analiza petelor de sânge în urma unei împușcături poate fi esențială pentru găsirea făptuitorului, dar este un domeniu de criminalistică care este pus sub semnul întrebării., Sidney Perkowitz explică modul de a înțelege fizica spatele distribuție de sânge ar putea ajuta să descopere adevărul
Joe Bryan, după ce un popular și respectat directorul liceului într-un mic oraș din Texas, a fost în închisoare de peste 30 de ani. El execută o pedeapsă de 99 de ani pentru împușcarea și uciderea soției sale în 1985. Dovezile care îl incriminează au implicat pete de sânge ale victimei găsite pe o torță de mână., Un martor, care a fost evaluat ca expert în tehnica criminalistică a analizei modelului de sânge (BPA), a interpretat aceste pete ca plasându – l pe Bryan lângă soția sa când a fost împușcată-o mărturie care a fost în fruntea condamnării lui Bryan. Acesta a înlocuit dovezi compensatorii că el a fost, de fapt, la o conferință 120 mile distanță – un alibi care a făcut aproape imposibil pentru el să fi împușcat soția lui, ca el ar fi trebuit să părăsească evenimentul, călătorie acasă, comite crimă și să se întoarcă la conferința într-un anumit interval de timp. Bryan își menține nevinovăția până în ziua de azi.,astfel de dovezi, bazate pe comportamentul fizic al sângelui generat la locul unei crime, își au rădăcinile în Europa de la sfârșitul secolului al XIX-lea. A devenit proeminent în SUA în timpul celebrului Sam Sheppard proces de crimă, în 1955, și a jucat un rol important și în alte procese de crimă, deoarece – inclusiv cele de jucător de fotbal și actor O. J Simpson (1994-1995, verdictul „nevinovat”) și producător muzical Phil Spector (2007-2009, rejudecarea verdictul de vinovat).,
anchetatorii de poliție folosesc BPA pentru a lucra înapoi de la urme de sânge la locul crimei, permițându-le să reconstruiască locațiile și acțiunile persoanelor și armelor implicate. Urmele includ picături, frotiuri și stropi, care sunt create atunci când picături de sânge radiază de la impactul unui glonț sau al unui instrument contondent până când întâlnesc o suprafață și o pată. Dar, potrivit unui raport uimitor din 2009 al Academiei Naționale de științe din SUA (NAS), care încă rezonează astăzi, BPA nu are rigoare științifică și acreditare valabilă pentru practicienii săi., Aceasta este o preocupare serioasă, deoarece rezultatele BPA au condamnat oamenii mai târziu dovedit a fi nevinovat, așa cum mulți cred că Bryan să fie; și pentru că lipsa de încredere în analiza BPA poate permite vinovat pentru a merge liber. Drept urmare, a devenit esențial să reevaluăm fizica din spatele BPA. deși SUA conduce lumea în proprietatea armelor-există 120 de arme la 100 de persoane, iar 64% dintre omuciderile din SUA sunt legate de arme – și alte țări au multe împușcături., De exemplu, 30% din omuciderile din Canada implică arme, în timp ce o duzină de națiuni, inclusiv Brazilia, depășesc SUA în rata lor de decese cu arme la 100,000 de persoane. Stabilirea validității științifice a BPA ar putea avea, prin urmare, un impact internațional asupra tratării deceselor anuale legate de arme 250,000 din lume, ajutând la clasificarea acestora drept omucideri sau sinucideri-și, în primul caz, aducerea în fața justiției a făptuitorilor., în ceea ce privește fizica, reconstrucția BPA este o problemă complicată în mecanica fluidelor care implică urmărirea comportamentului sângelui, în diferite forțe și condiții ambientale. Provocarea este îngreunată, deoarece sângele este un fluid complex care conține atât componente lichide (plasma), cât și solide (celulele sanguine). Mai mult, proprietățile sângelui – cum ar fi pH – ul sau numărul de globule roșii-variază de la o persoană la alta.dar această lucrare este mai mult decât un exercițiu academic., De asemenea, poate avea efecte reale, potrivit Alicia Carriquiry de la Universitatea de Stat din Iowa din SUA. În calitate de statistician și director al Centrului de Statistică și aplicații în probele medico – legale (CSAFE) – care este finanțat de Institutul Național de standarde și Tehnologie din SUA (NIST) – Carriquiry are o viziune largă asupra științei criminalistice. „BPA este unul dintre acele domenii în care știința are multe de spus”, spune ea., „Spre deosebire de alte discipline medico-legale, în BPA avem de fapt modele fizice și dinamice fluide care pot ajuta la răspunsul la întrebări precum cele care au legătură cu traiectoria, punctul de origine și altele similare.”
