Nome do Projeto
DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS COM APLICAÇÃO DE DISPOSITIVOS MÓVEIS PARA ESTUDOS EM QUÍMICA FORENSE
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/08/2020 - 01/08/2028
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Resumo
Com o avanço das tecnologias surgem oportunidades em diversas áreas permitindo o maior acesso e compartilhamento de informações de forma rápida, tendo em vista a intensificação de conhecimentos no ambiente digital. A aplicabilidade de novas tecnologias tem sido promissora na área pericial associado à popularização dos smartphones e na possibilidade de estudos em Química Forense. Nos últimos tempos, estratégias têm sido utilizadas para tornar metodologias em análises químicas mais sustentáveis de acordo com os princípios da química verde resultando em benefícios como a utilização de menor quantidade de solventes e reagentes tóxicos, assim como a minimização do tamanho e número de amostras. Considerando estas premissas e agregando nas análises químicas no âmbito forense, este estudo tem como finalidade, o desenvolvimento de metodologias de baixo custo, com total ou significativa redução de resíduos químicos, vislumbrando análises em microescala, como exemplo, spot tests, sendo estes aplicados a reações químicas sensíveis e seletivas, cuja principal característica é a manipulação de pequenas quantidades de amostras e reagentes. Dessa forma, o uso de tecnologias de aquisição e processamento de imagens, assim como a popularização de dispositivos móveis tem atraído à atenção da comunidade científica para aplicação em análises químicas para auxílio da rotina de uma investigação pericial. E, enfatizado, o emprego de smartphones no âmbito forense para várias finalidades utilizando-se os mais diversos recursos por eles disponibilizados, diferentemente de quando aplicado em análises químicas com o uso de equipamentos como colorímetros, espectrofotômetros e fluorômetros, os quais dificultam desenvolvimento de metodologias com as premissas da química verde e redução de tempo de análise. O caráter altamente especializado da perícia criminal requer método, preparação e conhecimento e, neste sentido, são muitas as potenciais aplicações de smartphones na perícia. Inclusive, estes dispositivos já vêm sendo utilizados a fim de fornecer mais agilidade, produtividade e qualidade de serviço ao perito. Dessa forma, o projeto será conduzido no âmbito da Química Forense com o desempenho dos smartphones e aplicação de dispositivos auxiliares, com o objetivo de: a) análise de imagens digitais de vestígios, destacando-se os vestígios biológicos, quanto a estimativa do tempo de exposição destes, bem como sua classificação e reconhecimento de numa cena de crime e b) estudos com substâncias químicas de interesse forense no desenvolvimento de metodologias e aplicações analíticas empregando técnicas de correlação linear para análises univariadas ou multivariadas para avaliar relações de agrupamento ou até mesmo calibrações com um grande número de variáveis. Neste estudo, primeiramente iremos utilizar o PhotoMetrix® e, posteriormente, outros aplicativos para realizar estudos de tempo de exposição de vestígios e, também, de análises de químicas por meio da utilização de imagens capturadas pela câmera de smartphones resultando em uma análise versátil, acessível e rápida de enorme importância para análises forenses.
Objetivo Geral
O presente projeto tem como objetivo geral desenvolver metodologias em análises químicas para avaliação qualitativa e/ou quantitativa de substâncias químicas de interesse forense; de identificação de tempo de exposição de vestígios, tais como sangue e saliva sintéticos; e outras metodologias com a finalidade de uso de smartphones explorando aplicativos como o Photometrix® e outros para testes preliminares auxiliando na rotina da perícia.
Justificativa
O presente estudo justifica pela necessidade da perícia em obter resultados preliminares rápidos e, também, a praticidade de desenvolvimento de pesquisa em Química Forense aliando os dispositivos móveis por meio de aplicativos de smartphones representando um potencial avanço na investigação de cenas de crime, dado sua praticidade, agilidade, baixo custo e acessibilidade.
Metodologia
Para a captura das imagens supracitadas, será elaborado um sistema de iluminação simples e acessível. O sistema consistirá em uma caixa de papelão, cujas faces laterais e superiores serão substituídas por papel manteiga de forma a garantir uma incidência uniforme de luz. Para iluminação, será utilizada uma luminária de mesa, articulável, com uma lâmpada LED de luz branca, da marca Intral (100a240V-50/60Hz-15W; FP≥0,7/1320lm/6500K) posicionada acima da caixa.
Smartphones de diferentes marcas, modelos e sistema operacional serão utilizados para o desenvolvimento de metodologias para fins de identificação de tempo de exposição de vestígios em ambiente simulado de cena de crime. E, também, para avaliação qualitativa e quantitativa de substâncias psicotrópicas e de outras substâncias químicas de interesse forense. Para o estudo das imagens capturadas, será empregado o PhotoMetrix® e outros aplicativos, para o desenvolvimento de metodologias analíticas eficientes e de custo acessível para testes preliminares, o qual transmite detalhadamente e, em tempo real, informações da composição da imagem digital detectada pela câmera.
