Impressão digital

 Nota: Se procura pelo método digital de impressão, veja Impressão digital (produção gráfica).
Uma impressão digital

Uma impressão digital é uma impressão deixada pelas cristas de fricção de um dedo humano. A recuperação de impressões digitais parciais em uma cena de crime é um método da ciência forense. A umidade e a oleosidade presentes em um dedo deixam impressões em superfícies como vidro ou metal. Impressões deliberadas de toda a impressão digital podem ser obtidas com tinta ou outras substâncias transferidas dos pontos mais altos das cristas de fricção da pele para uma superfície lisa, como papel. Os registros de impressões digitais normalmente contêm impressões da polpa da falange distal dos dedos e polegares, embora as fichas datiloscópicas também costumem registrar partes das regiões das articulações inferiores dos dedos.

As impressões digitais humanas têm grande nível de detalhe, são únicas, difíceis de alterar e persistem durante toda a vida, o que permite seu uso como marcadores de identidade humana por longos períodos. A polícia e outras autoridades podem empregá-las para identificar pessoas que desejam ocultar a própria identidade ou pessoas incapacitadas ou mortas que não podem se identificar, como após um desastre natural.

O uso de impressões digitais como prova foi questionado por pesquisadores, juízes e meios de comunicação. Não existem padrões uniformes para os métodos de contagem de pontos, e pesquisadores argumentaram que a taxa de erro por comparação no cotejo de impressões digitais não foi estudada de forma adequada e que as provas datiloscópicas não têm uma base estatística segura. Também foram feitas pesquisas para determinar se especialistas conseguem se concentrar objetivamente nas características das impressões digitais sem serem induzidos a erros por informações externas, como o contexto.

Biologia

Cristas de fricção em um dedo

As impressões digitais são marcas deixadas em superfícies pelas cristas de fricção dos dedos humanos. A comparação entre duas impressões digitais está entre as técnicas biométricas mais usadas e confiáveis. O cotejo considera apenas as características visíveis de uma impressão digital.

As impressões digitais são compostas de água, que corresponde a 95–99%, além de componentes orgânicos e inorgânicos. O componente orgânico contém aminoácidos, proteínas, glicose, lactase, ureia, piruvato, ácidos graxos e esteróis. Também estão presentes íons inorgânicos, como cloreto, sódio, potássio e ferro. Resíduos de impressões digitais também podem conter contaminantes, como óleos de cosméticos, medicamentos e seus metabólitos e resíduos de alimentos.

Uma crista de fricção é uma parte elevada da epiderme nos dedos das mãos e artelhos, na palma da mão ou na planta do pé, formada por uma ou mais unidades de crista conectadas da pele de fricção. Essas estruturas também são chamadas de "cristas epidérmicas" e decorrem da interface subjacente entre as papilas dérmicas da derme e as projeções interpapilares da epiderme. Elas se formam por volta da 15.ª semana do desenvolvimento fetal e permanecem até depois da morte, quando se inicia a decomposição. Durante o desenvolvimento fetal, por volta da 13.ª semana de gestação, formam-se estruturas semelhantes a saliências na parte inferior da epiderme, junto à derme. As células ao longo dessas saliências começam a proliferar rapidamente. Essa proliferação forma cristas primárias e secundárias. As cristas primárias e secundárias funcionam como molde para que a camada externa da pele forme as cristas de fricção vistas na superfície.

Essas cristas epidérmicas amplificam vibrações provocadas, por exemplo, quando as pontas dos dedos passam sobre uma superfície irregular, transmitindo melhor os sinais aos nervos sensoriais envolvidos na percepção de texturas finas. Embora seja pouco provável que as impressões digitais aumentem a aderência de modo geral, as cristas podem ajudar a segurar superfícies ásperas e melhorar o contato com superfícies molhadas.

Genética

Há consenso na comunidade científica de que os padrões dermatoglíficos das pontas dos dedos são hereditários. Os padrões das impressões digitais de gêmeos monozigóticos são muito semelhantes, embora não idênticos, enquanto os de gêmeos dizigóticos têm semelhança consideravelmente menor. Foi encontrada herdabilidade elevada em doze características dermatoglíficas. Modelos de herança das características dermatoglíficas propõem transmissão mendeliana acompanhada por efeitos de genes principais aditivos ou dominantes.

Os genes determinam as características gerais dos padrões e seu tipo, enquanto fatores ambientais produzem pequenas diferenças em cada impressão digital. A participação relativa de fatores genéticos e ambientais nesses padrões permanece pouco clara. Um estudo atribuiu cerca de 5% da variabilidade total a pequenos efeitos ambientais, embora tenha usado apenas a contagem total de cristas como medida. Foram propostos modelos diferentes para explicar os mecanismos de formação das cristas e a grande diversidade de impressões digitais. Um deles atribui a formação das cristas epidérmicas a uma instabilidade de encurvamento na camada basal da epiderme fetal. Vasos sanguíneos e nervos também podem participar da formação das configurações das cristas. Outro modelo propõe que mudanças no líquido amniótico ao redor de cada dedo em desenvolvimento no útero fazem com que as células de cada impressão digital cresçam em microambientes diferentes. Em uma mesma pessoa, esses fatores afetam cada dedo de forma diferente, impedindo que duas impressões digitais sejam idênticas, embora padrões semelhantes sejam mantidos.

A determinação da herança das impressões digitais é dificultada pela grande diversidade de fenótipos. A classificação de um padrão específico costuma ser subjetiva, pois não há consenso sobre a característica mais apropriada para medição quantitativa, o que dificulta a análise dos padrões dermatoglíficos. Foram propostos e observados diferentes modos de herança. A contagem total de cristas das impressões digitais, medida comum do tamanho dos padrões, foi associada a um modo de herança poligênico e à ação de genes aditivos. Essa hipótese foi contestada por trabalhos que encontraram independência genética entre as contagens de cristas dos diferentes dedos e não encontraram base para a existência de genes aditivos envolvidos na formação dos padrões. Outro modelo propõe que o padrão em arco do polegar e dos demais dedos seja herdado como uma característica autossômica dominante. Estudos posteriores sobre o padrão em arco propuseram que sua herdabilidade resulta de um gene principal ou de herança multifatorial. Um modelo separado para o desenvolvimento do padrão em verticilo propõe a participação de um único gene ou grupo de genes ligados. A herança do verticilo também não parece ser simétrica, pois o padrão se distribui de modo aparentemente aleatório entre os dez dedos de uma pessoa. A comparação dos padrões entre as mãos esquerda e direita aponta para uma assimetria nos efeitos dos genes, embora essa observação ainda exija análise adicional.

