Na engenharia geotécnica o principal material utilizado, o solo, é complexo e muito variável, sendo que nem sempre satisfaz as necessidades da obra a ser realizada. Com a constante busca de soluções que proporcionem melhoria no solo, redução de custos e preservação dos recursos naturais, o aproveitamento de resíduos vem se destacando, como é o caso da utilização da cinza volante na estabilização de solos com cal. Contudo, ainda não existem metodologias de dosagem dessas misturas baseadas em critérios mais racionais, como a relação água/cimento para o concreto. Assim, esta pesquisa tem como objetivo quantificar a influência das variáveis de interesse quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e do tempo de cura sobre a resistência de um solo estabilizado com cal e cinza volante, verificando a adequação do uso da relação vazios/cal na estimativa da resistência à compressão simples destas misturas. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal e cinza volante, do peso específico aparente seco e do tempo de cura provoca o aumento da sua resistência à compressão simples. Sendo que, a resistência à compressão simples cresce linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução da sua porosidade. Assim, verifica-se que, a relação vazios/cal, definida pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, ajustado por um expoente, demonstra ser um parâmetro adequado na estimativa da resistência à compressão simples das misturas estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples do solo estudado em função da porosidade, do teor volumétrico de cal e da quantidade de cinza volante para 28, 60 e 90 dias de cura mostrou-se muito eficiente para relações de dosagem. Contudo, a análise estatística dos dados obtidos em um experimento é de extrema importância. Uma metodologia utilizada para analisar estes dados é a metodologia de Projeto de Experimentos, que é apoiada fortemente em conceitos estatísticos, destinada a otimizar o planejamento, a execução e análise de um experimento. Assim, a análise a ser realizada neste experimento baseia-se em um projeto fatorial completo que investiga todas as combinações de níveis dos fatores controláveis quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e tempo de cura. Os resultados demonstram, a partir da análise da variância, que todos os fatores controláveis escolhidos no experimento são significativos, bem como todas as interações entre eles. A metodologia de Projeto de Experimentos mostrou-se eficiente na determinação de quais fatores intervenientes são importantes para o fenômeno em estudo. / The main material used in the geotechnical engineering, the soil, is complex and highly variable, and does not always meet the needs of the work to be performed. With the constant search for solutions that provide soil improvement, costs reduction and natural resources preservation, the waste recovery has been increasing, such as the use of fly ash in the soils stabilization with lime. However, there are still no dosage methods of these mixtures based on more rational criteria such as the water/cement ratio for the concrete. Thus, this research aims to quantify the influence of variables of interest lime amount, the fly ash quantity, porosity and curing time on the strength of soil stabilized with lime and fly ash, verifying the adaptation of the use of the voids/lime ratio in the estimation of unconfined compression strength of these mixtures. Unconfined compression strength tests and measurement of matric suction were carried out in present work. The results show that increasing lime and/or fly ash amount, dry unit weight and curing time has as consequence the increase of unconfined compression strength. Unconfined compression strength increases linearly with the increase of lime amount and exponentially with the reduction of its porosity. The voids/lime ratio, defined as the ratio of the compacted mixture porosity and the lime volumetric content, adjusted by an exponent, proves to be an appropriate parameter to estimate the unconfined compression strength of the soil-ash-lime studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the soil studied as a function of porosity, lime volumetric content and fly ash quantity for 28, 60 and 90 days of curing was very efficient for dosage relationships. However, the statistical analysis of data from an experiment is utmost importance. A methodology to analyze these data is the methodology of Design of Experiments, which is strongly supported by statistical concepts, designed to optimize the planning, the implementation and analysis of an experiment. The analysis to be performed in this experiment is based on a complete factorial design to investigate all combinations of levels of controllable factors lime amount, fly ash quantity, porosity, and time curing. The results show, from the analysis of variance, that all controllable factors chosen in the experiment and all interactions between them are significant. The methodology of Design of Experiments was efficient in determining which involved factors are important for the phenomenon under study.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-11T14:46:24Z No. of bitstreams: 1 ALEXANDRE JOSÉ DE ALMEIDA GAMA - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 1539873 bytes, checksum: 92e9d943e2b70ee7294f6924bed931a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-11T14:46:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALEXANDRE JOSÉ DE ALMEIDA GAMA - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 1539873 bytes, checksum: 92e9d943e2b70ee7294f6924bed931a2 (MD5) Previous issue date: 2015-08-18 / Atualmente mais de 80% das argilas bentoníticas beneficiadas no Brasil na forma sódica para uso em diversas aplicações industriais são provenientes dos depósitos do município de Boa Vista - PB. Estes jazimentos, que vem sendo lavrados há mais de 50 anos, encontram-se atualmente na fase de exaustão principalmente as argilas de variedades mais nobres, resultando em um sério prejuízo para qualidade do produto final. Recentemente, foram descobertos novos jazimentos situados nos municípios de Cubati, Pedra Lavrada, Sossego, Olivedos, na Paraíba, havendo necessidade de realizar estudo sistemáticos visando desenvolver toda sua potencialidade industrial. Assim sendo, este trabalho teve como objetivo o tratamento de dados obtidos por análise química e análise granulométrica. A caracterização física, química e mineralógica foi realizada através das seguintes técnicas: granulometria por difração a laser (GL), composição química por fluorescência de raios X (EDX) e difração de raios X (DRX). Em seguida foram realizadas análises de variância e teste de Tukey, usando software estatístico MINITAB® 17.0. Os resultados evidenciaram que a composição química das argilas bentoníticas dos novos depósitos apresentaram valores similares e diferentes em relação à do município de Boa Vista. Em analogia aos dados da literatura, as argilas estudadas apresentaram valores inferiores às importadas. Os resultados da análise de variância e teste de Tukey mostraram que os teores de óxido de sílica, de alumínio, de magnésio e de cálcio são significativamente diferentes ao nível de 95% de confiança. Os resultados mostraram que os locais de origem influenciaram na composição química das argilas. / The most part of industrialized bentonite clay produced in Brazil comes from Boa Vista - PB. However, the bentonite deposit is in the exhaustion phase because it has been mined over 50 years, which results in a low quality product. Recently, three new deposits have been discovered. These deposits are located in the following cities: Cubati, Pedra Lavrada, Sossego and Olivedos, in the state of Paraíba. Thus it needs a systematic study to develop all its industrial potential. Therefore, this study aims to evaluate the chemical and mineralogical composition, as well as particle size distribution and average diameter. From these deposits of smectite clays by statistical analysis. The physical, chemical and mineralogical characterization was performed using. Particle size by laser diffraction (GL), X-ray diffraction (XRD) and chemical composition by X-ray fluorescence (EDX) techniques. Then analyzes were carried out apruying statistics analysis of variance and Tukey test using the software racked camed MINITAB 17.0. The results showed that the chemical composition of bentonite clay of the new deposits which similar and different values in relation to the city of Boa Vista. When the data was analysed the results showed lower values compared with the imported clays. The results of the analysis of variance and Tukey test showed that the silica, aluminum, magnesium and calcium are significantly different at 95% level. Finally, the local has influence on the quality of the mineralogical clays.