O tempo necessário das análises será realizado, conforme período pertinente de estudo para cada vestígio e, de forma mais detalhadamente, quando obtidas alterações progressivas dos resultados no decorrer de um período mais curto e, também, mais recorrente no trabalho pericial.
Para ambos os estudos com amostras biológicas sintéticas e substâncias químicas de interesse forense, o número de amostras representativas será obtido conforme orientação de procedimento pericial, assim como a coleta e, os cuidados de armazenamento para avaliação adequada destas durante o estudo. No entanto, amostras de vestígios de cunho biológicos serão todos sintéticos pela justificativa que não há autorização das autoridades policiais de pessoas civis em locais de cenas de crime para investigação pericial. As amostras de substâncias químicas psicotrópicas serão fornecidas de doações de estabelecimentos comerciais farmacêuticos e outras substâncias químicas de estudos forenses serão adquiridas de apreensões da Polícia Federal mediante cooperação entre ambas as instituições federais.
a) Para fins de análise qualitativa de vestígios de amostras biológicas sintéticas de sangue e saliva:
Os testes mais utilizados para identificação de sangue são o Kastle-Meyer, Luminol e o teste da fenolftaleína. Estes testes, embora presuntivos e sujeitos a falsos positivos e falsos negativos, além de serem elementos identificadores, têm potencial para outras finalidades como auxiliar na estimativa do tempo de deposição de manchas de sangue. É válido destacar que os testes presuntivos não são capazes de diferenciar a natureza de um vestígio de sangue. Para tal, testes confirmatórios podem ser usados a fim de identificar uma mancha como um determinado fluido corporal, mas eles sofrem de muitas das mesmas deficiências que os testes presuntivos e não podem ser realizados diretamente na cena do crime.
Ademais, não existe um método único que possa ser usado para a identificação de vários fluidos corporais fazendo com que seja necessária a realização de diferentes testes na mesma amostra até que uma identificação positiva seja alcançada. Métodos bioquímicos podem ser adotados a fim de identificar presuntivamente a natureza de uma mancha, entretanto, muitos desses testes são destrutivos e/ou consomem parte da amostra. Sendo assim, partindo do conhecimento dos princípios de ação dos testes do Luminol e Kastle-Meyer, é possível estimar que, ao passo que são sensíveis a ponto de responder a concentrações limitadas de sangue, a intensidade com a qual reagem também o seja. Com isso, é possível que na cena de crime, seja feita uma triagem dos vestígios a serem coletados, com base no intervalo de tempo que ali estiveram presentes e avaliar o tempo de exposição comparando com os resultados obtidos pela captura de imagens no smartphone e com testes da literatura pela questão de custo, tempo e acessibilidade aos dispositivos móveis.
Para estudos com outro vestígio, como a saliva, não há metodologia oficial para estudo de tempo de exposição da saliva com o intuito de predizer esta estimativa numa cena de crime e auxiliar nas investigações periciais. Dessa forma, este estudo será realizado primeiramente sem um referencial teórico para embasamento de orientação metodológica e, sim as avaliações serão todas feitas com avaliação criteriosa de todas as variáveis de estudo para obtenção de resultados satisfatórios para tal propósito.
b) Para fins de análise qualitativa e quantitativa de substâncias químicas de interesse forense:
O aplicativo PhotoMetrix® foi desenvolvido para as plataformas Windows Phone e Android e está disponível gratuitamente na Windows Phone Store e Google Play Store. A primeira etapa consistirá na calibração do sistema colorimétrico empregando o PhotoMetrix®. Ao abrir o aplicativo, será selecionada a opção “Univariate Analysis”, na nova tela, selecionar “Vector RGB” e em seguida, “Calibration” para prosseguir com o processo de calibração. Por fim, considerar o número de amostras (pontos na curva analítica) que serão utilizados na curva de calibração. A próxima etapa será a captura da imagem, com o smartphone adequadamente posicionado no sistema de iluminação simples e acessível. Para isto será selecionado “Capture images”, iniciando com a captura de imagens em ordem crescente de concentração de substância química de interesse. Após capturar todas as seis imagens no processo de calibração, o programa exibe os modelos de calibração obtidos para todos os canais decompostos pelo software. Após a construção da curva de calibração pode-se analisar as amostras de vestígios e serão determinados os teores das substâncias químicas de interesse. Os modelos de regressão linear serão exibidos e então seguir para etapa de amostragem, definida anteriormente, clicando em “Sampling”. Na seqüência, será selecionado um modelo de calibração que apresente coeficiente de regressão (>0,99) e o aplicativo, calcula então, a concentração da substância química de interesse, com base na curva de calibração. Para reportar a o teor da substância química de interesse forense presente nas amostras, será considerado o valor determinado pelo aplicativo quanto a a massa de amostra pesada e a diluição durante o preparo da amostra.
