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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
QUÍMICA (31002013001P0)
Educação Presencial
ANÁLISE QUÍMICA DE NÚCLEOS DE CHUMBO DE PROJÉTEIS DE FUZIS POR FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X POR DISPERSÃO DE COMPRIMENTO DE ONDA (WDXRF) E QUIMIOMETRIA PARA A INVESTIGAÇÃO FORENSE
VICTOR GABRIEL DE PAULA SAIDE
TESE
29/04/2022

Projéteis de fuzis podem sofrer deformação após o disparo, o que dificulta a identificação da arma de fogo utilizada e, consequentemente, do atirador pela comparação balística realizada por microscopia óptica. Nestes casos, o conhecimento da composição química dos projéteis surge como alternativa. No presente trabalho, a técnica de fluorescência de raios-X por dispersão de comprimento de onda (WDXRF) foi utilizada pela primeira vez como uma ferramenta para identificar a origem de projéteis de fuzis, com o auxílio da quimiometria. Foram analisados, no total, 66 amostras de núcleo de chumbo de projéteis de fuzis de calibre 7.62. Estas amostras formam 6 grupos distintos de projéteis, se considerados o fabricante e o ano de fabricação: Companhia Brasileira de Cartuchos (CBC) (dos anos de 2009 e 2016), Indústrias Militares de Israel (IMI), Cartucho Federal (FC), Fray Luiz Beltrán (FLB) e Zavod Vlasim (ZV). A análise das componentes principais (PCA) sobre os dados espectrais discriminou estes 6 grupos de projéteis. As primeiras 3 componentes principais (PC) foram responsáveis por mais de 99% da variabilidade das amostras. As regiões espectrais do antimônio e do espalhamento de raios-X foram determinantes para a discriminação dos grupos. O dendrograma obtido na análise de agrupamento hierárquico (HCA) mostrou a formação de 6 grupos com uma distância relativa de 0,85. A análise de k-vizinhos mais próximos (k-NN) foi capaz de classificar corretamente todas as 17 amostras utilizadas no conjunto de teste, usando 1 ≥ k ≥ 8. A análise de modelagem suave independente de analogias entre classes (SIMCA) classificou corretamente todas as amostras do conjunto de teste. Os resultados foram promissores para fins de investigação forense. A técnica WDXRF se mostrou viável para análise de amostras do núcleo de chumbo de projéteis de fuzis e a análise estatística aplicada se mostrou adequada para discriminação dos projéteis de fuzis a partir dos dados espectrais. O percentual dos elementos obtidos pelo método dos parâmetros fundamentais foi investigado pelas mesmas técnicas (PCA e HCA), porém os 6 grupos de projéteis não foram totalmente discriminados. O percentual de antimônio se mostrou determinante para separação de alguns grupos, principalmente do grupo CBC do ano de 2016, devido ao alto teor de antimônio que este grupo apresentou. A análise de variância (ANOVA) de Welch, seguida pelo teste de Games-Howell, do percentual de antimônio confirmou que este elemento, por si só, pode diferenciar quase todos os grupos de projéteis. A técnica WDXRF tem a vantagem de ser simples e rápida, além de preservar as evidências por se tratar de um método não destrutivo.

HCA, PCA, SIMCA, k-NN, WDXRF
Rifle bullets are usually deformed after firing, hampering the identification of the firearm that made the shot and consequently the shooter by ballistic comparison using optical microscopy. In such cases, knowledge of the composition of the bullets can be an alternative means of identifying their origin. In this work, wavelength dispersion X-ray fluorescence (WDXRF) was used for the first time as a tool to identify the origin of rifle projectiles, with the aid of chemometrics. A total of 66 samples of lead core from 7.62 caliber rifle projectiles were analyzed. These samples form 6 distinct groups of projectiles, considering the manufacturer and the year of manufacture: Companhia Brasileira de Cartuchos (CBC) of the year 2009 and of the year 2016, Israel Military Industries (IMI), Federal Cartridge (FC), Fray Luiz Beltrán (FLB) and Zavod Vlasim (ZV). Principal component analysis (PCA) on the spectral data discriminated these 6 projectile groups. The first 3 principal components (PC) were responsible for more than 99% of the variability in the samples. The spectral regions of antimony and X-ray scattering were decisive for the discrimination of the groups. The dendrogram obtained in the hierarchical cluster analysis (HCA) showed the formation of 6 groups with a relative distance of 0,85. The k-nearest neighbor (k-NN) analysis was able to correctly classify all 17 samples used in the test set, using 1 ≥ k ≥ 8. The smooth modeling analysis independent of class analogies (SIMCA) correctly classified all samples in the test set. The results were promising for forensic investigation purposes. The WDXRF technique proved to be viable for the analysis of lead core samples from rifle projectiles and the applied statistical analysis proved to be adequate for the discrimination of rifle projectiles from the spectral data. The percentage of elements obtained by the method of fundamental parameters were investigated by the same techniques (PCA and HCA), however the 6 groups of projectiles were not fully discriminated. The percentage of antimony proved to be decisive for the separation of some groups, mainly the CBC group of the year 2016, due to the high content of antimony that this group presented. Welch's analysis of variance (ANOVA), followed by the Games-Howell test, of the percentage of antimony confirmed that this element alone can differentiate almost all projectile groups. The WDXRF technique has the advantage of being simple and fast, in addition to preserving evidence as it is a non-destructive method.
HCA, PCA, SIMCA, k-NN, WDXRF
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
O trabalho possui divulgação autorizada
Tese_Final_SIGAA_recorrigida (1).pdf

Contexto

QUÍMICA
LP7 – QUÍMICA ANALÍTICA APLICADA
Desenvolvimento de métodos analíticos alternativos para coleta e análise de componentes de cartuchos e de resíduos de armas de fogo.

Banca Examinadora

JOSE GERALDO ROCHA JUNIOR
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
JOSE GERALDO ROCHA JUNIOR Docente - PERMANENTE
ANDRE VINICIUS DOS SANTOS CANUTO Participante Externo
MARTHA MARIA ANDREOTTI FAVARO Participante Externo
FLAVIO COUTO CORDEIRO Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
CONS NAC DE DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLOGICO - Edital Universal CNPq 48
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO - Infraestrutura 48

Vínculo

CLT
Empresa Privada
Ensino e Pesquisa
Sim
Plataforma Sucupira
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