Título: Investigación criminalística de fibras textiles mediante Espectroscopía Raman

Autores:

Epg. YordaniaEntenza Pérez1

MSc. Elizabeth González Alcober2

Lic. Carlos Toledo3

1Laboratorio Provincial de Criminalística de Ciego de Ávila; Perito Superior Sección Biología Criminalística.

2Laboratorio Central de Criminalística; Perito Superior. Investigadora Auxiliar. Profesora Asistente. Área Biología Criminalística.

3Jubilado. Perito en análisis de materiales.

Resumen:

Una de las investigaciones biológico-criminalísticas es la de fibras y microfibras textiles. En este trabajo, se exponen los resultados obtenidos mediante Espectroscopía Raman de una investigación de las características identificativas de fibras textiles naturales (algodón, lana y seda) y sintéticas (poliéster y poliamida) no teñidas que aparecen en calidad de huellas en distintas actividades delictivas y la validación de la técnica con el empleo de un tipo de fibra natural y otra sintética coloreadas (algodón rojo y poliéster azul). Para la adquisición y procesamiento de los datos se utilizó el software LabSpec 6. Se observaron mediante el método directo con un láser de 785 nm. Se abrió una galería con los espectros obtenidos y se identificaron y caracterizaron las bandas distintivas de cada fibra textil, en el rango seleccionado de trabajo. Se demuestra la utilidad de la Espectroscopía Raman en la identificación de una huella de naturaleza textil.

Palabras Clave: FIBRAS TEXTILES; ESPECTROSCOPÍA RAMAN; CRIMINALÍSTICA

1- Introducción

El creciente desarrollo tecnológico actual aparejado al incremento de la

población mundial y los cambios en las tendencias de la moda, han sido

factores que han motivado el incremento en la demanda de productos textiles,

lo que está directamente relacionado con el aumento de las producciones

textiles para satisfacer dichas demandas. La invasión en el mercado mundial

de productos textiles de diversa índole y fines, hace que resulte difícil no hallar

las fibras textiles como parte de la composición de objetos u otros elementos

de la vida cotidiana.

Este contexto mundial tiene su reflejo en la sociedad cubana actual y

específicamente en la actividad Criminalística, en donde resulta cada vez más

frecuente el hallazgo de huellas de origen textil en los escenarios delictivos.

Entre los delitos que desencadenan investigaciones de fibras textiles se

encuentran: homicidios, accidentes del tránsito, violaciones, en los que puede

levantarse este tipo de huellas en objetos asociados con el delito, como toallas,

prendas de vestir o forros de autos, etc (Stephen, Alexander, Mubarak,

Hendrix, Enlow, Vasser y Bastick, 2004, Buzzini y Suzuki (2015), además de

asesinatos, robo con fuerza, robo con violencia, tráfico de drogas, hurto y

sacrificio de ganado mayor, entre otros, en el contexto cubano.

El examen de las fibras, también conocido como examen tricológico y que

engloba también a los pelos, permite aportar una prueba que contribuye al

esclarecimiento del hecho punible, la identificación de los objetos empleados

por los autores y demás participantes (Maza et al., 2003), así como corroborar

hipótesis y/o responder incógnitas surgidas durante el curso de la investigación

del hecho al no desaparecen fácilmente en las superficies, objetos y sobre el

cuerpo de los involucrados en el hecho punible, como resultado del intercambio

entre portador y receptor, como plantea el principio de intercambio de Edmond

Locard (Bartick, 2002). No apreciarse a simple vista y pasar inadvertidas a los

ojos del o los autores, hace que este tipo de huella no sea considerada por

estos en su ánimo de ocultar o borrar todo cuanto pueda relacionarlo con un

determinado delito, por lo que se mantienen como testigos silenciosos

(Mozayani y Noziglia, 2006).

La complejidad, formas y modus operandis de los delitos, hace el

enfrentamiento a la delincuencia cada vez más complejo. La mayoría de los

órganos policiales del mundo se centran en aplicar métodos más certeros y

eficaces en el esclarecimiento a las distintas tipicidades delictivas. La peritación

de fibras textiles ha contribuido al esclarecimiento multilineal de hechos

relevantes en la historia de la Criminalística cubana y extranjera Maza et a.,

(2003), aún cuando suelen ser escasas, pequeñas y sujetas a modificaciones

por el ambiente (González, 2010).

