Unidad 1. Fundamentos de operación es de investigación en bioprocesos

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Ingeniería de bioprocesos II Fundamentos de operaciones de investigación en bioprocesos

Programa de la asignatura:

Ingeniería de bioprocesos II

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Fundamentos de operaciones de investigación en bioprocesos

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Índice Presentación………………………………………………………………………………………..3 Propósitos…………………………………………………………………………………………...4 Competencia específica…………………………………………………………………………...5 Temario……………………………………………………………………………………………...5 1.1. Propósitos de investigación………………………………………………………………….6 1.1.1. Detección de problemas y de áreas de oportunidad……………………………………7 1.1.2. Definición de objetivos y metas, creación de escenarios y sus hipótesis…………..10 1.1.3. Selección de rutas…………………………………………………………………………15 1.2. Protocolos de investigación………………………………………………………………...16 1.2.1. Descripción y tipos de protocolos………………………………………………………..16 1.2.2. Análisis de la información………………………………………………………………...23 1.2.3. Representación gráfica de proyectos…………………………………………………...26 1.2.4. Diagrama de flujo de bioprocesos……………………………………………………….27 Actividades………………………………………………………………………………………...29 Autorreflexiones…………………………………………………………………………………..29 Cierre de la unidad..……………………………………………………………………………...29 Fuentes de consulta……………………………………………………………………………...30

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Presentación El investigador actual necesita tener referencias de cómo trabajar con eficiencia y de las formas que presentan los caminos a recorrer sin que limiten su creatividad e ingenio, de las formas en que se deben presentar sus desarrollos a las comunidades científicas e industriales y de cómo manejar todos los recursos que involucra su trabajo, estas indicaciones se llaman protocolos.

La ingeniería y las ciencias en general han recorrido caminos históricos donde las bases han sido los descubrimientos y sus aplicaciones, se establecen ciclos donde la demanda de un producto origina un proceso de optimización o de descubrimiento y desarrollo para alcanzar un máximo en la productividad y en la oferta y posteriormente decrecer llevando al desarrollo de un nuevo producto o a nuevas características del anterior. ¿Cómo se debe realizar este proceso desde la detección de una necesidad o de una área de oportunidad hasta su oferta como un producto final al usuario?, existen varias formas de alcanzar este propósito, aunque es importante notar que la mayoría de las propuestas tienen como factor común los procesos de investigación.

Los procesos de investigación pueden ser clasificados por su propósito, su complejidad y por su forma, una investigación de mercado está diseñada para conocer las preferencias de un sector del público, la investigación de un nuevo fármaco sirve para desarrollar completamente un producto que beneficiara a un grupo específico de enfermos, la investigación de un proceso se enfoca a descubrir las formas óptimas de fabricarlo, en suma las investigaciones son un motor del desarrollo por excelencia, si consideramos que lo anterior es correcto podemos darnos cuenta que deben existir parámetros y procedimientos para estandarizar todas y cada una de las investigaciones que nos afectan en la vida diaria, si esto no fuese así la calidad , la imagen y el nombre de las empresas podrían sufrir el descredito de los usuarios. Supón un medicamento producido por dos compañías, una renombrada y otra desconocida, si no hubiese forma de evaluar las características fisicoquímicas y farmacológicas de cada uno, ¿por cuál te decidirías?, la mayoría elegiría a la compañía renombrada, ¿la razón?, una mayor confianza de que está comprando exactamente lo que el medicamento debe de ser, esta es la fortaleza de la confianza en la imagen de la compañía. ¿Cómo puede asegurar la compañía que tal confianza realmente existe?, solamente con un programa de control de calidad que asegure la constancia de los componentes y todas las demás características del medicamento, y este programa se desarrolla en base a un protocolo de calidad, junto a un cuidadoso diseño de mercadotecnia que pueda establecer las condiciones óptimas para que el grupo de usuarios pueda formar lealtad al producto y a la compañía.

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Si llevamos este sentido exclusivamente a la parte que compete a la investigación podríamos pensar que un investigador exitoso es aquel que logra transformar un problema o área de oportunidad con un máximo de eficiencia en todos los recursos y con una gran visión sobre la utilidad final y los efectos que tendrán sus resultados, realizando los procesos que permitan los aseguramientos de calidad necesarios y requeridos para la correcta aceptación por los clientes, para alcanzar estos complejos propósitos el investigador se apegara a lo establecido en su protocolo de investigación.

Propósitos

  

Identificar las características fundamentales de la investigación y los procesos que permitan su estudio.

Elegir entre las posibles rutas de proceso las características que mejor determinaran los criterios de conveniencia y elegibilidad.

Describir las estructuras adecuadas y sus alternativas que dan origen a un marco de investigación.

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Competencia específica

Identificar las rutas de investigación probables para distinguir las características o parámetros estratégicos, aplicados a procesos biotecnológicos que le permitan dar origen a una investigación formal, mediante el estudio de un problema prototípico y su desarrollo dentro de un protocolo.

Temario 1. Fundamentos de operaciones de investigación en bioprocesos 1.1. Propósitos de investigación 1.1.1. Detección de problemas y de áreas de oportunidad.

1.1.2. Definición de objetivos y metas, creación de escenarios y sus hipótesis.

1.1.3. Selección de rutas.

1.2. Protocolos de investigación 1.2.1. Descripción y tipos de protocolos.

1.2.2. Análisis de la información 1.2.3. Representación gráfica de proyectos 1.2.4. Diagrama de flujo de bioprocesos

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1.1. Propósitos de investigación La investigación es una facultad que está asociada a la curiosidad; dependiendo de la complejidad y profundidad de conocimiento necesario para poder entender una situación anormal o explorar áreas de oportunidad dentro de lo conocido, la investigación siempre es el camino más formal y reconocido para resolver esas dudas.

