Resumen ejecutivo
Desde laboratorios hasta tribunales, las capacidades proporcionadas por la microscopía óptica facilitan una serie de tareas en el sector de las ciencias forenses. Markus Fabich de Olympus Europa las expone a través de este documento.
Con el paso del tiempo, el uso de la microscopía óptica se ha visto asociada cada vez más al sector de las ciencias forenses; y, no cabe duda que por un buen motivo. La microscopía óptica es una técnica rápida, accesible y, siendo tal vez lo más importante, no destructiva para metales preciosos y muestras irreemplazables. Los especialistas de laboratorios forenses prefieren esta técnica de forma indefectible para llevar a cabo análisis de primera línea en los campos de estudio e investigación, antes de hacer un uso subsecuente de otras técnicas. Esto es especialmente importante dentro del último contexto, ya que durante la investigación criminal debe obtenerse un permiso para poder efectuar pruebas destructivas en la evidencia. En algunos casos, puede recogerse suficiente información usando enfoques no destructivos. También se utilizan otras formas de microscopía, como la microscopía de luz polarizada para la identificación de las fibras y la microscopía de comparación para cotejar las marcas dejadas por herramientas, armas de fuego o la estructura de los cabellos.
En la Universidad Abertay en Escocia, el equipo de investigación de ciencias forenses (Dr. Kevin Farrugia, Dr. Keith Sturrock, Dr. Graham Wightman e Isobel Stewart) ha utilizado la microscopía de luz optodigital más avanzada de Olympus para avanzar varios proyectos de investigación. La tecnología optodigital es una nueva categoría de microscopio óptico que combina los últimos avances de la tecnología óptica y la tecnología digital con el fin de inspeccionar y medir forma rápida y detallada en aplicaciones de la ciencias de materiales. La serie de microscopios DSX de Olympus permite llevar a cabo tareas de investigación, medición y creación de informes, aunque su operación a carácter intuitivo hace que la precisión en la inspección no dependa más de conocimientos exhaustivos en materia de microscopía. Es más, la serie incorpora adquisición y proyección de imágenes digitales para que su visualización en la pantalla resulte cómoda durante la operación, los debates o la formación a largo plazo. El equipo de investigación se beneficia de las diversas características de la microscopía optodigital para analizar los diversos tipos de evidencia con mayor detalle, como huellas dactilares, sustancias ilegales y marcas de bolígrafo.
Revelación de las huellas digitales latentes
Las huellas dactilares que se dejan al entrar en contacto con una superficie son únicas de cada persona y proporcionan una fuente de identificación muy valiosa. Las huellas dactilares se forman por crestas papilares que siguen diversos patrones, tales como bucles, espirales y arcos. Por otra parte, cada cresta papilar presenta una fila de poros a través de los cuales se libera sudor (Figura 1) y, aunque a veces las huellas pueden ser inmediatamente visibles si se componen, por ejemplo, de sangre o pintura, lo más frecuente es que el sudor forme la huella. Estas huellas latentes requieren tratamientos posteriores para su visualización, en función de la superficie en la que han sido dejadas.
Los delincuentes muchas veces se preocupan por eliminar las pruebas del delito; por lo tanto, un área de estudio es la recuperación de las huellas latentes en los metales cuando la huella dactilar ha sido limpiada con un paño. Después de haberse realizado el contacto, algunas sustancias químicas del sudor pueden reaccionar en el metal, haciendo que la huella dactilar se grabe en la superficie, lo que deja una marca permanente que no podrá eliminarse aunque sea limpiada. Por lo tanto, se deduce que donde ha habido un intento de supresión de la traza de contacto con la superficie metálica, también ha habido intento de supresión de evidencia. Los investigadores de la Universidad de Abertay están analizando las posibles formas de visualizar estas marcas calentando el metal a más de 400 ºC, y después capturando y analizando las imágenes de la marca usando el microscopio DSX110 de Olympus. Se han probado diversos materiales y estudiado los efectos de la limpieza de dichos materiales con distintos tejidos, como la lana, el algodón y el nilón (Figura 2). La visualización de la huella completa con una magnificación superior fue fundamental para poder llevar los análisis de forma exhaustiva; y, en todas las imágenes, esto pudo realizarse gracias a la función mosaico del microscopio DSX110. Aunque en algunos casos el detalle generado por estas huellas no era suficiente para una identificación positiva y precisa, estos también podían ser utilizados en relación con otra información, o bien para descartar a un sospechoso.