Além dos modelos de herança propostos, genes específicos foram implicados na formação dos padrões das pontas dos dedos, embora os mecanismos exatos ainda sejam pesquisados. Uma análise de ligação multivariada das contagens de cristas em dedos individuais encontrou ligação com o cromossomo 5q14.1 especificamente nos dedos anelar, indicador e médio. Em camundongos, variantes do gene EVI1, também chamado MECOM, foram correlacionadas com padrões dermatoglíficos. A expressão de EVI1 em seres humanos não atua diretamente sobre os padrões das impressões digitais, mas afeta a formação dos membros e dos dedos, o que pode alterar esses padrões. Estudos de associação do genoma completo encontraram polimorfismos de nucleotídeo único no gene ADAMTS9-AS2, em 3p14.1, que pareciam afetar o padrão em verticilo de todos os dedos. Esse gene codifica RNA antissenso, que pode inibir ADAMTS9, expresso na pele. Ainda não foi proposto um modelo que explique diretamente como variantes de ADAMTS9-AS2 afetam o desenvolvimento dos verticilos.

Em fevereiro de 2023, um estudo encontrou as vias WNT, BMP e EDAR na regulação da formação das cristas primárias das impressões digitais. WNT e BMP apresentaram uma relação oposta estabelecida por um sistema de reação-difusão de Turing.

Sistemas de classificação

Arco simples de impressão digital
Presilha de impressão digital
Verticilo de impressão digital
Arco em tenda

Antes da informatização, grandes repositórios de impressões digitais usavam sistemas manuais de arquivamento. Um sistema de classificação agrupa as impressões de acordo com suas características e facilita a comparação de uma impressão com um grande banco de dados. Assim, uma impressão consultada pode ser comparada apenas com um subconjunto das impressões existentes. Os primeiros sistemas de classificação se baseavam nos padrões gerais das cristas de alguns ou de todos os dedos, inclusive na presença ou ausência de formas circulares. Isso permitia arquivar e recuperar registros em papel em grandes coleções apenas com base nos padrões das cristas de fricção. Os sistemas mais usados utilizavam a classe de padrão de cada dedo para formar uma chave numérica que facilitava a busca nos arquivos. Entre eles estavam o sistema Roscher, o sistema de Juan Vucetich e o Sistema de Classificação de Henry. O sistema Roscher foi criado na Alemanha e usado na Alemanha e no Japão. O sistema Vucetich foi criado na Argentina e adotado em toda a América do Sul. O Sistema de Classificação de Henry foi criado na Índia e adotado na maior parte dos países de língua inglesa.

No Sistema de Classificação de Henry, há três padrões básicos de impressão digital, a presilha, o verticilo e o arco. Eles correspondem, respectivamente, a 60–65%, 30–35% e 5% de todas as impressões digitais. Sistemas mais detalhados subdividem os arcos em simples ou em tenda. As presilhas podem ser radiais ou ulnares, dependendo do lado da mão para o qual aponta sua extremidade. As presilhas ulnares começam no lado do dedo mínimo, mais próximo da ulna, enquanto as radiais começam no lado do polegar, mais próximo do rádio. Os verticilos também podem ser subdivididos em verticilos simples, acidentais, de presilha dupla, olho de pavão, compostos e de bolsa central.

O "número de classificação primária" do Sistema de Classificação de Henry é uma fração cujo numerador e denominador são números inteiros de 1 a 32, inclusive. Cada conjunto de dez impressões digitais é, assim, colocado em um dos 1.024 grupos. Para distinguir esses grupos, a fração não é simplificada pela divisão por fatores comuns. A fração é determinada por dez indicadores, um para cada dedo. O indicador recebe o valor 1 quando o dedo apresenta um verticilo e 0 nos demais casos. Esses indicadores podem ser escritos como Rt,Ri,Rm,Rr,Rl para a mão direita e Lt,Li,Lm,Lr,Ll para a mão esquerda. Os índices são t para polegar, i para indicador, m para médio, r para anelar e l para mínimo. A fórmula da fração é:

16Ri+8Rr+4Lt+2Lm+1Ll+116Rt+8Rm+4Rl+2Li+1Lr+1.

Por exemplo, se apenas o dedo anelar direito e o indicador esquerdo apresentarem verticilos, o conjunto de impressões será classificado no grupo "9/3":

16(0)+8(1)+4(0)+2(0)+1(0)+116(0)+8(0)+4(0)+2(1)+1(0)+1=93.

Embora 9/3 = 3/1, o grupo "9/3" é diferente do grupo "3/1", pois este último corresponde à presença de verticilo apenas no dedo médio esquerdo.

Identificação por impressão digital

A identificação por impressão digital, chamada datiloscopia, ridgeologia ou identificação por impressão da mão, consiste em comparar duas impressões da pele com cristas de fricção, observando suas minúcias, para determinar se poderiam ter vindo da mesma pessoa. As impressões podem ser de dedos das mãos ou dos pés, da palma da mão ou da planta do pé. A flexibilidade da pele e a formação parcialmente aleatória das cristas fazem com que duas impressões de dedos ou palmas nunca sejam exatamente iguais em todos os detalhes. Mesmo duas impressões feitas uma após a outra pela mesma mão podem apresentar pequenas diferenças. A identificação, também chamada de individualização, envolve um especialista ou um sistema especialista computadorizado que, seguindo regras de pontuação por limiar, determina se duas impressões de cristas de fricção provavelmente vieram do mesmo dedo, palma, artelho ou planta do pé.

Em 2024, uma pesquisa com redes neurais de aprendizagem profunda contrariou a suposição então predominante ao constatar que impressões de dedos diferentes da mesma pessoa podiam ser reconhecidas como pertencentes a ela com 99,99% de confiança. As características usadas nos métodos tradicionais não foram preditivas para esse tipo de identificação. A orientação das cristas, sobretudo perto da região central da impressão, forneceu a maior parte das informações.

