Os melhores escâneres 3D para cenas do crime e ciências forenses, tarefa a tarefa

Escolher um escâner 3D para trabalho forense começa pelo trabalho, não pelo escâner. Uma cena do crime tem duas escalas ao mesmo tempo: a sala, onde importam as posições e as distâncias entre objetos, e os vestígios, onde uma marca de calçado ou uma marca de ferramenta tem uma fração de milímetro de profundidade. Os corpos, os veículos e os objetos de laboratório acrescentam as suas próprias exigências.

Este guia explica o que é um escâner 3D de cena do crime, os seis fatores que decidem qual se adequa e o escâner Artec cuja especificação corresponde a cada tarefa forense, com os seus limites indicados ao lado dos seus pontos fortes.

O que é um escâner 3D de cena do crime?

Um escâner 3D de cena do crime é um aparelho que regista a forma de uma cena ou de um objeto como milhões de pontos medidos, normalmente com cor, para que a cena possa ser medida, vista de qualquer ângulo e apresentada muito depois de ter sido liberada. No trabalho forense usam-se dois tipos: os escâneres laser terrestres, que registam uma sala ou uma cena exterior a partir de um tripé, e os escâneres de luz estruturada portáteis ou de secretária, que registam corpos, veículos e vestígios individuais com mais detalhe.

Um escâner laser mede a distância cronometrando um impulso laser; um escâner de luz estruturada projeta um padrão de luz e lê a forma como a superfície o deforma. Ambos produzem uma nuvem de pontos ou uma malha que um software como o Artec Studio transforma num modelo mensurável e exporta em formatos abertos como E57, OBJ e PLY.

Na ordem de trabalho numa cena, a digitalização faz parte do registo da cena antes de qualquer coisa ser deslocada; os 7 S da investigação da cena do crime mostram onde se encaixa.

Como escolher um escâner 3D forense: os seis fatores que decidem

• Alcance e escala. Uma sala ou uma rua exigem um escâner que meça dezenas de metros a partir de um tripé; uma marca de calçado exige um que trabalhe entre 20 e 30 centímetros da superfície.
• Precisão e resolução, a uma distância declarada. A precisão é quão próximo cada ponto medido fica da sua posição verdadeira; a resolução é o espaçamento mais fino que o modelo consegue mostrar. A precisão de um escâner de longo alcance indica-se a uma distância (Ray II: 1,9 mm a 10 m); a de um portátil aumenta com o tamanho do objeto (Leo: 0,1 mm + 0,3 mm/m). Como ler um valor de precisão explica a diferença.
• Cor e luz. As manchas de sangue, os padrões de queimadura e as equimoses são cor, não forma. Os escâneres portáteis levam a sua própria luz; um escâner laser mede a geometria no escuro, mas as suas câmaras a cores precisam de luz na cena.
• Contacto e preparação. Os escâneres óticos não tocam nos vestígios. Alguns alcançam a sua precisão máxima com alvos de referência colocados perto do objeto, o que é uma questão para o seu procedimento de manuseamento de vestígios. As superfícies muito escuras, brilhantes ou transparentes são difíceis para qualquer escâner ótico; o vidro precisa de um spray de digitalização.
• Portabilidade e alimentação. Uma cena pode não ter eletricidade nem espaço para um computador portátil. Um escâner totalmente autónomo, um sem fios e um com cabo mudam, cada um à sua maneira, a forma como uma equipa trabalha na cena.
• Dados, software e validação. Em tribunal, uma digitalização só vale o que vale o registo que a sustenta: formatos abertos para a parte contrária, um fluxo de trabalho documentado e um estudo de validação face a critérios de aceitação definidos pela sua unidade.

O melhor escâner 3D para cada tarefa forense

Cada escolha abaixo é o escâner Artec cuja especificação corresponde à tarefa. Para uma unidade que se equipa de raiz, um escâner de cena e um portátil de uso geral cobrem as duas escalas que uma cena tem; os outros respondem a casos mais específicos.

