Validación y Análisis · Tema 10

Datos para validación

Toda la validación de los Temas 5–9 pende de un hilo: los datos. Sin fuente declarada, sin limpieza y sin cantidad mínima, el MAE es un número huérfano.

01 · Punto de partida

Basura entra, veredicto sale

Un modelo validado con 5 datos prolijos de un solo día soleado no valida nada: valida ese día. Y un modelo «refutado» por un sensor descalibrado no refuta el modelo: acusa al instrumento. Antes de comparar (Tema 11) hay que responder:

  • ¿De dónde viene cada dato y con qué instrumento?
  • ¿Qué faltantes, duplicados y atípicos trae?
  • ¿Cubren el rango donde se decidirá?
  • ¿Alcanzan para la precisión que pedís (Temas 26–28)?

02 · Definición

Fuentes y dimensiones de calidad

◉

Mediciones

Sensores e instrumentos: precisos pero con deriva y huecos. Siempre con fecha de calibración.

▤

Registros

Sistemas operativos (tickets, ventas): abundantes pero con sesgo de proceso (solo lo registrado).

◐

Juicio y sintéticos

Expertos (Tema 8) y datos simulados para pruebas: útiles para diseñar, inválidos para validar.

Cinco dimensiones mínimas de calidad.
DimensiónPreguntaFalla típica
Exactitud¿Mide lo que dice con instrumento calibrado?Sensor con deriva de +2
Completitud¿Faltan períodos o variables?Noches sin registro
Representatividad¿Cubre el rango de decisión?Solo días calmos
Oportunidad¿Es del régimen vigente?Datos de antes del cambio
Trazabilidad¿Quién, cuándo, cómo?Planilla sin origen

03 · Método

Protocolo de datos en 5 pasos

  1. 1
    Definir la necesidad desde el uso.

    «12 semanas de niveles, 1 dato/hora, rango 0–14 litros, con instrumento ±0,2». La necesidad manda, no lo disponible.

  2. 2
    Relevar fuentes y linaje.

    Tabla: fuente, período, instrumento, responsable, licencia. Sin fila en esta tabla, el dato no existe para validar.

  3. 3
    Limpiar con reglas pre-registradas.

    Faltantes: ¿interpolar, descartar, marcar? Atípicos: ¿umbral físico o estadístico? Todo antes de mirar el MAE.

  4. 4
    Reservar y congelar el set de validación.

    Separar train/test (Temas 6–7) y congelar. Lo que se toca después de ver el error está contaminado.

  5. 5
    Reportar cobertura y tamaño.

    «n útil = 34/40, cobertura 0–14 completa, hueco nocturno documentado». El dictamen cita estas cifras.

necesidad→linaje→limpieza→reserva

04 · Cantidad mínima

Cuántos datos alcanzan (y cuándo no)

Regla práctica

Más que parámetros, cubriendo el rango

Mínimo: varias observaciones por parámetro calibrado (Tema 9) en cada extremo del rango. 6 datos para 5 parámetros es memorización, no validación.

Precisión pedida

El n lo manda el intervalo

La incerteza del MAE se achica ≈ 1/√n (Temas 26–28). Para un intervalo la mitad de ancho, hacen falta 4× datos. Sin n suficiente, el veredicto es «no concluyente».

Faltante
Ausencia documentada. Se cuenta y se reporta; interpolar sin declarar es inventar evidencia.
Atípico
Valor extremo con causa investigada (corte, feriado, error). Se decide con criterio físico primero, estadístico después.
Cobertura de rango
¿Hay datos en vacío, medio y tope? Validar solo el medio y decidir en el tope es extrapolación (Tema 9).

05 · Representación en Python

Limpiar con reglas, no con tijera

Python en tu navegador. Las reglas de limpieza están escritas antes: rango físico, faltantes marcados, atípicos investigados.

crudos = [11, 12, None, 13, 45, 14, 15, None, 16, -3, 17, 18]
TOPE, PISO = 14, 0  # rango físico del tanque (Tema 2)

faltantes = sum(1 for x in crudos if x is None)
presentes = [x for x in crudos if x is not None]
fuera_rango = [x for x in presentes if not (PISO <= x <= 25)]
# 45 se investiga: ¿rebalse real o error de tipeo? Aquí se marca, no se esconde
limpios = [x for x in presentes if PISO <= x <= 25]

print(f"total {len(crudos)} | faltantes {faltantes} | fuera de rango {fuera_rango}")
print(f"n útil {len(limpios)}/{len(crudos)} ({len(limpios)/len(crudos):.0%} completo)")
print("Decisión documentada: 45 y -3 a investigación, Nones a hueco")

n útil 10/12 (83%). Con menos del 70% completo o sin cobertura del tope, el veredicto sería «datos insuficientes».