Existen dos formas de investigar que corresponden a las dos corrientes más usadas en las formas de analizar las situaciones, problemas u áreas de oportunidad: el pensamiento inductivo y el deductivo.

Pensamiento inductivo

Pensamiento deductivo

De lo universal se deduce lo particular.

De lo particular se deduce lo universal.

Ejemplo: "Las estadísticas en Morelos nos indican que la mayoría de los robos de automóviles son perpetuados con violencia. Por lo tanto, si me roban el coche en Morelos, es muy probable que sea con violencia".

Ejemplo: "Mariana ha rechazado a Jorge, a Juan, a Carlos y a Simón. Por lo tanto, es probable que esté rechazando a todos los hombres que deseen ser su pareja".

Figura 1. Pensamiento deductivo y pensamiento deductivo.

Un buen investigador en la época actual busca un equilibrio entre ambas corrientes, el proceso formal que se sigue en la mayoría de los países donde la investigación es parte del desarrollo económico es piramidal, ya que los investigadores se preparan a lo largo de los posgrados trabajando en proyectos de investigadores reconocidos.

Con la intención de enriquecer tu aprendizaje, te invitamos a ver los siguientes videos:

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UNADM (enero, 2012). La importancia de investigar: entrevista a Julieta Fierro [archivo de video]. http://youtu.be/TTSu9lP49yY Universidad de Celaya (enero de 2013). Roberto Hernández Sampieri - La importancia de la investigación [archivo de video]. http://youtu.be/Q2QjEBWdu4Q

1.1.1. Detección de problemas y de áreas de oportunidad Un proyecto de investigación puede partir de diferentes fuentes, las más usuales son la popular y la científica, la primera también conocida como el conocimiento empírico o de sentido común toma toda la información recibida o transmitida sin una crítica expresa. Es la forma más común y espontánea de obtener el aprendizaje, el que se adquiere a través de la suma de experiencias de los seres humanos y las situaciones; un problema es que muchos profesionistas se conforman con el conocimiento aparente, que es subjetivo, asistemático y acrítico, o sea que no cuestiona ni plantea dudas acerca de su adquisición y contenido. Dentro de esta corriente no tan formal pero aceptada por sus aciertos y su utilidad se encuentra la heurística.

Un ejemplo de la forma más básica de la forma empírica es el conocimiento que han logrado los agricultores en su transmisión de experiencias y observaciones de generación a generación, muchos de los conceptos no se pueden explicar con fundamentos científicos pero la mayoría de las veces sus resultados son los esperados, superando en algunas ocasiones los pronósticos científicos.

Por su lado, el conocimiento científico produce gracias a un procedimiento dirigido y formal que está compuesto por una secuencia lógica de actividades que usualmente está destinada a descubrir una huella matemática en las características de los fenómenos, de las relaciones internas entre sus elementos y en sus conexiones con otros fenómenos, todo ello mediante el raciocinio y la comprobación, a través de la demostración y la verificación.

Para llevar a cabo una investigación científica, el investigador se vale de herramientas objetivas como los procesos estadísticos y los protocolos de investigación científica.

Los procedimientos se estructuran tomando como base la creación de una hipótesis estadística que permita establecer con su validación la estructura completa y adecuada de todos los procesos que intervienen desde su concepción hasta la obtención de la Universidad Abierta y a Distancia de México

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respuesta final sobre el cuestionamiento fundamental que se está estudiando. Una ventaja adicional del manejo de los protocolos científicos es que constituyen una forma universalmente válida entre los científicos para presentar sus descubrimientos o propuestas con los argumentos, procedimientos, estructuras y conceptos que permiten una rápida y congruente interpretación de las ideas originales y conclusiones del proyecto, logrando el aseguramiento de la comprensión original de objetivos y propósitos por otros científicos que revisen la investigación. Esto permite garantizar a la comunidad científica que no solo los resultados están bien fundamentados, sino que todos los procesos que se realizaron durante la investigación fueron fundamentalmente correctos y adecuados al propósito que se buscaba.

Empíricas FUENTES DE CONOCIMIENTO Científicas

Heurística

- Protocolos de investigación - Procesos estadísticos

Figura 2. Fuentes de conocimiento empíricas y científicas.

Establecidos los dos caminos que sigue la investigación nos adentramos en el científico, ya que como ingenieros nuestra capacidad y habilidad debe enfocarse a comprender los métodos, procedimientos y formas en que la ingeniería se expresa a nivel científico, las fuentes de ideas por los tanto estarán en contacto con las instituciones de desarrollo y de tecnología. Se puede abrir una publicación científica reconocida e inmediatamente entrar al mundo de lo que se está realizando como investigación. Algunas veces se plantean posibles nuevos proyectos y entre líneas se encontrarán muchas dudas. El investigador aprovecha esos resquicios y ve las áreas de oportunidad, el pensamiento del investigador está sumamente estructurado en cuanto a la identificación de las nuevas oportunidades y las situaciones que las rodean, pero siempre tiene la visión creativa lista para actuar cuando las puertas se cierran o cuando ya no se ven más caminos por donde ir hacia el objetivo.

Desde luego, hay fuentes también importantes como es el análisis de las circunstancias cotidianas. Un investigador a través de un proceso cognitivo deductivo puede alcanzar a ver causas y efectos en procesos y fenómenos que la mayoría de las personas no Universidad Abierta y a Distancia de México

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alcanza a comprender, de esta forma el investigador puede lograr solucionar o dar mejores alternativas a un problema o situación ya que solo él puede ver el problema, sus alternativas y sus causas y efectos en su conjunto.

