Analisi delle tracce di sangue: come si leggono gli schizzi

L'analisi degli schizzi di sangue è l'esame delle tracce di sangue presenti su una scena per ricostruire che cosa vi è accaduto: dove si trovava una persona che sanguinava o una fonte di sangue, quale forza ha agito sul sangue, come si sono mosse le persone e in quale ordine si sono svolti i fatti. Gli specialisti la chiamano analisi delle tracce di sangue (BPA, dall'inglese bloodstain pattern analysis), perché gli schizzi sono solo uno dei tipi di tracce che interpretano.

Questa guida illustra i tipi di tracce, la fisica che le modella, il calcolo dell'angolo di impatto e dell'area di origine, il modo in cui le tracce vengono documentate e quanto peso possono reggere le conclusioni.

Che cos'è l'analisi degli schizzi di sangue?

L'analisi degli schizzi di sangue, o analisi delle tracce di sangue, è una disciplina forense che esamina dimensioni, forma, distribuzione e posizione delle macchie di sangue per risalire agli eventi che le hanno prodotte. Considera ogni macchia come il punto d'arrivo di un processo fisico (una goccia caduta, lanciata o trasferita) e ragiona a ritroso dalla macchia a quel processo.

Da tracce ben documentate, un analista può spesso stabilire:

• dove si trovava la fonte di sangue e, all'incirca, a quale altezza dal pavimento
• il meccanismo: uno sgocciolamento, un colpo, uno sparo, un'arteria recisa o sangue espirato
• la direzione in cui si è mossa una persona o un oggetto, e a volte con quale velocità
• un numero minimo di colpi inferti con un'arma insanguinata
• se un corpo o un oggetto è stato spostato dopo l'evento
• l'ordine degli eventi, quando una traccia si sovrappone a un'altra

Quello che non può dire è di chi sia il sangue. Questo è compito dell'analisi del DNA. Le due lavorano insieme, e una traccia viene documentata prima di essere campionata, perché il tampone la modifica.

Schizzi o tracce di sangue?

Nel linguaggio comune si parla di schizzi di sangue; gli specialisti parlano di tracce e di analisi delle tracce di sangue. In una relazione, il termine schizzo è riservato alle macchie prodotte da gocce che una forza ha lanciato nell'aria. Una goccia caduta per il proprio peso, o una strisciata su un muro, è una traccia di sangue ma non uno schizzo.

Come si comporta il sangue quando lascia il corpo

Ogni traccia nasce da poche proprietà fisiche del sangue. Il sangue è composto per circa il 55% da plasma, in cui sono sospesi globuli rossi, globuli bianchi e piastrine, e si comporta come un fluido non newtoniano pseudoplastico: più velocemente è costretto a muoversi, più facilmente scorre. In volo, la tensione superficiale dà alla goccia una forma sferica. Le gocce reali non hanno la forma a lacrima dei cartoni animati.

Che cosa accade all'impatto dipende soprattutto da due fattori: l'angolo con cui arriva la goccia e la superficie su cui cade. Una goccia che colpisce una superficie liscia e dura a 90° lascia una macchia quasi circolare; più l'angolo è basso, più l'ellisse si allunga. Una superficie ruvida o assorbente, come moquette, legno grezzo o cotone, spezza il bordo della goccia in spine e gocce satellite quasi a ogni angolo. Per questo la superficie stessa fa parte della prova.

Su una singola macchia gli analisti leggono quattro elementi:

• Macchia madre: l'ellisse principale lasciata dalla goccia stessa. Larghezza e lunghezza danno l'angolo di impatto.
• Spine: brevi punte sul bordo anteriore, più marcate sul lato verso cui viaggiava la goccia.
• Gocce satellite: piccole gocce che si sono staccate all'impatto e sono cadute oltre la macchia madre.
• Coda: l'estremità affusolata che punta nella direzione del moto. Si esclude quando si misura la lunghezza.

