Subject: "Problema científico, población y muestra. Revisión de conceptos y ejemplo"
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Date: Thu, 3 Nov 2011 12:52:55 -0500

Rev Cubana Cardiol Cir Cardiovasc
2010;16(2):206-13

Sección Metodología de la
Investigación

Problema científico, población y
muestra. Revisión de conceptos y ejemplo

A scientific problem, population and sample. Features review and
example

Dr
Cs. Rosa Jiménez Paneque

Ciudad
de la Habana. Cuba.

RESUMEN

La investigación
científica es reconocida como la manera más directa y eficiente de obtener
conocimientos científicos pero la universalización que alcanza hoy en nuestro
país puede producir la falsa impresión de que ya no se trata de una actividad de
la más alta complejidad y que ya no persigue obtener conocimiento generalizable.
Se trata aquí sobre el planteamiento del problema científico y las definiciones
de población y muestra, dos aspectos que son parte vital de la planificación de
una investigación y que a menudo resultan confundidos o mal planteados en las
diferentes formas de reporte de resultados de una investigación. Se recorre el
concepto de problema científico y los elementos que integran su planteamiento:
su expresión a través de preguntas e hipótesis; la descripción del marco teórico
y práctico donde se inserta y la justificación de la necesidad de encararlo. Se
abordan además los conceptos de población y muestra y su relación con el
problema científico. Se profundiza en la idea de que la población en una
investigación no es más que la delimitación del conjunto de personas en el cual
deben ser válidas las conclusiones relativas al problema científico que le da
origen y se plantea que la población, más que delimitada por espacio y tiempo,
deberá limitarse por las características específicas que definen al ser humano
al cual se refiere el problema científico en cuestión. La muestra es la parte de
la población que se estudia y brinda la información que permitirá responder a
las preguntas y dar fin a la investigación. Se concluye que siempre deberá
hacerse una distinción entre la población o dominio sobre el que se hace la
pregunta que conforma el problema de investigación y la muestra o grupo de
unidades donde se hacen las observaciones. Lo abordado se ilustra con dos
ejemplos del área de la Cardiología.

Palabras
clave: problema científico, población, muestra.

ABSTRACT

Scientific
research is recognized as a more direct and effective way to obtain scientific
knowledges but the universality achieved nowadays in our country may to creates
the false impression t hat it is not a matter of the higher complexity activity
and that its aim isn't a generalized knowledge. Present paper is related to the
approach of scientific problem and the definitions of population and sample, two
features being vital part of planning of a research and that often are confused
or proposed in a wrong manner in the different reporting ways of the research
results. The scientific problem feature is covered and the elements integrating
its approach: its expression through questions and hypotheses; description of
theoretical and practical frame where it is inserted and the need justification
to confront it. Also, the population and sample are approached and its relation
to the scientific problem. We study in depth the notion that the population, in
a research, it is no more that the delimitation of persons group in which the
relative conclusions must to be valid in relation to the originating scientific
problem and we propose that population more than delimitated by space and time,
must to be limited by specific characteristic defining the human being
concerning to scientific problem in question. Sample is the part of study
population and offers the information allowing to answer to questions and to put
an end to research. We conclude that always it is necessary to make a
distinction between the population or domain on which we make the question
conforming the research problem and the sample or units group where we make the
observations. All above mentioned is illustrated with two examples from the
Cardiology area.

Key words:
scientific problem, population, sample.

INTRODUCCIÓN

Una de las
características más elocuentes y exclusivas del conocimiento científico es su
carácter generalizador o, en otras palabras, su capacidad de ser generalizable.
Esta característica es la base de otras dos que le imprimen al conocimiento
científico su carácter específico y también abarcador: la de ser trascendente y
capaz de predecir. De cómo se relacionan estas propiedades del conocimiento
científico con la metodología de la investigación, trata el artículo que
presentamos.

