Manual BioEstat

Manual BioEstat

(Parte 1 de 9)

Desenvolvimento estatístico:

Manuel Ayres Professor Emérito da Universidade Federal do Pará

Manuel Ayres Jr. Ph.D., Universidade de Maryland

Desenvolvimento do software

Daniel Lima Ayres Engenheiro de Computação Universidade de Illinois

Alex de Assis Santos dos Santos Tecnólogo em Processamento de Dados

Instituto Bioestatístico de Ciência e Tecnologia

BELÉM – PARÁ – BRASIL ANO 2007

Manuel Ayres, Manuel Ayres Júnior, Daniel Lima Ayres, Alex de

Assis Santos dos Santos e Lucas Lima Ayres dedicam esta versão – 5.0 – do BioEstat a IZA DO AMARAL CORRÊA AYRES, com um abraço carinhoso, repassado com admiração e apreço.

Ao longo de mais de dez (10) anos ininterruptos, você IZA tem nos proporcionado apoio incondicional na elaboração de nosso trabalho científico, participando direta e indiretamente com sugestões, na escolha de textos e imagens que enriquecem nosso livro, e no apoio material e espiritual desmedido para o aperfeiçoamento de uma ferramenta imprescindível para todos aqueles que desenvolvem pesquisa em nosso País. Sua bondade e humanidade nos tem sido preciosos e você tem sido a grande responsável por nossa alegria e energia nesse labor, não havendo qualquer exagero nessa afirmação. A unanimidade dentre aqueles que tem sorte de conhecê-la de perto não deixa margem a equívocos quanto ao estofo de que é feita a sua personalidade, sendo uma criatura singular – difícil de encontrar nesse mundo conturbado em que vivemos. Você é a Mãe admirável, a Mulher incomparável e a amiga mais carinhosa que poderíamos desejar.

Um muito obrigado de todos os seus fiéis admiradores:

Manuel Ayres Manuel Ayres Júnior Daniel Lima Ayres Alex Santos dos Santos Lucas Lima Ayres

Prefácio da 5a Edição

O universo encontra-se em constante evolução. A idéia de que o mundo seria imutável, com toda a sua monotonia, foi alterada por outra, de uma dinâmica incessante. Da mesma maneira, a família Ayres e seu fiel companheiro Alex Santos dos Santos também não param. Estamos agora diante da quinta versão de um manual que já provou sua imensa utilidade junto à comunidade científica brasileira. Tendo como origem texto publicado há 20 anos atrás, as diferentes versões do BioEstat estão sempre procurando manter-se alertas às necessidades desta comunidade, em uma área que tradicionalmente é considerada difícil por alunos e profissionais da biologia e biomedicina.

Esta natural (será mesmo natural?) aversão de biólogos e biomédicos à matemática e à estatística está sendo vencida, e boa parte do progresso alcançado vincula-se à revolução causada pela eletrônica. Com a internet houve uma considerável democratização do saber. Informações que antes levavam meses para transitar entre o Primeiro e o Terceiro Mundos atualmente podem ser obtidas de maneira quase instantânea. Da mesma forma, os pacotes estatísticos tornaram imensamente mais fácil a tarefa dos neófitos, como pode ser perfeitamente testemunhado por todos os usuários das versões anteriores do BioEstat.

O que pode ser encontrado nas mesmas, bem como na versão atual? Bem, ali (e aqui) estão matérias presentes também em qualquer tratado de bioestatística, como probabilidades; amostragem; construção de gráficos e tabelas; fórmulas mais empregadas; estimação de parâmetros clássicos; correlação e regressão; e análise de variância. Mas também há tópicos mais especializados e de grande valor, como análise de sobrevivência; “bootstrap”; ou meta-análises diversas.

O que há de novo? O teste de Mantel; acréscimo aos testes de risco relativo; índices de diversidade; e diversos outros aplicativos que complementam de maneira importante aspectos de processos considerados anteriormente.

Qual seria a mensagem final desta breve introdução? A de que devemos agradecer que cérebros como os dos autores deste livro estejam se dedicando à difícil tarefa de colocar à disposição de seus colegas ou de qualquer outro interessado as ferramentas básicas necessárias à utilização de conceitos e interpretação de processos científicos. Em uma época em que lado a lado com os fantásticos progressos da ciência pululam por todo o mundo movimentos anticiência é salutar encontrar obras como esta: uma aragem revigorante que parte do ambiente quase sempre escaldante da nossa Amazônia!

