Perspectiva Forense para Aprender Ciencia desde la

CasaDr. Vicente Torres Zúñiga

Licenciatura en Ciencia Forense

Facultad de Medicina, UNAM

De que va la charla•Enseñar ciencia desde la casa•Qué es la ciencia forense•Cómo la física auxilia a la ciencia•Revisar ejemplos de física forense

Un problema¿Cómo enseñar

ciencia a quien no le interesa?

Mundos irreales

• Importancia para ellos•Más que una lectura direccional •Es una ciencia factual, lo demás: herramientas•Límites de los modelos •Optimizar el trabajo del lab.

Una solución

La ciencia auxiliando a la justicia

Es un tema efervescente

• Alrededor de 1830, se prohíbe la tortura, la confesión se basa en confrontar hechos con explicaciones

• La novela policial se desarrolla circa1840

• Edgar Allan Poe, cuentos "Los crímenes de la calle Morgue" (1841)

• Arthur Conan Doyle, Sherlock Holmes (1887) llega a conclusionesrazonadas • Se fundamenta en

deducciones • Se obliga a no adivinar

nada.

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CSI:Crime SceneInvestigation

Científicos que siguen indicios/hechos 15 temporadas: 2000-2015.

Poco realista•Exagera la facilidad, la velocidad, efectividad

•Añade drama, glamour, alcance y nivel de comodidad el trabajo

https://visual.ly/community/Infographics/science/csi-effect-fact-vs-fiction

Los temas forenses pueden

motivar el acercarse a la

ciencia

¿Qué es la ciencia forense?

Ciencia requerida por una autoridad judicial

• Biológicos: fraudes médico

• Económicos: malversación

• Políticos: fraude electoral

• Culturales: plagio

• Química: identificar sustancias

• Biología: entomología

• Medicina: determinar tiempo de fallecimiento

• Matemáticas: estadísticas de crimen

Simon A. Cole. «Forensic culture as epistemic culture: the sociology

of forensic science.» Studies in History and Philosophy of Science

Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical

Sciences 44.1 (2013), p. 36-46.

Generaciónde indicios Práctica de la Ciencia Forense

ContactoFuente

AsociaciónReconstrucciónIndividualización

Apariencia yComposición

Identificación

Reconocimiento yClasificación Evento

LUGARINDICIOS

AGENTE DE ACCIÓN

VICTIMA u OFENDIDO

Transferencia dedatos:

Materia-rasgos

Conflictojurídico

Los 5 conceptos básicos del paradigma de la ciencia forense:

1. Transferencia, principio de intercambio de Locard;

2. Identificación, clasificación de objetos;3. Individualización, limitar la categorización;4. Asociación, vincular una persona con el lugar

de los hechos;5. Reconstrucción, comprender la secuencia de

eventos.

Adaptado de:Inman, K., Rudin, N. The origin of evidence (2002) F. Sci. Int, 126 (1), pp. 11-16.

DATOS DEL PRESENTE PARA CONOCER EL PASADO • Inferir causas a partir de

efectos

• Con ninguna o múltiples soluciones

• Limitaciones en la recuperación de información (termodinámica: procesos irreversibles)

• En contracorriente a la secuencia lógica

• Ausencia de algoritmos generales

•Mayor probabilidad

•Termodinámicamente óptimo

•Descartar imposibles

•Se parece a la medicina, requiere más información

Causa Efecto

Enfoque de problemas

inversos

PROBLEMAS INVERSOS- PRE-EVENTO - POST-EVENTOTIEMPO

- Evento- Proceso - Observables

- Medidas- Datos- Efectos

Ciencia Forense

- Reconstrucciones - Modelos

- Funciones- Matrices

- Condicionesiniciales

- Parámetrosde entrada

- Causas

Mediante la física reconstruimos parte de loscasos

Más pensamiento crítico, mejor

sociedad

Reglas•Sin morbo•Caso•Éticos•Representativos

Pilares del aprendizaje en casa •Análisis de video•Demostraciones •Simulaciones•Smartphones•Arduinos

Secuencia didáctica general

•Presentación de caso (ético)

•Brindar elementos para construir un primer modelo

•Poner a prueba el modelo

•Criticar el modelo (alcances, incertidumbre)

•Si es satisfactorio, usar el modelo para analizar el caso.

•Reportar y concluir de modo crítico

Ejemplos

y

X

a) Accidente b) Suicidioc) Asesinato

Medidas para inferir la conducta

Medir: x0, y0

¿Corre?No

Faltanelementos

Sí

Inferimos la conducta

Calcular: v0min

Física

Biomecánicay

estadística

Psicología

Pro

ble

ma

In

vers

o

Física

Biomecánicay

estadística

¿Qué es correr?

