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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
Los Isótopos Estables:
potencial empleo en investigaciones
forenses en Argentina.
Simposio Nacional de Ciencia y Justicia
¿Que son los isótopos estables ?
Son distintas formas estables* de un mismo elemento químico
que difieren en el numero de neutrones en su núcleo.
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Carbono: 13C 12C
Nitrógeno: 15N 14N
Oxígeno: 18O 16O
Hidrógeno: 2H 1H
*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.
Las diferencias relativas de peso determinan el comportamiento de
los diferentes isótopos en distintos procesos.
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
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.
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.
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Elements (2015), 11:259-264
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Ehleringer et al. (2008, PNAS)
Enero 2009,
Hudson River US Airways #1549
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Aplicación de datos isotópicos a la investigación forense
Incidente
Decomiso - muestra
Investigación
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?
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
1) Geo-localización* de personas basada en muestras de
pelo y dientes
Isótopos estables en ciencias forenses: ejemplos
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
* Región de origen, historias de viajes y movimientos
2) Método de producción y lugar de origen de drogas
(Marihuana y Cocaína)
Aplicación de datos isotópicos a la investigación forense
-3 ‰
-5 ‰
-7 ‰
Generando un gradiente de isótopos del agua a lo largo del paisaje
- Variación espacial - herramienta fundamental
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Los patrones espaciales de distribución isotópica del agua son una
herramienta fundamental para investigar la región de origen de
productos y personas.
La línea es la predicción del modelo
1) Geo-localización de personas
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Isótopos del agua bebida
Isóto
pos d
el 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.
Pelo
Agua
Modelo mecanístico predice los isótopos del
pelo a partir del agua…. y viceversa
Predecir los valores isotópicos de una
persona en distintos lugares.
o asignar una persona a alguna región
específica y descartar otras.
El modelo permite construir un
Isoscape de pelo basado en el
agua.
1) Geo-localización de personas
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Caso de
“Saltair Sally”
• 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
reconstrucción
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Análisis de isótopos estables de Oxígeno, Hidrógeno, Carbono y Nitrógeno
secuencial en mechón de pelo. Análisis de Oxígeno en dientes.
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Meses antes de la muerte - Largo del pelo
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0
Isó
top
os d
e O
xíg
en
o
Historia de viajes de los últimos dos años de vida
Variación temporal movimientos
Tres regiones donde los valores de δ18O alcanzan equilibrio o se
acercan al mismo lugar de residencia “mínima”
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Meses antes de la muerte - Largo del pelo
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0
Isó
top
os d
e O
xíg
en
o
Región1
Región 3
Región 1
Región 2
Región 1
Además, los valores de 18O de los
dientes mostraron que creció en la
región “Intermountain West”
Meses antes de la muerte - Largo del pelo
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0
Isóto
pos d
e O
xíg
eno
Región1
Región 3
Región 1
Región 2
Región 1
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
• 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).
1) Geo-localización de personas: “Saltair Sally”
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Nikole Bakoles
“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)
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.
La abundancia relativa de los diferentes isótopos estables
responde a su ubicación geográfica, el método y las
condiciones de producción, y los sustratos utilizados.
2) Método de producción y origen de drogas
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Cuanta de la marihuana en
la ciudad es de producción:
Los análisis de isótopos estables de marihuana han sido
extremadamente útiles para los servicios de EEUU
• 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 ?
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
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
New York City
2) Método de producción y origen de drogas
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
La cocaína es, hoy en día, analizada de forma “rutinaria” (en EEUU)
para conocer sus valores de isótopos estables del Carbono y
Nitrógeno.
Ehleringer et al (2000)
Cada región tiene una “firma” isotópica
2) Método de producción y origen de drogas
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
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.
Isótopos estables en ciencias forenses
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
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:
Isótopos estables en ciencias forenses: Argentina
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
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.
Isótopos estables en ciencias forenses: Argentina
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Predicciones basadas
variables geográficas
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.
Jim Ehleringer
Lesley Chesson
Brett Tipple
Gabe Bowen
Thure Cerling
Shannon O’Grady
Brad Erkkila
Craig Cook
Ricardo Guichón
Pamela García Laborde
Josefina Motti
Marilina Martucci
Manuel D’Angelo
Agradecimientos
CONICET - Noviembre, 2016
Simposio Nacional de Ciencia y Justicia
Otros isótopos como herramientas de geo-localización
δ34S
Entre continentes y países
δ13C
Valenzuela et al 2012. PLoS ONE
Geo-localización de personas: Diferencias entre regiones
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016
Valenzuela et al 2012. PLoS ONE
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
Geo-localización de personas: Diferencias entre regiones
I Simposio Nacional de Ciencia y Justicia - CONICET - Noviembre, 2016