O registro intencional das cristas de fricção costuma ser feito com tinta preta aplicada sobre um fundo branco contrastante, normalmente um cartão. As cristas também podem ser registradas digitalmente, em geral sobre uma placa de vidro, por uma técnica chamada live scan. Uma "impressão latente" é o registro casual das cristas de fricção depositadas na superfície de um objeto ou parede. Impressões latentes não são visíveis a olho nu, enquanto "impressões patentes" ou "impressões plásticas" podem ser vistas sem auxílio. As latentes costumam ser fragmentárias e precisam ser reveladas por métodos químicos, pó ou fontes alternativas de luz. Em alguns casos, uma lanterna comum e intensa basta para torná-las visíveis.

Quando as cristas de fricção tocam uma superfície capaz de receber uma impressão, materiais presentes nelas, como suor, óleo, graxa, tinta ou sangue, são transferidos para a superfície. Muitos fatores afetam a qualidade dessas impressões. A flexibilidade da pele, a pressão aplicada, o deslizamento, o material da superfície, sua rugosidade e a substância depositada podem fazer uma impressão latente parecer diferente de um registro conhecido das mesmas cristas. As condições de cada deposição são próprias daquele contato e não se repetem exatamente. Por isso, examinadores de impressões digitais precisam de treinamento extenso. O estudo científico das impressões digitais é chamado dermatoglifia ou dactilografia.

Técnicas de coleta de impressões digitais

Impressões exemplares

Impressões exemplares em papel feitas com tinta

Impressões exemplares, ou impressões conhecidas, são aquelas coletadas deliberadamente de uma pessoa, seja para cadastro em um sistema ou após uma prisão por suspeita de crime. Em uma prisão criminal, um conjunto de exemplares normalmente contém uma impressão de cada dedo rolado de uma borda da unha à outra, impressões planas dos quatro dedos de cada mão e impressões planas de cada polegar. Elas podem ser coletadas por live scan ou com tinta sobre cartões de papel.

Impressões latentes

Impressões latentes pouco visíveis em uma faca

Na ciência forense, uma impressão digital parcial retirada de uma superfície é chamada de impressão digital latente. A umidade e a oleosidade dos dedos produzem impressões latentes em superfícies como o vidro. Como não são claramente visíveis, sua detecção pode exigir revelação química por aplicação de pó, pulverização de ninidrina, vaporização de iodo ou imersão em nitrato de prata. O método empregado depende da superfície ou do material. Cientistas forenses usam técnicas diferentes para superfícies porosas, como papel, e não porosas, como vidro, metal ou plástico. Superfícies não porosas podem ser tratadas com pó fino e um pincel. Depois, uma fita transparente é aplicada para retirar a impressão latente da superfície.

Embora a polícia muitas vezes chame de latentes todas as impressões parciais encontradas em uma cena de crime, cientistas forenses chamam as impressões parciais visíveis de impressões patentes. Chocolate, toner, tinta de pintura ou tinta de escrita nos dedos podem produzir impressões patentes. Impressões encontradas em materiais macios, como sabão, cimento ou gesso, são chamadas de impressões plásticas.

Captura e detecção

Dispositivos de captura ao vivo

Uma impressão digital sendo digitalizada
Impressão digital em 3D

A aquisição da imagem é uma etapa decisiva de um sistema automatizado de autenticação por impressão digital, pois determina a qualidade final da imagem e afeta diretamente o desempenho do sistema. Há tipos diferentes de leitores, mas todos procuram medir a diferença física entre cristas e sulcos.

Os métodos podem ser reunidos em duas famílias gerais, leitores de estado sólido e leitores ópticos. A captura por um sensor consiste em rolar ou encostar o dedo sobre uma área sensível. Conforme o princípio físico empregado, óptico, ultrassônico, capacitivo ou térmico, ver sensores de impressão digital, o dispositivo registra a diferença entre os sulcos e as cristas. Quando um dedo toca ou rola sobre uma superfície, a pele elástica se deforma. A intensidade e a direção da pressão aplicada, as condições da pele e a projeção de um objeto tridimensional irregular, o dedo, em um plano bidimensional produzem distorções, ruído e inconsistências na imagem. Essas alterações geram irregularidades não uniformes e variáveis. A imagem obtida muda a cada vez que o dedo é colocado sobre o sensor, aumentando a dificuldade de comparação, prejudicando o desempenho e limitando o uso dessa tecnologia biométrica.

Para reduzir esses problemas, a partir de 2010 foram desenvolvidos digitalizadores tridimensionais sem contato. Eles registram informações detalhadas em 3D e substituem digitalmente o processo físico de pressionar ou rolar o dedo. Ao modelar a distância entre pontos vizinhos, o sistema pode gerar uma imagem com resolução suficiente para registrar os detalhes necessários.

Impressões digitais em cadáveres

A pele humana, que se regenera até a morte, e fatores ambientais como loções e cosméticos criam dificuldades para a coleta de impressões. Após a morte, a pele resseca e esfria. Impressões digitais de pessoas mortas podem ser obtidas durante uma autópsia.

A coleta pode ser feita de maneiras diferentes conforme o estado da pele. Em cadáveres em estágios avançados de decomposição e com a pele ressecada, analistas podem ferver a pele para recondicioná-la e reidratá-la. A umidade retorna ao tecido e torna as cristas de fricção mais definidas. Outro método consiste em aplicar um pó, como talco, sobre as pontas dos dedos. O pó se aloja nos sulcos entre as cristas de fricção, permitindo ver as cristas elevadas.

Detecção de impressões digitais latentes

Uso de pó fino e pincel para revelar impressões digitais latentes
Aplicação de pó em busca de impressões digitais em uma cena de arrombamento

Na década de 1930, investigadores criminais dos Estados Unidos constataram a presença de impressões digitais latentes em tecidos, inclusive no interior de luvas abandonadas por autores de crimes.

Desde o fim do século XIX, órgãos policiais de vários países usam métodos de identificação por impressões digitais para identificar suspeitos e vítimas de crimes. A técnica tradicional parte de um princípio simples. A pele nas superfícies palmares das mãos e plantares dos pés forma cristas papilares em padrões próprios de cada pessoa, que não mudam com o passar do tempo. Mesmo gêmeos idênticos, que compartilham o mesmo DNA, não têm impressões digitais idênticas. Tornar uma impressão latente visível o suficiente para ser fotografada pode exigir procedimentos diferentes conforme a superfície onde ela foi deixada. Em geral, usa-se um revelador, normalmente um pó ou reagente químico, para criar contraste entre o desenho das cristas e a superfície.

