidades del diseño de serie temporal
interrumpida
28SERIE TEMPORAL INTERRUMPIDA SIMPLE
O1 O2 O3 O4 O5 X O6 O7 O8 O9 O10
29Definición
- El modelo básico de serie temporal interrumpida
está formado por dos períodos de múltiples
observaciones registradas, antes y después de la
intervención, sobre un grupo o un individuo.
Estos períodos se conocen por pre y
pos-tratamiento.
..//..
30Sigue
- Siguiendo la notación introducida por Campbell y
Stanley (1966), este formato se representa por
unas cuantas observaciones, menos de las 50 a
100 que deberían utilizarse (Box y Jenkins, 1970
Glass et al., 1975). - El objetivo del diseño de serie temporal es
detectar cambios en los patrones de los datos,
antes y después de la intervención, atribuibles a
la intervención.
..//..
31Sigue
- Por lo general, el analista espera encontrar que
la pendiente o el nivel de la serie sea
contingente a la aplicación de la intervención.
Este diseño recibe el nombre de serie temporal
interrumpida, porque la inferencia causal se basa
en detectar o descubrir un cambio abrupto en los
valores de la variable dependiente.
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33Comentario del gráfico
- La figura muestra gráficamente el diseño de
serie temporal simple, donde se marca con una
flecha el punto de intervención. Se trata de
comprobar, si a partir de este punto de
intervención se ha producido un cambio en el
patrón de los datos. Debe ser, pues, el análisis
el que desvele la presencia de cambio o no...//..
34Sigue
- Ahora bien, el hecho del cambio no garantiza que
su causa haya sido la intervención. En esta clase
de diseños, cabe la posibilidad de numerosas
hipótesis alternativas que rivalizan con la
hipótesis de la intervención.
35Estudio de un ejemplo
- Un ejemplo clásico de diseño de serie temporal
interrumpida se encuentra en el artículo de
Campbell (1969), donde describe un estudio
realizado por él y sus colaboradores (Campbell y
Ross, 1968 Glass, 1968 Ross y Campbell, 1968).
..//..
36Sigue
- En este estudio, se analiza un endurecimiento
de la legislación sobre la velocidad de
conducción en el estado de Connecticut. - Después de constatar una cantidad elevada de
accidentes mortales de tráfico en 1955, el
gobernador del estado adoptó unas fuertes medidas
para controlar la velocidad. ..//..
37Sigue
- Al finalizar el año 1956, se contabilizaron 284
muertes de tráfico contra las 324 del año
anterior. La reducción del número de muertos por
accidente de tráfico fue, en 1956, 40. La
interpretación del gobernador fue clara, en el
sentido que el endurecimiento de las leyes había
tenido, sin duda, un claro beneficio se habían
salvado 40 vidas.
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39Amenazas a la validez interna
- La principal amenaza a la validez interna o
validez de inferencia es, el factor historia. La
historia se refiere a hechos o acontecimientos
externos distintos al tratamiento que actúan en
el punto de intervención y que pueden afectar a
la conducta en curso. Entre los posibles
controles del factor historia, el más efectivo
consiste en añadir un grupo-control sin
tratamiento a la serie.
40Sigue
- Otra amenaza es la instrumentación. Un cambio en
los procedimientos administrativos puede
modificar la forma como los registros son
guardados. Así, aquellos responsables de la
administración, que pretenden mostrar una buena
actuación, pueden simplemente cambiar los
procedimientos de contabilizar los datos.
..//..
41Sigue
- A quienes, por otro lado, se les ha encargado
cambiar alguna estructura u organización, pueden
introducir cambios en el sistema de registros o
en los criterios, en función de los cuales el
resultado puede interpretarse como un éxito o
fracaso.
..//..
42Sigue
- La selección se convierte en otra amenaza a la
inferencia de la hipótesis, como cuando la
composición de grupo de tratamiento cambia de
forma súbita y drástica en el punto de aplicación
de la intervención. Esto suele ocurrir debido al
desgaste que supone en la muestra la aplicación
del tratamiento. ..//..
43Sigue
- Cuando hay desgaste de muestra, por las medidas
repetidas que se toman de los sujetos, no es
posible determinar, sin un posterior análisis, si
el tratamiento causó una interrupción en la serie
o si la interrupción fue debida a que diferentes
personas estuvieren en los períodos de pre y
postratamiento. Mejor sería analizar los datos
para aquellas unidades que hubieran estado
presentes en los períodos pre y post.
44Validez externa
- La validez externa o alcance de los resultados
de los diseños de las series temporales es
considerable ya que los tratamientos son, a
menudo, hechos o circunstancias vistos por los
respondientes como algo natural (por ejemplo,
cambios en las leyes).
..//..
45Sigue
- Las respuestas son por lo general no
desvirtuadas puesto que los sujetos consideran a
las intervenciones como formando parte de la
acción del gobierno o de la colectividad. - Así, los tratamientos y las medidas se parecen
más a los de la vida real que en otras clases de
diseños.
