Princípios Básicos de Experimentação
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PRINCÍPIOS BÁSICOS DE EXPERIMENTAÇÃO Livro: Curso de estatística experimental Autor: Frederico PIMENTEL-GOMES Capítulo: 2 Livro: Estatística experimental Autor: Sonia VIEIRA Capítulo: 1 Profª. Sheila Regina Oro Planejamento experimental Conceitos fundamentais Unidade experimental ou parcela Designa cada unidade usada no experimento. Um animal, uma peça fabricada, uma pessoa, ... Conceitos fundamentais Unidade experimental ou parcela Conceitos fundamentais Tratamento Indica o que está em comparação. Máquinas, métodos, produtos, materiais, ... Efeito do tratamento: controle Conceitos fundamentais Tratamento Conceitos fundamentais Variável resposta O que está sendo medido ou observado no experimento. Efeito da temperatura sobre a velocidade de determinada reação química. Conceitos fundamentais Testemunha ou grupo controle Conjunto de parcelas que, ou não recebe tratamento, ou recebe um tratamento já conhecido. Sua resposta é comparada com as respostas dos grupos tratados. Conceitos fundamentais Bordadura Áreas que são separadas nas parcelas a fim de se evitar a influência dos tratamentos aplicados nas parcelas vizinhas. Conceitos fundamentais Erro experimental É a variação existente entre duas parcelas que receberam o mesmo tratamento. Princípios básicos de experimentação Repetição Unidades experimentais do mesmo grupo. É sempre desejável que os experimentos tenham grande número de repetições. Na prática nem sempre é possível. Princípios básicos de experimentação A repetição é importante porque: permite a obtenção de uma estimativa da variabilidade devido ao erro experimental dentre de cada tratamento; aumenta a precisão do experimento e das estimativas obtidas no experimento; amplia o alcance da inferência pela repetição do experimento no tempo e no espaço. Princípios básicos de experimentação Casualização ou aleatorização É importante que os tratamentos sejam sorteados às unidades experimentais. Só a casualização garante que unidades com características diferentes tenham igual probabilidade de serem designadas para os dois grupos. Princípios básicos de experimentação Casualização ou aleatorização Imagine que se deseja estudar o efeito da utilização de um resíduo sólido orgânico como adubo, sobre o crescimento de uma determinada cultura. O experimento pode ser feito em uma estufa, onde cada unidade experimental seria constituída por um vaso. Princípios básicos de experimentação Casualização ou aleatorização Adubado Não-adubado Princípios básicos de experimentação Casualização ou aleatorização A aleatorização torna possível a aplicação dos métodos estatísticos para análise dos dados (modelos estatísticos exigem que o erro experimental seja aleatório e independente); Permite ainda que os efeitos não-controláveis que afetam a variável resposta sejam balanceados entre todas as medidas. Princípios básicos de experimentação Formação de blocos É realizada quando se deseja avaliar com maior eficiência os efeitos dos fatores de interesse (fatores perturbadores conhecidos); São conjuntos experimentais. homogêneos de unidades Princípios básicos Planejamento de experimentação Definir a unidade experimental Definir o que será medido, observado ou testado Definir os tratamentos Como fazer a casualização (caso necessário) - Princípios básicos de experimentação Deseja-se comparar o efeito de duas rações na engorda de suínos. Unidade experimental Suíno Princípios básicos de experimentação Deseja-se comparar o efeito de duas rações na engorda de suínos. Variável resposta Ganho de peso de cada animal Princípios básicos de experimentação Deseja-se comparar o efeito de duas rações na engorda de suínos. Tratamentos Ração A e Ração B Princípios básicos de experimentação Deseja-se comparar o efeito de duas rações na engorda de suínos. Casualização Sorteio Princípios básicos de experimentação Delineamento experimental pode ser definido como o plano que é dado na experimentação e também a forma como são organizadas as unidades experimentais. Delineamento pode se referir também a maneira como o tratamentos são oferecidos às unidades experimentais. Princípios básicos de experimentação Análise Univariada: apenas um parâmetro em análise Análise Multivariada: vários parâmetros em análise ao mesmo tempo Princípios básicos de experimentação Análise Univariada Delineamento Inteiramente Casualizado Delineamento em Blocos Delineamento Fatorial Delineamento em Parcelas Subdividas (Split Plot) Delineamento Hierárquico Delineamento Quadrado Latino Outros Princípios básicos de experimentação Análise Multivariada Fatorial (Otimização e Superfície de Resposta) PCA (Principal Component Analysis) Exemplo 1 Estudaram-se 6 rações para suínos com 7 porcos por ração. O aumento de pesos (kg) ao final de duas semanas foram os seguintes: Rações Repetição A B C D E F 1 11 9 20 11 20 10 2 13 11 17 10 19 13 3 12 11 21 11 24 14 4 12 10 20 11 22 12 5 13 08 21 10 19 15 6 15 08 18 09 20 10 7 15 10 20 10 18 13 Exemplo 1 a) Qual é a unidade de análise do experimento? Quantos ensaios serão realizados? b) Que suposições têm que ser feitas para estudar este problema? • DIC • “porcos homogêneos” • Fator: rações para suínos • Níveis: 6 • Tratamentos: A, B, C, D, E, F • Repetições: 7 repetições por tratamento • Variável resposta: Aumento de peso Exemplo 2 Pesquisou-se o efeito de dois diferentes micro-organismos, nas mesmas condições experimentais, na biorremediação de solos contaminados por HAP’s. Foram realizados ensaios com 10 repetições para cada micro-organismo, além de um tratamento controle. Após um período de incubação de 30 dias, realizou-se a análise da concentração de HAP’s no solo, em mg/g. Exemplo 2 a) Qual é a unidade de análise do experimento? Quantos ensaios serão realizados? b) Que suposições têm que ser feitas para estudar este problema? Princípios básicos de experimentação Experimentação intensiva Experimentação extensiva