A eficácia dos agentes reveladores depende da presença de materiais orgânicos ou sais inorgânicos. A água depositada também pode participar do processo. As impressões normalmente se formam a partir de secreções aquosas das glândulas écrinas dos dedos e palmas, acrescidas de material de glândulas sebáceas, principalmente da testa. Essa contaminação decorre do hábito de tocar o rosto e o cabelo. As impressões latentes resultantes contêm em geral grande proporção de água, pequenas quantidades de aminoácidos e cloretos e uma fração sebácea gordurosa com ácidos graxos e triglicerídeos. Detectar pequenas proporções de substâncias orgânicas reativas, como ureia e aminoácidos, é difícil.

Impressões em uma cena de crime podem ser reveladas por pós simples ou por substâncias químicas aplicadas in situ. Técnicas mais elaboradas, geralmente químicas, podem ser usadas em laboratórios especializados sobre objetos retirados da cena. Com o avanço desses métodos, alguns serviços forenses mais equipados informavam, em 2010, que 50% ou mais das impressões recuperadas em cenas de crime eram identificadas graças a técnicas laboratoriais.

Sala municipal de identificação de impressões digitais

Laboratórios forenses

Embora tenham sido relatadas centenas de técnicas de detecção de impressões digitais, muitas têm interesse apenas experimental. Cerca de vinte métodos efetivos são empregados nos laboratórios de impressões digitais mais avançados.

Algumas técnicas, como ninidrina, diazafluorenona e deposição metálica a vácuo, têm alta sensibilidade e uso operacional. Alguns reagentes são específicos. A ninidrina e a diazafluorenona, por exemplo, reagem com aminoácidos. Outros, como a polimerização de cianoacrilato de etila, aparentemente atuam por catálise baseada em água e crescimento de polímeros. A deposição metálica a vácuo com ouro e zinco não é específica, mas pode detectar camadas de gordura com espessura de uma única molécula.

Métodos mais simples, como a aplicação de pós finos, dependem da aderência a depósitos sebáceos e, em impressões recentes, possivelmente também a depósitos aquosos. A água de uma impressão, que no início pode corresponder a mais de 90% de sua massa, evapora rapidamente e pode ter desaparecido quase por completo após 24 horas. Trabalhos com lasers de íons de argônio para detecção de impressões digitais levaram à introdução de técnicas de fluorescência, principalmente para realçar impressões reveladas quimicamente. A fluorescência própria de algumas impressões latentes também pode ser detectada. Impressões digitais podem ser visualizadas em 3D e sem produtos químicos por meio de lasers infravermelhos.

Um manual abrangente dos métodos operacionais para realce de impressões digitais foi publicado pela última vez pelo Home Office britânico em 2013 e passou a ter uso amplo.

Uma técnica proposta em 2007 busca determinar a etnicidade, o sexo e os padrões alimentares de uma pessoa.

Limitações e implicações no contexto forense

Uma das limitações da prova baseada em impressões de cristas de fricção durante a coleta está no tipo de superfície, em especial sua porosidade. Em superfícies não porosas, os resíduos não são absorvidos pelo material e podem ser borrados pelo contato com outra superfície. Em superfícies porosas, os resíduos são absorvidos. Em qualquer caso, a impressão pode perder o valor para o examinador ou ser destruída.

A identificação correta dos padrões de cristas e de suas características depende muito da nitidez da impressão. A análise das cristas de fricção é, por isso, limitada pela clareza do material disponível.

No âmbito judicial, há quem sustente que a identificação por cristas de fricção e a ridgeologia devem ser classificadas como prova de opinião, e não como fato, e avaliadas dessa forma. Também foi argumentado que essa forma de identificação só permanece juridicamente admissível porque, quando entrou no sistema jurídico, os critérios de admissibilidade eram pouco exigentes. Há relativamente poucos estudos voltados à validação científica desse processo de identificação.

Investigações de cenas de crime

A aplicação da sonda Kelvin de varredura (SKP), técnica que não toca fisicamente a impressão e dispensa reveladores, pode permitir o registro de impressões digitais sem destruir material que depois possa ser submetido a análise de DNA. Um protótipo utilizável em perícia estava em desenvolvimento na Universidade de Swansea em 2010. A pesquisa despertava interesse do Home Office britânico, de forças policiais do Reino Unido e de instituições de outros países. Esperava-se que o instrumento pudesse ser produzido em quantidade suficiente para uso por equipes forenses.

Detecção do uso de drogas

Secreções, óleos da pele e células mortas presentes em uma impressão digital humana contêm resíduos de diferentes substâncias químicas e de seus metabólitos no organismo. Esses resíduos podem ser detectados para fins forenses. As impressões de pessoas que praticam tabagismo, por exemplo, contêm vestígios de cotinina, um metabólito da nicotina, e também da própria nicotina. A presença de nicotina deve ser interpretada com cautela, pois pode resultar apenas do contato do dedo com um produto de tabaco. Um método usa nanopartículas de ouro ligadas a anticorpos anticotinina e, depois, um anticorpo secundário fluorescente. Com isso, impressões de fumantes podem produzir fluorescência pela detecção da cotinina. Em 2010, a mesma abordagem estava sendo testada para identificar grandes consumidores de café, usuários de cannabis e consumidores de outras drogas.

Bancos de dados policiais

Escritório municipal de identificação por impressões digitais

A maior parte dos órgãos policiais dos Estados Unidos usa Wavelet Scalar Quantization (WSQ), sistema baseado em transformada wavelet para armazenar de forma eficiente imagens comprimidas de impressões digitais com resolução de aproximadamente 19,7 pixels por milímetro. O WSQ foi desenvolvido pelo FBI, pelo Laboratório Nacional de Los Alamos e pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). Para imagens registradas a aproximadamente 39,4 pixels por milímetro, órgãos policiais, entre eles o FBI, usam JPEG 2000 em vez de WSQ.

