2

CAPÍTULO 1Introducción a laquímica forense

CASO EN ESTUDIO: ¿De qué parte están?

El 7 de febrero de 1985, un agente de la Drug Enforcement Administration(DEA) de Estados Unidos, Enrique “Kiki” Camarena, fue secuestrado a plena

luz del día en una calle de Guadalajara, México. Los testigos vieron varios asal-tantes introduciéndolo a la fuerza en un coche y proporcionaron las descrip-ciones a la policía. Camarena tenía habilidad para introducir informadores enla mayoría de las operaciones ilegales de droga, y había estado impidiendo los

CASO EN ESTUDIO:¿De qué parte están?

1.1 Salutación de bienvenida1.2 La química, el crimen

y la sociedad global1.3 Pruebas físicas: la materia y

sus formas1.4 La tabla periódica

Análisis de las pruebas:Cromatografía de capa fina

1.5 Aprender el lenguaje de laquímica

1.6 La habilidad másimportante de un científicoforense: la observación

1.7 FINAL DEL CASO EN ESTUDIO: ¿De qué parte están?

Enrique “Kiki” Camarena (1948-1985), agente de la DEA de Estados Unidos (AP Photo)

3

negocios de varios traficantes de drogas muy importantes. Desafortunadamentepara Camarena, su éxito hizo que fuera un objetivo para ellos. Su desapariciónse confirmó más adelante como parte de una campaña de los traficantes con-tra los supuestos agentes de la DEA.

La respuesta inmediata del gobierno de Estados Unidos fue presionar fuer-temente a sus homólogos mejicanos para encontrar a Camarena. La intensidadde la presión extrañó a los oficiales mejicanos porque antes de Camarena ha-bían desaparecido seis supuestos agentes de la DEA en Guadalajara, y el go-bierno de Estados Unidos no había hecho tales demandas inflexibles. Además,la desaparición de agentes mejicanos no era rara. Lo que el gobierno mejicanono sabía es que Camarena era realmente un agente de la DEA. Los otros ame-ricanos habían sido capturados equivocadamente y asesinados por los trafican-tes de drogas.

La presión de la Casa Blanca, del Departamento del Estado y de la DEA con-tinuó aumentando hasta el 5 de marzo de 1985, cuando los oficiales mejicanosrecuperaron dos cuerpos tras una redada policial en una operación antidrogaa pequeña escala contra la familia Bravo, en Michoacán. Los cuerpos eran elde Enrique Camarena y el de un piloto empleado con frecuencia por la DEA.Debido a la localización de los cuerpos, parecía que la familia Bravo había ase-sinado a Camarena y al piloto. Sin embargo, la redada policial había matado atodos los miembros de la familia Bravo, dejando sin testigos para interrogar so-bre la muerte de Kiki Camarena. Inmediatamente, el gobierno mejicano envióun mensaje a Washington sobre la recuperación de los cuerpos, y los mediosde difusión periodística se presentaron en el lugar, difundiendo fotos del ran-cho donde se habían recuperado los cuerpos.

Ron Rawalt había desarrollado su carrera como geólogo forense del FBI, ha-ciendo observaciones y extrayendo conclusiones mediante la comparación deespecímenes minerales y asociándolos unos con otros o a un sitio específico.Cuando vio las imágenes del rancho Bravo y de los dos cuerpos recuperadosdifundidas en la televisión y los periódicos, sospechó inmediatamente que algono concordaba en la historia explicada por el gobierno mejicano. De hecho, sos-pechó un encubrimiento. El agente Rawalt habló con los funcionarios de la em-bajada en México Ciudad para pedir dos muestras de tierra, una de la pegadaal cuerpo de Enrique Camarena y otra del rancho Bravo.

Cuando el Departamento de Estado preguntó al agenteRawalt por qué hacía una petición tan extraña, él lesinformó que realmente era bastante sencillo . . .

