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AP-216
NOTA DE APLICACIÓN
USO DE LOS PID’S EN ATAQUES QUÍMICOS TERRORISTAS
Los ataques terroristas en los Estados Unidos en los
Edificio Federales de Oklahoma City (1995) y el World
Trade Center (1993) en Nueva York así como los
incidentes internacionales como el ataque con Sarin al
Metro de Tokio, obligaron al Congreso de los Estados
Unidos a prepararse para eventuales ataques utilizando
Armas de Destrucción Masiva (Weapons of Mass
Destruction (WMD)). La respuesta inicial del Congreso
fue la legislación llamada “Nunn-Lugar” y después “NunnLugar Dimenichi II.” Estos presupuestos permitieron a
las ciudades formación y equipos. El dinero se gastó en
los siguientes mercados:
•
Fuego/HazMat (Materiales Peligrosos)
•
Policía
•
Servicios de Emergencias Médicas
•
Hospitales
Como monitores sensibles a los químicos, los detectores
de Foto Ionización (PIDs) son una herramienta muy
versátil que tiene un lugar importantísimo en la actuación
en situaciones de ataque químico terrorista.
Que son los Agentes Químicos de
Guerra
Los Agentes químicos de Guerra (CWA) son compuestos
químicos diseñados para matar o debilitar las fuerzas
militares contrarias. Desarrollados a partir de compuestos
de la industria química civil (Químicos Tóxicos
Industriales o TICs también conocidos como Materias
Tóxicas Industriales o TIMs), estos agentes han sido
refinados varias veces para conseguir su particular
función. Puesto que los grupos terroristas han
demostrado su capacidad para fabricar y utilizar estos
agentes químicos de Guerra, la respuesta a nivel local,
autonómico y estatal, debe enfocarse a medir estos
CWA con efectividad, para que las decisiones se tomen
con seguridad.
Muchos TICs son CWA
La industria continua utilizando y fabricando TICs que se
han utilizado como CWA o son similares a CWA sin tanta
fanfarria. Un TIM se define como químico industrial que
tiene un LCt50 (Concentración Letal para 50% de la
población multiplicado por el tiempo de exposición)
inferior de 100,000 mg-min/m3 en cualquier especie
mamífera, y se produce en cantidades superiores a las
1
30 toneladas por año en una fábrica de producción . El
Cloro gas ha sido utilizado como CWA, aunque se
encuentre en grandes cantidades en cualquier estación
depuradora de agua. El Fosgeno se utilizó ampliamente
durante la I Guerra Mundial, y todavía se utiliza en
muchos procesos químicos. CWAs como el Sarin se
pueden definir simplemente como potentes insecticidas y
compuestos similares se utilizan en agricultura (como
Parathion). La fuga química del Bohpal en India que mató
3000 personas ha sido descrita por diversas personas
como un “ataque” con agente químico a la India pobre.
Procesos como el de Bohpal continúan utilizándose hoy
en Estados Unidos. La Directiva 39 de la Decisión
Presidencial de Estados Unidos, identifica un listado de
Componentes Químicos Tóxicos Industriales (TIC) que
pueden ser utilizados como armas químicas efectivas. La
linea entre los TIC y CWA a menudo se define por como
se utiliza la sustancia.
Agente Químico: Un problema político
Químicos como el TDI (Tolueno Diisocianato) se utilizan
diariamente para catalizar ureatanos, aunque sea el TDI
extremadamente tóxico. Aún así, no oímos hablar de
vertidos de TDI en las noticias. La razón es política. Los
Agentes Químicos de Guerra son un problema político.
Murió más gente en el ataque al metro de Tokio
aplastada que por la exposición al Sarin. Un CWA alarma
a la gente de morir! Aunque mucha gente no sepa
suficiente sobre los TICs. Un ataque con Sarin puede
provocar una riada (testigos del ataque al metro de Tokio
Sarin han demostrado que menos de la mitad de los 12
muertos fueron por exposición directa al agente). Un
accidente con Cloro solamente es un apunte en las
noticias.
Por que utilizar PIDs para Medir CWA?
Los equipos de intervención en HazMat son la linea
frontal de la respuesta química en EUA. Una de las
herramientas principales que estos equipos HazMat
tienen para medir tóxicos en ppm (Partes por Millón) y
ahora ppb (Partes por Billón) es el PID (Detector de Foto
Ionización). Muchos equipos HazMat utilizan PIDs con
confianza en la mayoría de llamadas recibidas como
herramienta de escaneo para ver si hay “algo”, y como
herramienta
para
medir
con
precisión
las
concentraciones una vez el producto ha sido
determinado. Si el agente químico es solo una extensión
de un químico tóxico “normal”, los equipos de
intervención deben poder usar los PIDs en sus
actuaciones. La familiaridad y confianza ganada en el
uso diario, es una ventaja importante cuando se
presentan problemas políticos de respuesta a un ataque
terrorista con CWA o TIC. Los PID son instrumentos
duales que son igualmente efectivos para el uso diario de
HazMat así como para respuesta a Ataque Químico
Terrorista.
