Polyteck | Edição 16

R$ 8,00 | ISSN 2447-6897 | nº 16 - Abr /Mai 2016

RADIAÇÃO

QUÍMICA

GENÉTICA

30 anos pós Chernobyl: Quais os efeitos biológicos das radiações? página 3

Técnica e metodologia para detecção de substâncias ilegais página 10

DNA fingerprint na identificação de suspeitos e vítimas de tragédias página 16

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Na madrugada de 26 de abril de 1986, o Reator IV da usina nuclear de Chernobyl explodiu, expelindo uma nuvem de material radioativo que contaminou 200.000 km2 de extensão no território europeu e criou uma Zona de Exclusão com um raio de 30 km, que só voltará aos níveis de radiação aceitáveis para ser habitada em pelo menos 300 anos.

Mas o que acontece aos organismos expostos a esta radiação?

Um liquidador empurra um carrinho de bebê que foi encontrado durante a limpeza do acidente nuclear de Chernobyl. O trabalhador encontrou o carrinho em uma casa enquanto estava medindo os níveis de radiação no vilarejo de Tatsenki; não se sabe se uma criança foi abandonada, ou se o carrinho estava sendo usado para transportar equipamentos. A foto foi tirada em 1986 e é capa do livro do fotógrafo Igor Kostin, Confessions of a Reporter. Kostin foi um dos cinco fotógrafos autorizados a acompanhar os trabalhos de emergência e permanecer na Zona de Exclusão e, assim como os liquidadores, sofreu com os efeitos da exposição à radiação.

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Esta é a primeira foto do acidente nuclear em Chernobyl, capturada por Igor Kostin somente algumas horas após as explosões. O fotógrafo sobrevoou a usina em um helicóptero, e a imagem está granulada devido à exposição do filme fotográfico à radiação. Todas as outras fotos tiradas no dia foram veladas como se tivessem sido expostas prematuramente à luz.

É

tarde da noite de 25 de abril de 1986 em Chernobyl, Ucrânia - uma pequena cidade localizada próxima ao rio Prypiat. Na época, a localidade fazia parte da antiga União Soviética. O reator nuclear IV da Usina Nuclear Lenin V.I., localizado cerca de 25 km rio acima da cidade, estava pronto para ser desligado para manutenção de rotina.

Naquela noite, antes do desligamento, a equipe técnica da usina iria testar por quanto tempo as turbinas continuariam a girar após a perda da energia primária, mesmo sabendo que aquele tipo de reator é muito instável quando operando a baixos níveis de energia. Antes do teste, que seria realizado no começo da madrugada do dia 26 de abril, os sistemas de desligamento automático - que seriam capazes de controlar a reação nuclear - foram desabilitados.

Já iniciado o teste, à medida que o fluxo de água do sistema de refrigeração diminuía, a potência nos reatores aumentava. Contudo, algo deu errado e, quando o operador tentou desligar o reator de seu estado instável, uma peculiaridade no projeto (os moderadores de grafite utilizados para absorver nêutrons do núcleo não desceram a tempo de conter a reação) causou um aumento abrupto na potência. A temperatura aumentou muito rapidamente, fazendo com que parte do núcleo de combustível derretesse. Com isso, partículas de combustível entraram em contato com a água do sistema de refrigeração, resultando numa explosão que destruiu o núcleo do reator. Uma segunda explosão trouxe consequências ainda mais graves: fragmentos de combustível queimando e moderador de grafite foram expelidos do núcleo a altíssimas velocidades, induzindo o grafite a entrar em combustão espontânea. O grafite queimou por dez dias, liberando de 12 a

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14.1018 bequerels (1 bq = 1 decaimento por segundo) na atmosfera terrestre – equivalente a 400 vezes a bomba de Hiroshima.

As explosões na usina foram apenas o início de uma longa batalha contra um inimigo invisível que, fora de controle, é extremamente perigoso: a radiação ionizante.

Os moradores de Prypiat e das regiões adjacentes só foram evacuados 24 horas depois do acidente, e a URSS tornou a situação pública apenas quando a nuvem de radiação disparou os alarmes da usina nuclear Forsmark, na Suécia, a cerca de 1.000 km de Chernobyl. Antes de iniciar sua rotina de trabalho na usina, o engenheiro Cliff Robbinson passou por um dos detectores antes da área dos reatores, e ficou muito surpreso quando ele disparou. Preocupados que um vazamento poderia ter ocorrido na própria usina, os trabalhadores de Forsmark tentaram investigar o que havia acontecido. Após uma análise mais profunda do tipo de material encontrado na grama (choveu muito naqueles dias, e materiais radioativos foram depositados no solo), eles chegaram à conclusão de que um acidente grave deveria ter acontecido em algum reator nuclear na União Soviética. Assim, o governo sueco pressionou o governo soviético para que este revelasse o que havia acontecido. O acidente foi reportado à comunidade internacional apenas no dia 28 de abril, dois dias após o acidente. Um sarcófago com um “prazo de validade” de 30 anos (data que expira agora em 2016) foi construído em volta das ruínas do Reator IV para evitar que os resíduos radioativos mais perigosos continuassem em contato com a atmosfera.

Imediatamente após o desastre e ao longo das décadas que se seguiram, milhares de cientistas foram mobilizados para estudar tanto as causas do acidente como suas consequências ambientais, econômicas, tecnológicas e, principalmente, para a saúde da população e dos trabalhadores que sofreram com a exposição aos radionuclídeos liberados na atmosfera. A Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA, International Atomic Energy Agency), um fórum intergovernamental que promove cooperação científica e tecnológica para o uso pacífico da tecnologia nuclear ao redor do mundo e fornece protocolos de segurança e salvaguarda para usinas nucleares, elaborou diversos documentos contendo informações importantes sobre o desastre, fruto do trabalho de pesquisa de mais de 200 especialistas. Os documentos elaborados pela IAEA têm como objetivo não apenas compreender as causas e consequências do acidente, mas também utilizar a análise da situação para evitar que outros acidentes ocorram e, caso aconteçam, que as ações tomadas sirvam de guia para o atendimento emergencial e remediador, como aconteceu com o acidente na usina nuclear japonesa de Fukushima Daichi, em 2011.

Efeitos biológicos das radiações

A interação de radiação ionizante (alfa, beta, gama, raios X, entre outros) com matéria orgânica pode danificar as células, levando algumas à morte e modificando outras. Após a explosão em Chernobyl, a nuvem radioativa contendo diversos subprodutos do processo de fissão do urânio, como iodo-131 e césio-137, contaminou cerca de 200.000 km2 de extensão território europeu, principalmente nas áreas adjacentes da Bielorússia, Rússia e Ucrânia. Estes radionuclídeos foram depositados no solo e tanto contaminaram plantações como foram ingeridos por animais. No instante inicial pós-acidente, a maior concentração era de iodo-131, que foi imediatamente transferido para o leite, causando uma alta taxa de incidência de câncer de tireoide em crianças da região. No entanto, o tempo de meia vida deste material é de 8 dias, logo a maioria se desintegrou dentro das primeiras semanas após o acidente. Já o césio-137, responsável tanto por doses internas quanto externas, tem uma meia vida de 30 anos e ainda é encontrado contaminando o solo e alimentos em diversas regiões da Europa, sendo o principal responsável pela existência da Zona de Exclusão.

Com a chegada dos 30 anos do acidente, deverá haver mudanças interessantes nos níveis de contaminação por césio-137 na área. É possível quantificar a energia transferida pela radiação ionizante para um corpo através grandeza dose absorvida, que é medida em termos de energia absorvida por unidade de massa. A unidade para dose absorvida é o Gray (Gy), que é dada em joule por quilograma (J/kg). Quando a dose absorvida pelo corpo humano é maior do que 1 Gy, pode ocorrer a chamada síndrome aguda das radiações (SAR), que acometeu muitos dos liquidadores - nome dado aos operários que trabalharam nas medidas emergenciais em Chernobyl.