Validade

Processo de análise de uma impressão digital latente

Impressões digitais recolhidas em cenas de crime ou em objetos relacionados a crimes são usadas na ciência forense para identificar suspeitos, vítimas e outras pessoas que tocaram uma superfície. A identificação por impressões digitais se difundiu nas instituições policiais no fim do século XIX, substituindo medições antropométricas como método mais confiável para reconhecer pessoas que já tinham antecedentes, muitas vezes registrados sob nomes falsos. Há cerca de um século, governos de diferentes países usam impressões digitais para identificar pessoas envolvidas em crimes. Elas são uma ferramenta básica das polícias para reconhecer indivíduos com antecedentes criminais.

A validade da prova forense baseada em impressões digitais foi questionada por pesquisadores, juízes e meios de comunicação. Nos Estados Unidos, examinadores não criaram padrões uniformes para a identificação de uma pessoa a partir do cotejo de impressões. Em alguns países, os examinadores precisam encontrar um número definido de pontos de identificação antes que uma correspondência seja aceita. Na Inglaterra, são exigidos dezesseis pontos e, na França, doze para que duas impressões sejam comparadas e uma pessoa seja identificada. Alguns examinadores contestam a contagem de pontos por ela se concentrar apenas na posição de certas características. Também pode ser aplicada a doutrina da única diferença, segundo a qual a presença de uma diferença entre duas impressões significa que elas não vieram do mesmo dedo. Pesquisadores ainda argumentaram que a taxa de erro por comparação não foi estudada de maneira adequada e que a prova datiloscópica não dispõe de base estatística segura. Foram feitas pesquisas para verificar se especialistas conseguem se concentrar objetivamente nas características das impressões sem serem influenciados por informações externas, como o contexto.

Em teoria, impressões digitais podem ser falsificadas e plantadas em cenas de crime.

Certificação profissional

A coleta e o exame de impressões digitais deram origem à primeira organização profissional da área forense, a International Association for Identification (IAI), em 1915. O primeiro programa de certificação profissional de cientistas forenses foi criado em 1977. O programa Certified Latent Print Examiner, da IAI, concedia certificados a quem atendesse a critérios rigorosos e podia revogá-los quando o desempenho profissional justificasse a medida. Outras disciplinas forenses criaram programas próprios de certificação.

História

Antiguidade e período medieval

Impressões digitais foram encontradas em antigas tabuletas de argila, selos e peças de cerâmica. Elas também foram encontradas em paredes de tumbas egípcias e em cerâmicas minoicas, gregas e chinesas. Na China Antiga, funcionários autenticavam documentos governamentais com impressões digitais. Por volta de 200 a.C., elas eram usadas para assinar contratos escritos na Babilônia. Impressões digitais obtidas de varreduras tridimensionais de tabuletas cuneiformes são extraídas com o GigaMesh Software Framework.

Com o surgimento da seda e do papel na China, as partes de contratos jurídicos passaram a colocar impressões das mãos nos documentos. Antes de 851, o comerciante árabe Abu Zayd Hasan viu comerciantes chineses usarem impressões digitais para autenticar empréstimos.

Referências do reinado do rei babilônico Hamurabi, de 1792 a 1750 a.C., mencionam que agentes da lei recolhiam as impressões digitais de pessoas presas. Durante a dinastia Chin na China, documentos mostram que autoridades recolhiam impressões das mãos, dos pés e dos dedos como provas em cenas de crime. Em 650, o historiador chinês Kia Kung-Yen observou que impressões digitais podiam ser usadas para autenticação. No Jami al-Tawarikh (História Universal), o médico iraniano Rashid-al-Din Hamadani, que viveu de 1247 a 1318, menciona a identificação de pessoas por impressões digitais na China e escreve: "A experiência mostra que duas pessoas não têm dedos exatamente iguais."

Há debate sobre se esses casos mostram que povos antigos já compreendiam que as impressões digitais podiam identificar uma pessoa de forma única. Alguns autores entendem que esses exemplos não tinham significado maior do que a marca de uma pessoa analfabeta em um documento ou uma impressão acidental semelhante à marca deixada por um oleiro na argila.

Europa nos séculos XVII e XVIII

A partir do fim do século XVI, estudiosos europeus tentaram incluir impressões digitais em trabalhos científicos, mas conclusões plausíveis só começaram a surgir em meados do século XVII. Em 1686, o professor de anatomia da Universidade de Bolonha Marcello Malpighi reconheceu cristas, espirais e presilhas em impressões deixadas sobre superfícies. Em 1788, o anatomista alemão Johann Christoph Andreas Mayer foi o primeiro europeu a concluir que as impressões digitais eram próprias de cada indivíduo.

Século XIX

Impressões de dedos e mãos recolhidas por William James Herschel, cerca de 1859–1860
Impressões digitais usadas em vez de assinaturas em um documento jurídico indiano de 1952

Em 1823, Jan Evangelista Purkyně reconheceu nove padrões de impressões digitais. Entre eles estavam o arco em tenda, a presilha e o verticilo, que na perícia moderna são classificados como detalhes das cristas. Em 1840, após o assassinato de Lord William Russell, o médico provincial Robert Blake Overton escreveu à Scotland Yard e propôs que fossem procuradas impressões digitais. Em 1853, o anatomista alemão Georg von Meissner, que viveu de 1829 a 1905, estudou as cristas de fricção. Em 1858, William James Herschel começou a usar impressões digitais na Índia. Em 1877, introduziu seu uso em contratos e escrituras para impedir o repúdio de assinaturas em Hooghly, perto de Calcutá. Herschel também registrou as impressões digitais de pensionistas do governo para impedir que parentes recebessem os pagamentos após a morte do beneficiário.

Em 1880, Henry Faulds, cirurgião escocês que trabalhava em um hospital de Tóquio, publicou seu primeiro artigo sobre a utilidade das impressões digitais na identificação e propôs registrá-las com tinta de impressão. Faulds também propôs, com base em seus estudos, que as impressões digitais eram únicas em cada pessoa. Ao voltar para a Grã-Bretanha em 1886, apresentou a ideia à Polícia Metropolitana de Londres, mas ela foi rejeitada. Até o início da década de 1890, polícias dos Estados Unidos e da Europa continental ainda não conseguiam identificar criminosos de modo confiável para acompanhar seus antecedentes criminais. Francis Galton publicou um modelo estatístico detalhado de análise e identificação de impressões digitais no livro Finger Prints, de 1892. Ele calculou que a probabilidade de um "falso positivo", em que duas pessoas diferentes tivessem as mesmas impressões, era de cerca de 1 em 64 bilhões.

