Lucas Santana da Cunha http://www.uel.br/pessoal/lscunha 22 de setembro de 2018 Londrina
Um pesquisador científico resolve problemas de interesse da sociedade de forma direta ou indireta, pela aplicação eficiente de princípios científicos. A experimentação é parte do processo científico como uma das maneiras pelas quais aprendemos sobre como sistemas ou processos funcionam ou se comportam.
O objetivo da experimentação é o estudo dos experimentos, isto é, seu planejamento, execução, análise dos dados obtidos e interpretação dos resultados. Assim, a experimentação envolve uma sequência de atividades: 1 Conjectura, que é a hipótese original que motiva o experimento. 2 Experimento feito para investigar a conjectura. 3 Análise estatística dos dados do experimento. 4 Conclusão: o que se aprendeu acerca da conjectura original e sugestões de novas conjecturas.
Como técnica sistemática de pesquisa, a experimentação se difundiu no século XX, quando foi formalizada através da estatística, por Fisher em 1920. A metodologia de análise estatística a ser utilizada na pesquisa depende da maneira como os dados foram obtidos. Logo, o planejamento e a análise estatística de experimentos estão extremamente associados.
Experimento ou ensaio É um trabalho previamente planejado para estudar os efeitos de níveis de fatores controlados que se deseja comparar.
Experimento ou ensaio É um trabalho previamente planejado para estudar os efeitos de níveis de fatores controlados que se deseja comparar. Fator (tratamento) É o método, elemento ou material cujo efeito se deseja medir ou comparar em um experimento. Exemplos: rações, doses de medicamentos, variedades de alguma cultura, inseticidas, raças, produtos comerciais em geral, etc.
Variável resposta É a variável mensurada usada para avaliar o efeito de tratamentos. Exemplos: altura, peso, diâmetro, comprimento, etc.
Variável resposta É a variável mensurada usada para avaliar o efeito de tratamentos. Exemplos: altura, peso, diâmetro, comprimento, etc. Unidade experimental ou parcela É a unidade que vai receber o tratamento e fornecer os dados que deverão refletir seu efeito. Exemplos: um animal, um grupo de animais, uma planta, uma placa de Petri com um meio de cultura, etc.
Delineamento experimental É parte do plano experimental que implica na forma como os tratamentos serão designados às unidades experimentais. Exemplos: Delineamento inteiramente casualizado, blocos casualizados, quadrado latino, etc.
Delineamento experimental É parte do plano experimental que implica na forma como os tratamentos serão designados às unidades experimentais. Exemplos: Delineamento inteiramente casualizado, blocos casualizados, quadrado latino, etc. Esquema É a maneira utilizada pelo pesquisador ao combinar os níveis de dois ou mais fatores para se obter os tratamentos. Exemplos: Esquema Fatorial e Esquema em Parcelas subdivididas.
Erro experimental É o efeito de fatores que atuam de forma aleatória e que não são passíveis de controle pelo experimentador.
Para realizar experimentos são necessários alguns princípios básicos para que as conclusões que venham ser obtidas se tornem válidas. Estes princípios são: Repetição; Casualização; Controle local.
Repetição O princípio da repetição consiste na reprodução do experimento básico. A B Níveis = A B A B A B Repetições Tem por finalidade propiciar a obtenção de uma estimativa do erro experimental. A B A B
Casualização Consiste em distribuir os tratamentos nas parcelas por meio de sorteios. Com isso todos os tratamentos terão a mesma probabilidade de serem designados a qualquer parcela. A B Níveis = B B A A B A B B A A Repetições + Casualização Tem por finalidade proporcionar uma estimativa válida para o erro experimental.
Controle Local É uma técnica usada para melhorar a precisão do experimento, cuja finalidade é dividir um ambiente heterogêneo em subambientes homogêneos e tornar o delineamento experimental mais eficiente. A B Níveis = bl.1 bl.2 bl.3 bl.4 bl.5 A B B A B A A B B A Rep. + Cas. + Controle local Tem por finalidade a redução do erro experimental.
