Maurizio Broegg – Ingegneria e Balistica Forense
Una particella può raccontare una storia. Ma non sempre quella che immaginiamo.
Immaginiamo una situazione apparentemente semplice. Una persona viene sottoposta a un esame per la
ricerca dei residui di sparo. Sul campione prelevato dalle sue mani vengono individuate alcune particelle
contenenti elementi che, nell’immaginario comune, appartengono immediatamente al mondo delle armi
da fuoco: piombo, bario e antimonio.
La tentazione di arrivare rapidamente a una conclusione è comprensibile: “Ha sparato”.
Ma è proprio in questo passaggio che comincia il vero problema scientifico. Una particella non porta con sé un’etichetta che ne indica l’origine. In ambito forense, quindi, la domanda non può essere soltanto:
“Che cosa ho trovato?”. Deve diventare anche: “Quali altre sorgenti potrebbero aver prodotto ciò che
trovato?”.
È una differenza fondamentale. E tra le possibili sorgenti ambientali ce n’è una particolarmente
interessante: il particolato prodotto dall’usura dei sistemi frenanti.
Da qui nasce il titolo volutamente provocatorio di questo articolo: anche il motorino può “sparare”.
Naturalmente non nel senso letterale. Il sistema frenante di un’automobile, di una motocicletta o di uno
scooter può infatti produrre particelle contenenti alcuni degli stessi elementi che vengono ricercati
nell’analisi dei residui di sparo. Il problema scientifico, quindi, non è dimostrare che polvere dei freni e
residui di sparo siano la stessa cosa — non lo sono — ma capire come distinguere, quando necessario,
particelle provenienti da sorgenti differenti che possono condividere alcune caratteristiche.
Il problema non è trovare il bario.
Per comprendere la questione bisogna partire dall’inorganic gunshot residue, o IGSR, cioè dalla
componente inorganica dei residui di sparo. Nei residui prodotti dagli inneschi di molte munizioni
tradizionali sono frequentemente presenti piombo (Pb), bario (Ba) e antimonio (Sb). La combinazione di
questi elementi ha avuto storicamente un’importanza centrale nell’identificazione delle particelle di
residuo di sparo.
Il motivo è legato ai processi fisici e chimici che si verificano durante lo sparo. I materiali dell’innesco sono sottoposti a condizioni estremamente rapide e intense e possono produrre particelle metalliche di
dimensioni micrometriche. La loro composizione e la loro morfologia riflettono, almeno in parte, i processi di formazione e raffreddamento delle particelle. Per questo, la combinazione Pb-Ba-Sb è stata a lungo considerata particolarmente significativa nell’identificazione del GSR di tipo tradizionale.
Ma c’è una precisazione fondamentale: la presenza di Pb, Ba e Sb non costituisce, da sola, una prova
universale dell’origine balistica. La letteratura scientifica ha infatti documentato l’esistenza di sorgenti
ambientali capaci di produrre particelle con caratteristiche sovrapponibili a quelle ricercate nel GSR.
La ricerca italiana che ha messo in discussione l’idea della “firma unica”.
Nel 2002 Carlo Torre, Grazia Mattutino, Valentina Vasino e Carlo Robino, presso il Laboratorio di Scienze Criminalistiche dell’Università degli Studi di Torino, pubblicarono uno studio specificamente dedicato ai materiali frenanti: “Brake linings: a source of non-GSR particles containing lead, barium, and antimony”.
I ricercatori analizzarono materiali frenanti e prodotti della loro usura mediante SEM-EDX. Il risultato fu importante: alcuni tipi di materiali frenanti potevano produrre particelle con profili elementari contenenti piombo, bario e antimonio, quindi particelle che potevano presentare caratteristiche chimiche simili a quelle ricercate nel GSR.
La maggior parte delle particelle studiate poteva essere discriminata attraverso altre caratteristiche, tra
cui elevati livelli di ferro o la presenza di elementi incompatibili con il profilo considerato tipico del residuo d’innesco. Furono tuttavia osservate anche particelle nelle quali questi criteri non erano immediatamente risolutivi.
La conclusione metodologica era quindi importante: bisogna essere prudenti nel descrivere una
determinata composizione come “unica” del residuo di sparo.