El observar una serie de situaciones produce un cuestionamiento en la mente del investigador, en este momento aparece realmente el proceso de investigación. Como uno de los grandes precursores de ello tenemos a Sócrates, quien fundó un método para conocer la verdad basado en el arte de hacer las preguntas correctas. En su aplicación el filósofo desencadenaba un proceso que terminaba colocando la verdad en forma evidente como la causa primordial de los hechos: Mayéutica también se conoce como “el arte de la partera”, en honor a su madre quien profesaba esa actividad, ya que el propósito es “ayudar a dar a luz la verdad”.

Figura 3. Fuentes de conocimiento empíricas y científicas (Fuente: http://losmetodosfilosoficos.blogspot.mx/2011/05/mayeutica-grafica-esquema-presentacion.html)

Con la intención de enriquecer tu aprendizaje, te invitamos a ver los siguientes videos: UNAD Colombia (septiembre de 2011). Metodología de la investigación [archivo de video]. http://youtu.be/uDdOriGJXnM

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Dreycko Junior (febrero de 2013). Mayeutica [archivo de video] http://youtu.be/3NsSAJYcBLc

Creatividad: una condición real que debe cubrir el investigador es el poder ser innovador y creativo, si consideramos una nueva idea es fácil considerar que la creatividad existe, pero también debe existir al enfrentar los retos de cambio sobre situaciones que ya existen, es un poco más difícil encontrar estos nuevos caminos considerando que los anteriores tuvieron éxito algunas veces durante muchos años, la sociedad demandara algo a la misma altura si se desea tener el mismo éxito.

La diversificación, las TIC´S, la libertad de aprendizaje y la facilidad de hacerlo son características de esta época, se podría considerar que hay mucha creatividad, la verdad es que no la hay, la creatividad como toda buena idea solo sirve cuando se aplica. En la época actual pocos se deciden a actuar, casi todos son pasivos aun cuando sean generadores de grandes ideas, el ser activo implica riesgos, ver oportunidades y sobre todo una gran constancia por seguir sus sueños.

Con la intención de enriquecer tu aprendizaje, te invitamos a ver el siguiente video: Julio Cesar Gerbi P. (Enero de 2013). ¿Te atreves a soñar? [archivo de video] http://youtu.be/KiWX7yOzHgU

1.1.2. Definición de objetivos y metas, creación de escenarios y sus hipótesis Cuando hay algo que merece y que vale la pena investigar se debe hacer todo un procedimiento para:   

Que el trabajo sea realmente válido No perderse en situaciones alternas o sin valor Ahorrar tiempo y esfuerzo en algo valioso.

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La Mayéutica nos ayuda a entender que hay algo que no conocemos del todo, y nos ayuda a comprender qué es lo que debemos aprender, pero no nos dice más allá. El proceso comienza con la Definición del objetivo de lo que deseamos saber, por ejemplo: puedes ver un ciclo de lluvias y advertir todo un proceso que implica múltiples variables y procesos que a su vez intervienen en las lluvias; un investigador que decidiera conocer todo sobre los ciclos de lluvias tendrá un proyecto muy ambicioso y complejo en sus manos, con una alta probabilidad de no lograr descifrar todos los factores y en qué forma intervienen para contribuir en los ciclos de lluvias. Los investigadores de hoy asumen solamente la responsabilidad de investigar una parte bien definida del fenómeno, por ejemplo, “Investigación sobre el efecto de las lluvias en los meses de Mayo a Julio en los terrenos arcillosos de la zona del Norte del estado de Puebla”.

Junto a este título debe existir una explicación y justificación del porque es importante este conocimiento, a quien o a que puede traer un beneficio el conocer la mecánica de las lluvias en esa zona y en esa época, si hay razones que realmente apoyen la decisión de realizar esta investigación, este conocimiento será verdaderamente de provecho.

El objetivo de una investigación se reduce a un enunciado como el mostrado anteriormente donde deja en claro lo más esencial del proyecto sin entrar a detalles, algunas veces es útil transformar el enunciado a una forma de pregunta: ¿Cuál es el efecto de la lluvias en los meses de Mayo a Julio en los terrenos arcillosos de la zona Norte del Estado de Puebla?

A esta se le conoce como pregunta prototípica, es la razón de la investigación.

Ver video:

Con la intención de enriquecer tu aprendizaje, te invitamos a ver el siguiente video: Ana Laura Almaraz (septiembre de 2012). Exposición planteamiento del problema [archivo de video]. http://youtu.be/xdvO2PhZH2w

  

Los objetivos son los logros a alcanzar por el proyecto; dan respuesta a la pregunta ¿para qué se hace?

Deberán ser precisos, concretos, medibles y realistas, podrán clasificarse como generales y específicos.

Los objetivos a su vez se dividen en metas las cuales son tareas específicas y medibles que tocan los diferentes aspectos que forman un objetivo.

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  

Cada objetivo deberá incluir un enunciado claro y puntual de las metas que se persiguen.

La definición de los objetivos es primordial, ya que la evaluación del trabajo de investigación se basa fundamentalmente en el logro de los objetivos planteados.

Es importante comenzar a crear un mapa mental donde todas las posibilidades que van saliendo conforme el proyecto va tomando forma queden plasmados como una especie de mapa global, una estructura que puede ser de este tipo1:

Figura 4. Planteamiento del problema: objetivo, contexto, hipótesis, propuesta de solución, recursos, métodos y soluciones previas.