1.1 Salutación de bienvenidaBienvenido a Química e investigación criminal: Una Perspectiva de la CienciaForense. Este libro es un proyecto novedoso para enseñar química desde el puntode vista de la ciencia forense. La palabra forense viene del latín forensis, que

Objetivo de aprendizaje

Explicar cómo se puede utilizarla ciencia forense para estudiarquímica.

contrar trazas de compuestos que relacionan de forma indiscutible un am-biente con otro. Muchos de los grandes descubrimientos se han realizado enel laboratorio por un científico observador que advirtió lo que otros habíanignorado. Los científicos se entrenan pronto en hacer observaciones en suscarreras empleando incontables horas en el laboratorio.

La conclusión del caso en estudio que se ha presentado al principio deeste capítulo mostrará cómo un científico forense vio una foto de la escenadel crimen y fue lo bastante observador para demostrar un encubrimiento de-trás del asesinato de un agente de la DEA.

1.7: Final del Caso en estudio: ¿De qué parte están? 19

1.7 FINAL DEL CASO EN ESTUDIO: ¿De qué parte están?

¿Cuál fue la razón de que el Agente Especial del FBI Rawalt no creyera algobierno mejicano? El color de la tierra de los cuerpos no coincidía con el

color de la tierra del rancho Bravo. Esta no coincidencia sugirió que los cuer-pos no se habían enterrado en el rancho. Rápidamente se llevaron muestras detierra de contrabando desde México a las manos de Rawalt.

La muestra de tierra del cuerpo de Camarena era de un color mucho másoscuro que el suelo del rancho Bravo, que es lo que Rawalt había observado ini-cialmente. Sin embargo, una vez que Rawalt tuvo la muestra, descubrió que elsuelo estaba saturado de tejido graso del cuerpo. Se tuvo que eliminar este te-jido graso de modo que pudiera hacer una comparación clara con el suelo delrancho Bravo. Rawalt colocó la muestra en un aparato que deshizo la muestrade tejido graso convirtiendo todos sus átomos de carbono e hidrógeno en dió-xido de carbono y agua. Cuando la tierra de Camarena quedó limpia, resultó te-ner un color mucho más claro que la del rancho Bravo –justo lo contrario quehabía desencadenado originalmente la sospecha de Rawalt. Bajo el microscopiode Rawalt se determinó que la tierra del rancho Bravo contenía obsidiana globu-lar verdusca muy oscura, mientras que la tierra de Camarena eran cenizas de rio-lita de color blanco-canela que no podían provenir del rancho Bravo. Ahora quehabía pruebas de que originalmente no habían enterrado a Enrique Camarena enel rancho Bravo, los investigadores se centraron en la importante tarea de en-contrar la localización real del primer entierro.

La tierra del cuerpo de Camarena fue una pista importante para su origengeográfico. Menos de un 1% de la muestra contenía una mezcla de tres minera-les que ayudarían a encontrar la localización original del lugar del entierro. El pri-mer mineral era bixbita, que tiene un color negro muy oscuro, y el segundo eranformas de la cristobalita opalescente y clara. El componente final de la tierra eraun cristal rosado de un color tan inusual que el agente especial Rawalt sólo po-día compararlo con algo que se puede encontrar en un bote de caramelos. Aun-que tanto la muestra de la tierra del cuerpo como la del rancho eran volcánicas,la tierra de Camarena era de un tipo que se encontraría en la ladera de una mon-taña, no en la baja elevación del rancho Bravo.

El siguiente paso de Rawalt fue buscar literatura científica y publicacionessobre las investigaciones realizadas en las montañas de México. Y tuvo suerte,que le llegó a través de un geólogo de la Institución Smithsonian que había re-alizado un trabajo en una montaña del Parque Nacional de Jalisco en México. Elgeólogo dijo que el parque era el único lugar donde se podía encontrar el tipode tierra del cuerpo. Rawalt presentó su informe y dijo que iba a ir inmediata-mente a México para localizar el sitio original donde fue enterrado. En pocas ho-ras estaba en un avión incautado a unos traficantes de droga volando por debajode los radares mejicanos con la documentación de un agente de la DEA; el en-

gaño era necesario porque no se permitía entrar en México a los agentes del FBI.Después de pasar cierto tiempo buscando la montaña en el Parque Nacional deJalisco, fue capaz de localizar el lugar del entierro.