Av. Remolar, 31 – 08820 EL PRAT DE LLOBREGAT - Barcelona
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Los Terroristas No Tienen que Seguir el
Ejemplo Militar
“Intención” convierte un HazMat en
Evento Terrorista
Además de la familiaridad del actuador con el PID sea
una consideración importante, como monitor de amplio
espectro el PID ofrece otra ventaja importante. Quizás
debido a que gran parte de la coordinación en WMD ha
sido supervisada militarmente, se asume de que un
ataque químico se dará en el formato “convencional”
militar con agentes como el Sarin, Soman, etc. De todas
maneras a medida que los programas de WMD se han
ido desarrollando, se ha reconocido que muchos otros
químicos están disponibles para los terroristas además
de los CWAs. Los CWAs están estrechamente
controlados y son difíciles de sintetizar. Aún así muchos
Químicos Tóxicos se encuentran en la industria y son
mas fácilmente accesibles por los terroristas que los
CWAs. “Los terroristas tienen una lista de agentes
mucho mas amplia para escoger que las fuerzas
militares, lo que facilita la producción en cantidades,
armado, almacenado, seguridad de su propio personal y
civiles no combatientes, y contaminación de los objetivos
2
físicos y geográficos deseados.” No hay un “libro de
reglas” terroristas que limite sus elecciones químicas a
las mismas utilizadas militarmente.
“Intención”; es la única palabra que separa un incidente
con Materiales Peligrosos de un incidente con WMD. Si
un vagón de tren conteniendo Anhidro Amoníaco
descarrila y fuga causando heridas y evacuaciones en la
comunidad, llamaremos a esto un “HazMat.” Si un
artefacto explosivo es el causante del descarrilamiento lo
llamaremos “Terrorismo.” Si la intención es crear pánico
entonces se llama “Terrorismo.” Si no hay intención es
“HazMat.”
Detectores de CWA pueden no “ver”
TICs
Compuestos tóxicos como el amoníaco y el cloro se
encuentran en grandes cantidades en prácticamente
todas las comunidades. Químicos altamente Tóxicos
como los pesticidas (ej.: paration) y catalizadores (ej.:
tolueno diisocianato o TDI) son ligeramente menos
comunes. Los PID no tienen limitadas su capacidad de
Los Detectores de Agentes Químicos de
Lectura Directa Pueden ser Fácilmente
Confundidos
Los detectores de CWA por IMS están diseñados para
trabajar en un ambiente militar donde se esperan CWA,
no el ambiente urbano donde se puede encontrar
prácticamente cualquier compuesto químico.
Los
desarrolladores de detectores militares de CWA asumen
el campo de batalla idealmente vacío y CWA de alta
calidad. No han tenido en cuenta que muchos
compuestos químicos pueden engañar los alogaritmos de
los detectores de CWA. La baja presión de vapor de la
mayoría de CWAs, complica su medida. Otros químicos
con baja presión de vapor pueden engañar el alogaritmo
del IMS:
•
Líquido de frenos
•
Aditivos del gasoil
•
Vapores de pintura
•
Esteres de Glicol y de vinillo en productos de
limpieza
• Aceites/esencias de los dentífricos y elixires bucales
Entendiendo
Detección”
los
“Círculos
de
En el siguiente diagrama, cada círculo representa
el rango de químicos que cada una de las tecnologías
detección a unos pocos CWA seleccionados. Los
detectores de agentes químicos por Ondas Acústicas de
Superficie (SAW) o la Espectroscopia de Movilidad de
Iones (IMS) tienen alogaritmos que identifican y miden
CWAs específicos. Si un terrorista escogiera un TIC que
estuviera fuera de estos alogaritmos, esos medidores no
serian útiles. El ataque con Sarin de Tokio fue solamente
un 37% de Sarin, y el resto era un compuesto químico
relativamente común, acetonitrilo
Copyright 2003, RAE Systems, Inc.
de sensor permiten “ver”. Cada “Circulo de Detección”
incluye el químico para el que fue diseñado así como los
compuestos con sensibilidad cruzada (como líquido de
frenos, etc.). La sensibilidad cruzada no es siempre mala,
de hecho se utiliza en el uso de los tubos colorimétricos
para detectar CWA. Por ejemplo el tubo para la medida
TM
3
(PN 6728461) está
de Ácido Fosfórico de Drager
diseñado para medir Dichlorvos, un TIC, pero cumple
excelentemente para medir sarin, soman y tobun.