Cuando la variabilidad de las circunstancias nos obliga a considerar que el comportamiento final de un fenómeno no se puede encasillar en una estrecha franja de valores podemos auxiliarnos al crear escenarios, donde dependiendo las circunstancias que prevalezcan en un momento dado podamos anticipar un cierto comportamiento en forma más real. En la práctica se consideran tres posibles escenarios: el peor, el normal y el óptimo.

Para ejemplificar esto podemos considerar la pregunta del punto anterior: ¿cuál es el efecto de la lluvias en los meses de Mayo a Julio en los terrenos arcillosos de la zona norte 1

http://www.milpalabras.com/researchhints/conceptos/investigacion/explicainvestigacionaplicada.htm Universidad Abierta y a Distancia de México

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del Estado de Puebla?, podemos vislumbrar fácilmente los tres escenarios mencionados: en el peor una escaza lluvia implicara sequía, una lluvia de baja a moderada es el estadio normal y una lluvia abundante mostraría un panorama óptimo para la zona enfocándonos en un punto de vista agrícola.

Conociendo el objetivo, la pregunta prototípica y con la visión de los escenarios múltiples se tiene toda la base para construir una hipótesis.

Hipótesis, es un enunciado que anticipa un resultado o una relación causa efecto, las hipótesis son la base del raciocinio ya que son las ideas base por las que tomamos muchas de las decisiones trascendentes e intrascendentes en nuestras vidas, son oraciones construidas en forma propositiva, con un título que identifica la parte cualitativa del problema y una parte cuantitativa que nos sirve para evaluar y medir la circunstancia descrita.

Figura 5. Efecto de la variabilidad climática sobre la producción de bioenergía a partir de maíz (Zea mays, L.), (Revista de investigaciones de la facultad de ciencias agrarias, Argentina. http://www.fcagr.unr.edu.ar/Investigacion/revista/rev15/5.htm)

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Hay varios tipos de hipótesis:

Tipos de hipótesis Las secundarias que La principal que sirven de soporte y corresponde al apoyo a la principal, problema prototípico y

Las de trabajo ,que nos sirven para trabajar en etapas o partes definidas del proyecto.

Figura 6. Tipos de hipótesis.

Para ejemplificar podemos definir una hipótesis principal en nuestro problema: un índice de precipitación igual o mayor a 15 mm en los meses de Mayo y Junio da las condiciones para que haya un aumento en la producción de maíz del 25% al cierre de temporada en la zona prevista.

Esta hipótesis es la principal o nula, se denomina Ho, la complementaria establece el universo complementario de posibilidades que habría para la Ho, se denomina H1: un índice de precipitación menor a 15 mm en los meses de Mayo y Junio da las condiciones para que no haya un aumento en la producción de maíz del 25% al cierre de temporada en la zona prevista.

Las hipótesis de trabajo se pueden establecer como: el impacto de la precipitación tiene un índice del 45% mayor cuando se establece en la zona de la montaña sobre la zona de la planicie.

Figura 7. Tu hipótesis puede parecer correcta, sin serlo. Fuente: http://networkianos.blogspot.mx/ Universidad Abierta y a Distancia de México

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Con la intención de enriquecer tu aprendizaje, te invitamos a ver los siguientes videos:

Universidad de Celaya (junio de 2013). Dr. Roberto Hernández Sampieri. Las hipótesis [archivo de video] http://youtu.be/WDfQjBtRcro Bioestadístico.com (febrero de 2012). Formulación de hipótesis Metodología de la investigación científica [archivo de video]. http://youtu.be/aMnh_bmKG7Y

1.1.3. Selección de rutas El siguiente paso requiere del manejo de información, experiencia, creatividad y de un gran sentido de la oportunidad: se necesita saber analizar riesgos contra oportunidades y tener un buen manejo del fracaso. Esto no implica que no se logrará el producto deseado de su investigación, lo que no podemos saber es el resultado a priori. Algunas veces las investigaciones cumplen metodológicamente todos los requisitos y formalidades establecidas y en el último momento el éxito no se conquista. El buen investigador desde luego que desea ese éxito, pero sabe que el camino se convierte en una prueba que no todos pueden recorrer, de hecho el fracaso va de la mano del investigador (recuerda casos como los de Edison y de Ford, entre muchos otros. Sus procesos de investigación y desarrollo fueron muy difíciles, sin embargo ellos no dejaron de insistir buscando alternativas y nuevos procesos para lograr su objetivo).

Un proyecto se caracteriza por ser multidisciplinario, el investigador principal tiene un equipo de expertos que dominan las diferentes aéreas que toca el proyecto, es el equivalente al director de una orquesta sinfónica, por lo tanto el análisis de las rutas propuestas se debe realizar en forma multidisciplinaria dejando a cada experto dar su opinión respecto a las conveniencias y problemas que ve dentro de su especialidad de cada una de las propuestas. Finalmente se tomará una de las rutas para trabajar en ella con la conciencia de que no hay rutas perfectas que sean lo mejor en todas las áreas: la mejor ruta es aquella que satisfaga los requerimientos esenciales y sea la que mejor se presenta ante los otros requisitos. Algunas veces es un problema que lleva mucho tiempo y dedicación, pero es importante lograr este punto con el convencimiento del equipo de qué, efectivamente, es lo mejor.

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El siguiente aspecto a tratar es cuando ya se tienen opciones de cómo realizar la ruta, pero aún se presentan opciones. La investigación de operaciones busca a través de algoritmos el camino más corto o ruta crítica que se debe seguir para llegar en forma más eficiente (puede ser económicamente), al producto deseado. A continuación se muestra un breve video para enseñar cómo se establece este tipo de problemas.