A técnica de tratamento de solos com cal ou cimento vem sendo empregada com sucesso na engenharia geotécnica, melhorando as características do solo, que por ser um material complexo e muito variável nem sempre satisfaz as necessidades da obra a ser realizada. As últimas pesquisas em solos tratados com cal mostram o desenvolvimento de metodologias de dosagem baseadas em critérios racionais (como a relação água/cimento para o concreto), onde a relação volume de vazios/volume de cal desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. O volume de vazios (ou a porosidade) é um fator importante nestas metodologias de dosagem, e ainda não existem técnicas que quantifiquem este fator (como o ensaio de porosimetria por injeção de mercúrio para o concreto) e também modelos que permitam o entendimento do comportamento da porosidade dessas misturas o longo do tempo de cura (como o modelo de Powers para o concreto). Assim, esta pesquisa tem como objetivo verificar a influência da quantidade de cal (Ca), da porosidade (h), do teor de umidade (w) e do tempo de cura (t), sobre a resistência à compressão simples (qu), sobre a resistência à tração (qt) e sobre a rigidez inicial (Go) de um solo siltoso estabilizado com cal (misturas caulim-cal), verificando a adequação do uso da relação vazios/cal na estimativa de qu, qt e Go. Além disso, esta pesquisa busca quantificar a porosidade dessas misturas solo-cal e também desenvolver um modelo, que permita o entendimento do comportamento da sua porosidade ao longo do tempo de cura. Para atingir os objetivos da pesquisa foram realizados ensaios de resistência à compressão simples, ensaios de resistência à tração por compressão diametral, ensaios para a medida de Go, ensaios de sucção matricial e ensaios de porosimetria por injeção de mercúrio. Os resultados dos ensaios de resistência à compressão simples, de resistência à tração e de rigidez inicial demonstram que o aumento da quantidade de Ca, a diminuição da h e o aumento do t provoca o aumento de qu, qt e Go. Sendo que, qu, qt e Go crescem linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução da sua porosidade. Assim, verifica-se que, a relação vazios/cal (h/Cav), definida pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, demonstra ser um parâmetro adequado na estimativa de qu, qt e Go. A partir desses mesmos resultados, observase que a w também desempenha um papel fundamental na previsão de qu, qt e Go. Além disso, a partir dos ensaios de resistência à compressão simples, resistência à tração e rigidez inicial, observa-se que a existência de relações únicas e distintas no controle de qu, qt e Go em função da h, do Cav e da w mostrou-se muito eficiente para relações de dosagem. Relações entre qu, qt, Go e h/Cav também, foram muito satisfatórias. Além disso, foram realizadas análises estatísticas dos dados obtidos neste experimento, e os resultados demonstram, a partir da análise da variância, que todos os fatores controláveis escolhidos no experimento são significativos. Os resultados dos ensaios de porosímetro por intrusão de mercúrio demonstram que a porosidade diminui com o tempo de cura. Porém, o modelo de Powers não se adaptou perfeitamente na previsão da variação da porosidade das misturas caulim-cal estudadas. / The technique of treating soil with lime or cement has been used successfully in geotechnical engineering, improving the characteristics of the soil, which is a highly variable and complex material, and does not always meet the needs of the earthwork to be performed. The last researches in soils treated with lime are in the development of dosage methodologies based on rational criteria (such as water/cement ratio for concrete), where the voids/lime ratio plays a fundamental role in the assesstment of the target strength. The void volume (or porosity) is an important factor in these dosage methodologies, and there are not techniques that quantify this factor (as the test porosimetry with intrusion of mercury, for concrete) and also models that allow understanding the behavior of porosity for these mixtures in long curing times (such as the Powers’s model for concrete). Thus, this research aims to determine the influence of the amount of lime (Ca), porosity (h), moisture content (w) and curing time period (t) on the unconfined compression strength (qu), tensile strength (qt) and initial stiffness (Go) of a silty soil stabilized with lime (kaolin-lime mixtures), checking the suitability of the use of voids/lime ratio in estimating qu, qt and Go. Besides, this research aims to quantify the porosity of these soil-lime mixtures and also adjusting a model that allows understanding the behavior of their porosity during the curing time. For that, a number of unconfined compression tests, splitting tensile tests, the measurement of Go, measurement of matric suction and porosimetry with intrusion of mercury tests were carried out in present work. The results of unconfined compression strength, tensile strength and initial stiffness show that increasing the amount of Ca, decreasing of h and increasing of t, causes increased of qu, qt and Go. Further, qu, qt and Go grow linearly with the increased amount of lime and exponentially with reducing its porosity. The voids/lime ratio, defined as the ratio of the compacted mixture porosity and the lime volumetric content, adjusted by an exponent, proves to be an appropriate parameter to estimate the qu, qt and Go. From these results, it is observed that the w also plays a fundamental parameter in predicting the qu, qt and Go. Moreover, it is noted that the existence of distinct and unique relationships in the control of qu, qt and Go according to h, Cav and w proved to be very efficient for dosage relationships. Relations between qu, qt, Go and h/Cav were very satisfactory too. Furthermore, statistical analyzes were performed of the results obtained in this experiment, and results demonstrate, through analysis of variance, that all controllable factors chosen in the experiment are significant. The results of test porosimetry with intrusion of mercury show that the porosity decreases with increasing curing time. However, the Powers’s model has not adapted perfectly to predict the variation of the porosity of kaolin-lime mixtures studied.

