Analisis de Residuos de Disparos

ANALISIS DE RESIDUOS DE DISPAROS

GUNSHOT RESIDUES

Dr. Pedro Sez M.

INTRODUCCION

Inquietud de buscar la verdad mediante mtodos cientficos, aportando en el

esclarecimiento de delitos cometidos con

arma de fuego.

Problema asociado a la tcnica e interpretacin de resultados.

Los mtodos de deteccin son basados sobre el anlisis de residuos qumicos

producidos por la descarga de un

cartucho en un arma de fuego.

INTRODUCCION

Arma de fuego: es todo objeto

mecnico creado para lanzar un

proyectil al espacio mediante la

fuerza de expansin de los gases

de la plvora

CONSIDERACIONES GENERALES

CARTUCHOS

Desde 1630 viene evolucionando

CONSIDERACIONES GENERALES

Cuatro partes :

Balas encamisas Cu/Zn

Balas No encamisadas

(Pb y 3-4 % Sb)

Qumico Forense

Proyectiles

1.) Proyectiles

Plomo : 97,5 a 99% de chumbo (Pb) 1 a 2,5% de antimnio (Sb)

Plomo con bao de cobre

2.) Proyectiles semiencamisados y encamisados

. Camisa: - latn: cobre y zinc ; o cobre, zinco y nquel - latn, con bao de nquel - de alumnio - de teflon . Ncleo: Plomo

3.) Proyectiles de cobre con nucleo de acero (RP)

4.) Proyectiles de plstico: usados en entrenamiento

proyectiles

Polvoras: Carga propulsora del cartucho, cuya misin es impulsar a la bala (proyectil), facilitndola el empuje necesario para que esta recorra su trayectoria

basndonos en su composicin, se dividen en dos grupos:

Plvoras ordinarias. La plvora negra ( KNO3,Carbn , Azufre). 1281

Composiin:

. Salitre (75%)

. Carbon (13%)

. azufree (12%)

Reaccin qumica de combustin:

14KNO3(s) + 18C(s) + 5S(s) = 5K2CO3(s) + K2SO4(s) + K2S(s) + 3S(g) + 10CO2(g) + 3CO(g) + 7 N2(g)

PROPELENTES

Plvoras sin humo. plvoras de nitrocelulosa (de base simple o

coloidales), y las plvoras de doble base (formadas por nitrocelulosa

(piroxiladas),nitroglicerina y aditivos).

1.) Plvora de base simples . Nitrocelulosa (ingrediente ativo) .... 92 a 89% . Estabilizante ...................................10 a 4% . Aditivos ........................................... 1 a 4% 2.) Plvora de base dupla . Nitrocelulosa (ingrediente ativo) .... 50 a 65% . Nitroglicerina (ingrediente ativo) .... 35 a 50% . Estabilizante ................................... 1 a 4% . Aditivos diversos ............................. 2 a 6% 3.) Plvora CBC 216 . Nitrocelulose .................................... 97,5% . Difenilamina ..................................... 1,5% . Sulfato de potssio (adicionado)...... 1,0% . Grafite .............................................. 0,2%

OH

O

H

O2NO

H

H

ONO2

HO

ONO2

O

H

O

H

HO

H

H

OHHO

OH

CELULOSA NITROCELULOSA

HNO3

H2SO4

Obtencin de la nitrocelulosa

Grado de nitracin adecuada

Lacas, pinturas, etc

ONO2

O2NO

ONO2

NITROGLICERINA

NO2

O2N

NH

DIFENILAMINA

(ESTABILIZANTE)

2,6-DINITROTOLUENO

(SUPRESOR DE LLAMA)

Aditivos: Estabilizantes, refrigerantes, lubricantes.

