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¿Qué quiero y qué puedo?

El conseguir un determinado nivel de detección o de identificación es, en gran medida, dependiente de lo que se quiere y de lo que se puede. Por ejemplo, si se quiere detección confirmada se deben tener al menos dos detectores con tecnologías diferentes y la adecuada selectividad. No se puede conseguir una detección confirmada si tan sólo se dispone de un detector o si los dos detectores de los que se dispone tienen la misma tecnología; en estas condiciones sólo conseguiremos una detección provisional.

La OTAN tiene claramente establecidos tres niveles de identificación, provisional, confirmada e inequívoca, para agentes químicos de guerra, para agentes biológicos y para toxinas y bio-reguladores. La consecución de uno u otro nivel viene condicionada por la disponibilidad de los medios necesarios para satisfacer los criterios de identificación de cada nivel, y si se desea llegar a un determinado nivel se requieren los medios necesarios para ello.

Empecemos haciendo hincapié en que dos sistemas de detección con tecnologías diferentes podrían conseguir una detección confirmada, pero no una identificación. Casi seguro que las tecnologías empleadas para poner de manifiesto la presencia o ausencia de un agente químico no permitirían obtener información estructural sobre el mismo, que permitieran, ni siquiera, una identificación provisional.

 

Identificación provisional
Recordemos que para los agentes químicos la identificación provisional supone que se cumple al menos una de las siguientes condiciones:

  • En dos condiciones experimentales diferentes, el tiempo de retención cromatográfico del agente desconocido coincide con el tiempo de retención del agente en cuestión.
  • Trabajando con un sistema detección específica (FPD, TID, AED, etc.), el tiempo de retención cromatográfico del agente desconocido coincide con el tiempo de retención del agente en cuestión.

Un sistema de movilidad iónica difícilmente podría diferenciar el sarín de sus cuatro isómeros, que tienen la misma fórmula empírica (C4H10FPO2), el mismo peso molecular (140,09), tienen todos ellos una importante actividad inhibitoria de la acetilcolinesterasa, y tan sólo se diferencian en la distinta ubicación de los radicales que tuviesen, metilo, etilo, propilo e isopropilo:

  • Metilfosfonofluoridato de O-isopropilo (sarín) CAS 107-44-8
  • Metilfosfonofluoridato de O-n-propilo CAS 763-14-4
  • Etilfosfonofluoridato de O-etilo CAS 650-20-4
  •  Isopropilfosfonofluoridato de O-metilo CAS 648-59-9
  • n-propilfosfonofluoridato de O-metilo CAS 333416-14-1

metFPisopr   metFPnprop   etFPet   isoprFPmet   npropFPmet

Es decir NO podría identificar, SOLO podría detectar, quizás y no siempre, hasta el nivel de detección confirmada.

 

Identificación confirmada
Si se dispone de los medios necesarios, y se satisfacen los criterios, es posible una identificación confirmada, si tener que pasar previamente por una identificación provisional.

Por ejemplo, aún sin disponer de sistemas cromatográficos, se puede obtener el espectro de un agente desconocido mediante una técnica espectrométrica (infrarrojos, Raman, masas, resonancia magnética nuclear, etc.), y si el grado de coincidencia con el espectro almacenado en la base de datos es suficientemente alto, podríamos hablar de identificación confirmada.

Si se empleasen dos técnicas espectrométricas diferentes y los espectros coincidiesen suficientemente, también tendríamos una identificación confirmada, pero con un mayor grado de confianza.

La combinación de un sistema de detección con un sistema de identificación también puede conducir a una identificación confirmada (función del sistema de identificación), con un mayor o menor grado de confianza (función del sistema de detección).

La identificación confirmada supone que se cumple al menos una de las siguientes condiciones:

  • El espectro completo del agente desconocido, adquirido mediante una técnica espectrométrica coincide con el correspondiente al del agente en cuestión, almacenado en una base de datos.
  • El tiempo de retención cromatográfico del agente desconocido coincide con el tiempo de retención del agente en cuestión, cuando se trabaja con espectrometría de masas, en modo SIM, con un mínimo de tres iones.