La distinción de las características necesarias resultaba compleja si se visualizaban las huellas desde arriba. Por ello, la posibilidad de inclinar el cabezal del microscopio DSX110 fue realmente útil para poder iluminar y visualizar la muestra en ángulo. Las sombras proyectadas por esta iluminación oblicua permitieron vislumbrar la topografía superficial para realizar una visualización detallada de los surcos grabados en el metal (Figura 3).
Poros de huella dactilar
 Figura 1 | El DSX110 permite visualizar los poros de la huella dactilar de forma clara. Los poros son responsables del sudor que forma una marca en muchas superficies. |
Revelación de huellas dactilares latentes en el metal
Las huellas dactilares limpiadas del metal vuelven a aparecer después de calentar la superficie a o más de 400 ºC. El DSX110 nos permitió visualizar las huellas dactilares en el cobre, limpiado con un paño de lana (A) o nilón (B), y en el latón limpiado con un paño de lana (C) o algodón (D). Imágenes por cortesía de K Dettori, Universidad Abertay
 Figura 2.A: Cobre limpiado con lana |  Figura 2.B: Cobre limpiado con nilón |
 Figura 2.C: Latón limpiado con lana |  Figura 2.D: Latón limpiado con algodón |
Patrones de huellas dactilares en metal resaltados con iluminación oblicua
 Figura 3 | Las huellas dactilares latentes dejadas en el aluminio y limpiadas con algodón se calentaron a 400 ºC y se visualizaron por microscopía óptica usando el DSX110, usando una iluminación oblicua para maximizar el contraste. Imagen por cortesía de K. Dettori, Universidad Abertay. |
Logotipos en comprimidos farmacéuticos ilegales incautados
El grupo de investigación forense de la Universidad Abertay trabaja estrechamente con la policía escocesa, que aporta sus conocimientos para garantizar que las investigaciones más innovadoras ofrezcan la mayor repercusión para aplicaciones forenses de primera línea. Como parte de esta colaboración continua, se utilizó el DSX110 para analizar un lote de drogas ilegales incautado por la policía. El consumo de drogas es un problema creciente en sí mismo, pero además los proveedores sustituyen los productos químicos psicoactivos por sustancias alternativas. Estas alternativas suelen consistir en materiales inocuos como el azúcar pero otras veces pueden ser sustancias más peligrosas. Además, el nivel de sustancia farmacológica activa presente puede variar considerablemente. Por ejemplo, recientemente se examinaron algunos comprimidos ilegales de diazepam y se detectaron 10 mg (dosis disponible en farmacias), mientras que en otros comprimidos se halló una cantidad cuatro veces superior, lo que supone un riesgo de sobredosis. Por lo tanto, es fundamental probar y caracterizar los lotes de estos comprimidos para fines de inteligencia. Por lo que el grupo de investigación de la Universidad de Abertay está investigando la posibilidad de hacerlo usando una combinación de características físicas y químicas clave. Lo deseado es poder desarrollar un modelo estadístico que permita identificar las distintas poblaciones de comprimidos dentro de la cadena de suministros ilegales y, de esta forma, ayudar a la policía a determinar los enlaces entre las distintas incautaciones y quizá trazar algunos lotes de fármacos hasta su proveedor.
Recientemente se analizó un lote de comprimidos incautados usando el microscopio DSX110 de Olympus, con algunas muestras del caso mostradas en la Figura 4. La caracterización visual puede conseguirse partiendo de una serie de características, como el color o el diseño. Muchos de estos comprimidos contienen logotipos y algunos también contienen defectos en los bordes, causados probablemente por los daños en la maquinaria usada para presionar los comprimidos. Dichos logotipos y defectos pueden asociarse a los distintos lotes de fármacos (drogas). En este caso, la función de ángulo de inclinación del microscopio DSX110 volvió a ser especialmente útil para visualizar los logotipos y los bordes detalladamente (Figura 4B). Las funciones digitales han mejorado la visualización de estos comprimidos, con lo que ahora se como herramienta de Imagen focal extendida (EFI). Utilizando imágenes 3D, la EFI compila una serie de imágenes 2D en distintos puntos del eje Z, formando una imagen compuesta completamente enfocada de la muestra íntegra. De esta forma, podemos visualizar la superficie completa del comprimido de forma detallada.
Caracterización de fármacos incautados
La caracterización exhaustiva de los fármacos incautados ayuda a la policía a trazarlos originalmente hasta su proveedor. La información de color real facilita esta tarea desde arriba (A), además de ofrecer una visualización detallada que resalta el diseño del logotipo y los bordes de los comprimidos con la función de ángulo de inclinación del DSX110 (B). Imágenes por cortesía de S Greenfield, Universidad Abertay.