Jorge Gómez (mayo de 2012). La ruta más corta, algoritmo de Dijkstra [archivo de video]. http://youtu.be/yrNAtAIUhJA

1.2. Protocolos de investigación El protocolo de investigación es el documento guía o base que usa el investigador. Esta serie de especificaciones le permiten orientar el proceso de ejecución del trabajo.

Es el documento que contiene el plan de un proyecto de investigación científica o planificación del proyecto total con el máximo posible de detalle, precisión y claridad de operaciones, acciones y recursos, en él se unifica y elige entre los resultados y las búsquedas de rutas propuestas, lo que con mayor eficiencia y efectividad nos llevara a resolver el problema prototípico.

1.2.1. Descripción y tipos de protocolos Pueden existir tantos protocolos para cubrir las diferentes formas de investigación como sean necesarios, pero hay puntos que se han logrado estandarizar de alguna forma.

Características de un proyecto de investigación 

Lenguaje objetivo; basado en expresiones lógico matemáticas que permitan expresar con claridad y precisión los objetivos y el plan de investigación.



Repetitividad; cualquier persona con los conocimientos básicos en el área de estudio debe ser capaz de comprender y poder repetir las experiencias y obtener los mismos resultados reportados en el proyecto.

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

Procesos secuenciales; Se debe respetar el orden de presentación de los elementos descritos en los fundamentos generales de los protocolos de investigación, el orden conlleva la secuencia, la falta u omisión de un solo paso inutiliza todo el protocolo.



Equilibrio; A pesar de que un protocolo pudiese parecer un encuadre poco elástico debe presentar una permeabilidad a la creatividad, una parte muy importante del éxito de los proyectos de investigación cuando se trata de manifestar un descubrimiento es la forma en que será reportado a la comunidad científica, el creador del proyecto en este caso debe tener la gran capacidad de presentar sus nuevas aportaciones en el contexto correcto que marca el protocolo. Dependiendo de su dominio del conocimiento y de su capacidad de adaptación, podrá manifestar su descubrimiento cuando logre encuadrar con el protocolo sin mayores problemas y críticas.



Ética; Siempre cualquier investigación deberá estar plenamente identificada con las normas éticas básicas de las sociedades en general, los protocolos deberán ser revisados para evitar que atenten contra cualquier norma que afecte negativamente a la sociedad.



Sustentabilidad; Así como la ética cuida de la sociedad, la sustentabilidad cuida del equilibrio entre las acciones humanas y la naturaleza, las alteraciones que se pudiesen causar por obra del desempeño del o los procesos adscritos al protocolo deberán mostrar el cuidado requerido para lograr las metas de preservación y equilibrio que marcan estas nuevas disposiciones.

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Lenguaje objetivo

Repetitividad

Sustentabilidad

Proyecto de investigación Procesos secuenciales

Ética

Equilibrio

Figura 8. Características de un proyecto de investigación.

El principal problema que sufren muchos investigadores al comienzo de sus trabajos se refiere al incumplimiento total o parcial de estos requerimientos, algunas veces por no tener una competencia bien desarrollada para presentar sus hallazgos a la comunidad científica con el rigor y los requerimientos internacionales que se han establecido con este fin.

Cada gran universidad y cada institución de investigación tiene sus propios criterios en la estructura y formulación de los protocolos de investigación, sin embargo los elementos que se consideran como básicos son los que se describen a continuación.

Datos de identificación y título Los datos de identificación deberán incluir información sobre el autor y la institución. El título de la investigación debe indicar en forma precisa cuál es el propósito del estudio Universidad Abierta y a Distancia de México

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evitando ambigüedades. El título debe ser preciso y claro, debe dejar claro el enfoque o tratamiento bajo el que se hace el proyecto.

Planteamiento del problema Aquí se define el problema prototípico a investigar.

Es el primer paso lógico en la elaboración de un protocolo, aquí se derivan las acciones necesarias para determinar lo que se va a investigar. Debe tenerse en cuenta que la selección del problema requerirá un respaldo teórico y práctico.

En algunos casos se muestran los problemas principales y secundarios que atañen a la situación estudiada, cuando esto sucede es importante señalar la estrategia que llevo a la selección de los problemas que realmente se deben analizar. Los problemas deben sufrir un proceso de depuración lógica y bien fundamentada por los principios que sean pertinentes, tal que el principal problema resultante de esta selección será considerado como el problema prototípico del proyecto, y por tanto el problema de investigación.

Un mal procedimiento de selección del problema de investigación invalidara completa y totalmente toda la investigación resultante, es razón por la que la selección correcta es crítica en el proyecto.

Justificación La justificación del tema de investigación consiste justamente en la exposición de razones teóricas y prácticas de la elección del problema. De requerirse, se deben mencionar directamente las necesidades sociales, de grupos o personas o las áreas de oportunidad que se evalúa van a ser afectadas por el proyecto en forma y número.

Marco teórico Todo proyecto de investigación debe contener un marco teórico que presente los conocimientos previos o antecedentes que se tienen sobre el tema a investigar.

Los marcos teóricos normalmente inician con una investigación bibliográfica sobre todo lo relacionado con el tema de investigación desde su perspectiva histórica más significativa hasta la información actual proveniente de fuentes confiables.

Básicamente el marco teórico contesta 3 preguntas:

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1. ¿Qué se sabe hasta hoy y que se está haciendo?

2. ¿Hasta qué punto este problema ha sido tratado con lo que ya se sabe y se hace?

