Fotogrammetria 3D per l’analisi della deformazione di proiettili

 
Fotogrammetria, Settore Forense, Balistica, Proiettili, Analisi di progetto

 
I dati di questo caso studio sono stati gentilmente forniti da Rafael Rodrigues Cunha, Ph.D. in Chimica Analitica presso l’Università Federale di Uberlândia (Universidade Federal de Uberlândia) ed esperto forense della Polizia Tecnico-Scientifica dello Stato di San Paolo, Brasile.
Il seguente articolo si focalizza su una tecnica basata sulla fotogrammetria e testata per valutare la deformazione dei proiettili utilizzando 3DF Zephyr. Siamo incredibilmente orgogliosi di aver supportato questo lavoro con la nostra soluzione software.
 
Rafael, insieme ai colleghi Sarah Teixeira Costa, Rodrigo Henrique de Oliveira Montes e Claude Thiago Arrabal, ha ideato un flusso di lavoro semplice, veloce, ma allo stesso tempo efficace, il quale è stato a sua volta presentato ad InterForensics 2021, considerato il più importante evento in ambito forense dell’America Latina, e che si è svolto dal 2 al 5 novembre 2021 a Foz do Iguaçu / pr, Brasile.
 
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Obiettivi del Progetto

“L’obiettivo di questo lavoro consiste nello sviluppo di un metodo che, mediante una tecnica fotogrammetrica dal facile utilizzo, veloce e a basso costo, permetta di valutare la compressione dei proiettili per stabilire una relazione rispetto al tipo di deformazione che si verifica”.

 
Stando alle ricerche effettuate, è dimostrato che, statisticamente, le armi da fuoco rappresentano una delle principali cause di morte in tutto il mondo; inoltre, nel 2019, il 70% degli omicidi registrati in Brasile sono stati causati da armi da fuoco. Partendo da queste informazioni, Rafael e i suoi colleghi hanno messo a punto un approccio fotogrammetrico capace di misurare le deformazioni nei proiettili grazie alla generazione di modelli 3D che potessero indicare la deformazione dell’oggetto di riferimento dopo aver colpito un bersaglio.
 
Per fare ciò, sono stati selezionati 4 diversi calibri di metallo – 9 mm LUGER, .380 AUTO, .38 SPL e .40 S&W – per eseguire i colpi, con 120 cartucce ciascuna, gentilmente donate dal CBC (Companhia Brasileira de Cartuchos). Per garantire la riproducibilità nella deformazione dei proiettili ai fini del progetto, i membri del team hanno sparato 3 volte contro 5 materiali diversi scelti come bersagli (gentilmente forniti dal Centro de Treinamento Tático – CTT CBC):

  • Compensato con dietro un muro di mattoni di argilla
  • Legno massiccio
  • Piastra in acciaio
  • Muro di mattoni di argilla
  • Muro di mattoni di cemento

 
Questi oggetti sono stati colpiti a cinque distanze diverse – 5, 10, 20, 30 e 40 m – per assicurare una buona quantità di dati per la successiva analisi della distanza. Dopo aver colpito, ogni proiettile è stato raccolto in piccoli sacchetti di plastica divisi per tipologia del materiale e distanza del bersaglio.

 

Risultati

Un cellulare Samsung Note 20 è stato utilizzato per la fase di acquisizione delle foto: in media, hanno scattato circa 30 immagini per ciascun tipo di materiale e intervallo di distanza.
L’uso di 8 markers codificati di 3DF Zephyr, posizionati intorno ad un template avente una griglia circolare di 3,2 cm, ha migliorato significativamente il processo di ricostruzione 3D nel software, con i proiettili e i diversi bersagli posizionati al centro della griglia su un piatto rotante alimentato ad energia elettrica (Fig. 1-2).

 

Fig. 1. Una delle foto scattate con un Samsung Note 20. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal
Fig. 1. Una delle foto scattate con un Samsung Note 20. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal

 

Fig. 2. Modello 3D e strumento calcolo Volume in 3DF Zephyr. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal
Fig. 2. Modello 3D e strumento calcolo Volume in 3DF Zephyr. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal

 
Di tutte e 480 le cartucce sparate, ne è stato recuperato solamente il 25% dopo aver colpito i bersagli. In particolare, quelle che hanno colpito le piastre di acciaio erano compromesse a tal punto che non è stato possibile ricavare delle misurazioni (Fig. 3). Al contrario, le cartucce recuperate dal bersaglio in compensato non presentavano deformazioni significative, preservando anzi la forma originale più le impronte della canna.

 

Fig. 3. Modelli 3D fotogrammetrici di colpi dal calibro Luger 9 mm contro mattoni di argilla. Nessuna deformazione è stata calcolata per i proiettili dopo aver colpito bersagli di piastre d'acciaio a causa della massiccia frammentazione. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal
Fig. 3. Modelli 3D fotogrammetrici di colpi dal calibro Luger 9 mm contro mattoni di argilla. Nessuna deformazione è stata calcolata per i proiettili dopo aver colpito bersagli di piastre d’acciaio a causa della massiccia frammentazione. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal

 

Conclusioni

Da questo primo ciclo di test e come mostrato nella tabella seguente (Fig. 4), i risultati della fotogrammetria hanno risposto alle aspettative, in particolare per quanto riguarda la massa e l’energia inferiori con deformazioni più piccole: il calibro .380 AUTO deforma meno del calibro 9 mm Luger, mostrando le potenziali differenze di entrambi, mentre i calibri .40 S&W e .38 SPL presentano deformazioni simili.

 

Fig. 4. Deformazione media per ciascun materiale e distanze. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal
Fig. 4. Deformazione media per ciascun materiale e distanze. ©R. Cunha, S. T. Costa, R. H. de Oliveira Montes, C. T. Arrabal

 
Sebbene verranno effettuate ulteriori analisi in merito, la fotogrammetria ha già dimostrato di essere un approccio efficiente che può aiutare in modo significativo le applicazioni forensi e gli studi balistici.
Potete trovare la locandina del progetto esposta durante InterForensics a questo LINK.