Existen sistemas portátiles de espectrofotometría infrarroja, espectrometría Raman y espectrometría de masas, que podrían conseguir una identificación confirmada. La coincidencia de los espectros no es algo simple que se pueda evaluar sin unos mínimos conocimientos técnicos, y las librerías de espectros y los algoritmos de búsqueda también tienen su importancia y complejidad.

 

Evalúe los resultados de la búsqueda en librería y su propio espectro
Para empezar la coincidencia de espectros tiene que ser bastante elevada, por encima del 80%, y no basta con elegir el primer candidato que propone el algoritmo de búsqueda.

Una librería de espectros pequeña induce a elegir un candidato de la misma, incluso con valores de similitud no muy altos, con lo que aumenta la probabilidad de falsos positivos. Por el contrario las grandes librerías permiten obtener resultados de búsqueda con índices de similitud más altos y reducen la probabilidad de falsos negativos.

Las librerías son tanto más costosas y difíciles de manejar cuanto mayores son, pero procure que sean lo más amplias posibles, abiertas, y con los espectros adquiridos en similares condiciones a como los obtiene su sistema.

No bastan sólo los índices de similitud, hay que evaluar el proceso de identificación en su conjunto, empezando por nuestro propio espectro.

Para una buena identificación nuestro espectro debe tener la mejor calidad posible, por ejemplo si es un espectro infrarrojo, debería tener poco ruido, mínimo o nulo desplazamiento de la línea base, línea base plana, picos dentro de la y ausencia de artefactos espectrales. Procure evitar las mezclas y si es posible obtenga espectros de sustancias puras. Considere todo lo que sabe sobre la muestra, de dónde viene, cómo se tomó, si sufrió o no tratamiento, su estado físico, textura, color, propiedades físico-químicas, etc.. Tenga también presente cómo obtuvo el espectro, su resolución, método de muestreo utilizado, y si se aplicó algún tratamiento espectral (substracción, aplanado, corrección de línea base, etc.). Trate de identificar primero la presencia de artefactos espectrales, para tratar de reconocer después los picos de aquellos componentes que sepa están presentes en la muestra. Inspeccione el espectro de izquierda a derecha, tratando de asignar primero los picos más intensos, y luego los más pequeños, que no tienen que ser por ello los menos importantes. Asigne los picos secundarios correspondientes a los picos principales para comprobar que las asignaciones hechas son correctas.

Como puede ver la tarea no es fácil, y requiere de unos “ciertos conocimientos técnicos”. No basta con mirar la pantalla y cantar en voz alta el nombre del primer candidato propuesto por el software.

 

Identificación inequívoca
Con la identificación inequívoca no sucede como en la identificación confirmada donde no es necesaria una identificación provisional previa.

El laboratorio en el proceso de obtención de la identificación inequívoca va realizando una serie de operaciones que le conducen primeramente a una identificación provisional y luego a una identificación confirmada.

identinequivoca

 

Referencias

  1. “Detección e identificación no son sinónimos”, www.cbrn.es, 20 de febrero de 2015
  2. “To be or not to be: the need to be sure in chemical detection”, Juan Domingo y René Pita, NBC International, Spring 2006, pp. 61-63
  3. “Detección de agentes químicos de guerra”, René Pita y Juan Domingo, Revista Ejército, Año 2007, número 790, páginas 59-63.
  4. “What you looking at…!?”, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD Summer 2009, Vol. 4, Issue 2, pp. 36-38.
  5. “Sample Preparation and Identification of Biological, Chemical and Mid-Spectrum Agents”, J.R. Hancock and D.C. Dragon, http://cradpdf.drdc-rddc.gc.ca/PDFS/unc57/p524339.pdf, o http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.dtic.mil%2Fcgi-bin%2FGetTRDoc%3FAD%3DADA443173&ei=yk3nVMTZLYOsUb-4gIAF&usg=AFQjCNFELbSn8av2rVfksg_TJZmSw5Z6Dg
  6. “Analyse this!”, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD , Winter 2008, pp. 38-39.
  7. “A Process for Successful Infrared Spectral Interpretation”, Brian C. Smith, Spectroscopy 31(1), páginas 14-21, January 2016

Detección e identificación biológica

Como ya sabemos detección e identificación no son sinónimos1.