Probar que el cuerpo de Camarena se enterró en Jalisco arrojó serias dudassobre la historia de la policía mejicana, que decía que lo había matado la familiaBravo. Como consecuencia de las extensivas investigaciones que siguieron, llegóa estar claro que ciertos oficiales mejicanos habían conspirado con una familiamuy importante de la droga para “encontrar” el cuerpo de Enrique Camarena ytranquilizar al gobierno de Estados Unidos. Finalmente, 22 oficiales mejicanos fue-ron condenados por conspiración, y los miembros de la familia de la droga fue-ron juzgados y condenados por el secuestro y asesinato de Enrique Camarena.

La minuciosa observación de un científico había conducido a desenredaruna historia diseñada para encubrir la identidad de los verdaderos asesinos deCamarena.

20 Capítulo 1: Introducción a la química forense

El secreto del éxito

El secreto del éxito en un curso de química es muysimple. Se debe practicar resolviendo problemas mu-cho antes de un examen. El éxito en cualquier as-pecto de la vida sólo se logra después de practicarrepetidamente. Los atletas profesionales que gananmillones de dólares hacen las mismas prácticas queen los colegios de secundaria y en la universidad.¿Por qué? ¡La práctica te perfecciona! Por la mismarazón, los músicos pasan el 90% de su tiempo prac-ticando una adaptación para unas muy pocas inter-pretaciones públicas. Al final de cada capítulo de estelibro se encuentran muchos problemas para practi-car, de modo que se pueda tener éxito en un exa-men.

A lo largo del libro se usan ejemplos con temas deciencia forense. Sin embargo, los problemas del finaldel capítulo empiezan con muchos ejemplos de pro-blemas sin relación con la ciencia forense. Esto se hahecho para tener la posibilidad de practicar una granvariedad de problemas y adquirir las habilidades y loscálculos necesarios. Hay problemas adicionales al finalde la sección de problemas que tratan de ciencia fo-rense para practicar las nuevas habilidades adquiridas.Los problemas con números impares tienen sus co-rrespondientes respuestas al final del libro, para podercomprobarlas. Los problemas con número par propor-cionan más práctica y complementan a los impares,pero no se proporcionan sus respuestas.

El cuerpo de Kiki Camarena se repatrió a Estados Unidos con escolta militar. Laspruebas de la tierra tomada de su cuerpo ayudaron a desenmascarar a losresponsables de su asesinato. (Lenny Ignelzi/AP Photo)

24

CAPÍTULO 2Recogida y conservaciónde las pruebas

CASO EN ESTUDIO: Tumba delatora

En 1985, un ayudante del Procurador General de Estados Unidos filtró la in-formación de que Wilfred “Willie Boy” Johnson había participado como in-

formador del FBI sobre John Gotti, el jefe de la familia mafiosa Gambino. Estaestrategia polémica se utilizó en un intento de forzar a Johnson a testificar con-tra John Gotti y entrar en el programa federal de protección de testigos. Cuandoesto ocurrió, Johnson inmediatamente temió por su vida, y con razón. Habíaservido largo tiempo como informador, pero siempre había tenido el acuerdode que nunca testificaría contra ninguna persona de la familia, porque traicio-nar a la familia era una sentencia de muerte. También sabía que no sólo ten-

CASO EN ESTUDIO:Tumba delatora

2.1 Conservación de laspruebas: reacciones,propiedades y cambios

2.2 Pensamiento crítico y la escena del crimen:el método científico

2.3 Recogida de pruebasfísicas: masa, peso yunidades

2.4 Las matemáticas de lasunidades de conversión

2.5 Errores y estimaciones en las medicionesde laboratorio: cifrassignificativas

2.6 Las matemáticas de loscálculos de las cifrassignificativas

2.7 Resultados experimentales:exactitud y precisión

2.8 Cómo analizar una prueba:medida de la densidad

2.9 Las matemáticas de lasmedidas de densidad

2.10 Cómo analizar pruebas devidrio y de suelo: uso de laspropiedades físicas

2.11 FINAL DEL CASO EN ESTUDIO:Tumba delatora

Los fiscales federales creían que Thomas Pitera, un miembro activo de la familiamafiosa Bonanno, estaba involucrado en cerca de 30 muertes, incluyendo la delinformador del FBI sobre John Gotti (fotografía superior), jefe de la familiaGambino. (Time Life Pictures/Getty Images)

25

dría que temer al equipo de Gambino, sino también a cualquier miembro de lasfamilias de la mafia de Nueva York y otras que buscarían aumentar su reputa-ción asesinando al traidor descubierto.