Delineamentos Inteiramente ao Acaso É o mais simples dos experimentos e deve ser implantado em uma área experimental totalmente homogênea. Leva em conta apenas o princípio da repetição e da casualização. Mais utilizados em laboratórios, casas de vegetação, viveiros, etc.
Delineamentos em blocos casualizados Quando a área experimental é heterogênea, será necessário subdividir esta área em partes homogêneas pelo princípio do controle local. Ex: Diferentes materiais, indivíduos, dias, etc. Na sua forma mais simples, todos os blocos recebe todos os tratamentos, constituindo o bloco completo. Quando não for possível colocar todos os tratamentos num mesmo bloco, podemos caracterizar os blocos incompletos.
Delineamentos em Quadrados Latinos Também é implantado em área heterogênea, mas diferente dos experimentos em blocos casualizados, o controle é realizado em dois sentidos. Neste caso os blocos em um sentido são chamados de linhas e no outro sentido de colunas. O número de linhas é igual ao número de colunas e igual ao número de tratamentos. Portanto, cada tratamento é implantado uma só vez em cada linha e uma só vez em cada coluna.
1 Os tratamentos que serão comparados;
1 Os tratamentos que serão comparados; 2 Área e unidade experimental;
1 Os tratamentos que serão comparados; 2 Área e unidade experimental; 3 O número de repetições;
1 Os tratamentos que serão comparados; 2 Área e unidade experimental; 3 O número de repetições; 4 A variável em análise e forma como será medida;
1 Os tratamentos que serão comparados; 2 Área e unidade experimental; 3 O número de repetições; 4 A variável em análise e forma como será medida; 5 O delineamento experimental;
Exemplo 1 Considere um experimento cujo objetivo é verificar se a administração de raízes e tubérculos, como suplementação de inverno na alimentação de vacas em lactação, aumenta a produção de leite.
Uma das formas de planejar esse experimento seria: 1 Os tratamentos que serão comparados: três tipos de suplementos (araruta, mandioca, batata doce) e uma testemunha, sendo um total de 4 tratamentos.
Uma das formas de planejar esse experimento seria: 1 Os tratamentos que serão comparados: três tipos de suplementos (araruta, mandioca, batata doce) e uma testemunha, sendo um total de 4 tratamentos. 2 Área e unidade experimental: Na fazenda escola UEL sendo a unidade experimental uma vaca.
Uma das formas de planejar esse experimento seria: 1 Os tratamentos que serão comparados: três tipos de suplementos (araruta, mandioca, batata doce) e uma testemunha, sendo um total de 4 tratamentos. 2 Área e unidade experimental: Na fazenda escola UEL sendo a unidade experimental uma vaca. 3 O número de repetições: 6 repetições (24 animais).
Uma das formas de planejar esse experimento seria: 1 Os tratamentos que serão comparados: três tipos de suplementos (araruta, mandioca, batata doce) e uma testemunha, sendo um total de 4 tratamentos. 2 Área e unidade experimental: Na fazenda escola UEL sendo a unidade experimental uma vaca. 3 O número de repetições: 6 repetições (24 animais). 4 A variável em análise e forma como será medida: Os valores das produções (kg) de leite serão medidas numa balança.
Uma das formas de planejar esse experimento seria: 1 Os tratamentos que serão comparados: três tipos de suplementos (araruta, mandioca, batata doce) e uma testemunha, sendo um total de 4 tratamentos. 2 Área e unidade experimental: Na fazenda escola UEL sendo a unidade experimental uma vaca. 3 O número de repetições: 6 repetições (24 animais). 4 A variável em análise e forma como será medida: Os valores das produções (kg) de leite serão medidas numa balança. 5 O delineamento experimental: delineamento inteiramente ao acaso.