El hallazgo de elementos textiles (macro y/o microscópicos) y la posterior

confrontación con las prendas de vestir de los involucrados u objetos

relacionados con el hecho que se investiga, proporciona indicios de utilidad

sobre la permanencia de estos en el lugar y las circunstancias del hecho, de

acuerdo con Brettell, Butler y Almirall (2011). Cuestiones primordiales en el

trabajo de búsqueda de huellas y específicamente las fibras textiles en el lugar

del hecho, es cumplir con lo establecido metodológicamente, contar con los

instrumentos y materiales necesarios para la detección, levantamiento y

conservación durante la investigación, de manera que no sufran pérdida,

deterioro, sustitución o contaminación, que conlleve a la pérdida de su valor

probatorio al no haberse preservado la cadena de custodia.

En la Biología Criminalística cubana la investigación de fibras textiles concibe

procedimientos y medios técnicos para la identificación y comparación de fibras

textiles, mediante microscopía óptica convencional y algunos ensayos

químicos. Posterior a la definición de similitud morfológica macroscópicamente,

se procede a la observación de características microscópicas que permiten

clasificar, identificar y comparar, con la consecuente subjetividad que esto

conlleva, sin realizarse habitualmente análisis químico (cualitativo o

cuantitativo) que permita obtener un resultado objetivo de la similitud hallada,

en cuanto a propiedades físico-químico tanto de las huellas levantadas como

de las muestras ocupadas.

La presente investigación tiene como objetivo Implementar la Espectroscopía

Raman en el análisis criminalístico de fibras textiles. Se fundamenta en la

necesidadde incorporar técnicas analísticas como la seleccionada que

posibiliten el análisis de poca cantidad de muestra, en cualquier estado, tanto

húmeda como seca y no agotarla, por si resultara necesario un análisis

posterior de la misma muestra por otras disciplinas, en función de obtener un

resultado pericial objetivo y preciso, que aporte a la investigación criminal. La

importancia radica en la reducción de la subjetividad en la peritación de fibras

textiles reflejada en el dictamen pericial que se ofrece. El empleo de este

método simple, sensible y preciso que trabaja con poca cantidad de muestra,

contribuye a dar una respuesta pericial más efectiva. El ser además rápido,

posibilita operatividad y oportunidad en la toma de decisiones durante el curso

de la investigación, lo que constituye una novedad en el contexto cubano y

propicia un salto en el valor probatorio de las fibras textiles, al permitir la

identificación, caracterización y comparación de fibras en corto tiempo.

2- Materiales y Métodos

La Espectroscopía Raman ha emergido como una poderosa herramienta

analítica en las investigaciones biológicas. En el presente trabajo se utilizaron

patrones de fibras textiles certificadas y entregadas por el Grupo Empresarial

de la Industria Ligera (GEMPIL) perteneciente al Ministerio de Industrias de

Cuba. Estos patrones corresponden a diferentes tipos de fibras textiles

naturales y sintéticas, no teñidas, de algodón, seda, lana, poliéster y poliamida,

de acuerdo con la clasificación propuesta por Pantoja (2009). En la selección

se tuvo en cuenta la alta frecuencia de aparición de dichas fibras textiles en

distintas tipicidades delictivas, según la experiencia cubana e internacional en

la investigación criminalística Maza, et al., (2003), Massonnet, et al., (2005),

Juangang, Yijun, Jimin, y Yong (2013).

Además se emplearon huellas y muestras textiles (poliéster azul y algodón rojo)

procedentes de dos hechos enfrentados (accidente del tránsito y tráfico de

drogas) por los procedimientos tradicionales.

En la obtención de los espectros se empleó un Espectrómetro Raman Xplo RA,

de la firma francesa Horiba Scientific Jobin Yvon Technology (figura 1). Se

seleccionó una longitud de onda (λ) del láser de 785nm, de acuerdo con

experiencias internacionales exitosas en la caracterización, identificación y

comparación de fibras fundamentalmente con fines criminalísticos o forenses

(Bartick, 2002, Stephen, Alexander, Mubarak, Hendrix, Enlow, Vasser y Bartick,

2004; Wael y Lepot (2012); Buzzini y Massonnet, 2015 y Was-Gubala y

Starczak, 2015).