No acidente, uma grande quantidade de órgãos e tecidos efetivamente sofreram exposição, por isso um conceito adicional também foi muito utilizado para analisar as consequências da exposição da população à radiação, chamado de dose efetiva. Esta

caracteriza o risco geral para a saúde de um indivíduo devido a qualquer tipo ou combinação de tipos de radiação ionizante. A dose efetiva leva em conta tanto a quantidade de energia absorvida quanto o tipo de radiação, assim como a susceptibilidade de cada tipo de órgão ou tecido para desenvolver câncer ou efeitos genéticos. Além disso, ele se aplica tanto para exposição interna quanto externa a radiações uniforme e não uniforme. A unidade utilizada para a dose efetiva é o sievert (Sv). Como 1 Sv é uma dose alta, normalmente o mSv (milisievert) é utilizado para apresentar os valores de doses em uma ordem de grandeza próxima à que absorvemos diariamente.

Exposição e Síndrome Aguda das Radiações (SAR)

Quando um organismo é exposto à radiação, é necessário analisar as variáveis envolvidas no processo para entender quais serão os efeitos ao sobre ele. Eles serão diferentes dependendo se a dose é única (aguda), fracionada ou contínua (crônica), e se a exposição foi de corpo inteiro, corpo parcial ou localizada. Por exemplo, uma exposição a 6 Gy dividida em 45 dias não trará problemas imediatos à saúde de um indivíduo. No entanto, se um organismo absorver esta mesma dose de uma só vez, o indivíduo pode vir a óbito. Um exemplo é o caso real de uma criança que deveria fazer radioterapia para tratar um tumor cerebral. O médico indicou 10 Gy fracionados em 10 sessões, ou seja, seria irradiado 1 Gy por sessão.

No entanto, o técnico foi desatento e realizou 10 sessões de 10 Gy, irradiando a criança com uma dose total de 100 Gy. Infelizmente a criança sofreu danos irreparáveis no tecido da cabeça, pois recebeu doses altíssimas em um curto período de tempo. Neste caso, a exposição foi localizada e a dose recebida foi fracionada.

Síndrome Aguda das Radiações (SAR) é um termo utilizado para descrever o conjunto de sinais e sintomas que ocorrem após a exposição de corpo inteiro ou de grande parte do corpo a altos níveis de radiação num curto intervalo de tempo. Estes sintomas são consequência de danos severos causados pela radiação a determinados tipos

Radionuclídeo: isótopo instável de um elemento que decai ou transmuta espontaneamente, emitindo radiação ionizante Tempo de meia vida: tempo necessário para que a atividade de um dado material radioativo caia pela metade, como resultado de um processo de decaimento radioativo Algumas fontes de exposição à radiação para humanos Radioatividade Natural

Radioatividade Artificial

30 mSv/ano Algumas partes do Brasil e do Sudoeste da Índia

Tomografia computadorizada de abdome 12 mSv

La Paz (Bolívia) altitude 3660m

2 mSv/ano

0,06 mSv Voo ida e volta de Paris até Nova Iorque.

Liberação de elementos radioativos no meio ambiente por usinas nucleares.

0,002 mSv/ano

As doses devido à radiação de fundo no Brasil são umas das mais altas do mundo, e provêm de materiais encontrados na natureza como o radônio. Fonte: Chernobyl 25 years on, Institut de Radioprotection et de Sürté de Nucléaire

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de tecido. A hipótese mais recente é a de que a sintomatologia não decorre apenas da depleção da proliferação de células de rápida taxa de reposição, mas também devido às mudanças no sistema vascular e, especificamente, nas células endoteliais. Isto leva ao desenvolvimento de uma resposta inflamatória sistêmica não controlada.

As primeiras descrições da SAR foram feitas após a explosão das bombas atômica no Japão em 1945. De maneira geral, ela é dividida em três subsíndromes: a síndrome hematopoiética, síndrome gastrointestinal e síndrome neurovascular. A radiobiologia clássica explica a falência de cada um destes órgãos pela morte induzida por radiação de um grande número de células parenquimatosas (responsáveis pela estrutura dos tecidos), mas hoje em dia sabe-se que a radiação não só causa efeitos letais às células, mas também problemas funcionais.

O tempo de evolução e a intensidade dos sintomas dependem do volume total do corpo que foi irradiado, da

homogeneidade da dose da exposição, da dose absorvida, do tempo levado para absorver determinada dose (taxa de dose) e o tipo de partícula ao qual o corpo foi exposto. Há quatro fases clínicas no desenvolvimento da SAR: A fase prodrômica é a fase inicial, e os sinais e sintomas aparecem entre algumas horas e 3 dias após a exposição, e são caracterizados por náusea, vômito, anorexia, febre, dores de cabeça e eritemas na pele. Dependendo da dose recebida, estes sintomas podem ser leves como os de uma virose ou muito severos. Os episódios de vômito são diretamente relacionados com a dose absorvida e podem aparecer apenas alguns minutos após a exposição.

Este foi um sintoma comum aos liquidadores em Chernobyl. Eles se revezavam para retirar as massas de grafite e combustível do terraço da usina, e cada um podia trabalhar por no máximo 40 segundos. Quando voltavam, muitos sentiam fraqueza e vomitavam.

Já a fase latente pode ser enganadora, pois sua principal característica é

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a melhora dos sintomas e uma aparente cura. Nesta fase, os indivíduos aparentam e se sentem bem. Isso acontece devido a uma pequena fase de regeneração, onde há divisão de células germinativas que não morreram. Contudo, por apresentarem anormalidades, elas morrem rapidamente e ocorre uma queda drástica no número de linfócitos (linfocitopenia) e de leucócitos granulócitos (neutrófilos, basófilos e eosinófilos), que são subtipos específicos dos glóbulos brancos. Esta fase pode durar de algumas horas a até semanas.

A fase de manifestação é a mais crítica, trazendo uma evolução dos sintomas. É nela que aparecem os sinais e sintomas específicos de cada uma das três síndromes, dependendo da dose.

Entre 1 e 8 Gy ocorre o desenvolvimento da síndrome hematopoiética, apesar de uma exposição aguda de toda a medula de 0,5 Gy já poder desencadear depressão na formação do sangue. A síndrome gastrointestinal ocorre a doses entre 5 e 20 Gy, e é causada por danos no epitélio intestinal, prejudicando o

O sarcófago é uma estrutura gigantesca de concreto e metal que foi construída às pressas para selar os escombros radioativos do Reator IV de Chernobyl. A sua construção durou 206 dias (entre junho e novembro de 1986), e os trabalhadores a executaram sob condições extremas de exposição à radiação ionizante. Foram utilizados 400.000 m3 de concreto e 7.300 toneladas de metal.

Estima-se também que 200 toneladas de corium (uma mistura de combustível nuclear, produtos de fissão, barras de contenção e outras porções do núcleo formadas durante a fusão, com aparência semelhante a lava), 30 toneladas de poeira contaminada e 16

sistema de renovação celular. Dentro de 5 a 10 dias, a vilosidade intestinal torna-se curta e achatada, ocasionando morte por infecção.

A síndrome neurovascular ocorre para doses maiores do que 20 Gy, e há danos nos neurônios e vasos sanguíneos, causando aumento na pressão intracraniana. Se chegar à fase extrema, há completa falência do sistema nervoso central. Após estas fases, há a fase final, onde haverá recuperação ou a morte do indivíduo, dependendo da dose absorvida, da taxa de dose e da heterogeneidade da exposição.

