71102174 La Investigacion Cientifica de La Causa Del Fuego

7/28/2019 71102174 La Investigacion Cientifica de La Causa Del Fuego

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LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA DE LACAUSA DEL FUEGO - DETECCIÓN EN ELLABORATORIO DE ACELERANTES DE LA

COMBUSTIÓN.

INTRODUCCIÓN.

La problemática del fuego abarca a un gran abanico de profesionales y áreas deconocimiento, de modo que se contemplan aspectos que van desde la prevención yextinción hasta la investigación de las causas, pasando por la tasación y valoración dedaños.

El objetivo en esta ocasión es tratar lo concerniente a la investigación en el laboratoriode la presencia de acelerantes de la combustión en los restos de un incendio. Es esteun campo de trabajo de una gran importancia en la investigación de un incendio,sabida cuenta de la gran cantidad de ellos que son el resultado de una acción dolosa araíz de las causas más variadas, tales como el deseo de cobrar una póliza suscrita conuna aseguradora, perjudicar a un tercero, provocar la muerte, etc.

Dentro de la complejidad que supone la investigación de un incendio, y aparte de otrascircunstancias, puede considerarse una ventaja para el investigador el hecho de que amenudo, en los incendios intencionalmente provocados, se utilizan sustanciasinflamables, los denominadas acelerantes de la combustión, para facilitar la ignición ypropagación del fuego.



El porqué de esta ventaja reside en que, partiendo de la base de que se realiza unacorrecta toma de muestra y una adecuada metódica analítica, puede detectarse lapresencia de esas sustancias y determinar la intencionalidad o no del incendio ainvestigar.

La detección de esas sustancias es posible porque en los incendios no se produce unacombustión completa, es decir, en la práctica totalidad de los casos quedan trazas(pequeñas cantidades) del acelerante de la combustión empleado, o bien se producendeterminados cambios en la composición de dicho acelerante. En ambos casos elanalista experimentado puede identificar esos grupos de sustancias mediante lautilización de determinados recursos de laboratorio.

El tipo de sustancia inflamable utilizado como acelerante depende de la motivación,experiencia y móvil del incendiario. El acelerante más utilizado con diferencia es lagasolina, debido a su eficacia y su facilidad de adquisición y transporte sin levantarsospechas.

A continuación le siguen los kerosenos y pinturas y disolventes de éstas, concaracterísticas similares (en el caso de las pinturas en sí, actualmente se fabrican cadavez más pinturas al agua, que evidentemente son ineficaces para la provocación de unincendio).

No son sólo los acelerantes de carácter volátil los únicos empleados en la provocaciónde un incendio. Hay un pequeño pero significativo porcentaje de incendios

intencionalmente provocados en los que se emplean otros compuestos químicos en elinicio del fuego. Son muchos los ejemplos que pueden mostrarse:

Es el caso de las bengalas, que son utilizadas muy frecuentemente debido a que sonmuy efectivas y de fácil adquisición. La composición de las bengalas hace que debaninvestigarse las sustancias presentes en ella.

Por ejemplo, las de llama roja contienen nitrato de estroncio, perclorato potásico,azufre, ceras y serrín, dando lugar a unos residuos en forma de terrones de una masa



blanca o grisácea. Estos residuos contienen óxidos de estroncio y varios sulfuros, yaunque el selenio se encuentra habitualmente en la naturaleza acompañando al calcio,en estos residuos las sales se encuentran en forma pura, de modo que su investigaciónmediante técnicas como la espectrofotometría de absorción atómica permite suidentificación.

Otro ejemplo lo constituyen las pastillas de cloro utilizadas para el mantenimiento delas piscinas. Estas pastillas reaccionan con determinadas sustancias de uso común,produciendo llamas de alta temperatura durante algunos segundos. Desde el punto devista del investigador, es una ventaja el que los reactivos utilizados no se consumantotalmente y que no se disuelvan en el agua utilizada para apagar el fuego, por lo quepueden detectarse los restos.

Un caso análogo es el permanganato potásico, que se emplea muy a menudo enmezclas incendiarias, como la que forma con la glicerina, y, aunque es soluble enagua, la disolución resultante es de color rojo, verde o marrón dependiendo del estadode oxidación del manganeso resultante, por lo que puede identificarse.

Por último dentro de este apartado, mencionar algunos elementos químicos utilizadoscon frecuencia. Es el caso del sodio y potasio metálicos, por la gran cantidad de calor ygas hidrógeno (muy inflamable) que generan en contacto con el agua. En el caso delfósforo, ciertas variedades de este elemento arden en contacto con el aire, por ejemploel fósforo blanco.

La investigación en el laboratorio de los incendios se ha visto lógicamente potenciadapor el amplio desarrollo de técnicas analíticas instrumentales que han llegado a nivelesde sensibilidad y especificidad impensables hace unas décadas. Sin embargo, tal ycomo ocurre con frecuencia en los laboratorios en general, estas técnicas son un meroinstrumento, eso sí, imprescindible, pero un instrumento al fin y al cabo, que requierecorrecta utilización por parte de personal especializado y debidamente cualificado,siendo asimismo de particular importancia establecer una pauta de trabajo lo másperfectamente diseñada.