Em 1892, Juan Vucetich, chefe de polícia argentino, criou o primeiro método para registrar impressões digitais de indivíduos em arquivo. No mesmo ano, Francisca Rojas foi encontrada em uma casa com ferimentos no pescoço, enquanto seus dois filhos foram encontrados mortos com a garganta cortada. Rojas acusou um vizinho, mas ele não confessou apesar de um interrogatório brutal. O inspetor Álvarez, colega de Vucetich, foi ao local e encontrou em uma porta uma marca ensanguentada de polegar. Quando a comparou com as impressões de Rojas, viu que correspondia ao polegar direito dela. Rojas então confessou ter matado os filhos. Foi o primeiro caso de homicídio conhecido solucionado por análise de impressões digitais.

Em Calcutá, um departamento de impressões digitais foi criado em 1897, depois que o Conselho do Governador-Geral aprovou um relatório recomendando o uso de impressões digitais para classificar registros criminais. Os funcionários do departamento Azizul Haque e Hem Chandra Bose receberam crédito por grande parte do desenvolvimento de um sistema de classificação que acabou recebendo o nome de seu supervisor, Sir Edward Richard Henry.

Século XX

O cientista francês Paul-Jean Coulier desenvolveu um método para transferir impressões digitais latentes de superfícies para papel por meio de vapores de iodo. Isso permitiu que a Scotland Yard, em Londres, começasse a recolher impressões digitais e identificar criminosos dessa forma em 1901. Pouco depois, departamentos de polícia norte-americanos adotaram o mesmo método e a identificação por impressões digitais se tornou prática comum nos Estados Unidos. O caso Scheffer, de 1902, foi o primeiro em que um assassino foi identificado, preso e condenado com base em impressões digitais. Alphonse Bertillon identificou Scheffer, ladrão e assassino que havia sido preso meses antes e tivera suas impressões arquivadas. As impressões encontradas em uma vitrine de vidro quebrada, após um furto no apartamento de um dentista onde um funcionário foi encontrado morto, correspondiam às dele. Foi possível provar em juízo que as impressões tinham sido deixadas depois que a vitrine foi quebrada.

A identificação de pessoas por impressões digitais para fins de aplicação da lei passou a fazer parte do trabalho policial nos Estados Unidos desde o início do século XX. A identificação de cadáveres por impressões digitais também é usada após desastres naturais e desastres causados por seres humanos. Nos Estados Unidos, o FBI administra um sistema de identificação e banco de dados chamado Integrated Automated Fingerprint Identification System (IAFIS), que contém impressões digitais e registros criminais de mais de 51 milhões de pessoas com antecedentes, além de mais de 1,5 milhão de registros civis. O OBIM, anteriormente U.S. VISIT, mantém o maior repositório de identificadores biométricos do governo norte-americano, com mais de 260 milhões de identidades individuais. Quando foi implantado em 2004, o repositório, chamado Automated Biometric Identification System (IDENT), armazenava dados biométricos na forma de registros de dois dedos. Entre 2005 e 2009, o DHS passou para um padrão de dez impressões para estabelecer interoperabilidade com o IAFIS.

Funcionárias administrativas do Departamento de Polícia de Los Angeles sendo fotografadas e tendo suas impressões digitais recolhidas em 1928

Em 1910, Edmond Locard criou o primeiro laboratório forense da França. Criminosos podem usar luvas para evitar deixar impressões digitais. As próprias luvas, porém, podem produzir marcas tão individualizadas quanto impressões humanas. Depois de recolher impressões de luvas, a polícia pode compará-las com luvas obtidas como prova ou com marcas de outras cenas de crime. Em muitas jurisdições, o simples uso de luvas durante a prática de um crime pode ser processado como crime incoativo.

Uso de impressões digitais em escolas

A organização não governamental Privacy International alertou em 2002 que dezenas de milhares de crianças em idade escolar no Reino Unido estavam tendo suas impressões digitais recolhidas pelas escolas, muitas vezes sem o conhecimento ou consentimento dos pais. No mesmo ano, a fornecedora Micro Librarian Systems, que usava tecnologia semelhante à de prisões norte-americanas e das forças armadas alemãs, estimou que 350 escolas britânicas empregavam esses sistemas para substituir cartões de biblioteca. Em 2007, estimava-se que 3.500 escolas usavam esses sistemas. Sob a Data Protection Act 1998, as escolas britânicas não precisavam pedir consentimento dos pais para essa prática. Pais contrários à coleta podiam apenas apresentar reclamações individuais contra as escolas. Em resposta a uma reclamação que continuava em andamento, a Comissão Europeia manifestou em 2010 "preocupações sérias" sobre a proporcionalidade e a necessidade da prática e sobre a falta de recursos judiciais, levantando a possibilidade de violação da diretiva de proteção de dados da União Europeia.

Em março de 2007, o governo britânico estudava recolher as impressões digitais de todas as crianças de 11 a 15 anos e adicioná-las a um banco de dados governamental como parte de um novo sistema de passaportes e carteiras de identidade, sem admitir objeções baseadas em privacidade. Todas as impressões seriam comparadas com as de 900 mil crimes não solucionados. O secretário-sombra do Interior David Davis chamou o plano de "sinistro". O porta-voz para assuntos internos dos Liberais Democratas, Nick Clegg, criticou "a determinação de construir um Estado de vigilância pelas costas do povo britânico". O ministro júnior da Educação Lord Adonis defendeu o uso de impressões digitais pelas escolas para controlar frequência e acesso a refeições e bibliotecas. Ele afirmou à Câmara dos Lordes que as impressões das crianças haviam sido recolhidas com consentimento dos pais e seriam destruídas quando os alunos deixassem a escola. Uma Early Day Motion que pedia ao governo uma consulta pública completa com as partes envolvidas sobre o uso de biometria nas escolas recebeu apoio de 85 membros do Parlamento, sob o número 686. Depois da formação do governo de coalizão conservador-liberal-democrata em maio de 2010, o sistema britânico de carteiras de identidade foi abandonado.

