Definición y ejemplos de variables independientes y dependientes

Todo experimento científico involucra variables dependientes e independientes. La variable independiente es aquella que es controlada o manipulada por el investigador con la finalidad de determinar su efecto sobre el fenómeno o sistema que está estudiando. Esta variable no depende del valor de ninguna otra variable, sino únicamente de las características del diseño experimental y de los deseos del investigador. De ahí su nombre. La variable dependiente, en cambio, es una variable de respuesta. Es aquella que depende del valor de la variable independiente. Dicho de otra forma, las variables independiente y dependiente se pueden entender, respectivamente, como la causa y el efecto en un fenómeno bajo estudio.

Cabe recordar que se entiende por variable todo aquello que pueda cambiar durante un experimento. Existen varios tipos de variables, de los cuales la dependiente y la independiente son solo dos. En función del diseño experimental, pueden existir varias variables tanto independientes como dependientes, pero sin importar cuál sea el caso, tiene que haber por lo menos una de cada una para que el experimento tenga sentido.

Relación entre variable dependiente, independiente e hipótesis

La investigación científica se lleva a cabo con la intención de establecer relaciones de causa y efecto que permitan comprender mejor un sistema, desarrollar tecnologías nuevas o predecir mejor el resultado de diferentes acciones, entre otras cosas.

Para alcanzar estos objetivos, los investigadores se basan en el método científico. Este conforma una serie de pasos que comienzan con una pregunta que se hace el investigador en relación a un fenómeno o sistema de interés. Después de estudiar dicho sistema, se plantea una hipótesis o suposición acerca de las causas del fenómeno observado, para luego diseñar un experimento que permita verificar o descartar dicha hipótesis.

Es durante el planteamiento de la hipótesis y el diseño del experimento cuando aparecen las variables dependientes e independientes.

Ejemplo

Imaginemos un caso hipotético en el que, tras observar la forma de vestirse en una prominente universidad europea, un científico se pregunta: ¿será que el color de la vestimenta influye sobre la inteligencia de las personas? Tras plantearse esta pregunta y hacer algunas observaciones, se plantea la siguiente hipótesis: “vestirse de verde aumenta la inteligencia”.

Después, llega el momento de diseñar un experimento que permita confirmar o descartar la validez de la hipótesis. Primero se debe establecer cuáles son las variables del experimento, cómo medirlas y cuál representa la causa y cuál el efecto. Esto último es lo que define cuál es la variable dependiente e independiente.

En este ejemplo, la forma cómo se redacta la hipótesis implica que el investigador piensa que el “vestirse de verde” es la causa y “ser más inteligente” es el efecto. De esta forma, queda establecido que la variable independiente sería el color de la vestimenta, mientras que la variable dependiente sería alguna medida de la inteligencia, tal como el coeficiente intelectual.

Como se puede observar con este ejemplo, las variables dependientes e independientes están íntimamente relacionadas con la hipótesis del experimento. Más adelante se presentan ejemplos adicionales para ilustrar estos dos conceptos que son centrales en la ciencia.

Diferencias entre la variable dependiente e independiente

Ejemplos de variables dependientes e independientes

• En un experimento en el que se quiere determinar si un diurético nuevo aumenta la excreción de orina en ratas de laboratorio, la dosis del diurético es la variable independiente mientras que el volumen de orina producido es la variable dependiente. Nótese que el investigador no puede establecer a voluntad cuánta orina produce la rata, pero sí puede controlar la dosis del medicamento que le suministra a la rata.

• Un ingeniero civil quiere determinar si un nuevo aditivo aumenta la velocidad de fraguado del hormigón (concreto) armado. Para ello, diseña un experimento en el que varía la proporción del nuevo aditivo para luego medir cuánto tiempo tarda en fraguar la mezcla. En este caso, la variable independiente es la proporción del aditivo añadido, mientras que el tiempo de fraguado es la variable dependiente.

• En un experimento de biología molecular, un investigador está interesado en determinar si cierta sustancia química es capaz de regular la expresión de un gen que codifica la proteína P. Para ello, mide la concentración de la proteína P que produce una colonia de bacterias antes y después de agregar la sustancia al medio. Su hipótesis es que el compuesto inhibirá la expresión del gen y, por lo tanto, la producción de esa proteína. En este caso, la variable independiente es la presencia o ausencia del compuesto, mientras que la producción de P es la variable dependiente.