 Figura 4.A-1 |  Figura 4.A-2 |
 Figura 4.A-3 |  Figura 4.A-4 |
 Figura 4.B-1 |  Figura 4.B-2 |
 Figura 4.B-3 |
Marcas de bolígrafo en papel
Los documentos pueden falsificarse o manipularse de forma fraudulenta por diversos motivos. El fraude de prestaciones y el robo de identidad son prácticas comunes, o los casos en que el asesino crea un nota de suicidio falsa en nombre de su víctima. El objetivo principal del proceso analítico es obtener el máximo de información sin dañar o alterar el documento, y aquí es donde entra en juego la naturaleza no destructiva de la microscopía óptica. El análisis de estos documentos suele requerir una evaluación de la escritura a mano, de la tinta y del papel, y uno de los proyectos realizados en Abertay consiste en discriminar las hendiduras que deja un bolígrafo de punta redondeada en el papel. Cuando se dibuja una línea en el papel, la punta del bolígrafo distorsiona las fibras del papel, dejando una hendidura. La morfología de la hendidura puede variar dependiendo del estilo de escritura del usuario, así como del bolígrafo, la calidad del papel y si el sustrato subyacente es blando o duro. También pueden usarse otros métodos alternativos junto con la microscopía óptica para ofrecer información complementaria, como la composición química de la tinta. No obstante, la cromatografía es limitada con las tintas de bolígrafos de gel, ya que son tintas de polímeros y, por lo tanto, son difíciles de disolver y requieren otros métodos analíticos.
Las magnificaciones obtenidas con el microscopio optodigital permitieron visualizar las fibras reales del papel manteniendo la escala de colores y la distribución de la tinta al mismo tiempo. La profundidad de la hendidura también pudo medirse y visualizarse en forma de un mapa de altura que podría visualizarse y analizarse en 2D o 3D (Figura 5).
Análisis de hendiduras de bolígrafo en el papel
La distinción de las hendiduras del bolígrafo en el papel puede ofrecer información valiosa sobre la posible identidad del autor. Aquí se visualizan marcas de bolígrafo con el microscopio DSX110 en campo claro (A), en imágenes 2D partiendo de un mapa de altura (B) y en imágenes 3D partiendo de un mapa de altura (C). Imágenes por cortesía de K Denovan, Universidad Abertay.
 Figura 5.A |  Figura 5.B |
 Figura 5.C |
En el tribunal
Los conocimientos conseguidos a través de la microscopía son muy valiosos para la ciencia forense, pero también es muy importante la forma en que estas pruebas se presentan al tribunal. Una imagen dice más que mil palabras y la información contenida en una imagen puede explicarse de forma más fácil a un jurado, en lugar de aportar explicaciones verbales o datos numéricos. La Figura 6 muestra un ejemplo de cómo podemos comunicar los datos de forma clara con las funciones de creación de informes del DSX110. Además, en los tres proyectos descritos, una función clave era integral para el análisis de las imágenes: la función de mosaico de imágenes. Tanto si estamos estudiando una huella dactilar, un logotipo de un fármaco ilegal o la marca de un bolígrafo en un documento cuestionado, la creación y la presentación de grandes imágenes resultan fundamentales para comunicar las pruebas al jurado. Si presentamos las pruebas en su contexto, estas imágenes también pueden ampliarse de forma retrospectiva para capturar los detalles más diminutos de la muestra y aportar muchos más datos.
La creación de informes es esencial para su presentación ante el jurado.
 Figura 6 | El análisis y el perfil 3D de una hendidura de bolígrafo en el papel se registra junto con información adicional como los ajustes de captura. Imágenes por cortesía de K Denovan, Universidad Abertay |
Resumen
La microscopía óptica ofrece muchas posibilidades de uso para realizar estudios e investigaciones forenses. El desarrollo de los microscopios modernos cada vez está más influenciado por la tecnología digital, que mejora considerablemente las resolución y las funciones analíticas de los sistemas como la serie de dispositivos optodigital de Olympus. La utilización del sistema optodigital DSX110 de Olympus ha permitido al grupo de investigación forense de la Universidad Abertay beneficiarse de diversas características avanzadas para obtener más información de diversas muestras forenses.
La microscopía óptica ofrece un enfoque complementario al de otras técnicas y permite que el investigador tome decisiones de forma más rápida, con menos esfuerzo y de forma no destructiva. Esto es especialmente importante si se toma en cuenta los límites presupuestarios a los cuales se restringen los institutos forenses, para los que la eficacia tiene un valor añadido. Gracias a la velocidad y la accesibilidad de la microscopía óptica, queda claro que el desarrollo de esta técnica permitirá mejorar las aplicaciones forenses, desde la investigación a las investigaciones aplicadas e incluso en los tribunales.