La dimensione della goccia dice meno di quanto sembri. La forza, il volume di sangue disponibile e la superficie la modificano, ed è uno dei motivi per cui le vecchie categorie di velocità, descritte più avanti, sono state abbandonate.

Le tre famiglie di tracce di sangue

Gli analisti classificano le macchie in base al meccanismo che le ha prodotte. Uno schema molto insegnato prevede tre famiglie: tracce passive, da trasferimento e schizzi. La classificazione di Stuart James, Paul Kish e Paulette Sutton fa rientrare le tracce da trasferimento tra quelle passive e aggiunge le tracce alterate, cioè le macchie cambiate dopo la loro formazione. La terminologia dell'AAFS Standards Board, l'ASB Technical Report 033, definisce i singoli tipi.

Tracce passive: gocce, colature e pozze

Le tracce passive si formano per la sola gravità. Una goccia è una singola macchia caduta; una scia di gocce è una serie lasciata da una fonte in movimento, e la loro distanza suggerisce la velocità: gocce ravvicinate indicano un movimento lento. Una colatura è sangue che scorre su una superficie. Una colatura che risale la pendenza nella posizione in cui è stato trovato un corpo dimostra che il corpo è stato spostato. Una pozza si forma dove una fonte resta ferma abbastanza a lungo perché il sangue si accumuli, e spesso indica dove una vittima si è fermata.

Tracce da trasferimento: strisciate e cancellature

Una traccia da trasferimento si forma quando una superficie insanguinata ne tocca un'altra. Una strisciata (swipe) porta sangue su una superficie pulita, come quando una mano insanguinata viene passata su un muro. Una cancellatura (wipe) è l'opposto: qualcosa attraversa sangue già presente e lo altera, ed è per questo che la terminologia ASB classifica la cancellatura tra le tracce alterate e non tra quelle da trasferimento. Il bordo sfrangiato di una strisciata di solito si assottiglia nella direzione del movimento. I trasferimenti con disegno, come una suola, un palmo o la trama di una manica, si possono confrontare con l'oggetto che li ha prodotti.

Schizzi: impatto, lancio, arteriosi ed espirati

Gli schizzi sono sangue che ha viaggiato nell'aria sotto forma di gocce, e si raggruppano in base a che cosa li ha messi in moto:

• Schizzi da impatto: una forza colpisce sangue liquido, come un colpo su una ferita sanguinante. Le gocce si irradiano dal punto d'impatto, ed è questo che rende calcolabile un'area di origine.
• Schizzi da sparo: gli schizzi all'indietro (back spatter) partono dal foro d'entrata verso l'arma; gli schizzi in avanti (forward spatter) escono con il proiettile da un foro d'uscita. Gli schizzi in avanti contengono di solito più gocce di quelli all'indietro, ed entrambi possono comprendere una nebbia fine; entrambi sfuggono facilmente, e le gocce più fini possono essere scambiate per sangue espirato. Collocarli fa parte della ri­co­stru­zio­ne di scene di sparatoria.
• Tracce da lancio (cast-off): sangue proiettato da un oggetto insanguinato mentre viene brandito, di solito in scie lineari sul soffitto o su una parete. Il primo colpo di solito non incontra sangue esposto, quindi raramente lascia tracce da lancio; per questo il numero di scie più uno è una stima comune, benché contestata, del numero minimo di colpi. Una traccia da arresto (cessation pattern, spesso detta cessation cast-off) si forma quando un oggetto brandito si ferma bruscamente.
• Traccia arteriosa: sangue pompato da un'arteria lesionata, in archi o zigzag che salgono e scendono con il battito cardiaco. Dimostra che la persona era viva quando la traccia si è formata.
• Schizzi espirati: sangue emesso respirando, tossendo o starnutendo dal naso, dalla bocca o da una ferita delle vie aeree. Di solito sono fini e possono contenere minuscole bolle d'aria, che li distinguono dagli schizzi da impatto di dimensioni simili.

