O laser tem se mostrado eficaz no auxílio ao profissional de saúde, sendo extensivamente utilizado em procedimentos médicos e odontológicos nas ultimas décadas. Em particular, os lasers de alta intensidade emissores no infravermelho possuem grande potencial para corte de tecidos biológicos mineralizados, visto que são bastante absorvidos pela hidroxiapatita e água, principais componentes desses tecidos. Em comparação aos instrumentos mecânicos, o laser apresenta uma série de vantagens no corte de tecidos, com possibilidade de menor dano ao tecido remanescente e melhor hemostasia. Entretanto, para uma aplicação eficiente e segura é necessário conhecer os efeitos que a irradiação laser causa ao tecido. A técnica de espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) é bastante utilizada no estudo de materiais orgânicos, pois além de permitir a identificação de componentes, possibilita uma análise semiquantitativa. Este trabalho tem como objetivos estabelecer a técnica de ATR-FTIR para caracterização do tecido ósseo natural e irradiado, e verificar as eventuais mudanças químicas e estruturais causadas pela irradiação laser. Primeiramente, foram determinadas as melhores condições instrumentais para a obtenção dos espectros de amostras de osso. Posteriormente foram analisadas as amostras de osso natural e irradiado com o laser de Er,Cr:YSGG (2,78 μm) com diferentes densidades de energia. Verificou-se que a técnica foi eficaz na caracterização do tecido ósseo, sendo possível observar as alterações químicas promovidas pelo aumento de temperatura ocasionado pela irradiação laser. Foi observada a perda gradativa de material orgânico em função do aumento da densidade de energia utilizada. Os resultados obidos são os primeiros passos para a verificação da eficácia do laser de Er,Cr:YSGG quando empregado como uma ferramenta de corte, essencial para sua consolidação na prática clínica. / Laser proves to be, more and more, an effective tool for helping health professionals, being intensively used in ophthalmological and odontological procedures. In particular, high-density, infrared emitting lasers have great potential in cutting mineralized biological hard tissues, given their high absorption by hydroxyapatite and water, these tissues main components. In comparison to mechanical instruments, laser presents a series of advantages, namely, smaller damage to the remaining tissue and promotion of homeostatic effect, apart from making it possible to execute procedures in areas with difficult access. However, for an efficient and safe use of this technique, it is necessary to know the effects of the laser irradiation on the tissue. The Fourier transform infrared (FTIR) technique is heavily used in the study of organic materials, because apart from making it possible to identify the materials components, it also allows to prepare a semi quantitative analysis. This work aims to establish the ATR-FTIR technique in the characterization of natural and irradiated osseous tissue, and to verify the possible chemical and structural changes caused by irradiation. Firstly, the best conditions for the obtainment of bone sample spectra were determined. Then, bone samples, irradiated with the Er,Cr:YSGG (2,78 μm) infrared emitting laser (adjusted with different energy densities) were analyzed alongside with natural bone samples. It has been verified that the technique is effective in the bone tissue characterization, and that it is possible to observe the chemical changes caused by the temperature rise due to laser irradiation. It has been observed a gradual organic material loss as the energy density goes up. These results are the first steps in testing the Er,Cr:YSGG laser efficacy as a cutting tool, a pivotal aspect of its consolidation in clinical procedures.

