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Espectroscopia de Raman e Imagiologia de Infravermelho no estudo de Impressões Digitais e Vestígios de Explosivos Associados

Palavras-chave: Química forense,Espectroscopia de Raman,Imagiologia,Impressão digital,Explosivos

As técnicas espectroscópicas têm adquirido bastante interesse em áreas forenses, não só devido à simplicidade e rapidez na obtenção dos resultados das análises mas, particularmente, devido à não destruição de amostras usadas, que podem assim ser reanalisadas. Neste âmbito, o presente trabalho tinha como objectivo analisar a possibilidade do uso das espectroscopias de infravermelho (IV) e de Raman na identificação da presença de resíduos de explosivos em impressões digitais “recolhidas em pessoa suspeita de manipular previamente partículas de explosivos”. Com recurso a estas técnicas, foram identificados com sucesso 6 explosivos em impressões digitais, nomeadamente, nitrato de amónio (ANFO), 1,1-diamino-2,2-dinitroeteno (FOX-7), trinitotoueno (TNT), ciclotrimetilenotrinitramina (RDX), ciclotetrametilenotetranitroamina (HMX) e hexanitroestilbeno (HNS). As amostras de explosivos foram analisadas sem pré-tratamento, após introdução de pequenas quantidades de cada uma delas sobre uma janela de fluoreto de bário (BaF2) ou lâmina de pyrex, consoante a análise fosse por espectroscopia de infravermelho ou de Raman. No infravermelho os espectros foram obtidos em transmissão, usando um detector LN Cooled MCT, tempo de aquisição de 5 s, resolução espectral de 4 cm -1, e gama espectral definida 4000 - 650 cm-1. Em Raman, usou-se um laser de 633 nm como fonte de excitação, abertura de 200 μm, objectiva de 10x, tempo de aquisição de 30 s e 2 acumulações. Os espectros das amostras obtidos neste estudo, foram comparados com os da literatura. Procedeu-se, depois, à construção de uma biblioteca de espectros de explosivos, para posterior uso nos ensaios com “amostras cegas”. Foram também usadas as imagiologias químicas de infravermelho e de Raman, com o objectivo de visualisar e identificar os vestígios de explosivos presentes em impressões digitais latentes. O estudo provou que ambas as técnicas são eficazes para a análise e identificação de amostras de explosivos em impressões digitais latentes. Palavras-chave: Espectroscopia de infravermelho, espectroscopia de Raman, explosivos, impressão digital, imagiologia química e mapeamento por infravermelho e Raman (Raman mapping).

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Limpeza de elementos municiais em balística forense

Palavras-chave: Química,Química Forense,Armas,Munições

A presente dissertação tem por objetivo a implementação de novos métodos de limpeza de elementos municiais de modo a substituir os métodos usados na Especialidade Forense de Balística do Laboratório de Polícia Científica da Polícia Judiciária. Estes métodos pretendem remover os três tipos de degradação/contaminação mais comuns na prática pericial do laboratório: gesso, corrosão e sangue. Os resultados obtidos no decorrer do trabalho foram avaliados de acordo com critérios previamente definidos nomeadamente que o método tem que permitir a comparação microscópica dos elementos municiais, limpar os mesmos, não pode ser abrasivo para o metal da blindagem, ser de fácil implementação em rotina, ser rápido, ter baixos custos e ser reprodutível. Foram testados dois métodos referência: o que está implementado no laboratório e o que está contemplado no manual de boas práticas do ENFSI. De forma geral os métodos referência não preenchem os dois principais critérios estabelecidos visto que não permitem a comparação nem limpam os elementos de forma satisfatória. Foram então desenvolvidos e avaliados novos métodos para a limpeza dos elementos municiais. Estes envolvem o uso de ultrassons com banho de Extran a 1 e 2.5% e de água destilada, ácido acético a 15%, eletrólise a 150mA e peróxido de hidrogénio a 30% com controlos macro e microscópicos a diferentes tempos. É de salientar que nem todos os métodos foram usados para cada tipo de degradação/contaminação. Concluiu-se que, para cada tipo de degradação/contaminação, existe pelo menos um novo método mais eficaz que o usado no laboratório podendo portanto substituí-lo.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento de um adesivo de base aquosa

