Neste trabalho inicialmente se investiga a possibilidade de utilização de uma inovadora transformada de tempo-frequência, conhecida como transformada S, para a análise de dados do detector de ondas gravitacionais ALLEGRO. Verifica-se que sua utilidade para este detector é limitada por causa da estreita largura de banda do mesmo. No entanto, argumenta-se que pode ser útil para detectores interferométricos. Em seguida, é apresentado um método robusto para a análise de dados baseado em um teste de hipótese conhecido como critério de Neyman-Pearson, para a determinação de eventos candidatos a sinais impulsivos. O método consiste na construção de funções de distribuição de probabilidade para a energia média ponderada dos blocos de dados gravados pelo detector, tanto na situação de ausência de sinal como para o caso de sinal misturado ao ruído. Com base nessas distribuições é possível encontrar a probabilidade do bloco de dados, (no qual um evento candidato é localizado), não coincidir com um bloco de ruído. Essa forma de busca por sinais candidatos imersos no ruído apresenta concordância com outro método utilizado para esse fim. Conclui-se que este é um método promissor, pois não é necessário passar por um processo mais refinado na busca por eventos candidatos, assim diminuindo o tempo de processamento computacional.

Na espectroscopia de infravermelho (iv) estudam-se os espectros de absorção de substancias. E um procedimento poderoso de analise qualitativa e quantitativa, alem de ser um método preciso para a determinação da estrutura de compostos orgânicos. Esta dissertação apresenta e discute os principais conceitos computacionais de espectroscopia iv e fornece como resultado da pesquisa um software protótipo. O protótipo SAE (Sistema de Analise Espectroscópica) foi desenvolvido com o objetivo de permitir a um analista químico gerar e administrar seu próprio banco de dados espectroscópicos. O software protótipo foi desenvolvido para o ambiente Windows e utiliza, nas fases de desenvolvimento do sistema,os conceitos de orientação a objetos.

Sistemas de compressão de imagens sem perdas, no atual estado da arte, decompõem o processo em modelagem e em codificação. A tese aqui defendida é que alta eficiência na compressão pode ser obtida usando-se técnicas combinadas de modelagens aliadas a algoritmos combinados de codificação. Este trabalho, baseando-se nos padrões JPEG com e sem perdas, implementa variantes de modelagens e seleciona a mais eficiente através de cálculo que considera a entropia dos dados a serem codificados. Na compressão com perdas, introduz-se uma fase de modelagem que consiste no agrupamento de bits dos coeficientes da transformada, criando-se áreas potencialmente redundantes e preparando, dessa forma, os dados para uma melhor eficiência dos algoritmos de codificação. Na fase de codificação, com perdas ou sem perdas, avaliam-se vários algoritmos, entre eles alguns desenvolvidos e propostos neste trabalho, selecionando-se o mais eficiente através de cálculos baseados nas estatísticas posicionais e globais obtidas durante uma leitura prévia dos dados.

O objetivo desta dissertação foi a síntese de ciclotetrametileno tetranitroamina (HMX, octogênio), um material altamente energético, e sua caracterização por diversas técnicas. A caracterização deste material foi feita por cromatografia líquida (HPLC), calorimetria de exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (SEM), e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), utilizando técnicas de transmissão, reflexão e/ou detecção fotoacústica (PAS), em ampla faixa espectral. O teor de HMX em misturas com ciclotrimetileno trinitroamina (RDX, hexogênio) foi determinado por FTIR de transmissão, nas regiões do infravermelho médio (MIR) e próximo (NIR), enquanto que a detecção de b em a HMX foi determinada por FTIR-MIR de transmissão, e a análise de cobertura de HMX foi feita utilizando-se as técnicas de FTIR-MIR e PAS (detecção fotoacústica). Foi avaliada a aplicabilidade das técnicas FTIR para a caracterização das formas a, b e g HMX e de misturas com outros explosivos, sendo verificado que, o uso dessas técnicas para a caracterização e quantificação de misturas explosivas de HMX e RDX, é útil para a especificação de explosivos.