La única posibilidad que tenía Johnson para escapar de la ira de las familiasera no testificar. Rechazando cooperar con el Procurador General de Estados Uni-dos podría conseguir un pequeño aplazamiento de la familia Gambino hasta queel caso federal contra Gotti se fallara asegurando una condena. Sin embargo, ha-bía enojado a demasiadas personas, y finalmente se puso precio a su vida.

Varios miembros de la familia Bonanno llevaron a cabo el asesinato en 1988.Dos de ellos, Vincent “Kojak” Giattino y Thomas “Tommy Karate” Pitera, recibie-ron el encargo. Consideraron que, haciendo un favor a Gotti, “el jefe de los je-fes”, conseguirían un beneficio si alguna vez necesitaban un favor a cambio.Ambos deberían haber sido condenados por el asesinato de Johnson, pero sóloGiattino fue condenado. Pitera fue absuelto y parecía que había escapado delsistema judicial, para consternación del FBI y de los fiscales federales. Parecíaque Pitera iba a volver a su vida, hasta que una pequeña muestra de tierra trai-cionó a Tommy Karate. ¿Qué información de una pequeña muestra de tierra deuna pala puede persuadir a un jurado a condenar a alguien y sentenciarlo a ca-dena perpetua?

Aplicando el método científico, se empezó con . . .

2.1 Conservación de las pruebas: reacciones,propiedades y cambios

Uno de los requisitos en la recogida de pruebas físicas de la escena de un cri-men es conservarlas en su estado original. Normalmente son los oficiales depolicía especialmente entrenados los que realizan la recogida de muestras,aunque en algunos departamentos de policía es el personal del laboratorio fo-rense el que acude a la escena del crimen. La prueba a recoger se fotografíaprimero en el sitio y luego se recoge para su procesamiento en un laborato-rio criminalístico. Cada prueba se empaqueta separadamente para preveniruna posible contaminación.

Cambio químico y propiedades químicasCuando una materia experimenta una reacción química y forma sustanciasnuevas, este proceso se denomina cambio químico. En algunos casos es im-portante prevenir los cambios químicos que pueden ocurrir para conservar laspruebas de escenas de crímenes. Por ejemplo, la ropa manchada de sangre re-cogida de la escena de un crimen se seca para evitar que la sangre se descom-ponga, un proceso que implica cambios químicos. En otros casos, los cambiosquímicos se utilizan de manera beneficiosa para la recogida de muestras, comoocurre con las huellas dactilares. Las huellas dactilares latentes son invisibles,

Objetivo de aprendizaje

Distinguir los cambios químicosy sus propiedades de los cambiosfísicos y sus propiedades.

48 Capítulo 2: Recogida y conservación de las pruebas

2.11 FINAL DEL CASO EN ESTUDIO: Tumba delatora

Tommy Karate Pitera había evadido el sistema judicial por la muerte de Wi-llie Boy Johnson, pero su suerte se acabó. Un socio de Pitera que le ha-

bía ayudado en varios de sus negocios asesinos de drogas confesó su papela la policía y acordó testificar contra Pitera a cambio de una sentencia mássuave y de protección. El Procurador General de Estados Unidos quería máspruebas, no sólo la palabra de un colaborador del crimen. Las escuchas tele-fónicas de las declaraciones de Pitera incriminando a sus socios se grabaron,pero los fiscales querían relacionar físicamente a Pitera con sus crímenes. Elanálisis de tierra proporcionaría esta conexión positiva entre Pitera y el lugarde la tumba colectiva, que contenía maletas llenas de miembros de cuerpos,que se descubrió fuera del William R. Davis Wildlife Sanctuary de Staten Island,Nueva York.

