Avaliação de acelerantes de incêndio empregando espectrometria de massas com ionização paper-spray e ferramentas quimiométricas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Adriana Rocio Vargas Prieto
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-AJ6EF5
Resumo: As perícias de incêndios são muito complexas, devido à destruição de evidências pelo fogo. Essas perícias têm como objetivo classificar o incêndio em acidental ou intencional. Assim, determinar a presença de um solvente orgânico nos vestígios de incêndio permite gerar uma hipótese de que aquele incêndio foi intencional ou não. No decorrer dos anos, as análises de resíduos de incêndio (ARI) têm sido ampliados pelos diferentes avanços na tecnologia pelo desenvolvimento da ciência, a qual evoluiu no mesmo tempo com as ciências forenses. No caso dos incêndios, a técnica mais utilizada é a cromatografia gasosa acoplada com espectrometria de massas, no entanto, encontrando ainda uma quantidade de variáveis dificilmente controláveis, que vai desde localizar os vestígios, coletar e armazenar as amostra em tempo. Adequado, preparar a amostra, empregar uma técnica analítica sensível e interpretar os resultados para diferenciar os tipos de líquido combustível utilizado para provocar o incêndio. Portanto, as pesquisas em incêndios são complexas e envolvem muitas variáveis, necessitando ainda de muito desenvolvimento na área. Deste modo, nesse trabalho foi utilizada uma nova técnica analítica. Desenvolvida na última década conhecida como espectrometria de massas com ionização PPR Spray (PS-MS), visando ampliar a aplicabilidade desta técnica nas análises de resíduos de incêndio de amostras de gasolina, óleo diesel e querosene, combinando as vantagens das ferramentas quimiométricas como classificações não supervisionadas (Análises de componentes principais PCA) e supervisionadas (Análise discriminante por mínimos quadrados parciais-PLS-DA). Foram avaliadas três formas para análise dos combustíveis: amostras líquidas dos combustíveis, amostras evaporadas e as obtidas por meio de uma simulação de incêndio. Observaram-se nos espectros de massas da gasolina íons [M+H]+, consistentes com íons de moléculas nitrogenadas. Os espectros de massas obtidos das amostras foram complexos devido ao grande número de componentes e sua natureza em cada um dos líquidos combustíveis analisados. Na quimiometria foram utilizadas 49 amostras entre líquidas, evaporadas e simulações de incêndios em três diferentes materiais (concreto, madeira e solo). O modelo classificatório selecionado foi o modelo supervisionado PLS2-DA. Para validar a metodologia aplicada no preparo das amostras e na técnica analítica utilizada, foram calculadas as figuras de mérito (FOM), as quais permitiram estabelecer taxas de sensibilidade e seletividade acima de 85%. A técnica e a metodologia de extração das moléculas voláteis residuais nos vestígios de incêndio apresentou grande potencial como alternativa de baixo custo nos laboratórios forenses, no entanto, este é um trabalho inovador e mais estudos precisam ser realizados.
