La química del olor de los explosivos (2/2)

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2339 palabras.

La ciencia forense del olor de los explosivos

El olor se ha convertido en una herramienta cada vez más reconocida en la ciencia forense, incluyendo la detección de explosivos¹. Los perros detectores de explosivos son ampliamente considerados como uno de los métodos más eficaces para la detección de explosivos en tiempo real y en el campo^{2 3}. La capacidad de identificar los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) asociados con los explosivos es fundamental para mejorar las tecnologías de detección y comprender cómo los perros realizan esta tarea⁴.

Varios estudios e informes se han centrado en la utilidad del olor en la detección forense de explosivos. Se utilizan técnicas analíticas avanzadas, como la micro extracción en fase sólida (SPME, Solid Phase MicroExtraction) acoplada a la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), para identificar los VOCs que emanan de los explosivos^{5 6 7 8 9}. Estos estudios ayudan a determinar los componentes específicos que los perros detectan y a comprender la complejidad del perfil odorante de diferentes explosivos. La validación instrumental de los métodos de entrega de olores es crucial para estandarizar la investigación sobre la olfacción canina y establecer datos de referencia para las aplicaciones de detección de explosivos¹⁰.

Los olfatómetros, dispositivos que permiten la entrega controlada de olores, se utilizan en combinación con técnicas analíticas como la GC-MS para validar la entrega de VOCs específicos, como el DMNB del C-4 y el 2-etilhexanol (2-etilhexan-1-ol) del nitrato de amonio y el TNT, en diferentes diluciones^{11 12}. Estos esfuerzos de validación son esenciales para garantizar la calidad y la reproducibilidad de la investigación sobre la detección canina y para mejorar la fiabilidad del olor como evidencia forense¹³. La comprensión de los VOCs y la validación de los métodos de entrega de olores contribuyen significativamente a la ciencia forense de la detección de explosivos.

Sustancias Odorantes Específicas para Marcar Explosivos (marcadores)

Para mejorar la detectabilidad de ciertos explosivos, se utilizan sustancias odorantes específicas conocidas como marcadores (taggants). Éstos son marcadores químicos o físicos que se añaden a los explosivos para facilitar su detección, ya sea por perros detectores o por equipos electrónicos especializados¹⁴. 

En los Estados Unidos, el marcador principal utilizado en los explosivos plásticos es el 2,3-dimetil-2,3-dinitrobutano (DMNB)^{15 16 17 18 19 20}. El DMNB es un compuesto volátil con una presión de vapor relativamente alta, lo que facilita su detección en el aire. Los perros tienen una sensibilidad notable al DMNB y pueden detectarlo en concentraciones tan bajas como 0’5 partes por mil millones (ppb) en el aire^{21 22}. Esta alta sensibilidad hace que el DMNB sea un marcador eficaz para la detección canina de explosivos plásticos como el C-4, que contiene RDX como explosivo principal. Además de los perros, los espectrómetros de movilidad iónica (IMS, Ion Mobility Spectrometers), que se utilizan comúnmente en los puntos de control de seguridad, también pueden detectar el DMNB^{23 24 25 26}. Otro marcador que se utiliza en algunos explosivos plásticos, como el Semtex, es el etilenglicol dinitrato (EGDN)²⁷. La Convención sobre la Marcación de Explosivos Plásticos para los Fines de Detección²⁸, administrada por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI, International Civil Aviation Organization: ICAO), exige que los estados parte marquen los explosivos plásticos que fabriquen con un agente químico de detección recomendado, como el DMNB, para facilitar su detección por medios técnicos y caninos^{29 30 31}. El uso de marcadores como el DMNB demuestra un esfuerzo internacional concertado para mejorar la seguridad mediante la incorporación de «firmas» químicas detectables en los explosivos.

Métodos y sustancias para enmascarar o alterar el olor de los explosivos

La posibilidad de enmascarar o alterar el olor de los explosivos representa una preocupación significativa para la seguridad. Se han explorado varios métodos para intentar ocultar el olor de los explosivos a los perros detectores y a los dispositivos electrónicos.

