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Simposio Nacional de Ciencia y Justicia
Los Isótopos Estables:
potencial empleo en investigaciones
forenses en Argentina.
Luciano O. Valenzuela
Investigador Asistente - CONICET
Laboratorio de Ecología Evolutiva Humana
Núcleo de Estudios Interdisciplinarios sobre Poblaciones Humanas de Patagonia Austral
Facultad de Ciencias Sociales, Subsede Quequén, UNCPBA
Research Assistant Professor - Department of Biology, University of Utah
CONICET - Noviembre, 2016
Isótopos estables en ciencias forenses
¿Que son los isótopos estables ?
Son distintas formas estables* de un mismo elemento químico
que difieren en el numero de neutrones en su núcleo.
*Estables significa que no cambian o decaen en el tiempo
como los radioactivos.
Los isótopos estables son naturales y existen en todas las
sustancias y productos.
Carbono:
13C
12C
Nitrógeno:
15N
14N
Oxígeno:
18O
16O
2H
1H
Hidrógeno:
Las diferencias relativas de peso determinan el comportamiento de
los diferentes isótopos en distintos procesos.
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Isótopos estables en ciencias forenses
Todo proceso físico, químico o biológico produce marcas
isotópicas en la sustancia o material que se genera; sea este un
tejido animal o vegetal, o un producto sintético.
Estas marcas* se incorporan al material de manera predecible
respondiendo a su ubicación geográfica, el método y las
condiciones de producción, y a los sustratos utilizados.
Dándonos una herramienta muy útil para investigaciones forenses
como no forenses.
*Las marcas son diferencias en la abundancia relativa de los diferentes isótopos.
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Isótopos estables en ciencias forenses
El análisis de isótopos estables, al igual que otros análisis
químicos, ha alcanzado un desarrollo suficientemente confiable
para ser presentado como evidencia en un tribunal.
Esta técnica ha sido desarrollada lo suficente para cumplir olgadamante
los principios Daubert.
•
•
•
•
Si la evidencia se basa en una teoría o técnica comprobable (testable).
Si la teoría o técnica ha sido sujeta a revisión de pares y ha sido publicada.
Si la técnica tiene una tasa de error conocida y normas que controlan su
aplicación.
Si la ciencia suyacente es generalmente aceptada por la comunidad científica.
Establecidos en la decisión de la Corte Suprema de los Estados Unidos en Daubert contra Merrell Dow Pharmaceuticals,
Inc. Estos cuatro principios o preguntas no deben ser consideradas como "una lista de verificación o prueba definitiva” y
se proporciona a los jueces la libertad de emplear discreción y criterios propios.
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Isótopos estables en ciencias forenses
Elements (2015), 11:259-264
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Isótopos estables en ciencias forenses
Ehleringer et al. (2008, PNAS)
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Isótopos estables en ciencias forenses
Enero 2009,
Hudson River
US Airways #1549
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Isótopos estables en ciencias forenses
Aplicación de datos isotópicos a la investigación forense
Investigación
Incidente
Decomiso muestra
Consistente con un set
de observaciones
conocidas?
(base de datos)
Cuales son las
predicciones para las
muestras
decomisadas en ese
lugar/región?
Cuales son las
regiones predichas en
las que esta muestra
se pudo haber
originado?
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Isótopos estables en ciencias forenses: ejemplos
Aplicación de datos isotópicos a la investigación forense
1) Geo-localización* de personas basada en muestras de
pelo y dientes
* Región de origen, historias de viajes y movimientos
2) Método de producción y lugar de origen de drogas
(Marihuana y Cocaína)
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- Variación espacial - herramienta fundamental
Los patrones espaciales de distribución isotópica del agua son una
herramienta fundamental para investigar la región de origen de
productos y personas.
-5 ‰
-3 ‰
-7 ‰
Generando un gradiente de isótopos del agua a lo largo del paisaje
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1) Geo-localización de personas
Agua
Pelo
Modelo mecanístico predice los isótopos del
pelo a partir del agua…. y viceversa
Isótopos del pelo
La composición isotópica (H y O) del pelo (y todos los tejidos)
está determinada por la composición isotópica del agua y por lo
tanto refleja la posición geográfica.
Isótopos del agua bebida
La línea es la predicción del modelo
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1) Geo-localización de personas
El modelo permite construir un
Isoscape de pelo basado en el
agua.
Predecir los valores isotópicos de una
persona en distintos lugares.
o asignar una persona a alguna región
específica y descartar otras.
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1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
Caso de
“Saltair Sally”
reconstrucción
•
•
•
•
Encontrada en el año 2000
Región “Saltair”, Utah
Fosa poco profunda
Pocas partes del esqueleto: Cráneo,
dientes, piel y algunos objetos
personales
• Edad: 20’s
Análisis de isótopos estables de Oxígeno, Hidrógeno, Carbono y Nitrógeno
secuencial en mechón de pelo. Análisis de Oxígeno en dientes.