46Alternativas de análisis
47Modelos de análisis
- A) Análisis de series temporales. Modelos ARIMA
- B) Análisis de mínimos cuadrados generalizados
(MCG). Modelos de la regresión generalizada
48- Análisis de series temporales
49DSTI Modelos de análisis
- ANOVA no válido
-
- AST (Box y Jenkins, 1970)
- Modelos ARIMA (p,d,q). Inconvenientes
- Gran cantidad de observaciones (50-100)
- Dificultad matemática (SPSS, BMDP, SAS)
- Dificultad de identificación del modelo
-
50Mínimos cuadrados generalizados (MCG)
51- Modelo Ytb0b1Ttb2Xtet
-
- Paso 1 MCO estimación parámetros (b0,
b1, b2), - recuperando los residuales
-
- Paso 2 estimación de la autocorrelación
(d-Durbin- - Watson)
- Ausencia de autocorrelación
Paso 1 - Presencia de autocorrelación Paso 3
- Paso 3 MCG corrección de los datos
- Estimación parámetros (b0, b1, b2)
52Paso 1
- Mínimos cuadrados ordinarios (MCO)
- Se estiman, por este procedimiento, los
parámetros del modelo de la regresión propuesto. - A continuación se estiman los residuales para la
prueba de Durbin-Watson en el paso 2.
53Paso 2
- Prueba de Durbin-Watson, en la que se asume, por
hipótesis nula, la no autocorrelación entre los
residuales
54Estadístico d de Durbin-Watson
- Si d lt dL Autocorrelación positiva
- Si d gt dU No Autocorrelación
- Si dL lt d lt dU La prueba es indecisa
?1 1 - d/2
55- NA(H0) d lt lt
d A(H0) -
- dL
dU
56Inferencias de la prueba de D-W
- Si d lt dL, se rechaza la hipótesis, H0, de que
los términos e no están correlacionados, a favor
de la hipótesis de autocorrelación positiva (hay
correlación entre los términos e). - Si d gt dU, no se rechaza la hipótesis de
nulidad (no hay correlación), H0. - Si dL lt d lt dU, la prueba es indecisa.
57Paso 3
- Si la prueba de Durbin-Watson lleva a inferir
la presencia de autocorrelación en los
residuales, se corrigen los datos mediante la
aplicación del criterio de mínimos cuadrados
generalizados (MCG). Para ello se procede con al
paso 3.
58Esquema gráfico de la secuencia de MCG
59MÍNIMOS CUADRADOS GENERALIZADOS (MCG)
Ytb0b1Ttb2Xtet
Paso 1
MCO
d Durbin-Watson
No Autocorrelación
Autocorrelación
MCO
Ytb0b1Ttb2Xtet
Paso 2
60- Modelo de la regresión para el diseño de series
temporales interrumpidas - Yt b0 b1Tt b2X et
-
- Se asume la independencia de los residuales
61Ejemplo práctico 1 con datos hipotéticos de
accidentes de tráfico
- Considérese la siguiente matriz de datos
hipotéticos sobre la cantidad de accidentes
mortales por cada 10.000 habitantes de una
población a lo largo de 20 años. Antes de la
aplicación de una norma legal y 10 años después
de su instauración.
62 MATRIZ DE DATOS HIPOTÉTICOS SOBRE SEGURIDAD VIAL
63Representación gráfica DSTI
Tiempo
64ANÁLISIS DE LA REGRESIÓN (DSTI)
d1.632 k2 N30 dL1.07 y dU1.34
d gt dU NO AUTOCORRELACIÓN
65Ejemplo práctico 2
- Willson, N., Sertsou, G., Edwards, R., Thomson,
G., Grigg, M. y Li, J. (2007), analizaron en un
estudio el efecto que tuvo en Nueva Zelanda la
nueva legislación sobre locales libres de humo y
las llamadas a una línea telefónica para
conseguir ayuda (Quitline-Service).
66Procedimiento
- A lo largo de 24 meses antes de la promulgación
de la ley y durante 12 meses después, se
recogieron datos de las llamadas registradas al
Quitline y datos de la cantidad de bonos
facilitados por el Quitline Service para un
terapia de sustitución de la nicotina.
67Gráfico de resultados
68Prueba de Durwin-Watson
d1,829 k3 N36 dL1,10 y dU1,44
d gt dU NO AUTOCORRELACIÓN
69Significación de los coeficientes
70Serie temporal interrumpida con grupo control no
equivalente
-
- O1 O2 O3 O4 O5 X O6 O7 O8 O9
O10 -
- O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9
O10
71Definición
- Un procedimiento para controlar el artefacto
historia consiste en añadir un grupo control o
de no-tratamiento. Este formato es conocido,
también, por diseño de series temporales
múltiples (Gottman, McFall y Barnett, 1969
Simonton, 1977).
..//..
72Sigue
- Según Gottman et al., (1969), el diseño de serie
temporal interrumpida con grupo control no
equivalente es una extensión del diseño de serie
temporal simple y permite investigar hipótesis
más precisas al comparar una serie temporal
experimental con otra de control. En
consecuencia, se controlan mejor las posibles
hipótesis rivales.
73(No Transcript)
74Comentario del gráfico
- La figura anterior representa de forma gráfica
la estructura del diseño con dos series
temporales, una por grupo y con el punto de
intervención claramente señalado por la flecha.
75Serie temporal interrumpida con grupo control no
equivalente retardado
-
-
- O1 O2 O3 X O4 O5 O6 O7 O8 O9
-
- O1 O2 O3 O4 O5 O6 X O7 O8 O9
-
76Definición
- Hay un conjunto de características que,
asociadas a estos diseños, conviene tener en
cuenta. En primer lugar, la validez interna del
diseño descansa ampliamente en la equivalencia de
los grupos es decir, la fuerza de la inferencia
radica en que los grupos sean comparables.
..//..
