DOE, tan fácil como preparar un suspiro de limeña (I)

Parte I ¿Tienes una idea y no sabes cómo ir de la teoría a la práctica? ¿Cómo saber cuántos ensayos serán los mínimos requeridos para llegar a conclusiones confiables? Tal vez esta sea una de las preguntas más frecuentes a la hora de iniciar un nuevo proyecto para evaluar la mejora de un proceso o crear nuevos productos. Antes de embarcarte en una nueva aventura, tienes que tener un conocimiento profundo del tema, definir tu problema a resolver, tener claros tus objetivos, establecer los parámetros que quieres evaluar y la respuesta que vas a medir, así como, las unidades de medición que emplearás para cuantificarlos. Dentro de las herramientas que tenemos disponibles para respaldar los resultados de nuestra investigación, encontramos al diseño de experimento. El diseño de experimento es una metodología que se basa en herramientas estadísticas para llegar a conclusiones objetivas y veraces. Si bien es una herramienta muy potente, solo puede ser respaldada por una persona experta en el área que se estudia y que pueda brindar una interpretación correcta de los resultados. Unos conceptos previos, En diseños de experimentos nuestros parámetros o variables son llamadas factores, y cada valor que toma dicho parámetro se conoce como nivel. Los diseños factoriales clásicos son los diseños de dos niveles, es decir, si tienes temperatura como un factor, podrás elegir dos valores de temperatura, 40 °C y 80 °C, en estos casos se suele emplear valores máximos y mínimos, según el ensayo que desarrollaremos. Pero también existe la posibilidad de trabajar con factores con más de dos niveles. Incluso, vamos a ir un poco más allá, vamos a trabajar con factores de más de dos niveles, pero no todos con el mismo número de niveles, sino con diferentes cantidades de niveles. Cuando uno trabaja con factores a distintos niveles, los llamamos factores multinivel. Para comprender un poco más la aplicación de diseños de experimentos, vamos a presentar un ejemplo de preparación de Suspiro de limeña. El suspiro de limeña es un postre creado en Lima, cuyo nombre se heredó del poeta José Gálvez. Cuenta la historia, que la esposa de José preparo un postre tan suave, que el poeta extasiado dijo que era tan suave como el suspiro de una dama limeña. El siguiente ejemplo fue realizado empleando el software Design-Expert® de la empresa Stat-Ease® (https://www.statease.com/). Para nuestro ejemplo, nos enfocaremos en la preparación del manjar de suspiro de limeña. El suspiro de limeña se puede preparar a partir de leche, azúcar, yemas de huevo y extracto de frutas. Para nuestro ejemplo, la leche, el azúcar, el extracto de frutas y el tiempo de cocción serán nuestros factores. En la tabla 1 podemos observar cada factor y sus respectivos niveles. Tabla 1. Factores y niveles del diseño de experimentos.

La preparación del suspiro de limeña se divide en las siguientes etapas:

1. La leche se mezcla con 30 g de azúcar y se hierve (Mezcla A).

2. Otros 30 g de azúcar se mezcla con las yemas de huevo y se baten (Mezcla B)

3. Se baten juntas A y B hasta obtener el punto napa (cuando al dividir la masa con una espátula, la masa no se junta). La mezcla se realiza a calentamiento lento, a una temperatura no mayor de 80 °C.

4. Finalmente, se deja enfriar y se agrega el extracto de tu fruta favorita.

Con esta receta podrás disfrutar el manjar de suspiro de limeña de tu fruta preferida.

Figura 1. Frutas listas para ser usadas en nuestro manjar de suspiro de limeña.

Una vez definido nuestros factores y niveles, así como, el método de preparación del manjar de suspiro de limeña, nos toca identificar nuestra respuesta. En este caso, vamos a elegir como respuesta el color, vamos a emplear una escala del 1 al 10, en donde el menor valor me indicará un color con una tonalidad más clara. Ya tenemos listos nuestros factores, niveles y respuesta, entonces vamos a generar nuestro diseño de experimento multinivel. ¡Vamos a experimentar! Tabla 2. Diseño de experimentos multinivel generado para los factores y niveles determinados.

Espera la próxima publicación sobre diseño de experimentos, ahora toca la etapa de evaluación de resultados ¡Analicemos los resultados! ©Daniel Obregón, 2019 Sí el ejemplo te ayudo a comprender las aplicaciones de DoE, apóyame compartiendo, dando "me gusta" o comentando esta publicación. Gracias.