This study sought to determine boundary conditions for robustness of the Tukey HSD statistic when the assumptions of homogeneity of variance were violated. Box's coefficient of variance variation, C^2 , was utilized to index the degree of variance heterogeneity. A Monte Carlo computer simulation technique was employed to generate data under controlled violation of the homogeneity of variance assumption. For each sample size and number of treatment groups condition, an analysis of variance F-test was computed, and Tukey's multiple comparison technique was calculated. When the two additional sample size cases were added to investigate the large sample sizes, the Tukey test was found to be conservative when C^2 was set at zero. The actual significance level fell below the lower limit of the 95 per cent confidence interval around the 0.05 nominal significance level.

É muito comum encontrar nas áreas agronômica e biológica experimentos cujas observações são correlacionadas. Porém, tais correlações, em tese, podem estar associadas às parcelas ou às subparcelas, dependendo do plano experimental adotado. Além disso, a metodologia de modelos lineares mistos vem sendo utilizada com mais freqüência, principalmente após os trabalhos de Searle (1988), Searle at al. (1992), Wolfinger (1993b) entre outros. O sucesso do procedimento de modelagem está fortemente associado ao exame dos efeitos aleatórios que devem permanecer no modelo e na possibilidade de se introduzir, no modelo, estruturas de variâncias e covariâncias das variáveis aleatórias que, para o modelo linear misto, podem estar inseridas no resíduo e, também, na parte aleatória associada ao fator aleatório conhecido. Nesse contexto, o Teste da Razão de Verossimilhança e o Critério de Akaike podem auxiliar na tarefa de escolha do modelo mais apropriado para análise dos dados, além de permitir verificar que escolhas de modelos inadequadas acarretam em conclusões divergentes em relação aos efeitos fixos do modelo. Com o desenvolvimento do Proc Mixed do SAS (Littel at al. 1996), utilizado neste trabalho, a análise desses experimentos, tratada pela metodologia modelos lineares mistos, tornou-se mais usual e segura. Com a finalidade de se atingir o objetivo deste trabalho, utilizaram-se dois exemplos (A e B) sobre a resposta da produtividade de três cultivares de trigo, em relação a níveis de irrigação por aspersão line-source. Foram criados e analisados 29 modelos para o Exemplo A e 16 modelos para o Exemplo B. Pôde-se verificar, para cada um dos exemplos, que as conclusões em relação aos efeitos fixos se modificaram de acordo com o modelo adotado. Notou-se, também, que o Critério de Akaike deve ser visto com cautela. Ao se comparar modelos similares entre os dois exemplos, ratificou-se a importância de se programar corretamente no Proc Mixed. Nesse contexto, conclui-se que é fundamental conduzir a análise de experimentos de forma ampla, buscando vários modelos e verificando quais têm lógica em relação ao plano experimental, evitando erros ao término da análise. / In Biology and Agronomy, experiments that produce correlated observations are often found. Theoretically, these correlations may be associated with whole-plots or subplots, according to the chosen experimental design. Also, the mixed linear model methodology is now being used much more frequently, especially after the works of Searle (1988), Searle et al. (1992) and Wolfinger (1993b), among others. The success of the modeling procedure is strongly associated with the examination of the random effects that must remain within the model and the possibility of introducing variance-covariance structures of random variables in the model. In the case of the mixed linear model, they may be included in the residual error or in the random part which is associated with the known random factor. In this context, the Likelihood Ratio Test and Akaike's Information Criterion can help in choosing the most appropriate model for data analysis. They also enable the verification of inadequate choice of models which can lead to divergent conclusions regarding the fixed effects of the model. With the development of the SAS Mixed Procedure (Little at al. 1996), which was used in this work, analysis of these experiments, conducted through the mixed linear model methodology, has become more usual and secure. In order to achieve the target of this work, two examples were utilized (A and B) involving the productivity response of three varieties of wheat, in regards to irrigation levels by line-source aspersion. Twenty-nine models for Example A and 16 models for Example B were created and analyzed. For each example, it was verified that conclusions regarding fixed effects changed according to the model adopted. It was also verified that Akaike’s Information Criterion must be regarded with caution. When comparing similar models between the two examples, the importance of correct programming in the Mixed Procedure was confirmed. In this context, it can be concluded that it is fundamental to conduct the experiment analysis in an ample manner, looking for various models and verifying which ones make sense according to the experimental plan, thus avoiding errors at analysis completion.

