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Diagrama de caja, asimetría y curtosis

Tesis del tema: el diagrama de caja de Tukey resume en un solo esquema la mediana, los cuartiles, la dispersión y los valores atípicos, mientras que la asimetría describe hacia dónde se inclina la distribución y la curtosis describe qué tan pronunciado es su pico.

En una frase: la caja muestra dónde se concentran los datos, la asimetría hacia dónde se inclinan y la curtosis qué tan afilados están.

1. Anatomía del diagrama de caja y bigotes

John W. Tukey introdujo el diagrama de caja ("box-and-whisker plot") en 1977 para ver de un vistazo cinco números clave de un conjunto de datos: mínimo, primer cuartil (Q1), mediana (Q2), tercer cuartil (Q3) y máximo. La caja central va de Q1 a Q3 y contiene el 50 % central de las observaciones; la línea dentro de la caja marca la mediana; los bigotes se extienden hacia los extremos; y los puntos sueltos fuera de los bigotes son los valores atípicos.

Diagrama de caja: tiempos de reacción (ms) en una tarea de atención
mín
Q1
Med
Q3
máx
atípico
Caja = 50 % central de los datos. Línea vertical = mediana. Punto rojo = valor atípico (más allá de 1.5 × RIC).

1.1. Cómo se lee, paso a paso

  1. Mira la mediana: la línea dentro de la caja. Si está corrida hacia un lado, hay asimetría.
  2. Mide la caja: su ancho es el rango intercuartílico (RIC = Q3 − Q1).
  3. Compara los bigotes: si uno es claramente más largo, los datos se estiran hacia ese lado.
  4. Cuenta los atípicos: los puntos fuera de los bigotes. Muchos atípicos de un solo lado señalan una cola pesada.
  5. Compara cajas: si dibujas varios grupos, la altura y la posición de cada caja muestran diferencias de mediana y dispersión.
Definición clave: el criterio clásico de Tukey marca como atípico un dato por debajo de Q1 − 1.5 × RIC o por encima de Q3 + 1.5 × RIC. Ese umbral de 1.5 veces el rango intercuartílico es el que aparece por defecto en la mayoría de los programas estadísticos.

2. Asimetría o sesgo

La asimetría (skewness) indica hacia qué lado se inclina la distribución respecto de su media. Existen tres casos:

Asimetría positiva

La cola larga se extiende hacia la derecha (valores altos). La media es mayor que la mediana. Ejemplo: tiempos de reacción en una tarea compleja, donde unos pocos participantes responden con mucha lentitud.

Simétrica

Las colas se reflejan a ambos lados. Media, mediana y moda coinciden. Ejemplo: puntuaciones de CI en una muestra grande y representativa.

Asimetría negativa

La cola larga se extiende hacia la izquierda (valores bajos). La media es menor que la mediana. Ejemplo: puntuaciones en un examen muy fácil, donde casi todas son altas y unas pocas son bajas.

2.1. Coeficientes de asimetría

Existen dos coeficientes de uso frecuente. El de Pearson compara la diferencia entre media y moda respecto de la desviación estándar. El de Fisher (basado en el tercer momento) es el que reportan por defecto los programas estadísticos como SPSS, Jamovi o R.

CoeficienteFórmulaInterpretación
Pearson (modo y media)(media − moda) / desviación estándar0 = simétrica; positivo = cola a la derecha; negativo = cola a la izquierda
Pearson (mediana)3 × (media − mediana) / desviación estándarVariante cuando no se conoce la moda de forma fiable
Fisher (tercer momento)suma de (x − media)³ dividida entre n × desviación³Cercano a 0 en distribuciones simétricas; el más usado en software
Trampa de parcial: confundir la dirección de la asimetría. "Asimétrica positiva" NO significa que la mayor parte de los datos está a la derecha: al contrario, la mayoría se agrupa a la izquierda y la cola larga se estira hacia la derecha. El nombre viene de la cola, no del grueso de los datos.

3. Curtosis

La curtosis describe la altura del pico y el peso de las colas respecto de la curva normal. Karl Pearson la introdujo a partir del cuarto momento de la distribución.

Leptocúrtica

Pico alto y pronunciado, colas relativamente pesadas. Curtosis mayor que la de la normal. Un dato por encima de 3 desviaciones es más frecuente que en la curva normal.

Mesocúrtica

Pico y colas similares a los de la distribución normal. Es la referencia: curtosis cercana a 3 (o a 0 si se reporta la curtosis exceso).

Platicúrtica

Pico bajo y aplanado, colas más ligeras. Curtosis menor que la de la normal. Los datos están repartidos de forma más pareja.

Convención sobre el número: la curtosis de Fisher de una distribución normal vale 3. Muchos programas restan 3 y reportan la "curtosis exceso", que vale 0 para la normal. Revisa siempre cuál de las dos convenciones usa tu software antes de interpretar el signo.