știința fundamentală nu a fost totuși bine aplicată BPA, conform raportului NAS din 2009, intitulat consolidarea științei criminalistice în Statele Unite. Co-prezidat de un distins judecător federal din SUA și un statistician academic, a inclus contribuitori din discipline științifice relevante, inclusiv fizica., În general, cu excepția analizei ADN, raportul a constatat deficiențe în aproape toate tehnicile medico – legale-inclusiv analiza părului, a fibrelor, a amprentelor digitale și a semnelor de mușcătură. „Interpretarea probelor medico-legale nu se bazează întotdeauna pe studii științifice pentru a determina validitatea acesteia”, a declarat acesta. „Aceasta este o problemă serioasă.”Un raport separat în 2016 de la Consiliul de consilieri al președintelui SUA pentru știință și Tehnologie – scris de directorul Oficiului pentru știință și Tehnologie Politică împreună cu un grup de oameni de știință – a făcut ecou acestei critici.,pentru BPA în special, raportul NAS a remarcat complexitatea dinamicii fluidelor și a indicat că analiștii BPA ar trebui să înțeleagă fizica implicată. Dar fără cerințe educaționale stricte pentru certificarea ca expert BPA – sunt instruiți doar pentru a urma procedurile ambalate – raportul a concluzionat că ” opiniile analiștilor de model de sânge sunt mai subiective decât științifice … incertitudinile asociate sunt enorme.,”În 2018, Comisia de știință Criminalistică din Texas a ajuns la concluzii similare cu privire la cazul Bryan, numind interpretarea dovezilor BPA „inexacte” și „nesuportabile din punct de vedere științific”.totuși, folosit corect, BPA poate oferi indicii valoroase pentru înțelegerea circumstanțelor unui TIR. De exemplu, picăturile de sânge care lovesc podeaua într-un unghi vor crea un set de pete eliptice, al căror raport lățime-lungime dă unghiul de impact (figura 1). Analiștii BPA sunt instruiți să deseneze traiectorii în linie dreaptă care urmează dimensiunea lungă a fiecărei elipse la acel unghi de impact., Aceste căi converg, oferind o poziție din care provine sângele. În timp ce acest lucru dă corect proiecția pe podea a locației unei plăgi împușcate, procedura în linie dreaptă supraestimează înălțimea plăgii, deoarece căile adevărate sub gravitație sunt parabole modificate prin tragere aerodinamică. Eroarea este de obicei suficient de mare pentru a plasa în mod greșit o victimă ca în picioare, mai degrabă decât să stea.,
1 geometria stropilor de sânge
când picăturile de sânge lovesc podeaua într-un unghi, ele produc pete eliptice, unde raportul lor lățime-lungime dă acel unghi de impact. În mod tradițional, practicanții analizei modelului de sânge urmăresc o linie dreaptă de la pată la unghiul de impact pentru a descoperi de unde provine sângele., În timp ce aceasta mapează corect căile de-a lungul podelei (linii gri), traiectoriile în linie dreaptă (linii punctate) supraestimează înălțimea verticală a impactului, deoarece sângele ar fi luat o cale parabolică modificată (albastră) din cauza gravitației și a tracțiunii.aceasta este una dintre metodele BPA stabilite pe care analiza fizică mai profundă le poate îmbunătăți. În 2011 fizicienii Christopher Varney și Fred Gittes de la Universitatea de Stat din Washington au pus ecuațiile de mișcare a proiectilului, inclusiv gravitația și tracțiunea, într-o formă care folosește toate datele inerente unui set de pete de sânge (Am. J. Phys. 79 838)., Ei au descoperit că un complot al unghiurilor de impact pentru pete față de inversul distanțelor lor orizontale față de axa verticală de impact dă un rezultat valabil pentru înălțime, cu condiția ca unghiurile de lansare pentru picături să nu fie prea răspândite. Într-un test care a stropit un înlocuitor vâscos de sânge, cercetătorii au folosit această abordare pentru a calcula înălțimea reală de lansare