Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Victória Zagna dos
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/276529
Resumo: A constante evolução das ciências forenses conta com o desenvolvimento e aprimoramento de métodos investigativos, bem como com profissionais especializados em diversas áreas de aplicação. As amostras a serem investigadas podem ser macro ou microscópicas, tendo como característica em comum a preferência por metodologias que sejam rápidas e não-destrutivas. O presente trabalho teve como objetivo estudar o emprego de espectroscopia no infravermelho médio com transformada de Fourier por reflexão total atenuada (ATR-FTIR) associado a quimiometria em diferentes aplicações forenses. Num primeiro estudo, espectros de traços de 3 canetas esferográficas (sendo 2 de mesma marca e cor diferente e uma de marca diferente) aplicados em 4 papéis (que diferenciaram em gramatura, nacionalidade e matriz), foram pré-processados e diferenciados por PCA, LDA e PLS-DA, sendo na LDA empregado dois métodos de seleção de variáveis, GA e SPA. Os modelos não-supervisionados e supervisionados separaram com sucesso as 3 canetas nos papéis brancos e demonstraram elevada contribuição do papel nos espectros. Para os modelos supervisionados as figuras de mérito ficaram entre 80 e 100%. Um segundo estudo foi feito com amostras de impressões digitais com o objetivo de diferenciar tempo e condição de armazenamento. Foram obtidos espectros de impressões digitais latentes de 19 pessoas do sexo masculino, aos quais foi aplicado HCA para selecionar os mais semelhantes entre as triplicatas e após foram pré-processados. A PCA aplicada aos dados demonstrou que há significativa preservação nas amostras armazenadas ao abrigo da luz entre 0 e 7 dias, mas que há uma tendência em atingir similar padrão de envelhecimento em 30 dias. Na modelagem por LDA foi avaliado o desempenho de quatro métodos de seleção de variáveis, GA, AOC, SW e SPA, resultando todos em excelentes figuras de mérito, assim como modelo PLS-DA. Portanto, ATR-FTIR associada a técnicas quimiométricas demonstra grande potencial para aplicação em casos forenses, sendo uma metodologia eficaz, rápida, de baixo custo e com preservação da integridade amostral.
id URGS_9ff9bb04d7ec041771b8e169a1db8bfa
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/276529
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Santos, Victória Zagna dosFerrão, Marco Flôres2024-07-19T06:21:53Z2024http://hdl.handle.net/10183/276529001205926A constante evolução das ciências forenses conta com o desenvolvimento e aprimoramento de métodos investigativos, bem como com profissionais especializados em diversas áreas de aplicação. As amostras a serem investigadas podem ser macro ou microscópicas, tendo como característica em comum a preferência por metodologias que sejam rápidas e não-destrutivas. O presente trabalho teve como objetivo estudar o emprego de espectroscopia no infravermelho médio com transformada de Fourier por reflexão total atenuada (ATR-FTIR) associado a quimiometria em diferentes aplicações forenses. Num primeiro estudo, espectros de traços de 3 canetas esferográficas (sendo 2 de mesma marca e cor diferente e uma de marca diferente) aplicados em 4 papéis (que diferenciaram em gramatura, nacionalidade e matriz), foram pré-processados e diferenciados por PCA, LDA e PLS-DA, sendo na LDA empregado dois métodos de seleção de variáveis, GA e SPA. Os modelos não-supervisionados e supervisionados separaram com sucesso as 3 canetas nos papéis brancos e demonstraram elevada contribuição do papel nos espectros. Para os modelos supervisionados as figuras de mérito ficaram entre 80 e 100%. Um segundo estudo foi feito com amostras de impressões digitais com o objetivo de diferenciar tempo e condição de armazenamento. Foram obtidos espectros de impressões digitais latentes de 19 pessoas do sexo masculino, aos quais foi aplicado HCA para selecionar os mais semelhantes entre as triplicatas e após foram pré-processados. A PCA aplicada aos dados demonstrou que há significativa preservação nas amostras armazenadas ao abrigo da luz entre 0 e 7 dias, mas que há uma tendência em atingir similar padrão de envelhecimento em 30 dias. Na modelagem por LDA foi avaliado o desempenho de quatro métodos de seleção de variáveis, GA, AOC, SW e SPA, resultando todos em excelentes figuras de mérito, assim como modelo PLS-DA. Portanto, ATR-FTIR associada a técnicas quimiométricas demonstra grande potencial para aplicação em casos forenses, sendo uma metodologia eficaz, rápida, de baixo custo e com preservação da integridade amostral.The constant evolution of forensic sciences relies on the development and improvement of investigative methods, as well as professionals specialized in different areas of application. The samples to be investigated can be macro or microscopic, with the common characteristic being the preference for methodologies that are fast and non-destructive. The present work aimed to study the use of mid-infrared spectroscopy with attenuated total reflection Fourier transform (ATR-FTIR) associated with chemometrics applied in different forensic areas. In a first study, trace spectra of 3 ballpoint pens (2 of the same brand and different color and one of a different brand) applied to 4 papers (which differed in weight, nationality and matrix), were pre-processed and differentiated by PCA, LDA and PLS-DA, with LDA using two variable selection methods, GA and SPA. The unsupervised and supervised models successfully separated the 3 pens on white paper and demonstrated a high contribution of the paper to the spectra. For the supervised models, the figures of merit were between 80 and 100%. A second study was carried out with fingerprint samples with the aim of differentiating storage time and condition. Latent