Se utilizó el método conocido como directo, de acuerdo con Juangang, et al.,

(2013). El mismo permite que el láser incida directamente en la muestra y la

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Figura 5. Espectros Raman a 785 nm, de fibras no coloreadas: algodón 100% (espectro negro), poliéster 100% (rojo) y poliamida 100% (verde).

En la mayoría de estos reportes el rango va de 100 cm-1 en adelante, lo que al

parecer está dado por la carencia de características distintivas por debajo de

esta cifra, lo que se corresponde con nuestros resultados. Se coincide con

Massonnet y Buzzini (2012) que refieren que la calidad del espectro obtenido

depende en gran medida del operador y de las condiciones analísticas fijadas.

El espectro adquirido para la fibra de algodón no teñida, muestra la orientación

molecular de una fibra celulósica natural, donde resalta una banda mayor

representativa alrededor de 1097 cm-1, característico de la celulosa, del enlace

glicosídico (C-O-C) y otra menos acentuada en 380 cm-1, en coincidencia con

los resultados obtenidos por Pielesz, Weselucha-Bircznska, Freeman y

Wlochowicz (2005) y Gierlinger y Schwanninger (2007). Además se observó

una banda alrededor de 1121 cm-1, que indica cristalinización de la celulosa,

según plantean Schrader, Klump, Schenzel y Schulz (1999), información

estructural que se logra al analizar la muestra en profundidad. Según Pielesz,

et al., (2005) las bandas entre 1100 y 1125 cm-1, responden a la interacción

del grupo COC.

Cabrales, Abidi y Manciu (2014) reportó en un estudio de caracterización de

fibras de algodón, que las bandas entre 1158 y 1379 cm-1, corresponden a los

enlaces CH2 y C-C de la celulosa, sin embargo en nuestro estudio en uno de

los espectros de la fibra de algodón se obtuvo una banda en 1158 cm-1 con

poca definición, lo que pudiera deberse al polimorfismo de la celulosa como

apunta Kavkler y Demsar (2012).

Para Cho (2007) las bandas características de la celulosa se muestran en 2906

cm-1 (CH, CH2), 1478 cm-1 (H-C-H y H-O-C), 1379 cm-1, 1334 cm-1 (H-C-C, H-

C-O y H-O-C), 1108 cm-1 (C-C y C-O), 910 cm-1 ( C-O-C en plano simétrico) y

516-379 cm-1 (esqueleto C-O-C, C-C-C, O-C-C y O-C-O). Estas bandas a

excepción de la 516 cm-1 pueden ser apreciadas en el espectro captado. Esta

conclusión puede darse debido a que las fibras de algodón, como apunta

Patterson (2015), contienen pequeñas cantidades de pectinas y proteínas y la

composición varía con la fuente del algodón y las condiciones de crecimiento o

desarrollo de la misma.Las bandas características de las fibras de algodón se

corresponden con los obtenidos por Lepot, De Wael, Gason y Gilbert (2008).

La lana es una fibra natural obtenida del pelaje de ovejas y carneros. Las fibras

animales como la lana y la seda están compuestas por la proteína queratina.

En el rango de 1600-1690 cm-1 aparece una banda de la amida I que está dada

por las vibraciones C=O de los grupos carbonilos.

En los espectros de la lana y la seda en 1460 cm-1 se aprecia la unión CH2, tal

y como plantea Cho, (2007). En nuestro estudio se obtuvo en la lana una

banda mayor en 1460 cm-1, seguida de otras en 1010 cm-1 y entre 1300 y 1350

cm-1. En coincidencia con Robertson (1992) se captó otra banda con menos

intensidad en 1650 cm-1, seguido de una banda en 940 y en 520 cm-1. En la

banda obtenida en la lana alrededor de 520 cm-1, de acuerdo con los

resultados investigativos de Robertson (1992) y más recientemente por Buzzini

y Massonnet (2015), pudiera encontrarse la diferencia entre la lana y la seda,

dado por la presencia del aminoácido cisteína, que no está presente en la

seda, pero que compone alrededor del 11-12 % de la lana.