77Sigue
- Si los individuos del grupo control no
equivalente difieren de forma significativa de
los del grupo de tratamiento, en una serie de
características relevantes, estas características
se convierten en hipótesis rivales difíciles de
rechazar. Si los grupos son comparables, sólo
aquellos factores que pueden afectar
diferencialmente a un grupo se convierten en
hipótesis rivales.
..//..
78Sigue
- Esto implica que, en la elección del grupo
control, se tenga la suficiente cautela para
garantizar la equivalencia, por lo que respecta a
las variables más relevantes capaces de afectar
diferencialmente a los grupos. De lo contrario,
podría darse un posible efecto de selección que
explique la diferencia o confundir la acción de
la variable de tratamiento.
79Serie temporal interrumpida con variables no
equivalentes
- OA1 OA2 OA3 OA4 OA5 X OA6 OA7 OA8 OA9 OA10
-
- OB1 OB2 OB3 OB4 OB5 X OB6 OB7 OB8 OB9
OB10
80Definición
- La principal amenaza a la validez interna de los
diseños de series temporales interrumpidas
simples es el factor historia. La historia puede
controlarse añadiendo un grupo control no
equivalente o minimizando el intervalo de tiempo
entre medidas.
..//..
81Sigue
- Ahora bien, la historia puede, también,
examinarse con datos de series de variables
dependientes que deberían estar afectas por el
tratamiento afectadas y no afectadas por el
tratamiento. Como en el diseño de grupo control
no equivalente, las variables han estar
relacionadas.
82Estudio de un ejemplo
- Ross, Campbell y Glass (1970) el efecto de la
promulgación de una ley de tráfico en Gran
Bretaña, como la aplicación del alcoholímetro,
sobre la reducción de la cantidad de accidentes
graves. Esta ley contemplaba la posibilidad de
que las discotecas sólo abrieran a determinadas
horas.
..//..
83Sigue
- Admitiendo que las bebidas ingeridas en las
discotecas eran la causa, en mayor grado, de los
accidentes de tráfico, se esperaba que el control
de alcoholemia iba a producir una reducción de la
cantidad de accidentes graves. Particularmente en
aquellas horas en que estos establecimientos
estaban abiertos, por ejemplo de noche, y no
cuando estaban cerrados. ..//..
84Sigue
- Se trataba de distinguir entre establecimiento
abierto y cerrado en cuanto a la cantidad de
accidentes de tráfico graves o mortales. La
importancia de esta distinción estriba en poder
descartar interpretaciones alternativas y en
averiguar si el consumo del alcohol se reduciría
por igual a todas las horas de día, tras la
adopción del control de alcoholemia. ..//..
85Sigue
- Las interpretaciones alternativas incluían los
cambios del tiempo, estado de las carreteras,
control de velocidad, publicación de reportajes
sobre accidentes, etc.
86(No Transcript)
87Serie temporal interrumpida con retirada de
tratamiento
-
_ - O1O2O3O4 XO5O6O7O8O9 XO10O11O13O14
88Definición
- Una variación importante del diseño de serie
temporal es aplicada a aquellas situaciones donde
el investigador estudia los efectos de una
intervención a través del tiempo y donde la
intervención es introducida y posteriormente
retirada.
..//..
89Sigue
- Esta versión puede ser considerada como la
combinación de dos series temporales. La primera,
que abarca las observaciones O1 a O9, sirve para
evaluar el efecto del tratamiento, mientras que
la segunda, que va de la observación O6 a O13
permite evaluar el efecto de la ausencia o
retirada del tratamiento.
90Serie temporal interrumpida con múltiples réplicas
- _
_ _ - O1O2 XO3O4 XO5O6 XO7O8 XO9O10 XO11O12
XO13O14
91Definición
- Se ha insistido que la principal amenaza contra
la validez interna, en esta clase de estudios, es
el factor historia. Uno de los procedimientos que
permite controlar este efecto consiste en aplicar
la intervención a distintos puntos de la serie.
Esta es la principal característica del diseño y
la razón por la que, inicialmente, recibió el
nombre de diseño de muestras de tiempo
equivalentes.
92Series temporal interrumpida con réplica conmutada
- O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 X O9 O10
O11 - O1 O2 O3 X O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10
O11
93Definición
- Uno de los diseños más potentes, dentro del
enfoque cuasi-experimental, es la serie temporal
múltiple con réplicas conmutadas que, en cuanto a
la estructura, es similar al diseño de grupos no
equivalentes (Cook y Campbell, 1979 Heath,
Kendzierski y Borgida, 1982).
..//..
94Sigue
- Según la lógica de la conmutación o intercambio,
un grupo de sujetos recibe el tratamiento
mientras que un segundo grupo actúa de control
posteriormente, el grupo de tratamiento actúa de
control mientras que el control recibe el
tratamiento. ..//..
95Sigue
- Así, los papeles de los grupos varían en función
del período o momento temporal. Son muchas las
aplicaciones, dentro del ámbito de evaluación de
programa, de este formato de diseño de serie
temporal como una réplica conmutada.
96(No Transcript)
97Comentario del gráfico
- La figura anterior es una Ilustración gráfica
del diseño, con dos grupos de intervención grupo
de intervención temprana y otro de intervención
tardía. En esta situación, el grupo de
tratamiento inicial no actúa, en la replica como
un grupo control de no tratamiento, sino como un
control de factores extraños (Heath et al.,
1982).
..//..
