12. Histogramas

Un histograma representa la distribución de una variable cuantitativa mediante intervalos contiguos. Permite observar concentración, dispersión, asimetría y posibles valores atípicos.

12.1 Introducción

Una lista de tiempos, temperaturas o longitudes puede contener muchos valores diferentes. Para comprender cómo se distribuyen, podemos agruparlos en intervalos y contar cuántas observaciones pertenecen a cada uno.

El histograma representa esos intervalos mediante barras contiguas. El eje horizontal conserva la escala numérica y el eje vertical expresa frecuencia, proporción o densidad.

12.2 Cuándo utilizar un histograma

Se utiliza para explorar la distribución de una variable cuantitativa, especialmente si es continua o posee muchos valores distintos.

RendimientoTiempos de respuesta o ejecución.
SistemasUso de memoria, CPU o ancho de banda.
MedicionesTemperatura, longitud o peso.
NegocioImportes, duración de sesiones o ventas.

No se utiliza para categorías nominales como navegador o país. Para ellas corresponde un gráfico de barras.

12.3 Datos del ejemplo

Retomamos los 30 tiempos de respuesta, en milisegundos, utilizados en temas anteriores:

72, 85, 91, 98, 105, 112, 118, 121, 127, 133,
139, 145, 148, 152, 158, 164, 171, 179, 186, 193,
205, 214, 226, 238, 247, 259, 276, 291, 315, 348

El mínimo es 72 ms, el máximo es 348 ms y el rango es 276 ms.

12.4 Intervalos o clases

Dividimos el eje numérico en intervalos que no se superponen. Con una amplitud de 50 ms:

[50, 100), [100, 150), [150, 200),
[200, 250), [250, 300), [300, 350)

La notación [100, 150) incluye 100 y excluye 150. Así, cada valor ubicado en un límite pertenece a una sola clase.

12.5 Tabla previa

Antes de dibujar el histograma, construimos la distribución:

Intervalo (ms)FrecuenciaPorcentaje
[50, 100)413,33%
[100, 150)930,00%
[150, 200)723,33%
[200, 250)516,67%
[250, 300)310,00%
[300, 350)26,67%
Total30100,00%

12.6 Cómo se construye

  1. Seleccionar una variable cuantitativa y revisar sus datos.
  2. Calcular mínimo, máximo y rango.
  3. Elegir la cantidad o amplitud de intervalos.
  4. Definir límites sin espacios ni superposiciones.
  5. Contar las observaciones de cada clase.
  6. Dibujar barras contiguas sobre la escala numérica.
  7. Etiquetar ejes, unidades, muestra y período.

12.7 Por qué las barras están unidas

Los intervalos representan partes contiguas de una escala numérica. Una clase termina donde comienza la siguiente; por eso no se deja espacio entre las barras.

En un gráfico de barras categórico, la separación indica categorías independientes. Esta diferencia visual refleja una diferencia en la naturaleza de los datos.

12.8 Frecuencia, proporción y densidad

Con clases de igual amplitud, la altura puede representar frecuencia absoluta o relativa. La forma general será la misma.

Si las amplitudes son diferentes, la altura debe representar densidad de frecuencia:

Densidad de frecuencia = frecuencia / amplitud de clase

Área de la barra = amplitud × densidad = frecuencia

De esta manera, el área de cada barra —y no su altura aislada— representa la frecuencia.

12.9 Forma de una distribución

Un histograma permite describir visualmente distintas formas:

FormaDescripción
Aproximadamente simétricaAmbos lados tienen una extensión y frecuencia parecidas.
Asimétrica a la derechaLa cola se extiende hacia valores altos.
Asimétrica a la izquierdaLa cola se extiende hacia valores bajos.
UniformeLas clases presentan frecuencias similares.
BimodalAparecen dos concentraciones o picos principales.

La forma observada depende de la muestra y de los intervalos. Debe describirse con prudencia si hay pocos datos.