Se han realizado intentos de enmascarar el olor de los explosivos utilizando olores fuertes como perfumes o lejía. Sin embargo, la evidencia sugiere que estos métodos tienen un éxito limitado contra perros entrenados. En un experimento, se intentó confundir a un perro detector utilizando perfumes fuertes y lejía para enmascarar el olor objetivo, pero el perro logró localizar el explosivo^{32 33 34 35}. Otra sugerencia es rociar todo el entorno con el olor del explosivo en sí, con la esperanza de confundir al perro haciéndole creer que el olor está omnipresente³⁶. Las máscaras con filtros de carbón activado pueden ser efectivas para bloquear olores tanto de partículas como de vapores, pero requieren un buen sellado facial para ser eficaces.

Las máscaras quirúrgicas simples, por otro lado, tienen una eficacia limitada para filtrar olores. Se están desarrollando tecnologías de detección de vapor sin contacto, como las que utilizan espectrometría de masas, que podrían ser menos susceptibles a los intentos de enmascaramiento basados en el contacto directo o la dispersión de olores distractores en el entorno³⁷. 

La investigación específica sobre la eficacia de las técnicas de enmascaramiento de olores en la detección canina es limitada. Sin embargo, la evidencia anecdótica sugiere que es difícil obstaculizar la capacidad de los perros para detectar narcóticos y explosivos. Un estudio examinó la capacidad de los perros para seguir detectando un olor objetivo entrenado cuando se presentaba un agente de enmascaramiento y encontró que la detección solo se redujo con concentraciones muy altas del olor extraño³⁸. Esto indica que los perros entrenados tienen una capacidad significativa para discriminar entre olores objetivo y olores de fondo.

Es importante destacar que la contaminación por olor humano durante el entrenamiento puede llevar a que los perros utilicen el olor humano familiar para localizar los explosivos en lugar de depender únicamente del olor del explosivo en sí. Por lo tanto, los protocolos de entrenamiento deben diseñarse para minimizar la contaminación por olor humano y garantizar que los perros respondan al olor del explosivo.  

Composición química y olor de los residuos de explosivos

Después de la detonación de un explosivo, quedan residuos que pueden ser cruciales para las investigaciones forenses. Estos residuos pueden contener explosivos no consumidos, productos de reacción y diversos subproductos³⁹. El análisis de la composición química de estos residuos se realiza utilizando una variedad de técnicas analíticas sofisticadas, incluyendo la cromatografía de gases (GC), la cromatografía líquida (LC), la espectrometría de masas (MS), la espectroscopia infrarroja por transformación de Fourier (FTIR: Fourier Transform Infrared Spectroscopy) y la difracción de rayos X (XRD: X-Ray Diffraction)^{40 41} .Por ejemplo, los residuos de TNT pueden contener impurezas del proceso de fabricación, como el 2,4-dinitrotolueno (2,4-DNT), así como productos de degradación ambiental, como el 2-amino-4,6-dinitrotolueno⁴². De manera similar, los residuos de RDX pueden contener HMX como impureza^{43 44}. La pólvora negra, al detonar, deja residuos que contienen nitrato de potasio, carbono y azufre⁴⁵. La composición química de los residuos es compleja y depende de factores como el tipo de explosivo, la naturaleza de la detonación y las condiciones ambientales posteriores a la explosión.

Es importante destacar que el olor de los residuos de explosivos también puede ser detectable. Los perros detectores de explosivos están entrenados para identificar no solo los explosivos en su forma original, sino también los residuos y los restos que quedan después de una explosión⁴⁶. El concepto de olor residual se refiere al olor que se libera o se separa de los explosivos y que puede persistir en un área incluso después de que la sustancia explosiva principal haya sido removida o detonada⁴⁷. Los COVs liberados por estos residuos pueden ser detectados por el olfato altamente sensible de los perros⁴⁸. Algunas fuentes sugieren que el olor de los explosivos detonados podría tener un ligero parecido a almendras quemadas y humo, aunque esto puede depender del tipo específico de explosivo y de los materiales circundantes que se hayan quemado⁴⁹. Para ayudar en el entrenamiento de los perros detectores, se están desarrollando materiales de entrenamiento que emulan el olor de los residuos de disparos (GunShot Residue, GSR, por sus siglas en inglés)⁵⁰. La capacidad de detectar el olor de los residuos de explosivos es fundamental para las investigaciones forenses, ya que puede indicar la presencia o el uso reciente de explosivos en un lugar determinado.

Sensibilidad de los perros detectores de explosivos

Los perros detectores de explosivos son una herramienta invaluable en la seguridad, gracias a su excepcional capacidad olfativa. El sentido del olfato de un perro es aproximadamente un millón de veces más sensible que el de un humano^{51 52}. Esta asombrosa sensibilidad les permite ser entrenados para detectar una amplia variedad de olores específicos, incluyendo los de los explosivos, en niveles increíblemente bajos, a menudo en el rango de partes por mil millones (ppb) o incluso partes por billón (ppt)^{53 54 55}. Los perros pueden discriminar el perfil único de un explosivo específico incluso en presencia de una gran cantidad de olores distractores, superando en muchos casos las capacidades de los instrumentos portátiles de detección actuales⁵⁶.

Se estima que la sensibilidad de los perros a ciertos olores es entre 10.000 y 100.000 veces mayor que la de los instrumentos analíticos más sofisticados⁵⁷.

Sin embargo, la sensibilidad de los perros detectores de explosivos no es constante y puede verse influenciada por varios factores. Las condiciones ambientales, como la temperatura y la humedad, juegan un papel importante en su capacidad de detección^{58 59 60 61}. En general, el rendimiento de los perros puede disminuir en condiciones de alta temperatura y alta humedad para algunos tipos de explosivos^{62 63}.

Un entrenamiento adecuado con olores reales de explosivos es crucial para garantizar que los perros respondan a las amenazas genuinas; los perros entrenados con imitaciones de olores pueden no ser capaces de detectar los explosivos reales de manera fiable^{64 65}.

La fatiga canina también puede afectar su capacidad olfativa y, por lo tanto, su rendimiento en la detección⁶⁶. Factores fisiológicos como la edad, la salud y el uso de ciertos medicamentos también pueden influir en la sensibilidad olfativa de los perros^{67 68}. Es importante destacar que la técnica de olfateo activa empleada por los perros, que implica inhalaciones y exhalaciones rápidas, mejora significativamente la eficiencia del muestreo de olores en comparación con el muestreo pasivo utilizado por algunos dispositivos electrónicos^{69 70}. Por lo tanto, si bien los perros poseen una capacidad olfativa excepcional, su rendimiento óptimo en la detección de explosivos depende de una interacción compleja de factores ambientales, de entrenamiento y fisiológicos.

Conclusiones y direcciones futuras

La química del olor de los explosivos es un campo complejo y multifacético que desempeña un papel crucial en su detección. Si bien algunos explosivos puros pueden ser inodoros, la presencia de marcadores, impurezas o productos de descomposición puede generar perfiles odorantes detectables tanto por humanos como por dispositivos electrónicos y, de manera excepcional, por perros detectores. La presión de vapor de los compuestos volátiles es un factor clave que influye en su detectabilidad, con compuestos como el TATP y el DMNB presentando una mayor volatilidad en comparación con el TNT o el RDX. La ciencia forense reconoce el valor del olor en la detección de explosivos, y se están realizando esfuerzos continuos para comprender mejor los perfiles odorantes específicos y para validar los métodos de detección, especialmente en el ámbito canino.

El uso de marcadores como el DMNB ha demostrado ser una estrategia eficaz para mejorar la detectabilidad de ciertos explosivos. Sin embargo, la posibilidad de enmascarar o alterar el olor de los explosivos sigue siendo un desafío. Si bien algunas técnicas de enmascaramiento pueden tener un éxito limitado, es menos probable que engañen a los perros detectores altamente entrenados. Los residuos de explosivos también poseen un olor detectable, lo que subraya la persistencia de los VOCs liberados por estas sustancias. La extraordinaria sensibilidad olfativa de los perros detectores, aunque influenciada por factores ambientales y fisiológicos, los convierte en una herramienta de detección invaluable.

