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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Dantas Filho, Heronides Adonias
Título: Desenvolvimento de Técnicas Quimiométricas de Compressão de Dados e de Redução de Ruído Instrumental Aplicadas a Óleo Diesel e Madeira de Eucalipto Usando Espectroscopia NIR
Ano: 2007
Orientador: Prof. Dr. Celio Pasquini
Coorientador: Prof. Dr. Mário César Ugulino de Araújo
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Compressão de dados, Ruído instrumental, Madeira de eucalipto, Espectroscopia NIR
Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidas e aplicadas técnicas de seleção de amostras e de variáveis espectrais para calibração multivariada a partir do Algoritmo das Projeções Sucessivas (APS). Também foi utilizada a transformada wavelet para resolver problemas de redução de ruído associado a dados de espectroscopia NIR (Infravermelho Próximo), na construção de modelos de calibração multivariada baseados em Regressão Linear Múltipla (MLR) para estimativa de parâmetros de qualidade de óleo diesel combustível e também de madeira de eucalipto. Os espectros NIR de transmitância para óleo diesel e de reflectância para madeira de eucalipto foram registrados empregando-se um equipamento NIR-Bomem com detector de Arseneto de Gálio e Índio. Para a aplicação em óleo diesel, foram estudadas as regiões espectrais: 850 - 1.100 nm, 1.100 - 1.570 nm e 1.570 - 2.500 nm. Para as amostras de madeira de eucalipto foi empregada a região de 1.100 - 2.500 nm. Os resultados do uso de técnicas de seleção de variáveis e amostras por MLR comprovaram sua simplicidade frente os modelos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) que empregam toda a região espectral e transformação em variáveis latentes e são mais complexos de interpretar. O emprego de seleção de amostras demonstrou ainda a possibilidade de procedimentos de recalibrações e transferência de calibração que utilizam um número reduzido de amostras, sem a perda significativa da capacidade preditiva dos modelos MLR. O uso de filtragem wavelet também teve sua eficiência comprovada tanto no contexto da calibração multivariada quanto na filtragem de espectros NIR a partir de varreduras individuais. Na maioria dos casos de que trata esta tese e por conseqüência das técnicas quimiométricas empregadas, melhorias quanto à minimização do erro (RMSEP) associado à quantificação dos parâmetros de qualidade, bem como redução do tempo empregado na aquisição de varreduras de espectros NIR foram as principais contribuições fornecidas.
Abstract: This work describes two techniques for spectral variable and sample selection based on the Successive Projections Algorithm (SPA), aiming the construction of multivariate regression models. Also, the wavelet transform was employed to solve problems related to noise reduction associated with spectroscopic data in the near infrared spectral region (NIR), and employed in the construction of multivariate calibration models based in Linear Multiple Regression (LMR) to estimate the quality parameters of diesel fuel and eucalyptus wood. The NIR transmission spectra for diesel samples and the reflectance spectra obtained for wood samples were acquired by using a NIR-Bomen equipment with AsGaIn detector. For application in diesel, the following spectral regions have been investigated: 850 - 1100 nm, 1100 - 1570 nm and 1570 - 2500 nm. For wood samples the spectral region employed was from 1100 - 2500 nm. The results obtained by using the variable selection techniques and LMR demonstrate their simplicity when compared with its counterpart Partial Least Square (PLS) which employs full spectral region and latent variables, being, therefore, more difficult to be interpreted. The use of wavelet filtering also demonstrates its efficiency both for multivariate calibration and NIR spectral data filtering. In most of the cases approached in this work, and inconsequence for the chemometric techniques employed, improvements in the error (RMSEP) associated with the quality parameters as well a decrease in the analysis time were the main achievements of this work.
Arquivo (Texto Completo): 000406560.pdf (tamanho: 2,21 MB)

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