Hablando de detección de agentes biológicos, detección sería “la acción y efecto de poner de manifiesto por métodos físicos o químicos la presencia de agentes biológicos”. Necesitamos recurrir a métodos físicos o químicos porque los agentes biológicos son prácticamente invisibles, incoloros, inodoros e insípidos, y no podemos saber si los inhalamos, ingerimos o entramos en contacto con ellos. Además, la mayoría de ellos presenta un importante periodo de latencia, es decir, desde que entramos en contacto con ellos hasta que manifestamos sus efectos pueden transcurrir largos periodos de tiempo.

En una situación real los detectores biológicos y los síntomas reconocidos (éstos, transcurridos un cierto tiempo más o menos largo) pueden dar una primera indicación del posible uso y de la naturaleza del agente biológico.

Al igual que en el caso de los agentes químicos, para los agentes biológicos también podemos distinguir, en el proceso de detección, diferentes niveles de conocimiento o información, función de la información suministrada por el detector o detectores.

¿Cuántos niveles de detección hay?. Pues como el caso de los agentes químicos no hay unanimidad al respecto, algunas fuentes hablan de cuatro niveles (indicativo, presunto, definitivo y probatorio) que a veces se reducen a tres (indicativo, presunto y definitivo). Sin embargo en este documento se propone, igual que se ha venido haciendo desde hace muchos años para los agentes químicos2,3,4, el establecimiento de tan solo dos niveles. Estos dos niveles de detección serían:

  • detección provisional
  • detección confirmada

La detección provisional es la obtenida mediante la respuesta de un detector en combinación o no con la información sobre sus efectos.

La detección confirmada es la conseguida mediante el empleo de dos detectores con tecnologías diferentes para de este modo minimizar los posibles falsos positivos.

Si se desea saber más acerca del agente biológico hay que recurrir a la identificación biológica, para la cual, al igual que en la identificación de los agentes químicos y de las toxinas, se distinguen tres niveles en función de la información obtenida6:

  • identificación provisional
  • identificación confirmada
  • identificación inequívoca

 

Detección biológica
El objetivo de un sistema de detección biológica es simplemente poner de manifiesto (detectar) la presencia de material biológico en una muestra5. Por lo general, las tecnologías empleadas por los detectores biológicos buscan la presencia de proteínas, ácido desoxirribonucleico (ADN), ácido ribonucleico (ARN) o trifosfato de adenosina (ATP).

Las proteínas y el ADN se encuentran en todas las células, incluyendo células epiteliales, esporas y células bacterianas, mientras que el ATP es un metabolito presente sólo en las células vivas. Las toxinas biológicas (por ejemplo, ricina y toxina botulínica) están basadas en proteínas, pero las muestras de toxinas también pueden contener ADN si el material se prepara en crudo a partir de las células que producen la toxina. Por ejemplo, la presencia de toxinas botulínicas o de la ricina está indicada por la presencia del ADN de Clostridium botulinum y del Ricinus communis, respectivamente.

ATP

Molécula de trifosfato de adenosina (ATP)

Además de los ensayos indicadores de la presencia de proteínas, ADN/ARN y ATP, también se puede utilizar la espectroscopia FTIR para establecer la posible presencia o ausencia de materiales biológicos en una muestra. La espectroscopia FTIR es una técnica relativamente simple, utilizada por los primeros intervinientes en un incidente químico, que proporciona información sobre la naturaleza de la muestra comparando el espectro de la muestra en una librería que contiene los espectros de miles de compuestos.

Normalmente, si el espectro de la muestra no está en la librería, el algoritmo del software del equipo intentará clasificarlo en función de sus características espectrales (presencia o ausencia de distintas bandas o picos). Algunos espectrómetros FTIR disponen de algoritmos de análisis espectral para indicar si una muestra puede contener o no material biológico en base a la presencia de proteínas, ácidos grasos, fosfolípidos o/y carbohidratos.

A pesar de que los ensayos indicadores de material biológico son relativamente rápidos y baratos, se deben utilizar con precaución, y si es posible conjuntamente con otros sistemas más específicos. Los ensayos indicadores de material biológico tienen en general baja especificidad (es decir, pueden provocar falsos positivos) y baja sensibilidad (es decir, puede provocar falsos negativos). Los ensayos indicadores de material biológico detectan una amplia gama de materiales orgánicos y biológicos, pero no aseguran la presencia de agentes biológicos específicos.

Tenemos diferentes tipos de ensayos más o menos rápidos y específicos:

  • Ensayo de proteína
  • Ensayo de ADN
  • Ensayo de ATP
  • Espectroscopía FTIR

 

Ensayo de proteína
Los ensayos de proteína5 detectan cualquier tipo de proteína (incluidas las proteínas de la leche en la crema de café y en la leche en polvo) y pueden incluso acompañarse de un ensayo de pH (el material biológico presenta por lo general un pH neutro) o/y de un ensayo de almidón (indicativo de un ingrediente alimentario).

Son fáciles de utilizar (añadir o tomar la muestra con un hisopo, mezclar y leer; o simplemente tomar la muestra con un hisopo y leer), y el usuario visualiza manualmente el cambio de color debido al pH, las proteínas o el almidón.

El tiempo de análisis del orden de 5 minutos o menos, con un límite de detección (LOD) que se encuentra entre 10-100 millones de esporas de Bacillus anthracis (equivalentes a unas 1000-10000 dosis infecciosas, que corresponde a una cantidad apenas visible de polvo, <1 mg).

Son ejemplos de estos sistemas el BioCheck® (20/20 Gene Systems), el INDIPRO (Macherey-Nagel) y el TASKit BioScreener™ (Field Forensics), entre otros.

 

Ensayo de ADN
Los ensayos de ADN5 detectan cualquier tipo de ADN (ya sea humano, animal o vegetal) y algunos tipos de ARN.

Son fáciles de utilizar (añadir la muestra, mezclar y leer), pero requieren un lector de fluorescencia.

El tiempo de análisis es del orden de 5 minutos, con un límite de detección (LOD) que se encuentra entre 1-10 billones de esporas de Bacillus anthracis (equivalentes a alrededor de 1-10 millones de dosis infecciosas, y una cantidad fácilmente visible de polvo, aproximadamente entre 1-10 mg).

El fluorómetro o fluorímetro es un equipo que requiere ciertas atenciones y es relativamente costoso (del orden de unos 10000 euros), y además el coste de los ensayos de ADN es mayor que el de los ensayos de proteína.

Un ejemplo de este tipo de sistemas es el Prime Alert® (GenPrime®)

 

Ensayo de ATP
Los ensayos de ATP5 comprueban si está presente y vivo algún tipo de material celular.

Son moderadamente fáciles de utilizar (el procedimiento conlleva varios etapas que incluyen entre otras pipetear y filtrar). Además, para las esporas debe realizarse antes de la detección un paso previo adicional (de aproximadamente unos 15 minutos) para estimular que las esporas pasen al estado vegetativo (celular vivo), y así permitir la detección. También se requiere de un lector óptico cuyo coste es del orden de 3000-5000 euros.

El tiempo de análisis es del orden de unos 20 minutos, con un límite de detección (LOD) que se encuentra alrededor de las 10000 esporas de Bacillus anthracis (aproximadamente una dosis infecciosa; cantidad no visible por el ojo).

Son ejemplos de estos sistemas el PROFILE® 1 (New Horizons Diagnostics) y el Clean-Trace™ (3M), entre otros.