Centenas de liquidadores sofreram de SAR durante a limpeza de Chernobyl, sendo que a OMS estima 4.000 mortes associadas à exposição à radiação. Esta também foi a doença que atingiu as vítimas do acidente radiológico de Goiânia em setembro de 1987, incluindo a menina Leide das Neves Ferreira, de apenas 6 anos, que ingeriu césio-137. Ela recebeu uma dose de 6 Gy e virou símbolo da tragédia.

Para saber mais • The International Chernobyl Project - IAEA • Chernobyl 25 years on, Institut de Radioprotection et de Sürté de Nucléaire • The Chernobyl Gallery - http://www. chernobylgallery.com

toneladas de urânio e plutônio estejam encerrados no interior do sarcófago. Em 1996 foi decidido que seria impossível reparar a construção, que em apenas 10 anos já apresentava sérios danos estruturais, pois os níveis de radiação no seu interior eram de cerca de 10.000 R por hora (1 roentgen = 2,58 x 10-4 C/kg) - para se ter um parâmetro de comparação, uma dose de 500 R ao longo de 5 horas já é considerada letal. Com isso, decidiu-se por construir um novo sarcófago chamado de New Safe Confinement, que, apesar de ter sido adiado várias vezes, está em fase final de construção e é previsto estar totalmente instalado até novembro de 2017.

Efeitos Estocásticos

30 anos

Já numa vida sem acidentes nucleares, onde somos apenas expostos à radiação de fundo, exames de imagem e exposição laboral, o que acontece? Posso ter câncer após um exame de raios X? A indução de câncer como resultado da exposição à radiação é algo que ocorre como um efeito estocástico, ou seja: ocorre aleatoriamente, podendo ser comparado com efeitos determinísticos. Não há um valor limite para que isso aconteça (por exemplo: uma dose acima de “x”Gy levará ao desenvolvimento de câncer), mas o risco aumenta de forma linear-quadrática com a dose. No entanto, apesar de o risco aumentar com a dose, a gravidade dos efeitos não o faz, isto é, pode ser que o paciente desenvolva ou não câncer.

Ainda há centenas de pessoas que se recusaram a sair e continuam vivendo dentro da Zona de Exclusão de Chernobyl. Enquanto entre esses moradores há alta taxa de incidência de câncer de tireoide comparado à média, muitos não chegaram a desenvolver a doença.

De pior desastre nuclear da história a um dos pontos turísticos mais procurados da Europa, Chernobyl ainda deixa sequelas nas regiões atingidas mesmo depois de 30 anos. Cerca de 7.000 pessoas ainda trabalham na desativação da usina, morando em cidades onde o nível de radiação, mesmo fora da Zona de Exclusão, é 30 vezes mais alto do que o normal. Por outro lado, a evacuação deu espaço para que a flora e a fauna local voltassem a dominar a região, que é hoje o santuário com a maior população de lobos selvagens do mundo. Além disso, as lições aprendidas sobre Chernobyl trazem uma melhor compreensão sobre o efeito das radiações nos tecidos biológicos, assim como uma evolução nas abordagens em caso de novos acidentes. Enquanto isso, um novo sarcófago, projetado para durar 100 anos, é construído para se sobrepor ao primeiro e guardar a mais perigosa cápsula do tempo do mundo.

• Chernobyl’s Legacy: Health, Environmental and Socio-Economic Impacts and Recommendations to the Governments of Belarus, the Russian Federation and Ukraine The Chernobyl Forum: 2003–2005

Joint News Release WHO/IAEA/UNDP

• CHERNOBYL: Looking Back to Go Forward, Proceedings of an International Conference - IAEA •

Chernobyl: the true scale of the accident,

• M. M. Garaua, A. L. Calduchb, E. C. López, "Radiobiology of the acute radiation syndrome", Reports of Practical Oncology and Radiotherapy 1 6 (2011) Agrademcimentos pela revisão ao Prof. Charlie Antoni Miquelin, físico e professor da UTFPR e à Prof. Rosangela Requi Jakubiak, física e professora da UTFPR.

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Véritas, Scientia et Justitia, do latim verdade, ciência e justiça. Estes são os pilares da polícia científica, que busca solucionar crimes utilizando a ciência. A utilização de conhecimentos científicos em auxílio a questões judiciais teve seu início registrado na Grécia e na Roma Antigas, com a finalidade de esclarecer os frequentes casos de envenenamento da época. A ciência forense é hoje uma parte vital da justiça criminal, onde os laudos técnico-científicos possuem caráter irrefutável perante a justiça e constatam materialmente a existência de delitos, bem como a autoria dos mesmos. Confira essa série de artigos sobre ciência e técnicas forenses.

A

s aventuras de Sherlock Holmes retratam os métodos, muitas vezes nada óbvios ou convencionais, utilizados pelo protagonista para ligar uma evidência física ao autor de um crime.

Com sua personalidade excêntrica, a personagem criada por Sir Arthur Conan Doyle no final do século XIX ajudou a despertar o interesse da população pelas ciências forenses. Hoje podemos dizer que esse interesse foi amplificado pela exibição de inúmeros seriados e filmes policiais que exploram o uso de técnicas e métodos forenses para resolução de diversos crimes. A popularização da área forense como uma ciência aplicada ganhou até nome: CSI effect. Porém este efeito também criou uma expectativa irrealista, já que existe uma enorme diferença entre o que é retratado na televisão e a realidade. Os peritos criminais se deparam diariamente com um sistema muito mais complexo e demorado do que as histórias “romantizadas” apresentadas na televisão. A análise de uma cena de crime pode possuir vários interferentes, relacionados ou não à ocorrência, que acabam atrasando e dificultando a sua resolução.

Diversos vestígios podem ser encontrados em uma cena de crime, porém nem sempre mais vestígios significam um trabalho mais simples para a perícia. O perito pode encontrar vestígios biológicos, como sêmen, sangue e saliva; físicos, como estruturas de vidro, tinta, solo e projéteis; digitais, como gravações, dados extraídos de celulares e computadores, entre outros. A análise de cada um exige a aplicação de técnicas específicas e o envolvimento de uma gama de profissionais multidisciplinares com formação em áreas como química, engenharia, medicina, física, computação e biologia.

As séries de TV também passam a impressão de que os laboratórios forenses estão equipados com instrumentos de ponta, além de possuírem uma equipe altamente qualificada e dinheiro de sobra para fazer tudo o que for necessário para solucionar um crime. Em 2005, Josh Marquis, procurador do distrito de Oregon, nos EUA, afirmou à CBS News que “os jurados esperam que a gente

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faça um teste de DNA para todos os casos. Eles querem que a gente tenha a tecnologia mais avançada possível, e querem que isso se pareça com o que acontece na televisão”. Embora os peritos não tenham à sua disposição todas as ferramentas de alta tecnologia utilizadas pelas equipes da série de televisão (algumas delas nem existem no momento), os cientistas forenses trabalham sim com tecnologias avançadas que têm se tornado cada vez mais sofisticadas, rápidas e precisas.

As técnicas aplicadas por Holmes são rudimentares quando comparadas aos métodos atuais justamente porque foi somente no final do século XIX, com a descoberta das impressões digitais, que as investigações criminais começaram a tomar a forma que conhecemos hoje. A descoberta dos grupos ABO por Landesteiner ocorreu em 1900 e a estrutura do DNA em 1953 por Watson e Crick. Apesar de o detetive britânico obviamente não ter como utilizar essas técnicas antes de serem inventadas, o método investigativo da personagem ainda é aplicado nas ciências forenses apenas de maneira menos romantizada que nos contos de Doyle.