Solido cristalino blanco

PRIMER

Mezcla iniciadora del fulminante:

1.) Antes de 1950 (corrosiva) . Fulminato de mercrio . Clorato de potasio . Trisulfuro de antimonio. 2.) Durante las dcadas de los aos 50 a 70 (no corrosiva) . Fulminato de mercrio . Nitrato de brio . Perxido de plomo . Silicato de calcio 3.) Dcada de los 70 hasta la actualidad . Estifnato de plomo . Nitrato de bario . Trisulfuro de antimnio . Tetrazeno . Alumnio en polvo

Uno de los primeros iniciadores, fue el fulminato de mercurio

-- La intensidad de llama era insuficientes

-- efecto corrosivo

Cpsulas iniciadoras ( primer) : Sustancias iniciadoras encargada de comenzar la ignicin.

cuatro componentes qumicos bsicos :

Al ser golpeada (percutida), esta explosin

provoca una llamarada que comunica el fuego a

la carga de plvora iniciando una reaccin

qumica.

O

NO2O2N

NO2

O

Pb

LEAD STYPHNATE

NO

O

-O

Ba ++

N

-O

O

O

Ba(NO3)2

Nitrato de bario

Oxidante (proporciona el oxigeno)

Aumenta el calor para la ignicin

Perxido de bario, nitrato de plomo, perxido de plomo

Combustible

Sb2S3 Sulfuro de antimonio III

Anaranjado

Polvo de aluminio , magnesio, zirconio, etc..

Sensibilizantes: ayuda en la iniciacin y propagacin del explosivo.

NO2

O2N

O2N

RESUMEN

VAINILLA

PROYECTIL

(NUCLEO DE PLOMO, ENCAMISADO DE COBRE)

PROPELENTE

PRIMER!!!!!!!!!!!!

CAPSULA INICIADORA

PRIMER PROPELENTE

La primera detonacin es producida en el primer El calor generado en el primer sobre

2000C genera la Ignicin del propelente

(liberacin de vapor, gases y calor en gran

cantidad).

La alta presin de los gases fuerza al proyectil a salir desde el cartucho, can y boca del arma de

fuego.

PROCESO DE DISPARO

PROCESO DE DISPARO

Cuando un arma es disparada ,una gran variedad de vapores, gases y material particulado son expelidos en un rea alrededor del arma

RESIDUOS DE DISPAROS

Gunshot Residue Analysis : A Review. J.Forensic Sciences 1997

Proyectil

QU ES UN RESIDUOS DE DISPAROS (GSR) ?

PROYECTIL

Material

particulado

CARTUCHO: FULMINATE

POLVORA

ARMA

INORGANICOS Y ORGANICOS

Son residuos (GSR) provienen de diferentes partes del proceso de disparo ; generando

residuos que son vaporizados para formar

una mezcla gaseosa y material particulado , los que son expulsados alrededor del arma.

*Fuente: Wolten, G. M.; Nesbitt, R. S. On the mechanism of gunshot residue particle formation. J.Forensic Sci. 25[3], 533-545. 1980.

Formacin de GSR inorgnicos

GSR INORGANICOS DE INTERES FORENSE PROVENIENTES DEL FULMINATE (PRIMER)

La Ignicin del primer, genera residuos inorgnicos metlicos de Pb (plomo) , Sb (antimonio), Ba (bario) y otras metales, debido a

que las temperaturas alcanzadas (2500c) y presin los componentes

metlicos son vaporizados y posteriormente condensados rpidamente

en forma de partculas esfricas y esferoidales de m de diametro .

La combustin del material orgnico, proveniente del propelente es incompleta.

Producto de la descomposicin de la nitrocelulosa y aditivos se generan gases como dixido de

carbono (CO2), monxido de nitrgeno (NO) y

dixido de nitrgeno (NO2), slidos como el

carbono, Nitrocelulosa degrada y vapor de agua, As

como sales carbonatadas y nitradas (nitrato y nitrito

( NO2-).

DISPERSION DE GSR: FORMA CONICA

EN VICTIMAS

(ROPAS)

INFORMACION: SOLO DISTANCIA DE DISPARO, DEBIDO LA POCA ESPECIFICIDAD

A MENOR DISTANCIA MAYOR

DISTRIBUCION DE NITRITOS

GSR ORGANICOS DE INTERES FORENSE

PROVENIENTES DEL PROPELENTE (POLVORA)

RESIDUOS NITRADOS (NITRITOS)

Formacin de GSR inorgnicos

GSR PROVENIENTES DEL FULMINATE (PRIMER)

La Ignicin del primer, genera residuos inorgnicos metlicos Pb (plomo) , Sb

(antimonio), Ba (bario) provenientes del

fulminante.

COMPUESTOS ORGANICOS EN LOS RESIDUO DE

DISPAROS

NITROCELULOSA

PROPELENTE

La combustin del material orgnico, proveniente del propelente es incompleta.

(nitrato y nitrito ( NO2-).

METODOS COLORIMETRICOS

NITRATO (NO3-) : TEST DE LA PARAFINA (1933), Polica Mexicana.

Reaccin entre Nitrato y N,N- difenilbencidina en acido sulfurico).

COLORACION AZUL==POSITIVA

OBSOLETA

Altamente soluble en agua. Encontrados en muchas fuentes. Oxidantes dan Falsos Positivos

METODOS PARA LA IDENTIFICACION DE


METODOS COLORIMETRICOS

NITRITO (NO2-) : Reactivo de GRIESS

modificado (prueba de Walker, 1940).

Deteccin en forma indirecta del ion nitrito (proveniente de la combustin de las plvoras

piroxiladas).



REACCION DE GRIESS NH2

N=N+-

O3S +

N N NH2-O3S

AZOCOMPUESTO COLOREADO

El reactivo de Griess consiste de cido sulfanilico y -naftilamina en solucin

acuosa de cido actico.

Formar un azocompuesto de color rojo-anaranjado.

La presencia del ion nitrito es de carcter meramente orientativo y no concluyente para

inferir fehacientemente que la identificacin de

ste, es proveniente de un proceso de disparo.

Cuestionamiento de la tcnica

Nitrito encontrar en alguna fuentes tales como blanqueadores textiles, neumticos

usados, alimentos, cigarrillos en ignicin, saliva,

etc.

Un resultado NEGATIVO no significa que UN DISPARO NO HAYA SIDO EFECTUADO.

METODOS COLORIMETRICOS PARA RESIDUOS DEL

FULMINANTE

Basan de la deteccin Pb y Ba (1959) .

Plomo , Rodizonato de sodio : COLORACION ROJA

Ba, : Rodizonato /HCl .COLORACION ROJA

TODOS LOS TEST COLORIMETRICOS ORIENTATIVOS.

No presentan sensibilidad para detectar y Antimonio.



Se hace necesario implementar tcnicas

mas sensibles y no cuestionables.

DISTANCIA DE DISPARO SOBRE PRENDAS DE VESTIR

Persistencia de GSR en manos

Persistencia de GSR

CARACTERIZACION QUIMICA DE


Instrumentacin actual

Determinacin de Bario, Plomo y

Antimonio en residuos de disparo por

Espectroscopia de Absorcin Atmica con

Horno de Grafito (GF-AAS) y Plasma

Inductivamente acoplado a Espectrmetro

de Masas (ICP-MS).

Determinacin de residuos de disparo por

Microscopa Electrnica de Barrido, con

anlisis por energa dispersiva de rayos X

(SEM/EDX)

En la dcadas de los 70

El anlisis por activacin de neutrones (NAA), el cual posee buena sensibilidad pero el hecho de no detectar plomo y la

necesidad de un reactor nuclear limit su uso en los laboratorios

forenses.

La espectroscopa de absorcin atmica con horno de grafito (GF-AAS) Una de las tcnicas ms adecuadas para la

determinacin de residuos de disparo, buena sensibilidad, lmite

de deteccin del orden de los ppb , bajo volumen de muestra .

RECIENTEMENTE 1995

La tcnica de espectrometra de masas con fuente de plasma inducido (ICP-MS) se ha destacado como la nueva

herramienta de la ciencia forense.

DESVENTAJA

Tcnicas mencionadas carecen de la especificidad para la

deteccin de residuos , pues slo muestran que los elementos

estn presentes en ciertas cantidades sobre una superficie, pero no

identifican su procedencia o fuente de origen.

TECNICAS INSTRUMNETALES

Plomo encontrado en la fontanera de materiales, en

placas de batera, en soldaduras y en pinturas.