Para se definir o tipo de suplemento que será dado a cada animal, realiza-se um sorteio enumerando cada um dos 24 animais (parcelas) que participarão do estudo (1 a 24) e, em seguida, colocam-se os tratamentos em uma sequência, como a dada a seguir: S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 M 6 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 A partir daí, sorteia-se a alocação do tipo de suplemento a cada animal. Suponha a seguinte sequência de números aleatórios: 24 23 22 14 1 13 6 20 8 7 9 4 21 15 17 16 19 2 11 5 10 3 18 12
Croqui Assim, teríamos a seguinte configuração do experimento: Animais 1 2 3 4 5 6 Tratamentos S 5 A 6 B 4 M 6 B 2 M 1 Animais 7 8 9 10 11 12 Tratamentos M 4 M 3 M 5 B 3 B 1 B 6 Animais 13 14 15 16 17 18 Tratamentos S 6 S 4 A 2 A 3 A 4 B 5 Animais 19 20 21 22 23 24 Tratamentos A 5 M 2 A 1 S 3 S 2 S 1
Não se deve permitir que uma técnica experimental inadequada ou imperfeita seja a responsável principal pelo tamanho do erro experimental.
Não se deve permitir que uma técnica experimental inadequada ou imperfeita seja a responsável principal pelo tamanho do erro experimental. Deve-se pesar o material, calibrar o equipamento ou tirar as medidas necessárias, com o máximo de precisão possível.
Não se deve permitir que uma técnica experimental inadequada ou imperfeita seja a responsável principal pelo tamanho do erro experimental. Deve-se pesar o material, calibrar o equipamento ou tirar as medidas necessárias, com o máximo de precisão possível. Uma falha bastante comum é a aplicação não uniforme dos tratamentos em todas as repetições.
Exemplos 1 quando não se cuida da limpeza do equipamento utilizado para fornecer rações aos animais, podem ocorrer diferenças que não são devidas às rações e sim, à quantidade de ração que cada animal recebeu.
Exemplos 1 quando não se cuida da limpeza do equipamento utilizado para fornecer rações aos animais, podem ocorrer diferenças que não são devidas às rações e sim, à quantidade de ração que cada animal recebeu. 2 se mais de uma pessoa está aplicando os tratamentos, deve-se cuidar para que as variações entre elas não sejam confundidas com variações entre tratamentos.
Pressuposições Teste F A análise de variância é uma técnica de análise estatística que permite decompor a variabilidade total, ou seja, a variação existente entre todas as observações, em partes atribuídas a causas conhecidas e independentes e a uma parte residual de origem desconhecida e de natureza aleatória (erro experimental ou resíduo).
Pressuposições Teste F A análise de variância é uma técnica de análise estatística que permite decompor a variabilidade total, ou seja, a variação existente entre todas as observações, em partes atribuídas a causas conhecidas e independentes e a uma parte residual de origem desconhecida e de natureza aleatória (erro experimental ou resíduo). É o procedimento apropriado para para comparar três ou mais tratamentos.
Pressuposições Teste F Pressuposições No entanto, para que esta técnica seja empregada é necessário que sejam satisfeitas as seguintes pressuposições: 1) aditividade: os efeitos devem se somar (não há interação); 2) independência: os erros devem ser independentes; 3) normalidade: os erros devem possuir uma distribuição normal; 4) homocedasticidade ou homogeneidade de variâncias: os erros devem possuir uma variância comum σ 2 ;
Pressuposições Teste F Teste F O teste F, obtido por Snedecor, tem por finalidade comparar estimativas de variâncias. As estimativas das variâncias são dadas pelos quadrados médios (Q.M.) para cada causa de variação.
Pressuposições Teste F No teste F, utiliza-se no denominador o Q.M do resíduo, ou seja, compara-se a variância devida aos efeitos do fator controlado (trat, blocos, linhas, colunas, etc.) com a variância devida aos efeitos dos fatores não controlados ou acaso. F trat = Q.M.trat Q.M.Res F blocos = Q.M.blocos Q.M.Res.
Pressuposições Teste F H 0 : Efeitos de tratamentos são equivalentes H 1 : Pelo menos um dos tratamentos está diferindo dos demais P(F) Região de rejeição de Ho no nível de 5% Região de rejeição de Ho no nível de 1% Região de aceitação Ftab(5%) Ftab(1%) F