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Análise Exploratória de Dados (EDA)

Objetivos da Análise

A Análise Exploratória de Dados (EDA) tem como objetivo compreender a estrutura do dataset, identificar padrões, detectar anomalias e formular hipóteses sobre os fatores que influenciam a eficiência do sono.

Estatísticas Descritivas

Variáveis Quantitativas

As principais métricas estatísticas das variáveis numéricas revelam:

  • Idade: Distribuição ampla, média de 40 anos
  • Duração do Sono: Média de 7 horas, com variação de 5 a 9 horas
  • Eficiência do Sono: Distribuição concentrada entre 0.7 e 0.9
  • Despertares: Média de aproximadamente 1-2 por noite
  • Consumo de Cafeína: Variação significativa entre participantes
  • Consumo de Álcool: Maioria com consumo baixo ou nulo

Variáveis Qualitativas

Distribuição por Gênero: - Leve predominância do gênero masculino - Distribuição relativamente equilibrada

Status de Fumante: - Maioria não fumante - Pequena proporção de fumantes ativos

Frequência de Exercícios: - Distribuição bimodal: picos em 0 dias/semana e 3 dias/semana - Variação ampla entre participantes

Análise Bivariada

Foram testadas 12 hipóteses para investigar relações entre a eficiência do sono e diversos fatores.

Hipóteses sobre Eficiência do Sono

Hipótese 1: Eficiência do Sono vs. Idade

Correlação de Pearson: Fraca correlação negativa

Interpretação: A idade tem impacto limitado na eficiência do sono. Embora haja uma leve tendência de redução com o aumento da idade, outros fatores são mais determinantes.

Hipótese 2: Eficiência do Sono vs. Status de Fumante

Resultado: - Não fumantes: Eficiência ligeiramente superior - Fumantes: Eficiência ligeiramente inferior

Interpretação: O tabagismo mostra algum impacto negativo, mas não é o fator mais determinante.

Hipótese 3: Eficiência do Sono vs. Frequência de Exercícios

Resultado: Relação positiva clara

Correlação: +0.26 (positiva moderada)

Interpretação: A prática regular de exercícios físicos está associada a melhor eficiência do sono. Este é um dos fatores positivos mais importantes identificados.

Qualidade do Sono e Exercícios Físicos

Hipótese 4: Sono Leve vs. Frequência de Exercícios

Resultado: Pessoas que se exercitam regularmente tendem a ter menor percentual de sono leve.

Hipótese 5: Sono REM vs. Frequência de Exercícios

Resultado: Exercícios regulares estão associados a maiores percentuais de sono REM.

Hipótese 6: Sono Profundo vs. Frequência de Exercícios

Resultado: Exercícios físicos favorecem o aumento do sono profundo, essencial para recuperação física.

Conclusão - Exercícios

A prática regular de exercícios físicos melhora não apenas a eficiência total do sono, mas também favorece estágios mais reparadores (REM e profundo) em detrimento do sono leve.

Qualidade do Sono e Consumo de Álcool

Hipótese 7: Sono Leve vs. Consumo de Álcool

Resultado: Maior consumo de álcool está associado a maior percentual de sono leve.

Hipótese 8: Sono REM vs. Consumo de Álcool

Resultado: O álcool reduz significativamente o sono REM, prejudicando a qualidade.

Hipótese 9: Sono Profundo vs. Consumo de Álcool

Resultado: O consumo de álcool também reduz o sono profundo.

Conclusão - Álcool

O consumo de álcool tem um impacto fortemente negativo na qualidade do sono, reduzindo os estágios reparadores (REM e profundo) e aumentando o sono leve. Correlação: -0.38

Qualidade do Sono e Consumo de Cafeína

Hipótese 10: Sono Leve vs. Consumo de Cafeína

Resultado: Consumo elevado de cafeína está associado a maior percentual de sono leve.

Hipótese 11: Sono REM vs. Consumo de Cafeína

Resultado: A cafeína tende a reduzir o sono REM.

Hipótese 12: Sono Profundo vs. Consumo de Cafeína

Resultado: O consumo de cafeína nas 24 horas anteriores prejudica o sono profundo.

Conclusão - Cafeína

Embora com impacto menor que o álcool, o consumo de cafeína (especialmente próximo ao horário de dormir) prejudica os estágios profundos do sono.

Análise Multivariada

Matriz de Correlação

A análise de correlação entre todas as variáveis numéricas revela:

Correlações Mais Fortes com Sleep Efficiency:

Variável Correlação Interpretação
Awakenings -0.55 Forte impacto negativo
Alcohol consumption -0.38 Impacto negativo moderado
Exercise frequency +0.26 Impacto positivo moderado
Caffeine consumption -0.15 Impacto negativo leve
Age -0.10 Impacto muito fraco
Sleep duration +0.08 Praticamente independente

Insights da Correlação

Descoberta Importante

Duração vs. Qualidade: A duração do sono tem correlação quase nula com a eficiência (+0.08). Isso significa que dormir por mais tempo não garante melhor qualidade de sono.

Maior Vilão

Os despertares noturnos são o fator que mais prejudica a eficiência do sono (correlação de -0.55), seguidos pelo consumo de álcool (-0.38).

Maior Aliado

A frequência de exercícios é o principal fator benéfico identificado (+0.26), seguido pela ausência de consumo de álcool e cafeína.

Principais Conclusões da EDA

Padrões Identificados

  1. Exercício Físico Regular: Melhora significativa na eficiência e qualidade do sono
  2. Consumo de Álcool: Forte impacto negativo, especialmente em estágios REM e profundo
  3. Despertares Noturnos: Principal fator prejudicial à eficiência
  4. Duração ≠ Qualidade: Tempo de sono não garante eficiência

Tratamento de Dados

  • Valores Faltantes: Identificados e tratados com imputação pela mediana
  • Outliers: Detectados, mas mantidos para análise (podem representar casos reais de distúrbios do sono)
  • Conversão de Tipos: Datas e horários convertidos para formato apropriado

Implicações para Modelagem

Os insights da EDA guiam as próximas etapas:

  • Features mais relevantes: Awakenings, Alcohol consumption, Exercise frequency
  • Necessidade de normalização: Variáveis em escalas diferentes
  • Encoding de categóricas: Gender, Smoking status
  • Engenharia de features: Transformação de horários em componentes cíclicos

Próximos Passos

Com os padrões identificados, avançamos para: