Sangue 4: Manchas de sangue passivas – Cena do crime

Aim: Como os cientistas analisam as manchas de sangue?

Objectivos: Os alunos serão capazes de:
1) Entender como a composição molecular de um líquido afeta sua viscosidade, tensão superficial e densidade.
2) Explicar como as características físicas do sangue afetam os padrões que ele faz no impacto.
3) Discuta como diferentes superfícies afetam a aparência das manchas de sangue.
4) Trabalhe em grupos para investigar como a altura e o ângulo de impacto afetam a aparência dos respingos de sangue
padrão.
Motivação: Mostrar aos alunos vários líquidos — leite, água, sangue, xarope de milho, etc. — e faça-os prever qual líquido irá fluir para uma superfície inclinada mais rapidamente. Discuta viscosidade (a resistência de um líquido ao fluxo).
Quantas gotas de cada líquido podem ser colocadas sobre um centavo sem transbordar? Discuta a tensão superficial.
Fundo:
Blood is considered to be a fluid. A fluid is a substance with no fixed shape and is subject to external pressure. A fluid can be either a liquid or a gas. A liquid is a fluid that has a fixed volume while a gas is afluid that can expand indefinitely.

Viscosity: Viscosity is defined as a fluid’s resistance to flow. The more viscous a substance is, the more slowly it will flow. The SI unit for viscosity is the Pascal second. Fluid viscosity is compared to water that has a viscosity of one. Blood is thicker than water and is viscous primarily due to the cellular component. The viscosity of some common substances, including blood:

Liquid Viscosity (mP·s-1)
Milk (25oC) 3
Blood (37oC) 3-4
Glycerin (20oC) 1420
Mercury (15oC) 1.55
Water (20oC) 1.0
Water (100oC) 0.28

Surface tension: Surface tension is the force that pulls the surface molecules towards the interior of a liquid, decreasing the surface area and causing the liquid to resist penetration or separation. Surface tension is the tendency of the surface of a liquid to contract to the smallest area possible. The fluid is able to do this as the cohesive forces are stronger on the surface of liquids as there are no neighbouring molecules above. Como resultado, existem forças atractivas mais fortes entre as moléculas e os seus vizinhos mais próximos na superfície; a força de tensão superficial exerce, de facto, uma força ascendente. A tensão superficial é como ter uma película elástica sobre a superfície.
A tensão superficial é importante na análise do padrão de manchas de sangue como;
a força gravitacional deve ultrapassar a tensão superficial do sangue antes que uma gota de sangue possa cair, e as gotas de sangue permanecem intactas à medida que se movem através do ar devido à tensão superficial.

Densidade:

Densidade é definida como massa por unidade de volume. A densidade da água é de 1000 kg/m3. A densidade do sangue é proporcional à concentração total de proteínas ou componente celular do sangue e é influenciada apenas em menor grau por outros íons, gases, etc., que são dissolvidos no plasma. A densidade do plasma sanguíneo é de aproximadamente 1025 kg/m3 e a densidade das células sanguíneas que circulam no sangue é de aproximadamente 11 25 kg/m3. A densidade média do sangue total de um ser humano é de cerca de 1060 kg/m3.

Gotas de fuligem: A aplicação de uma força a uma massa de sangue faz com que a massa se desfaça em gotículas. Como uma gota de sangue viaja através do ar, ela retém uma forma esférica devido à tensão superficial. Gotas menores (1mm de diâmetro e menos) são esferas quase perfeitas, enquanto gotas maiores oscilam devido a uma série de outras forças que atuam sobre a gota. As gotas não se “quebram” enquanto em movimento; outra força precisaria ser aplicada para fazer com que as gotas se dividissem ainda mais. As oscilações geralmente não têm efeito sobre o padrão de respingos resultante, exceto nos casos em que há apenas algumas manchas e elas estão presentes em superfícies a menos de 100cm da fonte.
Impacto: Quando uma gota de sangue atinge uma superfície horizontal a 90 graus, produz uma mancha circular. Se a textura da superfície for lisa, como o vidro ou um azulejo polido, a tensão superficial irá segurar a gota no padrão circular. Essencialmente a superfície influencia o fluxo de saída. A tensão superficial assegura o colapso uniforme da gota, porém a superfície lisa significa que o fluxo de saída da jante é uniforme.

Direcção: Os investigadores da cena do crime podem determinar a direcção em que uma gota de sangue viajava à medida que as gotas impactam as superfícies de uma forma consistente. A gota continuará a mover-se pelo mesmo caminho que estava a percorrer antes de atingir a superfície. Quando ela impacta uma superfície, o sangue na gota se move para fora durante a fase de colapso criando uma mancha elíptica ou circular. O longo eixo da mancha (eixo principal) fornece uma indicação da direção em que a gota estava viajando antes do contato com a superfície receptora e, portanto, a direção de onde ela veio.

Análise de Padrões de Mancha: Cenas de crime que envolvem derramamento de sangue frequentemente contêm uma grande quantidade de informação sob a forma de manchas de sangue. O padrão, tamanho, forma e localização de tais manchas pode ser muito útil na reconstrução dos eventos que ocorreram.

Categorias de manchas de sangue

1. Passivo
a. formado pela força da gravidade agindo sozinha
b. subdividido (gotas, padrões de gotejamento, piscinas, coágulos)
c. gotejamento ou jorros do corpo, dedo ou braço pingando, gotas de uma faca

2. Transferência
a. superfície molhada com sangue entra em contato com uma superfície secundária
b. exemplos de esfregaço, mancha, esfregaço ou esfregaço
c. mancha de dedo, mão em roupa, impressão de sapato, padrão de tecelagem em calças

3. Salpicos de sangue projectados
a. quando a fonte de sangue exposta é sujeita a uma acção ou força superior à gravidade
b. Atividade interna (sangue expirado) OU Força externa (esfaqueamento, espancamento, disparo)
c. subdividido
– jato arterial/gush
– manchas fundidas: sangue liberado de objeto portador de sangue em movimento
– respingos de impacto: a fonte de sangue recebe um golpe ou força resultando em gotas aleatórias
dispersão de gotas menores
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Lesson Overview:
Dispersão de respingos de sangue desempenhou um papel fundamental na análise forense. Como a altura, velocidade e direção afetam a forma dos padrões de respingos de sangue?
Exercício 1: O sangue é liberado como gotas individuais de várias alturas e o diâmetro da mancha resultante é medido. Os alunos fazem um gráfico da altura a partir da qual o sangue foi libertado versus o diâmetro da gota. Este gráfico pode ser usado para prever a altura a partir da qual uma gota de sangue foi originada, se apenas o diâmetro do respingo e o tamanho da gota for conhecido. A que altura é que o diâmetro da gota deixa de aumentar? Porque é que isto acontece?
Exercício 2: Os alunos deixam cair gotas múltiplas de sangue de várias alturas. Como é que a altura afecta o aspecto das gotas? Repita em diferentes superfícies. Como é que a textura da superfície afecta a aparência das gotas?