Il disegno sperimentale

Abstract

Il metodo scientifico di incremento della conoscenza di un sistema per il quale non è noto il modello teorico che definisce la relazione tre le sue variabili, prevede le seguenti fasi: • formulazione delle ipotesi, in base alle informazioni disponibili; • deduzioni sul comportamento del sistema; • acquisizione di nuove informazioni mediante l'esecuzione di prove sperimentali; • analisi dei dati e loro interpretazione; • verifica delle ipotesi.Nello studio di sistemi naturali, quali ad esempio i sistemi biologici, l'acquisizione di nuove informazioni e l'analisi dei dati possono costituire due fasi critiche dello sviluppo del processo cognitivo. Ciò è dovuto al fatto che tali sistemi dipendono, generalmente, da più di due variabili: i sistemi naturali sono, cioè, multivariati. La definizione delle relazioni tra numerose variabili implica la necessità di eseguire un numero elevato di prove sperimentali con conseguenti oneri in termini di materie prime, strumentazione e personale impiegato. Inoltre, maggiore è il numero di variabili in esame, maggiore è la probabilità che si verifichino fenomeni di interazione dovuti al ruolo combinato di due o più variabili, non rilevabili osservando l'effetto di una variabile alla volta. La stima delle interazioni è fondamentale per il controllo di un sistema e tuttavia è possibile solo mediante un'appropriata organizzazione delle prove sperimentali. La complessità di un sistema si riflette necessariamente nella complessità dei dati che lo descrivono: per un'adeguata analisi in grado di estrarre l'informazione utile, è necessario disporre di metodi in grado di analizzare tali dati nel loro insieme, di separare l'informazione dal rumore, di gestire la correlazione e di presentare i risultati mediante grafici riassuntivi di facile interpretazione. Gli aspetti critici dovuti alla multidimensionalità di un problema sono superati grazie all'impiego di metodi chemiometrici quali il disegno sperimentale e l'analisi statistica multivariata (la chemiometria può essere definita come CAPITOLO 1