Las maletas contenían los restos de siete personas que, como después sedeterminó, tuvieron la desgracia de cruzarse con Pitera. Pitera estaba a cargodel reparto de droga de la familia Bonanno, y su principal trabajo consistía enrobar los envíos de droga y el dinero de otros traficantes. Si éstos protestabanpor el robo de su dinero y su droga, eran asesinados. Las otras víctimas de Pi-tera eran aquellos que él sospechaba que eran confidentes o que le habían in-sultado.

Los detectives decidieron tomar muestras de tierra en el lugar de la tumba,esperando que proporcionaría un color, una textura y una composición que pu-dieran relacionarse con Pitera. El valor de tales pruebas consistía en su unici-dad. Si la tierra de toda Staten Island fuera uniforme, no habría manera derelacionar a un sospechoso con el sitio de la tumba más que con cualquier otrolugar de la isla. Para probar que la tierra de alrededor de las tumbas era dife-rente del suelo encontrado en cualquier otro lugar de Staten Island, los detec-tives tomaron muestras no sólo de ese sitio sino también a distintas distanciasde la tumba para demostrar los cambios de composición en la tierra.

Las muestras de tierra de Staten Island se enviaron al agente especial BruceW. Hall, supervisor de la unidad de mineralogía forense en la sede del FBI. Tam-bién le dieron otra muestra: la tierra que se había adherido a una pala encon-trada en una casa de East 12th Street, en el sector Gravesend de Brooklyn, lacasa de Pitera. Las palas tienen una pequeña curva en la parte superior pararealizar presión con el pie, como se muestra en la foto de la página siguiente.Este trozo de la pala es una excelente zona de muestreo, puesto que la tierrase mete en ella, y entonces, debido a que está llena, no permite que tierras fu-turas se mezclen con la muestra.

Hall examinó el color, la textura y la composición de la tierra encontradaen la pala y las relacionó con el lugar del entierro. Cuando los abogados de-fensores argumentaron que la pala se había usado para la jardinería y que latierra podía proceder de otros sitios, Hall tenía muestras tomadas en los luga-res de la coartada y demostró que la tierra era enormemente diferente de laque se encontraba en la pala. ¿Demostraba esto que la pala no se había usadoen el lugar de la coartada? En absoluto. Simplemente significó que no se en-contró tierra de esos sitios en la pala, pero que sí había tierra del lugar delentierro.

Tommy Karate Pitera había escapado de la condena por el asesinato deWillie Boy Johnson, pero se le condenó a cadena perpetua por los asesinatosde las víctimas cuyos cuerpos se encontraron en la tumba colectiva de Staten

Island. Una muestra de tierra adherida a la pala y un científico que podía de-mostrar cómo las propiedades físicas de aquel suelo lo relacionaban con ellugar del entierro contribuyeron a sacar de las calles a un asesino en serie.

Palabras clave 49

El borde redondeado de la parte superior utilizado para presionar una pala contrael suelo recoge una excelente muestra horizontal de tierra. (Corbis)

RESUMEN DEL CAPÍTULO

• Las propiedades físicas y químicas de la materia sonimportantes en la recogida y el análisis de pruebas.Los cambios físicos no alteran la identidad químicade una sustancia, mientras que los cambios químicosproducen una nueva sustancia.

• Cuando se investiga una materia y los cambios queexperimenta, los científicos siguen un enfoque siste-mático y lógico para resolver el problema: el métodocientífico. Este método científico consiste en la reco-gida de datos, el desarrollo de hipótesis y la compro-bación de la hipótesis.

• La reproducibilidad de una medida experimental esuna indicación de su precisión. La exactitud de lasmedidas depende de lo cerca que están los resulta-

dos del valor verdadero. Tanto la precisión como laexactitud son importantes en la interpretación de re-sultados experimentales.

• En una medida siempre hay un error porque los nú-meros resultantes de la medición constan de todoslos dígitos conocidos más un dígito que contiene unvalor aproximado. Estos dígitos, en conjunto, se lla-man cifras significativas de un número.