• Una empresa que produce insulina utilizando microorganismos desea probar una cepa nueva aislada por su equipo de investigación y desarrollo. Para ello llevan a cabo un experimento para comparar la producción de insulina de las dos cepas, la nueva y otra usada previamente. En este caso, la variedad de la cepa es la variable independiente mientras que la producción de insulina es la variable dependiente.

• En un estudio se desea determinar el efecto de la intensidad de luz sobre la pigmentación en las hojas de una planta. La variable independiente en este caso es la intensidad de luz mientras que la pigmentación en la hoja será la variable dependiente.

• Un hospital desea determinar si el número de horas continuas de servicio del personal de enfermería influye sobre la mortalidad de pacientes que entran a la sala de emergencias. Aquí, el número de horas continuas de servicio representa la variable independiente mientras que la tasa de mortalidad de los pacientes que entran a emergencias es la variable de respuesta.

¿Cómo distinguir entre variable dependiente e independiente?

En la mayor parte de los casos resulta sencillo determinar cuál es la variable independiente y cuál la dependiente. Sin embargo, si por alguna razón surge confusión, lo mejor es empezar de cero y seguir estos pasos:

• Paso 1: Identificar todas las variables que están involucradas en el experimento. Esto significa identificar todos los factores que pueden cambiar o ser cambiados a lo largo del experimento.
• Paso 2: De entre todas las variables, identificar aquellas que estén directamente relacionadas con la pregunta de investigación y con la hipótesis del experimento.
• Paso 3: Escribir las variables en una oración redactada de forma que indique una relación causa y efecto.
• Paso 4: Si la oración anterior no tiene sentido, entonces invertir las variables y volver a escribir la oración. La segunda sí debería tener sentido.
• Paso 5: Una vez se tenga la relación causa y efecto que tiene sentido lógico, entonces la variable que se anotó como la causa es la variable independiente mientras que la otra es la dependiente.

Distinguir entre variable dependiente e independiente: Ejemplo

Descripción del experimento: Una muestra de bacterias de un cultivo se incuba durante 48 horas y a 37 ºC en dos medios diferentes: uno es agar nutritivo que contiene todo lo necesario para que cualquier organismo crezca y florezca, y el otro en agar mínimo que sólo contiene los nutrientes más esenciales para la supervivencia. El crecimiento de colonias de bacterias en el primer medio es indicativo de una cepa mutante, pero no lo es en el segundo medio. La hipótesis es que en el cultivo original contiene cepas mutantes. ¿Cuál es la variable dependiente y la independiente en este caso?

Para encontrar la respuesta, sigamos los pasos indicados:

1. El tiempo y la temperatura son candidatos comunes para variables independientes, pero en este caso, ninguno de estos dos factores varía a lo largo del experimento, así que no son variables. Las únicas variables son el medio de cultivo en el que se incuban las bacterias y el crecimiento (o ausencia del crecimiento) de colonias luego de la incubación.
2. Este paso no es necesario ya que solo hay dos variables.
3. Supongamos que se escribe “la ausencia de crecimiento de colonias afecta al medio de cultivo”. Esta oración no tiene sentido lógico, ya que fue el investigador el que decidió la composición del medio de cultivo, que no fue causado por el crecimiento o la ausencia de crecimiento de colonias bacterianas.
4. Entonces se redacta al revés: El medio de cultivo afecta el crecimiento de las colonias de bacterias. Ésta relación causa y efecto sí tiene sentido lógico.
5. Como la causa en el paso 4 fue el medio de cultivo, entonces esta es la variable independiente, mientras que el crecimiento de colonias es la variable dependiente.

Respuesta: La variable independiente es el medio de cultivo y la dependiente es el crecimiento de colonias bacterianas.

Representación gráfica de las variables dependiente e independiente

Hay un método estándar para la representación gráfica de la variable independiente y dependiente. Se puede utilizar el acrónimo DRY MIX para ayudar a recordar cómo representar gráficamente las variables:

DRY MIX

D  = variable dependiente
R  = variable de la respuesta
Y  = gráfico en el eje y o vertical

M  = variable manipulada
I = variable independiente
X  = gráfico de la horizontal o eje x

Como se mencionó anteriormente, la variable dependiente en una función se suele representar por y, y se coloca en el eje de ordenadas. Se dice que la variable y es función de la variable x, que es la variable independiente.