Atendiendo a esto, la metódica de trabajo que se sigue habitualmente en lainvestigación científica de la causa del fuego en cuanto a la detección de acelerantesde la combustión es la siguiente:



1. Examen inicial de las muestras.

2. Recuperación de los acelerantes de las muestras.

3. Identificación de los acelerantes potencialmente presentes.

4. Interpretación de los resultados.Cada uno de estos pasos es esencial para llevar a cabo con éxito el análisis de lasmuestras remitidas al laboratorio. Sin embargo, el examen inicial y la consiguienterecuperación de los acelerantes son etapas cruciales, puesto que de nada sirve, comoes lógico, disponer del mejor material instrumental si no se extraen de la muestraoriginal las sustancias potencialmente presentes en ella.

EL EXAMEN INICIAL. LOS "SNIFFERS".

El examen inicial es importante porque, al igual que ocurre con cualquier métodoanalítico, la observación y el reconocimiento de algunas propiedades de las muestras a

analizar pueden ofrecer una importante información acerca de las mismas. Laspropiedades organolépticas (olor, color), la naturaleza macroscópica (aspecto, textura,solidez, etc.), y otras, son algunas de las características a examinar previamente a laanalítica en sí.

El instrumento más antiguo utilizado por los investigadores de incendios en ladetección in-situ de acelerantes es la nariz humana. Este órgano puede ser un detectorde una alta sensibilidad y selectividad, es decir, puede ser capaz de detectarsustancias presentes en una muestra a una muy baja concentración, y al mismotiempo, es capaz de diferenciar entre distintas sustancias presentes en la muestra(para ilustrar esta propiedad no hay más que pensar en las personas dedicadas a la

fabricación de perfumes, capaces de distinguir varios miles de olores diferentes). Sinembargo, el olfato presenta algunas desventajas importantes.

Por ejemplo, el umbral de percepción olfatoria, es decir, el nivel mínimo de sustanciadetectable, depende en gran medida de la naturaleza química del compuesto. Dehecho, muchas sustancias inflamables derivadas del petróleo no producen olorescaracterísticos, o deben encontrarse a muy alta concentración para poder seridentificadas por el olfato.

Un segundo inconveniente es que el olfato tiene una capacidad limitada paradiscriminar la presencia de sustancias frente a interferencias, es decir, la presencia,por ejemplo, de gasolina en una muestra puede estar enmascarada por encontrarsemezclada con un perfume o colonia. Por último, y no por ello menos importante, elolfato va perdiendo sensibilidad cuando se somete a exposiciones sucesivas de vaporesen la escena del fuego. En otras palabras, se va apagando paulatinamente la capacidadde oler determinados aromas.

Evidentemente, el investigador se percató de la necesidad de disponer de algúnsistema dotado de mayor fiabilidad, constancia y objetividad que el propio olfato. Araíz de esa necesidad se comenzaron a utilizar los denominados "sniffers", es decir,



"oledores". Los "sniffers" en general son instrumentos capacitados para la detección desustancias volátiles en una determinada atmósfera, y puesto que los acelerantes de lacombustión más frecuentemente utilizados son líquidos con componentes volátilesprocedentes del petróleo, la utilidad de este tipo de instrumentos es clara.

Los "sniffers" disponibles en la actualidad varían enormemente en sofisticación y costo.Esta variabilidad depende de la base fisicoquímica en que se sustenta el método dedetección. Inicialmente estos instrumentos indicaban la presencia de vapores dehidrocarburos como resultado de una reacción química: el cambio de color que tienelugar en unos cristales contenidos en dicho tubo cuando reaccionan con ciertoscompuestos hidrocarbonados.

Básicamente se trata de una bomba simple conectada a un tubo que contiene loscristales reactivos, de forma similar a los aparatos clásicamente empleados para elcontrol de la alcoholemia a conductores de vehículos. Posteriormente se dotaron deinstrumentación más sofisticada, basadas en el empleo de medidas desemiconductividad, oxidación catalítica, fotoionización, fluorescencia y otras.

A pesar de la versatilidad, comodidad y simplicidad de manejo, estos aparatos carecende la necesaria especificidad y sensibilidad, que se traduce en resultados erróneos.

Por ejemplo, se dan casos de falsos negativos para muchos acelerantes después deque muchos de sus componentes volátiles se han eliminado, poniendo de manifiesto undefecto en la sensibilidad, y por otra parte, los productos de descomposición pirolíticade la matriz de las muestras, especialmente si se trata de materiales sintéticos, hacenque se produzcan falsos positivos.

Este error es debido a la falta de la necesaria selectividad y especificidad.



En líneas generales, las dos características consideradas como necesarias para laconsideración de un "sniffer" como efectivo son las siguientes:

• Discriminar entre hidrocarburos (alifáticos y aromáticos) y compuestos conteniendogrupos funcionales.

• Separar y señalar la presencia de éstos en el área de estudio.

Probablemente los instrumentos de este tipo más conocidos son los sistemas Draeger.Los componentes de un sistema Draeger son, básicamente, los tubos reactivos y labomba de aspirado. Para llevar a cabo el análisis se rompe el tubo por sus dosextremos y se introduce en la bomba.

A continuación se aspiran dos "carreras", apareciendo una coloración en caso depresencia de hidrocarburos. La longitud de la coloración es proporcional a laconcentración del hidrocarburo. Los sistemas Draeger han evolucionado y han sidoperfeccionados de modo que se dispone de un amplio catálogo de tubos destinados ala identificación de diferentes tipos de sustancias.

A pesar de las desventajas señaladas anteriormente, en defensa de este tipo deinstrumentos hay que decir que muchos de ellos no han sido diseñados sino para ladetección de los límites de explosión en refinerías, investigación de fugas enconducciones de gas, etc., siendo estas situaciones muy concretas y exentashabitualmente de interferencias que puedan falsear el resultado.

La información que se desprende de su empleo puede tener un útil carácterorientativo, que puede ser de una gran utilidad para posteriores análisis de mayorprecisión.

Otra de las posibilidades del examen inicial de las muestras o del lugar del suceso es,en vez de transportar las muestras recogidas al laboratorio y efectuar allí los análisiscorrespondientes, llevar al propio lugar del siniestro un equipo portátil de análisis.



Actualmente esto es posible debido al desarrollo de instrumentos analíticos cada vezmas miniaturizados, como pueden ser cromatógrafos de gases. Sin embargo, esasimismo cada vez más necesario un aumento en la sensibilidad y precisión de losequipos, y aquellos que habitualmente se utilizan aún no han alcanzado, por sutamaño, la categoría de portátiles.

En la investigación inicial de un incendio cada vez es más frecuente es la utilización deperros especialmente adiestrados para la localización de restos de acelerantes de lacombustión. Esta nueva práctica se inició aproximadamente en 1986 en EstadosUnidos, existiendo en la actualidad alrededor de un importante número de perrosentrenados a lo largo de todo el país.

Aunque no debe olvidarse que la utilización de estos perros es únicamente comoherramienta, recientemente se han publicado datos acerca de su empleo que sonverdaderamente espectaculares.



Concretamente, en un reciente estudio se informa de la utilización de perrosadiestrados en 184 casos de incendios intencionalmente provocados (con un montanteglobal de pérdidas por valor de 13 millones de dólares, alrededor de 1800 millones depesetas). La efectividad de estos animales fue de un 92%, calculándose además unahorro de 1472 horas de trabajo por parte de los miembros de los equipos deinvestigación.

Por último, señalar que son de una gran importancia las evidencias que puedenencontrarse en el lugar del suceso. Estas evidencias engloban a sustancias ymateriales de casi cualquier naturaleza, abarcando documentos, manchas de sangre,huellas de pisadas, huellas dactilares, y un largo etcétera, cuyo estudio y análisispueden en muchas ocasiones, si no resolver el caso, sí encauzarlo o ser de una granutilidad.

Como ejemplo puede citarse el papel. El papel habitualmente empleado para escrituraarde a una temperatura aproximada de 230ºC, por lo que una hoja suelta escompletamente destruida por el fuego de una manera casi instantánea. Sin embargo,si el papel se encuentra apilado, o en archivos o en forma de libro, no arderácompletamente, y la información en él contenida puede ser de una gran relevancia.

EL ENVÍO DE MUESTRAS AL LABORATORIO.

En un paso intermedio entre el examen inicial de las muestras y la recuperación de loscompuestos que pueden estar presentes en ellas, se encuentra una etapa de particularimportancia: la toma de muestras y su envío al laboratorio. Prescindiendo de lo que esen sí la toma de muestras, el envío de éstas al laboratorio debe efectuarse con lasmáximas garantías en lo que se refiere a la conservación de sus propiedades físico

químicas originales.Como en cualquier tipo de investigación, la muestra que se remite al laboratorio debeser tomada por una persona experimentada en esa materia. No hay que olvidar queestamos ante los restos de un incendio, que habitualmente abarcan una gran superficiey engloban a una gran variedad de materiales.

Es evidente que no pueden remitirse a un laboratorio la totalidad de los restos de unincendio para investigar la posible presencia de acelerantes de la combustión, puesto



que el volumen de muestra sería enorme, y posteriormente el laboratorio tendría queanalizar un gran número de muestras, sino que es necesario hacer una selección deesos restos y tomar una parte representativa, de mayor comodidad para su manejo ysu análisis.

Por otra parte, la muestra no sólo debe ser representativa, sino que además se debetomar del lugar correcto, es decir, que de nada vale el envío de una muestra de losrestos de una alfombra quemados por el incendio si no se remite el lugar de laalfombra donde teóricamente se ha vertido el acelerante de la combustión paraprovocar el siniestro.