Chequeo de cobertura del rango

datos = [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 13, 14]
tercios = {"bajo": 0, "medio": 0, "alto": 0}
for x in datos:
    tercios["bajo" if x < 5 else "alto" if x > 10 else "medio"] += 1
print(tercios)
print("¿Cubre vacío, medio y tope?" , all(v > 0 for v in tercios.values()))

06 · Exploración

Laboratorio: ¿alcanzan tus datos?

Generamos una historia de n mediciones con faltantes (huecos grises) y atípicos (naranjas, +6). Mové las tres perillas y observá n útil, % completo y la ancho relativo de incerteza ≈ 1/√n útil. Con poco n o muchos huecos, el veredicto honesto es «insuficiente» aunque el modelo sea bueno.

EXPERIMENTO 10

Calidad y cantidad de evidencia

n útil = n − faltantes · incerteza ≈ 1/√n útil

Los resultados numéricos aparecen debajo.
n útil0
% completo0%
Incerteza rel.0%
Veredicto datos—

Con n útil suficiente y pocos huecos, se puede validar.

Puntos verdes: mediciones útiles. Grises: huecos (faltantes). Naranjas: atípicos a investigación. La línea punteada es la tendencia real 10 + 0,5·t.

Preguntas para explorar

  1. Con n=30, 15% faltantes y 2 atípicos: ¿n útil e incerteza? Subí a n=48: ¿cuánto baja la incerteza? ¿Vale 4× datos para la mitad de incerteza?
  2. Poné 40% faltantes con n=30. ¿% completo y veredicto? ¿Por qué el problema no es solo el n sino los huecos nocturnos que sesgan?
  3. Con 6 atípicos: ¿los borrarías para «mejorar» el MAE? ¿Qué exige el protocolo antes de descartar uno solo?
Ver respuestas sugeridas
  1. n útil ≈ 24, incerteza ≈ 20%. Con 48 baja a ≈ 15%: mejora lenta (1/√n). Solo vale si la decisión exige esa precisión (Temas 26–28).
  2. Completo ≈ 60% → «Insuficientes»: los huecos suelen concentrarse (noches, fallas) y sesgan la cobertura del rango, no solo restan n.
  3. No: cada atípico se investiga (¿corte real o error?) y se documenta. Borrar para mejorar el MAE es fraguar la evidencia.

07 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Más datos siempre es mejor»

Más datos sesgados solo achican la incerteza alrededor del sesgo. Primero representatividad y linaje, después cantidad.

«Limpieza es borrar lo que molesta»

Limpieza es aplicar reglas pre-registradas y documentar cada descarte. Borrar para que pase el test es fraude metodológico.

«Los sintéticos sirven para validar»

Sirven para probar el pipeline, jamás como evidencia de validez real. Validar contra tus propios sintéticos es circular.

«Con pocos datos igual dictamino»

Con pocos datos el veredicto honesto es «no concluyente» con el n requerido calculado (Temas 27–28), no un «válido» tembloroso.

08 · Práctica guiada

Ejercicios con Python

Ejercicio 1: contar lo útil, no lo total

¿n útil y % completo? ¿Dictaminarías o pedirías más datos?

serie = [10, 11, None, 12, 13, None, 99, 14, 15, 16]
utiles = [x for x in serie if x is not None and 0 <= x <= 30]
print(f"n útil {len(utiles)}/{len(serie)} = {len(utiles)/len(serie):.0%}")
print("99 a investigación; con 80% y huecos, pedir cobertura nocturna")
Ver solución razonada

8/10 (80%) si el 99 se retiene para investigar. Dictamen condicional: validar solo el rango cubierto y documentar los 2 huecos + 1 atípico.

Ejercicio 2: cobertura antes que cantidad

40 datos del medio, 0 del tope. ¿Validan una decisión en el tope?

datos = [7]*40
print("tope cubierto:", any(x > 10 for x in datos))
print("Veredicto: no valida el tope, solo el medio")
Ver solución

No: cobertura del tope = 0. Serían 40 evidencias del régimen equivocado. Hay que medir en el rango de decisión o acotar el alcance al medio.

Ejercicio 3: incerteza vs. n

¿Cuántos datos para partir la incerteza a la mitad?

Ver una posible respuesta
import math
for n in [12, 48]:
    print(n, f"{1/math.sqrt(n):.0%}")
print("4x datos para mitad de incerteza")

12 → 29%, 48 → 14%. La raíz cuadrada manda: la precisión se compra cara. Por eso la tolerancia (Tema 5) debe pedir solo lo necesario.

09 · Síntesis

Ideas para recordar

  • Sin linaje no hay evidencia: fuente, instrumento, período y responsable siempre escritos.
  • Limpieza con reglas previas: faltantes contados, atípicos investigados, nada borrado en silencio.
  • Cobertura del rango de decisión antes que cantidad bruta.
  • n útil manda en la incerteza (≈ 1/√n): con poco n, «no concluyente» es el veredicto honesto.
  • Train/test sellados y congelados: lo tocado después está contaminado.

En el próximo tema usaremos esos datos para la comparación entre datos reales y simulados.