Las direcciones futuras en este campo podrían incluir el desarrollo de nuevos marcadores que sean más fáciles de detectar y más difíciles de enmascarar, así como la mejora continua de las tecnologías de detección electrónica para aumentar su sensibilidad, selectividad y portabilidad. También es fundamental seguir investigando y optimizando los protocolos de entrenamiento canino para garantizar que los perros puedan detectar una amplia gama de explosivos en diversas condiciones. En última instancia, un enfoque integrado que combine las capacidades únicas de la detección canina con los avances en la detección electrónica probablemente ofrecerá la estrategia más eficaz para abordar la amenaza de los explosivos y garantizar una mayor seguridad.

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Referencias

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59. Kane SA, Fernandez LS, Huff DE, PradaTiedemann PA, Hall NJ (2024) “Canine detection of explosives under adverse environmental conditions with and without acclimation training”. PLoS ONE 19(2): e0297538. «Detección canina de explosivos en condiciones ambientales adversas con y sin entrenamiento de aclimatación». ↩︎
60. Farr, B.D.; Otto, C.M.; Szymczak, J.E. «Expert Perspectives on the Performance of Explosive Detection Canines: Performance Degrading Factors.» Animals 2021, 11, 1978. «Perspectivas de expertos sobre el rendimiento de los perros detectores de explosivos: factores que degradan el rendimiento.»  PDF. ↩︎
61. Fernandez, L. S., Kane, S. A., DeChant, M. T., Prada-Tiedemann, P. A., & Hall, N. J. (2024). “Environmental effects on explosive detection threshold of domestic dogs.” PloS one, 19(9), e0306817. «Efectos ambientales en el umbral de detección de explosivos de los perros domésticos».  PDF. ↩︎
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65. William Kranz, Kelley Kitts, Nicholas Strange, Joshua Cummins, Erica Lotspeich, John Goodpaster. «On the smell of Composition C-4». Forensic Science International, Volume 236, 2014, Pages 157-163. «Sobre el olor de la Composición C-4». ↩︎
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67. Eileen K. Jenkins, Tekla M. Lee-Fowler, T. Craig Angle, Ellen N. Behrend and George E. Moore. «Effects of oral administration of metronidazole and doxycycline on olfactory capabilities of explosives detection dogs». American Veterinary Medical Association (AVMA). «Efectos de la administración oral de metronidazol y doxiciclina sobre las capacidades olfativas de los perros detectores de explosivos». PDF. ↩︎
68. Lazarowski Lucia, Krichbaum Sarah, DeGreeff Lauryn E., Simon Alison, Singletary Melissa, Angle Craig, Waggoner L. Paul. «Methodological Considerations in Canine Olfactory Detection Research». Frontiers in Veterinary Science, Volume 7 – 2020 «Consideraciones metodológicas en la investigación de la detección olfativa canina». PDF. ↩︎
69. Matthew E. Staymates, William A. MacCrehan, Jessica L. Staymates, Roderick R. Kunz, Thomas Mendum, Ta-Hsuan Ong, Geoffrey Geurtsen, Greg J. Gillen & Brent A. Craven.  «Biomimetic Sniffing Improves the Detection Performance of a 3D Printed Nose of a Dog and a Commercial Trace Vapor Detector.» Sci Rep 6, 36876 (2016). «El olfateo biomimético mejora el rendimiento de detección de una nariz de perro impresa en 3D y de un detector de vapor comercial.» PDF. ↩︎
70. «Explosives Detection: Dogs. Appendix B.» U.S. Congress, Office of Technology Assessment, Technology Against Terrorism: The Federal Effort, OTA-ISC-481. «Detección de explosivos: perros. Apéndice B». PDF. ↩︎