Na engenharia geotécnica o principal material utilizado, o solo, é complexo e muito variável, sendo que nem sempre satisfaz as necessidades da obra a ser realizada. Com a constante busca de soluções que proporcionem melhoria no solo, redução de custos e preservação dos recursos naturais, o aproveitamento de resíduos vem se destacando, como é o caso da utilização da cinza volante na estabilização de solos com cal. Contudo, ainda não existem metodologias de dosagem dessas misturas baseadas em critérios mais racionais, como a relação água/cimento para o concreto. Assim, esta pesquisa tem como objetivo quantificar a influência das variáveis de interesse quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e do tempo de cura sobre a resistência de um solo estabilizado com cal e cinza volante, verificando a adequação do uso da relação vazios/cal na estimativa da resistência à compressão simples destas misturas. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal e cinza volante, do peso específico aparente seco e do tempo de cura provoca o aumento da sua resistência à compressão simples. Sendo que, a resistência à compressão simples cresce linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução da sua porosidade. Assim, verifica-se que, a relação vazios/cal, definida pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, ajustado por um expoente, demonstra ser um parâmetro adequado na estimativa da resistência à compressão simples das misturas estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples do solo estudado em função da porosidade, do teor volumétrico de cal e da quantidade de cinza volante para 28, 60 e 90 dias de cura mostrou-se muito eficiente para relações de dosagem. Contudo, a análise estatística dos dados obtidos em um experimento é de extrema importância. Uma metodologia utilizada para analisar estes dados é a metodologia de Projeto de Experimentos, que é apoiada fortemente em conceitos estatísticos, destinada a otimizar o planejamento, a execução e análise de um experimento. Assim, a análise a ser realizada neste experimento baseia-se em um projeto fatorial completo que investiga todas as combinações de níveis dos fatores controláveis quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e tempo de cura. Os resultados demonstram, a partir da análise da variância, que todos os fatores controláveis escolhidos no experimento são significativos, bem como todas as interações entre eles. A metodologia de Projeto de Experimentos mostrou-se eficiente na determinação de quais fatores intervenientes são importantes para o fenômeno em estudo. / The main material used in the geotechnical engineering, the soil, is complex and highly variable, and does not always meet the needs of the work to be performed. With the constant search for solutions that provide soil improvement, costs reduction and natural resources preservation, the waste recovery has been increasing, such as the use of fly ash in the soils stabilization with lime. However, there are still no dosage methods of these mixtures based on more rational criteria such as the water/cement ratio for the concrete. Thus, this research aims to quantify the influence of variables of interest lime amount, the fly ash quantity, porosity and curing time on the strength of soil stabilized with lime and fly ash, verifying the adaptation of the use of the voids/lime ratio in the estimation of unconfined compression strength of these mixtures. Unconfined compression strength tests and measurement of matric suction were carried out in present work. The results show that increasing lime and/or fly ash amount, dry unit weight and curing time has as consequence the increase of unconfined compression strength. Unconfined compression strength increases linearly with the increase of lime amount and exponentially with the reduction of its porosity. The voids/lime ratio, defined as the ratio of the compacted mixture porosity and the lime volumetric content, adjusted by an exponent, proves to be an appropriate parameter to estimate the unconfined compression strength of the soil-ash-lime studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the soil studied as a function of porosity, lime volumetric content and fly ash quantity for 28, 60 and 90 days of curing was very efficient for dosage relationships. However, the statistical analysis of data from an experiment is utmost importance. A methodology to analyze these data is the methodology of Design of Experiments, which is strongly supported by statistical concepts, designed to optimize the planning, the implementation and analysis of an experiment. The analysis to be performed in this experiment is based on a complete factorial design to investigate all combinations of levels of controllable factors lime amount, fly ash quantity, porosity, and time curing. The results show, from the analysis of variance, that all controllable factors chosen in the experiment and all interactions between them are significant. The methodology of Design of Experiments was efficient in determining which involved factors are important for the phenomenon under study.

