Análise da autenticidade de cédulas de real utilizando espectroscopia NIR portátil e quimiometria
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31847 |
Resumo: | A falsificação de cédulas, mesmo com os investimentos governamentais em recursos gráficos avançados e itens de segurança, tem se tornado tão sofisticada que algumas são capazes de escapar aos testes de autenticidade. Portanto, o desenvolvimento de métodos mais eficientes, especialmente aqueles baseados na informação química, capazes de detectar a falsificação de maneira precisa e não destrutiva, torna-se relevante. Neste trabalho, a espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) combinada com Modelagem Independente e Flexível por Analogia de Classes (SIMCA) e Análise Discriminante Linear (LDA) associada ao Algoritmo de Projeções Sucessivas (SPA) foi aplicada para identificar cédulas de Real (R$20, R$50 e R$100) falsas e verdadeiras, usando um equipamento NIR portátil para a aquisição dos espectros, permitindo a realização de ensaios em campo, através de procedimento simplificado. Trezentas cédulas verdadeiras e duzentas e vinte sete falsas, analisadas na sede da Polícia Federal de Pernambuco, foram empregadas neste trabalho. Os espectros no infravermelho próximo (950-1650 nm) de sete áreas diferentes das cédulas (duas com tinta fluorescente, uma na marca d’água, três nas impressões calcográficas e uma no número de série impresso em tipografia) foram avaliados, usando um espectrômetro portátil, MicroNIRᵀᴹ 1700 JSDU. Modelos SIMCA e SPA-LDA foram construídos usando os espectros pré- processados com a primeira derivada de uma das áreas calcográficas, a qual foi mais informativa para identificação da autenticidade. Gráficos de escores e resíduos versus influência foram utilizados para detectar amostras anômalas. Os modelos SPA-LDA para as cédulas de R$20, R$50 e R$100 foram desenvolvidos utilizando-se doze, duas e dezenove variáveis, respectivamente. Para os modelos SIMCA, todas (300) as cédulas verdadeiras foram classificadas corretamente e nenhuma das falsas (227) foi classificada como verdadeira. Para os modelos SPA-LDA de duas classes (verdadeiras e falsas), todas as amostras de teste foram corretamente classificadas em suas respectivas classes. Para ambas as técnicas de classificação foram alcançadas sensibilidade, especificidade e eficiência igual a 100% e coeficiente de correlação de Matthew de +1. Assim, a combinação da espectroscopia NIR com instrumento portátil e modelos SIMCA e SPA-LDA é um método analítico efetivo, simples, rápido e não destrutivo para avaliar a autenticidade de cédulas de real. |
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Neste trabalho, a espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) combinada com Modelagem Independente e Flexível por Analogia de Classes (SIMCA) e Análise Discriminante Linear (LDA) associada ao Algoritmo de Projeções Sucessivas (SPA) foi aplicada para identificar cédulas de Real (R$20, R$50 e R$100) falsas e verdadeiras, usando um equipamento NIR portátil para a aquisição dos espectros, permitindo a realização de ensaios em campo, através de procedimento simplificado. Trezentas cédulas verdadeiras e duzentas e vinte sete falsas, analisadas na sede da Polícia Federal de Pernambuco, foram empregadas neste trabalho. Os espectros no infravermelho próximo (950-1650 nm) de sete áreas diferentes das cédulas (duas com tinta fluorescente, uma na marca d’água, três nas impressões calcográficas e uma no número de série impresso em tipografia) foram avaliados, usando um espectrômetro portátil, MicroNIRᵀᴹ 1700 JSDU. 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Assim, a combinação da espectroscopia NIR com instrumento portátil e modelos SIMCA e SPA-LDA é um método analítico efetivo, simples, rápido e não destrutivo para avaliar a autenticidade de cédulas de real.CNPqBanknote counterfeiting, even with the government investments in advanced graphic resources and security features, have become so sophisticated that some can escape to authenticity exams. Therefore, the development of more efficient methods, especially those based on chemical information, able to detect the counterfeit in an unambiguous and non destructive mode, becomes relevant. In this work, the near infrared spectroscopy (NIR) combined with Soft Independent Modeling of Class Analogy (SIMCA) and Linear Discriminant Analysis (LDA) associated to Successive Projections Algorithm (SPA) was applied to identify counterfeit and authentic Brazilian Real (R$20, R$50 e R$100) banknotes, using portable NIR equipment for spectra acquisition, thus allowing in field analysis to be carried out, through a simplified procedure. Three hundred authentic and two hundred and twenty seven counterfeit Brazilian banknotes, analyzed at the headquarters of the Federal Police in Pernambuco, were employed in this study. Near infrared spectra (950-1650 nm) from seven different areas of the banknotes (two with fluorescent ink, one over watermark, three with intaglio printing process and one over the serial numbers with typography printing) were evaluated using a portable MicroNIRᵀᴹ Spectrometer 1700 JSDU. SIMCA and SPALDA models were built using first derivative preprocessed spectral data from one of the intaglio areas, which was more informative to authenticity identification. Score and residual versus leverage plots were used to detect outliers. The SPA- LDA models to the R$20, R$50 and R$100 banknotes were developed using twelve, two and nineteen variables, respectively. For the SIMCA models, all authentic (300) banknotes were correctly classified and none of the counterfeits (227) was classified as authentic. For the two classes SPA-LDA models (authentic and counterfeit currencies), all the test samples were correctly classified into their respective class. For both classification techniques were achieved sensitivity, specificity and efficiency equal to 100% and Matthews’s correlation coefficient of +1. Thus, the combination of the NIR spectroscopy with portable equipment and SIMCA and SPA-LDA models is an effective, simple, fast and non-destructive analytical method to assessment Real banknotes authenticity.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessQuímica analíticaAnálise espectralEspectroscopia de infravermelhoQuimiometriaAnálise da autenticidade de cédulas de real utilizando espectroscopia NIR portátil e quimiometriainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÃO Vanessa da Silva Oliveira.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Vanessa da Silva Oliveira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1168https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/31847/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Vanessa%20da%20Silva%20Oliveira.pdf.jpg212c95f1fd0b31b9e399d0e52c59ca70MD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Vanessa da Silva Oliveira.pdfDISSERTAÇÃO Vanessa da Silva Oliveira.pdfapplication/pdf2325346https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/31847/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Vanessa%20da%20Silva%20Oliveira.pdf5c52aa9acd38ff968986234972ab49f6MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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