La investigación
científica es la manera más directa y eficiente de obtener conocimientos
científicos y está también catalogada como la actividad humana de mayor
complejidad. Pero, si bien las primeras personas que contribuyeron a la
formación de los conocimientos científicos en la antigüedad eran individuos
avezados, privilegiados, quizás, en sus respectivos pueblos de origen, hoy día
la investigación científica es una actividad que realizan personas de todos los
estratos sociales siempre que puedan acercarse profesionalmente a alguna de las
ramas del saber. Sin embargo, el hecho de que cualquier profesional realice y
haga estudios que puedan considerarse investigaciones científicas, no cambia las
características que debe tener el conocimiento adquirido por vía de la
investigación y que deberá formar parte del acervo de conocimientos que
conforman la Ciencia.

Lo antes formulado
parte de la observación de que la universalización de la investigación en
nuestro país y en otros, produce la falsa impresión de que ya no se trata de una
actividad de la más alta complejidad y, entre otras cosas, que ya no se obtiene
de ésta conocimiento generalizador.

La universalización
de la actividad investigativa no es razón, a mi juicio, para que la
investigación científica deje de ser lo que es, sino una consecuencia de que
cada vez más personas tengan acceso a la información y al conocimiento. Hay que
tener en cuenta que la investigación científica, si bien puede estar cerca de la
práctica, no es realmente una actividad que pueda considerarse práctica, o sea,
no es una actividad que resuelva problemas prácticos de manera directa.

Trataremos aquí,
con la brevedad que impone un artículo para una revista, dos aspectos que son
parte vital de la planificación de una investigación y que a menudo resultan
confundidos o mal planteados en las diferentes formas de reporte de resultados
de una investigación: a saber los artículos de revistas científicas, los
trabajos de terminación de grados científicos, maestrías o especialidades. Se
trata del planteamiento del problema científico y las definiciones de población
y muestra.

Sobre el
problema científico

Aunque el
conocimiento científico y la ciencia tienen un carácter universal y sus
preceptos básicos son válidos en todas las esferas, lo que se esboza en lo
adelante va dirigido al ámbito de la investigación en el área de las ciencias
médicas y, particularmente, al área donde el objeto de investigación es el ser
humano.

Toda actividad de
investigación debe comenzar por el planteamiento de un problema científico.
Tanto es así que la inexistencia de este problema implica la imposibilidad de
conducir una verdadera investigación científica. Variadas son las razones que
respaldan este enunciado: entre ellas la primera es de carácter meramente ético
¿cómo podría realizarse una actividad de alta complejidad, que implica recursos
humanos y materiales, sin que realmente exista un problema que la haga
necesaria? Realizar acciones de carácter investigativo sin un problema
científico claro que resolver está en contradicción franca con la ética de las
relaciones humanas, con la ética médica y con la ética de la investigación
médica.

La palabra
"problema" tiene varias acepciones en el diccionario de la Real Academia
Española,1 la quinta de ellas reza así: "planteamiento de una
situación cuya respuesta desconocida debe obtenerse a través de métodos
científicos"; y eso es precisamente lo que se reconoce en el lenguaje de la
ciencia como problema científico: desconocimiento, laguna, falta de exactitud o
precisión en conocimientos alcanzados, aristas imprecisas de aspectos conocidos.
Un problema científico es una laguna en el conocimiento científico, en general,
y no del conocimiento de una persona o grupo.

La investigación
científica es, a su vez, el conjunto de acciones que se realizan para contribuir
a resolver un problema científico dado y, por tanto, el planteamiento del
problema científico debe ser el primer paso en una investigación. Sin embargo,
esto que parece tan sencillo resulta a veces desconocido por muchos de los que
realizan labor de investigación científica y también es objeto de innumerables
desaciertos.