O reconhecimento de caracteres numéricos tem diversas aplicações incluindo arquivos de correios e leituras de cheques em banco. Atualmente, muitos algoritmos rem sido propostos e desenvolvidos, mas ainda é necessário muito trabalho para aproximar-se significativamente do desempenho humano. Neste trabalho é desenvolvido um estudo sobre várias características que envolvem a implementação de um sistema de reconhecimento de caracteres em que se analisa a influência da aplicação dos procedimentos de processamento de imagens, como esqueletonização, a utilização de processos para extração de atributos, como transformadas de Fourier, extração de traços e momentos da forma. Além disso, investiga-se a influência da utilização de uma pequena flutuação da posição dos caracteres durante o treinamento das redes neurais utilizadas como classificadores. O estudo foi feito a partir de imagens reais, e não simulações, portanto, vários subproblemas como aquisição e compressão de dados foram estudados e resolvidos. O sistema foi implementado em linguagem C, no ambiente de desenvolvimento do Visual C++ 4.0, utilizando imagens escaneadas de caracteres numéricos impressos e dígitos manuscritos. Com respeito aos resultados, observou-se que o uso dos extratores de atributos, utilizados nas condições descritas neste trabalho, degradam o desempenho na classificação de imagens ruidosas e o uso da flutuação da posição do caractere durante o treinamento da rede neural introduz uma melhora significativa no desempenho do reconhecimento.

Nesta Tese, é mostrada a avaliação de quatro (04) técnicas de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR): reflexão total atenuada (ATR), universal reflexão total atenuada (UATR), detecção fotoacústica (PAS), na região do infravermelho médio (MIR) e refletância difusa (DRIFT), na região do infravermelho próximo (NIR), técnica DRIFT-NIR, para a caracterização de OIT, carbendazim e diuron, microbicidas mais comuns usados para preservação de tintas acrílicas imobiliárias em estado seco e do biocida permetrina, usado para conferir a funcionalidade repelente ao filme seco de tinta, por UATR, levando-se em conta as características de cada técnica de análise de superfície, tal como a profundidade de amostragem, sob o aspecto qualitativo, estado físico dos ativos e tempo de cura. As técnicas UATR e ATR, para o sistema analisado, sem a moagem dos microbicidas, não permitiram a análise direta destes materiais no filme seco da tinta e as bandas observadas foram basicamente as da resina. A análise PAS, após o processo natural (ao ambiente) de cura e secagem da tinta, utilizando-se a velocidade de 0,20 cm.s-1, mostrou-se adequada ao estudo, por analisar camadas mais finas e diferentes do filme da tinta, indicando bandas analíticas em torno de 1710 cm-1 para o carbendazim, 1475 cm-1 para o diuron e 770 cm-1 para o OIT, sugerindo, pelas características da técnica e dos microbicidas, que carbendazim e OIT estejam numa camada mais superficial da tinta (poucos micrometros). Na análise DRIFT-NIR, por meio das bandas em 6077, 5799, 5681 e 4335 cm-1, OIT pode ser detectado, assim como o carbendazim, por intermédio das absorções em 4943 e 4435 cm-1, embora a banda em 4943 cm-1, também, possa ser atribuída à presença de diuron. A presença dos microbicidas na superfície da tinta foi detectada por UATR e ATR, somente após moagem dos microbicidas, sendo possível observar bandas em torno de 3300 e 1330 cm-1 para carbendazim, 1625 cm-1 para carbendazim e/ou OIT, 870 cm-1 para diuron e/ou carbendazim e 780 cm-1 para OIT. A presença dos microbicidas na película de tinta seca foi, também, confirmada por meio de análises microbiológicas e HPLC. Foi possível pela análise UATR, caracterizar a presença do aditivo anti-inseto, à base de permetrina, na superfície da tinta por meio dos grupos aromáticos em torno de 3100 (C-H), 1600 (C-C) e entre 690-800 cm-1 (C-H de substituição aromática), carbonila de éster (C=O) em aproximadamente 1730 cm-1, COOC de éster, entre 1300-1200 cm-1, C-O de éter, em torno de 1000-1150 cm-1 e C-Cl, em aproximadamente 700 cm-1. A presença do biocida permetrina foi também confirmada no filme de tinta por meio da análise de repelência.

