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Aplicación de la tecnología 3D al estudio de las huellas dactilares antiguas. Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el resumen del estudio “Application of 3D imagining technology to latent fingermark aging studies” de De Alcaraz- Fossoul, Mancenido, Soignard y Silverman; en él nos hablan de las características que presenta el estudio de las huellas dactilares con la tecnología 3D y sus ventajas sobre otras técnicas.

Determinar el tiempo en que se deja una huella dactilar, sigue siendo uno de los retos sin resolver de las ciencias forenses. Uno de los beneficios de resolver este resto, es la posibilidad de incluir o excluir a sospechosos del crimen basada en consistencias temporales entre la fecha estimada en la que la huella fue dejada y la fecha de comisión del acto delictivo. Para poder determinar el tiempo de deposición primero es necesario descubrir la degradación, con modelos bajo control y monitorizarlos en un entorno controlado. En un futuro cercano, la información topográfica podría ayudar a predecir la edad de las huellas en la propia escena del crimen.

Muchos métodos pueden ser usados para detectar las huellas, en este artículo nos centraremos en el potencial que presenta el examen visual. Los beneficios de esta técnica son la correlación directa entre el aspecto físico de la huella y su edad, el bajo coste de equipamiento y que no tiene una naturaleza destructiva como puede ser el análisis químico.

Se ha estudiado que la huella dactilar con el paso del tiempo sufre alteraciones y degradación que provoca alteraciones en su composición química, pero también en su topografía. Uno de las más relevantes es la deriva de la cresta (ridge drifts). Este fenómeno todavía no es del tipo entendido y demuestra la naturaleza dinámica del mismo. Este dinamismo, descrito como movimiento de la cresta, va más allá de la típica distorsión. Es un hecho inesperado que tiene un impacto directo en la identificación de la huella porque hasta hace poco se asumía que la huella era una copia estática de la huella de la piel desde la que se originaron. Sin embargo, las modificaciones de las derivas de las crestas pueden producir cambios potenciales en la identificación.

Muchos estudios de envejecimiento visual han utilizado la tecnología 2D, como la captura de fotografías normales, para llegar a descubrir la edad y el proceso de degradación. Las huellas dactilares tienen características en tres dimensiones que podrían experimentar cambios a lo largo del tiempo, incluido variaciones en el ancho de la cresta o pérdida de contraste de color entre la cresta y los surcos.

Por ello se necesita una aproximación más comprensiva usada la tecnología 3D como herramienta para adquirir datos estadísticos sobre el proceso de envejecimiento e identificarlos posibles patrones de la edad incluyendo la deriva de las crestas.

En los últimos años se ha producido una mejora significativa, respecto a la tecnología óptica 3D sin contacto, permitiendo incrementa la captura de la imagen y su medida cuantitativa. El trabajo ha estado más enfocado en la adquisición y el por procesado de la huella en 3D o en el análisis químico de su composición, pero generalmente no se ha centrado en el proceso de envejecimiento. Los perfilómetros ópticos se usan para medir la rugosidad de la superficie de los materiales. Son muy útiles para detectar micro abrasiones y son usados en la fabricación y en el control de la calidad. En el presente estudio se utilizan para investigar la colección de características de la topografía de las huellas dactilares y sus cambios a lo largo del tiempo.

Para el estudio se utilizó un perfilómetro óptico con propiedades de interferometría de luz blanca para determinar la altura de las crestas en la superficie de muestra. A medida que el microscopio se mueve verticalmente se graba una imagen digital. El microscopio usa objetivos que dividen la luz en dos trayectorias, una reflejada por la muestra y la otra por un espejo de referencia. Cuando ambas longitudes son iguales, aparecen las franjas. El software utiliza está información para determinar la altura de cada punto de la imagen con reducción nanométricas. Se genera una nube de puntos, un conjunto de puntos que describen la ubicación (x, y) en la superficie y la altura (z) para crear el perfil 3D completo.

El objetivo que se busca es describir el potencial del perfilómetro óptico como una herramienta analítica dual que sirve para visualizar cualitativamente y medir cuantitativamente cualquier cambio en la topografía de la creta de las huellas dactilares.

Para el estudio se utilizará la huella de dos personas una mujer del sudoeste asiático y un hombre caucásico, en la treintena ambos. Sin enfermedades conocidas y sin tomar alcohol, café o drogas o utilizar maquillaje o crema las doce horas antes de la toma. Eran dos individuos sanos y con una dieta omnívoros.

