Análisis de series temporales en el monitoreo

Base de conocimientos · 15 de julio de 2026

En el monitoreo ambiental, una lectura aislada significa poco - el conocimiento real nace cuando las mediciones se ordenan en una serie temporal. Solo la serie muestra si algo sube, baja, vuelve cada año o «se ha disparado» de golpe. Conviene saber qué buscar en un gráfico así.

Tres cosas que leemos en la serie

  • La tendencia - la dirección a largo plazo (p. ej. una concentración de fósforo que crece despacio a lo largo de los años). Es la que responde a «¿estamos mejor o peor?».
  • La estacionalidad - un ritmo anual o diario repetido (p. ej. los mínimos estivales de oxígeno, las caídas nocturnas, los afloramientos primaverales). Hay que reconocerla para no confundirla con una tendencia.
  • Las anomalías - desviaciones aisladas y atípicas (p. ej. un salto de la turbidez tras un aguacero). Unas son eventos reales, otras - errores de medición.

Herramientas de interpretación: con nombre y condiciones de uso

PreguntaMétodoCuántos datos hacen faltaA qué prestar atención
¿Hay tendencia?test de Mann-Kendall (no paramétrico, robusto frente a atípicos y a distribuciones no normales)en la práctica desde n ≥ 8-10 puntoscon datos correlacionados en el tiempo subestima p (véase abajo)
¿Qué intensidad tiene?pendiente de Sen (mediana de las pendientes de todos los pares de puntos)ídemda el cambio por unidad de tiempo, no la «significación»
¿Estación o cambio?comparación interanual para el mismo mes≥ 2-3 ciclos completos (24-36 puntos mensuales)una sola temporada no basta para ninguna conclusión
Suavizar el ruidomedia móvil con ventana igual al ciclo completo (12 meses en datos mensuales)la ventana más algunos puntosuna ventana más corta no elimina la estacionalidad, solo la difumina
¿Es una anomalía?gráfico de control I-MR (Shewhart)≥ 20-25 puntos para límites fiableslos límites se calculan de un periodo estable, no del registro completo
¿Van juntos dos indicadores?correlación de Spearman (por rangos: no supone linealidad)n ≥ 10-15correlación ≠ causa; atención también al alcance espacial

Los límites de un gráfico I-MR no se calculan con la desviación típica de toda la serie, sino con el rango móvil: σ̂ = MR̄ / 1,128 (constante d₂ para ventana de dos elementos), y los límites son la media ± 3σ (de aviso ± 2σ). El detalle importa: la desviación típica de toda la serie contiene la tendencia y la estación, así que los límites se abrirían tanto que no detectarían nada.

⚠️ Una trampa de la que poco se escribe: los datos ambientales están correlacionados en el tiempo. Una sonda que mide cada 15 minutos no da 96 observaciones independientes al día: la lectura siguiente repite en gran medida la anterior. Los tests de significación suponen independencia, así que con muestreo denso devuelven una significación inflada: p = 0,002 puede pasar a p = 0,064 -resultado no significativo- tras corregir la autocorrelación (por ejemplo con la corrección de Hamed-Rao para Mann-Kendall o con un tamaño muestral efectivo n_eff). Un mes de mediciones cada 15 minutos puede valer n_eff ≈ 5, no 2880.

Los errores más comunes

  • Confundir la estacionalidad con la tendencia - «sube» en julio no significa «sube año tras año».
  • Intervalos desiguales / huecos - influyen en las medias y los gráficos; conviene señalarlos, no ocultarlos.
  • Reaccionar ante un punto aislado - una anomalía la confirma solo la siguiente medición o el contexto.
  • Un eje de tiempo «categórico» - las fechas han de tratarse como tiempo (de forma proporcional), no como etiquetas.
  • Mezclar estaciones en una sola serie: datos de varios puntos pegados describen un gradiente espacial, no un proceso temporal; incluso puede invertir el signo de la relación.
  • Tomar el muestreo denso por una muestra mayor: véase arriba, el número de filas no es el número de informaciones independientes.

Fuentes

  • Test de Mann-Kendall: Mann H.B. (1945), Nonparametric tests against trend, “Econometrica” 13(3): 245-259, doi:10.2307/1907187; Kendall M.G. (1975), Rank Correlation Methods.
  • Pendiente de Sen: Sen P.K. (1968), Estimates of the regression coefficient based on Kendall’s tau, “Journal of the American Statistical Association” 63(324): 1379-1389, doi:10.1080/01621459.1968.10480934.
  • Corrección de autocorrelación: Hamed K.H., Rao A.R. (1998), A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data, “Journal of Hydrology” 204(1-4): 182-196, doi:10.1016/S0022-1694(97)00125-X.
  • Gráficos de control y la constante d₂: metodología clásica de SPC (Shewhart); la constante 1,128 corresponde al rango móvil con ventana 2.

En la práctica

Un buen análisis empieza por una serie ordenada y continua en puntos fijos. En LimnoLog las mediciones se ordenan de inmediato en gráficos en el tiempo (con opción de comparar temporadas), y el conjunto de datos lo exporta a Excel o lo prepara para el análisis estadístico cuando necesita métodos más profundos.

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