Orientador: Hildete Prisco Pinheiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:40:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Taglianetti_TatianaBurattoBordin_M.pdf: 5877530 bytes, checksum: 8766580b60704d96ff1ae1a0288803fb (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, o principal interesse é estudar as medidas de distância genética para loci de microsatélites baseadas nos desvios absolutos e quadráticos sob o modelo de mutação ¿stepwise¿. Os estudos em microsatélites têm sido cada vez mais freqüentes devido a sua importância na aplicação em mapeamento genético. Desta forma, surgeriu-se um modelo para explicar a mutação nas seqüências de repetições nos loci de microsatélites, que é conhecido por modelo de mutação ¿stepwise¿. Nesse modelo supõe-se que a cada geração,cada alelo pode sofrer mutação para outra classe alélica. Na sua forma mais simples,que é o modelo mutacional de um passo o alelo pode sofrer mutação, aumentando ou diminuindo em um estado com probabilidade B. Vamos assumir o modelo de mutação¿stepwise¿ de um passo para desenvolver as medidas de distância baseadas nos desvios absolutos e quadráticos. Propõe-se dois testes de homogeneidade, um baseado na medida de distância dos desvios quadráticos e outro na dos devios absolutos. Suas distribuições assintóticas são estudadas utilizando-se a teoria de Estatística U. Para verificar os resultados analíticos com respeito a distribuição assintótica, um modelo de simulação foi aplicado baseado no modelo de mutação ¿stepwise¿ de um passo e na teoria de coalescência. Os testes de homogeneidade são aplicados a dados reais com o interesse de verificar se existe ou não diferença na variação do número de repetições para os grupos definidos pela etnia e o índice de alcolismo (ALDX1) em um determinado locus / Abstract: In this work, the main interest is to study the measures of genetic distance for microsatelliteloci based on the absolute and the quadratic diferences under the it stepwise mutation model. The study in microsatellite has become the mainstay due to its importance to developgenetic map. Therefore, one suggests a model to explain the mutation that occurs inthe repeated sequence (microsatellite loci), called ¿stepwise¿ mutation model. The modelassumes that in each generation, each allele can mutate to another allelic class. In thesimplest case, which we call the ¿one-step model¿, ones assumes that the allele can increaseor decrease by one unit with probability B. We assume the one-step model to develop themeasures of genetic distance based on absolute and quadratic differences. We suggest two types of homogeneity tests, one based in the measure of quadraticdistance and the other based in the absolute distance. Its asymptotic distributions aregoing to be study using U-statistics theory. In order to certify the analytical results about the asymptotic distribution, a simulation study based on one-step mutation model and coalescence theory was employed. An application using real microsatellite data was performed in order to verify if there are differences in the distribution in the repeat sequence among groups de_ned by ethnicity and alcoholism index (ALDX1) in a determined locus using the homogeneity tests / Mestrado / Bioestatistica / Mestre em Estatística

Métodos não-paramétricos têm aplicação ampla na análise de dados, tendo em vista que não são limitados pela necessidade de imposição de distribuições populacionais específicas. O caráter multivariado de dados provenientes de estudos nas ciências do comportamento, ecológicos, experimentos agrícolas e muitos outros tipos, e o crescimento contínuo da tecnologia computacional, têm levado a um crescente interesse no uso de métodos multivariados não-paramétricos. A aplicação da análise de variância multivariada não-paramétrica é pouco inacessível ao pesquisador, exceto através de métodos aproximados baseados nos valores assintóticos da estatística de teste. Portanto, este trabalho tem por objetivo apresentar uma rotina na linguagem C que realiza testes baseados numa extensão multivariada do teste univariado de Kruskal- Wallis, usando a técnica das permutações. Para pequenas amostras, todas as configurações de tratamentos são obtidas para o cálculo do valor-p. Para grandes amostras, um número fixo de configurações aleatórias é usado, obtendo assim valores de significância aproximados. Além disso, um teste alternativo é apresentado com o uso de componentes principais baseados nas matrizes de postos. / Nonparametric methods have especially broad applications in the analysis of data since they are not bound by restrictions on the population distribution. The multivariate character of behavioural, ecological, agricultural and many other types of data and the continued improvement in computer technology have led to a sharp interest in the use of nonparametric multivariate methods in data analysis. The application of nonparametric multivariate analysis is inaccessible to applied research, except by approximation methods based on asymptotic values of the test statistic. Thus, this work aims to presenting a routine in the C language that runs multivariate tests based on a multivariate extension of the univariate Kruskal-Wallis test, using permutation technique. For small samples, all possible treatment configurations are used in order to obtain the p-value. For large samples, a fixed number of random configurations are used, obtaining an approximated significance values. In addition, another alternative test is presented using principal components based on rank matrices.

Orientadores: Maria Aparecida A. Pereira da Silva, Ademir Jose Petenate / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MontesVillanueva_NildaDoris_D.pdf: 7571939 bytes, checksum: 5b97da35754c8719f94ee3b21e0cf955 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Em testes sensoriais, a análise dos dados geralmente é realizada através de algum modelo ANOVA. Estes modelos pressupõem que as respostas experimentais sejam: i) independentes, ii) normalmente distribuídas, m) homoscedásticas (variâncias iguais) e, iv) provenientes de uma mesma escala de medida (aditividade). Os principais problemas na análise de dados sensoriais através de modelos ANOV A referem-se aos dois últimos pressupostos. A homogeneidade das variâncias não pode ser assegurada devido à existência de pelo menos duas fontes potenciais de variabilidade dos dados, quais sejam: provadores e tratamentos. Por outro lado, a aditividade pode ser violada quando um provador utiliza faixas consistentemente mais (ou menos) amplas da escala para expressar a sua impressão sobre o produto. A maneira