98Sigue
- Factores como tiempo, economía, innovaciones
políticas, etc., pueden afectar a ambos grupos y
es, precisamente, para estos efectos que el grupo
de tratamiento inicial proporciona información
complementaria.
99Ventajas del diseño de series temporales
interrumpidas
- Los diseños de series temporales interrumpidas,
al igual que los diseños cuasi-experimentales
transversales, tienen por objetivo examinar el
impacto de los tratamientos o de cualquier
circunstancia externa capaz de modificar el
patrón de los datos. A su vez, sirven para
estudiar los procesos a largo plazo, antes y
después de una intervención.
..//..
100Sigue
- De ahí, la ventaja de estos esquemas es doble
por un lado, son procedimientos para evaluar la
magnitud del impacto de las variables de
tratamiento y, por otro, sirven para conocer cómo
se orientan los datos y hasta cuándo se halla
presente la acción del tratamiento.
..//..
101Sigue
- La incorporación en el estudio series paralelas
y nuevos grupos de sujetos incrementa la validez
de estos diseños. - Según Frederiksen y Rotondo (1979), la
investigación de series temporales se plantea en
el contexto de investigación experimental y
cuasi-experimental como modelos deseables.
..//..
102Sigue
- Eso se debe a que permiten eliminar varias
fuentes de invalidación propias de diseños con
una observación antes y después para la
evaluación de los impactos. Aunque con estos de
diseños se evalúa el efecto de la intervención,
no obstante cuando se trabaja con varios grupos
de sujetos no equivalentes es posible obtener
información sobre procesos de crecimientos y
maduración.
103Limitaciones del diseño
- Los diseños de series temporales interrumpidas
son, con frecuencia, de difícil interpretación.
En muchos casos, el intervalo de tiempo para la
intervención o punto de corte de la serie no
siempre es claro y preciso. Por dicha razón, es
aconsejable tener información sobre el momento y
amplitud difusión de la intervención antes de
analizar los datos de series temporales.
..//..
104Sigue
- Nótese que a veces surgen dificultades al
aplicar los tratamientos, especialmente cuando se
trata de programas de intervención social que no
pueden ser aplicados rápidamente. Así mismo,
cabe destacar que el efecto de un programa no
suele ser puntual y, con frecuencia, se extiende
lentamente a través de la población.
..//..
105Sigue
- Otras veces, los efectos no son instantáneos y
tienden a demorarse con el tiempo según la clase
de población y momento de aplicación de la
intervención. Por otra parte, los datos de series
temporales son, por lo general, escasos y a veces
menos que los 50 o más que se requieren para un
análisis estadístico válido.
..//..
106Sigue
- Esto, sin duda alguna, dificulta la aplicación
de los procedimientos basados en los análisis de
series temporales, como los modelos ARIMA y
ARIMAX. Por último, cabe destacar que cuando se
opera con datos de archivos, como ocurre en
ámbitos sociales aplicados, su localización es
difícil y laboriosa.
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108(No Transcript)
109Concepto
- Según la estrategia de medidas repetidas, las
unidades son observadas a lo largo de una serie
reducida de intervalos de tiempo u ocasiones. En
cada una de estas ocasiones de observación, el
registro tomado del individuo puede ser una
respuesta a un tratamiento previo o simplemente
una medida conductual.
..//..
110Sigue
- En el primer caso se trata de un diseño
experimental de medidas repetidas y en el
segundo, de un diseño longitudinal observacional.
A su vez, los N sujetos o unidades de observación
pueden estructurarse, en subgrupos o estratos, de
acuerdo con algún criterio de clasificación, como
por ejemplo, los diseños de multimuestra o
diseños split-plot.
111Objetivos del diseño
- En contextos no experimentales, como en
investigación longitudinal, el interés por la
estrategia intra radica en la posibilidad de
disponer de un conjunto de puntuaciones o medidas
de una variable, en dos o más puntos del tiempo.
Por esta razón, dicha estrategia es conocida, con
frecuencia, por diseño de medidas repetidas.
..//..
112Sigue
- Desde la perspectiva longitudinal, los datos de
respuesta o medidas de la variable, objeto de
estudio, de cada sujeto son función del tiempo y
en consecuencia, el diseño de medidas repetidas
se convierte en un instrumento apropiado para la
modelación de las curvas de crecimiento y
evaluación de los procesos de cambio en contextos
evolutivos, sociales y educativos.
..//..
113Sigue
- De este modo, los diseños de medidas repetidas,
en sus diferentes modalidades, permiten estudiar
los procesos, inherentemente, longitudinales como
los de crecimiento (curvas de crecimiento) y de
cambio (perfiles). La estrategia de medidas
repetidas es un procedimiento de estudio idóneo,
cuando el investigador se propone analizar las
tendencias que presentan los datos en función del
tiempo (Bock, 1975 Stevens, 1986).
114Efectos secundarios
- Lo específico del procedimiento de medidas
repetidas, en el contexto longitudinal, es tomar
registros de los sujetos a través de una serie de
puntos u ocasiones. Esta estrategia puede,
también, aplicarse a situaciones de carácter no
longitudinal (como en experimentación). ..//..
115Sigue
- Cuando interesa estimar, como en el contexto
experimental, la efectividad de una serie
sucesiva de tratamientos o intervenciones, ha de
controlarse el efecto de los períodos de
aplicación. En situaciones como la experimental,
los distintos tratamientos están directamente
asociados a los períodos o puntos de aplicación.