La dificultad es
probable que radique radica en que si bien un problema científico puede tener un
carácter general (v.g. no se conoce la causa del cáncer), su planteamiento para
una investigación implica varias dificultades. En principio debe reconocerse que
una investigación es un conjunto de acciones que tienen un objetivo concreto y,
por tanto, principio y fin en un tiempo razonable, pero también ha de
reconocerse que una investigación es una actividad que intenta resolver un
problema científico determinado 2. De modo que la definición de problema
científico expuesta ha de ser objeto de algunas precisiones antes de que pueda
servir para realizar las acciones que conducirán a su solución por vía de la
investigación. Se ha planteado3 que son tres los elementos que deben abordarse
en el planteamiento del problema científico para una investigación: 1) su
expresión mediante preguntas e hipótesis; 2) la descripción del marco teórico y
práctico donde se inserta y 3) la justificación de la necesidad de encararlo.

Las preguntas e
hipótesis han de tener, además, ciertas características para que puedan ser
abordadas por una investigación, tres de ellas son imprescindibles:
especificidad, contrastabilidad empírica, y fundamento en el propio conocimiento
científico existente. La especificidad de la pregunta es la condición que le
permite ser abordada por una tarea de investigación dada; contrastabilidad
empírica es su capacidad para ser respondida mediante observaciones en la
práctica; y el fundamento es la característica que asegura que no se está
transitando por un camino falso dentro del propio conocimiento que ya existe. El
marco teórico-práctico es precisamente el elemento de la definición del problema
científico donde se avala el fundamento y la contrastabilidad empírica de la
pregunta. La necesidad del marco teórico es un aspecto que merece consideración.
El problema científico, como bien plantea Bunge 4 existe y se forja dentro de un
conocimiento ya establecido; no se trata de jurar sobre la biblia, sino de
demostrar que, efectivamente, existe la laguna del conocimiento que estamos
llamando problema científico. Esta demostración necesita de elementos teóricos y
de elementos empíricos. Debe haber una teoría (conocimiento establecido) que
sustente la existencia del problema y algún antecedente de estudio realizado
antes, que corrobore también la existencia de dudas al respecto.

Por otro lado, la
investigación científica no es un hobby, los científicos probablemente tienen
hobbies diversos, pero no en su quehacer científico. Lo que quiero decir es que
la actividad investigativa siempre se enmarca en un ámbito institucional y, por
tanto, debe responder a un problema concreto de la práctica. Quizás esta noción,
no bien entendida, es la que origina la confusión, que con frecuencia se observa
en trabajos investigativos, entre problema práctico y problema científico. El
problema científico, como ya se ha afirmado, es un desconocimiento de la
ciencia, pero debe responder a cierto problema de la práctica; no olvidemos que
la ciencia está formada sobre todo de conocimientos sobre la realidad, pero
estos conocimientos son producto de la actividad humana5. La ciencia es la
realidad objetiva plasmada como la concibe y necesita el hombre. Es cierto que
existe la llamada "investigación básica"2 cuya definición parece contradecir la
afirmación de que toda investigación debe estar relacionada con un problema de
la práctica, pero no es realmente así; la investigación básica se realiza como
parte de la búsqueda de conocimientos que son necesarios o se vislumbran como
tales ¿quién financiaría investigación no destinada a resolver algún problema
práctico concreto en algún momento?

En resumen, un
problema científico implica: desconocimiento de la ciencia, fundamento teórico,
antecedentes empíricos y justificación práctica. Sin estas premisas no hay
problema científico abordable por una investigación.

Población y
muestra

Por otro lado está
el concepto de población y muestra, ¿qué significan realmente y qué relación
tienen con el concepto de problema científico que hemos intentado delimitar
antes? ¿por qué constituye un binomio de términos imprescindibles en los
reportes de investigación? Intentaremos abordar estas preguntas ahora.

El ser humano es
único como especie, está formado por tres elementos: biológicos, psíquicos (que
no dejan de ser biológicos pero este controvertido tema no forma parte de lo que
se quiere tratar en este artículo) y sociales. Sin entrar en detalles, que
estarían fuera del alcance de este artículo, la definición antes muy levemente
esbozada implica una enorme diversidad dada probablemente por las variaciones de
sus tres elementos y la interacción entre ellos.