12.10 Clase modal, huecos y extremos

La clase modal es el intervalo con mayor frecuencia. En el ejemplo es [100, 150), con 9 observaciones.

Una clase vacía crea un hueco. Una barra aislada lejos de las demás puede señalar un valor atípico, un grupo diferente o un error de medición. El histograma sugiere qué revisar, pero no decide automáticamente la causa.

12.11 La amplitud cambia la apariencia

Intervalos muy anchos → ocultan detalles y posibles grupos.
Intervalos muy estrechos → muestran ruido y producen muchas barras inestables.
Intervalos adecuados → resumen sin borrar la estructura principal.

No existe una única amplitud correcta. Conviene comparar varias opciones razonables y documentar la elegida.

12.12 Laboratorio interactivo

Modifica la amplitud de los intervalos y la medida vertical. Las 30 observaciones permanecen iguales.

Constructor de histogramas

Tu navegador no puede mostrar el histograma. El resumen textual aparece debajo.

Al cambiar la amplitud, cambia el número de barras y también puede cambiar la clase modal. Los datos originales no se modifican.

12.13 Comparación con el gráfico de barras

CaracterísticaHistogramaGráfico de barras
VariableCuantitativa.Cualitativa o categorías definidas.
Eje horizontalEscala numérica continua.Categorías independientes.
BarrasContiguas.Separadas.
OrdenNumérico y fijo.Puede cambiar según la pregunta.
FinalidadMostrar la distribución.Comparar categorías.

12.14 Tamaño de muestra

Un histograma basado en pocos datos puede cambiar mucho al agregar nuevas observaciones. Con muestras pequeñas, no conviene interpretar cada irregularidad como una propiedad estable de la población.

El gráfico debe informar el tamaño de la muestra y, cuando sea relevante, el mecanismo de selección.

12.15 Histogramas con JavaScript

El núcleo del cálculo consiste en asignar cada valor a un único intervalo:

function crearIntervalos(datos, inicio, fin, amplitud) {
  const cantidad = Math.ceil((fin - inicio) / amplitud);
  const frecuencias = new Array(cantidad).fill(0);

  for (const valor of datos) {
    if (valor < inicio || valor >= fin) continue;

    const indice = Math.floor((valor - inicio) / amplitud);
    frecuencias[indice]++;
  }

  return frecuencias;
}

const frecuencias = crearIntervalos(tiempos, 50, 350, 50);
console.log(frecuencias); // [4, 9, 7, 5, 3, 2]

En una aplicación real conviene informar los valores excluidos en lugar de ignorarlos silenciosamente.

12.16 Accesibilidad

Un histograma debe acompañarse de un resumen textual que indique la clase modal, el rango, la muestra y la característica principal de la forma.

El color no reemplaza ejes ni etiquetas. La cuadrícula debe tener contraste suficiente sin competir con las barras.

12.17 Errores frecuentes

  • Utilizar un histograma para categorías nominales.
  • Dejar espacios entre barras contiguas.
  • Crear intervalos superpuestos o con huecos.
  • Excluir el valor máximo por una definición incorrecta de límites.
  • Usar frecuencias como alturas cuando las amplitudes son distintas.
  • Elegir intervalos para producir una forma deseada.
  • Interpretar una barra como un valor individual.
  • Extraer conclusiones firmes de una muestra muy pequeña.

12.18 Qué debes recordar de este tema

  • Un histograma representa la distribución de una variable cuantitativa.
  • Las barras están unidas porque los intervalos son contiguos.
  • Cada observación debe pertenecer a una única clase.
  • La amplitud de clase influye en la forma visible.
  • Con amplitudes desiguales, el área debe representar la frecuencia.
  • La clase modal tiene la mayor frecuencia.
  • Huecos y barras aisladas son señales que requieren investigación.

12.19 Conclusión

El histograma resume una variable cuantitativa sin perder su orden numérico. Permite reconocer dónde se concentran los datos y cómo se extienden, siempre que los intervalos se construyan e interpreten correctamente.

En el próximo tema estudiaremos los polígonos de frecuencia.