 

Espectroscopia FTIR
La espectroscopia FTIR5 (Fourier Transform InfraRed spectroscopy) se utiliza principalmente para identificar fácil y rápidamente la composición química de una muestra desconocida, orgánica o inorgánica, y en estado sólido, líquido e incluso gaseoso.

Las proteínas (contenidas en muchos materiales biológicos) dan un espectro infrarrojo característico y podrían detectarse en una muestra si el contenido de proteínas en la misma es al menos de un 10%. No obstante hay que indicar que no se han realizado muchos estudios para comprobar la presencia (detección) de material biológico (por ejemplo, esporas de Bacillus anthracis) en polvos sospechosos.

La detección de material biológico se basa en la presencia en el espectro infrarrojo de la muestra sospechosa, de bandas de absorción correspondientes a proteínas, ácidos grasos, fosfolípidos o/y carbohidratos. Para la identificación de los componentes de una muestra el equipo utiliza algoritmos de comparación de espectros empleando para ello una librería de espectros de componentes conocidos. La identificación de los componentes de una mezcla NO siempre es posible.

Los sistemas de campo son pequeños, compactos, de poco peso, totalmente estancos y de uso muy simple. La estanqueidad facilita enormemente la descontaminación, si ésta fuese necesaria. Se operan con bastante facilidad mediante un teclado táctil o mediante unos simples botones.

El tiempo de análisis es del orden de unos 5 minutos, con un límite de detección (LOD) del orden del un 10 % en peso de proteína en la muestra (no se han realizados estudios detallados para determinar la sensibilidad en términos de número de esporas de Bacillus anthracis).

El coste del equipo y de las librerías es algo elevado, por encima de los 50000 euros, pero no se requieren consumibles especiales, y por tanto el coste por ensayo es prácticamente nulo.

Son ejemplos de estos sistemas, entre otros, el HazMatID Ranger™, el HazMatID™ 360, y el HazMatID™ Elite (todos ellos de Smiths Detection) y el TruDefender™ FT/FTi, el TruDefender™ FTX/FTXi y el Analizador Gemini™ (todos ellos de Thermo Scientific).

 

Identificación biológica
Los criterios para la identificación de los agentes biológicos de guerra recogidos por OTAN vienen descritos en el documento canadiense sobre “Preparación de muestras e identificación de agentes biológicos, químicos y de espectro medio”(Sample Preparation and Identification of Biological, Chemical and Mid-Spectrum Agents)6. Cada uno de los tres niveles de identificación (provisional, confirmada e inequívoca) está perfectamente definido, tanto para los agentes químicos  y agentes de espectro medio, como para los agentes biológicos.

 

Identificación provisional
Se considera que un agente biológico ha sido identificado de manera provisional cuando se cumple uno de los siguientes criterios:

  1. La presencia de un antígeno único para el agente biológico en cuestión se pone de manifiesto por una reacción positiva con un anticuerpo específico en una prueba de inmunoensayo; o
  2. La presencia de una secuencia única de ácido nucleico para el agente biológico en cuestión se pone de manifiesto por una reacción positiva con una sonda específica de ácido nucleico (sonda genética) en un ensayo de PCR (Polymerase Chain Reaction, Reacción en Cadena de la Polimerasa); o
  3. Se obtiene una respuesta positiva por cultivo in vitro o por múltiples ensayos metabólicos

 

Identificación confirmada
Se considera que se ha conseguido la identificación confirmada de un agente biológico cuando se cumplen cualesquiera dos de los criterios descritos para la identificación provisional en presencia de patrones auténticos de referencia (controles positivos y negativos) en condiciones experimentales idénticas.

En el caso de los agentes biológicos, con los equipos portátiles sólo podría obtenerse una identificación provisional pues la identificación confirmada requeriría la utilización del agente biológico a identificar. La identificación confirmada podría llevarse a cabo en un laboratorio analítico desplegable NBQ, pero la identificación inequívoca probablemente pasaría por una adecuada toma de muestras, con una estricta cadena de custodia y un análisis completo en un Laboratorio de Referencia7.

 

Identificación inequívoca
La identificación inequívoca de un agente biológico proporciona el más alto nivel de certeza requerido para el desarrollo de posiciones estratégicas y políticas. La identificación confirmada se convierte en identificación inequívoca si se satisfacen todos los siguientes criterios para el agente biológico en cuestión en presencia de patrones auténticos de referencia (controles positivos y negativos) en condiciones experimentales idénticas:

  1. Se obtienen una respuesta positiva por un método de identificación genética; y
  2. Se obtiene una respuesta positiva por un método inmunológico; y
  3. Se obtiene una respuesta positiva por cultivo in vitro o por múltiples ensayos metabólico; y
  4. Las características de la enfermedad del agente microbiano se confirman en un modelo animal aceptado, si ese modelo existe.

Estos criterios se aplicarán a todos los microbios clásicos, con la excepción de la identificación inequívoca para:

  1. los agentes biológicos para los cuales no hay métodos de cultivo apropiados, por ejemplo, el virus de la hepatitis B no se puede cultivar en medios de cultivo celulares artificiales;
  2. los agentes biológicos que han sido manipulados genéticamente para cambiar sus características; y
  3. los nuevos agentes, por ejemplo, organismos microencapsulados, priones, ácidos nucleicos infecciosos, etc..

La evaluación de viabilidad del agente biológico es otro aspecto muy importante a tener en cuenta, puesto que para causar enfermedad en el anfitrión vivo los agentes biológicos deben ser metabólicamente activos y capaces de replicarse.6

Mientras no se consiga una identificación positiva mediante cultivo in vitro, ensayos metabólicos múltiples o ensayo en modelo animal, resulta imposible determinar si el agente biológico es metabólicamente activo. Mientras no se determine la existencia de actividad metabólica, existe la posibilidad de que el incidente investigado sea una falsa alarma en la cual se ha utilizado agentes biológicos muertos sólo para generar una situación de pánico.

Esta posibilidad debería ser tenida en cuenta al evaluar el tratamiento a las personas expuestas y las posibles connotaciones criminales, estratégicas y políticas de los resultados de la identificación. Esto pone de relieve la importancia de una adecuada recogida, transporte y almacenamiento de las muestras antes de su análisis, para que cualquier posible agente biológico presente en las mismas mantenga su viabilidad hasta la realización de los ensayos de identificación.

 

Bibliografía

  1. “Detección e identificación no son sinónimos”, www.cbrn.es, 20 de febrero de 2015
  2. “To be or not to be: the need to be sure in chemical detection”, Juan Domingo y René Pita, NBC International, Spring 2006, pp. 61-63
  3. “Detección de agentes químicos de guerra”, René Pita y Juan Domingo, Revista Ejército, Año 2007, número 790, páginas 59-63.
  4. “What you looking at…!?”, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD Summer 2009, Vol. 4, Issue 2, pp. 36-38.
  5. Biodetection Technologies for First Responders-2014 Edition, https://www.pnnl.gov/nationalsecurity/technical/chemical_biological/Biodetection_Technologies_for_First_Responders.pdf
  6. Sample Preparation and Identification of Biological, Chemical and Mid-Spectrum Agents, J.R. Hancock and D.C. Dragon, http://cradpdf.drdc-rddc.gc.ca/PDFS/unc57/p524339.pdf, o http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.dtic.mil%2Fcgi-bin%2FGetTRDoc%3FAD%3DADA443173&ei=yk3nVMTZLYOsUb-4gIAF&usg=AFQjCNFELbSn8av2rVfksg_TJZmSw5Z6Dg
  7. “Analyse this! “, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD , Winter 2008, pp. 38-39.

 

Detección e identificación no son sinónimos

Detección e identificación son dos cosas totalmente distintas, que muchos utilizan de manera indistinta y algunos emplean de manera errónea.