Tracce alterate e zone di vuoto

Il sangue cambia dopo essersi depositato. Coagula in pochi minuti, si asciuga dal bordo verso l'interno, scurisce dal rosso al marrone e può essere diluito, spalmato o pulito. L'analista legge questi cambiamenti come tempo e attività: sangue coagulato sotto gocce fresche significa che l'emorragia è continuata; macchie diluite fanno pensare ad acqua o a una pulizia. Il sangue pulito raramente sparisce del tutto. Il luminol, che reagisce con il ferro dell'emoglobina, fa brillare al buio tracce debolissime.

Una zona di vuoto è un'interruzione in una traccia altrimenti continua, dove una persona o un oggetto si trovava tra la fonte e la superficie. Una zona di vuoto senza nulla dentro indica che qualcosa è stato spostato, e l'oggetto, se ritrovato, porta le macchie corrispondenti.

Perché non si parla più di schizzi a «bassa, media e alta velocità»

I vecchi manuali classificano gli schizzi per velocità: macchie a bassa velocità di 4 mm e oltre, da gocciolamento; a media velocità da 1 a 4 mm, da colpi; e ad alta velocità sotto 1 mm, da spari, con la velocità del colpo sulla fonte di sangue stimata fino a 1,5 m/s, da 1,5 a 7,5 m/s e di 30 m/s o più.

Lo schema è stato abbandonato perché confonde la causa con la dimensione. La velocità descriveva il colpo che raggiungeva la fonte di sangue, non la velocità delle gocce; uno stesso colpo può lanciare gocce di ogni dimensione; e un colpo di tosse produce una nebbia fine quanto quella di uno sparo. Definire una macchia «ad alta velocità» implicava quindi uno sparo dove la traccia non poteva dimostrarlo, il tipo di forzatura alla base di diversi casi controversi. La terminologia attuale indica il meccanismo che gli elementi sostengono, o si limita a descrivere la macchia.

Come si calcola l'angolo di impatto

L'angolo di impatto è l'angolo tra la traiettoria di una goccia e la superficie che ha colpito, e si ricava direttamente dalla forma della macchia: il seno dell'angolo è uguale alla larghezza della macchia divisa per la sua lunghezza.

Angolo di impatto = arcsen (larghezza ÷ lunghezza)

1. Scegli una macchia ben formata, con un'ellisse netta, non una deformata da una superficie ruvida o da una seconda goccia.
2. Misura la larghezza nel punto più largo e la lunghezza lungo l'asse maggiore, escludendo la coda.
3. Dividi la larghezza per la lunghezza e calcola l'arcoseno.

Per una macchia larga 4,0 mm e lunga 8,0 mm, larghezza ÷ lunghezza = 0,50, e arcsen 0,50 = 30°. Una macchia rotonda, in cui larghezza e lunghezza coincidono, dà 90°: la goccia è caduta in verticale.

I piccoli errori di misura contano. Leggere quei 4 mm di larghezza come 4,1 mm porta l'angolo a quasi 31°, e su una macchia larga 2 mm e lunga 4 mm gli stessi 0,1 mm lo spostano di quasi 2°. Quei gradi si sommano quando decine di macchie vengono proiettate a ritroso verso un'origine. Per questo gli analisti misurano molte macchie, adattano ellissi invece di giudicare a occhio e misurano sulla superficie anziché su una fotografia scattata di sbieco.

L'asse maggiore della macchia indica anche la sua direzione sulla superficie, detta direzionalità, e la coda dice in quale verso lungo quell'asse si muoveva la goccia.

Da dove veniva il sangue

Le macchie di uno stesso impatto si irradiano da un'unica fonte, quindi la loro geometria si può ripercorrere a ritroso. Servono due passaggi: l'area di convergenza sulla superficie, poi l'area di origine nella stanza.