..//..
116Sigue
- De la utilización de esta técnica se derivan
unos efectos secundarios, no pretendidos y ajenos
a la propia evaluación de los tratamientos. Estos
efectos, conocidos por efectos de orden, se
dividen en efectos de período (period effects) y
efectos residuales (carry-over effects) o efectos
directamente vinculados a la propia temporalidad
en aplicar los tratamientos.
..//..
117Sigue
- Es obvio que esta clase de efectos secundarios
no suelen estar presentes en contextos
estrictamente longitudinales. Y no debe ser, en
consecuencia, un objetivo prioritario.
118Control de los efectos secundarios
- Se han planteado unos esquemas de investigación
tendentes a neutralizar y estimar estos efectos.
Entre estos esquemas se encuentran los diseños
cruzados (cross-over), conocidos también por
diseños alternantes o conmutativos, y los diseños
intra-sujeto de Cuadrado Latino.
..//..
119Sigue
- El propósito de estos diseños es
contrabalancear, a través de los sujetos o los
grupos, la secuencia de los tratamientos. Así
mismo, es posible estimar, de forma precisa, el
efecto del orden o secuenciación de los
tratamientos. De este modo, no sólo se soslaya la
posible confusión entre períodos y tratamientos,
sino que es posible estimar su efectividad.
120DISEÑO LONGITUDINAL DE MEDIDAS REPETIDAS.
CLASIFICACIÓN
Diseño longitudinal antes y después
(1G2O) Diseño longitudinal de múltiples
observaciones (1GMO)
Diseño de un solo grupo
Diseño longitudinal de medidas repetidas
Diseño de dos o más grupos
Diseño de dos grupos o split-plot (2GMO)
121- Diseño de una muestra de sujetos
122Diseño de medidas repetidas antes y después.
Estudio del cambio
123Definición
- Con frecuencia, en estudios longitudinales, se
plantea como objetivo básico la medida del cambio
entre dos ocasiones de observación. La estrategia
seguida es la de medidas repetidas en su versión
más simple y el modelo de investigación es
referido por diseño antes y después o diseño de
una muestra y dos ocasiones de observación
(1G2O). ..//..
124Sigue
- Según el formato del diseño, se toman de un
grupo de sujetos medidas antes y después para
evaluar el posible cambio habido entre las dos
ocasiones de observación. Cambio que es
atribuible a la administración de un tratamiento
(diseño cuasi-experimental), o al paso del tiempo
(diseño observacional).
..//..
125Sigue
- La diferencia entre este diseño y los diseños de
series temporales es que el diseño antes y
después cuenta con una cantidad mínima de
ocasiones de observación (sólo dos ocasiones) y
una cantidad considerable de sujetos. En cambio,
los diseños de series temporales, en su expresión
más genuina, cuentan con una gran cantidad de
observaciones y un número reducido de sujetos
(frecuentemente un sólo sujeto).
126Matriz de datos
- La matriz de datos del diseño antes y después
admite distintas disposiciones o formatos lo
cual, es extensible a las técnicas de análisis
estadístico.
..//..
127Sigue
- Inicialmente, esta estructura de investigación,
ha servido para evaluar el cambio en dos
ocasiones de observación (como consecuencia de
una intervención activa, por la ocurrencia de un
hecho circunstancial externo o por el simple paso
del tiempo). También, ha sido utilizada con
propósitos distintos como cuando se compara el
cambio entre grupos, se evalúan las correlaciones
entre variables o se seleccionan sujetos.
128Diseños longitudinales de medidas repetidas antes
y después (1G20)
Formato general del diseño
Sujetos X Y d
d2
totales medias
129MODELOS DE ANÁLISIS
Modelos condicionales
Modelos de análisis
Modelos incondicionales
130Modelo condicional
- El modelo condicional (conocido por modelo de la
regresión), asume que las medidas de la primera
ocasión son una variable fija (X1), y que se
opera con la distribución de medidas de la
segunda ocasión es decir, se opera con la
distribución de Y, para valores fijos de X1.
..//..
131Sigue
- El procedimiento más simple, para la modelación
de los datos, es definir la regresión lineal de Y
sobre X1, mediante la ecuación -
-
- Y ß0 ß1X1 ?
-
..//..
132Sigue
- donde ß0 es la intercepción de la línea, ß1 la
pendiente, y ? el término de error o conjunto de
variables diferentes de X1 que actúan, de forma
aleatoria, sobre Y. Se aplica el criterio de
Mínimos Cuadrados Ordinarios (MCO) para la
estimación de los parámetros del modelo.
133Modelo incondicional
- Los modelos incondicionales -modelos referidos
al tiempo-, especifican el cambio por las
diferencias individuales y/o diferencias entre
las medias de los grupos (diferencias netas).
..//..
134Sigue
- Cuando se define el cambio medio o cambio neto,
, por la diferencia entre las medias de la
variable observada en la segunda, Y, y primera
ocasión, X, entonces - _ _ _
- d Y X
-
..//..
135Sigue
- El cambio individual, que es el mayor atractivo
de los datos longitudinales, se obtiene de la
diferencia entre las puntuaciones antes y después
para cada individuo. -
- d Y X
136Ejemplo práctico
- Se pretende estudiar el progreso en matemáticas
de un grupo de escolares, en dos puntos del
tiempo. Para ello, se registran las puntuaciones
de escolares a final de primer curso de la ESO
(12 años) y se comparan con las puntuaciones del
final de esta etapa (16 años). La tabla de datos
muestra las puntuaciones de matemáticas de los
escolares que participaron en el estudio.