O trabalho apresentado nessa dissertação teve por foco o estudo de métodos de emprego da Transforma de Fourier, motivado pela aplicação em processadores de radares SAR, propondo descrições em VHDL sintetizáveis. Arquiteturas de acordo com os métodos Decimation In Time e Decimation In Frequency foram propostas e sintetizadas em FPGA, sendo os métodos DIT Radix-4 e DIF Radix-22 SDF estudados em detalhes. O equacionamento matemático foi devidamente apresentado, buscando familiarizar o leitor com formas de abordagem para transformação de DFTs em FFTs. Por fim demonstrou-se as vantagens do método DIF Radix-22 SDF em relação aos demais encontrados na literatura, realizando um maior detalhamento do seu funcionamento e aplicando o mesmo como elemento coprocessador de um processador Narrow Focus para radares SAR. Realizou-se ainda essa etapa de coprocessamento através de comunicação Ethernet também sintetizada em FPGA, apresentando nessa dissertação conceitos básicos sobre este protocolo de comunicação. Os resultados finais são então apresentados a respeito dos tempos de processamento da FFT e dos resultados obtidos em comparação com a transformada obtida pela ferramenta MATLAB, indicando possíveis adaptações a arquitetura proposta, sugerindo trabalhos futuros tanto na área da FFT e processamento de radares SAR, como estudos a respeito da comunicação entre computador e placa FPGA, como foi o exemplo do modelo Ethernet adotado.

Várias resinas (sistema polimérico) e aditivos são incorporados nas formulações de tintas para melhorar o desempenho nas aplicações, constituindo um sistema complexo. A separação/caracterização de multicomponentes é utilizada na análise de não conformidades, investigação forense, pesquisa e desenvolvimento de produtos. As metodologias convencionais encontram algumas limitações, o que motiva a utilização de técnicas de última geração, incluindo acoplamentos, para a análise de tintas. Nesse contexto, foi elaborada uma nova metodologia para a determinação do teor de resina por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), em ampla faixa espectral, usando-se técnicas de Transmissão, Reflexão Total Atenuada Universal (UATR) e Refletância Difusa (DRIFT). A caracterização de aditivos foi realizada por meio de acoplamento de técnicas FT-IR, com cromatografia de camada fina (TLC-IR) e extração seletiva. Para a quantificação do polímero na região do infravermelho médio (MIR) foi utilizada a técnica UATR e a banda relativa (A1541/ A1645) se mostrou útil com erro de metodologia de 1,42%. Na região do infravermelho próximo (NIR), foram utilizadas as técnicas de Transmissão e DRIFT e a banda relativa (A5902/ A5262) foi usada para a validação, apresentando erros de metodologia de 1,42% e 1,60 %, respectivamente. Todos os erros relativos apresentaram-se dentro dos limites de precisão para as condições usadas (?2%). A análise de amostras teste confirmou a precisão das metodologias desenvolvidas, que também apresentam praticidade, baixo custo e tempo reduzido de análise. Na caracterização dos aditivos, os principais resultados mostraram que o plastificante acetil tributil citrato (ATBC), como aditivo majoritário, foi facilmente identificado por TLC-IR. A metodologia desenvolvida permitiu detectar e diferenciar plastificantes do tipo dioctil ftalato (DOP), dibutil ftalato (DBP) e identificar a oleamida (deslizante) por meio de extração seletiva e análise por UATR.