Es necesario insistir en este punto, puesto que de una correcta toma de muestra van adepender los resultados finales de la investigación analítica. La primera gran cuestiónen este sentido es qué tipo de recipiente es el más adecuado para la remisión demuestras al laboratorio.

En principio, puede decirse que para enviar una muestra al laboratorio puede utilizarsecasi cualquier tipo de contenedor. Sin embargo, nos hallamos en un campo de trabajoen el que la investigación se centra en unas sustancias, los acelerantes de lacombustión, con propiedades químicas agresivas y de una elevada volatilidad. Portanto, los contenedores de las muestras deben reunir una serie de requisitos para quesea válida su utilización.

Estos requisitos son: no introducir artefactos y mantener aislada la muestra. El término

artefactos se refiere a sustancias que originariamente no estaban presentes en lamuestra y que se han podido añadir accidentalmente por medio del contenedorutilizado. Pensemos en una muestra de un líquido encontrado en un incendio (porejemplo, gasolina).

Si se utiliza una botella de plástico para tomar el líquido y enviarlo al laboratorio, lagasolina presente en ese líquido disuelve poco a poco la botella, y los componentes delplástico con que está fabricada pasan a la gasolina. Esos componentes, que



inicialmente no estaban en la muestra de partida, serán detectados posteriormente enel laboratorio, falseando los resultados.

En cuanto a que el contenedor debe mantener aislada la muestra, se refiere a que lassustancias presentes en él no deben escaparse al exterior, y tampoco deben entrardentro de él sustancias provenientes del exterior.

Como ejemplo puede ponerse el caso de una muestra de escombros procedentes de unfoco de un incendio, en el que ha utilizado gasolina como acelerante de la combustión,que se remite al laboratorio en bolsas de basura. La fragilidad de estas bolsas haceque se rompan, por lo que la gasolina presente en los escombros se evapora y sepierde, por lo que no se detectará en el laboratorio.

También puede ocurrir que el contenido de la bolsa rota se mezcle con otras sustanciaspresentes en el envío (por ejemplo, los restos contenidos en otra bolsa). De esta formase están añadiendo sustancias del exterior no presentes en la muestra de origen.

Tradicionalmente se han empleado como contenedores para las muestras procedentesde incendios los frascos de vidrio y los botes de metal, y, a pesar de los avancestecnológicos en el desarrollo de materiales plásticos sintéticos, estos recipientes se

siguen empleando dada su gran utilidad.

El frasco que, según nuestro criterio, es el mejor recipiente para el envío de muestrasde incendios al laboratorio es un frasco de vidrio, de los que habitualmente puedenadquirirse en el comercio, con cierre por palanca a presión y junta de goma. La bocaancha de este tipo de frascos permite un tamaño de muestra relativamente grande, yla junta de goma impide la pérdida de gases y vapores.

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Si además de esto, el frasco se envía con algún tipo de precinto, se asegura laintegridad de la muestra desde su origen (el precintado de las muestras que es unaspecto a destacar. No debe olvidarse que, como se ha comentado, en muchosincendios hay implicada una responsabilidad civil o penal, por lo que los resultadosobtenidos de la investigación tienen una gran importancia).

Si la tapa del frasco utilizado como embalaje, por ejemplo, se rodea de varias vueltasde cinta adhesiva, sobre la que estampa su firma la persona que hace la toma demuestra, se asegura que el frasco no ha sido manipulado con posterioridad, y que es elanalista el que lo abre por primera vez.

Puede decirse que las latas y los frascos de vidrio son los recipientes ideales para elenvío de muestras al laboratorio, a pesar de contar con alguna desventaja:

• Los contenedores metálicos son susceptibles de ser atacados por la corrosión cuandovan a ser almacenados durante largos periodos de tiempo o cuando presentan algúndesperfecto en su superficie interior. Por ejemplo, pensemos en una lata en la que se

introduce gasolina, y que dicha lata presenta algún desperfecto en el cromado interior.• Los contenedores de vidrio deben ser manipulados con precaución para evitar surotura, hecho especialmente frecuente durante su envío. No olvidemos que en grannúmero de ocasiones las muestras introducidas en los frascos son restos deescombros, piedras, etc.

• En ambos casos, las muestras que contendrán no deben ser muy grandes, debido alvolumen limitado de ambos tipos de contenedores.

Actualmente se están empleando con relativa frecuencia las bolsas de plástico para elenvío de muestras al laboratorio. Sin embargo, hay que comentar algunas desventajas

de este tipo de recipientes. Así, las bolsas de polietileno pueden provocar pérdidas demuestras líquidas, tanto por absorción en el polietileno como por su permeabilidad.

Mejores características en ese aspecto tienen las bolsas de Nailon y depoliéster/poliolefinas, aunque no resultan convenientes para el caso de alcoholes, paralos que resultan permeables.

Las bolsas de polivinilo (PVDC), similares a las que se emplean en la industriaalimentaria, parecen ser las que ofrecen mejores resultados, pero tienen la desventajade que se rasgan con facilidad.

Una vez introducida la muestra en el contenedor correspondiente, y sea cual sea eltipo de contenedor utilizado, es conveniente mantener las muestras en refrigeraciónhasta que vayan a procesarse. Es suficiente conservarlas a 4ºC (nevera), pues de estamanera se evita una posible evaporación de los compuestos que contiene en caso deque el contenedor no sea hermético.

A pesar de ello, esta evaporación es muchas veces inevitable, por el retraso queusualmente ocurre desde que remite el incendio hasta la recogida de muestras en ellugar de los hechos. Hay que decir por otra parte que siempre hay alguna pérdida de



gases, aunque sólo sea en el proceso de apertura del frasco, pero de todas maneras,aunque tenga lugar esa evaporación o pérdida, siempre que se hayan utilizadoacelerantes, éstos quedan retenidos en mayor o menor medida en la matrizcorrespondiente.

Por último, hacer hincapié en la efectividad de los recipientes de vidrio, que,convenientemente embalados, resultan ser los mejores para el almacenamiento demuestras provenientes de un incendio, siendo posible además su uso para el caso delíquidos, que se encuentran con frecuencia en el lugar de los hechos.

RECUPERACIÓN DE RESTOS DE ACELERANTES EN MUESTRAS DE INCENDIOS.

Una vez que llega la muestra al laboratorio, la separación y recuperación de residuosde acelerantes de la combustión presentes en esa muestra procedente de un incendiose convierten en pasos esenciales para su análisis e identificación. A lo largo de losaños han sido muchas las técnicas que se han desarrollado con este propósito, pero lasmás significativas pueden clasificarse, de forma general, en cuatro categorías:

1.- Métodos de espacio de cabeza.

2.- Métodos de destilación.

3.- Métodos de extracción en solvente.

4.- Métodos de adsorción.

Métodos de espacio de cabeza.

Son métodos muy simples, pero de una alta efectividad. Se basan en la volatilidad delos hidrocarburos empleados como acelerantes de la combustión: cuando una muestra

se introduce en un recipiente cerrado, tendremos una parte de éste ocupado por unafase líquida o sólida y otra parte ocupado por una fase gaseosa.

La contínua movilidad de las moléculas del acelerante potencialmente presente en lamuestra hace que se establezca un equilibrio entre las fases. En consecuencia,analizando la fase gaseosa se puede determinar la composición del acelerante encuestión. El método se basará por tanto en la separación de las moléculas deacelerante presentes en la fase vapor y su posterior análisis.

Esta separación puede llevarse a cabo a temperatura ambiente, puesto que en estascondiciones hay moléculas del componente volátil en la fase vapor. Sin embargo, si se

somete la muestra a un proceso de calentamiento, habrá un mayor número demoléculas en dicha fase vapor. La temperatura necesaria para llevar a cabo esteproceso dependerá del tipo de acelerante presente en la muestra.

De forma general, el proceso consiste en calentar durante 30-60 minutos el recipienteque contiene la muestra, herméticamente cerrado, en un horno, manta eléctrica, bañode agua o similar, a una temperatura final que oscila entre 70 y 100ºC. A continuación,con una jeringuilla de diseño especial, previamente calentada, se toma un determinado



volumen de fase gaseosa y se inyecta éste en el cromatógrafo de gases, que es elinstrumento habitualmente utilizado para llevar a cabo el análisis.

Las principales ventajas de los métodos de espacio de cabeza son:

1.- Preparación muy simple de la muestra.

2.- Proceso simple y rápido.

3.- No requiere manipulación de la muestra.

4.- Buen límite de detección para acelerantes de bajo punto de ebullición.

Hay sin embargo algunas limitaciones que es conveniente señalar. Por una parte, ellímite de detección depende en gran medida de la naturaleza de la muestra a analizar,observándose diferencias cuando se trata por ejemplo de madera, tejidos o tierra.

Por otra parte, los niveles de recuperación son, comparativamente con otros métodos,

bajos, y por último, la recuperación de los productos de destilación del petróleo demedio y alto puntos de ebullición disminuye notablemente (aquellas sustancias de másalto punto de ebullición serán más difícilmente extraídas que las de punto de ebulliciónmenor).

Métodos de destilación.

Se basan en la vaporización de los compuestos presentes en la muestra, con posteriorcondensación y análisis.

El aparataje y la metódica para llevar a cabo este proceso dependen del tipo yvolumen del material a destilar, habiéndose desarrollado sistemas como la destilación

a vacío, destilación con arrastre de vapor, microdestilación y destilación fraccionada,aunque los más utilizados son los dos primeros.

A pesar de ello, son métodos que habitualmente no se utilizan, puesto que, a pesar deque poseen características como la posibilidad de efectuar análisis repetidos sobre elextracto obtenido o el alto grado de recuperación de las fracciones ligeras del petróleo,presentan las siguientes desventajas:

1.- Preparación complicada de la muestra.

2.- Alargamiento en el tiempo de la recuperación.

3.- Co-extracción de sustancias no deseadas.Métodos de extracción con solventes.

Los métodos de extracción con solventes usados para la recuperación de acelerantesde la combustión son similares a los habitualmente empleados en los procesos defraccionamiento de mezclas químicas. Se basan en la utilización de un disolventeadecuado de modo que las sustancias a extraer pasen de la matriz original a dicho



disolvente. Es precisamente en este punto, la elección del disolvente, donde puederadicar uno de los inconvenientes de este método.

Efectivamente, la elección del solvente extractor es crucial para el resultado final delproceso, puesto que la miscibilidad de los compuestos potencialmente presentes en lamuestra dependerá ampliamente de ese solvente. Se han realizado numerososensayos con distintos disolventes, como pentano, hexano, dodecano, hexadecano yotros halogenados, como cloroformo, cloruro de metilo, tetracloruro de carbono, etc.

En líneas generales puede decirse que la extracción en solventes es una técnica muyefectiva con un alto nivel de recuperación de un amplio espectro de acelerantes, y quees una técnica simple que no requiere apenas manipulación de las muestras. Sinembargo, cuenta con ciertas desventajas.

Por ejemplo, la necesidad de grandes volúmenes de solvente extractor. Por otra parte,como resultado del proceso de extracción es frecuente que recuperen sustanciascontaminantes que pueden, según los casos, interferir en el posterior análisis. Por

último, la fase final del proceso, consistente en la evaporación del extracto final paralograr su concentración, puede conllevar la pérdida de los componentes más volátilesde la muestra extraída y la concentración de los adulterantes presentes en eldisolvente.

A pesar de ello, la efectividad de la técnica ha hecho que se desarrollen algunasvariaciones que permitan mejorar el rendimiento final. De todas ellas, quizás la másefectiva y la que más ampliamente se utiliza es la combinación de la destilación simplecon la extracción. Básicamente se trata de someter la muestra a analizar a un procesode destilación simultáneamente a la extracción, por adición de un solvente a lamuestra a procesar.

De esta manera se logra combinar la efectividad de la destilación con las ventajas delmétodo de extracción. Es un montaje simple consistente en una columna de destilacióncon condensador de doble camisa por agua y condensador de compuestos de bajo debajo punto de ebullición.

La muestra se introduce en el matraz y se adicionan agua y un disolvente extractor.Transcurridas unas horas y tras calentamiento mediante manta eléctrica, se obtiene unextracto en el que se han concentrado las sustancias volátiles presentes en la muestraprocesada.

Este extracto se transfiere a un tubo de cierre hermético donde puede ser mantenido

largo tiempo, con la posibilidad por tanto de ser analizado repetidas veces.Puede decirse del método de destilación-extracción que el resultado final es unatécnica que permite el aislamiento de un amplio abanico de acelerantes con un altonivel de recuperación, una preparación simple de la muestra, utilizando un pequeñovolumen de solvente, y susceptible de ser utilizada para cualquier tipo de muestraproveniente de un incendio.



Quizás el único punto en contra de este método es la mencionada co-extracción desustancias presentes en la muestra, pero como veremos con posterioridad, lautilización de determinados equipos instrumentales de alta sensibilidad y selectividadpermite realizar el análisis con efectividad.

Los métodos de adsorción son, junto con el mencionado de destilación y extracción, losmás utilizados en los distintos laboratorios de investigación de incendios. Estosmétodos, basados en el uso de materiales adsorbentes que atrapen pequeñascantidades de vapores orgánicos, fueron inicialmente empleados de forma rutinaria enel análisis de trazas de hidrocarburos en muestras de aire y aguas polucionadas.

En líneas generales, el proceso consiste en aprovechar las propiedades adsorbentes deciertas sustancias químicas con una gran área para atrapar trazas de hidrocarburosque posteriormente son extraídos con los solventes adecuados o bien sontérmicamente readsorbidos.

Los materiales adsorbentes utilizados son numerosos, pero los más comunes son elcarbón activo y los polímeros porosos, principalmente el Tenax.

Recuperación mediante Tenax.

El Tenax es un polímero poroso de naturaleza hidrofóbica basado en el 2,6-difenil-para-fenilen óxido. Es estable a altas temperaturas (hasta 375ºC), presentando unasuperficie adsorbente de unos 19 m2/gramo.

El proceso, en líneas generales, consiste en tomar una muestra de aire del contenedorde la muestra con una jeringa grande a la que se ha acoplado el tubo de vidrio que

contiene el Tenax.A continuación, se coloca dicho tubo en el inyector del cromatógrafo en el cual, ymediante un proceso de elución térmica, los compuestos adsorbidos pasan a lacolumna cromatográfica.

Este método presenta grandes ventajas:

1.- Alta capacidad de recuperación.

2.- Rapidez y simplicidad de la técnica.