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1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
Isótopos de Oxígeno
11.0
10.5
10.0
9.5
9.0
8.5
8.0
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
Meses antes de la muerte - Largo del pelo
Historia de viajes de los últimos dos años de vida
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0
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
Isótopos de Oxígeno
11.0
10.5
Región1
Región 1
Región 1
10.0
9.5
9.0
Región 3
8.5
Región 2
8.0
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
Meses antes de la muerte - Largo del pelo
Variación temporal
movimientos
Tres regiones donde los valores de δ18O alcanzan equilibrio o se
acercan al mismo lugar de residencia “mínima”
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0
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
Además, los valores de 18O de los
dientes mostraron que creció en la
región “Intermountain West”
Isótopos de Oxígeno
11.0
10.5
10.0
Región1
Región 1
Región 1
9.5
9.0
Región 3
8.5
Región 2
8.0
-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8
-6
-4
-2
Meses antes de la muerte - Largo del pelo
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0
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
Nikole Bakoles
•
Nació y creció en Utah.
•
Con historia de ataques violentos
de su novio, a quien visitaba
frecuentemente en el estado de
Washington (costa noroeste de
EEUU).
“Una vez que tuvimos la información isotópica
fuimos capaces de reducir nuestra área de
búsqueda, así que no estábamos prestando
tanta atención a pistas que venían de otros
estados.” (Detective Todd Park)
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2) Método de producción y origen de drogas
La abundancia relativa de los diferentes isótopos estables
responde a su ubicación geográfica, el método y las
condiciones de producción, y los sustratos utilizados.
Las plantas cambian su composición isotópica de manera
predecible de acuerdo a su ambiente y a su modo o forma de
cultivo.
Por lo tanto midiendo los isótopos estables en plantas
podemos inferir su lugar y modo de producción.
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2) Método de producción y origen de drogas
Los análisis de isótopos estables de marihuana han sido
extremadamente útiles para los servicios de EEUU
Cuanta de la marihuana en
la ciudad es de producción:
• en el interior de una casa/edificio en la ciudad?
• en lugares dentro del estado/provincia?
• en lugares fuera del estado?
• en lugares fuera de USA ?
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2) Método de producción y origen de drogas
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2) Método de producción y origen de drogas
New York City
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2) Método de producción y origen de drogas
La cocaína es, hoy en día, analizada de forma “rutinaria” (en EEUU)
para conocer sus valores de isótopos estables del Carbono y
Nitrógeno.
Cada región tiene una “firma” isotópica
Ehleringer et al (2000)
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Isótopos estables en ciencias forenses
Los isótopos estables son útiles para guiar investigaciones y
proveer información tanto en casos que pueden llegar a
juicio o no.
• Guiar investigaciones – contrabando, búsqueda de personas.
• Corroborar información de otra evidencia y eliminar
posibilidades.
• Influir en la distribución de recursos por parte de las fuerzas de
seguridad.
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Isótopos estables en ciencias forenses: Argentina
En Argentina, y la región, no podemos “darnos el lujo” de
ignorar estas técnicas analíticas que pueden ayudar a
resolver muchos problemas que nuestra sociedad enfrenta.
Otras aplicaciones relevantes:
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Isótopos estables en ciencias forenses: Argentina
En Argentina, y la región, no podemos “darnos el lujo” de
ignorar estas técnicas analíticas que pueden ayudar a
resolver muchos problemas que nuestra sociedad enfrenta.
Estamos en buenas condiciones de hacerlo o de iniciar
el proceso.
• Que tenemos?
Recursos humanos muy bien formados.
Poder pararnos sobre todas las investigaciones
realizadas hasta hoy sin iniciar de cero.
• Que falta?
Investigación específica para la región:
creación de bases de datos, test de mapas, etc.
Laboratorios con instrumental especializado.
Predicciones basadas
variables geográficas
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Simposio Nacional de Ciencia y Justicia
Agradecimientos
Ricardo Guichón
Pamela García Laborde
Josefina Motti
Marilina Martucci
Manuel D’Angelo
Jim Ehleringer
Lesley Chesson
Brett Tipple
Gabe Bowen
Thure Cerling
Shannon O’Grady
Brad Erkkila
Craig Cook
CONICET - Noviembre, 2016
Geo-localización de personas: Diferencias entre regiones
Otros isótopos como herramientas de geo-localización
Entre continentes y países
δ13C
δ34S
Valenzuela et al 2012. PLoS ONE
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Geo-localización de personas: Diferencias entre regiones
Otros isótopos como herramientas de geo-localización
Entre continentes y países
Tendencia latitudinal sigue
patrones esperados de distribución
C3-C4 y consume de recursos
marinos
Valenzuela et al 2012. PLoS ONE
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