Por que otimização multivariada?

Abstract

RESUMONormalmente, estudos que objetivam a otimização de variáveis experimentais são realizados através de procedimentos que avaliam o efeito de uma variável por vez, o que, de maneira geral, impede o estabelecimento de ótimos verdadeiros, em razão da freqüência com que as variáveis se apresentam altamente correlacionadas. Neste trabalho, algumas aplicações práticas são apresentadas, visando demonstrar a conveniência dos procedimentos multivariados de otimização, principalmente sistemas de planejamento fatorial de experimentos. A partir de três exemplos práticos relacionados com a otimização de processos de degradação, discutem-se aspectos relacionados com o desenho experimental e a interpretação de resultados. PALAVRAS-CHAVE:Otimização experimental, análise multivariada, planejamento fatorial. Diante desta problemática, cada pesquisador tem a sua forma de enfrentar este trabalho, normalmente apoiado na experiência acumulada na área. Entretanto, é importante esclarecer que na maioria dos casos, o processo de otimização é realizado de maneira univariada. Isto é, utilizando-se o clássico sistema de uma variável por vez. Obviamente, este tipo de trabalho, que envolve um grande núme-ro de experimentos, pode fornecer condições que permitem um valor otimizado da resposta. No entanto, por negligenciar a interação entre as variáveis, o resultado obtido não necessariamente corresponde às condições que levam ao ótimo verdadeiro. A explicação é simples. Nos sistemas químicos, as variáveis costumam se correlacionar fortemente, interagindo através de mecanismos que proporcionam efeitos sinérgicos e antagônicos. Se este fato é ignorado, o processo de otimização apresenta pouco valor. ABSTRACTNos últimos anos, os sistemas multivariados de otimização têm ganhado bastante força, demonstrando a sua utilidade nos mais variados campos do conhecimento. Dentro deste contexto, destaquem-se os estudos envolvendo processos biotecnológicos (Dueñas et al, 2003), sínteses orgânicas (Kochana et al, 2003), psicologia (Sharp e Hargrove, 2004), processos químicos (Montes, et al, 2004;Hardy et al, 2004) e, o que nos parece mais importante, otimização de processos industriais (Galetakis e Raka, 2004;Yi-zeng et al, 2001).Dentre as várias alternativas existentes, destaque pode ser dado aos sistemas de planejamento fatorial, os quais permitem avaliar simultaneamente o efeito de um grande número de variáveis, a partir de um número reduzido de ensaios experimentais. A teoria em que esses sistemas se baseiam é bastante simples e está disponível na literatura especializada (Bruns et al, 2001). Para entendimento

Multi‐responses Methodology Applied in the Electroanalytical Determination of Hair Dye by Using Printed Carbon Electrode Modified with Graphene

“…The chemometric tools are widely used for the optimization of analytical methods because it reduces the number of experiments and reagents, allowing various parameters to be studied simultaneously, taking into consideration the interactions between them 15. By considering the interactions between different parameters, multivariate optimization provides more appropriate values for the parameters studied when compared to univariate optimization 16. One of the most important steps in developing a methodology is its optimization because the best conditions for the method are found from this.…”

Planejamento Fatorial: Uma Ferramenta Estatística Valiosa Para a Definição De Parâmetros Experimentais Empregados Na Pesquisa Científica.

“…Diante do exposto e levando em consideração que no Brasil, os recursos financeiros e laboratoriais encontram-se escassos em decorrência das restrições de verbas para a aquisição de equipamentos e materiais de consumo, uma reflexão deve ser realizada no início de cada pesquisa científica, para a definição das condições experimentais, que permitam a aquisição de resultados confiáveis, já que a otimização de parâmetros experimentais de relevância é considerada como uma das etapas mais críticas do trabalho científico, principalmente daqueles que têm por objetivo o desenvolvimento de processos tecnológicos aplicáveis em grande escala (PERALTA-ZAMORA et al, 2005).…”

“…Dentre os diversos tipos de planejamento experimental, os sistemas de planejamento fatorial destacam-se pois permitem avaliar simultaneamente o efeito de um grande número de variáveis, a partir de um número reduzido de ensaios experimentais, quando comparados aos processos univariados (PERALTA-ZAMORA et al, 2005). Além disso, muitos pesquisadores não contam com uma metodologia de planejamento experimental que seja ao mesmo tempo útil e simples, e estes em geral, apresentam dificuldades para escolher um modelo físico-matemático que represente de maneira adequada os fenômenos que se deseja estudar.…”

Avaliação do desempenho de um equipamento para medição da susceptibilidade à fragilização por hidrogênio pelo método RSL

“…Um instrumento de medição perfeitamente calibrado pode ser incapaz de medir um produto ou controlar um processo. A capacidade do sistema de medição deve ser avaliada através de estudos de repetibilidade e reprodutibilidade (BURDICK et al, 2003;PEDOTT, 2010…”

“…Algumas das vantagens da utilização do planejamento fatorial são: redução do número de testes sem prejuízo à qualidade da informação; estudo simultâneo de diversas variáveis, com separação dos seus efeitos; determinação da confiabilidade dos resultados; realização da pesquisa em etapas, em um processo iterativo de acréscimo de novos testes; seleção das variáveis que influenciam um processo com número reduzido de testes; representação do processo estudado através de expressões matemáticas e elaboração de conclusões a partir de resultados qualitativos (BUTTON, 2005;PERALTA-ZAMORA et al, 2005).…”