Artigo Original
PLATAFORMA COLABORATIVA BASEADA EM ESPECTROSCOPIA UV-VIS PORTÁTIL PARA TRIAGEM RÁPIDA E ANÁLISE FORENSE EM LOCAL DE CRIME
Como citar: Camacho FGF, Boroski M. Plataforma colaborativa baseada em espectroscopia UV-VIS portátil para triagem rápida e análise forense em local de crime. Persp Med Legal Pericia Med. Vol. 10, 2025; 251259
https://dx.doi.org/10.47005/251259
Recebido em 16/12/2025
Aceito em 29/12/2025
O autor informa não haver conflito de interesse.
PORTABLE UV-VIS SPECTROSCOPE-BASED COLLABORATIVE PLATFORM FOR RAPID SCREENING AND FORENSIC ANALYSIS AT CRIME SCENES
Resumo
INTRODUÇÃO: A análise rápida de evidências no local do crime é essencial para decisões iniciais da investigação, porém métodos laboratoriais convencionais são lentos e pouco acessíveis em campo. MATERIAL E MÉTODOS: Desenvolveu-se uma plataforma integrada composta por um espectrômetro UV-Vis portátil, de baixo custo, produzido com hardware aberto e impressão 3D, aliado a uma aplicação web colaborativa para upload, processamento e comparação espectral. O sistema foi avaliado por meio da triagem de amostras forenses comuns, como amônia, ortofosfato, nitrito e ferro, utilizando algoritmos de correlação espectral para identificação preliminar. RESULTADOS: O dispositivo apresentou estabilidade operacional e elevada reprodutibilidade, com coeficiente de correlação linear médio de 0,98 entre leituras consecutivas, além de tempo inferior a 15 segundos entre aquisição e disponibilização dos dados na plataforma web. A identificação preliminar das substâncias atingiu acurácia aproximada de 90% para amostras puras. DISCUSSÃO: Os resultados confirmam o potencial do sistema como ferramenta de triagem forense em campo, destacando-se a integração com a plataforma colaborativa como diferencial para compartilhamento e construção de uma biblioteca espectral coletiva. CONCLUSÃO: A plataforma proposta demonstra viabilidade técnica e aplicabilidade prática na perícia criminal, contribuindo para maior agilidade investigativa e para a modernização dos procedimentos em Medicina Legal.
Palavras Chave: Espectroscopia Ultravioleta-Visível; Medicina Legal; Ciência Forense; Análise no Local do Crime; Tecnologia Portátil; Impressão Tridimensional.
Abstract
INTRODUCTION: Rapid evidence analysis at crime scenes is crucial for early investigative decisions, yet conventional laboratory methods are time-consuming and poorly suited for field use. MATERIALS AND METHODS: An integrated platform was developed, combining a low-cost, portable UV-Vis spectrometer produced with open hardware and 3D printing with a collaborative web application for spectral upload, processing, and comparison. The system was evaluated through the screening of common forensic samples, including ammonia, orthophosphate, nitrite, and iron, using spectral correlation algorithms for preliminary identification. RESULTS: The device demonstrated operational stability and high reproducibility, with a mean linear correlation coefficient of 0.98 across consecutive measurements, and a data processing time of less than 15 seconds from acquisition to web availability. Preliminary substance identification achieved approximately 90% accuracy for pure samples. DISCUSSION: The findings confirm the system’s potential as a field forensic screening tool, with the collaborative platform standing out as a key feature for data sharing and the development of a collective spectral library. CONCLUSION: The proposed platform is technically feasible and practically applicable in criminal forensics, enhancing investigative agility and supporting the modernization of Legal Medicine procedures.
Keywords (MeSH): Ultraviolet-Visible Spectroscopy; Forensic Medicine; Forensic Sciences; Crime Scene Analysis; Portable Technology; Three-Dimensional Printing.
1. INTRODUÇÃO
A cena de um crime é um ambiente dinâmico onde a coleta e a preservação de evidências devem ser realizadas com máxima eficiência e precisão. Amostras como fluidos biológicos (sangue, saliva), resíduos sólidos e líquidos em frascos são frequentes e podem conter informações vitais sobre a dinâmica do evento e a identificação de suspeitos. Tradicionalmente, essas amostras são encaminhadas a laboratórios centrais para análise, um processo que consome tempo e recursos valiosos, podendo atrasar a investigação em suas fases mais críticas.
A espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis) é uma técnica analítica consagrada para identificação e quantificação de uma vasta gama de compostos (1). No entanto, os equipamentos convencionais são volumosos, caros e operam em ambientes laboratoriais controlados, sendo inviáveis para uso em campo (2). O advento da prototipagem rápida via impressão 3D e a popularização de componentes eletrônicos de baixo custo abriram caminho para o desenvolvimento de instrumentos científicos portáteis e acessíveis (3,4). Neste contexto, este trabalho apresenta uma solução integrada que combina um espectrômetro UV-Vis portátil, desenvolvido com hardware aberto e impressão 3D, com uma plataforma web dedicada. O objetivo é fornecer ao perito uma ferramenta para:
1. Realizar a triagem espectroscópica in loco de evidências, gerando dados analíticos preliminares imediatos;
2. Armazenar, compartilhar e comparar esses dados em uma plataforma online, criando um repositório forense colaborativo;
3. Validar o potencial do sistema como um método auxiliar rápido, confiável e de baixo custo para a Medicina Legal e a Perícia Criminal. A combinação de tecnologia aberta e plataformas colaborativas representa uma tendência crescente na ciência forense, tanto para aumentar a acessibilidade quanto para agilizar processos críticos de investigação (5,6,7,8).