pessoal com que cada provador utiliza a escala para avaliar os produtos, chama-se de variação da expansibilidade entre provadores. Tanto a falta de homogeneidade das variâncias como a não aditividade do modelo, acarretam conseqüências sérias na obtenção do verdadeiro nível de significância para o efeito dos tratamentos, podendo afetar adversamente as comparações entre as médias dos tratamentos e comprometer seriamente tanto a interpretação dos resultados fornecidos pelo experimento como a validade do modelo ANOVA. Em testes com consumidores, escalas tradicionais como a escala hedônica de 9 pontos freqüentemente apresentam a seguinte problemática: i) geram dados que freqüentemente não satisfazem os pressupostos estatísticos de normalidade, aditividade e homoscedasticidade exigidos nos modelos ANOVA, ii) oferecem pouca liberdade aos consumidores para expressarem. suas percepções sensoriais, devido ao limitado número de categorias, m) induzem efeitos numéricos e contextuais no julgamento dos provadores e, iv) os valores numéricos associados às suas categorias, embora numericamente possuam intervalos iguais, não refletem iguais diferenças em percepção. Das metodologias utilizadas em testes sensoriais com consumidores, a escala hedônica de 9 pontos, é sem dúvida, a mais utilizada. Porém, em função da problemática anteriormente mencionada, surge a necessidade de serem pesquisadas escalas alternativas que possuam um melhor desempenho que a escala hedônica tradicional, tanto quando os dados são analisados através de modelos ANOVA como quando os mesmos são analisados através de métodos multivariados como Mapa Interno de Preferência - MDPREF. De um modo geral, o objetivo do presente trabalho foi pesquisar o desempenho de duas escalas alternativas em estudos com consumidores, quais sejam: escala autoajustável e escala hedônica híbrida, comparando-as com métodos afetivos tradicionais como a escala de ordenação e escala hedônica de 9 pontos. Para isso, três experimentos foram realizados conforme descrito a seguir: o primeiro experimento foi realizado com o objetivo de se avaliar em condições reais de teste de consumidor, o desempenho da escala autoajustável em relação à escala hedônica de 9 pontos e escala de ordenação, utilizando-se os seguintes critérios: i) diferenças em expansibilidade entre provadores, ii) poder discriminativo e, iii) adequação dos dados coletados por cada escala aos pressupostos do modelo ANOVA. Três marcas comerciais de confeitos foram avaliadas por 288 consumidores. Os resultados obtidos através das escalas hedônica de 9 pontos e autoajustável foram analisados através de ANOVA e os resultados da escala de ordenação, através do teste de Friedman. Os valores de pFamostra. pFprovador e QMresíduo fornecidos pela ANOVA de cada escala, foram respectivamente utilizados para avaliar o poder discriminativo, a expansibilidade dos provadores e a variabilidade residual dos dados. Teste de Tukey foi também aplicado para análise do poder discriminativo de cada escala. A normalidade dos dados foi verificada através do cálculo dos Coeficientes de assimetria e curtose, gráfico de probabilidade normal e teste de Kolmogorov-Smirnov. A homoscedasticidade, foi avaliada através de gráficos de dispersão e teste de Levene. Os resultados mostraram que a escala autoajustável foi efetiva para tratar o problema da expansibilidade entre provadores e da desigualdade das variâncias, porém, os resíduos mostraram moderados desvios da normalidade. A escala hedônica de 9 pontos apresentou problemas de heteroscedasticidade. As escalas autoajustável e de ordenação apresentaram o menor e o maior poder discriminativo respectivamente. Apesar dos problemas detectados, as três escalas apresentaram as mesmas tendências de preferência dos produtos avaliados. O segundo experimento foi realizado com o objetivo de se avaliar o desempenho da escala hedônica híbrida em estudos com consumidores, comparando-a à escala hedônica de 9 pontos, escala autoajustável, e escala de ordenação; através dos seguintes critérios: i) variabilidade das respostas sensoriais, ii) poder discriminativo, iii) adequação dos dados às suposições dos modelos ANOVA e, iv) facilidade de uso pelos consumidores. Cinco marcas de suco de laranja foram avaliadas por 80 consumidores, divididos em quatro grupos de 20 indivíduos cada. Todos os indivíduos avaliaram todas as amostras através de todas as escalas em 4 diferentes sessões de degustação. Um delineamento em quadrado latino 4x4, foi utilizado para controlar o efeito de ordem de apresentação das escalas e avaliar sem vícios a facilidade de uso das mesmas. Para cada escala, a ordem de apresentação das amostras e efeitos residuais ("carry-over") foram balanceados. Os resultados obtidos através das escalas hedônica tradicional, híbrida e autoajustável foram avaliados através de ANOVA. A normalidade dos dados foi verificada através do teste de Shapiro-Wilks, a homoscedasticidade através do teste de Brown-Forsythe e a aditividade, através do teste de Tukey para um grau de liberdade. Os valores de pFamostra, pFprovador e QMresíduo fornecidos pela ANOVA de cada escala, foram respectivamente utilizados para avaliar o poder discriminativo, a expansibilidade dos provadores e a variabilidade residual dos dados. O teste de REGWQ foi também aplicado para análise do poder discriminativo de cada escala. Os resultados obtidos através da escala de ordenação foram avaliados pelo teste de Friedman e, a facilidade de uso das escalas por testes de Cochran-Mantel-Haenszel. Os resultados sugeriram uma superioridade da escala hedônica híbrida sobre as escalas hedônica estruturada e a utoaj ustável , tanto em função do poder discriminativo como da adequação dos dados às suposições de normalidade e homoscedasticidade. A despeito dos dados da escala autoajustável terem apresentado maior variabilidade e sérios desvios da normalidade dos resíduos, o poder discriminativo desta escala foi ligeiramente superior ao da escala hedônica estruturada. A escala de ordenação apresentou o menor poder discriminativo em relação às demais. As escalas hedônicas estruturada e híbrida foram consideradas significativamente (p:S;0,01) mais fáceis de serem utilizadas que a autoajustável, não havendo diferença (p:s;O,OS) entre as duas primeiras. Finalmente, o objetivo do terceiro experimento foi avaliar o desempenho das escalas hedônica estruturada, hedônica híbrida e autoajustável na construção de Mapas Internos de Preferência - MDPREF. Nesta pesquisa, a aceitação global de 8 marcas comerciais de vinho tinto, a maioria deles varietal Cabernet Sauvignon, foi avaliada por 112 consumidores. Foram utilizados