• La densidad, la relación entre la masa y el volumende una sustancia, es una propiedad física que puedeayudar en la identificación de cristales y tierras. El co-lor y la textura de la tierra se utilizan también parasu identificación, debido a que en el suelo hay cris-tales de minerales con formas distintivas.

PALABRAS CLAVE

Cambio químico, p. 25Propiedades físicas,

p. 26Cambio físico, p. 26Propiedades físicas, p. 27Índice de refracción, p. 27

Método científico, p. 27

Hipótesis, p. 28Masa, p. 30Peso, p. 31Unidades, p. 31

Factores de conversión, p. 32

Cifras significativas, p. 33

Notación científica, p. 35Exactitud, p. 38

Precisión, p. 39Densidad, p. 40Método de hundir-flotar,

p. 44Método del gradiente de

densidad, p. 44

56

CAPÍTULO 3Pistas atómicas

CASO EN ESTUDIO: Quemar o no quemar

La visión era peor que una escena de una novela de Stephen King o unapelícula de terror de Hollywood. El cuerpo de un hombre viejo estaba ten-

dido descomponiéndose bajo el resplandor caliente del sol, protegido sólo por

CASO EN ESTUDIO: Quemar o no quemar

3.1 Los orígenes de la teoríaatómica: los filósofos de laantigua Grecia

3.2 Fundamentos de la teoríaatómica moderna:Gassendi, Lavoisier yProust

3.3 Teoría atómica de Dalton3.4 Estructura atómica:

partículas subatómicas3.5 Detectives de la

naturaleza: los isótopos3.6 Masa atómica: abundancia

de isótopos en la tablaperiódica

3.7 Estructura atómica:electrones y espectros deemisión

3.8 Las matemáticas de la luz3.9 Estructura atómica:

orbitales de los electrones3.10 Configuraciones

electrónicasAnálisis de las pruebas:Microscopio electrónicode barrido

3.11 FINAL DEL CASO EN ESTUDIO:Quemar o no quemar

Los investigadores buscan restos humanos en la propiedad de Ray Marsch enNoble, Georgia, en febrero de 2002. (Tammi Chappell/Reuters/Corbis)

57

la sombra de los restos abandonados de un Buick Century de 1976. Otro cadá-ver, probablemente de un chico adolescente, estaba medio sumergido en uncharco. El esqueleto de una mujer joven destacaba entre el césped y las ma-las hierbas en una ladera. El cuerpo de un hombre de mediana edad, inusual-mente en buen estado de conservación, estaba desplomado en la esquina deun cobertizo cerrado. Pero estos horrores eran sólo la punta del iceberg: losinvestigadores encontraron 334 cuerpos en este macabro paisaje.

Ni uno solo de los difuntos había sido denunciado por sus familias. ¿Cómopodían haber ocurrido tantas muertes sin que nadie diera la alarma? Durantela investigación, gradualmente llegó a estar claro que los muertos eran gentecuyos cuerpos se habían enviado a un crematorio tras su muerte. Sus familiascreyeron que los restos de sus seres queridos estaban en las urnas funerariasque les habían entregado en el crematorio.

Este caso despertó la atención nacional en 2002, cuando se encontró queuna familia propietaria de un crematorio en Noble, Georgia, había estado acep-tando cuerpos para incinerar durante varios años, cobrando a las familias porlos servicios de incineración, pero en realidad arrojaban los cuerpos en cual-quier lugar de la propiedad. ¿Entonces, qué había en las urnas que supuesta-mente contenían las cenizas de los difuntos?

Este caso en estudio se centra en el contenido de una de las urnas, sobrela cual una familia preguntó una cuestión sencilla: ¿Esta urna contiene a Chig-ger, o está pudriéndose entre el montón de restos todavía por identificar? Peroantes de que la pregunta pudiera ser contestada, la familia tendría que sabersi los restos incinerados, en la urna que recibieron, eran humanos. La familiaobtuvo una autorización legal y su abogado recurrió al Dr. Bill Bass, uno de losmayores expertos del mundo en muertes y descomposiciones.