de 88 cm până la 8%. Pentru comparație, traiectoriile liniare au supraestimat înălțimea de lansare cu 100%.,în 2015, Nick Laan, de la Universitatea din Amsterdam și Institutul de Criminalistică din Olanda, și colegii au folosit în schimb calitățile fluide ale sângelui pentru a găsi înălțimea unei plăgi împușcate (Scientific Reports 5 11461). Lucrările anterioare au derivat o ecuație referitoare la viteza de impact a unei picături lichide de sânge la volumul și unghiul de impact și la lățimea petei uscate pe care a produs-o, determinată de comportamentul capilar și vâscos cunoscut al sângelui. Pentru a aplica această metodă, cercetătorii au creat modele de stropi de sânge uman în condiții controlate., Pentru fiecare dintre cele 40 de pete de sânge separate, au determinat lățimea și unghiul de impact și, folosind un scaner comercial de suprafață 3D, au măsurat volumul petei, din care au găsit volumul picăturii originale. Acești parametri au dat viteza de impact, oferind suficiente informații pentru a rezolva ecuațiile de mișcare sub gravitație cu tracțiune aerodinamică. Rezultatele pentru înălțimea în care a apărut fiecare picătură au avut o valoare medie de 58, 5 cm, cu doar 8% sub înălțimea reală de 63, 7 cm. Între timp, metoda liniară a dat 91, 1 cm-o eroare mult mai mare de 42%.,aceste două lucrări și altele analizează comportamentul picăturilor de sânge după ce s-au format, pentru a îmbunătăți BPA standard. Dar inginerii mecanici și dinamicii fluidelor Alexander Yarin și Patrick Comiskey de la Universitatea Illinois din Chicago, împreună cu Daniel Attinger din statul Iowa, au mers mai departe. Au modelat întregul proces de la glonțul care a intrat în corp până la ultima pată de sânge.,începând cu anul 2016, acești cercetători au dezvoltat teorii dinamice fluide pentru stropirea cu spate și stropirea înainte, unde picăturile de sânge se deplasează, respectiv, împotriva și cu direcția glonțului și prezintă caracteristici diferite. Analiza spate-stropilor-efectuate pentru ambele regulate (Phys. Rev. fluide 1 043201) și bont-nas (Phys. Rev. Fluids 2 073906) bullets-se bazează pe binecunoscuta instabilitate Rayleigh–Taylor., În acest sens, accelerația perpendiculară pe interfața dintre două fluide cu densități diferite – aici, sânge și aer-creează turbulențe în creștere și amestecare între fluide. (Un exemplu remarcabil de instabilitate este filamentele spectaculoase observate în Nebuloasa Crabului în expansiune, unde cele două fluide cuprind Materialul ejectat de explozia inițială a supernovei crabului și o plasmă de particule încărcate relativiste alimentate de pulsarul Central al crabului., Între timp, stropii înainte, cauzați atunci când glonțul iese dintr-un corp după mai multe întâlniri perturbatoare cu sânge și țesut, au fost tratați diferit. Analiza sa a folosit teoria percolării, care descrie căile disponibile prin clustere aranjate aleatoriu.pentru ambele tipuri de stropi, cercetătorii au calculat numerele, dimensiunile și proprietățile dinamice ale picăturilor de sânge generate de un glonț; apoi au determinat traiectoriile lor sub gravitație și tracțiune aerodinamică., În cele din urmă, echipa a găsit numărul de pete rezultate, zonele lor, unghiurile de impact și distribuția în ceea ce privește distanța (figura 2).
2 Neajunsuri cu sânge model de analiză
Această diagramă demonstrează trei traiectorii posibile care ar putea fi mapate la spate-stropi și pete de sânge în funcție de ceea ce fenomene sunt luate în considerare. Căile drepte (roșii), care nu țin cont de gravitate și tragere, supraestimează înălțimea impactului. Atunci când trageți nu este considerat (albastru) căile se încadrează scurt., BPA trebuie să țină cont atât de gravitate, cât și de tragere (negru) pentru a obține o estimare mai exactă a locului în care glonțul a afectat.
