Espectroscopia no infravermelho para aplicações forenses: documentoscopia e identificação de sêmen em tecidos - SILVA, Carolina Santos (2017)
A crescente necessidade de se estabelecer metodologias confiáveis e cientificamente embasadas de análise em laboratórios forenses levou a uma crescente demanda de estudos na área. Neste sentido, o presente trabalho propõe a união da espectroscopia na região de infravermelho e análise multivariada na solução de três diferentes problemas da ciência forense. Dentre eles: a diferenciação de tintas de canetas; a datação de documentos; e a identificação e diferenciação de manchas de sêmen humano em tecidos. Para o problema da diferenciação de tintas, técnicas não supervisionadas como Análise de Componentes Principais (PCA) e Projection Pursuit (PP), foram avaliadas. Modelos PP foram construídos utilizando a mínima curtose para encontrar agrupamentos de amostras que estivessem representando diferentes marcas de tintas de canetas. Para a construção de modelos PP, foi necessário utilizar uma ferramenta de redução de dimensionalidade, como PCA. Entretanto, o nível de compressão realizado pode afetar os modelos PP e, para contornar esse problema, a Análise de Procusto foi utilizada para monitorar a estabilidade dos modelos PP em diferentes níveis de compressão de forma que ainda fossem capazes de fornecer projeções de interesse. Os mapas de Procusto produzidos apresentaram uma região de estabilidade para aquelas projeções que apresentaram estruturas semelhantes e informativas, capazes de identificar o nível de compressão adequado para os conjuntos estudados. Ainda na área de documentoscopia, diferentes documentos naturalmente envelhecidos foram estudados empregando Infravermelho Médio para construir modelos de regressão para datação dos mesmos. Diferentes técnicas de pré-processamento como Mínimos Quadrados Generalizados Ponderados (GLSW) e Correção Ortogonal de Sinais (OSC) foram utilizadas no sentido de atenuar a variabilidade de documentos de mesma idade. Além disso, a técnica de Mínimos Quadrados Parciais Esparsos (sPLS) foi aplicada para avaliar o potencial de seleção de variáveis na datação de documentos. Os pré-processamentos apresentaram importante influência nos resultados, minimizando as diferenças entre documentos de um mesmo ano e fornecendo modelos de regressão mais relacionados com a idade do documento. Já na área de identificação de fluidos biológicos, manchas de sêmen em diferentes tecidos absorventes foram analisadas e metodologias presuntivas e confirmatórias foram propostas. Para a abordagem presuntiva, modelos PCA e de Resolução Multivariada de Curvas com Mínimos Quadrados Alternados (MCR-ALS) foram propostos para identificar possíveis manchas de sêmen em diferentes tecidos. Em seguida, modelos classificatórios foram propostos como abordagem confirmatória, de forma a viabilizar a diferenciação de sêmen e falsos-positivos. Os modelos construídos como abordagem presuntiva identificaram as manchas independentemente do tecido utilizado, porém os modelos PCA mostraram grande influência da textura do substrato. Já os modelos classificatórios apresentaram resultados adequados de sensibilidade e especificidade, e apenas uma abordagem não apresentou falsos negativos para sêmen. Com os resultados obtidos, foi possível observar o grande potencial das metodologias analíticas, mais especificamente a espectroscopia no Infravermelho, associadas à análise multivariada na resolução de problemas de natureza forense.