Analytical solutions for the forensic analysis of improvised incendiary devices and consumer fireworks

Resumen

En esta Tesis Doctoral se buscan soluciones analíticas para el estudio exitoso, desde el punto de vista forense, de dos grupos de dispositivos: artefactos incendiarios improvisados (IIDs) y artículos pirotécnicos. Este objetivo general se ha abordado porque peritos forenses oficiales nos solicitaron más información sobre configuraciones y composiciones químicas de ambos tipos de artefactos, y el desarrollo de procedimientos de análisis adecuados para su estudio. En concreto, pidieron soluciones analíticas para el estudio del cóctel Molotov de iniciación química (CIMC) y los llamados artificios pirotécnicos. Con el fin de afrontar el objetivo general de la Tesis, se consideraron los siguientes objetivos específicos: por un lado, investigar la diversidad real de configuraciones y composiciones de ambos grupos de artefactos para así ofrecer información fidedigna de interés forense. Por otra parte, desarrollar nuevas metodologías específicas mediante técnicas separativas y espectroscópicas para el análisis de muestras relacionadas con ambos grupos de artefactos. Además, y como consecuencia de estos dos primeros objetivos específicos, proporcionar soluciones y recomendaciones para la interpretación objetiva y fiable de los resultados analíticos obtenidos de ambos grupos de artefactos. Por consiguiente, en la primera parte de la tesis, el Capítulo 1 proporciona información fidedigna sobre composiciones y configuraciones de IIDs, además de información acerca del análisis de muestras relacionadas con estos artefactos. A continuación, el Capítulo 2 muestra el estudio de la composición aniónica de restos de incendio de CIMCs. Se proporciona un método analítico para el tratamiento de muestras y análisis cualitativo de restos de CIMC mediante electroforesis capilar (CE). Además, se proporcionan marcadores anionicos que aportan información relevante para ayudar en la interpretación de los resultados y en la elaboración de informes periciales. El Capítulo 3 trata del estudio de líquidos inflamables (ILs) acidificados y de residuos de líquidos inflamables (ILRs) acidificados. Se analizan mezclas de gasolina o diésel con ácido sulfúrico mediante una metodología optimizada basada en cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS). Los resultados mostraron modificaciones considerables en los perfiles cromatográficos de los ILs, tanto diferencias cualitativas como semi-cuantitativas. Además, se propone una metodología para el estudio de ILRs acidificados procedentes de restos de incendio mediante micro-extracción en fase sólida seguida de análisis por GC-MS (SPME-GC-MS). En el Capítulo 4 se estudian CIMCs y cócteles Molotov clásicos pre-iniciados por espectroscopia Raman y FTIR con reflexión total atenuada (ATR). Se utilizó con éxito un espectrómetro Raman portátil para el análisis no invasivo ILs comunes en la preparación de cócteles Molotov clásicos (gasolina, diésel, queroseno y etanol) dentro de siete botellas de cristal. Además, se evaluó el uso de este instrumento para el análisis de CIMCs. Por otro lado, se discuten las características espectrales infrarrojas obtenidas mediante un aparato ATR-FTIR de dos tipos de gasolinas acidificadas y un tipo de diésel acidificado. Adicionalmente, se estudiaron los espectros de ILs frescos y acidificados mediante el uso de herramientas quimiométricas, en concreto se realizó un Análisis de Componentes Principales (PCA). La segunda parte de esta tesis doctoral comienza con el Capítulo 5, donde se ofrece una revisión de las composiciones habituales de artificios pirotécnicos y de todas las metodologías publicadas hasta la fecha para la determinación de la composición