Este caso, sin embargo, presentó a Bass un problema nuevo. Bass es es-pecialista en trabajar con restos de esqueletos y cuerpos descompuestos, nocon montones de cenizas. Necesitó el consejo de un químico, y recurrió al Dr.Al Hazari de la Universidad de Tennessee en Knoxville. Para Hazari el problemafue encontrar un método para la identificación del contenido de las urnas comocenizas de un cuerpo humano o simplemente un material de relleno de cual-quier tipo, tal como cenizas de cemento o madera. La prueba de DNA no sepodía usar para responder esta pregunta porque el fuego de un crematoriodestruye toda traza de DNA. De hecho, el crematorio convierte todo el carbonodel cuerpo en dióxido de carbono gaseoso, y las cenizas consisten en sustan-cias que no se queman ni se escapan como gases.

Hazari resolvió el problema considerando hechos conocidos sobre lo quequeda cuando se incinera un cuerpo humano. Entonces, para determinar quéestaba presente en los restos recogidos para que fueran los de Chigger, usómétodos de análisis que dependen del conocimiento de la estructura atómicay del comportamiento de los electrones cuando se añade energía a un átomo.

Primero, investiguemos los átomos y sus estructuras . . .

3.11 FINAL DEL CASO EN ESTUDIO: Quemar o no quemar

El Dr. Al Hazari meditaba sobre los restos de Chigger y el rompecabe-zas de cómo determinar si las cenizas eran humanas o si se había

usado un material de relleno para engañar a la familia. La investigación enel crematorio había conducido a los investigadores a creer que se usaronvarios materiales, desde cenizas de madera común hasta mezclas de ce-mento, para rellenar las urnas de las familias. El Dr. Hazari puso a punto unmétodo sencillo para resolver el problema. Consideró los hechos conoci-dos sobre el contenido elemental de un cuerpo humano típico, mostradoen la Figura 3.24. Advirtió que el cuerpo humano contiene sólo 1 gramo desilicio, y sabía que este elemento podía sobrevivir al calor del horno de uncrematorio. Calculó que si el contenido de la urna fuera, de hecho, cenizashumanas, sólo una pequeña fracción (menos de un 1%) sería silicio. Si losrestos fueran cemento o mezcla de mortero, la muestra contendría una pro-porción mucho más elevada de silicio.

(Tammi Chappell/Reuters/Corbis)

3.11: Final del Caso en estudio: Quemar o no quemar 85

Los fotones emitidos por los átomos en este pro-ceso son rayos X. El proceso implica los mismos con-ceptos básicos estudiados anteriormente para lacreación de un espectro lineal de electrones excitadosenérgicamente relajándose a un nivel de menor ener-gía. Al igual que el espectro lineal de los electrones ex-citados en los átomos puede ser la huella digital de unelemento, cada elemento detectado en un EDS emiterayos X que tienen una energía única para ese elemento.

Un sistema SEM-EDS se puede utilizar para in-vestigar cualquier material en el cual la combinaciónde un elevado aumento y un análisis elemental seríaútil a los investigadores. Considérese una investigaciónde una explosión accidental de fuegos artificiales. Unapersona reclamó haberse quemado gravemente por eluso negligente de los fuegos artificiales por los veci-

nos. Los vecinos admitieron haber lanzado fuegos ar-tificiales, pero cuestionaron la queja de que ellos eranresponsables de causar las quemaduras. Si la queja dela víctima fuera verdad, se deberían encontrar residuosde los explosivos de los fuegos artificiales en las cer-canías de la quemadura.

El siguiente paso de la investigación fue determi-nar si cualquiera de las partículas era efectivamente delos mismos fuegos artificiales. Los científicos forensesobtuvieron fuegos artificiales del mismo tipo que losusados la tarde en cuestión, y compararon la compo-sición elemental de las partículas mostradas en la Fi-gura 3.22 con los fuegos artificiales no usados. Sedeterminó que dos partículas recuperadas eran del re-siduo del material explosivo y que tenían la mismacomposición, como se muestra en la Figura 3.23.

86 Capítulo 3: Pistas atómicas

RESUMEN DEL CAPÍTULO

• Leucipo y Demócrito propusieron la primera teoríaatómica de la materia en la antigua Grecia. En 1700,los trabajos de Antoine Lavoisier y Joseph Proust pro-porcionaron suficientes datos experimentales para queDalton desarrollara su teoría atómica de la materia.