137(No Transcript)
138Modelo condicional
139Modelo de la regresión
140ANOVA aplicado a la regresión
141Resultado
142Estimación de los coeficientes
143 _ _ Y - ß1X 27.5 -
0.833(16.6) 13.67 El modelo teórico del
cambio es como sigue,
13.67 0.833(Xi)
144Significación del parámetro
- El valor del parámetro es transformado en un
valor t. Para ello se le divide por su error
estándar. Obsérvese que la probabilidad de que
este valor ocurra al azar es 0.016 y en
consecuencia es significativo (NA(H0)). Es
posible, también calcular las desviaciones
asociadas a cada individuo (ei Yi ), con
lo que obtenemos la ganancia o progreso
individual.
145Desviaciones individuales del valor teórico,
obtenidas del modelo de la regresión (ej).
146- ei Yi(v.real) - i(valor teórico o
predicho) -
- e1 28 - 13.67
0.833(16) 1.002 - e2 29 - 13.67
0.833(18) 0.336 - e3 27 - 13.67
0.833(17) -0.831 - e4 24 - 13.67
0.833(15) -2.165 - e5 29 - 13.67
0.833(19) -0.497 - e6 26 - 13.67
0.833(14) 0.668 - e7 29 - 13.67
0.833(16) 2.002 - e8 28 - 13.67
0.833(17) 0.169 - e9 29 - 13.67
0.833(18) 0.336 - e10 26 - 13.67
0.833(16) -0.998 -
-
?e² 12.329 -
147Modelo incondicional
148Descripción
-
- Según el modelo incondicional, el cambio neto es
- _ _ _
- d Y X 10.9
- Para probar la significación de este cambio o
valor, se aplica el estadístico t para datos
relacionados.
149Cálculo y significación del valor de t. Prueba
para muestras relacionadas.
150Comentario
- Con los dos modelos el cambio es significativo.
Según Plewis (1985), los modelos condicionales (o
modelos de la regresión), son más apropiados que
los modelos incondicionales para medir el cambio,
porque permiten tener en cuenta la dirección
temporal y, al mismo tiempo, plantear cuestiones
relativas a cómo el pasado puede influir en el
presente o futuro.
151Conclusiones generales
- El estudio del cambio constituye uno de los
principales objetos de estudio, dentro del
contexto psicológico, particularmente del área
asociada al estudio del desarrollo. En su
expresión más simple, el estudio del cambio se
plantea en términos de un diseño donde los
sujetos de la muestra son medidos en dos
ocasiones separadas en el tiempo.
..//..
152Sigue
- El intervalo de tiempo entre las medidas,
referidas por antes y después, depende de la
naturaleza del estudio así como del objetivo de
análisis. - Nótese que, con este diseño, no se pretende
examinar un proceso más o menos complejo, sino el
cambio simple, en términos de diferencia o
ganancia, que tiene un grupo de sujetos como
consecuencia del paso del tiempo.
153(No Transcript)
154-
- Diseño de una muestra de sujetos
155Diseño longitudinales de medidas repetidas.
Estudio de las curvas de crecimiento
156Concepto
- Los estudios longitudinales de medidas repetidas
ofrecen la oportunidad de examinar los patrones
individuales de cambio en función del tiempo y
condiciones. Estos patrones aportan estimaciones
de la tasa de cambio en función del tiempo, edad
o condición, libres de la confusión de los
efectos de cohortes u otros factores que varían
entre individuos.
..//..
157Sigue
- Al mismo tiempo, en esta clase de estudios se
plantea, como objetivo, el análisis de los
procesos de carácter madurativo y progresivo, así
como los que son función del tiempo es decir, el
análisis de las curvas de crecimiento. - En el contexto de medidas repetidas, las
observaciones se toman en ocasiones seleccionadas
del continuo temporal subyacente. Los sujetos son
observados en diferentes ocasiones y en
cantidades discretas.
..//..
158Sigue
- Entre los objetivos específicos del diseño
longitudinal de medidas repetidas está el estudio
del proceso que resulta del paso del tiempo y la
identificación de algún patrón de tendencia en el
tiempo. - Dado que este diseño se caracteriza por la
combinación de la variable Sujetos y la variable
Ocasiones de observación, es simbolizado por S x
O (Sujetos x Ocasiones), y genera una matriz de
datos factorial de doble entrada.
159Matriz de datos y formato del diseño
160Diseños longitudinales de medidas repetidas de un
solo grupo y múltiples observaciones (1GMO)
Sujetos O1 O2 ...
Ot
Y11 Y21 Y31 . . . YN1
Y11 Y21 Y31 . . . YNt
Y12 Y22 Y32 . . . YN2
1 2 3 . . . N
... ... ... ... ... ...
totales Medias
161Modelo de análisis
- Análisis de la variancia de medidas repetidas
o mixto (ANOVARM)
162 Modelo de Análisis de la Variancia mixto (con
variables fijas y aleatorias)
Yij ? ?i ?j ?ij
163Términos del modelo
- Yij puntuación del sujeto i en la ocasión de
observación j - µ la media global de la población o constante
de ubicación arbitraria - ?i el componente específico asociado al sujeto
i y constante a lo largo de las observaciones
..//..