O Ray II é um escâner laser em tripé. A partir de cada posição, regista um campo de 360° × 300° até 130 metros, com precisão de 1,9 mm a 10 metros, em cerca de 1,7 minutos por posição (2,7 com cor). Uma sala precisa normalmente de duas ou três posições, para que móveis, portas e pilares não ocultem nada, e as posições são registadas numa única nuvem de pontos. O seu laser mede a geometria de dia ou de noite; as suas câmaras a cores de 36 MP precisam de luz na cena. Tem classificação IP54 para trabalho no exterior. Veja como se regista uma cena em digitalização 3D da cena do crime.

Ideal para salas, edifícios, ruas e cenas de colisão, trajetórias de bala e linhas de visão através de uma cena. Não para o detalhe fino de um único objeto: a sua resolução define-se em milímetros a 10 metros (3, 6 ou 12 mm).

O Leo é um escâner portátil sem fios com ecrã tátil de 5,5 polegadas, bateria e 512 GB de armazenamento próprios, pelo que não precisa de computador na cena. Regista com precisão até 0,1 mm e resolução até 0,2 mm, a até 35 milhões de pontos por segundo em HD Mode, o que ajuda em superfícies pretas e brilhantes; o vidro precisa de um spray de digitalização. Num exercício da polícia neerlandesa, um manequim e o espaço à sua volta foram digitalizados em 5 minutos. A Origin Forensics relatou que inspeções de veículos que levavam três a quatro horas com um escâner laser em tripé passaram a levar menos de uma com o Leo.

Ideal para corpos na cena, veículos por dentro e por fora, salas em detalhe e objetos demasiado grandes para um escâner de secretária.

O Spider II regista objetos e superfícies pequenos e médios com precisão de 0,05 mm e resolução de 0,05 mm, com textura de cor de 5 MP, a trabalhar entre 19 e 30 centímetros da superfície e ligado a um computador portátil. É a classe de detalhe das marcas de calçado, das marcas de ferramenta, das lesões, dos padrões de manchas de sangue e dos bordos de fratura. Num estudo publicado, marcas de calçado em solo e em areia foram digitalizadas com o Space Spider de primeira geração em menos de um minuto cada uma, com 97 % dos pontos a menos de 0,492 mm do modelo de referência; veja marcas de calçado.

O Artec Neo, concebido para inspeção de grau metrológico, capta da mesma forma sem alvos: precisão e resolução de 0,05 mm, cor de 5 MP, a mesma distância de trabalho. Funciona com baterias, com 40 a 50 minutos de digitalização contínua e quatro baterias incluídas, e liga-se por Wi-Fi a um computador até 6 metros de distância. Com alvos de referência colocados à volta do objeto, alcança 0,025 mm + 0,035 mm/m, e cada aparelho é fornecido com o seu próprio certificado de precisão do laboratório da Artec com acreditação ISO/IEC 17025, ensaiado segundo a VDI/VDE 2634 Part 3. O Neo foi concebido para a inspeção industrial; no trabalho forense, justifica-se numa cena em que um cabo é um problema, ou numa medição que tem de assentar num valor certificado.

Ambos registam a forma, o tamanho e a posição de uma marca. A comparação de estrias com uma ferramenta ou uma arma de fogo concreta faz-se à escala do micrómetro, com um microscópio de comparação ou um sistema de topografia dedicado. As lesões por mordida podem ser registadas para revisão, mas a comparação de marcas de mordida em si carece de fundamento científico suficiente (PCAST, 2016; NIST, 2023).

O Eva é um escâner portátil de 0,9 kg ligado a um computador, com precisão até 0,1 mm, resolução até 0,2 mm e cor, e um campo de visão até 536 × 371 mm adequado a corpos inteiros e a lesões extensas. Num estudo da University of Toronto, documentar 11 lesões simuladas num participante vivo levou 26 minutos com o Eva, contra 54 com fotografia e medição manual, com o processamento feito depois; as medições do Eva foram tão exatas como as manuais, e o modelo pôde ser medido ao longo da pele curva. Veja documentação de autópsias; para um ferimento que precise de mais detalhe, o Spider II.

O Micro II é um escâner de secretária. O objeto é fixado numa plataforma automatizada e digitalizado com precisão até 0,005 mm e resolução de 0,04 mm, sendo depois virado uma vez para registar a face inferior. Aceita objetos até 200 × 200 × 150 mm e 2 kg — invólucros, projéteis, fragmentos, dentes e ferramentas pequenas — e regista a sua forma para medição e arquivo. Veja vestígios pequenos.