Para desmistificar a atuação dos cientistas forenses é preciso começar com alguns conceitos básicos, fazendo a distinção entre vestígio, evidência e indício - conceitos que nem sempre estão claros para os fãs de seriados policiais. Um vestígio é qualquer marca, objeto ou sinal sensível que possa ter relação com o fato investigado, e subentende a existência de um agente causador e um local apropriado para se materializar. Um vestígio passará a ser tratado como uma evidência caso se mostre diretamente relacionado à investigação após a análise por um perito. Portanto, de maneira geral, o perito criminal trabalha para transformar vestígios em evidências. Já a palavra indício é definida para a fase processual e engloba, além dos elementos materiais de que trata a perícia, outros de natureza subjetiva. De acordo com o artigo 239 do Código de Processo Penal: Art. 239 (CPP) – Considera-se indício a circunstância conhecida e provada, que, tendo relação com o fato, autorize, por indução, concluir-se a existência de outra ou outras circunstâncias.

A subjetividade deve sempre dar lugar à objetividade na ciência forense, por isso é necessário garantir critérios objetivos, empiricamente comprováveis e independentes da boa-fé e lisura

“A chave de todas as ciências é inegavelmente o ponto de interrogação.”

Honoré de Balzac dos policiais. Por isso, um cuidado necessário e justificado é a garantia da cadeia de custódia: deve-se impedir a manipulação indevida da prova com o propósito de incriminar ou isentar alguém, e deve ser definido um procedimento que garanta e acredite a prova independente de qualquer fator subjetivo que envolva os policiais que atenderam a ocorrência. Somente o perito possui fé pública para garantir e acreditar a procedência de qualquer material coletado. Por exemplo, se um policial entregar estojos de arma de fogo a um perito, afirmando que os mesmos estavam na cena do crime, eles não poderão ser utilizados na investigação, pois a cadeia de custódia foi quebrada pelo policial que os recolheu.

Uma das funções do perito criminal, e a que mais é mostrada em seriados, é a análise do local de crime. Num primeiro momento o isolamento do local é realizado pela Polícia Militar.

Em seguida, o perito entra em cena para averiguar vestígios encontrados no local que possam ajudar a compreender a situação da ocorrência. Por exemplo, no caso de encontro de cadáver é necessário analisar fatores como a posição em que o corpo foi encontrado, o desalinhamento das vestes, a presença ou não de lesões perfuro-cortantes ou perfuro-contusas, se no local há sangue ou objetos que possam ter sido utilizados como armas, o estado de conservação do corpo, a presença de larvas de insetos, possíveis traços de luta corporal no local, entre outros. Além disso, caso seja constatado crime contra pessoa, ainda é necessário recolher determinados materiais, como amostras biológicas e físicas. Já dá para perceber que a quantidade de fatores que precisam ser analisados é bem grande. Com isso, as fotos e amostras são enviados para análise laboratorial, e define-se quais vestígios estão ligados ao crime, transformando-os em evidências. Finalmente, caracteriza-se o corpo de delito que, apesar de para o Código de Processo Penal se referir apenas ao corpo humano, para a criminalística é o objeto chave da cena do crime, sem o qual a ocorrência se descaracteriza, tornando o crime, em alguns casos, inexistente. Os peritos então fornecem laudos que são utilizados pela Polícia Civil durante a investigação.

Outra característica muito importante das ciências forenses é a aplicação do método científico para o teste de hipóteses. Ou seja, uma hipótese só pode ser aceita se todas as tentativas de invalidá-la fracassarem. Para ilustrar essa metodologia, os peritos criminais Luiz Grochocki e Alexandre Vrubel do Laboratório de Computação Forense do Instituto de Criminalística do Paraná exemplificaram um caso envolvendo pornografia infantil.

Suponha que um vestígio de delito é encontrado em um celular periciado: um vídeo com cenas de pornografia infantil. O artigo 241-B do Estatuto da Criança e do Adolescente estabelece pena de 1 a 4 anos para o crime de posse de pornografia infantil, configurado por ter em seu poder foto, vídeo ou qualquer meio de registro contendo pornografia ou sexo explícito envolvendo criança ou adolescente. Isso significa que o dono do celular responderá automaticamente por este crime? Bem… Não. E é aqui

que entra o trabalho do perito. Ao encontrar esta evidência, a hipótese inicial passa a ser de que o suspeito estava em posse de pornografia infantil, portanto o perito deve trabalhar para excluir todas as outras hipóteses. Será que este material não foi “plantado” no celular, com o objetivo de incriminar o suspeito? O celular teria capacidade técnica para reproduzir o vídeo? Qual a origem do material e há quanto tempo ele está no aparelho? Foi compartilhado? Houve intenção do suspeito possuir aquele material?

A análise pericial pode concluir, por exemplo, que apesar de estar em posse de pornografia infantil, o suspeito não teve intenção de possuir aquele material. O laudo é então encaminhado ao delegado que, com base em outras circunstâncias objetivas e subjetivas, decidirá se indicia ou não o suspeito e, caso ele seja indiciado, o juiz poderá decidir pela absolvição ou condenação.

O inverso também vale. Imagine uma situação onde um delegado encaminha um computador de um suspeito de posse de pornografia infantil para perícia. Em uma análise superficial, o perito pode não encontrar nenhum vestígio. Então a hipótese inicial é de que o suspeito não possui tal material. A partir disto o perito deve trabalhar para desconstruir esta hipótese. Por exemplo, foi utilizado algum tipo de criptografia para proteger arquivos?

Algum arquivo foi deletado recentemente com objetivo de esconder vestígios? O computador foi formatado?

Se ao testar todas as outras possibilidades as evidências e os indícios sustentarem a hipótese inicial, o perito conclui pela ausência de indícios de pornografia infantil no computador periciado. Se ao testar outra possibilidade o perito encontrar vestígios do crime, o laudo poderá apontar que o suspeito estava sim em posse de pornografia infantil e que teve intenção de camuflá-la em seu computador.

Um perito precisa sempre questionar suas assunções e utilizar o método científico para validar e garantir a sua hipótese, evitando assim conclusões precipitadas ou fracamente embasadas.

O que faz da perícia criminal uma ciência é justamente o fato de que deve-se sempre levantar dúvidas sobre as hipóteses trabalhadas. Os cursos superiores de ciência, tecnologia, engenharia e matemática ensinam seus estudantes a trabalhar com o método científico, e por isso acabam formando bons profissionais para atuação na área forense. Elaborar, questionar e testar hipóteses só se aprende com o estudo das ciências. Contudo, os professores precisam ensinar mais do que a resolução de problemas de física, química e matemática. Os estudantes devem aprender a questionar se a resposta encontrada faz sentido, exatamente como Sherlock Holmes em suas histórias: por mais óbvia que uma hipótese possa parecer a princípio, o detetive sempre procura desconstruir seus preconceitos e analisar todos os vestígios antes de formar uma opinião sobre o caso. Investindo no ensino do método científico, pode ser que no futuro os seriados policiais até deixem de fazer sucesso, pois os espectadores poderiam chegar à solução dos crimes antes mesmo das personagens.

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Técnica e metodologia para detecção de substâncias ilegais Por André Sionek e Mirian Krystel Siqueira

R

eino Unido, final do século XIX. Sherlock Holmes faz uso de ópio e tabaco, além de cocaína e morfina em suas formas injetáveis nos seus momentos de ócio ou em algum caso que exija muito raciocínio. Nenhum problema nisso, pois na época o uso dessas drogas era legalizado. Mas nos dias de hoje, o que um perito da Scotland Yard teria que fazer para provar que uma substância suspeita encontrada em 221B Baker Street é realmente uma droga ilícita?

Uma substância suspeita apreendida no local da ocorrência é enviada para o laboratório de química forense. Nele pode ser feita a pesquisa por drogas lícitas e ilícitas, venenos, agrotóxicos, acelerantes e resíduos de incêndios, explosivos, doping, resíduos de disparos de arma de fogo, combustíveis, tintas e fibras. Um perito químico aplica conhecimentos das mais diversas áreas - como analítica, orgânica e físico-química - para o teste de substâncias e elaboração de laudos. Entretanto a química forense

não se limita ao trabalho de laboratório, pois o perito criminal pode utilizar algumas técnicas químicas para procurar e testar vestígios na cena de crime. Um exemplo é a busca por traços de sangue utilizando luminol (C8H7N3O2), um composto que apresenta quimioluminescência quando misturado com um agente oxidante apropriado - como o ferro presente na hemoglobina. Se houver traços de sangue na cena do crime, a reação de oxidação ocorre e o luminol emite uma luz azulada que pode ser registrada com uma fotografia de longa exposição.

