Apesar de ser uma das técnicas mais usadas e promisoras para a avaliação não-destrutiva de materais, a termografia pulsada (tp) ainda possui grandes desafios, especialmente na inspeção de materiais anisotrópicos. o “bluring”, a perda de visibilidade devido aos efeitos da condução de calor nas laterais e a distribuição não-uniforme decorrente da excitação térmica, constituem as principais limitações na capacidade de deteção da tp. este trabalho trata sobre a otimização da detecção e caracterização de defeitos internos em materiais compósitos por tp. a otimização é focada em treis eixos principais: na análise térmica-numérica, no tratamento de sinais termográficos e na análise quantitativa de defeitos. a análise termo-numérica é realizada através da simulação computacional do ensaio por termografia pulsada. um modelo baseado na equação de condução de calor em 3d e regime transiente é proposto para estudar o fenômeto térmico decorrente da excitação do material. através de um estudo paramêtrico foram analisados variáveis tais como a intensidade e distribuição espacial da excitação e a resistividade térmica dos defeitos. em relação às técnicas de processamento de sinais, foram analisadas as três técnicas mais usadas no tratamento de imagens térmicas obtidas por tp (dac, tsr e ppt). uma metodologia para estudar a performance das três técnicas foi desenvolvida. a relação sinal-ruído avaliada no máximo nível de contraste foi a variável adotada para analisar a performance de cada técnica em dados obtidos experimentalmente. além da análise das técnicas mencionadas, uma nova técnica de processamento de sinais foi desenvolvida e testada experimentalmente. a técnica, baseada no método de regresão partial least-squares, permite a decomposição da sequência térmica em fatores (ou componentes) ortogonais, permitindo desta forma a separação dos efeitos físicos mais importantes. a partir deste método de correlação foi desenvolvido um modelo empírico para a quantificação da profundidade e tamanho lateral dos defeitos empregando dados experimentais. ambos os métodos – de tratamento de sinais e quantificação de defeitos – foram analisados e comparados com técnicas tradicionais, apresentando uma melhoria substancial na relação sinal-ruído e na precisão no processo de inversão de profundidade e forma dos defeitos.