Cosa c’entrano i freni?
Le pastiglie dei freni sono materiali compositi. La loro formulazione può comprendere componenti
metallici, abrasivi, ossidi, materiali carboniosi, solfuri e altri componenti. Durante la frenata, l’attrito e le
sollecitazioni termomeccaniche producono particolato. È quindi possibile che alcune particelle provenienti dall’usura dei freni contengano elementi che possono essere presenti anche nel GSR.
Questo non significa che il particolato dei freni sia “GSR”. Significa che può esistere una sovrapposizione parziale di caratteristiche. Ed è proprio questa sovrapposizione a rendere interessante il problema dal punto di vista forense.
La particella non è soltanto una formula chimica
Se la composizione è una prima informazione, la morfologia costituisce un secondo livello di
osservazione. Le particelle di GSR classico possono formarsi attraverso processi che coinvolgono
materiale fuso e successivo raffreddamento rapido, presentando frequentemente una morfologia
sferoidale. La combinazione di una morfologia sferoidale con Pb, Ba e Sb è considerata caratteristica del
GSR classico nel quadro metodologico richiamato dalla più recente review INTERPOL e dalla norma
ASTM E1588 nella sua versione vigente.
Il particolato derivante dall’usura dei freni si forma invece prevalentemente attraverso processi tribologici:
abrasione, frattura, distacco e trasformazioni termiche. Le particelle possono quindi presentare
frequentemente forme differenti, comprese morfologie angolari o irregolari.
Anche qui è necessario evitare una nuova semplificazione: non è corretto dire “sferica = GSR” e non è
corretto neppure dire “angolare = freno”. La morfologia deve essere interpretata insieme alla
composizione e alle altre informazioni disponibili.
SEM-EDS: osservare la particella e conoscerne la composizione
È qui che entra in gioco una delle tecniche fondamentali per l’analisi dell’IGSR: la microscopia elettronica a scansione associata alla spettrometria a raggi X, SEM/EDS. In termini semplici:
- SEM: come è fatta la particella?
- EDS: quali elementi contiene?
La popolazione delle particelle è importante
Una singola particella può essere ambigua. Una popolazione di particelle può essere molto più
informativa. Bronek-Mucha ha sottolineato l’utilità di rappresentare i risultati SEM-EDS non soltanto come singole osservazioni, ma anche come frequenze delle diverse classi chimiche e morfologiche all’interno dell’intera popolazione di particelle.
Questo approccio consente di chiedersi:
- quante particelle appartengono a una determinata classe?
- quali elementi compaiono più frequentemente?
- quali associazioni elementari e morfologie predominano?
Non si cerca più la cosiddetta “particella magica”, ma un pattern.
Lo studio Tucker: cosa succede con le pastiglie moderne?
Nel 2017 William Tucker e collaboratori pubblicarono uno studio utilizzando pastiglie automobilistiche
contemporanee. Furono esaminate 75 pastiglie, dodici delle quali selezionate per analisi approfondite
mediante SEM-EDS.
I segnali di bario e antimonio erano comuni, ma nei campioni analizzati in dettaglio non furono trovate
particelle contenenti simultaneamente Pb, Ba e Sb. Furono invece individuate numerose particelle
contenenti Ba e Sb, frequentemente angolari, contenenti zolfo e associate a un’abbondante popolazione
di particelle contenenti ferro. Nei campioni prelevati da cerchi e dalle mani di persone esposte alle
automobili non furono trovate particelle tri-componenti Pb-Ba-Sb.
Gli autori conclusero che, per i materiali e le condizioni esaminati, l’insieme delle evidenze particellari
consentiva di distinguere il residuo proveniente dai freni da quello prodotto dallo sparo.
Una precisazione importante: uno studio sperimentale non deve essere trasformato in una regola
universale. La composizione dei materiali frenanti può variare e i risultati di uno specifico studio non
possono essere automaticamente estesi a ogni formulazione, veicolo o scenario forense.
Quindi i freni possono “falsificare” un esame GSR?
La parola “falsificare” può essere fuorviante. Una pastiglia dei freni non “falsifica” un esame; più
correttamente, alcuni materiali frenanti possono costituire una sorgente alternativa di particelle che
condividono determinate caratteristiche con il GSR.
Il compito dell’analista è quindi integrare più informazioni:
Composizione: quali elementi sono presenti e associati nella stessa particella?
- Morfologia: la forma è coerente con condensazione e solidificazione oppure con abrasione e
frammentazione? - Contesto: dove è stata trovata la traccia? Qual era la storia della superficie e quali attività aveva svolto il soggetto?
- Popolazione: quale quadro emerge considerando l’insieme delle particelle, anziché un singolo reperto?
È proprio l’integrazione di questi livelli che consente di ridurre il rischio di attribuzioni eccessivamente semplicistiche.
Presenza, compatibilità e attribuzione dell’origine: tre concetti da non confondere
Questa distinzione dovrebbe essere particolarmente chiara in ambito giudiziario:
- Presenza: è stata rilevata una particella con determinate caratteristiche.
- Compatibilità: le caratteristiche osservate sono compatibili con quelle note per una determinata
sorgente. - Attribuzione dell’origine: si valuta quale sorgente sia maggiormente coerente con l’insieme delle
osservazioni e delle alternative considerate.
Passare dal primo concetto al terzo senza considerare le sorgenti alternative significa trasformare un dato analitico in una conclusione che il dato, da solo, potrebbe non sostenere.
Torniamo al motorino
Una persona utilizza uno scooter, frena ripetutamente e viene sottoposta a un esame GSR. Il laboratorio
rileva particelle contenenti bario e antimonio.
La domanda scientificamente utile non è se questi elementi possano trovarsi nel GSR — sì, possono —
bensì quali caratteristiche presentino queste particelle e quanto siano discriminanti rispetto alle possibili
sorgenti alternative.
Solo l’integrazione di composizione, morfologia, distribuzione elementare, popolazione complessiva,
modalità di raccolta e contesto permette di formulare un’interpretazione adeguatamente prudente.
Conclusione: quando il motorino diventa una lezione di balistica
Il motorino non spara. Ma il suo sistema frenante può contribuire alla formazione di particolato che
condivide determinati elementi con il GSR.
Più una traccia è piccola, più grande deve essere la prudenza nell’interpretarla.
La vera difficoltà della scienza forense non consiste soltanto nel trovare una particella, ma nello stabilire
quanto quella particella sia informativa rispetto alle possibili alternative.
È questa, in fondo, la differenza tra un dato analitico e una conclusione forense: non basta sapere che
cosa abbiamo trovato. Dobbiamo sapere anche quanto quel reperto sia discriminante, quali alternative
siano state considerate e fino a dove i dati consentano realmente di spingersi.
Riferimenti scientifici essenziali
- Torre C., Mattutino G., Vasino V., Robino C. “Brake linings: a source of non-GSR particles containing lead, barium, and antimony”. Journal of Forensic Sciences. 2002;47(3):494–504. PMID: 12051327.
- Bronek-Mucha Z. “Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis for Chemical and Morphological Characterisation of the Inorganic Component of Gunshot Residue: Selected Problems”. BioMed Research International.
2014;2014:428038. DOI: 10.1155/2014/428038. - Tucker W., Lucas N., Seyfang K.E., Kirkbride K.P., Popelka-Filcoff R.S. “Gunshot residue and brakepads: Compositional and morphological considerations for forensic casework”. Forensic Science International. 2017;270:76–82. DOI: 10.1016/j.forsciint.2016.11.024.
- Charles S., Geusens N., Tarenne C., Vanneste F., Nys B. et al. “Interpol review of gunshot residue, 2022 to 2024”. Forensic Science International: Synergy. 2026;13:100719. DOI: 10.1016/j.fsisyn.2026.100719.
- ASTM International. ASTM E1588-25. Standard Test Method for Primer Gunshot Residue Analysis by Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive X-Ray Spectrometry. Active version, 2025. DOI: 10.1520/E1588-25.
Nota metodologica: l’articolo distingue deliberatamente tra dato analitico, compatibilità e attribuzione dell’origine. Le conclusioni relative al particolato dei freni sono riferite agli studi sperimentali citati e non vengono estese automaticamente a ogni formulazione dei materiali frenanti o a ogni scenario forense. La norma ASTM E1588 è indicata nella versione attiva al momento della revisione editoriale.
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