La toma de huellas se llevo a cabo de la siguiente manera, primero se lavaron con agua y jabón, después se frotaron las manos contra el antebrazo, la frente y la nariz, luego se frotaron las manos entre sí y por último imprimieron las puntas de los dedos en el sustrato. Las huellas fuesen dejadas sobre un portaobjetos del microscopio de vidrio y sobre la cubierta transparente de plástico de los CD. Se tomaron las huellas de los dedos índices, medio y anular. Un ayudante de investigación controló la presión ejercida durante el proceso. La toma se realizó en una habitación controlada con temperatura de 22.6ºC y un 23% de humedad.

Las huellas fueron envejecidas en una cabina cerrada a oscuras. Solo se entraba para la toma de datos. Se conservaron durante un año con temperaturas entre los 21-24ºC y el 22-26% de humedad. Se tomaron datos las veinticuatro impresiones en once momentos diferentes en los días: 0,7,14,21,35,63,91,119,147,182,364. En total se obtuvieron 13 imágenes de cada donante.

La herramienta utilizada para la toma de imágenes y las mediciones topográficas fue el perfilómetro óptico ZeScape de Zygo, con un objetivo 5x combinado con un cambiador de aumento de 0.63x para maximizar el área de visualización para cada impresión.

Se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo para detectar variaciones topográficas en las huellas dactilares. El primero de ellos consistió en un examen visual y la comparación de cada huella. El segundo de ellos era medir la altura de la cresta y comparaba a lo largo del tiempo. Se complementó con la evolución de los patrones de degradación de las crestas.

Los resultados revelaron diferencias en la calidad visual de las crestas entre las dos superficies estudiadas; pero sí que se compartían similitudes en los patrones de degradación. Después de su recogida electrónica se revelará las huellas usando un polvo de base de TiO2. Se demostró que el perfilómetro óptico es más sensible que el TiO2 detectando las diferencias visuales entre las huellas frescas y las antiguas. Sin embargo, el perfilómetro no pudo detectar algunas crestas antiguas cosa que sí que hizo el TiO2.

El perfilómetro óptico detectó huellas dactilares frescas y antiguas sobre substratos tanto de plástico como de cristal. La calidad de la imagen dependía de la altura de las crestas. La calidad en las huellas antiguas es menor. Sin embargo, las huellas no detectadas sí lo fueron con los polvos y su calidad visual fue similar en las frescas. Esto implica que hay una pérdida significativa en la altura de las crestas, pero no una pérdida en la finalidad del polvo con la capa delgada restante de los componentes del sudor de la cresta. El perfilómetro también distingue entre huellas nuevas y antiguas a través del examen de la imagen, especialmente en caso donde el TiO2 falló en detectar cambios a lo largo del tiempo. Pero no puedo detectar capas muy finas de componentes de sudor de menos de 0.02µm de espesor.

Los datos recogidos de medida muestran una disminución de la altura de la cresta en todos los casos, en ambos donantes y en los dos sustratos. Más específicamente, las pérdidas de altura son más notables en los primeros sesenta días después de la deposición. Se planteó la hipótesis de que la cresta no desaparezcan por completo, pero es difícil su detección un año después de la deposición. Aunque los patrones generales de degradación fueron similares, se presentaban diferencias entre las donantes y los substratos. Las diferencias entre los donantes pueden deberse a que eran de diferente género y diferentes etnias. Las diferencias entre los substratos pueden deberse a las diferentes propiedades fisicoquímicas de cada material. Las diferencias más sorprendentes fueron encontradas entre las huellas de los diferentes dedos del mismo donante. Se hipnotizó que pudo influir la presión durante la deposición, las diferencias en morfología de las crestas de cada dedo, pero se tiene que realizar un estudio más en profundidad.

El perfilómetro óptico es una herramienta de imagen de 3D no destructiva y sin contacto que permite captar y visualizar directamente las huellas dactilares sin ningún tratamiento previo, minimizando la manipulación y los posibles errores y permitiendo reevaluar en múltiples ocasiones. Otra ventaja sería los costes inexistentes para la visualización, el análisis simultaneo que realiza tanto de la altura de la cresta como de la anchura en el tiempo, la extensión mayor de análisis en comparación con otras herramientas, así como el breve tiempo de ejecución (3 mins). Algunas desventajas es la limitación del área en una docena de mm2, la baja velocidad si se recogen datos de alta resolución.

4 Comentarios

  1. pelofelix02@hotmail.com

    24 octubre, 2018 at 8:46 pm

    Muy bueno. Súper interesante. Las herramientas tecnológicas son importantes auxiliares en la investigación. Hay que darle utilidad y aplicación

  2. Excelente articulo, demostrando que las nuevas tecnología son de gran aporte a la investigación criminal, Felicitaciones¡¡¡

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Aplicación de la tecnología 3D al estudio de las huellas d…

por Sara Carreño Tiempo de lectura: 7 min