Palavras-chave: Industria Química,Adesivo

Os adesivos à base de solventes orgânicos são cada vez mais produtos de tempo de vida limitado, alguns até já restritos, pelas imposições legais que os abrangem. Assim, o interesse no estudo e comercialização de adesivos de base aquosa tem vindo a crescer ao longo das últimas décadas. Os principais objetivos deste estudo académico centraram-se no desenvolvimento e otimização de adesivos cujo polímero principal foi o policloropreno. A principal aplicação deste adesivo incide na união de espumas de poliuretano utilizadas na construção de colchões, sofás, mobiliários, automóveis, etc. A finalidade deste trabalho foi a obtenção de um adesivo estável e com elevada adesão de modo a possibilitar um trabalho de montagem rápido e de elevada qualidade, permitindo deste modo o transporte quase imediato dos materiais unidos. Uma das principais características deste adesivo é que este deveria apresentar uma viscosidade baixa uma vez que o seu método de aplicação vai ocorrer por pulverização através de uma pistola a um componente. Inicialmente, começou-se por estudar as propriedades de um adesivo já existente no mercado, Simalfa 315 OF, e tentou-se perceber a importância de alguns dos seus aditivos na formulação. Seguidamente, procedeu-se ao estudo da redução da percentagem de policloropreno em formulações adesivas para espumas de poliuretano. Por fim, tentou-se aperfeiçoar as propriedades de adesão das formulações através da adição de vários aditivos. As amostras foram caracterizadas com base em diferentes técnicas e métodos analíticos. De todas as amostras estudadas, a mais promissora apresentava uma diminuição da quantidade policloropreno inicial para 20% juntamente com dois aditivos que favoreceram a adesão inicial ao substrato, designadamente a glicose e as nanopartículas de sílica. Foram também introduzidas nanopartículas de prata devido ao seu efeito antibacteriano e ajustada a viscosidade com a inclusão de um espessante, a goma xantana. Concluindo, um aumento da percentagem de agentes espessantes poderá levar à formação de géis. Este aumento de viscosidade poderá alargar a aplicação do adesivo a outras áreas de mercado, xi i desde a indústria do calçado até à construção civil onde poderá ser utilizado como um adesivo de revestimento na colagem de pavimentos.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Controlo da qualidade e ambiente na indústria automóvel : reaproveitamento de água e valorização energética de resíduos

Palavras-chave: Química,Controlo de qualidade e ambiente,Ambiente,Indústria automóvel,Poluição

O objetivo geral deste projeto, como fase integrante da Área de Controlo de Qualidade, do Mestrado em Química, teve como principal foco alcançar um nível de conhecimento, desenvolvimento pessoal e na execução de testes físicos e mecânicos aos materiais, quer sejam peças ou matérias-primas, de forma a garantir a uniformidade do produto acabado bem como cumprir especificações exigidas pelo cliente ao abrigo de normas específicas. Inserido na indústria de componentes automóvel, este estágio permitiu a concretização de bases sustentáveis para crescer profissionalmente com sucesso, uma vez que me concedeu o contacto com um laboratório de qualidade certificado, técnicas de controlo ambiental, auditorias internas e externas e Sistemas de Gestão da Qualidade. Em meados do mês de fevereiro para além do trabalho contínuo realizado na empresa de controlo de qualidade, surgiu a oportunidade de realizar um estudo relativo à recuperação das águas oleosas da Plasfil com o auxílio de diversas entidades. A par da análise dos custos e dos diversos equipamentos de separadores de hidrocarbonetos passíveis de poderem ser utilizados, foram realizadas diversas análises de laboratório que constam nesta dissertação. Os resultados obtidos neste trabalho, como a capacidade e otimização de extração na recuperação da água, a recuperação do adsorvente e a valorização energética de óleos, permitem recomendar a implementação de um separador de hidrocarbonetos nesta indústria, como forma de obter uma melhoria constante a vários níveis para todos. Palavras chave: Controlo de qualidade e ambiente; reciclagem; separador de hidrocarbonetos; valorização energética

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Aplicação de imagem digital ao Controlo da Qualidade

Palavras-chave: Processamento de imagem digital,Espectrofotometria de absorção,Controlo de qualidade