3. ¿Qué resultados han tenido al elegir y usar los diferentes métodos de investigación en investigaciones parecidas, equivalentes o relacionadas?

Hipótesis La hipótesis se define como la propuesta de partida para una investigación, debe ser una frase clara y precisa que exprese lo que se comprobará en forma experimental. El origen de la hipótesis es muy diverso, a veces proviene de observaciones directas, de análisis introspectivo, de estudios, o de otras investigaciones o de estudios similares. Por lo tanto, la hipótesis debe dar una respuesta precisa, ya sea positiva o negativa, al problema que se planteó en la investigación.

El planteamiento de la hipótesis es un procedimiento completamente estadístico con reglas y formas definidas, una hipótesis bien definida es congruente a los objetivos, metas y se puede considerar la mejor pregunta o cuestionamiento que se hace para poder contestar o aclarar el problema prototípico, existen varios tipos de hipótesis pero todos mantienen la congruencia en la línea principal de investigación.

Objetivos Los objetivos son los logros a alcanzar por el proyecto; dan respuesta a la pregunta ¿para qué se hace?    

Deberán ser precisos, concretos, medibles y realistas, podrán clasificarse como generales y específicos.

Los objetivos a su vez se dividen en metas, las cuales son tareas específicas y medibles que tocan los diferentes aspectos que forman un objetivo.

Cada objetivo deberá incluir un enunciado claro y puntual de las metas que se persiguen.

La definición de los objetivos es primordial, ya que la evaluación del trabajo de investigación se basa fundamentalmente en el logro de los objetivos planteados.

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Metodología Aquí se deberá indicar el camino propuesto en forma detallada que se pretende seguir para alcanzar los objetivos del proyecto, contestaría la pregunta ¿Cómo se hace?

En general podemos considerar los siguientes grupos:       

Métodos usados para la recolección de datos Las herramientas que se usarán para analizar los datos obtenidos Instrumentos y técnicas de medición Procedimientos que se usarán para las pruebas de hipótesis Elementos de decisión Formas de evaluación y validación Tratamientos matemáticos y estadísticos, etc.

En esta parte se incluyen los recursos humanos, materiales y económicos que serán utilizados para la elaboración del proyecto de investigación. Los recursos humanos se refieren a las personas que van a realizar las tareas; los recursos materiales describen las instalaciones, el equipo y los componentes necesarios para la realización del proyecto.

Finalmente, los recursos económicos involucran un bosquejo de los recursos financieros necesarios para llevar a cabo el proyecto, considerando tanto los recursos humanos como los materiales.

Cronograma El cronograma es un esquema o gráfica donde se ponen en relación las actividades y recursos de un proyecto y el tiempo probable para su realización. Es recomendable utilizar un diagrama tipo Gantt para administrar los tiempos y recursos en forma gráfica y continua, nos aclara el cuestionamiento de ¿Cuándo se hace?

Referencias bibliográficas Se incluyen todas las fuentes documentales; libros, publicaciones periódicas, videos, páginas web, blogs, etc. consultadas para la elaboración del protocolo de investigación y/o las referencias que, de inicio, servirán para la investigación con la finalidad de dar una idea de la naturaleza de los datos que se podrían utilizar en el trabajo. Los estilos más usuales para investigaciones sociales y administrativas son MLA, APA, Chicago, Turabian, Harvard…, la diversidad de formas depende del tipo de investigación que se Universidad Abierta y a Distancia de México

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está realizando. Es importante es aplicar consistentemente y congruentemente las normas de registro de los datos de las fuentes.

Para la materia de Procesos en Biotecnología II dependiendo del giro específico de la investigación se podrían usar alguna o algunas de las siguientes normas: 







Estilo AMA. Es el estilo de la American Medical Association. No obstante, el International Committee of Medical Journal Editors recomienda usar el Uniform Requirements for Manuscripts Submitted to Biomedical Journals (URM o Vancouver). Sitio oficial: AMA Manual of Style.

Estilo ACS. Es el estilo de citas requerido por la American Chemical Society.

Contempla, entre otras, las citas de patentes con mucha precisión tanto para formatos breves como largos. Sitio oficial y Guía: ACS Style Guide. 3rd ed Estilo IEEE. El estilo IEEE se utiliza principalmente en las publicaciones técnicas de ingenierías y ciencias informáticas. Una característica que lo diferencia de otros estilos es la de utilizar corchetes, en vez de superíndices, para numerar las citas tanto en contexto como en la lista de referencias. Además esta lista de referencias u obras citadas no va por orden alfabético sino numérico. Sitio oficial y Guía: IEEE Web Style Guides Estilo CSE-CBE. El estilo originalmente llamado CBE fue creado por el Council of Biology Editors, que actualmente se llama Council of Science Editors por lo que ahora el estilo es concido como CSE style. Es un estilo utilizado principalmente en Biología pero igualmente en Biomedicina, Bioquímica y otras disciplinas científicas afines. Sitio oficial y guía: The CSE Manual for Authors, Editors, and Publishers Seventh Edition

Anexos Esta es una sección opcional en el protocolo que incluye cuadros, gráficas, tablas, formularios, documentos, etc. Lo recomendable es que se integren en bloques de información del mismo tipo o clase.