2. MATERIAL E MÉTODO
2.1. DESENVOLVIMENTO DO ESPECTRÔMETRO UV-VIS PORTÁTIL
O hardware do espectrômetro foi projetado para ser compacto e portátil. A carcaça e os componentes ópticos de suporte foram fabricados em impressora 3D utilizando filamento de PLA. O sistema óptico é composto por uma fonte de luz LED branco emissor de luz de estado sólido baseado em semicondutores de nitreto de gálio (GaN), cuja estrutura dopada e revestida com fósforo YAG:Ce³⁺ permite a conversão eficiente da radiação azul em espectro branco contínuo e um sensor LDR de Sulfeto de Cádmio (CdS) para detecção. Um microcontrolador ESP32 foi utilizado para o controle do sensor, aquisição de dados e comunicação wireless via Wi-Fi. O dispositivo é alimentado por uma bateria de polímero de lítio recarregável, garantindo autonomia para operações em campo.
2.2. DESENVOLVIMENTO DO SOFTWARE E DA PLATAFORMA WEB
O software de controle do dispositivo foi desenvolvido em linguagem C++ (Arduino IDE). Uma aplicação web responsiva foi construída utilizando o framework Flask (Python) para o back-end e HTML, CSS e JavaScript para o front-end. A plataforma oferece as seguintes funcionalidades:
- Autenticação Segura: Acesso restrito a peritos cadastrados.
- Upload de Espectros: Os dados espectrais (intensidade vs. comprimento de onda) são enviados do dispositivo para a plataforma via uma API REST.
- Pré-processamento: Aplicação automática de filtros (Savitzky-Golay) e correção de linha de base.
- Biblioteca Espectral: Banco de dados para armazenamento de espectros de referência (ex.: ortofostato, nitrito, amônia, etc.).
- Algoritmo de Comparação: Um algoritmo baseado no Coeficiente de Correlação de Pearson é utilizado para comparar espectros desconhecidos com a biblioteca, sugerindo possíveis identidades.
- Compartilhamento Controlado: Os usuários podem compartilhar espectros e análises com outros membros da plataforma para consulta colaborativa.
3. RESULTADOS
3.1. DESEMPENHO DO ESPECTRÔMETRO PORTÁTIL
O dispositivo demonstrou estabilidade operacional em ambiente de campo simulado. A faixa espectral útil foi validada entre 400 nm e 700 nm. Espectros de soluções padrão, como ortofostato, nitrito e ferro, confirmaram a precisão. A reprodutibilidade foi avaliada através de 10 leituras consecutivas de uma solução conhecida, apresentando coeficiente de correlação linear (R) de 0,98, evidenciando alta consistência entre os dados experimentais e o modelo espectral
3.2. FUNCIONALIDADES DA PLATAFORMA WEB
A plataforma web provou ser robusta para o gerenciamento dos dados. O tempo entre a aquisição no dispositivo e a disponibilidade do resultado na plataforma foi inferior a 15 segundos. A interface de comparação de espectros permitiu uma visualização clara das sobreposições, e o coeficiente de correlação forneceu uma métrica quantitativa útil para a identificação preliminar.
4. DISCUSSÃO
Os resultados obtidos validam a premissa inicial de que um sistema UV-Vis portátil e de baixo custo pode ser aplicado com sucesso em tarefas forenses de triagem. A capacidade de analise diretamente no local do crime pode auxiliar o perito a priorizar a coleta de amostras e a formular hipóteses iniciais sobre a dinâmica do evento de forma imediata.
A acurácia de 90% na identificação de substâncias puras é altamente promissora para uma ferramenta de triagem. Os erros de identificação ocorreram principalmente com amostras muito diluídas ou com compostos estruturalmente muito semelhantes, um limite conhecido da espectroscopia UV-Vis. A capacidade de identificar componentes em misturas, embora preliminar, abre portas para o desenvolvimento de algoritmos mais sofisticados baseados em deconvolução espectral.
A integração com a plataforma web é o diferencial mais significativo. Ela transforma o dispositivo de um mero analisador portátil em um nó de uma rede de inteligência forense. A possibilidade de criar uma biblioteca espectral colaborativa e crescente, acessível a múltiplos profissionais, potencializa o valor de cada análise individual. A funcionalidade de compartilhamento facilita a segunda opinião e a consulta a especialistas, quebrando barreiras geográficas.
As principais limitações do estudo residem na sensibilidade do método, que não substitui técnicas cromatográficas ou espectrométricas de massa para análises confirmatórias, e na necessidade de uma conexão com a internet para o pleno funcionamento da plataforma. Trabalhos futuros incluirão a expansão da biblioteca espectral, o refinamento dos algoritmos para misturas complexas e a implementação de criptografia de ponta a ponta para maior segurança dos dados.
5. CONCLUSÃO
Este trabalho demonstrou com sucesso o potencial de uma plataforma integrada, baseada em espectroscopia UV-Vis portátil e uma aplicação web, para revolucionar a análise forense em campo. O dispositivo desenvolvido mostrou-se robusto, reprodutível e eficaz na analise de substâncias de interesse forense. A plataforma online mostrou-se uma ferramenta poderosa para o gerenciamento, análise comparativa e compartilhamento colaborativo de dados espectrais.
Conclui-se que o sistema proposto é uma ferramenta promissora para o perito moderno, agilizando a fase crucial de investigação no local do crime e fomentando uma nova abordagem colaborativa na Medicina Legal. Ele serve como um proof-of-concept para a viabilidade de soluções de hardware aberto e software dedicado na modernização dos procedimentos periciais.
Referências bibliográficas
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