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IntermedioConceptos·12 min

Estadística robusta: MAD, IQR y métodos resistentes a valores atípicos

Guía completa de estadística robusta incluyendo la desviación absoluta mediana (MAD) y el rango intercuartílico (IQR). Aprenda cuándo usar medidas de dispersión resistentes a valores atípicos con ejemplos y código en Python.

¿Por qué estadística robusta?

La desviación estándar es una medida de dispersión poderosa, pero tiene una debilidad crítica: sensibilidad extrema a los valores atípicos. Un solo valor extremo puede incrementar drásticamente la DE, proporcionando una imagen engañosa de la variación típica.

La estadística robusta proporciona medidas de dispersión que resisten la influencia de los valores atípicos, siendo esenciales para datos del mundo real donde los errores de medición, los errores de ingreso de datos o los casos genuinamente extremos son habituales.

Ejemplo: El efecto de los valores atípicos

Datos: 10, 12, 11, 13, 12, 11, 100 (un valor atípico) Desviación estándar: 32.4 (dominada por el valor atípico) MAD: 1.0 (ignora el valor atípico) IQR: 1.5 (ignora el valor atípico)

Punto de ruptura

El "punto de ruptura" de un estadístico es la proporción de datos que pueden ser extremos antes de que el estadístico pierda significado. La DE tiene un punto de ruptura del 0% (un solo valor atípico puede invalidarla). La MAD y el IQR tienen puntos de ruptura del 50%: la mitad de sus datos pueden ser atípicos y aún funcionan.

Desviación absoluta mediana (MAD)

La MAD es la medida de dispersión más robusta. Calcula la mediana de las desviaciones absolutas respecto a la mediana:

Fórmula de la MAD

MAD = median(|xᵢ - median(x)|)
1

Calcular la mediana

Obtenga la mediana de su conjunto de datos.
2

Calcular las desviaciones

Reste la mediana de cada valor y tome los valores absolutos.
3

Obtener la MAD

Calcule la mediana de estas desviaciones absolutas.

Escalar la MAD para estimar σ: Para datos con distribución normal, MAD ≈ 0.6745 × σ. Para estimar la DE a partir de la MAD, multiplique por 1.4826:

Estimación de DE a partir de MAD

σ̂ = 1.4826 × MAD

¿Por qué 1.4826?

Este factor de escala proviene de la relación entre la MAD y la DE para distribuciones normales. Asegura que la MAD escalada sea un estimador insesgado de la verdadera desviación estándar cuando los datos son normales.

Rango intercuartílico (IQR)

El IQR mide la dispersión del 50% central de los datos: el rango entre los percentiles 25 y 75:

Fórmula del IQR

IQR = Q3 - Q1 = percentil 75 - percentil 25

El IQR se utiliza ampliamente porque es simple de entender, fácil de visualizar en diagramas de caja y constituye la base de la regla común "1.5×IQR" para la detección de valores atípicos.

Escalar el IQR para estimar σ: Para datos normales, IQR ≈ 1.35 × σ. Para estimar la DE a partir del IQR:

Estimación de DE a partir de IQR

σ̂ = IQR / 1.35 ≈ 0.7413 × IQR

Comparación de medidas robustas

Desviación estándar

Utiliza todos los datos · Más eficiente para datos normales · Muy sensible a valores atípicos · Punto de ruptura: 0%

MAD

Medida más robusta · Usa la mediana (no la media) · Inmune a cualquier valor atípico · Punto de ruptura: 50%

IQR

Fácil de entender · Se usa en diagramas de caja · Ignora el 50% extremo · Punto de ruptura: 25%

Cuándo usar estadística robusta

  • Análisis exploratorio: Cuando no se sabe si existen valores atípicos, comience con medidas robustas
  • Problemas de calidad de datos: Cuando los datos pueden contener errores o problemas de medición
  • Distribuciones de colas pesadas: Cuando se esperan valores extremos (rendimientos financieros, reclamaciones de seguros)
  • Muestras pequeñas: Cuando los valores atípicos tienen un impacto desproporcionado debido al escaso número de observaciones
  • Detección de valores atípicos: Usar la DE para detectar valores atípicos es circular; utilice IQR o MAD en su lugar

Ejemplos de implementación

Python
import numpy as np
from scipy import stats

def mad(data):
    """Median Absolute Deviation"""
    median = np.median(data)
    return np.median(np.abs(data - median))

def scaled_mad(data):
    """MAD scaled to estimate SD (for normal data)"""
    return 1.4826 * mad(data)

def iqr(data):
    """Interquartile Range"""
    return np.percentile(data, 75) - np.percentile(data, 25)

# Compare on data with outlier
data = [10, 12, 11, 13, 12, 11, 100]
print(f"SD: {np.std(data, ddof=1):.2f}")
print(f"MAD: {mad(data):.2f}")
print(f"Scaled MAD: {scaled_mad(data):.2f}")
print(f"IQR: {iqr(data):.2f}")

Further Reading

How to Read This Article

A statistics tutorial is a practical interpretation guide, not just a formula dump. It refers to the assumptions, notation, and reporting language that analysts need when they explain a result to a teacher, manager, client, or reviewer. The article body covers the specific topic, while the sections below create a common interpretation frame that readers can reuse across related metrics.

Reading goalWhat to focus onCommon mistake
DefinitionWhat the metric is and what quantity it summarizesTreating the formula as self-explanatory
Formula choiceSample versus population assumptions and notationUsing n when n-1 is required or vice versa
InterpretationWhether the result indicates concentration, spread, or riskCalling a large value good or bad without context

Frequently Asked Questions

How should I interpret a high standard deviation?

A high standard deviation means the observations are spread farther from the mean on average. Whether that spread is acceptable depends on the context: wide dispersion might signal risk in finance, instability in manufacturing, or genuine natural variation in scientific data.

Why do some articles mention n while others mention n-1?

The denominator reflects the difference between population and sample formulas. Population variance and population standard deviation use N because the full dataset is known. Sample variance and sample standard deviation often use n-1 because Bessel’s correction reduces bias when estimating population spread from a sample.

What is a statistical interpretation guide?

A statistical interpretation guide is a page that moves beyond arithmetic and explains meaning. It tells you what a metric is, when the formula applies, and how to describe the result in plain English without overstating certainty.

Can I cite this article in a report?

You should cite the underlying authoritative reference for formal work whenever possible. This page is best used as an explanatory bridge that helps you understand the concept before quoting the original standard or handbook.

Why include direct citations on every article page?

Direct citations give readers a route to verify the definition, notation, and assumptions. That improves trust and reduces the chance that a simplified explanation is mistaken for the entire technical standard.

Authoritative References

These sources define the concepts referenced most often across our articles. Bessel's correction is a sample adjustment, variance is a squared measure of spread, and standard deviation is the square root of variance expressed in the same units as the data.