Parte de la
especificidad imprescindible para el problema científico que se estudia en una
investigación, se asocia al tipo de ser humano que tiene como objeto. La
diversidad de los seres humanos es incompatible con la idea de plantear un
problema científico -para abordar en una investigación- que los abarque a todos.
De modo que la población (que algunos denominan universo) en una investigación
no es más que la delimitación del conjunto de personas en el cual deben ser
válidas las conclusiones, o sea, las respuestas al problema científico
delimitado para esa investigación. Por otro lado, el problema científico en una
investigación, si bien debe ser específico, es un desconocimiento de la ciencia
que tiene un carácter general y digamos que universal. Entonces, no puede ser
estrecho el dominio donde serán válidas las respuestas. El concepto de población
ha de ser amplio y, más que delimitado por espacio y tiempo, deberá limitarse
por las características específicas que definen al ser humano al cual se refiere
el problema científico en cuestión. La investigación, por su parte, tiene
objetivos concretos, principio y fin; no se puede observar toda la población
definida por características; la parte de la población que se estudia y que
brinda la información que permitirá responder a las preguntas y dar fin a la
investigación es, precisamente, la muestra.

En el texto de
Halley y Cummings6 se menciona la llamada población objeto (target population)
cuya definición coincide con la anterior y llaman población accesible a la que
está definida en tiempo y espacio que, en este artículo, estamos llamando
muestra. Pudiera ser este el origen del repetido error que se encuentra en otros
informes de investigación, tesis y artículos que confunden el concepto de
población con el de muestra. No se trata de sumirnos en una discusión bizantina
sobre terminología, se trata de tener los conceptos claros. Los autores
mencionados antes, hacen una distinción entre la muestra que se intenta obtener
(llamada población accesible) y la que realmente obtienen (llamada muestra); se
refieren entonces a la población accesible como aquella parte de la población
objeto que puede delimitarse en tiempo y espacio y que, por tanto, puede
estudiarse de manera directa. No es más que nuestro concepto de muestra. Esta
necesidad de definir dos poblaciones: la objeto y la accesible, probablemente se
origina en la necesidad de contar con la representatividad. Si se acepta que la
población es el dominio donde deberán ser válidas nuestras respuestas, la
muestra que se observa, ha de ser un reflejo válido de la población. Este es el
concepto de representatividad que resulta insoslayable, pero las muestras reales
por muchos motivos pueden perder representatividad y esto origina la necesidad
de intentar demostrar que, en efecto, la muestra es representativa de la
población, un tema que no es objeto de este trabajo. Si se define la población
accesible como la misma población objeto sólo delimitada en tiempo y espacio, la
representatividad es más obvia. El concepto de representatividad es resbaloso y
también es objeto de errores y malinterpretaciones; si solo el tiempo y el
espacio distinguen a la población accesible de la población objeto, y puede
comprobarse que estos dos elementos no se relacionan con el problema científico,
se puede esperar representatividad. La muestra real, conformada por las
observaciones que en realidad pudieron realizarse suele perder representatividad
por razones relacionadas con factores, humanos y locales, diversos. Estas pueden
ser las razones por las que se describe en este libro un paso intermedio entre
población y muestra al que llaman población accesible.

Algunas revistas
con prestigio en la comunidad científica de las Ciencias Médicas, como la
British Medical Journal o la New England Journal of Medicine, utilizan con
frecuencia el término "población de estudio" (study population) para definir la
muestra. No he encontrado en la literatura una explicación que convenza para el
empleo de esta terminología.

El diccionario
medico en inglés de Merriam-Webster7 define en su tercera acepción que la
población es "un grupo de personas individuales, objetos o ítems del cual se
toman muestras para mediciones estadísticas". El diccionario de lengua inglesa
"American Heritage"8 define el término como "el conjunto de individuos, items o
datos de los cuales se toma una muestral estadística. También se denomina
universo". Son definiciones de diccionarios, algo lejanas quizás del significado
de la palabra población en el contexto que nos ocupa pero ninguna de las dos
hace pensar que se están refiriendo a la muestra.