O laser tem se mostrado eficaz no auxílio ao profissional de saúde, sendo extensivamente utilizado em procedimentos médicos e odontológicos nas ultimas décadas. Em particular, os lasers de alta intensidade emissores no infravermelho possuem grande potencial para corte de tecidos biológicos mineralizados, visto que são bastante absorvidos pela hidroxiapatita e água, principais componentes desses tecidos. Em comparação aos instrumentos mecânicos, o laser apresenta uma série de vantagens no corte de tecidos, com possibilidade de menor dano ao tecido remanescente e melhor hemostasia. Entretanto, para uma aplicação eficiente e segura é necessário conhecer os efeitos que a irradiação laser causa ao tecido. A técnica de espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) é bastante utilizada no estudo de materiais orgânicos, pois além de permitir a identificação de componentes, possibilita uma análise semiquantitativa. Este trabalho tem como objetivos estabelecer a técnica de ATR-FTIR para caracterização do tecido ósseo natural e irradiado, e verificar as eventuais mudanças químicas e estruturais causadas pela irradiação laser. Primeiramente, foram determinadas as melhores condições instrumentais para a obtenção dos espectros de amostras de osso. Posteriormente foram analisadas as amostras de osso natural e irradiado com o laser de Er,Cr:YSGG (2,78 μm) com diferentes densidades de energia. Verificou-se que a técnica foi eficaz na caracterização do tecido ósseo, sendo possível observar as alterações químicas promovidas pelo aumento de temperatura ocasionado pela irradiação laser. Foi observada a perda gradativa de material orgânico em função do aumento da densidade de energia utilizada. Os resultados obidos são os primeiros passos para a verificação da eficácia do laser de Er,Cr:YSGG quando empregado como uma ferramenta de corte, essencial para sua consolidação na prática clínica. / Laser proves to be, more and more, an effective tool for helping health professionals, being intensively used in ophthalmological and odontological procedures. In particular, high-density, infrared emitting lasers have great potential in cutting mineralized biological hard tissues, given their high absorption by hydroxyapatite and water, these tissues main components. In comparison to mechanical instruments, laser presents a series of advantages, namely, smaller damage to the remaining tissue and promotion of homeostatic effect, apart from making it possible to execute procedures in areas with difficult access. However, for an efficient and safe use of this technique, it is necessary to know the effects of the laser irradiation on the tissue. The Fourier transform infrared (FTIR) technique is heavily used in the study of organic materials, because apart from making it possible to identify the materials components, it also allows to prepare a semi quantitative analysis. This work aims to establish the ATR-FTIR technique in the characterization of natural and irradiated osseous tissue, and to verify the possible chemical and structural changes caused by irradiation. Firstly, the best conditions for the obtainment of bone sample spectra were determined. Then, bone samples, irradiated with the Er,Cr:YSGG (2,78 μm) infrared emitting laser (adjusted with different energy densities) were analyzed alongside with natural bone samples. It has been verified that the technique is effective in the bone tissue characterization, and that it is possible to observe the chemical changes caused by the temperature rise due to laser irradiation. It has been observed a gradual organic material loss as the energy density goes up. These results are the first steps in testing the Er,Cr:YSGG laser efficacy as a cutting tool, a pivotal aspect of its consolidation in clinical procedures.

O conhecimento da composição do petróleo e seus produtos é uma necessidade imprescindível numa refinaria para o ajuste das condições do processo. A espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) apresenta-se como uma ferramenta útil para atender esta necessidade, por sua grande potencialidade e aplicações. Neste contexto, foi desenvolvida a metodologia experimental da espectroscopia NIR, através de dois tipos de sensores: transmissão (Sistema de transmitância) e refletância total atenuada ATR (Sistema ATR). Foram analisadas 63 amostras de petróleo no Sistema de transmitância e 41 amostras no Sistema ATR. O API das amostras oscila entre 29,8 e 35,6. Na primeira etapa do trabalho foram obtidos os espectros NIR e cromatografias SIMDIS (Destilação Simulada) das amostras de petróleo, e dos dados obtidos foram eliminadas algumas amostras por apresentar pontos discrepantes. Na segunda fase foi realizada a análise dos espectros no esquema OFF-LINE, em ambos sistemas, escolhendo como faixa espectral a região de 5600 a 6000 cm-1 que corresponde a regiões de sobretons do NIR para os hidrocarbonetos. Também foram realizados testes de repetibilidade dos espectros e testes sobre a influência do comprimento das fibras ópticas utilizadas. Foi realizado um pré-tratamento dos espectros, com a finalidade de fazer as informações contidas neles mais sensíveis às diferenças. Assim mesmo, foi desenvolvida a análise dos espectros no esquema ON-LINE, com um LOOP fechado, para o sistema de transmitância, com óleo Diesel e petróleo bruto, para testar as variações de temperatura e velocidade de escoamento nos espectros. Nesta etapa também foram realizados testes de repetibilidade a diferentes temperaturas. A fase seguinte foi o desenvolvimento do modelo da rede neural (RN). As variáveis de entrada do processo são os espectros de absorção pré-tratados, arbitrariamente representados em 20 comprimentos de onda e o grau API do petróleo. As variáveis de saída da rede são as porcentagens em peso da SIMDIS. / The knowledge of the petroleum composition and its products is an indispensable tool in a refinery for the process conditions settlement. The Near Infrared Spectroscopy (NIR) presents-itself as a helpful tool that attends to this need, because of its high potential and applications. In this context, it was developed the experimental methodology for NIR spectroscopy using two kinds of sensors: Transmission (Transmission system) and Attenuated Total Reflectance (ATR system). There were analyzed 63 petroleum samples by transmission system and 41 samples by the ATR system. The API degree of the samples ranges from 29,8 to 35,6. In the first step of this work, NIR spectra and SIMDIS chromatography data (Simulated Distillation) of the petroleum samples were obtained. From these data some samples were eliminated due to the presence of inconsistent points. In the second step, the analysis of the spectra OFF-LINE was carried out. In both systems, by choosing the region of 5600 to 6000 cm-1 as the spectral range which corresponds to the NIR overtone region for the hydrocarbons. Moreover, repeatability tests for the spectra were carried out and tests about the influence of the optical fibers on them. A pre spectrum treatment was carried out in order to become their information more sensible to the differences. Besides, the ON-LINE spectrum analysis by a closed LOOP were developed for the transmission system, with oil diesel and petroleum, in order to test the effect of the temperature and flow rate variations on the spectra. In this step, tests of repeatability at different temperatures were also carried out. In the following step, it was developed the Neural Network (RN) model. The entry variables of the data input are the random absorption spectra represented in 20 wavelengths with pre processing and the petroleum API degree. The net output variables are the weight percentages of the SIMDIS.