 

Detección
¿Qué es detectar?. El diccionario de la Real Academia Española de la lengua define detección como “acción y efecto de detectar”, y detectar como “poner de manifiesto, por métodos físicos o químicos, lo que no puede ser observado directamente, descubrir”.
Así pues, hablando de detección de agentes químicos, detección sería “la acción y efecto de poner de manifiesto por métodos físicos o químicos la presencia de agentes químicos”. Necesitamos recurrir a métodos físicos o químicos porque nuestros sentidos no están lo suficientemente desarrollados y porque el olfato no se recomienda como método de detección de sustancias químicas tóxicas.

Los detectores se pueden clasificar en dos grandes categorías:

  • detectores puntuales y
  • detectores a distancia (standoff).

En el caso de los detectores puntuales la muestra en forma de gas o aerosol (en forma líquida o sólida, con la ayuda de accesorios) se introduce en el detector para comprobar, en ese punto, la presencia o no de agentes químicos. Dentro de esta categoría podemos además diferencias dos grandes grupos en función básicamente de la forma de empleo:

  • detectores puntuales temporales o portátiles, utilizados de manera discontinua para comprobar la presencia de contaminación en distintos puntos y/o zonas, y que se utilizan en muchos casos para buscar la presencia de agentes químicos (puntos calientes), y
  • detectores puntuales continuos o remotos, que operan de manera remota vía cable o vía radio, y que son utilizados en sistemas de control o de vigilancia perimetral, como sistemas de alerta temprana.

Los detectores a distancia (standoff) emplean técnicas que permiten detectar la presencia de agentes químicos a grandes distancias, permitiendo con ello una alerta todavía más temprana que la proporcionada por los detectores remotos, con la ventaja añadida de que las sustancias químicas detectadas no entran en contacto con el detector ni tampoco con el usuario. Estos detectores emplean técnicas espectrales tales como la espectrofotometría infrarroja de transformada de Fourier (FTIR), o sistemas de láser tales como FLIR (Forward Looking InfraRed) y LIDAR (LIght Detection And Ranging).

En una situación real los detectores químicos y los síntomas reconocidos pueden dar una primera indicación del posible uso y de la naturaleza del agente químico detectado.
En este proceso de detección podemos distinguir diferentes niveles de conocimiento o información crecientes, dependientes de la información suministrada por el detector o detectores. ¿Cuántos niveles de detección hay?. No hay unanimidad al respecto. Algunas fuentes hablan de cuatro niveles (indicativo, presunto, definitivo y probatorio) que a veces se reducen a tres (indicativo, presunto y definitivo), pero en este documento se propone igual que se ha venido haciendo desde hace muchos años 1, 2, 3 el establecimiento de tan solo dos niveles. Estos dos niveles de detección serían:

  • detección provisional
  • detección confirmada

La detección provisional es la obtenida mediante la respuesta de un detector en combinación o no con la información sobre sus efectos.

La detección confirmada es la conseguida mediante el empleo de dos detectores con tecnologías diferentes para de este modo minimizar los posibles falsos positivos. Dos tecnologías diferentes sin la adecuada selectividad (o dos detectores de diferentes fabricantes con la misma tecnología) no minimizan los errores (falsos positivos) tan sólo confirman que se ha detectado algo. De modo que “confirmar la detección” (detectores sin selectividad o con la misma tecnología) no es lo mismo que “detección confirmada” (dos detectores con la adecuada selectividad); en el primer caso se confirma que se ha detectado “algo”, y en el segundo, que se ha detectado muy probablemente lo que los detectores indican.

En cualquier caso, con cualquiera de los niveles de detección, la señal de alarma del detector debe implicar el inmediato empleo de los medios de protección (especialmente la rápida colocación de la máscara NBQ).

 

Identificación
Por otra parte, el diccionario de la Real Academia Española de la lengua, define identificación como “acción y efecto de identificar” e identificar como “reconocer si una persona o cosa es la misma que se supone o busca”. Para la identificación química se requieren técnicas analíticas que proporcionen información estructural de la sustancia química en cuestión.

La identificación de agentes químicos de guerra es un proceso laborioso y difícil que requiere el cumplimiento de ciertos requisitos. A nivel militar, la Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN), y a nivel civil, la Convención para la Prohibición de Armas Químicas (CAQ), han establecido criterios rigurosos para la identificación de agentes químicos de guerra.