Francisco M. Salzano

Professor Emérito Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Prefácio da 1a e 2a Edições

“O alívio da pobreza na Amazônia só pode ser feito se diminuirmos a migração da zona rural para as grandes cidades. Para mantermos a população humana na zona rural, além de darmos infra-estrutura escolar, sanitária e médica, precisamos manejar os recursos naturais de forma sustentável com base científica sólida e assim manter a estrutura dos ecossistemas através da conservação dos processos ecológicos e evolutivos”.

José Márcio Ayres

O pacote estatístico BioEstat, aqui apresentado, tem como objetivo propiciar aos acadêmicos de diversas áreas do conhecimento um instrumento de grande praticidade e de fácil manuseio na avaliação de informações originadas através de pesquisa, sendo composto por este manual e de um aplicativo. Este estudo representa na verdade uma evolução bastante significativa dos mesmos autores de Aplicações Estatísticas em Basic, publicado em 1987 pela editora McGraw-Hill e, através de observações ao longo dos anos, oriundas do curso de Bioestatística fornecido pelo autor principal na Universidade Federal do Pará.

Este trabalho foi realizado por três gerações dos Ayres: a primeira está representada por Manuel Ayres, professor de Estatística da Universidade Federal do Pará; a segunda, por Manuel Ayres Jr., PhD em engenharia civil pela Universidade de Maryland (EUA); e a terceira, pelo estudante do segundo grau, Daniel Lima Ayres, com 15 anos de idade, que desenvolveu o aplicativo, juntamente com Alex de Assis Santos dos Santos, em Visual Basic, e a diagramação deste manual.

BioEstat é dirigido especialmente aos estudantes de graduação e pósgraduação das áreas médica e biológica que possuam noções básicas de estatística. O pacote é bastante facilitado pelo emprego do aplicativo e deste manual, onde a escolha do teste adequado poderá ser feita de maneira prática de acordo com a natureza dos dados, número de amostras e tipo de experimento. Ainda, para facilitar seu uso, cada teste tem seu respectivo exemplo que auxilia o emprego deste pacote estatístico. Os exemplos aqui fornecidos podem ter sido originados de situações práticas reais ou puramente hipotéticas.

Embora os testes estatísticos aqui apresentados sejam empregados nas mais diversas áreas da ciência, a escolha foi baseada na demanda levantada ao longo dos últimos anos por estudantes das áreas médicas e de diversos segmentos da área biológica. Poderão ser observadas pequenas divergências de resultados quando comparados a outros pacotes desse gênero. Essas diferenças, porventura detectadas, podem estar relacionadas ao emprego de distintos algoritmos.

Sugestões para melhoria do pacote e possíveis erros encontrados durante o seu uso serão bem recebidos pelos autores. Essas modificações também poderão ser inseridas em futuras versões.

J. Márcio C. Ayres

MPEG/CNPq

Wildlife Conservation Society – NY Belém, Pará, Maio de 1998.

In memorian: o Autor desta Apresentação faleceu em 7 de março de 2003 e, se vive fosse, o segundo parágrafo desta Apresentação teria certamente o seguinte teor:

Este trabalho foi realizado por três gerações dos Ayres: a primeira está representada por Manuel Ayres, ex-professor de Estatística da Universidade Federal do Pará; a segunda, por Manuel Ayres Jr., PhD em engenharia civil pela Universidade de Maryland (EUA); e a terceira, por Daniel Lima Ayres, engenheiro de computação pela Universidade de Illinois (EUA), que desenvolveu o aplicativo, juntamente com Alex de Assis Santos dos Santos, e a diagramação deste manual, e, mais recentemente, Lucas Lima Ayres, estudante de medicina veterinária da Universidade Federal de Minas Gerais, o qual contribuiu no desenvolvimento do Capítulo 18 sobre Estatísticas Circulares.

Prefácio da 3a Edição

A conservação da biodiversidade é componente essencial para qualquer política de desenvolvimento sustentável. A falta de uma política consistente para este fim poderá levar a contínua eliminação de diferentes formas de vida, perda de recursos genéticos e a modificação de processos ecológicos e evolutivos que são essenciais para a própria sobrevivência da nossa própria espécie. Como demonstrado por inúmeros estudos, a perda da diversidade biológica terá custos enormes para toda a humanidade, tanto se utilizarmos os indicadores econômicos tradicionais, como se considerarmos também os valores sociais, estéticos e espirituais que fazem parte da nossa cultura.

A Conservation International acredita que conservação da biodiversidade deve ser baseada em ciência de boa qualidade. Por isso, estamos estabelecendo, através dos nossos Centros de Conservação da Biodiversidade, parcerias diversas para o desenvolvimento de pesquisas e capacitação em todas as áreas do conhecimento relevantes para a ação de conservação. Independente da área, o conhecimento da estatística é fundamental.