164Sigue
- ?j el efecto general de la ocasión j para
todos los sujetos - ?ij el componente de error específico
asociado al sujeto i y a la ocasión j
165Asunciones del Anovarm
- El término ?ij es independiente de ?i y los
sujetos han sido muestreados de una población
donde el componente ? (factor aleatorio) tiene
una distribución independiente, definida por - ? ? NID(0,??²)
- Se asume, también, que el componente de error
recoge los errores de muestreo y medida, tiene
una distribución - ? ? NID(0,??²)
- y que los niveles de O (factor de ocasiones) son
fijos - t
- ??j 0
- j1
166Supuesto sobre la matriz de covariancia
- El modelo del anovarm, con un componente fijo y
otro aleatorio, recibe el nombre de modelo mixto
y asume, como restricción fundamental, que la
matriz de covariancia de las medidas repetidas en
la población, tenga el siguiente patrón -
- ? ??²11' ??²I
-
167Matriz de covariancia (?)
- En la ecuación anterior, cada elemento de la
diagonal principal de la matriz ? es ??² ??² y
los elementos externos de la diagonal principal
?? es decir, esta matriz (conocida por matriz de
simétrica combinada) requiere que las
covariancias sean iguales (condición de
uniformidad).
..//..
168Sigue
- Huynh y Feldt (1970) han demostrado que es
condición suficiente, para la validez de la
prueba F, la igualdad de las variancias de las
diferencias entre las puntuaciones de un mismo
sujeto (condición de esfericidad o circularidad).
169Hipótesis a probar en el diseño
170HIPÓTESIS DE NULIDAD
La no existencia de efectos atribuibles al factor
ocasiones.
H0 ?1 ?2 ... ?t H0 ?1 ?2 ...
?p 0
171Ejemplo práctico 1
- Supóngase que un investigador elige un grupo de
seis sujetos de una determinada población y les
aplica una prueba de memoria de recuerdo. Para
ello, pide a los individuos que restituyan la
máxima cantidad de ítems de una lista de 50
palabras, de igual valor asociativo, leída en voz
alta.
..//..
172Sigue
- Durante los tres días siguientes, requiere de
los sujetos que ejecuten una prueba de recuerdo
sobre el material verbal.
173Matriz de datos
174(No Transcript)
175Pruebas del supuesto del modelo estadístico
- Prueba del supuesto de homogeneidad y simetría
(uniformidad) de las variancias y covariancias
(Box, 1950) - Prueba de circularidad (Mauchley, 1940)
176Valores empíricos estadísticos
177Supuesto de homogeneidad del ejemplo
- Uniformidad Circularidad
- Box(1950) Mauchley (1940)
- ?o2 8.373 ?o2 0.2555
- g.l. p2p-4/2 8 g.l.p(p-1)/2-15
- ?20.95(8) 15.507 ?20.95(5) 11.07
- A(H0) pgt0.05
178ANOVARM
179(No Transcript)
180CUADRO RESUMEN DEL ANOVA (1GMO)
181Coeficientes polinómicos ortogonales
- Coeficientes polinómicos estimados.
-
- Constante 57.5
- Lineal -11.8512
- Cuadrático 2.5
- Cúbico -0.2237
-
182DESCOMPOSICIÓN POLINÓMICA ORTOGONAL DE LA SC DE
OCASIONES
183ALTERNATIVAS DE ANALISIS DEL DISEÑO
Si se cumple el modelo mixto ----- ANOVA
Análisis de datos del diseño
F conservadora F ajustada MANOVA
Si no se cumple
184F conservadora Se modifican los grados de
libertad para entrar en la tabla teórica del
estadístico
F.V. F normal F
conservadora
SCO SC SxO
1/(p 1)(p 1) 1 1/(p 1)(p 1)(n
1) n 1
p 1 (p 1)(n 1)
F ajustada Multiplicado los g.l. del numerador y
denominador por la ? de Greenhouse y Geisser
(1959) F conservadora F normal ?
1/(p 1)
?
? 1
185Límites de los valores de ?
- ? de Greenhouse y Geisser (1959)
- ? 0.546
- F conservadora F normal
- ? 1/(p 1) ?
? 1 - 0.33 0.546
1
186Valores F y clase de prueba
- Valores teóricos del estadístico F, según las
distintas pruebas y un nivel de significación de
0.05. -
- Clase de prueba g.l.
valor F -
- Normal 3/15
3.29 - Conservadora 1/5
6.61 - Ajustada 0.546(3)/0.546(15) 1.638/8.19
5.01 -
187REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA CURVA DE LAS MEDIAS
DE OCASIONES
188Ejemplo práctico 2
- Díaz-Herrero y Pérez-López (2003) investigaron
las dimensiones temperamentales de atención y
nivel de actividad en niños durante el primer año
vida. La muestra estaba formada por 51 bebes (25
niños y 26 niñas) sanos, con peso y talla normal.
La madres, con edad media de 27 años, habían
asistido a sesiones de preparación al parto.
Todas las familias eran completas, residentes en
la Comunidad Autónoma de Murcia y de un nivel
socio-económico medio.
189Procedimiento
- Se evaluó la dimensión temperamental de atención
ante objetos físicos y sociales a los 3, 6, 9 y
12 meses de edad con la batería de situaciones
Tareas evolutivas y escalas de puntuación para
la evaluación del temperamento infantil. La
atención hace referencia al grado en que el niño
se percata y mantiene el interés hacia objetos
(por ejemplo, sonajero, pelota, muñeco) y sucesos
(vocalizaciones del cuidador). Esta dimensión
temperamental fue evaluada con una escala de 1
(atención no focalizada) a 9 (atención
continuada).