Además de esto, por ejemplo, el Tenax no se ve afectado por la presencia de agua enla muestra a analizar, hecho no poco frecuente en las muestras procedentes deincendios. Estas características hacen que sea, junto con la destilación con solvente, elmétodo más ampliamente utilizado en la recuperación de acelerantes de lacombustión. Adolece, sin embargo, de algunas desventajas que es necesariomencionar:

• Los polímeros porosos en general, no son absolutamente estables frente a laoxidación, pudiendo aparecer interferencias en el análisis final.



• No es posible la recuperación de vapores alcohólicos, demasiado volátiles y polarespara ser retenidos.

Recuperación mediante carbón activo.

Otro método de recuperación de acelerantes mediante adsorción es la utilización de

carbón activo. La recuperación de acelerantes de la combustión mediante este métodopuede llevarse a cabo utilizando el carbón activo en forma de láminas o de polvo,obteniéndose en ambos casos resultados similares.

Básicamente, se trata de calentar la muestra a una determinada temperatura durantecierto tiempo, colocando el carbón activo en la atmósfera libre del recipiente, de formaque no entre en contacto con la muestra. Esta técnica, como la de polímeros porosos,tiene una base similar a la de espacio de cabeza, puesto que se trata igualmente deevaporar en un reciento cerrado los componentes volátiles de una muestra, con ladiferencia de que éstos son concentrados en el carbón activo.

El paso final del método es retirar el carbón y posteriormente redisolver en un solventeorgánico los compuestos potencialmente extraídos. En el caso del carbón activo enpolvo, se coloca éste dentro de un sobre de papel poroso que se fabrica al efecto, yque queda colgado de la parte interna de la tapadera del contenedor de la muestra.Por lo que se refiere al carbón en forma de láminas, se corta una porción de ésta deunas dimensiones de 0'5-1 cm2.

Esta porción se engancha (en un alambre en forma de anzuelo o hilo) y se colocaigualmente en la parte interior de la tapadera del frasco. Finalmente, los compuestosextraídos se redisuelven en disulfuro de carbono (compuesto no contaminante para elextracto), que posteriormente será procesado en el cromatógrafo.

IDENTIFICACIÓN DE LOS ACELERANTES DE LA COMBUSTIÓN.Una vez recuperados los posibles acelerantes presentes en las muestras objeto deestudio, se lleva a cabo el análisis final. Habida cuenta de las características delextracto a procesar, es prácticamente unánime la adopción de la cromatografía degases como técnica instrumental en la investigación de los acelerantes.

La cromatografía de gases ofrece una alta capacidad separativa de las sustanciaspresentes en el extracto final. Por otra parte, dentro del amplio abanico deposibilidades que ofrece esta técnica, el hecho de que se manejen mezclas complejasde sustancias hace que sea la espectrometría de masas la más adecuada para laidentificación de las sustancias previamente separadas mediante la cromatografía.

En el interior del cromatógrafo tiene lugar la separación de las sustancias presentes enla muestra en razón de su peso molecular y características químicas. Los compuestosseparados pasan entonces al detector de masas, que se encuentra acoplado alcromatógrafo mediante una interfase a alta temperatura.

Una vez en el detector de masas, el primer paso es la ionización de los compuestos,que tiene lugar en la cámara de ionización. Este proceso tiene por objeto conseguir la



ionización de las sustancias químicas para posteriormente separarlas e identificarlassegún su relación masa/carga. Finalmente, los datos son procesados en un ordenadoracoplado al sistema, que permite el posterior estudio pormenorizado de los datosregistrados.

Como métodos de ionización de las sustancias en el detector de masas, se utilizantanto el método de impacto electrónico como el de ionización química. Básicamente, elmétodo de impacto electrónico se basa en establecer un haz de electrones queinteracciona con las sustancias presentes en la muestra.

Como resultado de ello, dichas sustancias quedan ionizadas y fragmentadas, puestoque atrapan o sueltan electrones. Por cuestiones de energía química, es más favorableel segundo caso, esto es, la liberación de electrones, por lo que el resultado final es laformación de un ion positivo de la sustancia, así como de las correspondientesfragmentaciones químicas.

Por su parte, la ionización química se basa en la interacción de la sustancia a analizar

con un gas reactivo, teniendo lugar, por un lado, la ionización de esa sustancia y porotro, su acoplamiento con las moléculas o átomos del gas reactivo (metano, amoniaco,etc).

Por lo que se refiere al analizador, la separación de los compuestos ionizados tienelugar mediante diferentes mecanismos, siendo ampliamente utilizado el denominadotipo cuadrupolo. En este tipo de dispositivo los iones son separados mediante elestablecimiento de un campo eléctrico sobre cuatro cilindros metálicos que rodean latrayectoria del haz de iones.

Ese campo eléctrico induce a su vez un campo magnético que se hace variarconvenientemente para enfocar cada ion hacia el detector según su relaciónmasa/carga. Las variaciones en el campo magnético que permiten la separación de loscompuestos las realiza automáticamente el equipo previa calibración.