Con la intención de enriquecer tu aprendizaje, te invitamos a ver el siguiente video: Bioestadístico.com (febrero de 2012). Tipos de investigación Metodología de la investigación [archivo de video]. http://youtu.be/QXmKN34hbtM

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1.2.2. Análisis de la información La información que se va obteniendo a lo largo del proyecto permite definir algunos aspectos y confirmar otros. Cuando se trata de una investigación original los cambios se suceden continuamente, el análisis de información se realiza a través de sistemas estadísticos como el SPSS, programa de IBM dedicado al manejo de la estadística en la investigación. Existen algunos otros programas que aportan gráficos e interpretaciones de pruebas para sistemas complejos, como pueden ser los multifactoriales donde las causas de un proceso son muchas y están ligadas con diferentes medidas de correlación.

Los principales sistemas serán aplicados en estos rubros.

Tipo de investigación La tipología se refiere al alcance que puede tener una investigación científica. La estrategia de investigación depende del tipo de estudio que se elija, ya que éste determina el diseño, los datos que se recolecten, la manera de obtenerlos, el muestreo y otros componentes del proceso de investigación (/).

Figura 9. Tipos de investigación. Fuente: http://bloquemetodologicodelainvestigacionudo2010.wordpress.com/clasificacion-de-las-categorias.

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Después de planteado el problema y la pregunta de investigación, así como, definido los objetivos y evaluada la relevancia y factibilidad del estudio, se procede a sustentar teóricamente el estudio.

La elaboración del marco teórico comprende la revisión de literatura y la adopción de una teoría o desarrollo de una perspectiva teórica. Ello implica, analizar y exponer los enfoques teóricos que se consideren válidos para el correcto encuadre del estudio.

Algunas funciones del marco teórico son:         

Ampliar el horizonte del estudio y ofrecer una guía al investigador para que se centre en su problema y evite las desviaciones Ampliar la descripción y el análisis del problema planteado Fundamentar las hipótesis que den respuesta a las preguntas formuladas Orientar hacia la organización de los datos o los hechos significativos para describir las relaciones de un problema con las teorías ya existentes Dirigir los esfuerzos hacia la obtención de datos suficientes y confiables para poder comprobar las hipótesis Orientar el análisis y la interpretación de los datos Integrar la teoría con la investigación que se propone Proveer un marco de referencia para interpretar los resultados del estudio Inspirar nuevas líneas y áreas de investigación.

Formulación de la hipótesis y definición de las variables Las hipótesis son proposiciones tentativas acerca de las relaciones entre dos o más variables y se apoyan en los conocimientos organizados y sistematizados. No necesariamente son verdaderas, pueden o no serlo, pueden o no comprobarse con hechos. Son explicaciones tentativas y no todos los estudios plantean hipótesis. Las variables por su parte son una propiedad que puede variar y cuya variación es susceptible de medirse.

Selección de la muestra Para seleccionar una muestra apropiada se deben tomar en cuenta los siguientes criterios: 1.

2.

3.

4.

Definir los sujetos u objetos de estudio Delimitar la población Elegir el tipo de muestra Definir el tamaño de la muestra

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5. Aplicar el procedimiento de selección2

Figura 10. Procedimiento de selección.

Métodos y técnicas de investigación Para obtener información sobre un mismo problema pueden emplearse diferentes métodos y técnicas, sin embargo, lo relevante de la investigación científica radica en seleccionar los adecuados, dependiendo de la naturaleza del fenómeno, los objetivos del estudio y la perspectiva de análisis. Los métodos y técnicas son las herramientas metodológicas de la investigación. El método es la manera de alcanzar los objetivos o el procedimiento para ordenar la actividad. Cabe destacar que el método se desprende de la teoría. La técnica es un conjunto de reglas y operaciones para el manejo de los instrumentos que auxilia al individuo en la aplicación de los métodos.

Análisis e interpretación de los datos El resultado del análisis de los datos influye profundamente en la decisión de los siguientes pasos:    

Toma de decisiones respecto a los análisis por realizar (pruebas estadísticas) Elaboración del plan de análisis Ejecución del plan final de trabajo Obtención e interpretación de los resultados

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1.2.3. Representación gráfica de proyectos La elaboración de proyectos ha sido auxiliada enormemente por los programas de gestión de proyectos. Existen programas muy sencillos y otros muy sofisticados y dedicados. Entre los primeros se encuentra Proyect de Microsoft, que usa un ambiente gráfico y sirve para llevar el control de la mayor parte de los recursos que intervienen en un proyecto de alcances sencillos hasta uno de complejidad media.

Las gráficas de Gantt y los diagramas PERT sirven para llevar un conteo visual del avance de los proyectos comparándolos contra el avance programado, el control con este tipo de herramientas como indicadores generales son muy rápidos y excelentes.

Figura 11. Diagrama de Gantt. Fuente: http://dirac.epucfe.eu/projets/wakka.php?wiki=P10AB03index

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Figura 12. Diagramas de Pert. Fuente: http://b-anei.blogspot.mx/

1.2.4. Diagrama de flujo de bioprocesos Los diagramas de flujo son representaciones gráficas de los procesos, existen de varios tipos dependiendo de qué información es la que desea observar, pueden ser diagramas de flujo donde aparece la secuencia de operación, pueden contener detalles o ser como cajas negras donde sólo aparece el nombre del equipo, se pueden especializar como diagramas unifilares donde se observan todos los circuitos y conexiones eléctricas, o térmicos donde se pueden ver los perfiles de calor en los equipos y en los procesos de transferencia.

Los diagramas de flujo pueden tener mucha información química o ninguna.

Como ejemplos mostramos 2 diagramas de flujo de 2 procesos muy diferentes.

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Figura 13. Diagrama de síntesis de las operaciones convencionales que componen procesos de abatimiento de residuos industriales líquidos. El diagrama muestra, además, los nombres asignados históricamente a las etapas de proceso (primario, secundario, etc.) (http://www.cec.uchile.cl/~leherrer/iq651/Apunte1/Fisicoqapu01.htm).