A pesquisa por drogas ilícitas é rotina entre os profissionais deste campo. O Laboratório de Química Forense do Instituto de Criminalística do Paraná elabora 1.600 laudos por mês, sendo a maioria relacionada a substâncias proibidas. Ao receber um requerimento de teste para substância suspeita, o perito primeiro utiliza métodos colorimétricos baseados em reações químicas para detectar a presença ou ausência de determinado composto numa amostra. Os resultados podem ser interpretados a olho nu.

Em seguida, o perito emprega a técnica de cromatografia de camada delgada (CCD) - que é utilizada para

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separar diferentes moléculas em uma mistura. A CCD é realizada sobre uma folha de alumínio revestida com uma fina camada de material adsorvente (geralmente sílica-gel), chamada de fase estacionária. Depois que a amostra é aplicada sobre a placa, um solvente ou mistura de solventes, chamada de fase móvel, é permeada pela placa através de ação capilar. Durante a corrida, as moléculas que possuem mais afinidade com a fase estacionária são retidas por mais tempo do que as moléculas que têm mais afinidade com o solvente. Isso resulta em distâncias diferentes para cada componente da amostra. Então um revelador é aplicado à placa de cromatografia para que os compostos deixem marcas visíveis.

A distância do ponto de aplicação da amostra até o ponto onde a molécula foi carregada pela fase móvel é comparada com alguns padrões, que podem tanto ser as drogas testadas quanto os seus contaminantes mais usuais, como a lidocaína (um anestésico de uso controlado) e o tetramizole (um anti-helmíntico de uso veterinário). Para certificar o resultado, uma mesma amostra passa por dois testes de CCD com fases móveis distintas. Geralmente esses testes são suficientes para provar a presença de

substâncias ilícitas em uma evidência.

Caso uma amostra dê resultados negativos para as substâncias investigadas na CCD, ela ainda passa para uma etapa de cromatografia mais específica. O mesmo ocorre com amostras voláteis, venenos e agrotóxicos que não possam ser testados na CCD. Nesta etapa a cromatografia gasosa é frequentemente empregada pelos peritos criminais. O método consiste na vaporização de amostras líquidas seguida pela sua injeção em uma corrente de gás inerte, que atuará como gás de arraste. A amostra é então carregada por uma coluna com fase estacionária não volátil. Da mesma forma que na CCD, as substâncias que têm a maior interação com a fase estacionária são retidas por mais tempo e, portanto, separadas daquelas de menor interação. À medida que as substâncias saem da coluna, podem ser quantificadas por um detector e/ou tomadas para outra análise - como a espectrometria de massas. O cromatograma mostra os picos de intensidade de moléculas detectadas em relação ao tempo que cada molécula demora para correr a coluna.

Na espectrometria de massas as moléculas orgânicas são fragmentadas, ionizadas, separadas em função de sua relação carga/massa e então

detectadas e quantificadas. O espectro de massas da amostra é então comparado a uma biblioteca padrão, onde pode-se verificar a sua composição com altíssima precisão. Como esta técnica só detecta moléculas orgânicas, um resultado que indique um único pico de cocaína, por exemplo, não quer dizer que a droga em questão é puríssima, pois ela pode estar misturada com inorgânicos como o cloreto de sódio e carbonato de cálcio. Essa técnica também permite determinar a origem dos entorpecentes através da análise das impurezas contidas no produto, culminando na criação de um panorama da sua origem geográfica que pode auxiliar as investigações.

Técnicas complementares como Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) também podem ser utilizadas pelos peritos químicos dependendo da situação. Tudo nos leva a crer que se aquela substância encontrada em 221B Baker Street fosse realmente ilícita, Sherlock Holmes não teria chances de contra argumentar com um juiz: as análises em química forense são extremamente precisas e exatas.

Na cromatografia de camada delgada (CCD) uma mistura é aplicada à linha base de uma placa de sílica-gel (fase estacionária), que é então colocada em um recipiente com solvente (fase móvel), que permeia pela placa através de ação capilar. Conforme o solvente se move pela placa as misturas começam a se separar.

As moléculas que possuem mais afinidade com a fase estacionária são retidas por mais tempo do que as moléculas que têm mais afinidade com o solvente. Isso resulta em distâncias diferentes para cada componente da amostra. Um revelador é aplicado para que as substâncias deixem marcas visíveis.

A distância do ponto de aplicação da amostra até o ponto onde a molécula foi carregada pela fase móvel é comparada com um padrão para confirmar ou não a presença de determinada substância na amostra testada.

No desenho ao lado está demonstrada a CCD de duas amostras (azul e amarelo escuro), com o objetivo de procurar pela presença da substância magenta.

Após a permeação do solvente a amostra azul separou-se em duas componentes, uma ciano e outra magenta. Já a amostra amarelo escuro separou-se nas componentes amarelo e cinza. Ao comparar a distância percorrida pelas componentes das amostras com o padrão magenta, podemos concluir que a amostra azul deu positivo para magenta e a amostra amarelo escuro deu negativo.

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Por André Sionek

Audio and Video

FORENSICS

A

nother field of interest for forensics is audio and video analysis. Mostly related to crimes such as robbery, agression and pedophilia, the investigator works to verify the existence of a crime, to identify people, objects (cars, guns, clothes, etc) and sounds that were recorded, as well as compare speakers and look for image and video adulteration.

One important issue is the measurement of sizes, distances and speeds from videos or pictures. Imagine that a car accident with a fatal victim was recorded by a fixed camera.

If the driver ran away from the scene, the forensic investigator may be asked to state the car’s speed. The best method for doing this is going to the location with a template and then overlap the template image to the accident image. Then you know exactly how many pixels are present in 10 cm, for instance. If the camera was moved since the accident, the investigator may still measure distances using only one image.

A known object on the scene has to be measured then, considering the scene perspective and lens distortion, it’s possible to estimate other distances and objects measures. After determining the distance between two points, it’s possible to count the number of frames that the car took to reach from one point to another. Knowing the frame rate, the investigator has distance and time, thus speed.

Some TV series may lead us to think that there is an automated program that does facial recognition, but it’s not like that in real life. Such programs are rather used when there is a small limited number of suspects since, when comparing against a large number of suspects, there can be lot false matches which are of no use for the investigation. This recognition is usually done by actual physical charachteristics, birthmarks, scars and face geometry. But all these methods have no use if the image/video resolution is too low, the action was distant from the camera or if the file was overly compressed.

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F

orensic engineering is the investigation of materials, products, structures or components that fail or do not operate or function as intended, causing personal injury or damage to property. It investigates a wide range of crimes such as: explosions of ATM machines, adulterated credit card machines, fires and building collapses. Generally, the purpose of a forensic engineering investigation is to determine the cause or causes of failure to assist a court in determining the facts of an accident.

The process of investigating and collecting data related to the materials, products, structures or components which have failed is vital to forensic engineering. This involves inspections, collecting evidence, measurements, developing models and performing experiments. Often testing and measurements are conducted in an independent and reputable unbiased laboratory.

If the occurrence is related to a fire, the forensic investigator has to determine its causes. The first step is to eliminate natural or non-human possible causes such as short circuits, atmospheric discharges or self-ignition. The investigator Jorge Perito de Bem, from Instituto de Criminalística do Paraná, says that most fires are caused by human action, but it’s not always possible to prove deceit - the intention to commit a crime. That hapens because fires are higly destructive and almost all evidences are lost, destroyed by the action of fireman trying to extinguish the fire, or… burned.