delineamentos experimentais balanceados para ordem de apresentação das escalas, ordem de apresentação das amostras e efeitos residuais. Os dados foram analisados através de ANOV A e MDPREF. O critério de avaliação do desempenho da cada escala baseou-se no número de consumidores significativamente ajustados (ps O,OS) e no grau de segmentação dos produtos e dos consumidores produzidos pelo MDPREF. Os resultados sugeriram uma superioridade da escala híbrida sobre a escala hedônica tradicional e autoajustável. O MDPREF gerado pelos dados da escala híbrida produziu um maior número de dimensões significativas de preferência (pS O,OS), trazendo como decorrência, uma porcentagem de 79,S% consumidores significativamente ajustados (pS O,OS), enquanto a escala autoajustável ajustou S4,S% dos consumidores e a escala hedônica S1,8%. Em geral a escala hedônica de 9 pontos apresentou um desempenho inferior ao das demais escalas. Os resultados do presente estudo sugerem fortemente que a escala hedônica híbrida é uma ferramenta válida e eficiente que pode ser utilizada na coleta de dados associados a estudos com consumidores, tanto quando eles forem analisados através de modelos normais para análise da variância como através da metodologia de Mapa Interno de Preferência / Abstract: In sensory tests, the basie statistieal toei for analyzing data is almost invariably some sort of analysis of variance models. These models presuppose that the experimental responses are: i) independent, ii) normally distributed, iii) homoscedastie (have equal varianees) and, iv) seores are on the same scale of measurement (additivity). The main problems arising from the analysis of sensory data using ANOVA models are related to the last two assumptions. Homogeneity of error variance is not assured, espeeially as there are at least two potential sources of heterogeneity: treatments and assessors. On the other hand, the additivity could be violated if one assessor used a eonsistently larger (or smaller) portion of the scale range, scoring more (or less) expansively than other assessors to express his opinion of the produet. The individual way in whieh eaeh panelist uses the scale to evaluate the produets is known as the differential expansiveness of seoring between assessors. 80th the laek of homogeneity of the variances and the non-additivity of the model, result in serious consequenees in obtaining a true levei of significance for the effect of the treatments and may adversely affeet the eomparison of treatment means. The non-additivity can seriously affeet and possible invalidate the analysis of variance and the interpretation of the results that it provides. In consumer tests, traditional scales sueh as the nine-point hedonie scale frequently present the following problems: i) they do not satisfy the statistical assumptions of independenee, normalityand homoscedastieity required by ANOVA models; ii) they give little freedom to the individuais to express their perceptions, due to the limited number of categories; iii) they induce numerical and contextual effects in the judgments by the panelists and, iv) the difference between numerical values associated with the categories do not reflect equivalent differenees in perception. Of the methodologies used in sensory tests with consumers, the 9-point hedonie scale is undoubtedly the most widely used. However, considering the previously mentioned problem, there is a need to investigate alternative scales providing better performanee than the traditional hedonie scale, both when the data are analyzed by ANOVA models and multivariate methods such as the Internal Preference Map - MDPREF. In general the objective of this research was to investigate the performance of two alternative scales in consumer studies, these being the self-adjusting scale and the hybrid hedonic scale, comparing them with traditional affective methods such as the ranking scale and the 9-point hedonic scale. With this objective three experiments were carried out as follows: The first experiment was carried out with the objective of evaluating the performance of the self-adjusting scale as compared to the 9-point hedonic scale and ranking scale under real consumer test conditions, using the following criteria: i) differential expansiveness between assessors, ii) discriminating power and, iii) compliance of the data collected by each scale with the ANOVA assumptions. Three commercial brands of candy were evaluated by 288 consumers. The results obtained from the 9-point hedonic and self-adjusting scales were analyzed by ANOVA and those of the ranking test by Friedman's test. The values for pFsample, pFassessor and QMerror provided by ANOV A for each scale, were used respectively to evaluate the discriminating power, the expansiveness of scoring between assessors and the data variability. Tukey's test was also applied to analyze the discriminating power of each scale. Normal probability plots, Kolmogorov-Smirnov test and coefficients of skewness and kurtosis checked data normality. Homoscedasticity was evaluated by scatter plots and the Levene test. The results showed that the self-adjusting scale was effective to deal with differential assessor expansiveness and produced homogeneous variances, however the residuais showed moderate deviations from normality. The 9-point hedonic scale showed problems with heteroscedasticity. Rank and the self-adjusting scales showed the highest and the lowest discriminating powers, respectively. Despite the problems detected, the three scales presented the same tendencies for preference amongst the products tested. The second experiment was carried out with the objective of evaluating the performance of the hybrid hedonic scale in consumer studies, comparing it with the 9point hedonic, the self-adjusting and the ranking scales, using the following criteria: i) variability of sensory response, ii) discriminative power, iii) data adequacy to the assumptions of ANOVA models and, iv) ease of use. Eighty consumers, divided into four groups of 20 individuais each, evaluated tive brands of orange juice. Ali the individuais evaluated ali the samples using ali the scales, in 4 distinct tasting sessions. A 4 x 4 Latin square design was used to control the effect of the order of presentation of the scales and evaluate their ease of use without biases. For each scale the presentation order and carry-over were balanced. The results obtained using the traditional hedonic, hybrid hedonic and self-adjusting scales were evaluated using ANOVA. Data normality was evaluated using the Shapiro-Wilks test, homoscedasticity by the Brown-Forsythe's test and the Tukey's