Neste trabalho pretendeu-se quantificar o grau de diluição de um corante (solução de Ferro(II) - Ortofenantrolina) em meio aquoso através de duas técnicas: Espectrofotometria de absorção molecular e uso de imagem digital, e estudar os fios de lã com base na cor. No estudo de quantificação através da imagem digital foram controladas as condições de iluminação de modo a obter uma imagem de boa qualidade. Foram utilizados sete padrões, e em cada caso, as soluções foram fotografadas em triplicado. No tratamento de imagem foi utilizado um programa de manipulação de imagem (GIMP 2) para recortar secções de imagem a tratar que foram posteriormente analisados pelo Matlab no sentido de obter estimativas numéricas da imagem RGB e subsequentemente realizar a calibração e quantificação. A precisão e exatidão foi validado utilizando espectrofotómetria de absorção molecular UV-Vis como método de referência. No estudo dos fios de lã, foram utilizadas amostras dos fios de lã e comparálas com base nas suas cores. Foram realizados ensaios preliminares para avaliar as variações dos efeitos das condições de iluminação, estudos da repetibilidade de forma a avaliar os efeitos dos factores na variabilidade total e análise hierárquico de agrupamentos para observar semelhanças entre os fios com base nas suas distâncias. Foram utilizados dois tipos de dispositivo para adquirir as imagens, câmara digital e scanner de mesa, e depois comparou-se os resultados obtidos nos dois casos. Palavras-chave Processamento de imagem digital, modelo de cor RGB, Química Analítica

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Implementação e validação da oxidabilidade em águas pelo método de fluxo segmentado

Palavras-chave: Química,Ambiente,Controlo de qualidade,Permanganato

O principal objetivo deste trabalho consistiu na implementação e validação de um novo método para a determinação do índice de permanganato em águas, de forma a, futuramente, poder substituir o atual método titulométrico. Para isso, foi necessário proceder à validação do método, a análise em fluxo contínuo segmentado, para garantir que o mesmo é adequado a esta determinação analítica. Este processo de validação irá culminar com a candidatura à acreditação. Para validar o método da análise do índice de permanganato por fluxo segmentado, foi necessário proceder a diversos estudos do mesmo: validar a gama de trabalho pretendida, avaliar a sua precisão e exatidão e testar a linearidade do mesmo. Um outro aspeto relevante para a validação deste método, consistiu em fazer a comparação com o método usado para a determinação deste parâmetro, a titulação, que é um método já implementado e acreditado. Esta comparação é extremamente importante pois, se, estatisticamente, os resultados do novo método forem equivalentes aos do método já implementado, então é possível aplicar esta nova metodologia num futuro próximo. Todos os resultados têm associados a si uma incerteza. Neste trabalho foram ainda efetuadas as estimativas das incertezas associadas aos métodos de determinação do índice de permanganato, através da aplicação da norma recentemente criada para este efeito: Norma ISO 11352:2012. Os resultados obtidos permitem chegar à conclusão de que é possível implementar o novo método de análise para a determinação do índice de permanganato, facilitando o trabalho de rotina no laboratório, devido à sua automatização. Palavras-chave: Índice de permanganato, Fluxo segmentado, Controlo de Qualidade, Incerteza, Validação, Comparação de métodos.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Análise espacial e temporal de uma base de dados criminais

Palavras-chave: Química Forense

Este trabalho assenta na aplicação de métodos quimiométricos no tratamento da informação multivariada relativa a estatísticas criminais. Uma das principais contribuições destes métodos de tratamento de informação é claramente auxiliar a interpretação e racionalização dos dados que passa, em grande medida, pela deteção dos padrões subjacentes. Só quando estes são conhecidos se podem criar modelos de previsão e desenvolver políticas de prevenção e controlo. Neste contexto a análise multivariada é incontornável quando se está perante informação proveniente de sistemas multicomponentes. Na maioria dos casos, a inspeção do perfil global dos dados é claramente mais informativa que a avaliação parâmetro a parâmetro. Neste trabalho é efetuada a caracterização de uma variedade de dados relativos a detenções e a delitos cometidos nos Estados Unidos da América durante o período de 2005 a 2011. Os resultados mostram que a combinação dos métodos quimiométricos selecionados (análise de agrupamentos hierárquico, análise de componentes principais) com algumas medidas econométricas (curva de Lorenz e coeficiente de Gini), permite tirar conclusões sobre a distribuição e relação espácio-temporal de vários tipos de crimes. A abordagem proposta pode servir de base para futuros desenvolvimentos na criação de modelos e análise de fatores, também aqui enunciados. Especificamente, os crimes relacionados com a droga e o álcool desempenham um papel fulcral na distinção entre os diversos estados americanos. Existe uma variação gradual das características criminais desde os estados rurais do centro Norte até à periferia mais rica e urbanizada. A correlação com outros indicadores, nomeadamente a população e o crime, foram também encontrados.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Perfil de ácidos gordos nos alimentos: Validação de um método analítico

Palavras-chave: Validação,Acreditação,Ácidos gordos,Perfil ácidos gordos,GC,Estatística,Normas,Alimentação