Por Raisa Jakubiak

E

ntende-se por arma todo objeto que tem como característica aumentar a capacidade de ataque ou defesa de uma pessoa. Elas podem ser caracterizadas como armas próprias, objetos criados com a finalidade de serem utilizados como arma, ou armas impróprias, que são objetos criados com outras finalidades, mas que podem ser utilizados como armas, como foices, machados, etc.

São de interesse do campo da balística forense as armas chamadas perfuro-contundentes, ou seja, aquelas capazes de causar ao mesmo tempo perfuração e ruptura de tecido, com ou sem lacerações e esmagamento. Segundo Francisco da Silva Martins, perito criminal da Polícia Científica do Paraná, o laboratório de balística do Instituto de Criminalística recebe constantemente armas próprias e impróprias com o fim de analisar a compatibilidade entre elas e as lesões perfuro-cortantes ou perfuro-contusas encontradas em uma vítima.

Para poder reconstituir a cena de um crime envolvendo arma de fogo, por exemplo, é do interesse da perícia tanto estabelecer a dinâmica da cena, como as posições dos atiradores e da vítima, quanto identificar as munições e as armas envolvidas.

Para isso, é necessário um conhecimento técnico tanto das características das armas de fogo quanto da dinâmica de seu funcionamento.

De maneira geral, uma arma de fogo é um aparato capaz de disparar projéteis em alta velocidade através da expansão violenta dos gases gerados pela combustão da pólvora, o material detonante presente no estojo. As armas de fogo são classificadas de acordo com suas características, tais como o comprimento, sistema de funcionamento, acionamento, entre outras. Um dos critérios as separa entre armas curtas (revólver e pistola) e armas longas (como rifle, fuzil de assalto, metralhadora, espingarda).

Apesar de acontecer numa fração de segundo, o disparo pode ser dividido em uma sequência de ações que deixam vestígios. Ao pressionar o gatilho, o atirador libera o mecanismo de percussão, que faz com que o percussor golpeie a espoleta.

Isso gera uma forte compressão entre estas duas partes metálicas, forçando a detonação da carga da espoleta. Devido ao golpe, o percussor deixa uma marca característica na base da espoleta que pode ser analisada caso o estojo seja encontrado. A labareda produzida pela detonação da carga percussora induz a combustão da pólvora no estojo através de um processo chamado deflagração, que é a combustão subsônica por transferência de calor. Neste caso, um material em combustão transfere calor para outros pontos e induz sua ignição, iniciando uma reação em cadeia uniformemente acelerada. Diferente de uma detonação, uma substância

À medida que o projétil avança, ele é forçado a se ajustar às raias do cano, induzindo um movimento de rotação que é de extrema importância para a estabilidade e o alcance. Este processo deixa marcas únicas no projétil. O número de raias, a inclinação, sentido de giro e profundidade variam de acordo com o fabricante. Além disso, cada arma tem um raiamento único, que funciona como uma impressão digital da arma.

Ao pressionar o gatilho o mecanismo de percussão golpeia a espoleta, forçando a detonação da sua carga.

O percussor deixa uma marca característica na base da espoleta que pode ser analisada caso o estojo seja encontrado.

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projétil

estojo

pólvora espoleta

marcas da culatra

marcas de percussão

Cápsulas de munição percutidas pela mesma arma. Em destaque as marcas promovidas pelo percutor e pela culatra.

Fonte: Revista Perícia Federal, Set/Out 2003

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que deflagra queima muito rápido ao invés de explodir. Esta queima gera gases que excercem uma grande pressão no interior do cartucho, fazendo com que ele dilate e libere o projétil, que é impulsionado através do cano.

O cano não é apenas responsável pelo aumento de energia cinética do projétil, mas também pelo direcionamento do mesmo, tanto que o sistema de pontaria está localizado acima ele.

Após uma curta fase de voo livre na parte anterior do cano, o projétil se encontra com o raiamento do mesmo. A alta pressão exercida pelos gases na parede do cano faz com que mais pólvora seja queimada e a pressão aumente ainda mais. Desta maneira, o projétil é forçado a se ajustar às raias, induzindo um movimento de rotação sobre o próprio eixo longitudinal e, no momento em que a pressão atinge o ponto de máximo, o estojo é forçado para trás (isso não acontece em revólveres, por exemplo, onde o estojo permanece na câmara). Uma parcela dos gases liberados na combustão é empurrada para trás por ação e reação, podendo ser utilizada ou não no mecanismo de recarregamento, dependendo do tipo de arma. À medida que o projétil avança no cano, ele ganha tanto velocidade linear quanto momento angular, o que é de extrema importância para a estabilidade e o alcance. Este processo deixa marcas únicas no projétil. O número de raias, a inclinação, sentido de giro e profundidade variam de acordo com o fabricante. Além disso, cada arma tem um raiamento único, que funciona como uma impressão digital da arma. Este é o fator que permite o confronto balístico, que é a comparação entre as marcas deixadas pelo raiamento do cano nos projéteis disparados pela arma suspeita e as dos projéteis encontrados na cena de crime. É interessante notar que a espingarda, ao contrário de outras armas longas, não possui alma raiada, fator fundamental numa investigação de balística forense.

O projétil atinge sua velocidade máxima quando chega à boca do cano, ainda acelerado sob a ação de parte dos gases. Ao penetrar nas

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camadas de ar do ambiente, o projétil e os gases rompem a barreira do som, daí o estampido característico gerado pelo disparo de arma de fogo. Como a pólvora ainda está em combustão, também é possível notar a presença de labareda. Esta ação deixa resíduos de chumbo, bário e antimônio e particulados de pólvora nas mãos do atirador, que podem ser coletados e analisados por produtos químicos reveladores como o rodizionato de sódio para saber se a pessoa atirou ou não dentro de um período curto de tempo. Já as técnicas mais modernas de detecção destas substâncias envolvem coleta de material da mão do suspeito seguida de análise de microscopia eletrônica de varredura.

Finalmente, ao deixar o cano a pressão na câmara diminui rapidamente e o estojo recupera suas dimensões originais. No caso de uma pistola, por exemplo, os gases que voltam para a parte anterior do cano atuam sobre o ferrolho, empurrando-o para trás e fazendo com que o extrator ejete o estojo. Neste momento, o extrator também deixa uma marca única no estojo que pode ser alvo de comparação da perícia.

Uma vez fora do cano, o projétil sofre a ação de outras forças. A inércia faz com que tanto a velocidade linear quanto o momento angular se mantenham, compensando eventuais diferenças em seu centro de gravidade que poderiam desviar sua trajetória. No entanto, a gravidade faz com que o projétil perca altura (muitos canos têm uma ligeira inclinação para compensar esta ação), e a resistência do ar contribui para a sua desaceleração. Ao atingir o alvo, o projétil pode tanto perfura-lo, ser detido e sofrer deformações ou ambos. Este estado final dependerá tanto do stopping power, do poder perfurante e do tipo de munição utilizada quanto da composição do anteparo, implicando em uma colisão mais ou menos elástica.

Finalmente, quando o projétil para totalmente encerra-se o processo balístico. Por isso é necessário que o perito tenha conhecimentos sólidos de diversos tipos de armas e munição, além da dinâmica do disparo, pois

cada arma e cada munição tem suas próprias características que influem diretamente na velocidade, trajetória e poder destrutivo do disparo.

Conhecendo estas características, o perito de plantão faz um croqui do local de crime para analisar a dinâmica do fato ocorrido. Quando o laboratório de balística recebe projéteis e estojos recolhidos em local de crime, os peritos são capazes de avaliar o calibre da munição e, quando há uma arma suspeita, pode-se efetuar o confronto balístico. Para isso, é necessário que sejam efetuados disparos com a arma suspeita para produzir um projétil padrão, que será utilizado como fator de comparação.

