Quimiometria II: planilhas eletrônicas para cálculos de planejamentos experimentais, um tutorial

Abstract

Recebido em 10/12/04; aceito em 20/5/05; publicado na web em 8/12/05 CHEMOMETRICS II: SPREADSHEETS FOR EXPERIMENTAL DESIGN CALCULATIONS, A TUTORIAL. This work describes, through examples, a simple way to carry out experimental design calculations applying an spreadsheets. The aim of this tutorial is to introduce an alternative to sophisticated commercial programs that normally are too complex in data input and output. An overview of the principal methods is also briefly presented. The spreadsheets are suitable to handle different types of computations such as screening procedures applying factorial design and the optimization procedure based on response surface methodology. Furthermore, the spreadsheets are sufficiently versatile to be adapted to specific experimental designs.Keywords: spreadsheets; experimental design; chemometrics. INTRODUÇÃOAtualmente, com o advento acelerado dos meios computacionais, cálculos muitas vezes simples podem ficar mascarados quando realizados por pacotes computacionais complexos. Os planejamentos fatoriais [1][2][3] , por ex., exigem após sua execução, cálculos simples, mas muitas vezes tediosos devido à grande quantidade de dados a serem processados. A maioria dos estudantes e profissionais aprende a utilizar softwares que realizam tais cálculos, entretanto, em muitos casos, sem o interesse e estímulo necessários para entender como os mesmos são processados.A importância do entendimento dos procedimentos realizados pelos softwares é fundamental para avaliação dos resultados obtidos, bem como para o questionamento da maneira pelo qual tais softwares os realizam.Há no mercado diversos tipos de softwares que realizam cálcu-los de planejamentos experimentais, tais como Statistica 4 , Unscrambler 5 , Statgraphics 6 , Design Expert 7 , Modde 8 , Minitab 9 dentre outros. Entre os programas gratuitos destaca-se o pacote de algoritmos executáveis disponível no web site Chemkeys 10 , sendo este até o momento, o único gratuito em português. Nota-se, portanto, que a maioria destes programas não são gratuitos e muitas vezes processam resultados complicados de serem entendidos por um pesquisador inexperiente. Ao contrário, as planilhas eletrôni-cas, já bastante difundidas e conhecidas, são práticas no sentido da entrada de dados e equações, além de proporcionarem excelente visualização dos resultados, fácil transferência de dados, gráficos e tabelas, sendo ferramentas poderosas para implementar e realizar diferentes tipos de cálculos, como os de planejamentos experimentais. É válido destacar que existem versões gratuitas disponí-veis na web tanto para sistemas operacionais Windows quanto para Linux, como a encontrada no pacote Openoffice 11 . O objetivo deste trabalho foi desenvolver, de maneira simples e didática, planilhas eletrônicas utilizando-se o software Excel ® da Microsoft 12 para realizar cálculos de planejamentos fatoriais e otimização empregando Metodologias de Superfície de Resposta (RSM). Desta maneira, o trabalho descreve, de modo amplo e objetivo, os métodos implementados empre...

Cadmium and lead cloud point preconcentration and determination in tobacco samples by thermospray flame furnace atomic absorption spectrometry

“…A Doehlert matrix is a second-order design that can be drawn with two, three, or more variables or factors. 25,26 It allows identifying critical points (maximum, minimum, and saddle points) at each step of the optimization process and consists of an experimental design in which a set of points is uniformly distributed in a spherical lattice (in a case of three variables). The whole experimental domain is assayed with a minimum number of experiments following a sequential approach.…”

Optimization of Phenolic Compounds Extraction in an Apple Pomace Flour Enriched WithAgaricus brasiliensis

“…Os resultados da análise de umidade e do PF foram tratados com o teste de rejeição Q a 95 % [15], além de serem analisados pelas planilhas de quimiometria [16].…”

“…sendo e f o efeito calculado para as variáveis e interações usando a diferença entre as médias das observações no nível mais (y i (+) ) e as médias das observações no nível menos (y i (−) ), para n ensaios e yi observações individuais [16]. Para a avaliação dos resultados da otimização univariada e comparações, utilizaram-se os testes estatísticos ANOVA, Bonferroni e Tukey com α=0,05.…”

Análise de resíduos de agrotóxicos em tomates empregando dispersão da matriz em fase sólida (DMFS) e cromatografia gasosa

“…Alternativamente, pode-se recorrer aos métodos quimiométricos de análise multivariada, sendo o planejamento fatorial uma das formas mais eficientes para investigar as influências de todas as variáveis experimentais de interesse e os efeitos de interação nas respostas, utilizando poucos experimentos. 23,24 Neste trabalho foi otimizado um método para extrair os agrotóxi-cos λ-cialotrina, cipermetrina, deltametrina e clorpirifós de amostras de tomate empregando a DMFS, com condições experimentais determinadas empregando-se um planejamento fatorial 2 3 . A quantificação dos agrotóxicos foi feita por cromatografia gasosa com detecção por captura de elétrons (CG-ECD).…”