En el libro
Epidemiología para no iniciados9 (Epidemiology for the Uninitiated), publicado
por el grupo de la BMJ, se explica con mayor detalle el asunto que ahora nos
ocupa. Bajo el subtítulo: "Todos los hallazgos deben referirse a una población
definida" desarrollan los conceptos de población y muestra. Primero definen la
llamada población objeto (target population) como aquella "acerca de la cual
deben obtenerse las conclusiones" y luego definen la muestra (study sample) que
se "selecciona de alguna manera de la población objeto". Pero más adelante
introducen el concepto de "población de estudio" (study population); a la que
colocan entre la población objeto y la muestra y "de la cual la muestra deberá
ser seleccionada de forma aleatoria". Este planteamiento del problema puede
originar confusión al mezclar el concepto de muestra al método con que esta debe
obtenerse, pero tampoco explica el uso de la frase en artículos de las revistas
mencionadas antes. El binomio muestra-población es simplemente una consecuencia
de dos postulados: el carácter generalizador del problema científico (en cierto
dominio) y la incapacidad de observar todo el dominio. No debe confundirse
entonces el concepto de muestra con la manera en que esta deberá obtenerse.

El término
"población" puede ser, por demás, ambiguo pues se aplica en la vida diaria a la
primera acepción que aparece en el diccionario de la RAE 1: "conjunto de
personas que habitan la Tierra o cualquier división geográfica de ella", pero no
es esta acepción el objeto de este artículo.

De cualquier manera
habrá que hacer una distinción entre la población o dominio sobre el que se hace
la pregunta que conforma el problema de investigación y la muestra o grupo de
unidades donde se hacen las observaciones y estos son los conceptos que se
espera queden aclarados aquí.

Ejemplo

Para ilustrar lo
planteado, pongamos por ejemplo el siguiente artículo de la revista New England
Journal of Medicine 10 titulado "Long-Term Exposure to Air Pollution and
Incidence of Cardiovascular Events in Women" (Exposición prolongada a la
polución ambiental e incidencia de eventos cardiovasculares en la mujer). El
artículo comienza diciendo: "La exposición a la contaminación ambiental se ha
asociado a la muerte y a la hospitalización por causas cardiovasculares.
Permanece la incertidumbre sobre la magnitud de estas asociaciones, los
mecanismos y los efectos de la exposición prolongada a los contaminantes en
comparación con la exposición de corta duración." Se está planteando aquí el
problema práctico (la muerte y hospitalización) y el problema científico (área
general de incertidumbre). Continúa diciendo "aunque estudios previos sobre
aumentos diarios en la exposición a la polución han evaluado eventos fatales y
no fatales, los estudios que investigan exposiciones prolongadas -estimando la
exposición promedio durante años de seguimiento- han evaluado la mortalidad solo
sobre la base de certificados de defunción". Se refieren aquí a estudios
anteriores (con la correspondiente referencia bibliográfica) y le imprimen,
además, otro punto de incertidumbre, la que ofrece el certificado de defunción
como fuente de datos. Más adelante expresan: "En estudios previos del efecto a
largo plazo de la polución ambiental sobre la enfermedad cardiovascular, los
investigadores han promediado las exposiciones en una ciudad y luego han
comparado los efectos sobre la salud entre ciudades. Pero, los gradientes de
exposición a contaminantes dentro de las ciudades afectan también el riesgo de
muerte por causas cardiovasculares y pueden asociarse a ateroesclerosis
subclínica". Esta es otra posibilidad de duda en los resultados obtenidos que
respalda el problema científico específico para este estudio. La introducción
termina con las siguientes consideraciones que resultan ser los objetivos que
tuvo el estudio cuyos resultados presentan: "Evaluamos la exposición prolongada
a la polución ambiental y la incidencia de enfermedad cardiovascular en el
estudio Women's Health Initiative, un estudio observacional, cohorte prospectiva
con revisión de historias clínicas y procedimientos de clasificación diseñados
para documentar primeros eventos cardiovasculares específicos. Examinamos
también, entre las ciudades y dentro de ellas, cómo los gradientes de exposición
a una sustancia particular se asocian con los primeros eventos
cardiovasculares". Los objetivos especifican qué parte del problema científico
planteado (expresado en aspectos aún inciertos en el estudio de la asociación
entre la exposición prolongada a la contaminación ambiental) se abordarán en
esta investigación en particular, que son elementos contrastables en este
esfuerzo investigativo. En el método comienzan describiendo lo que denominan
"sujetos de estudio" (study subjects), describen las características generales
de la muestra: "mujeres post menopáusicas entre 50 y 79 años de edad incluidas
en el estudio entre 1994 y 1998" y más adelante incluyen otros criterios de
inclusión: "restringimos nuestra población de estudio a sujetos sin historia de
enfermedad cardiovascular diagnosticada por un médico, incluyendo infarto del
miocardio previo, enfermedad congestiva del corazón, revascularización coronaria
e ictus". Al terminar el acápite de sujetos de estudio el lector conoce cuál es
la población objeto (dada por los criterios de inclusión y exclusión) y cuál la
muestra.