Para que não haja deformação no projétil padrão, os disparos em laboratório são efetuados em tanques de água ou túneis com algodão. Em seguida, o perito leva tanto os projéteis encontrados no local quanto os padrão para análise de microscopia

óptica, procurando por características similares nos padrões imprimidos pelas raias durante o disparo.

Quando a equipe da Polyteck visitou o Laboratório de Balística do IC, por exemplo, os peritos estavam realizando já há três dias o confronto balístico num caso onde diversos projéteis de várias armas diferentes haviam sido encontrados no local de crime. O tipo e o calibre das armas já haviam sido identificados, mas a dificuldade principal era que alguns projéteis estavam muito deformados, tornando difícil a identificação dos padrões de raiamento de cada cano.

O confronto balístico é uma técnica demorada e demanda um trabalho minuncioso do perito. Por isso, muitos países estão investindo em sistemas automatizados que podem facilitar este trabalho. O SISBALA é um projeto idealizado pela criminalística da Polícia Federal com o objetivo de criar um banco de dados responsável

por armazenar as características balísticas das armas criminais em imagens 3D, utilizadas posteriormente em exames periciais. Ele permite que crimes de diferentes estados da Federação sejam correlacionados de maneira automatizada, o que resulta em sincronia na troca de informações e agilidade do sistema de consulta, do confronto balístico e do processo criminal. Os primeiros testes no sistema estão sendo realizados pelo Instituto Nacional de Criminalística da Polícia Federal. De acordo com o Instituto Geral de Perícias do Rio Grande do Sul, a expectativa é que em 10 anos o Brasil esteja totalmente integrado para a consulta em todos os estados, com laudos e exames padronizados, tornando muito mais rápido e ágil o confronto balístico.

Agradecimento ao 2º Tenente Vergílio Requi Nunes da PMPR pela revisão

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Genética Forense 5'-3' o sentido da vida Por Mirian Krystel Siqueira e André Sionek

A

análise de DNA na ciência forense é utilizada para a identificação de suspeitos ou vítimas em uma ocorrência. É uma técnica rápida, segura e indiscutível. Fantásticas bases de dados com informações genéticas são alimentadas diariamente em diferentes países, possibilitando o confronto de dados e a identificação de criminosos que cometeram crimes em diferentes lugares. A análise de DNA como prova científica também tem caráter irrefutável perante a corte, pois é uma técnica objetiva e rigidamente embasada em conceitos científicos.

Desde a descoberta da molécula de DNA em 1953 por Watson e Crick, muitas aplicações foram desenvolvidas para o seu uso. Os primeiros métodos de teste de DNA datam do final da década de 80 e requeriam amostras do tamanho de uma moeda. Já a técnica atual para identificação de pessoas, conhecida como DNA fingerprint, é capaz de analisar amostra de alguns nanogramas. Esse método se baseia no fato de que existem partes no genoma que são altamente variáveis e, desta maneira, únicas em cada indivíduo.

O DNA fingerprint analisa os short tandem repeats (STRs), que são sequências curtas de DNA (de 3 a 6 nucleotídeos) aleatoriamente repetidas. Essas regiões não codificam proteínas e são consideradas lixo genômico. Os STRs estão dispersos em vários loci (local fixo num cromossomo onde está localizado determinado gene ou marcador genético) no genoma humano e possuem extensão variada.

Geralmente as amostras coletadas nas cenas de crime são pouco concentradas, então é preciso recorrer a técnicas de biologia molecular para amplificação do DNA, como a PCR (polymerase chain reaction), para obter uma concentração da amostra que possibilite a análise.

Os primers utilizados na reação de PCR são marcados com fluoróforos de diferentes cores de maneira que, para cada locus analisado, um padrão característico de cor será apresentado. Os resultados são exibidos em um eletroferograma - um gráfico que mostra os resultados de separação feita por eletroforese, relacionando o peso molecular com a intensidade da fluorescência. Se um indivíduo herda genes idênticos dos seus pais, ele é chamado de homozigoto.

Se o gene herdado da mãe é diferente do gene do pai, ele é chamado de heterozigoto. Então os indivíduos homozigotos apresentarão apenas um único pico no perfil do gráfico gerado, diferentemente de indivíduos heterozigotos que apresentarão dois picos (um para cada gene). Quando se

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analisa um conjunto de loci em um genoma, a probabilidade de duas pessoas possuírem o mesmo resultado para todas as regiões analisadas é muito pequena, a não ser que sejam gêmeos homozigotos.

O FBI (Federal Bureau of Investigation) desenvolveu um sistema usando 13 loci de STRs para a identificação de pessoas. A combinação desses 13 loci analisados é incorporada em um sistema chamado CODIS (Combined DNA Index System), onde estão datados todos os alelos possíveis para cada locus. Uma importante característica desse sistema é que cada um dos 13 loci está disposto em um cromossomo, garantindo a cobertura de grande parte do genoma.

Quando analisados os 13 conjuntos de dados no CODIS, a probabilidade de duas pessoas aleatórias apresentarem o mesmo resultado é de uma em 10 bilhões.

Por causa da precisão desta técnica, a perícia forense passou a adotar o DNA fingerprint como metodologia de confronto genético entre amostras de DNA encontradas em cenas de crime e amostras de suspeitos. Desde 1980, quando o DNA fingerprint começou a ser amplamente utilizado em ciência forense, diversos casos de estupros e homicídios foram solucionados e os suspeitos condenados. A técnica é normalmente utilizada para confirmar se o suspeito em questão estava ou não na cena de crime. Assim, a amostra de DNA (sangue, sêmen, cabelo, ou outra amostra biológica) presente na cena de crime é analisada e o perfil genético gerado é confrontado com os dos suspeitos. O match entre as duas amostras é evidência suficiente para inferir que o suspeito esteve presente no local.

Além de auxiliar na solução de crimes, os STRs também são uma importante ferramenta em investigações de paternidade e na identificação de restos humanos. Em setembro de 2001, a terrível catástrofe que culminou no colapso do World Trade Center (WTC), em Nova Iorque, vitimou mais de 2.700 pessoas. Imediatamente após o evento, diversos cientistas forenses começaram a trabalhar na identificação das vítimas. Ao todo, mais de 20.000 restos humanos foram encontrados, desde corpos inteiros até pequenos fragmentos de ossos. A maioria das identificações foram realizadas através do DNA fingerprint. As amostras foram amplificadas por PCR devido à baixa concentração de DNA disponível e confrontadas com amostras enviadas pelos familiares.

Além da análise autossômica dos STRs, o cromossomo Y e o DNA mitocondrial também podem ser utilizados

. . . G T T C A A C C AT C CAT C CAT GGCCAT ... . . . G T T C A A C C AT C CAT C CAT C CATGGCCAT ... . . . G T T C A A C C AT C CAT C CAT C CATCCATGGCCAT ... . . . G T T C A A C C AT C CAT C CAT C CATCCATCCATGGCCAT ...

em casos de paternidade e de linhagens genealógicas, por serem conservados entre diversas gerações.

No caso do WTC, as amostras que estavam com o DNA degradado e não puderam ter os STRs identificados de forma satisfatória foram submetidas a análise de DNA mitocondrial, uma vez que a quantidade de mitocôndrias no interior de uma célula é muito superior à quantidade de DNA celular, pois cada célula pode apresentar diversas mitocôndrias.

Porém apenas a comparação do DNA mitocondrial das vítimas e de seus parentais maternos não é suficiente para a identificação, por isso os peritos combinaram os STRs que puderam ser identificados com o DNA mitocondrial da amostra. Dessa forma, das 2.753 certidões de óbito relacionadas aos ataques terroristas, 1.588 (58%) foram identificadas com técnicas forenses a partir dos restos humanos recuperados.