Tem existido, cada vez mais, a necessidade de minimizar tempo, gastos e extensão dos ensaios laboratoriais em laboratórios de análises químicas, e no laboratório de segurança alimentar-Controlvet, não é excepção. Esta dissertação foca-se numa tentativa de junção de dois métodos que a empresa utiliza em separado: uma para obtenção de gordura total, através do método de soxhlet e outro que utiliza essa gordura para quantificar o perfil de ácidos gordos utilizando a instrumentação analítica de cromatografia gasosa com um detector de ionização em chama. Fundamentalmente este estudo foi baseado num método da AOAC que nos permite obter a percentagem total de gorduras e o perfil de ácidos gordos de uma só vez utilizando o GC-FID. Palavras chave Validação, acreditação, ácidos gordos, perfil ácidos gordos, GC, estatística, normas, alimentação.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Verificação de conformidade validação de um método analítico

Palavras-chave: Validação,certificação,acreditação,teste de conformidade,controlo da qualidade,EDTA,Validation,accreditation,certification,quality control,conformity acessment,EDTA

Neste trabalho pretende-se mostrar a necessidade e importância do Controlo e Qualidade na área da Indústria Farmacêutica para garantir a qualidade dos seus produtos. Este trabalho é desenvolvido nas instalações dos Laboratórios Basi e, indo ao encontro das necessidades do Laboratório, nomeadamente na necessidade de encontrar um método analítico especí co, para o m pertendido, consistiu na validação desse método para satisfazer um dos requisitos de análise para um novo produto farmacêutico. Um dos parâmetros de análise do novo produto é o doseamento do ácido 1,1',2,2 '-(Etano-1,2-dinitrilo)tetraacético ou ácido etilenodiaminatetraacético, doravante EDTA, que tem como função remover possíveis metais pesados do produto que possam interferir com a sua estabilidade. Deste modo, para a validação do método foram avaliados os seguintes parâ- metros: especi cidade, gama de trabalho, sensibilidade, limites analíticos, precis ão, exactidão e robustez. Obteve-se, em todos os parâmetros submetidos em avaliação, resultados credíveis que evoluíram no sentido da validação do método analítico e posterior implementação.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Síntese de porfirinas e metaloporfirinas de cobalto (II) para captura de CO2 gasoso

Palavras-chave: Ambiente,Poluição do ar,Dióxido de carbono,Porfirinas

A Química como ciência que estuda a matéria e as suas transformações, engloba várias áreas de estudo. A Química aplicada ao controlo ambiental, visa o desenvolvimento de métodos para resolução de problemas ambientais específicos, tais como o consumo de energia (economia dos recursos naturais), a ecologia (preocupação com ecossistemas) e a degradação ambiental, devido à poluição e aos gases do efeito de estufa. Uma vez que um dos maiores problemas ambientais actuais, consiste no aquecimento global, devido ao efeito de estufa causado pela grande quantidade de poluentes atmosféricos (metano, dióxido de carbono, óxidos de azoto, entre outros), surge a necessidade de se agir com vista à diminuição destes gases na atmosfera. A química ambiental surge neste âmbito para investigar métodos para captação do dióxido de carbono e sua eventual conversão, baseados em novas tecnologias. Assim sendo, neste trabalho procuraram-se novos materiais para adsorpção do CO2 gasoso recorrendo a porfirinas e metaloporfirinas de cobalto, com vários grupos substituintes nas posições meso. Os estudos aqui apresentados permitem entender as interacções entre os diferentes materiais e a molécula de CO2. O conhecimento dessas interacções é fundamental para o planeamento futuro da síntese de novas moléculas capazes de coordenar e adsorver CO2 e dessa forma permitir diminuir a sua concentração na atmosfera. Dos estudos de adsorpção de CO2 gasoso realizados, verificou-se que a adsorpção de CO2 pela p-amino-fenil-porfirina de cobalto e p-nitro-fenil-porfirina são significativas e abrem perspectivas muito boas para utilização ambiental.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento de produtos inovadores destinado ao tratamento de superfície de rolhas de cortiça

Palavras-chave: Química,Controle de qualidade e ambiente,Indústria da madeira,Rolhas de cortiça,Polímero,Revestimento