..//..
190Sigue
- A fin de probar si los niños exhibían un nivel
de atención distinto a los objetos físicos o a
las personas en los 3, 6, 9 y 12 meses de edad,
se llevó a cabo un estudio longitudinal de
medidas repetidas. La variable dependiente
consistió en las puntuaciones de atención
obtenidas por los niños.
191Estadísticos descriptivos
192Prueba de esfericidad
193Efectos intra-sujetos
194Análisis de tendencias
195Representación gráfica
196(No Transcript)
197- Diseño de dos o más muestras de sujetos
198Diseño split-plot. Análisis de perfiles
199Concepto
- El diseño longitudinal de medidas repetidas se
convierte en una estructura algo más compleja,
cuando se tiene en cuenta una variable de
clasificación o agrupación de sujetos. La
posibilidad de extraer muestras de subpoblaciones
o estratos es aconsejable en situaciones donde
los sujetos son susceptibles de ser clasificados
y agrupados en función de alguna característica
psicológica, clínica, biológica y social, capaz
de actuar de variable pronóstica o de predicción.
..//..
200Sigue
- Uno de los esquemas que se derivan de esta
estructura, es el diseño split-plot de dos grupos
o diseño 2G1V que, como es obvio, puede ampliarse
a situaciones más complejas de tres o más grupos
(diseño NG1V), y de dos o más variables (diseño
2GNV).
201Terminología
- El diseño longitudinal split-plot combina la
estrategia de grupos con la estrategia de medidas
repetidas. Por dicha razón, es conocido por
diseño multimuestra de metidas repetidas. Los
sujetos están agrupados en distintas submuestras
y son observados a lo largo de una serie de
puntos del tiempo u ocasiones.
202Diseños longitudinales de medidas repetidas.
Diseño split-plot (2GMO)
Grupos Sujetos O1 O2
... Ot
A1
1 2 3 . . . n
Y11 Y21 Y31 . . . Yn1
Y12 Y22 Y32 . . . Yn2
... ... ... ... ... ...
Y1t Y2t Y3t . . . Ynt
... ... ... ... ... ...
Y12 Y22 Y32 . . . Yn2
Y11 Y21 Y31 . . . Yn2
A2
Y1t Y2t Y3t . . . Ynt
1 2 3 . . . n
Totales Medias
203Diseño split-plot y análisis de perfiles
- Una de las principales modalidades de diseño de
medidas repetidas es aquella donde los sujetos
están clasificados de acuerdo con variables
pronósticas o de naturaleza clasificatoria de
carácter biológico, psicológico o social. Son
formatos donde los sujetos están distribuidos en
grupos de acuerdo con uno o más criterios de
clasificación y repiten medidas a lo largo de los
mismos intervalos de observación.
..//..
204Sigue
- Así, dentro de un mismo estudio se aplica la
estrategia de comparación de grupos y se analizan
los cambios en función del tiempo. - Esta clase de diseño, que permite probar un
conjunto de hipótesis de interés, se asocia, con
frecuencia, al análisis de perfiles.
205Hipótesis del análisis de perfiles
206Hipótesis 1Paralelismo de los perfiles
- Pueden considerarse paralelas las curvas o
perfiles de los diferentes grupos implicados en
el estudio? En caso afirmativo, se infiere que no
hay interacción entre los grupos y las ocasiones
y que ambos grupos responden de forma similar en
cada uno de los puntos u ocasiones.
..//..
207Sigue
- Esta primera hipótesis es análoga a la prueba de
la interacción grupo por tiempo, del enfoque
univariado de la variancia (Guire y Kowalski,
1979). Esta primera cuestión es referido por
hipótesis del paralelismo de los perfiles.
208Hipótesis 2Coincidencia de los perfiles
- Si los perfiles son paralelos, cabe plantear un
segunda hipótesis son, al mismo tiempo,
coincidentes? es decir, existe una diferencia
entre ambos grupos? Se trata, en este segundo
caso, de una hipótesis relativa a la diferencia
entre los grupos. Esta segunda hipótesis se
refiere a la coincidencia de los grupos.
209Hipótesis 3Constancia de los perfiles
- Por último, si son coincidentes, entonces es
posible formular la tercera hipótesis son los
perfiles constantes? Esta última hipótesis
plantea la posibilidad de tendencias en los
perfiles en función del tiempo. Se trata, en
definitiva, de probar la posibilidad de cambio en
los perfiles, como consecuencia del paso del
tiempo. Esta tercera hipótesis, relacionada con
el tiempo, se refiere a la constancia de los
perfiles.
210Representación gráfica de las tres hipótesis
211ANÁLISIS DE PERFILES. HIPÓTESIS
- Pueden considerarse paralelas los perfiles de
los grupos? (A x O)
2. Son al mismo tiempo coincidentes? (A)
3. Son ambos perfiles constantes? (O)
212Ejemplo práctico 1
- Un investigador se propone estudiar el
desarrollo de la aptitud en mecánica de cálculo
de un determinado grupo de escolares. A tal
propósito, confecciona una serie de tareas
estandarizadas, consistentes en sencillos
problemas de cálculo. Estas tareas son
presentadas a los escolares (que pertenecen a un
mismo nivel), cuando realizan las evaluaciones.
Las evaluacione