4. Tabla resumen: qué te dice cada elemento

ElementoPregunta que respondeLectura rápida
Mediana¿Cuál es el valor central?Línea dentro de la caja
Altura de la caja (RIC)¿Qué tan disperso está el 50 % central?Caja ancha = mucha variabilidad
Bigotes¿Hasta dónde llega el grueso de los datos?Bigote largo = cola estirada
Atípicos¿Hay casos extremos?Puntos sueltos fuera de los bigotes
Asimetría¿La distribución se inclina?Signo del coeficiente de Fisher
Curtosis¿Pico agudo o aplanado?Leptocúrtica, mesocúrtica o platicúrtica
Truco de memoria: "LEPTO" suena a leptos, delgado y puntiagudo en griego; "PLATI" suena a plano, aplanado. Y "MESO" es el punto medio, como en meseta.
LEPTO = picoMESO = normalPLATI = plano
Analogía útil: imagina dos colinas de arena. La leptocúrtica es una duna alta y estrecha con arena desparramada a los pies; la platicúrtica es una playa casi plana donde la arena se reparte parejo.

5. Ejemplos con datos psicológicos

Tiempos de reacción

En tareas de atención sostenida suelen aparecer distribuciones con asimetría positiva: la mayoría responde rápido, pero un grupo pequeño responde con lentitud. La caja se aprieta a la izquierda y un bigote largo se estira a la derecha.

Puntuaciones de CI

El CI de Wechsler está construido para aproximarse a una distribución simétrica y mesocúrtica: mediana centrada en la caja y bigotes parejos a ambos lados.

6. Errores frecuentes en el parcial

1. Decir que no hay asimetría porque la caja se ve pareja. La caja muestra cuartiles, no la forma completa. Para confirmar la asimetría conviene revisar el coeficiente de Fisher.
2. Creer que "atípico" significa "incorrecto". Un valor atípico es solo un dato que se aleja del patrón; puede ser genuino (un participante que respondió con mucha lentitud) y aporta información valiosa.
3. Olvidar la convención de la curtosis. Reportar "curtosis = 0" sin aclarar si se trata de la curtosis exceso o de la curtosis de Pearson puede costar puntos. La normal vale 3 en una escala y 0 en la otra.

7. Para el parcial

Lo que con probabilidad te van a preguntar:
  • Dibujar un diagrama de caja y rotar mínimo, Q1, mediana, Q3 y máximo.
  • Calcular el RIC y el límite de atípicos (1.5 × RIC).
  • Identificar el tipo de asimetría a partir de un gráfico o de un coeficiente.
  • Distinguir leptocúrtica, mesocúrtica y platicúrtica con sus características.
  • Interpretar por qué la media se desplaza hacia el lado de la cola.
Repaso en 30 segundos:
  • Caja = Q1 a Q3; línea = mediana; bigotes = alcance de los datos; punto = atípico.
  • Asimetría positiva: cola a la derecha, media mayor que mediana.
  • Asimetría negativa: cola a la izquierda, media menor que mediana.
  • Leptocúrtica: pico alto y colas pesadas; platicúrtica: pico bajo y colas ligeras.

8. Preguntas de autoevaluación

1. En un diagrama de caja, ¿qué representa la altura de la caja central?

El ancho (en horizontal) o la altura (en vertical) de la caja representa el rango intercuartílico (RIC = Q3 − Q1), es decir, el intervalo donde se encuentra el 50 % central de las observaciones.

2. Si el coeficiente de asimetría de Fisher vale +1.2, ¿cómo es la distribución?

Presenta asimetría positiva: la cola larga se extiende hacia la derecha y la media se ubica por encima de la mediana.

3. ¿Qué diferencia a una distribución leptocúrtica de una platicúrtica?

La leptocúrtica tiene un pico pronunciado y colas pesadas; la platicúrtica tiene un pico bajo y colas ligeras. La mesocúrtica corresponde a la forma de la distribución normal.

4. ¿Por qué la media se desplaza hacia la cola en una distribución asimétrica?

Porque los valores extremos de la cola "tiran" del promedio hacia ese lado. La mediana, en cambio, es robusta ante esos valores extremos y se mantiene más cerca del grueso de los datos.

5. ¿Qué significa que un dato esté fuera de los bigotes del diagrama de caja?

Que se ubica por debajo de Q1 − 1.5 × RIC o por encima de Q3 + 1.5 × RIC. Se considera un valor atípico, pero no necesariamente un error: puede ser un dato genuino que se aleja del patrón central.

9. Línea de tiempo

1895 Karl Pearson formaliza los conceptos de asimetría (skewness) y curtosis a partir de los momentos de una distribución.
1977 John W. Tukey publica "Exploratory Data Analysis" y populariza el diagrama de caja y bigotes como herramienta de análisis exploratorio.

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PsiqueAcadémica · Cuaderno de Estadística Descriptiva

Fuentes verificadas: Tukey, J. W. (1977). Exploratory Data Analysis. Addison-Wesley. Pearson, K. (1895). Contributions to the mathematical theory of evolution. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 186, 343-414. Field, A. (2018). Discovering Statistics Using IBM SPSS Statistics (5th ed.). SAGE.

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