Os dados das análises serão processados, avaliados e submetidos à análise estatística através da ferramenta de análise de variância (ANOVA) e, no caso de diferença significativa, submetidos à comparação de médias pelo teste Tukey (p≤0,05) utilizando o software Instat®.
Smartphones de diferentes marcas, modelos e sistema operacional serão utilizados para o desenvolvimento de metodologias para fins de identificação de tempo de exposição de vestígios em ambiente simulado de cena de crime. E, também, para avaliação qualitativa e quantitativa de substâncias psicotrópicas e de outras substâncias químicas de interesse forense. Para o estudo das imagens capturadas, será empregado o PhotoMetrix® e outros aplicativos, para o desenvolvimento de metodologias analíticas eficientes e de custo acessível para testes preliminares, o qual transmite detalhadamente e, em tempo real, informações da composição da imagem digital detectada pela câmera.
O tempo necessário das análises será realizado, conforme período pertinente de estudo para cada vestígio e, de forma mais detalhadamente, quando obtidas alterações progressivas dos resultados no decorrer de um período mais curto e, também, mais recorrente no trabalho pericial.
Para ambos os estudos com amostras biológicas sintéticas e substâncias químicas de interesse forense, o número de amostras representativas será obtido conforme orientação de procedimento pericial, assim como a coleta e, os cuidados de armazenamento para avaliação adequada destas durante o estudo. No entanto, amostras de vestígios de cunho biológicos serão todos sintéticos pela justificativa que não há autorização das autoridades policiais de pessoas civis em locais de cenas de crime para investigação pericial. As amostras de substâncias químicas psicotrópicas serão fornecidas de doações de estabelecimentos comerciais farmacêuticos e outras substâncias químicas de estudos forenses serão adquiridas de apreensões da Polícia Federal mediante cooperação entre ambas as instituições federais.
a) Para fins de análise qualitativa de vestígios de amostras biológicas sintéticas de sangue e saliva:
Os testes mais utilizados para identificação de sangue são o Kastle-Meyer, Luminol e o teste da fenolftaleína. Estes testes, embora presuntivos e sujeitos a falsos positivos e falsos negativos, além de serem elementos identificadores, têm potencial para outras finalidades como auxiliar na estimativa do tempo de deposição de manchas de sangue. É válido destacar que os testes presuntivos não são capazes de diferenciar a natureza de um vestígio de sangue. Para tal, testes confirmatórios podem ser usados a fim de identificar uma mancha como um determinado fluido corporal, mas eles sofrem de muitas das mesmas deficiências que os testes presuntivos e não podem ser realizados diretamente na cena do crime.
Ademais, não existe um método único que possa ser usado para a identificação de vários fluidos corporais fazendo com que seja necessária a realização de diferentes testes na mesma amostra até que uma identificação positiva seja alcançada. Métodos bioquímicos podem ser adotados a fim de identificar presuntivamente a natureza de uma mancha, entretanto, muitos desses testes são destrutivos e/ou consomem parte da amostra. Sendo assim, partindo do conhecimento dos princípios de ação dos testes do Luminol e Kastle-Meyer, é possível estimar que, ao passo que são sensíveis a ponto de responder a concentrações limitadas de sangue, a intensidade com a qual reagem também o seja. Com isso, é possível que na cena de crime, seja feita uma triagem dos vestígios a serem coletados, com base no intervalo de tempo que ali estiveram presentes e avaliar o tempo de exposição comparando com os resultados obtidos pela captura de imagens no smartphone e com testes da literatura pela questão de custo, tempo e acessibilidade aos dispositivos móveis.
Para estudos com outro vestígio, como a saliva, não há metodologia oficial para estudo de tempo de exposição da saliva com o intuito de predizer esta estimativa numa cena de crime e auxiliar nas investigações periciais. Dessa forma, este estudo será realizado primeiramente sem um referencial teórico para embasamento de orientação metodológica e, sim as avaliações serão todas feitas com avaliação criteriosa de todas as variáveis de estudo para obtenção de resultados satisfatórios para tal propósito.