Figura 14. Diagrama de síntesis de una industria farmacéutica. (http://saludyseguridad.blogspot.mx/2011_02_01_archive.html).

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Actividades La elaboración de las actividades estará guiada por tu docente en línea, mismo que te indicará, a través de la Planeación didáctica del docente en línea, la dinámica que tú y tus compañeros (as) llevarán a cabo, así como los envíos que tendrán que realizar.

Para el envío de tus trabajos usarás la siguiente nomenclatura: BIBP2_U1_A1_XXYZ, donde BIBP2 corresponde a las siglas de la asignatura, U1 es la unidad de conocimiento, A1 es el número de actividad, el cual debes sustituir considerando la actividad que se realices, XX son las primeras letras de tu nombre, Y la primera letra de tu apellido paterno y Z la primera letra de tu apellido materno.

Autorreflexiones Para la parte de autorreflexiones debes responder las Preguntas de Autorreflexión indicadas por tu docente en línea y enviar tu archivo. Cabe recordar que esta actividad tiene una ponderación del 10% de tu evaluación.

Para el envío de tu autorreflexión utiliza la siguiente nomenclatura: BIBP2_U1_ATR _XXYZ, donde BIBP2 corresponde a las siglas de la asignatura, U1 es la unidad de conocimiento, XX son las primeras letras de tu nombre, y la primera letra de tu apellido paterno y Z la primera letra de tu apellido materno

Cierre de la unidad Después de estudiar y haber realizado las actividades tienes las bases para comprender el para qué y por qué existen los protocolos de investigación.

Ejercitarás una nueva perspectiva para observar los sucesos cotidianos que rodean tus áreas de interés, con lo que comenzarás a detectar áreas de oportunidad que no son fácilmente visibles para las demás personas, también ejercitarás tu discernimiento al ver una serie de problemas y poder elegir cuál es un problema prototípico de los demás; conocerás la mecánica básica de pasos a seguir y algunos criterios para mejorar su trabajo en el diseño del protocolo.

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Finalmente tendrás la información esencial para diseñar un protocolo sencillo de investigación en base a los requerimientos y condiciones reales de las propuestas iniciales.

Te invitamos a continuar con la segunda unidad.

Fuente de consulta

Definición del protocolo de investigación, Taller del investigador, Blogspot. 2009 http://tdeinvestigacion.blogspot.mx/2009/02/definicion-de-protocolo-de.html Hernandez Sampieri Roberto (2010). Metodología de la investigación. México: McGraw Hill Interamericana, 5ª Ed. Hernandez Sampieri, Roberto (2011). Fundamentos de metodología de la investigación.

España: McGraw Hill Interamericana, 1ª Ed. S. A: (2014) Tipo AMA, guía para autores y editores de la Asociación Médica Americana, 10ª Ed. http://www.amamanualofstyle.com/ S. A: (2011). Tipo APA, boletín biológica Argentina. http://www.boletinbiologica.com.ar/pdfs/varios/citas-bibliograficas-APA-2011.pdf S. A: (2013). Tipo CSE, Council of Science editors, guía editorial en áreas de bioquímica, biotecnología, y ciencias similares, Tipos de referencias bibliográficas, biblioteca iberoamericana, estilos APA, Chicago y Harvard. http://www.flacso.edu.mx/biblioiberoamericana/MATAUX/Estilos_bibliograficos.pdf Tipo IIIE Institute of Electrical and Electronics Engineers, dirigido a las diversas áreas de ingenierías, informática y en particular a Electricidad y electrónica. http://www.ieee.org/about/index.html Universidad Abierta y a Distancia de México

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http://www.councilscienceeditors.org/about/about-cse/ Universidad de las Américas Puebla (2010). Notas sobre contenido de los protocolos de investigación.http://www.udlap.mx/intranetWeb/centrodeescritura/files/notascompletas/Pro tocolo.pdf

Fuentes cibergráficas Ana Laura Almaraz (septiembre de 2012). Exposición planteamiento del problema [archivo de video]. http://youtu.be/xdvO2PhZH2w Bioestadístico.com (febrero de 2012). Formulación de hipótesis - Metodología de la investigación científica [archivo de video]. http://youtu.be/aMnh_bmKG7Y Bioestadístico.com (febrero de 2012). Tipos de investigación - Metodología de la investigación [archivo de video]. http://youtu.be/QXmKN34hbtM Dreycko Junior (febrero de 2013). Mayeutica [archivo de video] http://youtu.be/3NsSAJYcBLc Jorge Gómez (mayo de 2012). La ruta más corta, algoritmo de Dijkstra [archivo de video]. http://youtu.be/yrNAtAIUhJA Julio Cesar Gerbi P. (enero de 2013). ¿Te atreves a soñar? [archivo de video] http://youtu.be/KiWX7yOzHgU UNAD Colombia (septiembre de 2011). Metodología de la investigación [archivo de video]. http://youtu.be/uDdOriGJXnM UNAD México (enero, 2012). La importancia de investigar: entrevista a Julieta Fierro [archivo de video]. http://youtu.be/TTSu9lP49yY Universidad de Celaya (enero de 2013). Roberto Hernández Sampieri - La importancia de la investigación [archivo de video]. http://youtu.be/Q2QjEBWdu4Q Universidad de Celaya (junio de 2013). Dr. Roberto Hernández Sampieri. Las hipótesis [archivo de video] http://youtu.be/WDfQjBtRcro

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