Aceste rezultate calculate pentru sângelui distribuții de acord destul de bine cu datele obținute prin tragere gloanțe în bureți sau spumă de plastic îmbibată cu porcine sânge pentru stropi, și printr-o plină de sânge rezervor înainte de stropi. Deși cercetătorii observă că sunt necesare mai multe experimente, rezultatele lor sunt pași semnificativi către o teorie reală, bazată pe fizică, a stropirii., Munca lor indică, de asemenea, noi direcții de studiu, cum ar fi modul în care aerul este transportat împreună cu picături de sânge în zbor, ceea ce influențează traiectoriile lor și impactul temperaturii asupra vâscozității sângelui.rezultatele teoretice de până acum arată valoarea abordării dinamicii fluidelor, dar și faptul că complexitatea acesteia poate adăuga incertitudini analizei, de exemplu prin proprietățile variabile ale sângelui și petelor de sânge., Pe lângă temperatură, vâscozitatea sângelui depinde și de procentul de globule roșii, care variază în funcție de individ și ar putea afecta abordări precum cele folosite de Laan și colegi. Mai mult, proprietățile suprafeței pe care o picătură de sânge o lovește pot modifica modul în care se răspândește și, prin urmare, afectează pata pe care o lasă. Elemente confuze ca acestea ar trebui să fie luate în considerare pentru BPA pe deplin valabil, care poartă greutate în instanță, și poate limita pretențiile cu privire la ceea ce BPA poate arăta definitiv. Cu siguranță, mai sunt multe de făcut.,
de la laborator la locul crimei
pe măsură ce știința BPA progresează, o provocare paralelă este de a converti rezultatele sale în proceduri noi, practice și transparente pentru investigațiile de crimă și prezentările în sala de judecată. Dar practicanții BPA nu au salutat în întregime aceste schimbări, care amenință să supere procedurile de teren stabilite, o reacție găsită și în altă parte în unitatea criminalistică., Cu toate acestea, spune Carriquiry, pentru multe subiecte din știința criminalistică „am reușit să facem incursiuni importante și am stabilit câteva parteneriate semnificative cu practicienii criminaliști care văd munca noastră ca pe un mijloc de a le face mai obiective și „științifice””. Acești parteneri includ Houston Forensic Science Center și Departamentul de Poliție din Los Angeles. acum, cu sprijinul CSAFE și al altor agenții federale din SUA, cercetătorii lucrează în mod special pentru a consolida conexiunile dintre comunitățile BPA și fluid dynamics și pentru a oferi practicanților rezultate utile., De exemplu, Attinger și co-autori au scris un tutorial în care discută despre forțele aflate în joc în dinamica fluidelor și modul în care determină comportamentul picăturilor de sânge la locul crimei (Forensic Science International 231 375). Attinger a publicat, de asemenea, diagrame bazate pe dinamica fluidelor, care fac simplu pentru investigatorii din domeniu să estimeze distanța maximă pe care a parcurs-o o picătură de sânge (Forensic Science International 298 97).,
3 de Sânge și gloanțe într-un laborator
Un exemplu de sânge împroșcat pe un card țintă, produs de cercetătorii de la Universitatea de Stat din Iowa, folosind un set-up prezentată în figura 4. Gaura de glonț poate fi văzută în partea stângă sus a imaginii din mijloc.,într-un alt efort, echipa lui Attinger a publicat modele de sânge uman produs în laborator prin împușcare (figura 3), cu un control riguros al armelor de foc și muniției utilizate și al aranjamentului fizic (Data în Brief 22 269); și un al doilea set de modele de sânge produse de instrumente contondente (Data în Brief 18 648). Acestea oferă imagini de înaltă rezoluție ale petelor de sânge generate în condiții variate, pentru instruire și cercetare (figura 4)., Într–un proiect, Hal Stern de la Universitatea din California-Irvine, statistician și co-director al CSAFE, examinează imaginile pentru trăsături distinctive pe care practicienii le-ar putea folosi pentru a distinge între posibilele surse de stropi observate. În alte acțiuni de informare, cercetătorii BPA prezintă, de asemenea, discuții și sesiuni de formare la societățile profesionale.
4 O punere în scenă
experimentale set-up folosit de Daniel Attinger și colegii din Iowa pentru a studia spate-stropi și pete de sânge.din păcate, adoptarea pe scară largă a practicii și instruirii BPA mai riguroase nu va veni rapid sau va șterge automat deficiențele din trecut care au produs dovezi nesigure și acuzații false. Nici nu este probabil ca standardele legale pentru acceptarea probelor BPA să se schimbe suficient de curând pentru a afecta recursul lui Joe Bryan pentru un nou proces., Această cerere a fost respinsă în 2018, dar avocații săi pregătesc acum un ultim efort în fața Curții de apel Penale din Texas. Cu toate acestea, Bryan are aproape 80 de ani. Chiar dacă un nou proces este aprobat, s-ar putea să nu vină la timp să-i facă vreun bine.indiferent de acest rezultat, acoperirea extinsă a cazului Bryan împreună cu raportul NAS și alte evaluări ale BPA au descoperit problemele sale și au motivat progresul către o fizică mai bună a modelelor de sânge., Acest lucru poate asigura cel puțin că probele viitoare de sânge vor fi mai eficiente în identificarea adevăraților făptuitori, fără a condamna pe nedrept persoanele nevinovate.