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No caso dos incêndios, a técnica mais utilizada é a cromatografia gasosa acoplada com espectrometria de massas, no entanto, encontrando ainda uma quantidade de variáveis dificilmente controláveis, que vai desde localizar os vestígios, coletar e armazenar as amostra em tempo. Adequado, preparar a amostra, empregar uma técnica analítica sensível e interpretar os resultados para diferenciar os tipos de líquido combustível utilizado para provocar o incêndio. Portanto, as pesquisas em incêndios são complexas e envolvem muitas variáveis, necessitando ainda de muito desenvolvimento na área. Deste modo, nesse trabalho foi utilizada uma nova técnica analítica. Desenvolvida na última década conhecida como espectrometria de massas com ionização PPR Spray (PS-MS), visando ampliar a aplicabilidade desta técnica nas análises de resíduos de incêndio de amostras de gasolina, óleo diesel e querosene, combinando as vantagens das ferramentas quimiométricas como classificações não supervisionadas (Análises de componentes principais PCA) e supervisionadas (Análise discriminante por mínimos quadrados parciais-PLS-DA). Foram avaliadas três formas para análise dos combustíveis: amostras líquidas dos combustíveis, amostras evaporadas e as obtidas por meio de uma simulação de incêndio. Observaram-se nos espectros de massas da gasolina íons [M+H]+, consistentes com íons de moléculas nitrogenadas. Os espectros de massas obtidos das amostras foram complexos devido ao grande número de componentes e sua natureza em cada um dos líquidos combustíveis analisados. Na quimiometria foram utilizadas 49 amostras entre líquidas, evaporadas e simulações de incêndios em três diferentes materiais (concreto, madeira e solo). O modelo classificatório selecionado foi o modelo supervisionado PLS2-DA. Para validar a metodologia aplicada no preparo das amostras e na técnica analítica utilizada, foram calculadas as figuras de mérito (FOM), as quais permitiram estabelecer taxas de sensibilidade e seletividade acima de 85%. A técnica e a metodologia de extração das moléculas voláteis residuais nos vestígios de incêndio apresentou grande potencial como alternativa de baixo custo nos laboratórios forenses, no entanto, este é um trabalho inovador e mais estudos precisam ser realizados.The forensic analysis of fires is very complex since the evidences aredestroyed by the fire itself. The analysis is intended to classify fires asaccidental or intentional. The development of modern technology allows one to use physics and chemistry in this difficult task. Thus, the determination of the presence of an organic solvent in the fire residues allows the formulation of a hypothesis about the nature of the fire (accidental or arson). Historically the basis of this analysis has been the determination of the presence or absence of an ignitable liquid in the fire debris. Throughout the years the analysis of ignitable liquids (IL) in fire debris has changed as the technology and as the forensic sciences advances. The most used technique now a days is gas chromatography coupled to mass spectrometry. This technique is related to a serious of variables that are difficult to control: Finding debris fire keys, collecting and storing the samples in a timely manner, preparing the sample,employ a sensitive analytical technique and interpret the results to differentiate the types of ignition liquid used to cause the fire. Therefore, fire research is complex and involves many variables, requiring a lot of development in the area. In this work, a new analytical technique developed in the last decade known as Paper Spray Ionization Mass Spectrometry (PS-MS) was used, aiming to find applicability of this technique in the analysis of fire residues combining the advantages of the chemometric tools as unsupervised classifications (Principal Component Analysis-PCA) and supervised (Partial least squares discriminant analysis-PLS-DA). Thus, in this work, three formswere evaluated for fuels analysis: liquid samples, evaporated and thoseobtained by means of a fire simulation. Mass spectra of gasoline were obtained ions [M + H] + consistent with ions of nitrogenated molecules. The mass spectra obtained from the samples were complex due to the large number of components and their nature in each of the analyzed ignition liquids. In the chemometry, 49 samples were taken between liquid, evaporated and fire simulations in three materials (concrete, wood and soil). The classification model selected was the supervised model PLS2-DA. To validate the methodology applied in the preparation of the samples and the analytical technique, figures of merit (FOM) were calculated, which allowed to establish as sensitivity and selectivity rate above 85%. The technique and methodology for the extraction of the residual volatile molecules in the traces of fire presentedgreat potential as a low cost alternative in forensic laboratories, however, this is an innovative work and more studies need to be carried out.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGQuímica analíticaIncêndiosCromatografia de gásEspectrometria de massaQuimica legalespectrometria de massasIncêndiosPaper Sprayanálises de resíduos de incêndioquimiometriaquímica forenseAvaliação de acelerantes de incêndio empregando espectrometria de massas com ionização paper-spray e ferramentas quimiométricasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdisseta__o_650_2017_qu_mica.pdfapplication/pdf4519777https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-AJ6EF5/1/disseta__o_650_2017_qu_mica.pdf3c5f51188aaaa427c2486a9e8362cc02MD51TEXTdisseta__o_650_2017_qu_mica.pdf.txtdisseta__o_650_2017_qu_mica.pdf.txtExtracted texttext/plain134272https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-AJ6EF5/2/disseta__o_650_2017_qu_mica.pdf.txt98d7cb0c3b7f29bea55c5ef1d3fdc655MD521843/SFSA-AJ6EF52019-11-14 04:49:06.666oai:repositorio.ufmg.br:1843/SFSA-AJ6EF5Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T07:49:06Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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