• Area di convergenza: prolunga all'indietro sulla superficie l'asse maggiore di ogni macchia. Le linee si incontrano in una piccola zona, che è il punto in cui si trovava la fonte in pianta, in due dimensioni.
• Area di origine: sali da quella zona secondo l'angolo di impatto di ogni macchia. L'altezza è la distanza tra la macchia e la convergenza moltiplicata per la tangente del suo angolo: h = d × tan α.

Una macchia a 80 cm dall'area di convergenza, che ha colpito il pavimento a 30°, colloca la fonte a circa 80 × tan 30° ≈ 46 cm dal pavimento: vicino al pavimento, molto al di sotto della testa di una persona in piedi. Ripetendo il calcolo su molte macchie il punto diventa un'area, ed è quest'area che si riporta.

Tre metodi svolgono questo lavoro:

• Metodo dei fili: un filo da ogni macchia secondo il suo angolo di impatto, teso all'indietro finché i fili si incrociano. È fisico e facile da mostrare, ma lento, e finisce quando i fili vengono rimossi.
• Il metodo della tangente: la stessa geometria, calcolata macchia per macchia.
• Software: programmi come HemoSpat, BackTrack e FARO Zone 3D calcolano l'area di origine a partire dalle macchie misurate, su fotografie o su un modello 3D della scena.

Tutti e tre trattano le traiettorie come linee rette. Le gocce reali cadono per gravità e rallentano nell'aria, quindi arrivano più inclinate di quanto fossero alla partenza, e i metodi rettilinei tendono a collocare l'origine più in alto di dove fosse. Per questo l'area di origine si indica come intervallo, e misure migliori delle macchie permettono onestamente di restringerlo.

Come si documenta una traccia di sangue

Un'analisi non può essere migliore della documentazione della scena, e gran parte del lavoro avviene prima che qualcuno interpreti qualcosa. Una sequenza tipica:

1. Fotografie d'insieme e un rilievo della scena prima di toccare qualsiasi cosa, poi foto a media distanza e ravvicinate di ogni traccia.
2. Una scala in ogni foto ravvicinata, posta nel piano della macchia, con la fotocamera perpendicolare alla superficie.
3. Etichettatura e misura: le macchie di interesse vengono numerate, spesso rispetto a una griglia o a una linea di riferimento fissata sulla superficie, e per ciascuna si registrano posizione, larghezza, lunghezza e direzione.
4. Campionamento per il DNA, solo quando la traccia è stata documentata completamente.
5. Misura della stanza stessa, così ogni macchia può essere collocata in tre dimensioni.

Ogni passaggio ha un punto debole noto. Una fotografia appiattisce la superficie e deforma proprio il rapporto tra larghezza e lunghezza da cui dipende l'angolo, e una scala corregge l'ingrandimento ma non una fotocamera inclinata di qualche grado. Misurare le macchie a mano è lento, e una volta rilasciata e pulita la scena, nulla di ciò che è sfuggito può più essere misurato.

È proprio questo che la scansione 3D ha cambiato. Una scansione registra la forma di ogni macchia insieme alla superficie su cui si trova e la colloca in un modello misurato della stanza, così angolo di impatto e area di origine si possono ricalcolare in seguito, dallo stesso analista, da un revisore o dal perito della controparte. La scansione 3D per l'analisi delle tracce di sangue descrive il metodo nel dettaglio, e la stessa acquisizione serve alla ri­co­stru­zio­ne 3D della scena del crimine.

Quanto è affidabile l'analisi degli schizzi di sangue?

L'analisi degli schizzi di sangue non è stata smentita, ma i suoi limiti sono documentati, e sono più ampi di quanto suggerisca la televisione. La fisica di come le gocce si formano, volano e impattano è ben compresa. Il punto debole è l'in­ter­pre­ta­zio­ne umana delle tracce complesse.