Especialistas em segurança da tecnologia da informação levantaram preocupações sérias sobre as consequências do uso de modelos biométricos convencionais nas escolas. Um deles declarou que era "absolutamente prematuro começar a usar 'biometria convencional' nas escolas". Fornecedores desses sistemas afirmam que os produtos oferecem às escolas vantagens como melhora na leitura, redução do tempo de espera nas filas para refeições e aumento de receitas. Eles não citam pesquisas independentes em apoio a essas afirmações. Uma especialista em educação escreveu em 2007: "Não consegui encontrar uma única pesquisa publicada que diga que o uso da biometria nas escolas promova alimentação saudável ou melhore a leitura entre as crianças... Não há absolutamente nenhuma prova dessas afirmações."

A polícia de Ottawa, no Canadá, aconselhou pais preocupados com a possibilidade de sequestro dos filhos a registrar as impressões digitais das crianças.

Ausência ou mutilação de impressões digitais

Uma condição médica muito rara, a adermatoglifia, caracteriza-se pela ausência de impressões digitais. As pessoas afetadas têm pontas dos dedos, palmas, artelhos e plantas dos pés completamente lisos, sem outros sinais ou sintomas médicos. Um estudo de 2011 associou a adermatoglifia à expressão inadequada da proteína SMARCAD1. Os pesquisadores que estudaram a condição a chamaram de doença do atraso da imigração, pois a ausência congênita de impressões causa dificuldades quando as pessoas precisam provar a identidade durante viagens. Até 2011, apenas cinco famílias com a condição haviam sido documentadas.

Pessoas com síndrome de Naegeli–Franceschetti–Jadassohn e dermatopatia pigmentosa reticular, duas formas de displasia ectodérmica, também não têm impressões digitais. Essas síndromes genéticas raras produzem outros sinais e sintomas, como cabelos finos e quebradiços.

O criminoso Alvin Karpis teve suas impressões digitais removidas cirurgicamente em 1933

O medicamento antineoplásico capecitabina pode causar perda das impressões digitais. O inchaço dos dedos, como o provocado por picada de abelha, pode em alguns casos fazer as impressões desaparecerem temporariamente. Elas retornam depois que o inchaço diminui.

Como a elasticidade da pele diminui com a idade, muitas pessoas idosas têm impressões difíceis de registrar. As cristas ficam mais espessas e a diferença de altura entre o topo da crista e o fundo do sulco diminui, reduzindo seu relevo.

As impressões digitais podem ser apagadas permanentemente, algo que criminosos podem tentar fazer para reduzir a possibilidade de identificação. A remoção pode ser feita de formas diferentes, desde queimaduras nas pontas dos dedos e uso de ácidos até técnicas como cirurgia plástica. John Dillinger queimou os dedos com ácido, mas impressões recolhidas em uma prisão anterior e depois de sua morte ainda apresentavam correspondência quase completa.

Verificação de impressões digitais

Terminação de crista
Bifurcação
Crista curta, ou ponto

As impressões digitais podem ser registradas como desenhos gráficos de cristas e sulcos. Por causa de sua singularidade e permanência, tornaram-se o identificador biométrico de uso mais amplo na década de 2000. Sistemas de verificação automatizada de impressões digitais foram desenvolvidos para atender às necessidades da aplicação da lei e passaram a ser usados também em aplicações civis. Mesmo com essa expansão, a verificação automatizada confiável continuou difícil e foi amplamente pesquisada em reconhecimento de padrões e processamento de imagem. A singularidade de uma impressão pode ser determinada pelo padrão geral de cristas e sulcos ou pelas descontinuidades das cristas chamadas minúcias. Na década de 2000, as minúcias eram tratadas como as características mais discriminantes e confiáveis de uma impressão. Por isso, seu reconhecimento se tornou a base mais comum da verificação automatizada. As duas minúcias mais empregadas são a terminação de crista e a bifurcação.

Padrões

Os três padrões básicos das cristas são arco, presilha e verticilo:

  • Arco: as cristas entram por um lado do dedo, sobem no centro formando um arco e saem pelo lado oposto.
  • Presilha: as cristas entram por um lado do dedo, formam uma curva e saem pelo mesmo lado.
  • Verticilo: as cristas formam círculos ao redor de um ponto central do dedo.

Cientistas encontraram padrões gerais semelhantes de impressões digitais entre integrantes de uma mesma família, o que levou à conclusão de que esses padrões têm componente hereditário.

Características das impressões digitais

As características das cristas chamadas minúcias incluem:

  • Terminação de crista: fim abrupto de uma crista.
  • Bifurcação: divisão de uma única crista em duas.
  • Crista curta ou independente: crista que começa, percorre uma pequena distância e termina.
  • Ilha ou ponto: pequena crista isolada dentro de uma crista curta ou próxima de uma terminação, sem ligação com as demais.
  • Lago ou cercamento de crista: uma crista se bifurca e logo volta a se unir, continuando como crista única.
  • Esporão: bifurcação na qual uma crista curta se ramifica de uma mais longa.
  • Ponte ou cruzamento: pequena crista que liga duas cristas paralelas.
  • Delta: encontro de cristas em forma de Y.
  • Núcleo: círculo no padrão das cristas.

Sensores de impressão digital

Um sensor de impressão digital é um dispositivo eletrônico que registra uma imagem digital do padrão da impressão. A imagem capturada é chamada de live scan. Ela é submetida a processamento digital de sinais para criar um modelo biométrico, formado por um conjunto de características extraídas, que é armazenado e usado nas comparações. Entre as tecnologias empregadas estão sistemas ópticos, capacitivos, de radiofrequência, térmicos, piezorresistivos, ultrassônicos, piezoelétricos e MEMS.

Autenticação de acesso em eletrônicos de consumo

Sensor de impressão digital de um Lenovo ThinkPad T440p, lançado em 2013

Desde 2000, leitores eletrônicos de impressões digitais passaram a ser usados em aplicações de segurança de eletrônicos de consumo. Leitores de impressão digital podem ser usados na autenticação de login e na identificação de usuários de computadores. Alguns sensores menos sofisticados, porém, mostraram-se vulneráveis a métodos simples de fraude, como impressões falsas moldadas em gel. Em 2006, sensores de impressão digital ganharam espaço no mercado de laptops. Sensores integrados em modelos como ThinkPad, VAIO, HP Pavilion e HP EliteBook também podiam funcionar como detectores de movimento para rolar documentos, à maneira da roda de rolagem de um mouse.

