Análisis de la composición de pólvoras mediante las técnicas de PIXE y RBS

ARROLLO S.; LIMANDRI S.; RODRIGUEZ L.; BERNARDI G.; SUAREZ S.

Congreso; AFA 97 Reunion Nacional de la Asociación de Física Argentina; 2012

El análisis de residuos de disparo constituye una parte importante de la ciencia forense actual. Para entender cómo y por qué se generan los residuos de un disparo es necesario considerar los componentes de un cartucho: el fulminante, la pólvora y la bala y su funcionamiento. Determinar con precisión los componentes de cada una de las partes del cartucho, así como estudiar los mecanismos de formación de vapores, condensación y distribución de partículas es importante para determinar si un sospechoso efectuó o no un disparo, para identificar orificios de entrada o para estimar la distancia de disparo. Las municiones comúnmente utilizadas en armas pequeñas utilizan pólvoras sin humo (smokeless powder) como propelante. Existen diferentes tipos de propelantes: los que contienen compuestos de nitrocelulosa (?single based?) y los que contienen nitrocelulosa y nitroglicerina (?double based?). Los denominados ?triple based? contienen nitrocelulosa, nitroglicerina y nitroguanidina y se utilizan comúnmente en armas de largo calibre. Un área de investigación que ha sido ampliamente explorada es el estudio de los constituyentes orgánicos de la pólvora sin quemar para identificar su papel clave en la construcción y función de la munición. Para ello se han utilizado diversos métodos analíticos, tales como cromatografía gaseosa con espectrometría de masas (GC-MS) [1], cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) [2], y análisis térmicos (GC-TEA) [3]. No obstante, la bibliografía existente relacionada a los constituyentes minoritarios de la pólvora de municiones de corto y mediano calibre es muy escasa. Los elementos traza en explosivos pueden ser originados por diversas fuentes y pueden tener poco o ningún efecto explosivo. Sin embargo, pueden ser útiles para diferenciar el año de fabricación, como fue mostrado por Lane and Wicks [4]. La técnica de emisión de rayos X inducida por partículas (PIXE) fue utilizada para determinar la composición elemental de siete pólvoras comúnmente utilizadas en Argentina. Los granos de pólvora fueron depositados en sustrato de carbono y excitados con un haz de protones de 2 MeV. La contribución del sustrato fue tenida en cuenta en el procesamiento posterior de los espectros. Los resultados obtenidos muestran que las concentraciones elementales de los elementos traza pueden utilizarse para distinguir las pólvoras entre sí. Estudios con la técnica de retrodispersión de iones (RBS) realizados con iones de He de 2 MeV de energía, muestran en algunas pólvoras la presencia de una capa de recubrimiento. [1] Mach, M. Pallos, A., Jones P. ?Feasibility of gunshot residue detection via its organic constituents. Part II: A gas chromatography-mass spectrometry method?. J. Forensic. Sci. 23 (3), 446-455 (1978). [2] Wu Z., Tong Y., Yu J., Zhang X., Pan C., Deng X., Wen Y., Xu Y. ?The utilization of MS-MS method in detection of GSRs?. J. Forensic Sci. 46 (3), 495-501 (2001). [3] Zeichner A., Eldar B., Glattstein B., Koffman A., Timiri T., Muller D. ?Vacuum collection of gundpowder residues from clothing worn by shooting suspect, and their analysis by GC/TEA, IMS and GC/MS. J. Forensic Sci. 48 (5), 1-12 (2003). [4] Lane, D.C. Wicks. ?PIXE, a new technique for the trace element analysis of high explosives?. Nucl. Instr. Methods Phys. Res. B 161-163, 792-796 (2000).