Otro ejemplo de
definición del problema científico y su relación con el problema práctico se
muestra en el Cuadro
adjunto.11

Consideraciones
finales

Con este artículo
queremos enfatizar la importancia de dos elementos fundamentales en la
realización de una investigación: el problema científico y la definición de la
población y la muestra; se revisan los conceptos y se muestra un ejemplo que
permite aclararlos. Sin embargo, no hay duda de que la comprensión cabal de
cualquier elemento del método científico en la investigación no es posible de
forma aislada, habría que profundizar también en aspectos como la
representatividad, el papel de la estadística, el planteamiento de las hipótesis
y otros. Esperamos que con estas reflexiones se cumpla nuestro objetivo:
inculcar en el lector la idea de que sin problema científico claro y específico
no es posible realizar una investigación y que esta ha de tener una población
objeto que va más allá de la muestra donde se hicieron las observaciones y que
permite la generalización de los resultados y, por tanto, su trascendencia,
verdadero objetivo de la investigación científica.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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la Real Academia Española, Vigésima segunda edición. 2001. Disponible en:
http://buscon.rae.es/draeI/

2. Jiménez RE.
Metodología de la investigación. Elementos básicos para la investigación
clínica. La Habana: Editorial de Ciencias Médicas; 1998.

3. Silva LC. La
formulación de problemas de investigación en salud. Rev Cub Cardiol Cir
Cardiovasc. 1991;5(1):64-71.

4. Bunge M. La
investigación científica. La Habana: Editorial de Ciencias Sociales; 1972.

5. Andreiev I. La
ciencia y el progreso social. Moscú: Progreso; 1976.

6. Halley SB y
Cummings SR. Designing clinical research. An epidemiologic approach. Baltimore:
Williams and Wilkins; 1988.

7.
Merriam-Webster's Medical Dictionary, 2002 Merriam-Webster, Inc. Disponible en:
http://dictionary.reference.com/browse/population

8. The American
Heritage Dictionary of the English Language, Fourth Edition, 2009; Houghton
Mifflin Company. Disponible en:
http://dictionary.reference.com/browse/population

9. Coggon D, Rose
G, Barker DJP. Epidemiology for the Uninitiated. 4th ed. London: BMJ Publishing
Group; 1997.

10. Miller KA,
Siscovick DS, Sheppard L, Shepherd K, Sullivan JH, Anderson GL, and Kaufman JD.
Long-Term Exposure to Air Pollution and Incidence of Cardiovascular Events in
Women. N Engl J Med. 2007;356:447-58.

11. Magnussen EB,
Vatten LJ, Lund-Nilsen TI, Salvesen KA, Davey Smith GD, Romundstad PR.
Prepregnancy cardiovascular risk factors as predictors of pre-eclampsia:
population based cohort study. BMJ. 2007 Nov 10;335(7627):978. Epub 2007 Nov
1.