A perita criminal Maria Christina Marini, do Instituto de Criminalística do Paraná, relatou-nos um caso emblemático de estupro que foi solucionado graças à análise dos STRs e do cromossomo Y. O delegado tinha sob custódia um suspeito confesso de estupro, porém a análise dos STRs acabou por excluí-lo como autor do crime. O procedimento padrão neste caso é repetir toda a análise para garantir que não houve nenhum erro no procedimento. Novamente o confronto do material genético apontou para a exclusão do suspeito. O resultado é conclusivo: o suspeito não é o autor do crime. Mas por que um suspeito assumiria a autoria de um crime que não cometeu? Foi isso que levou o delegado a acreditar que o suspeito estava tentando proteger o verdadeiro culpado. A perita confrontou então as amostras para o cromossomo Y, o que resultou em match entre o suspeito e o sêmen encontrado na vítima. Isso significa que algum parente paterno do suspeito foi o autor do crime, pois o cromossomo Y é herdado de forma patrilínea, ou seja, entre pai e filho ao longo das gerações. Ao aprofundar as investigações, o delegado descobriu que o pai estava acobertando o crime cometido pelo filho.

As notícias e os seriados retratam a solução de casos com o uso de tecnologia forense avançada, o que induz as pessoas a acreditarem que quanto mais evidências coletadas, mais simples será a solução do crime. A realidade é que muitos laboratórios sofrem para conseguir atender a crescente demanda, seja por falta de profissionais, equipamentos ou consumíveis necessários para realizar as análises. Por exemplo, o Laboratório de Genética Forense do

Um STR (short tandem repeat) consiste em unidades de três a seis nucleotídeos repetidos centenas de vezes em sequência em uma fita de DNA.

Instituto de Criminalística do Paraná atende todo o estado, mas consegue elaborar em média apenas 15 laudos por mês.

Segundo a Secretaria de Segurança Pública do estado, em 2015 foram 2.416 casos de homicídio doloso, uma média de 201 homicídios por mês. Ainda temos que adicionar os casos de estupro e reconhecimento de vítimas de tragédias que também são atendidos pelo Laboratório de Genética. Só com esses números já podemos perceber que a quantidade de material para análise excede a capacidade de entrega do laboratório, mesmo sabendo que muitos casos não precisam de um laudo para o indiciamento dos suspeitos. Seja para a convicção ou não de suspeitos, ou para a identificação de vítimas em crimes, acidentes e desastres - embora nem sempre possa ser utilizada em seu completo potencial devido às limitações orçamentárias, de pessoal, ou alta demanda - a análise de DNA é uma técnica rápida, segura, indiscutível e fundamental para a ciência forense.

Um eletroferograma plota os resultados de separação feita por eletroforese. Esses gráficos são usualmente obtidos com a utilização de um instrumento como um sequênciador automático de DNA. Ele pode ser utilizado para determinar genótipos em sequências de DNA ou genótipos baseados no comprimento de fragmentos de DNA específicos, como os STRs. Confrontando o eletroferograma de um suspeito com o do material coletado na cena de crime é possível inferir se o suspeito esteve ou não presente no local.

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Sobre os autores

Para saber mais Ciências Forenses •

Mirian Krystel de Siqueira

é estudante de Biomedicina pela Universidade Tuiuti do Paraná e atualmente realiza iniciação científica no laboratório de Virologia Molecular da FioCruz/PR. Cursou graduação sanduíche pelo programa Ciência sem Fronteiras na Rowan University, Nova Jersey, EUA. Pelo mesmo programa, foi summer intern no Departamento de Crime Scene Investigation (CSI) na Maryland State Police. Além disso, foi estagiária do Laboratório de Química Legal e Sexologia Forense no Instituto Médico Legal de Curitiba.

Max M. Houck, "CSI: Reality" , Scientific American 295, 84 - 89 (2006)

• Agradecimento ao Dr. Daniel Felipetto, diretor do Instituto de Criminalística do Paraná e aos peritos dos laboratórios de Balística, Engenharia, Computação, Genética, Química, Acidentes de Trânsito e Perícias Audiovisuais.

Química Forense • L. Mota, P. B. Di Vitta, "Química Forense: Utilizando métodos analíticos em favor do poder judiciário", Revista Acadêmica Oswaldo Cruz, n.1, p. 1-11 (2014) • W. Romão et al., "Química Forense: Perspectivas sobre novos métodos analíticos aplicados à documentoscopia, balística e drogas de abuso.", Química Nova, v.34, n.10, p.1717-1728 (2011)

Audiovisual • D. Danaher, J. Ball, M. Kittel, " White Paper: Digital Photograph Use in Forensic Accident Reconstruction", Veritech Consulting Engineering

Raisa Jakubiak é diretora de

redação da Revista Polyteck. Bacharela em Física pela Universidade Federal do Paraná, foi bolsista de iniciação científica no Group of Optoloectronic Organic Devices (GOOD), na UFPR, onde trabalhou no desenvolvimento de memórias orgânicas voláteis e aprendeu sobre a construção de transístores. Também trabalhou no LITS, na caracterização de um protótipo de lab-on-a-chip capaz de diagnosticar várias doenças com poucas gotas de sangue.

Apaixonada por ciência desde o berço, acha que o segredo para quem quer mudar o mundo é nunca parar de aprender. Trabalha na Polyteck para continuar aprendendo, e porque acha que faltam meios de comunicação feitos por quem vive a ciência no seu dia a dia.

André Sionek é diretor executivo

da revista Polyteck e (finalmente) está concluindo bacharelado em física na Universidade Federal do Paraná.

Foi bolsista de iniciação científica no Laboratório de Inovação e Tecnologia em Sensores (LITS), na UFPR, no desenvolvimento de um teste lab-on-achip para diagnóstico pré-natal. Cursou graduação sanduíche na University of Pennsylvania, nos EUA, pelo programa Ciência Sem Fronteiras.

Revista Polyteck - Edição 16 | Abril / Maio 2016 Distribuição gratuita em mais de 80 universidades de todo o Brasil.

Engenharia • M. Edwards, P. Lewis, "Forensic engineering: Modern methods", The Open University (2007) •

R. K. Noon, "Forensic Engineering Investigation", CRC Press (2000)

Balística •

Armas de Porte – SENASP/ Ministério da Justiça

•

Guia de Operações Militares

•

POLITEC: Perícia Oficial e Identificação e Técnica

Genética Forense • M. A. Jobling; P. Gill, "Encoded Evidence: DNA in Forensic Analysis.", Nature Reviews Genetics, v.5, p.739-752 (2004) • M. Kayser, P. Kniff, "Improving human forensic through advances in genetics, genomics and molecular biology.", Nature Reviews Genetics, v.12, p. 179-192 (2011) • B. Budowle; A. V. Daal, "Forensically relevant SNP classes.", Bio Techniques, v.44, p. 603-610 (2008) • K. Norrgard, "Forensics, DNA Fingerprint, and CODIS. Nature Education", v.1, n.35,p. 1-7 (2008) • B. A. Pierce, "Genetics: A Conceptual Approach.", 5a ed. New York: Freeman (2014) • L. Roewer, "DNA Fingerprint in forensics: past, present, future.", Investigate Genetics, v.4, n.22, p.1-10 (2013) • P. Hirschkorn, "Identification of 9/11 remains comes to an end DNA technology exhausted", CNN (23/02/2005)

Patrocínio

Diretor Executivo: André Sionek Diretora de Redação: Raisa Requi Jakubiak Diretor Comercial: Fábio A. S. Rahal Revisão: Rudolf Eckelberg Imagens: Shutterstock; Impressão: Gráfica Exklusiva Editora Polyteck Ltda - ME 41 3011-6080 / 9269-4372 / 9622-3369

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