Dois dos primeiros fabricantes de smartphones a integrar reconhecimento de impressões digitais foram a Motorola, com o Atrix 4G em 2011, e a Apple, com o iPhone 5S em 10 de setembro de 2013. Um mês depois, a HTC lançou o One Max, também com reconhecimento por impressão digital. Em abril de 2014, a Samsung lançou o Galaxy S5, que tinha um sensor integrado ao botão inicial.

Após o lançamento do iPhone 5S, um grupo de hackers alemães anunciou em 21 de setembro de 2013 que havia contornado o novo sensor Touch ID da Apple fotografando uma impressão digital em uma superfície de vidro e usando a imagem capturada para autenticação. Um porta-voz do grupo afirmou: "Esperamos que isso finalmente acabe com as ilusões das pessoas sobre a biometria de impressões digitais. É simplesmente estúpido usar como token de segurança algo que você não pode mudar e que deixa em todo lugar, todos os dias." Em setembro de 2015, a Apple incorporou uma nova versão do leitor de impressões digitais ao botão inicial do iPhone 6S. O uso do Touch ID era opcional e podia ser configurado para desbloquear a tela ou pagar compras em aplicativos móveis. A partir de dezembro de 2015, smartphones mais baratos com reconhecimento de impressões digitais chegaram ao mercado, entre eles o UMI Fair, vendido por US$ 100. A Samsung introduziu sensores em seus aparelhos intermediários da linha Samsung Galaxy A em 2014.

Em 2017, Hewlett-Packard, Asus, Huawei, Lenovo e Apple usavam leitores de impressão digital em laptops. A Synaptics afirmou que o sensor SecurePad estava disponível para fabricantes de equipamento original começarem a incorporá-lo aos próprios laptops. Em 2018, a Synaptics anunciou que seus sensores de impressão digital sob a tela seriam usados no smartphone X21 UD da Vivo. Foi o primeiro sensor produzido em massa e integrado à tela sensível ao toque, em vez de instalado como componente separado.

Algoritmos

Algoritmos de comparação são usados para confrontar modelos de impressões digitais armazenados anteriormente com impressões candidatas para fins de autenticação. Para isso, a imagem original pode ser comparada diretamente com a imagem candidata ou podem ser comparadas características determinadas.

Pré-processamento

O pré-processamento melhora a qualidade de uma imagem por filtragem e remoção de ruído indesejado. O algoritmo baseado em minúcias funciona apenas com imagens de impressões digitais em escala de cinza de 8 bits. Uma razão é que a imagem de 8 bits fornece uma base para a conversão em uma imagem de 1 bit, com valor 1 para as cristas e 0 para os sulcos. O processo melhora a detecção de bordas e produz alto contraste, com as cristas em preto e os sulcos em branco. Para melhorar a imagem de entrada, são necessárias mais duas etapas, a extração de minúcias e a remoção de minúcias falsas. A extração aplica um algoritmo de afinamento das cristas, que remove pixels redundantes. As cristas afinadas recebem identificadores próprios para facilitar operações posteriores. Depois da extração, são removidas minúcias falsas. Falhas na imagem e conexões espúrias introduzidas durante a binarização e o afinamento podem gerar minúcias falsas e diminuir a precisão do reconhecimento.

Algoritmos baseados em padrões ou imagens

Algoritmos baseados em padrões comparam os desenhos básicos, arco, verticilo e presilha, entre um modelo armazenado e uma impressão candidata. Para isso, as imagens precisam ser alinhadas na mesma orientação. O algoritmo encontra um ponto central na imagem e a centraliza sobre ele. O modelo contém o tipo, o tamanho e a orientação dos padrões da imagem alinhada. A imagem candidata é comparada graficamente com o modelo para determinar o grau de correspondência.

Em outras espécies

Alguns animais desenvolveram impressões próprias, especialmente espécies cujo modo de vida envolve subir em superfícies ou agarrar objetos molhados. Entre eles estão muitos primatas, como gorilas e chimpanzés, os coalas australianos e mamíferos como a marta-pescadora norte-americana. Um estudo constatou que pode ser bastante difícil distinguir as impressões de um coala das humanas até mesmo com microscópio eletrônico.

Na ficção

Mark Twain

As memórias de Mark Twain, Life on the Mississippi (1883), centradas em grande parte no período em que o autor trabalhou no rio, também narram episódios posteriores de sua vida e contêm histórias fantásticas supostamente contadas a ele. Uma delas relata um assassinato em que o criminoso é identificado pela impressão de um polegar. O romance Pudd'nhead Wilson, publicado em 1893, contém um drama judicial cuja solução depende da identificação por impressões digitais.

Ficção policial

O uso de impressões digitais na ficção policial acompanhou seu uso na investigação de crimes. Sir Arthur Conan Doyle escreveu um conto sobre Sherlock Holmes que usa uma impressão digital. "The Norwood Builder", publicado em 1903 e ambientado em 1894, envolve a descoberta de uma impressão ensanguentada que ajuda Holmes a encontrar o verdadeiro criminoso e libertar seu cliente.

O primeiro romance de R. Austin Freeman sobre Thorndyke, The Red Thumb-Mark, foi publicado em 1907 e traz uma impressão digital ensanguentada deixada em um papel junto a um pacote de diamantes dentro de um cofre. O material passa a fazer parte de uma investigação médico-legal conduzida pelo Dr. Thorndyke, que defende o acusado cuja impressão corresponde à do papel depois que os diamantes são roubados.

Cinema e televisão

Na série de televisão Bonanza (1959–1973), o personagem chinês Hop Sing usa seu conhecimento de impressões digitais para livrar Little Joe de uma acusação de homicídio.

No filme Men in Black, de 1997, o agente J precisa remover suas dez impressões digitais colocando as mãos sobre uma esfera metálica. A agência MIB trata o procedimento como necessário para apagar a identidade de seus agentes.

No filme de ficção científica Cold Souls, de 2009, uma mula que contrabandeia almas usa impressões digitais de látex para enganar os terminais de segurança dos aeroportos. Ela muda de identidade apenas trocando a peruca e as impressões de látex.

Ver também

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