O conhecimento da composição do petróleo e seus produtos é uma necessidade imprescindível numa refinaria para o ajuste das condições do processo. A espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) apresenta-se como uma ferramenta útil para atender esta necessidade, por sua grande potencialidade e aplicações. Neste contexto, foi desenvolvida a metodologia experimental da espectroscopia NIR, através de dois tipos de sensores: transmissão (Sistema de transmitância) e refletância total atenuada ATR (Sistema ATR). Foram analisadas 63 amostras de petróleo no Sistema de transmitância e 41 amostras no Sistema ATR. O API das amostras oscila entre 29,8 e 35,6. Na primeira etapa do trabalho foram obtidos os espectros NIR e cromatografias SIMDIS (Destilação Simulada) das amostras de petróleo, e dos dados obtidos foram eliminadas algumas amostras por apresentar pontos discrepantes. Na segunda fase foi realizada a análise dos espectros no esquema OFF-LINE, em ambos sistemas, escolhendo como faixa espectral a região de 5600 a 6000 cm-1 que corresponde a regiões de sobretons do NIR para os hidrocarbonetos. Também foram realizados testes de repetibilidade dos espectros e testes sobre a influência do comprimento das fibras ópticas utilizadas. Foi realizado um pré-tratamento dos espectros, com a finalidade de fazer as informações contidas neles mais sensíveis às diferenças. Assim mesmo, foi desenvolvida a análise dos espectros no esquema ON-LINE, com um LOOP fechado, para o sistema de transmitância, com óleo Diesel e petróleo bruto, para testar as variações de temperatura e velocidade de escoamento nos espectros. Nesta etapa também foram realizados testes de repetibilidade a diferentes temperaturas. A fase seguinte foi o desenvolvimento do modelo da rede neural (RN). As variáveis de entrada do processo são os espectros de absorção pré-tratados, arbitrariamente representados em 20 comprimentos de onda e o grau API do petróleo. As variáveis de saída da rede são as porcentagens em peso da SIMDIS. / The knowledge of the petroleum composition and its products is an indispensable tool in a refinery for the process conditions settlement. The Near Infrared Spectroscopy (NIR) presents-itself as a helpful tool that attends to this need, because of its high potential and applications. In this context, it was developed the experimental methodology for NIR spectroscopy using two kinds of sensors: Transmission (Transmission system) and Attenuated Total Reflectance (ATR system). There were analyzed 63 petroleum samples by transmission system and 41 samples by the ATR system. The API degree of the samples ranges from 29,8 to 35,6. In the first step of this work, NIR spectra and SIMDIS chromatography data (Simulated Distillation) of the petroleum samples were obtained. From these data some samples were eliminated due to the presence of inconsistent points. In the second step, the analysis of the spectra OFF-LINE was carried out. In both systems, by choosing the region of 5600 to 6000 cm-1 as the spectral range which corresponds to the NIR overtone region for the hydrocarbons. Moreover, repeatability tests for the spectra were carried out and tests about the influence of the optical fibers on them. A pre spectrum treatment was carried out in order to become their information more sensible to the differences. Besides, the ON-LINE spectrum analysis by a closed LOOP were developed for the transmission system, with oil diesel and petroleum, in order to test the effect of the temperature and flow rate variations on the spectra. In this step, tests of repeatability at different temperatures were also carried out. In the following step, it was developed the Neural Network (RN) model. The entry variables of the data input are the random absorption spectra represented in 20 wavelengths with pre processing and the petroleum API degree. The net output variables are the weight percentages of the SIMDIS.