b) Para fins de análise qualitativa e quantitativa de substâncias químicas de interesse forense:
O aplicativo PhotoMetrix® foi desenvolvido para as plataformas Windows Phone e Android e está disponível gratuitamente na Windows Phone Store e Google Play Store. A primeira etapa consistirá na calibração do sistema colorimétrico empregando o PhotoMetrix®. Ao abrir o aplicativo, será selecionada a opção “Univariate Analysis”, na nova tela, selecionar “Vector RGB” e em seguida, “Calibration” para prosseguir com o processo de calibração. Por fim, considerar o número de amostras (pontos na curva analítica) que serão utilizados na curva de calibração. A próxima etapa será a captura da imagem, com o smartphone adequadamente posicionado no sistema de iluminação simples e acessível. Para isto será selecionado “Capture images”, iniciando com a captura de imagens em ordem crescente de concentração de substância química de interesse. Após capturar todas as seis imagens no processo de calibração, o programa exibe os modelos de calibração obtidos para todos os canais decompostos pelo software. Após a construção da curva de calibração pode-se analisar as amostras de vestígios e serão determinados os teores das substâncias químicas de interesse. Os modelos de regressão linear serão exibidos e então seguir para etapa de amostragem, definida anteriormente, clicando em “Sampling”. Na seqüência, será selecionado um modelo de calibração que apresente coeficiente de regressão (>0,99) e o aplicativo, calcula então, a concentração da substância química de interesse, com base na curva de calibração. Para reportar a o teor da substância química de interesse forense presente nas amostras, será considerado o valor determinado pelo aplicativo quanto a a massa de amostra pesada e a diluição durante o preparo da amostra.
Os dados das análises serão processados, avaliados e submetidos à análise estatística através da ferramenta de análise de variância (ANOVA) e, no caso de diferença significativa, submetidos à comparação de médias pelo teste Tukey (p≤0,05) utilizando o software Instat®.
Indicadores, Metas e Resultados
A partir do desenvolvimento de metodologia analítica com o emprego de dispositivos móveis e a aplicação destas tecnologias de forma consolidada em investigações periciais considerando a enorme relevância da praticidade, custo-benefício e rapidez de fornecimento de resultados, este projeto tem como indicadores, metas e resultados:
a) Desenvolvimento de metodologias analíticas para fins de atividades periciais, como forma não somente de aplicação do conhecimento, mas também na dinamização deste em uma esfera profissional e multidisciplinar consolidando uma ampla troca de conhecimentos e experiências para alunos de graduação e pós-graduação ligados a Química Forense.
b) Apresentar os resultados obtidos deste estudo para que se possa viabilizar a aplicação em testes de rotina pericial, tais como: (i) identificação de tempo de exposição de vestígios, como sangue e saliva em ambiente simulado de cena de crime e (ii) avaliação qualitativa e quantitativa de substâncias psicotrópicas e de outras substâncias químicas de interesse forense.
c) Mostrar efetivamente sobre a importância das informações disponíveis através do uso de tecnologias acessíveis para análises preliminares numa investigação pericial, a fim de que um vestígio seja extraído e analisado de forma adequada.
d) Publicação de, aproximadamente 02 (dois) trabalhos, em anais de congressos e eventos científicos e 02 (dois) artigos em periódicos Qualis A ou B.
a) Desenvolvimento de metodologias analíticas para fins de atividades periciais, como forma não somente de aplicação do conhecimento, mas também na dinamização deste em uma esfera profissional e multidisciplinar consolidando uma ampla troca de conhecimentos e experiências para alunos de graduação e pós-graduação ligados a Química Forense.
b) Apresentar os resultados obtidos deste estudo para que se possa viabilizar a aplicação em testes de rotina pericial, tais como: (i) identificação de tempo de exposição de vestígios, como sangue e saliva em ambiente simulado de cena de crime e (ii) avaliação qualitativa e quantitativa de substâncias psicotrópicas e de outras substâncias químicas de interesse forense.
c) Mostrar efetivamente sobre a importância das informações disponíveis através do uso de tecnologias acessíveis para análises preliminares numa investigação pericial, a fim de que um vestígio seja extraído e analisado de forma adequada.
d) Publicação de, aproximadamente 02 (dois) trabalhos, em anais de congressos e eventos científicos e 02 (dois) artigos em periódicos Qualis A ou B.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| ANDERSON CRIZEL PINHEIRO HOLZ | |||
| Angélica de Avila Martins | |||
| CAMILA DA SILVA DE OLIVEIRA | |||
| CAMILY VITORIA WERNER THUROW | |||
| CHAIANI BATTISTI | |||
| CINTIA DA COSTA VIANNA | |||
| CLARISSA MARQUES MOREIRA DOS SANTOS | 1 | ||
| EDUARDO GRILL DA SILVA CARVALHO | |||
| HERICA CORTINAZ MACHADO | |||
| LUISA DE VARGAS MORALES | |||
| MAIARA SILVEIRA CALDEIRA | |||
| PRISCILA HATANO BAPTISTA |
Fontes Financiadoras
| Sigla / Nome | Valor | Administrador |
|---|---|---|
| CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível Superior | R$ 380,00 | Coordenador |