Concluyeron Wojciechowska, Wlochowicz y Weselucha- Birczyriska (1999) en

una investigación sobre la degradación de fibras de lana, que la banda de la

amida III se aprecia en el rango de 1220-1300 cm-1. La posición y variabilidad

de la intensidad de las bandas de la amida es atribuida a cambios de

conformación de la molécula de la queratina de la lana y de la seda.

La seda es otra fibra protéica formada por fibroina y sericina. Se obtiene de los

filamentos producidos por el gusano Bombixmori. En nuestro estudio se obtuvo

señal Raman con una banda de mayor intensidad entre 1220 cm-1 y otras en

orden decreciente de intensidad en 1450 cm-1 , 1090 cm-1 , alrededor de 1660

cm-1 y en 900 cm-1 y 1000 cm-1. Estos resultados se corresponden con el

alcanzado por Sharma (2014), por lo que se asumen estas como las bandas

características de este tipo de fibra natural.

Las fibras de poliéster al igual que las de algodón son dos tipos de fibras que

globalmente tienen grandes volúmenes de producción. Diversas son las

investigaciones que se reportan internacionalmente sobre la caracterización de

las fibras de poliéster por espectroscopía Raman (De Wael y Lepot, 2011) y

Patterson, 2015).

Los espectros Raman obtenidos de las fibras de poliéster muestran picos más

intenso en 1630 cm-1, 1730 cm-1 y entre 1270 y 1300 cm-1. Además de otros

más pequeños en 860 cm-1, 1100 cm-1, 630 cm-1, 700 cm-1 y alrededor de 1420

cm-1, en coincidencia con lo captado por Cho (2007), quien plantea que fibras

de poliéster de diferentes productores resulta difícil de diferenciar. No obstante

se plantea que es posible diferenciarla con el empleo de técnicas estadísticas

multivariadas de análisis de componentes principales Keen et al., (1998), lo

cual no fue realizado en la presente investigación al igual que otras como la

desviación estándar relativa Causin et al., (2004). Una investigación realizada

por Ellis et al., (1995) plantea que el pico obtenido en 1100 cm-1 (Anexo5) es

atribuido a una combinación de los enlaces C-C, éster C-O y etilen glicol C-C,

los cuales están relacionados con la cristalinización de las fibras de poliéster.

Las poliamidas constituyen uno de los polímeros más comúnmente usado

(Vaskova, et al, 2013), de una alta sensibilidad en textiles formando partes de

alfombra de autos, entre otros diseños.El nombre más familiar por el cual se le

conoce a las poliamidas es nylon. Dentro de sus variedades está la poliamida

12(PA12). Existen varios tipos: nylon 4 Z, nylon 6 Z, nylon 7 Z, nylon 9 Z, nylon

10 nylon 11 Z, nylon 12 Z, nylon NOMEX, nylon 6.6 XY, este último es

frecuente como evidencia en los laboratorios forenses del mundo (Miller y

Bartick, 2001).

Los espectros Raman obtenidos de la fibra de poliamida muestran un banda de

mayor intensidad en 1450 cm-1,1640cm -1,1125 cm-1 y otras más pequeñas en

925cm-1 y 140cm-1, lo que están en consonancia con los obtenidos por

(Vaskova, et al, 2013).

Las bandas características de las fibras de algodón, de poliéster y de poliamida

obtenidos, se corresponden con los obtenidos por Lepot, De Wael, Gason y

Gilbert (2008).

4-Conclusiones

En este trabajo se realizó un análisis criminalístico de fibras textiles, mediante

Espectroscopía Raman que permitió la identificación, caracterización y

comparación de espectros Raman, dadas sus innumerables ventajas

operativas y periciales, en función de su valor probatorio. Demostró su utilidad

en la Criminalística al emplearse en dos hechos delictivos en los que se

requirió investigar, con una técnica como la empleada, que logra mayor certeza

y rapidez en la pericia. Se validó la aplicación de la Espectroscopía Raman en

la identificación y caracterización de fibras textiles no teñidas (algodón, lana,

seda, poliéster y poliamida) y la comparación de fibras textiles teñidas

(algodón rojo y poliéster azul).

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