Colisões e veículos: Ray II com Leo

Uma colisão tem as duas escalas. O Ray II regista a via, as posições de repouso, as linhas de visão e o campo de destroços; o Leo regista os veículos, por dentro e por fora, para a deformação e a intrusão. As marcas de pneus no asfalto aparecem nos dados de intensidade e de cor do laser, e não como geometria; os sulcos são geometria. A Artec recomenda o Neo e o Leo em conjunto: o Leo cobre grandes superfícies rapidamente, o Neo acrescenta detalhe onde as tolerâncias contam. Veja digitalização de veículos acidentados.

Que escâneres trabalham em conjunto

As digitalizações de diferentes escâneres Artec são combinadas e processadas num único projeto do Artec Studio: uma digitalização portátil de um corpo ou de um orifício de bala é registada na digitalização da sala, para que o detalhe fino fique na sua posição medida, dentro do erro de registo documentado para o projeto. Veja o fluxo de trabalho forense com nuvens de pontos.

• Ray II com Leo: a cena e o seu detalhe, em cenas do crime e colisões.
• Leo com Spider II ou Neo: objetos maiores e marcas finas no mesmo caso, como uma porta e a marca de ferramenta na sua fechadura.
• Spider II ou Neo com Micro II: vestígios registados onde se encontram e, depois, objetos pequenos no laboratório.

Escâner 3D, LiDAR de telemóvel, fotogrametria ou estação total?

• LiDAR de telemóvel: os telemóveis não publicam qualquer especificação de precisão, e estudos independentes indicam erros de alguns milímetros a centímetros, consoante a aplicação, a cena e o operador. É um esboço ou um auxílio à orientação; só serve como prova com um método validado. Veja escâner profissional vs LiDAR de smartphone.
• Estação total: mais precisa por ponto, com 1 a 2 mm mais algumas ppm, mas regista algumas centenas de pontos onde um escâner laser regista toda a superfície. Veja escâner laser vs estação total.
• Fotogrametria: bem feita, pode igualar um escâner em vestígios pequenos, mas exige referências de escala, boa luz e processamento antes de se saber se resultou; um escâner dá um valor declarado e confirmação na cena. Veja digitalização 3D vs fotogrametria.
• Moldagem: o gesso dentário faz presa numa marca de calçado em cerca de 45 a 60 minutos, precisa de 24 a 48 horas para endurecer e destrói uma marca em solo; digitalizar primeiro deixa a opção de moldar depois. Veja digitalização 3D vs moldagem.

Qual é a precisão da digitalização 3D forense e como se demonstra?

Os valores do fabricante são medidos em condições definidas. O Ray II declara 1,9 mm a 10 metros, 2,9 mm a 20 e 5,3 mm a 40; os portáteis declaram 0,05 a 0,1 mm, valor que aumenta com o tamanho do objeto. O Micro II tem um certificado de precisão ISO 12836, e cada Neo é fornecido com o seu próprio certificado.

Nos casos reais, o que conta é a precisão que consegue demonstrar: um estudo de validação que mede referências conhecidas com o seu escâner e o seu fluxo de trabalho, face a critérios de aceitação que definiu, com uma estimativa da incerteza de medição, e o erro de registo documentado em cada projeto. Um certificado do fabricante é um ponto de partida para esse estudo, não um substituto. A admissão continua a ser uma decisão do tribunal; veja prova de digitalização 3D em tribunal.

Quanto custa um escâner 3D forense?

É a classe de aparelho que define a maior parte do preço. Um escâner 3D portátil ou de secretária profissional, do tipo usado em vestígios, corpos e veículos, custa cerca de 10 000 a 40 000 USD; um escâner laser de longo alcance em tripé para cenas inteiras custa cerca de 60 000 a 100 000 USD, consoante a região. Uma unidade que compra um escâner de cena e um portátil gasta cerca de 100 000 a 140 000 USD em hardware.

O software de processamento, os acessórios, a formação e a garantia alargada acrescem. O Artec Studio é vendido como subscrição anual ou como licença de pagamento único, e os pacotes premium incluem vários anos de subscrição com o escâner. Do outro lado do custo estão o tempo poupado na cena e as medições que continuam disponíveis depois da liberação; o que determina o custo de um escâner forense detalha-o.