one degree of freedom test for non-additivity. The values for pFsample, pFassessor and QMerror, provided by ANOVA for each scale, were used respectively to evaluate discriminating power, expansiveness between assessors and data variability. The REGWF test was also applied to analyze the discriminative power of each scale. The results obtained from the ranking test were evaluated by Friedman's test and the ease of use of the scales by the Cochran-Mantel-Haenszel tests. The results indicated the superiority of the hybrid hedonic scale as compared to the structured hedonic and self-adjusting scales, both with respect to discriminative power and to data adequacy to the assumptions of normality and homoscedasticity. The self-adjusting scale presented a slightly greater discriminative power than the structured hedonic scale, despite the former having presented data with a greater variability and lack of normality of the residuais. Of ali the methods, the ranking test presented the least discriminative power. The structured and hybrid hedonic scales were considered to be signiticantly (psO.01) easier to use than the self-adjusting scale, there being no difference (pSO.O5) between these first two scales. Finally, the objective of the third experiment was to evaluate the performance of the nine-point hedonic, hybrid hedonic and self-adjusting scales in the segmentation of samples and consumers using Internal Preference Mapping methodology. One hundred and twelve consumers evaluated the overall acceptability of 8 commercial brands of red wine, the majority being Cabernet Sauvignon. The effects of presentation order -scales and samples- and carry over effects were balanced. The data were analyzed by ANOVA and MDPREF. Scale performance was evaluated using as criteria: number of significant dimensions in the MDREF (psO.O5), number of consumers significantly adjusted (psO.O5) and the degree of segmentation of the products and consumers. The results suggested a superiority of the hybrid scale over the traditional hedonic and self-adjusting scales. The MDPREF generated by the hybrid scale data produced the greatest number of significant dimensions (p=5%), yielding 79.5% of the consumers significantly adjusted (p=5%), while the MDPREF generated by the self-adjusting scale adjusted 54.5% of the consumers and that of the hedonic scale, 51.8%. Overall, the 9-point hedonic scale showed the worst performance in relation to the other scales examined. The results of this study strongly suggest that the hybrid hedonic scale is a valid and efficient tool for use in data collection associated with consumer studies, both when analyzed by normal models for the analysis of variance and by Internal Preference Mapping methodology / Doutorado / Doutor em Alimentos e Nutrição

Le contrôle et à la maîtrise de l’état des surfaces est un besoin majeur pour les industriels. De nombreuses études sur les interactions entre la morphologie de surface et les mécanismes physiques, chimiques ou mécaniques, ont été réalisées. Cependant une caractérisation plus précise en fonction des domaines et des besoins est nécessaire. Elle consiste à chercher les paramètres de rugosité les plus pertinents qui relient la topographie d’une surface aux phénomènes physiques qu’elle subit ou aux propriétés du matériau dont elle composé.Dans ce travail, un logiciel pour caractériser l’état de surface a été développé. Cet outil nommé « MesRug » permet de calculer des paramètres de rugosité et d’extraire les plus pertinents ainsi que de définir l’échelle la plus adéquate pour une application donnée. La recherche des paramètres les plus pertinent se fait par une approche statistique (l'analyse de la variance ‘ANOVA’ combinée avec la théorie du Bootstrap).Une caractérisation a été effectuée en utilisant des données de mesures (2D) sur des surfaces abrasives. L’influence de la forme des ondelettes discrètes et continues sur la détection de l’échelle pertinente du mécanisme d’abrasion a été testée. On déduit que la décomposition en ondelettes permet de quantifier et de localiser les échelles de l'abrasion des processus d'usinage pour tous les paramètres du processus. Cependant, la pertinence de caractériser les échelles appropriées d'abrasion ne dépend pas de la forme de l'ondelette.Dans ce travail, un nouveau paramètre de rugosité 3D est proposé pour quantifier la régularité d'une surface indépendamment de l'amplitude et des unités de longueur de balayage. L'efficacité de ce paramètre est testée sur des surfaces périodiques bruitées avec différents degrés d'anisotropie. La valeur de ce paramètre est comprise entre zéro (bruit parfait) et 100% (surface sinusoïdale parfaite). Il nous a permis de détecter les directions d'anisotropie de régularité pour une surface donnée. / Monitoring and control of the state of the surfaces is a major need for industry. Numerous studies on the interactions between the surface morphology and the physical, chemical or mechanical mechanisms have been conducted. However, a more precise characterization related to industrial domains and needs is necessary. It consists in finding the most relevant roughness parameters that connect the topography of a surface with the physical phenomena which it undergoes or in the properties of the material of which it consisted.In this work, a software designed to characterize the surface condition was developed. This tool named "MesRug" allows to calculate roughness parameters then extract the most relevant ones and to define the most appropriate scale for a given application. The search for the most relevant parameters is done by a statistical approach (analysis of variance ANOVA combined with the theory of Bootstrap).A characterization was performed using (2D) data of measurement on abrasive surfaces. The influence of the form of discrete and continuous wavelet on the detection on the relevant scale mechanism of the abrasion was tested. We conclude that the wavelet decomposition allows to quantify and localize the scales of abrasion of the machining process for all process parameters. However, the relevance of appropriate scales to characterize abrasion does not depend on the shape of the wavelet.In this work, a new 3D roughness parameter is proposed to quantify the smoothness of a surface, independently of the amplitude and the scanning length units of the surface. The efficiency of this parameter is tested on noisy periodic surfaces with varying degrees of anisotropy. The value of this parameter is between zero (perfect sound) and 100 % (sine perfect surface). It enables us to identify the anisotropy directions of regularity for a given surface.