Uma necessidade comum no Brasil, tanto para os cientistas mais novos como para os que já possuem anos de experiência, é a existência de programas de computador que sejam efetivos para as análises estatísticas. É nesse contexto, que temos a honra de apoiar a publicação da terceira edição do livro BIOESTAT, escrito com toda a competência por Manuel Ayres, Manuel Ayres Júnior, Daniel Lima Ayres e Alex Santos dos Santos. Há poucos cientistas no Brasil que não conhecem as versões anteriores e certamente são milhares os estudantes de graduação e pós-graduação no país que iniciaram ou aprofundaram seus estudos de estatística utilizando este livro. O sucesso das duas versões anteriores foi tão grande, que os autores tiveram que trabalhar bastante para atender a uma demanda enorme para a atualização e publicação periódica de um livro tão importante para todos.

Em nome de todos os que se dedicam ao estudo e a conservação da biodiversidade brasileira e mundial, desejamos agradecer o extraordinário esforço dos autores para produzir uma obra tão importante para todos, assim como reconhecer a importância do trabalho realizado por nosso grande amigo José Márcio Ayres, cujo trabalho fenomenal para demonstrar de forma inequívoca a indissociabilidade entre ciência e conservação.

PresidenteVice-Presidente Executivo

Russel A. Mittermeier Gustavo A. B. da Fonseca Conservation International Conservation International

Prefácio da 4a Edição

A Estatística tem tido grande importância ao longo de sua história, que começa Antes de Cristo, com os registros egípcios “de presos de guerra”, a partir da organização de bancos de dados que possibilitaram o estabelecimento de uma relação-verdade entre o passado, o presente e o futuro.

O BioEstat trilha a égide que fortalece o conhecimento da Estatística como ciência, desvendando modelos matemáticos e procedimentos de análises e, assim, possibilitando maior facilidade na interpretação dos fenômenos que se manifestam espontaneamente ou são induzidos à natureza dos seres vivos, sobretudo pelo próprio Homem.

A evolução deste trabalho didático deve-se, entre outros fatores, às fases evolutivas dos conhecimentos estatísticos. A princípio houve a preocupação de introduzir aqueles aplicativos de uso mais geral, e assim o BioEstat 1.0 se apresentou como ferramenta destinada a oferecer aspectos voltados sobretudo para estudantes de graduação e pós-graduação das áreas médicas e biológicas. Na segunda etapa, o BioEstat 2.0 não perde seu foco inicial, mas evolui com a inclusão de novos modelos de análises e ultrapassa as fronteiras brasileiras e alcança o público técnico-científico da língua espanhola.

Na fase seguinte, com a adição de novos aplicativos, a sugestão da escolha dos testes estatísticos e o cálculo do tamanho das amostras, o BioEstat 3.0 solidifica-se como ferramenta didática quase obrigatória devida, sobretudo, à facilidade de sua aplicação e interpretação dos fenômenos biológicos, sejam de ordem observacional, quer de natureza experimental. Tem assim início, e de forma definitiva, a empatia entre usuários e autores, cada um interpretando as necessidades de desenvolvimento do outro.

Por fim, ocorre a interdependência de diversas áreas do conhecimento das ciências biomédicas com a Biometria – o BioEstat 4.0 chega com nova roupagem, com mais 15 aplicativos, sem se despir de sua trajetória histórica, mas atendendo as exigências dos usuários, ávidos por ampliar seus conhecimentos e se coloca, com seus 184 testes, como alternativa didática para outras áreas das ciências, com sugestões dos próprios usuários.

Esta edição do BioEstat 4.0 consolida a relação de dependência com o seu público fiel, onde as trocas se igualam à vontade de evoluir, com ganhos de conhecimentos e confiabilidade, diante da necessidade de aprender a ensinar ensinando. Desperta interesse maior e permite a sua inserção, como instrumento de consultas, por estudiosos de outras áreas de conhecimento técnico-científico, que se auxiliam do BioEstat nas avaliações de seus estudos experimentais e observacionais.

Do mesmo modo como a Estatística surgiu e ganhou reconhecimento, o projeto

BioEstat vem evoluindo a cada lançamento. Esta evolução só se tornou possível pelo forte empenho e competência de seus autores, os quais tem se dedicado ao longo de 20 anos no aperfeiçoamento e na produção desta obra.

Ana Rita Pereira Alves Diretora

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