• Implica despegar ambos pies del piso

• Su modelo físico suele ser el movimiento de un pogo

• Mientras que el modelo de caminata es un péndulo invertido

David Bonner, “Increasing student engagement and enthusiasm: A projectile motion crime scene,” Phys. Teach. 48, 324–325 (May 2010).

Promedio de velocidades

Brecha entre correr y caminar

T.F Novacheck/Gait and posture 7 (1998) 77-95.

Correr Caminar

Derrumbe de edificiosMecánica

Medidas a partir de videos públicos•Acondicionando videos, que

no fueron preparados para un estudio científico , y usando datos de la literatura; se obtienen parámetros físicos .

• Es un movimiento de profesores que usan mucho Internet

•Cualquiera puede repetir el proceso

Libro: Physics and Video Analysis, por Rhett Allain•Detecting fake videos (cap 7)

• Trayectoria no reales• Fisica imposible• Vibración falsa en el video

Etapas para analizar cada escena de un video

1. Obtener la escala temporal.

2. Asegurar tener perspectiva perpendicular

3. Marcar el eje coordenado (ángulo-localización)

4. Marcar una distancia fija5. Marcar testigo métrico6. Marcar el centro de masa del objeto7. Analizar los datos

Modelos físicos y numéricos para la reconstrucción de hechos en ciencia forense: derrumbe de edificiosJGBM V. Torres ZúñigaLat. Am. J. Phys. Educ. 11 (2), 2308:1-6, 2017.

Derrumbe de edificios

Modelos físicos y numéricos para la reconstrucción de hechos en ciencia forense: derrumbe de edificios. V. Torres Zúñiga, Lat. Am. J. Phys. Educ. 11 (2), 2308:1-6, 2017.

Modelos físicos y numéricos para la reconstrucción de hechos en ciencia forense: derrumbe de edificiosJGBM V. Torres ZúñigaLat. Am. J. Phys. Educ. 11 (2), 2308:1-6, 2017.

Modelos físicos y numéricos para la reconstrucción de hechos en ciencia forense: derrumbe de edificiosJGBM V. Torres ZúñigaLat. Am. J. Phys. Educ. 11 (2), 2308:1-6, 2017.

Modelo con cartón y tubo de

PVC

Modelos físicos y numéricos para la reconstrucción de hechos en ciencia forense: derrumbe de edificiosJGBM V. Torres ZúñigaLat. Am. J. Phys. Educ. 11 (2), 2308:1-6, 2017.

Modelo virtual en Blender

3D Scientific Visualizationwith Blender (IOP ConcisePhysics), por Brian R. Kent

Hechos de tránsito terrestre

Video-análisis por software-libre para obtener la velocidad de un automotor al impactar a un peatónV Torres-Zúñiga, Revista de Ciencias Forense de Honduras 3 (1), 10-18

Medición de la velocidad de automotor durante impactos y lanzamiento de peatones mediante video-análisis, V Torres-Zúñiga, Gaceta Internacional de Ciencias Forenses, 5-12, 2018

Medición de la velocidad de automotor durante impactos y lanzamiento de peatones mediante video-análisis, V Torres-Zúñiga, Gaceta Internacional de Ciencias Forenses, 5-12, 2018

Manipulación de fotografíasÓptica geométrica

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Fotografía real

Banco de Imágenes Digitales para Análisis Forense (BIDAF)http://www.cienciaforense.facmed.unam.mx/?page_id=6526

Imagen alterada

Banco de Imágenes Digitales para Análisis Forense (BIDAF)http://www.cienciaforense.facmed.unam.mx/?page_id=6526

Foto real, un punto de convergencia

Foto manipulada, poco clara la convergencia

Foto de una revista de variedades

•Mediante un editor vectorial de imágenes se pueden analizar fotografías: Lento.•Programando se puede optimizar el proceso, es un problema de geometría analítica.

Acústica localizar la fuente de un estruendo

Un ejemplo•En una población se escucho un disparo, se desconoce de donde provino

•La mayoría de los pobladores cuenta con smartphones, algunos de ellos registraron el audio

•Tenían activado el GPS

•¿Les puedes ayudar?

Información a entregar•Coordenadas de cada sensor (Smartphone)

•Audio o tiempo de arribo de la señal

Téllez Cervantes, Elizabeth, Viabilidad operativa de audio-análisis en teléfonos celulares para localizar a un tirador de arma de fuego, Tesis Licenciatura en Ciencia Forense (2019).

Experimentación

Lugar: campo de binomios caninos, CU-UNAM

Colocación del cohetón de fiestaFuente de sonido

Colocación de los sensores y cohete

Sample rate:48 kHz.

Resultados

Incertidumbre del GPS: 5 m

*Alta Probabilidad

Cerrando

Lo forense es rico en física

Gracias al apoyo de UNAM-PAPIME-PE115519

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Email:

vicentz@gmail.com

Vicente Torres

Zúñiga