Una vez procesadas instrumentalmente las muestras, se lleva a cabo la interpretaciónde los resultados. Los acelerantes utilizados en la provocación de incendios songeneralmente mezclas complejas de hidrocarburos.

Por ejemplo, la gasolina contiene más de 400 compuestos diferentes. Generalmente,los hidrocarburos contenidos en estos combustibles se engloban dentro de un intervalode C-5 a C-22. Además, algunos de ellos contienen aditivos específicos, como es elcaso del tetraetilplomo en el caso de la gasolina con plomo. Por ello, es necesario

efectuar en primer lugar una profunda separación de estas sustancias, paraposteriormente detectarlas mediante el detector selectivo de masas.

El estudio de los datos obtenidos instrumentalmente comienza con la búsqueda de lasfamilias de sustancias habitualmente presentes en los acelerantes de la combustión.Estas familias de compuestos son las detalladas a continuación, que pueden agruparsesegún las relaciones masa/carga (m/e):

• Compuestos m/e



• Alifáticos 57, 71, 85

• Alicíclicos/olefínicos 41, 55, 69, 83, 97

• Aromáticos simples 91, 105, 119, 133

•

Estireno/Dihidroindeno 104, 118, 132, 146• Naftaleno/Alquilnaftalenos 28, 142, 156

• Polinucleares aromáticos condensados 178, 192, 206

• Tetraetilplomo 208, 237, 295

La positividad de esta búsqueda puede indicar la presencia de acelerantes de lacombustión. Es la investigación de la naturaleza de las sustancias detectadas y de susabundancias relativas lo que puede llegar a confirmar este hecho y permitirá distinguirlos distintos tipos de acelerantes de la combustión.

En la siguiente tabla se muestran las abundancias relativas de los distintos ionescomunes a cuatro tipos de acelerantes de la combustión:

• Relación masa/carga

• Acelerante 92 106 120 128 142 156

• Gasolina sin Pb 100 48 16 5 0 0

• Gasolina con Pb 97 100 50 37 8 0

• Queroseno 11 63 71 100 71 33

• Fuel oil 6 9 30 58 100 81

Es por tanto de gran utilidad el llevar a cabo un "scanning" de los iones característicoscomunes a los acelerantes de la combustión.

En los diferentes tipos de naftas estos iones mantienen una relación de proporcionesprácticamente constante. Así para la gasolina con plomo el ion de máxima abundanciarelativa es el correspondiente a una relación de masa/carga 92 (tolueno), mientras quepara la gasolina sin plomo es el 106 (del xileno).

De igual manera pueden tratarse el queroseno y el fuel oil, aunque éstos últimos sonconsiderablemente menos frecuentes en su uso como acelerantes de la combustión.

Ante la sospecha de que pueda haber gasolina en el extracto procesado, se realizaademás la búsqueda del ion característico del tetraetilplomo (antidetonante adicionadoa la gasolina con plomo), que puede convertirse en una prueba de certeza de lapresencia de acelerantes de la combustión en las muestras objeto de estudio.



En la fragmentación del tetraetilplomo se aprecian los picos correspondientes a lasmasas 208, 237 y 295. Cuando esta búsqueda es negativa, puede llevarse a cabo lainvestigación del compuesto antidetonante que se utiliza en la gasolina sin plomo, elmetil-tercbutil éter, que posee una fragmentación característica con picos a 73, 57 y41 uma.

En este caso, el método analítico de elección a utilizar es el espacio de cabeza, debidoa la mayor velocidad de elución cromatográfica de este compuesto con respecto a lossolventes habitualmente empleados en el proceso de extracción.

En el cromatograma de ion total obtenido del procesamiento de un patrón standard degasolina super mediante la técnica de destilación-extracción se puede observar latípica distribución de los picos a lo largo del cromatograma, que adoptan forma decampana. Los picos de mayor abundancia corresponden a los derivados del bencenocon cadenas alifáticas lineales en las diferentes posiciones isoméricas.

Otra observación que puede hacerse a la vista del cromatograma es que

aproximadamente al minuto 40 ya se han eluído todas las sustancias, a diferenciacomo se verá con la gasolina diesel, que al tener mayor abundancia de hidrocarburoslineales de alto peso molecular, eluye completamente a tiempos mayores.

En el caso del cromatograma de ion total correspondiente a una muestra de gasoilprocesada mediante destilación-extracción, la campana que forman los picos en elcromatograma de ión total se encuentra desplazada a la derecha respecto a la de lagasolina super. Esto es debido, como se comentaba, a que en la gasolina dieselabundan los hidrocarburos insaturados de alto peso molecular con cadenas lateraleslineales.

Bibliografía:

- Instituto de Medicina Legal y Ciencias Forenses – Universidad de Sevilla

- Manual de Protección contra Incendios – NFPA

Carlos Alberto LESTON

Master en Protección Contra Incendios

Hppt://fuegonetargentina.blogspot.com

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