Pedologia e mineralogia do solo aplicadas às ciências forenses

Abstract

Resumo: O solo contém propriedades que o distingue em diversos ambientes. Esta diferenciação resulta da ação simultânea de fatores (material de origem, relevo, clima, organismos e tempo) e processos (adição, perda, translocação e transformação), e lhe confere grande heterogeneidade, expressa em suas características físicas, químicas e mineralógicas. Esta diversidade de solos constitui uma importante ferramenta em investigações criminais, pois, em uma pequena escala de variabilidade espacial é possível encontrar solos com características distintas. Nesse sentido, análises físicas (distribuição do tamanho de partículas), químicas (extrações totais com ácido fluorídrico, extrações químicas sequenciais com ditionito-citrato-bicarbonato de sódio, oxalato de amônio e hidróxido de sódio), orgânicas (análise de marcadores de cera), mineralógicas (análise termogravimétrica, difração de raios-X) e microscópicas (microscopia eletrônica de varredura associada à espectroscopia por energia dispersiva) foram efetuadas para investigar crimes relacionados aos solos. Os dados obtidos foram submetidos à estatística multivariada via Análise de Componentes Principais e Similaridade de Bray-Curtis a fim de se observar as possíveis correlações entre as amostras. Buscou-se coletar amostras de solos em diferentes situações (cenas de crime reais e simuladas) e em ambientes distintos (variados materiais de origem e uso de solo) para enriquecer a matriz analítica de dados. O trabalho foi dividido em seis capítulos, sendo três em crimes simulados e três em cenas reais de crimes que produziram vestígios de solos: Cap. 1 - Avaliação de vestígios de solos forenses em cena de crime: roubo de um cofre no Brasil; Cap. 2 - Validação de Procedimento Operacional Padrão (POP) para solos forenses no Brasil: aplicação em amostragem simulada às cegas; Cap. 3 - Análise de biomarcadores de ceras de plantas no solo: aplicação em investigações forenses; Cap. 4 - Relevância da fração areia de solos subtropicais em estudos forenses; Cap. 5 - A análise de um pequeno torrão de solo pode ajudar a resolver um caso de assassinato?; e Cap. 6 - Validação de extrações químicas sequenciais no uso de vestígios de solo como evidência em investigações criminais: um caso de assassinato. Foi possível obter resultados potencialmente discriminadores, pois amostras de um mesmo local e formadas pelo mesmo material de origem puderam ser diferenciadas, bem como amostras de locais distintos. O protocolo de coleta de amostra desenvolvido na forma de Procedimento Operacional Padrão pela academia e pela Polícia Técnica Federal foi calibrado a nível de campo para ser usado na rotina da Polícia Científica em todo o Brasil. Antes desse trabalho, os vestígios de solos eram, em sua maioria, descartados em cenas de crime. Nos dois capítulos em cena real de crime contra a vida foi possível colocar o suspeito (cap. 5 - caso ainda em julgamento) e o assassino (cap. 6 - caso encerrado) na cena do crime. No capítulo 5, foi desenvolvido um protocolo de análises sequenciais mineralógicas e químicas para avaliar uma quantidade limitada de vestígios de solo (0,5 g) coletada no veículo do suspeito. Os resultados permitem concluir que o veículo do suspeito esteve em contato com a borda da Estrada da Graciosa PR (PR- 410), aproximadamente no local onde o corpo da vítima foi localizado. Dentre as abordagens analíticas sugeridas, as extrações químicas sequenciais nas frações mais finas do solo revelaram-se poderosas e expressivamente úteis para análises de solos com finalidade forense em todo o Brasil e em outros países. Palavras-chave: Ciência Forense. Vestígios de Solos. Frações Argila e Silte. Extrações Químicas Sequenciais. Minerais amorfos. Caulinita. Óxidos de Ferro.

Abstract: Soil contains properties that distinguish it in many environments. This differentiation results from the simultaneous action of factors (parent material, relief, climate, organisms and time) and processes (addition, loss, translocation and transformation), and gives it great heterogeneity, expressed in its physical, chemical and mineralogical characteristics. This diversity of soils is an important tool in criminal investigations, because on a small scale of spatial variability it is possible to find soils with different characteristics. In this way, physical (particle size distribution), chemical (total extractions with hydrofluoric acid, sequential chemical extractions with sodium dithionite-citrate-bicarbonate, ammonium oxalate and sodium hydroxide), organic (analysis of wax markers), mineralogical (thermogravimetric analysis, X-ray diffraction) and microscopic (scanning electron microscopy associated with dispersive energy spectroscopy) were performed to investigate soil-related crimes. Data were submitted to multivariate statistics via Principal Component Analysis and Bray-Curtis Similarity in order to observe possible correlations among the samples. Samples were collected in different situations (real and simulated crime scenes) and in different environments (various parent materials and soil use) to enrich the analytical data matrix. The work was divided into six chapters, three in simulated crimes and three in actual crime scenes that produced soil traces: Chapter 1 - Evaluation of traces of forensic soils in crime scene: robbery of a safety deposit box in Brazil; Chapter 2 - Validation of Standard Operating Procedure (SOP) for forensic soils in Brazil: application to a simulated blind sampling; Chapter 3 - Analysis of plant wax biomarkers in soil: application in forensic investigations; Chapter 4 - Relevance of the sand fraction of subtropical soils in forensic studies; Chapter 5 - Can the analysis of a small clod of soil help to solve a murder case?; and Chapter 6 - Validation of sequential chemical extractions in the use of soil traces as evidence in criminal investigations: a murder case. Potentially discriminatory results could be obtained for samples from the same site and formed from the same parent material could be differentiated, as well as samples from different sites. The sample collection protocol developed in the form of Standard Operating Procedure by the academy and the Federal Technical Police has been calibrated at field level for use in the Scientific Police routine throughout Brazil. Prior to this work, soil traces were mostly discarded at crime scenes. In both real-life crime scene chapters it was possible to place the suspect (Chapter 5 - case still on trial) and the killer (Chapter 6 - case closed) at the crime scene. In Chapter 5, a protocol of mineralogical and chemical sequential analyzes was developed to evaluate a limited amount of soil traces (0.5 g) collected in the suspect's vehicle (adhered to the external rearview mirror and the left front fender). The results allowed us to conclude that the suspect's vehicle was in contact with the edge of Graciosa PR Road (PR-410), approximately where the victim's body was located. Among the suggested analytical approaches, sequential chemical extractions in the finer fractions of the soil proved to be powerful and expressively useful for forensic soil analysis throughout Brazil and in other countries. Thus, the scientific methods developed in the present study can help society to elucidate various crimes. Keywords: Forensic Science. Soils Traces. Clay and Silt Fractions. Sequential Chemical Extractions. Amorphous minerals. Kaolinite. Iron oxides.