Dado que estamos tratando fundamentalmente el tema de detección e identificación de agentes químicos de guerra, mencionaremos aquí los criterios de identificación establecidos por el subgrupo SIBCRA (Sampling and Identification of Biological and Chemical Agent) perteneciente al Joint CBRN Defence Capability Development Group (JCBRNDCDG) de la OTAN.4

Para los agentes químicos de guerra, y también para toxinas y para agentes biológicos de guerra, se han establecido tres niveles de identificación, claramente definidos, en función de la información obtenida4:

  • Identificación provisional
  • Identificación confirmada
  • Identificación inequívoca

Para la identificación ya hemos indicado que se requieren técnicas que proporcionen información estructural. Las más utilizadas son las técnicas cromatográficas, tanto cromatografía de gases (GC), como cromatografía de líquidos (LC ó HPLC), con detectores especiales, como por ejemplo, de emisión atómica (AED), fotometría de llama para azufre, fósforo, arsénico y nitrógeno (FPD), espectrometría de masas del tipo que sea (sector magnético o/y eléctrico, cuadrupolar, trampa iónica, tiempo de vuelo, etc.), con ionización dura (impacto electrónico) o con ionización blanda (ionización química),así como la espectrofotometría infrarroja (normalmente, con transformada de Fourier) y la espectroscopia Raman (RS). A estas habría que añadir la resonancia magnética nuclear, tanto protónica como de carbono y de fósforo, así como los índices de retención cromatográficos.

Con equipos portátiles que permiten obtener el espectro de masas, o el espectro infrarrojo o/y el espectro Raman se puede conseguir el nivel de identificación confirmada para los agentes químicos.

Para conseguir la identificación confirmada de agentes químicos no se necesita un Vehículo de Reconocimiento de Áreas Contaminadas (VRAC), ni un laboratorio analítico desplegable NBQ. El nivel de identificación inequívoca no puede alcanzarse en un laboratorio analítico desplegable NBQ, tal y como se reconoce en el propio STANAG 4632 “Deployable NBC analytical laboratory“, “el objetivo de un laboratorio analítico desplegable NBQ es proporcionar al Mando la capacidad de toma de muestras, análisis e identificación confirmada de agentes radiológicos, biológicos y químicos, a fin de poder realizar una rápida evaluación del peligro y confirmar la presencia, tipo y consecuencias de la contaminación de una zona supuesta o realmente contaminada”.5

La identificación inequívoca (en OTAN y en la CAQ) pasa por una adecuada toma de muestras, con una estricta cadena de custodia y un análisis químico documentado e irrefutable. Aún así, sólo quedaría probada la presencia inequívoca de una sustancia química en la muestra, pero no (al menos no siempre), el origen de la misma o quién la ha utilizado. Este proceso es aplicable tanto a las muestras medioambientales como a las muestras biomédicas.

 

Bibliografía

  1. To be or not to be: the need to be sure in chemical detection“, Juan Domingo y René Pita, NBC International, Spring 2006, pp. 61-63.
  2. “Detección de agentes químicos de guerra”, René Pita y Juan Domingo, Revista Ejército, Año 2007, número 790, páginas 59-63.
  3. What you looking at…!?“, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD Summer 2009, Vol. 4, Issue 2, pp. 36-38.
  4. STANAG 4359 “NATO handbook for sampling and identification of biological and chemical agents (SIBCA) AEP-10“, en “Preparation and identification of biological,chemical and mid-spectrum agentes-A general survey for the revised NATO AC/225 (LG/7) AEP-10“, J.R. Hancock and D.C. Dragon, http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.dtic.mil%2Fcgi-bin%2FGetTRDoc%3FAD%3DADA443173&ei=yk3nVMTZLYOsUb-4gIAF&usg=AFQjCNFELbSn8av2rVfksg_TJZmSw5Z6Dg.
  5. Analyse this! “, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD , Winter 2008, pp. 38-39.