Il rapporto della National Academy of Sciences del 2009 ha concluso che le incertezze dell'analisi delle tracce di sangue sono enormi e che molti pareri di esperti erano più soggettivi che scientifici. Nel 2021, uno studio in cieco finanziato dal NIJ ha messo alla prova 75 analisti in attività su 192 tracce scelte per rappresentare casi reali. Sui campioni di causa nota, l'11,2% delle risposte era errato, e sull'insieme dello studio il 7,8% delle risposte contraddiceva quelle di altri analisti, anche se il consenso del gruppo sbagliava di rado.

Gli autori hanno rilevato che differenze semantiche, analisti che usano gli stessi termini per cose diverse, hanno contribuito agli errori accanto a interpretazioni davvero contraddittorie, e hanno chiesto norme migliori per terminologia e classificazione. Gli altri problemi ricorrenti sono una documentazione scarsa, tracce ambigue con poche macchie e il contesto: un analista che conosce la teoria degli investigatori tende più facilmente a vederla.

In Inghilterra e Galles, il Forensic Science Regulator pubblica linee guida sull'analisi delle tracce di sangue (BPA) nell'ambito del suo Code of Practice. Negli Stati Uniti, la disciplina ha risposto con norme consensuali dell'AAFS Standards Board:

• ASB Technical Report 033: termini e definizioni (2017)
• ANSI/ASB Standard 030: programmi di assicurazione della qualità (2019)
• ANSI/ASB Standard 072: validazione delle procedure (2019)
• ANSI/ASB Standard 031: redazione delle relazioni (2020)
• ANSI/ASB Standard 032: programmi di formazione (2020)

Ciò che rende difendibile una conclusione è uguale ovunque: misure che chiunque può verificare, un metodo documentato e un parere che non afferma più di quanto mostri la traccia. Un rilievo che permetta alla controparte di rimisurare le macchie ne fa parte; vedi prove 3D in tribunale.

Chi esegue l'analisi delle tracce di sangue?

Gli analisti delle tracce di sangue sono di solito operatori della scena del crimine o scienziati forensi che hanno acquisito questa specializzazione, più che una professione a sé. Lavorano nei reparti di polizia scientifica, nei laboratori forensi, negli istituti di medicina legale e nella libera professione, dove molti agiscono come consulenti per l'una o l'altra parte.

La formazione di solito inizia con un corso base di 40 ore su tipi di tracce e calcoli di angolo e origine, seguito da corsi avanzati e casi supervisionati. L'International Association for Identification (IAI) offre la certificazione Bloodstain Pattern Analyst, l'International Association of Bloodstain Pattern Analysts (IABPA) è la principale associazione professionale e l'ANSI/ASB Standard 032 stabilisce che cosa deve coprire un programma di formazione.

La versione televisiva, con Dexter Morgan che legge un intero crimine su una parete, comprime giorni di misure e revisioni in uno sguardo. Il lavoro vero è fatto soprattutto di documentazione accurata, calcoli e relazioni scritte per reggere al controinterrogatorio.

Breve storia dell'analisi delle tracce di sangue

• 1895: Eduard Piotrowski, medico di Cracovia che lavora all'Istituto di medicina legale di Vienna, pubblica il primo studio sistematico sulle macchie di sangue prodotte da colpi alla testa.
• 1955: Paul Kirk esamina la scena e le tracce di sangue nel caso dell'omicidio di Sam Sheppard, una tappa precoce della disciplina.
• 1971: Herbert MacDonell pubblica Flight Characteristics and Stain Patterns of Human Blood; nel 1973 tiene il primo corso strutturato sulle tracce di sangue.
• 1983: viene fondata l'International Association of Bloodstain Pattern Analysts.
• 2009: il rapporto della National Academy of Sciences mette in discussione le basi scientifiche della disciplina.
• Dal 2017 al 2020: l'AAFS Standards Board pubblica terminologia e norme consensuali statunitensi per il settore, sulla base della precedente terminologia SWGSTAIN.
• 2021: il più ampio studio black-box del settore misura quanto spesso le conclusioni degli analisti sono sbagliate.