A rolha de cortiça é o produto mais famoso da indústria corticeira, mas o crescente desenvolvimento de vedantes alternativos tem vindo a ser uma ameaça a este vedante tradicional. O mercado está cada vez mais exigente, e a margem para defeitos está cada vez menor. Um dos grandes problemas das rolhas de cortiça usadas em bebidas espirituosas tem sido a migração do tratamento de superfície para o gargalo da garrafa, deixando-o com um aspeto gorduroso que não é apreciado pelo cliente final. Para que a rolha de cortiça não perca o seu prestígio, e para que volte a entrar no mercado das bebidas espirituosas que tem sido “invadido” pelos vedantes alternativos, é de extrema importância o desenvolvimento de produtos inovadores para o tratamento de superfície de rolhas de cortiça, de forma a eliminar as debilidades dos tratamentos tradicionais cuja evolução tem sido praticamente inexistente nas últimas duas décadas. É importante dar valor à cortiça, de forma competitiva, inovadora e diferenciada. Este projecto visa o estudo de novos revestimentos poliméricos a serem usados como tratamento de superfície nas rolhas de cortiça. Este sistema polimérico deverá ter elevada afinidade com a cortiça, evitando a migração do revestimento para o gargalo e posteriormente para a bebida, deverá ter capacidade de impermeabilização da superfície da rolha, protegendo a rolha do ataque da bebida, deverá possuir inércia química, de forma a minimizar possíveis interações com a bebida e distribuição homogénea, formando uma camada fina sobre toda a rolha. Numa primeira fase foram estudados os tratamentos de superfície atualmente utilizados e caracterizada a superfície da rolha de cortiça. Posteriormente foi realizado um estudo intensivo da relação entre a arquitetura do polímero e a adesão à superfície da rolha em ambiente alcoólico. Neste estudo foram usados essencialmente dois tipos distintos de polímeros, polímeros à base de celulose e polímeros acrílicos. Para perceber o comportamento destes polímeros na adesão à rolha de cortiça foram realizados testes de migração do revestimento e de matéria corante para a solução etanólica, analisada a hidrofobicidade da superfície e caracterizadas as soluções poliméricas. De todos os polímeros testados os que apresentam melhor desempenho para serem usados como tratamento de superfície de rolhas de cortiça foram os polímeros celulósicos com substituição catiónica, os SoftCAT, mais especificamente o SoftCAT SL-100 que possui maior número de substituições hidrofóbicas. Este polímero apresentou uma hidrofobicidade adequada e boa adesão à cortiça, mesmo a baixas concentrações.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Síntese e caraterização de compostos de coordenação envolvendo derivados de 4-etil-2,6-diformilfenol

Palavras-chave: Química,Ambiente,Recursos hidricos,Poluição

Os iões metálicos estiveram sempre presentes no meio ambiente, mas com o crescimento da atividade industrial tornaram-se mais frequentes. A poluição por libertação de metais para o meio ambiente, representa um grave problema ambiental. Uma das principais consequências desta prática é a poluição dos recursos hídricos. As soluções disponíveis para este problema multiplicam-se quer em quantidade quer em qualidade. Estratégias como a precipitação química, o tratamento eletroquímico, a troca iónica, a extração por solventes, a separação por membrana e a adsorção são alguns exemplos de possíveis estratégias de tratamento. Deste modo, neste projeto foram sintetizados ligandos orgânicos e foi investigada a hipótese de coordenarem com aqueles poluentes. Experimentalmente, foi necessário determinar a solubilidade destes compostos e o seu raio hidrodinâmico. Procedendo-se ao desenvolvimento de testes que demostram a existência de interação entre o agente quelante e os iões metálicos escolhidos, analisamos também a influência do pH nesta interação. Esta presença ou ausência de complexação foi estudada através das técnicas de espetrofotometria de absorção no ultravioleta-visível e espetroscopia de ressonância magnética nuclear de protão. Futuramente, os resultados obtidos podem, por exemplo, servir de base para uma nova estratégia de remoção de metais do meio ambiente, com especial atenção para o caso dos recursos hídricos.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Avaliação de Perfis de Degradação Química de Um Produto Farmacêutico

Palavras-chave: Química,Produto Farmacêutico,Estabilização

A estabilidade de um produto farmacêutico é um parâmetro de grande importância que tende a avaliar a qualidade, segurança e eficácia exigidas para o registo de produtos farmacêuticos, de modo a cumprir com as exigências legais. A determinação da estabilidade tem por base o cuidado existente com a saúde pública, visto que a falta de estabilidade pode comprometer a eficácia terapêutica assim como pode causar efeitos tóxicos como resultado da degradação dos fármacos. Este trabalho tem como objetivo a execução e interpretação de resultados de análises de estabilidade de um estudo efetuado para o produto Ondansetron injetável. Além disso, pretende ainda avaliar-se, através de estudos de stress, que fatores afetam a degradação deste fármaco. Assim, será avaliado o impacto de vários fatores associados à cinética de degradação do Ondansetron. Palavras-chave: fármacos, estudos de estabilidade, degradação química, Ondansetron.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais