Teses e Dissertações
Palavra-chave: EDXRF
ESTUDO DE CERÂMICAS DE SENZALAS DOS SÉCULOS XVIII E XIX DE CAMPOS DE GOYTACAZES – RJ POR EDXRF E ANÁLISE MULTIVARIADA
CHEILA SUMENSSI DE ARAUJO, Carlos Roberto Appoloni
Data da defesa: 18/03/2021
No Brasil, as pesquisas arqueológicas em sítios de ocupação africana e afrodescendente ainda são escassas, porém esses estudos têm mobilizado vários pesquisadores a complementar os registros escritos com a cultura material nas últimas décadas. Esses vestígios materializados encontrados fornecem informações importantes sobre as práticas cotidianas, dinâmica social e afins, e são uma importante via de acesso a história da escravidão, permitindo então, explorar a diversidade de práticas que eram realizadas. Dentre esses materiais, as cerâmicas são os objetos mais comumente encontrados em escavações arqueológicas. O presente trabalho refere-se à análise arqueométrica de fragmentos cerâmicos encontrados em escavações arqueologias ao redor de senzalas da fazenda do Colégio do Jesuítas localizada em Campos dos Goytacazes – RJ. Elas fazem parte do projeto chamado “Café com açúcar: arqueologia da escravidão em uma
perspectiva comparativa no sudeste rural escravista, dos séculos XVIII e XIX”. Esse projeto está sendo desenvolvido com o objetivo de investigar a vida material de grupos escravos do Brasil e tentar responder uma das discussões sobre as cerâmicas na diáspora africana, que é se as cerâmicas artesanais foram produzidas pelos próprios escravos ou adquiridas através de redes de comércio local. As amostras de fontes de argila, preparadas de diferentes formas de manufatura e os fragmentos cerâmicos arqueológicos, foram analisados utilizando a técnica de Fluorescência de Raios X por dispersão de Energia (EDXRF) com auxílio da análise estatística multivariada (PCA e HCA). Na análise qualitativa os elementos Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, V, Mn, Fe, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Zr e Nb foram identificados nos fragmentos cerâmicos e nas amostras de fontes de argila. As análises por PCA e HCA mostraram que as amostras das quatro fontes de argila são diferentes entre si e que o método de manufatura não tem grande influência no resultado final, ou seja, não houve diferença significativa entre as amostras feitas em ambiente oxidante no forno elétrico e as feitas com queima artesanal. Já os fragmentos cerâmicos se diferenciam entre si estatisticamente, mostrando que não há semelhança entre fragmentos com relação à área de escavação. Na análise em conjunto, os resultados da PCA e HCA mostraram uma clara separação entre as amostras de fontes de argila e os fragmentos cerâmicos, indicando que provavelmente os fragmentos cerâmicos não foram manufaturados com as argilas das fontes de argilas próximas as senzalas.
DETERMINAÇÃO DE METAIS EM TINTAS PÓ E ESPESSURA DA TINTA APLICADA SOBRE PLACAS DE AÇO USANDO A FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X
Guilherme Augusto Lisboa Nogueira, Fabio Melquiades
Data da defesa: 22/11/2019
A Fluorescência de Raios X por Dispersão em Energia (EDXRF) é uma técnica bem
estabelecida que pode ser usada em controle de qualidade em processos industriais. Nesse
estudo, foi proposta uma análise de dois tipos de tintas, uma regular e outra especial,
amplamente usadas na indústria. Os objetivos foram os de determinar a composição da tinta,
quantificando os elementos inorgânicos com EDXRF, e checar se a quantidade de elementos
tóxicos está de acordo com a normativa RoHS (Restriction of Hazardous Substances) e com a
Norma Brasileira (NBR). Além disso realizar uma Análise de Componentes Principais (PCA)
para agrupar as tintas de acordo com o tipo e construir modelos de Regressão por Mínimos
Quadrados Parciais (PLSR) para fazer uma previsão da espessura da camada de tinta aplicada
sobre placas de aço, usando os dados da EDXRF. Avaliando os resultados quantitativos,
descobriu–se que algumas amostras de tinta apresentaram elementos tóxicos como o Cr e Pb.
As análises de PCA resultaram em uma separação das placas, agrupando–as segundo as cores
e os tipos de tinta utilizados na pintura. Os resultados dos modelos de PLSR indicaram
espessura de camada entre 54 µm e 97 µm, com um desvio relativo médio de 1% comparado
com o método convencional utilizado em medidas de espessuras de camadas de tinta (método
magnético). Os resultados mostraram que a EDXRF é uma técnica alternativa confiável para
determinar os metais presentes nas tintas em pó. Além disso, as análises de PCA e PLSR
combinadas com a EDXRF trazem resultados significativos quanto a concordância com as
normativas e informações sobre a espessura de camada de tinta.
ESTUDO DE MISTURAS DE PIGMENTOS DE INTERESSE ARQUEOMÉTRICO PELAS ESPECTROSCOPIAS RAMAN E EDXRF
Madson Albertini Bruno, Carlos Roberto Appoloni
Data da defesa: 14/12/2017
Neste trabalho, objetivou-se realizar medidas de ultravioleta no visível (UV-Vis), de
espectroscopia Raman (ER) e de fluorescência de Raios X por dispersão de energia
(EDXRF) em amostras puras e de misturas binárias e ternárias, utilizando um tipo
específico de tinta, a guache, a fim de quantificá-las. Neste sentido, foram preparadas
cerca de 190 amostras, no total, sendo 15 amostras de misturas com plantel de 17 tintas
selecionadas. Destas 17 tintas puras, 11 eram de qualidade profissional e 6 eram de
qualidade comercial. Das 15 amostras de misturas, 10 foram preparadas com tintas
profissionais, sendo 8 amostras binárias e 2 ternárias. As demais 5 amostras de misturas
utilizadas foram de qualidade comercial, sendo 4 misturas binárias e 1 ternária.