• Los experimentos para probar la teoría arrojaron re-sultados que parecían contradecir la naturaleza indi-visible del átomo. Los experimentos conducirían aldescubrimiento de las partículas subatómicas: elec-trones, protones y neutrones.

Los restos se enviaron a un laboratorio profesional para el análisis del con-tenido en silicio. El instrumento utilizado para analizar la muestra fue un espec-trofotómetro de emisión óptica y de plasma acoplado inductivamente (abreviaturainglesa: ICP-OES). Este instrumento se usa comúnmente para detectar concentra-ciones elementales tan bajas como una parte por billón americano (mil millones).

Cuando los átomos de silicio se calientan a temperaturas extremadamentealtas, los electrones alcanzan un estado de excitación de elevada energía y emi-ten luz a una longitud de onda de 516 nm. Un ICP-OES es capaz de excitar losátomos de silicio en el plasma y detectar la longitud de onda de la luz emitidapor los átomos excitados. El plasma del ICP-OES es una región gaseosa quees conductiva eléctricamente y puede alcanzar una temperatura de 10 000 ºC.La temperatura de un plasma es aproximadamente tres veces más elevada quela temperatura de una llama, por lo que hace que más átomos se exciten y per-mite unos límites de detección más bajos.

Los resultados de los análisis regresaron a la familia y, como habían te-mido, el 19% era silicio. Los restos ciertamente no eran los de Chigger ni cual-quier otro humano. Los restos óseos de Chigger se identificaron después entrelos 334 cuerpos usando el análisis del DNA. Esta vez los familiares habían pro-porcionado al Dr. Bill Bass una identificación independiente, y también super-visaron personalmente la cremación de los restos.

Basada en un adulto de masa 7 � 104 gTodas las masas están indicadas en gramos

Masa elemental del cuerpo humano1H

7,000

3Li

0.007

11Na100

19K140

37Rb0.68

55Cs

0.006

87Fr...

4Be

0.00004

12Mg

19

20Ca1000

38Sr0.32

56Ba

0.022

88Ra...

21Sc

0.0002

39Y

0.0006

57La

0.0008

89Ac...

22Ti

0.020

40Zr

0.001

72Hf...

104Rf...

23V

0.00011

41Nb

0.0015

73Ta

0.0002

105Db

...

24Cr

0.014

42Mo0.005

74W

0.00002

106Sg...

25Mn0.012

43Tc...

75Re...

107Bh...

26Fe4.2

44Ru

...

76Os...

108Hs

...

27Co0.003

45Rh

...

77Ir...

109Mt

...

110Ds...

111Rg

...

28Ni

0.025

46Pd...

78Pt...

29Cu0.072

47Ag

0.002

79Au

0.0002

30Zn2.3

48Cd0.050

80Hg0.006

5B

0.018

13Al

0.060

31Ga

0.0007

49In

0.0004

81Tl

0.0005

6C

16,000

14Si1.0

32Ge

0.005

50Sn

0.020

82Pb0.12

7N

1,800

15P

780

33As

0.007

51Sb

0.002

83Bi

0.0005

8O

43,000

16S

140

34Se

0.015

52Te

0.0007

84Po...

9F2.6

17Cl95

35Br0.26

53I

0.020

85At...

2He

...

10Ne

...

18Ar...

36Kr...

54Xe...

86Rn

...

58Ce

0.040

59Pr...

60Nd

...

61Pm

...

62Sm

0.00005

63Eu...

64Gd

...

65Tb

...

66Dy

...

67Ho

...

68Er...

69Tm

...

70Yb...

71Lu...

90Th

0.0001

91Pa...

92U

0.0001

93Np

...

94Pu...

95Am

...

96Cm

...

97Bk...

98Cf...

99Es...

100Fm

...

101Md

...

102No

...

103Lr...

Figura 3.24 La tabla periódica del cuerpo humano.

La temperatura del plasma en unICP-OES puede alcanzar los10 000°C. (Cortesía de DaveAeschliman.)