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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. I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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. I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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. I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 Isótopos estables en ciencias forenses Elements (2015), 11:259-264 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 Isótopos estables en ciencias forenses Ehleringer et al. (2008, PNAS) I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 Isótopos estables en ciencias forenses Enero 2009, Hudson River US Airways #1549 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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? I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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) I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 - 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 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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. I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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. I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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” I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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) I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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. I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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 ? I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 2) Método de producción y origen de drogas I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 2) Método de producción y origen de drogas New York City I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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) I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016 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 I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016