Objetivou-se, também, analisar 3 obras de arte, feitas com o uso de tinta guache, de
autores renomados no mundo da arte, que fazem parte do acervo permanente do Museu
de Artes da cidade de São Paulo (MASP), a fim de realizar a caracterização dos
pigmentos utilizados na produção destas. Assim, no que tange as medidas feitas no UV-
Vis, de ER e de EDXRF, estas foram realizadas em 3 diferentes laboratórios da
Universidade Estadual de Londrina, a saber, o Laboratório de Física Nuclear Aplicada,
o Laboratório de Espectroscopia e o Laboratório de Análises de Raios X. Com relação à
análise das obras de arte utilizadas neste trabalho, as medidas destas foram realizadas no
MASP. Para todos os espectros Raman obtidos, utilizou-se a ferramenta baseline,
fornecida nos softwares NuSpec. As técnicas de análises de componentes principais
(PCA), análises de agrupamentos por métodos hierárquicos (HCA) e regressão pelo
método dos quadrados mínimos parciais (PLSR), foram feitas com o uso de um
programa para se obter o resultado quantitativo das misturas. Por fim, os resultados
mostraram ser bem próximos dos valores das concentrações reais para cada mistura
preparada, tanto utilizando os dados de Raman quanto os de EDXRF. A utilização dos
dados de EDXRF mostrou ser mais indicada para este método utilizado, pois,
apresentou menores erros na validação de calibração dos dados. Foi possível distinguir
tintas com mesma coloração com a utilização da técnica de PCA com muito mais
facilidade que a forma mais comum utilizada, à sobreposição espectral. Também por
PCA foi possível sugerir, em muitos casos de misturas, uma possível relação de
proporção, pois, as posições das amostras ficaram separadamente ordenadas e próximas
das amostras de tinta pura que compunham a mistura. As três obras foram analisadas
com espectroscopia Raman portátil e os resultados obtidos indica a presença de misturas
de tintas. Para as cores branca, vermelha e amarela, foi possível realizar indicações da
caracterização dos pigmentos presentes na composição química das tintas. Também foi realizado o procedimento indicado em um dos diagramas do trabalho para verificar a existência de tinta utilizadas nas obras, semelhantes as tintas selecionadas neste
trabalho.
USO DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X E ANÁLISE MULTIVARIADA NA DETERMINAÇÃO DE ATRIBUTOS DE FERTILIDADE DE SOLOS EM UMA TOPOSSEQUÊNCIA DERIVADA DO BASALTO
Felipe Rodrigues dos Santos , Fabio Melquiades
Data da defesa: 08/10/2020
A fluorescência de raios X (XRF) combinada com calibração multivariada é uma das
metodologias que tem sido propostas para análise dos atributos de fertilidade do
solo de forma rápida, barata e com baixo impacto ambiental. No entanto, a maioria
dos estudos relatados na literatura utilizam dados de concentrações elementares
determinados pela técnica, o que pode causar a perda de informações úteis contidas
em seus espectros. Além disso, em alguns casos, essas concentrações elementares
podem não ser acuradas. Nesse sentido, o uso de dados espectrais de XRF pode
ser mais adequado no desenvolvimento de modelos de calibração multivariada para
determinação de parâmetros do solo. No entanto, nem todas as variáveis do
espectro contribuem para a modelagem do parâmetro de interesse. Além disso,
ainda não existe um procedimento bem estabelecido para o pré-processamento
desses dados. Portanto, o objetivo desse estudo foi desenvolver modelos de
regressão por mínimos quadrados parciais (PLSR) com dados espectrais de EDXRF
sob duas condições de medidas (com 15 kV e 50 kV no tubo) para determinação de
carbono orgânico total (COT), fósforo disponível (P disp ), cálcio trocável (Ca 2+ ),
magnésio trocável (Mg 2+ ), potássio trocável (K + ), soma de bases trocáveis (SB),
capacidade de troca catiônica total (CTC), saturação por bases (V%), pH e acidez
potencial (H + +Al 3+ ) em solos de uma topossequência derivada do basalto. Buscou-se
avaliar o uso de diferentes técnicas de pré-processamento e métodos de seleção de
variáveis com o objetivo de melhorar a capacidade preditiva dos modelos verificando
as faixas espectrais que mais contribuíram para a determinação de cada parâmetro.
Além disso, para verificar a eficiência dos modelos, foram avaliadas algumas figuras
de mérito. Os resultados demonstraram que o uso de 15 kV no tubo foi a melhor
condição de medida para todos os atributos avaliados, com exceção do pH. Além
disso, o uso do escalamento de Pareto como pré-processamento gerou os menores
erros de previsão para praticamente todos os parâmetros. Em geral, os métodos de
seleção de variáveis resultaram em uma melhora na capacidade preditiva dos
modelos de calibração, contribuindo para identificar as regiões espectrais que mais
influenciaram na modelagem de cada atributo e a análise das figuras de mérito foi
essencial para demonstrar a viabilidade da metodologia. Somente o COT, Ca 2+ e SB
apresentaram modelos preditivos considerados bons, Mg 2+ , CTC e V%
apresentaram modelos preditivos considerados razoáveis e os demais atributos
apresentaram modelos fracos. Por fim, estes resultados contribuem para o
estabelecimento de uma abordagem no tratamento de dados espectrais de EDXRF
para calibração multivariada, bem como para uma melhor interpretação das
variáveis que influenciam na modelagem dos atributos de fertilidade do solo.