fingerprint spectra were obtained from 19 males, to which HCA was applied to select the most similar among the triplicates and then pre-processed. PCA applied to the data demonstrated that there is significant preservation in samples stored away from light between 0 and 7 days, but that there is a tendency to reach a similar aging pattern within 30 days. In LDA modeling, the performance of four variable selection methods, GA, AOC, SW and SPA, was evaluated, all resulting in excellent figures of merit, as well as the PLS-DA model. Therefore, ATR-FTIR associated with chemometric techniques demonstrates great potential for application in forensic cases, being an effective, fast, low-cost methodology that preserves sample integrity.application/pdfporQuimiometriaEspectroscopia no infravermelhoQuímica forenseSeleção de variáveisChemometricsInfrared SpectroscopyATR-FTIRForensic chemistryVariable selectionEmprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forensesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaPorto Alegre, BR-RS2024mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001205926.pdf.txt001205926.pdf.txtExtracted Texttext/plain114221http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/276529/2/001205926.pdf.txt7699d5144b22a57a7a9f9d8e58ba347bMD52ORIGINAL001205926.pdfTexto completoapplication/pdf4953698http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/276529/1/001205926.pdff2b2c26c0c7570e742c1e92966907ac9MD5110183/2765292024-07-20 06:22:29.268456oai:www.lume.ufrgs.br:10183/276529Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532024-07-20T09:22:29Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
title Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
spellingShingle Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
Santos, Victória Zagna dos
Quimiometria
Espectroscopia no infravermelho
Química forense
Seleção de variáveis
Chemometrics
Infrared Spectroscopy
ATR-FTIR
Forensic chemistry
Variable selection
title_short Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
title_full Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
title_fullStr Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
title_full_unstemmed Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
title_sort Emprego de espectroscopia no infravermelho médio e técnicas quimiométricas em estudos de documentoscopia e datiloscopia para fins forenses
author Santos, Victória Zagna dos
author_facet Santos, Victória Zagna dos
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Victória Zagna dos
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Ferrão, Marco Flôres
contributor_str_mv Ferrão, Marco Flôres
dc.subject.por.fl_str_mv Quimiometria
Espectroscopia no infravermelho
Química forense
Seleção de variáveis
topic Quimiometria
Espectroscopia no infravermelho
Química forense
Seleção de variáveis
Chemometrics
Infrared Spectroscopy
ATR-FTIR
Forensic chemistry
Variable selection
dc.subject.eng.fl_str_mv Chemometrics
Infrared Spectroscopy
ATR-FTIR
Forensic chemistry
Variable selection
description A constante evolução das ciências forenses conta com o desenvolvimento e aprimoramento de métodos investigativos, bem como com profissionais especializados em diversas áreas de aplicação. As amostras a serem investigadas podem ser macro ou microscópicas, tendo como característica em comum a preferência por metodologias que sejam rápidas e não-destrutivas. O presente trabalho teve como objetivo estudar o emprego de espectroscopia no infravermelho médio com transformada de Fourier por reflexão total atenuada (ATR-FTIR) associado a quimiometria em diferentes aplicações forenses. Num primeiro estudo, espectros de traços de 3 canetas esferográficas (sendo 2 de mesma marca e cor diferente e uma de marca diferente) aplicados em 4 papéis (que diferenciaram em gramatura, nacionalidade e matriz), foram pré-processados e diferenciados por PCA, LDA e PLS-DA, sendo na LDA empregado dois métodos de seleção de variáveis, GA e SPA. Os modelos não-supervisionados e supervisionados separaram com sucesso as 3 canetas nos papéis brancos e demonstraram elevada contribuição do papel nos espectros. Para os modelos supervisionados as figuras de mérito ficaram entre 80 e 100%. Um segundo estudo foi feito com amostras de impressões digitais com o objetivo de diferenciar tempo e condição de armazenamento. Foram obtidos espectros de impressões digitais latentes de 19 pessoas do sexo masculino, aos quais foi aplicado HCA para selecionar os mais semelhantes entre as triplicatas e após foram pré-processados. A PCA aplicada aos dados demonstrou que há significativa preservação nas amostras armazenadas ao abrigo da luz entre 0 e 7 dias, mas que há uma tendência em atingir similar padrão de envelhecimento em 30 dias. Na modelagem por LDA foi avaliado o desempenho de quatro métodos de seleção de variáveis, GA, AOC, SW e SPA, resultando todos em excelentes figuras de mérito, assim como modelo PLS-DA. Portanto, ATR-FTIR associada a técnicas quimiométricas demonstra grande potencial para aplicação em casos forenses, sendo uma metodologia eficaz, rápida, de baixo custo e com preservação da integridade amostral.
publishDate 2024
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-07-19T06:21:53Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2024
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/276529
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001205926
url http://hdl.handle.net/10183/276529
identifier_str_mv 001205926
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/276529/2/001205926.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/276529/1/001205926.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 7699d5144b22a57a7a9f9d8e58ba347b
f2b2c26c0c7570e742c1e92966907ac9
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1810085645941473280