A borracha de EPDM vem sendo empregada com sucesso como proteção térmica flexível de motor foguete. Entretanto, sendo essa aplicação ainda recente em nosso país, existe a necessidade do desenvolvimento de metodologias de caracterização para o melhor entendimento de seus mecanismos de degradação e otimização de suas formulações. As metodologias existentes para análise de aditivos desse material envolvem etapa de extração, aumentando o tempo de análise. Sendo assim, nesta tese de doutorado, a borracha de EPDM crua e vulcanizada, bem como seus aditivos, foram investigados, sem extração, por pirólise gasosa aliada à espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (PIR-G/FT-IR) e pelo acoplamento das técnicas termogravimetria (TG) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (TG/FT-IR). Foi realizada também uma comparação entre os dados obtidos com as duas metodologias. Os resultados demonstraram que grupos funcionais dos aditivos podem ser detectados nas borrachas crua e vulcanizada, sem extração prévia. Os aditivos sulfurados TMTM e MBT, em teores tão baixos quanto 0,7 phr (0,63%), foram detectados por ambas as metodologias. Contudo, outros aditivos como óleo parafínico, ácido esteárico e TMQ não puderam ser identificados na borracha formulada. Individualmente, todos os aditivos analisados apresentaram espectros FT-IR distintos e foram identificados de forma inequívoca pelas metodologias PIR-G/FT-IR e TG/FT-IR.

O controle das características qualitativas e quantitativas de uma composição de borracha é extremamente importante para a sua adequada aplicação em diferentes setores industriais. O desenvolvimento de metodologias qualitativas, as quais consigam detectar os componentes de um sistema elastomérico, especialmente os de menor proporção, é um desafio constante. Com relação à análise quantitativa de elastômeros, existe um número pequeno de metodologias na literatura que utilizam a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), sendo que o método de obtenção de espectros é o de transmissão, ou seja, convencional, e dados como o preparo (tratamento) de amostras, número de repetições e erro de metodologia, normalmente, não são citados. Visando minimizar essas lacunas observadas, foi desenvolvida uma metodologia para a determinação dos teores de etileno (ET) e propileno (P) em amostras de borracha (elastômero puro, crua e vulcanizada), à base do copolímero de etileno-propileno-dieno monômero (EPDM), por FT-IR de reflexão total atenuada universal (UATR) e de transmissão, sendo as amostras analisadas tais como recebidas ou após pirólise, respectivamente. Embora ambas as técnicas tenham apresentado boa precisão, sendo a análise UATR mais apropriada para o elastômero puro, a realizada por transmissão/pirólise mostrou-se mais adequada à análise de todos os tipos de EPDM (elastômero puro, crua e vulcanizada), podendo ser usada para formulações similares. Foi também desenvolvida, outra metodologia para a determinação do teor de 5-etilideno 2-norborneno (ENB) em amostras de borracha (elastômero puro), à base do EPDM, por FT-IR de transmissão, sendo as amostras analisadas após pirólise controlada e em bico de Bunsen. Embora ambas as técnicas tenham apresentado boa precisão, a realizada por pirólise em bico de Bunsen, com uso de banda e concentração relativa, mostrou-se mais adequada à determinação e ao uso em cálculos complementares de teores de ET e P. Para a caracterização de aditivos, foi avaliada a aplicabilidade do acoplamento/associação de técnicas de cromatografia de camada fina e espectroscopia no infravermelho (TLC/IR), sendo os espectros IR obtidos por UATR. Foram utilizadas duas formulações desse elastômero, um tipo de sistema de eluente, sendo o reagente de Gibbs, o revelador. Basicamente, todos os componentes orgânicos foram detectados pela metodologia desenvolvida, sendo possível sugerir que possa ser aplicada para a detecção de aditivos, de estruturas químicas similares, mesmo presentes em pequenas quantidades na formulação.