Antimonio es encontrado en varias aleaciones, a

menudo con el plomo

Bario es encontrado en pinturas, en grasa de

automvil y en el papel,

Dcada de los 80.

Microscopia Electrnica de Barrido con

Detector de Energa Dispersiva de Rayos X.

Fuentes de elementos de GSR

SEM-EDX

COMPOSICION FULMINATE

NORMA ASTM

ACEPTADA INTERNACIONALMENTE

A parte de los varios gases generados en el proceso de disparo, cuatro tipos de de

particulas han sido detectadas en residuos de descarga de armas de fuego (fiream

discharge residue, FDR):

1. Partculas esfricas.

2. Partculas irregulares

3. Partculas Clusters

4. Fragmentos de polvora.

-Ms del 70% de las partculas son esfricas. Pueden ser perfectamente esfricas o

distorcionada.

-La redondez tridimensional es la base para esta clasificacin.

-La superficie de las partculas pueden ser lisa, rizado, escamoso, o tienen esferas

ms pequeas en su superficie.

-Pueden presentar perforaciones, rotas.

- Dimetros de menos de 5 m (0.5 m a 32 m) (100 m)

Partculas GSR

Aceptada clasificacin

Partculas nicas o caractersticas

1.Plomo, antimonio, bario.

2. Bario, calcio, silicio con trazas de azufre.

3. antimonio, bario

Las siguientes composiciones de 5 partculas, no se consideran nica.

1. Plomo, antimonio

2. Plomo, bario

3. Plomo

4. Bario, si el azufre esta ausence o en trazas.

5. Antimonio (raro)

porta-muestras de aluminio que en su parte superior posee un

adhesivo de carbn

Metodologa de anlisis

Proceso de disparo

DETERMINACION DE RESIDUOS MEDIANTE (SEM/EDX)

ANALISIS POR SEM

Resumen Partcula caracterstica (nicas)

Puede contener uno o varios de los siguiente elementos silicio, calcio, aluminio,

cobre, hierro, azufre, fosforo (raro), zinc (solo si cobre > zinc), niquel (raro, solo

con cobre, zinc), potasio, cloro.

ESTUDIO DE MATERIALES CON CARACTERISTICAS SIMILARES A GSR

Industria automotriz

Pastillas de frenos (plomo sulfuro de antimonio y sulfato de bario)

airbag.

Partculas semejantes en composicin a GSR

Partculas morfolgicamente heterogneas

PASTILLAS DE FRENO

Partculas que contienen elementos de GSR

Baja cantidad de GSR

Altas cantidad de Circonio, cobre/cobalto partculas de airbag

Observacin de analista experimentado

COMPUESTOS INORGANICOS EN RESIDUO DE

DISPAROS

Clean range

MUNICIONES CLEAN RANGE

Primer

Vidrio (xidos de silicio)

Aluminio en polvo

Nitrato de potasio

Antraceno

Sales de estroncio

Clean range

GSR CLASICO

RESIDUOS ORGANICOS

GC-MS CL-MS-MS CE- UV-vis PROPELENTE

FULMINATE

Anlisis de GSR Orgnicos

PELO

Utilizacin de SPME

El plomo en la naturaleza es una mezcla de 4 istopos estables.

Tres de estos istopos son productos finales de tres series de decaimiento radiactivo natural (206, 207, 208).

El istopo de masa atmica 204 un istopo natural.

Una variacin en la composicin de los istopos en la naturaleza.

Excelente para la discriminacin del origen de plomo en municiones.

Determinacin de razones isotpicas de plomo utilizando:

Thermal Ionization Mass Spectrometry (TIMS). Sector Field-ICP/MS (SF-ICP/MS). Secondary ionization mass spectrometry.

ISOTOPOS DE PLOMO

Caracterizacin de zona geogrfica.

PREGUNTAS ?

DISTANCIA DE DISPARO ?

QUE ARMA ESTUVO INVOLUCRADA?

SE ENCONTARON GSR?

A QUE MARCA CORRESPONDE?

TIEMPO DE DISPARO ?

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Analisis de Residuos de Disparos