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Tipo: TCC
Título: Uma aplicação da análise de componentes principais na determinação do tamanho da maior diagonal de cristais de C3s em amostras de clínquer
Autor(es): Andrade, Isaac Emanuel Costa de
Orientador: Paz, Rosineide Fernando da
Palavras-chave em português: clínquer;cimento Portland;segmentação de imagens;detecção de objetos;PCA
Palavras-chave em inglês: clinker;portland cement;image segmentation;object detection;PCA
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Data do documento: 2025
Citação: ANDRADE, Isaac Emanuel Costa de. Uma aplicação da análise de componentes principais na determinação do tamanho da maior diagonal de cristais de C3s em amostras de clínquer. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Software) - Campus de Russas, Universidade Federal do Ceará, Russas, 2025.
Resumo: O clínquer é um produto intermediário do cimento Portland, compondo cerca de 90% deste. A qualidade desse insumo afeta diretamente a qualidade do produto final, e é avaliada por meio de técnicas como a microscopia. Esta envolve a análise de imagens microscópicas para examinar a composição do produto, como os cristais (fases do produto), porosidade, cal livre, entre outros. Dentre os elementos investigados, o cristal de C3S, também denominado alita, é o mais importante. Assim, informações como a forma, comprimento e distribuição deste elemento são de interesse para aferição da qualidade do produto. Em geral, essas informações são extraídas manualmente com o auxílio de um software gráfico. Assim, esse processo é demorado e suscetível a erros humanos. Com isso, o presente trabalho propõe um método para automatizar a extração de uma dessas informações, o comprimento dos cristais de C3S presentes no clínquer. Para determinar essa medida, a técnica Principal Component Analysis é utilizada para analisar o contorno de cada cristal, que previamente deve ser segmentado por um algoritmo de detecção de objetos. Essa técnica encontra uma componente que preserva a maior parte da variância dos dados, resultando em uma reta que aproxima a direção da maior diagonal do cristal. Em seguida, os dois pontos do contorno do cristal mais próximos das extremidades da reta são escolhidos, e a distância euclidiana entre eles é calculada em pixels. Em seguida, a distância encontrada é convertida para uma escala construída para melhor interpretação por parte do analista. O método é comparado com outros dois algoritmos: uma Regressão Linear Simples e um algoritmo baseado em máximos locais da distância em relação à centroide. O método proposto mostrou-se bastante rápido e mais preciso do que os outros dois algoritmos de aproximação. Como resultado, é esperado que esse processo forneça uma boa estimativa do comprimento do cristal em uma escala usual em laboratórios de controle de qualidade de cimento.
Abstract: Clinker is an intermediate product of Portland cement, composing about 90% of it. Clinker’s quality affects directly the quality of the final product, and is evaluated using techniques such as microscopy. Microscopy involves the analysis of microscopic images in order to examine the product’s composition, such as crystals (product phases), porosity, free lime, and so on. Among the investigated elements, the C3S crystal, also called alite, is the most important one. Thus, information such as the distribution of shape and length of this element is of interest to the assessment of product quality. In general, this information is extracted manually, with the help of graphic software. Therefore, this process takes a long time and is subject to human error. Given this, the present work proposes a method to automate the extraction of one of those informations, the length of the C3S crystals present in clinker. To determine that measure, the Principal Component Analysis technique is used here to analyze the contour of each crystal, that must be previously segmented by an object detection algorithm. This technique finds a component that preserves the most variance of the data, resulting in a line that approximates the direction of the longest diagonal of the crystal. After, the two points closest to the extremes of the line are chosen, and the Euclidean distance between them is calculated in pixels. Following that, the calculated distance is converted to a scale built for better interpretation by the analyst. The method is compared with two other algorithms: Simple Linear Regression and an algorithm based on local maxima of distances to the centroid. The proposed method showed to be quite fast and more precise than the other two approximation algorithms. As a result, it is expected that this process will provide a good estimate of the crystal’s length in a scale that is usual to the cement quality control laboratories.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79920
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0001-1558-8017
Currículo Lattes do(s) Autor(es): https://lattes.cnpq.br/4651269455660375
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA DE SOFTWARE - RUSSAS - Monografias

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