Mientras que el número de CWAs es finito, la lista de
TICs es increíblemente grande y estos pueden fácilmente
caer fuera del “circulo de detección” de los detectores de
CWA, aunque son fácilmente detectados y medidos por
el PID. Este diagrama ilustra dos conceptos clave:
1. Los PID pueden medir tanto los CWA como los TICS
que están fuera de los parámetros para los cuales
han sido diseñados las herramientas militares
específicas para la medida de CWA.
2. A menudo se necesitan varios equipos específicos
de CWA para tener en cuenta las sensibilidades
cruzadas y poder dar una determinación fiable del
CWA.
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Sensibilidad
Químicos
del
PID
a
documento es quizás el primer estudio impreso de la
respuesta del PID a Agentes Químicos. Esta prueba
demuestra que el PID MiniRAE Plus tuvo una excelente
respuesta a los agentes químicos HD (Mostaza), GA
(Tobun) y GB (Sarin). Pruebas de PID de otras marcas
con lámpara de 11,7eV indicaron que la respuesta del
MiniRAE era ligeramente mayor que otros equipos con
4
lámpara de 11.7eV .
Agentes
En Febrero de 1999 el Comando Biológico y Químico de
la US Army (SBCCOM) realizó un estudio de la
sensibilidad del PID a Agentes Químicos titulado “Testing
of Commercially Available Detectors Against Chemical
Warfare Agents: Summary Report.” (“Pruebas de
Detectores Contra Agentes Químicos de Guerra
Comercialmente Disponibles: Informe Resumen.”) Este
Resumen de Agente Químico y Simulación de Propiedades y Respuesta del PID
Los datos del informe del SBCCOM han sido integrados con nuestras estimaciones y pruebas de laboratorio. Generalmente
el PID da excelentes resultados en el escaneo de agentes químicos como se muestra en la siguiente tabla:
Compuesto
Estructura
m.w
.
Pres. Vapor
(ppmv)
Arsina (SA)
Cianuro de Cloro
DMMP
GF
Ácido
Cianhídrico
Lewisite
Metil salicilato
Mostaza (HD)
N Mostaza (HN1)
Fosgeno
Sarin (GB)
Soman (GD)
Tabun (GA)
Trietil fosfato
VX
* Valor estimado.
AsH3
ClCN
O=P(Me)(OMe)2
O=PF(Me)(O-Cyclohex)
HCN
78
61.5
124
180
27
Gas
ClCH=CHAsCl2
2-(HO)C6H4CO2Me
S(EtCl)2
N(Et)(EtCl)2
207
152
159
172
460
O=CCl2
O=PF(Me)(OiPr)
O=PF(Me)(OCH(Me)(tBu))
O=P(CN)(OEt)(NMe2)
O=P(OEt)3
O=P(Me)(OEt)(SetN(iPr)2)
** ND = No Detectable por PID.
99
Gas
140
3800
182
530
162
48
182
267
0.92
ξ
C = Valor Techo.
Gas
95
CF Bajo = Alta Sensibilidad PID al Gas
•
•
•
•
El CF de gas mostaza con lámpara de 10.6eV es 0.6
por lo que el PID es muy sensible al gas Mostaza
El CF para Sarin con lámpara de 10.6eV es 3.0 por
lo que el PID es menos sensible al Sarin
Utilizar el PID para Límites de Exposición cuando el
CF <10
Utilizar el PID como detector de fugas importantes
cuando el CF >10
Que hacen los PIDs en un Programa de
Monitorización de gas de WMD?
Los PID son la elección de muchos programas de WMD
para dar rápidamente un screening de bajo nivel de
Lámpara
(eV)
CF
VLA-ED
3
(mg/m )
VLA-ED
(ppbv)
10.6
ND**
10.6
10.6
ND**
1.9
ND**
4.3
~3*
ND**
0.16
0.6 Cξ
0.05
300 Cξ
10.6
10.6
10.6
10.6
~1*
0.9
0.6
~1*
0.003
0.35
140
0.003
0.46
>230
11.7
10.6
10.6
10.6
10.6
10.6
~2*
3
~3*
0.8
3.1
~0.5*
0.4
0.0001
0.00003
0.0001
100
0.017
0.004
0.015
2
12
9
20
0.00001
0.00091
2.7
11
LC50
(ppmvmin.)
10,000
270
fundamental de un Programa de Monitorización de Gas
de WMD con gran variedad de características diseñadas
para ir hacia la sensibilidad y ser específicos. El
programa de monitorización de gas puede representarse
con una pirámide que se construye con técnicas de
medición que incrementan el coste y la sofisticación
hasta que la respuesta se alcanza en lo alto de la
pirámide. En su base hay tubos colorimétricos, después
vienen los detectores de un solo gas (como detectores de
CO), después progresan a Monitores Multigas de
Espacios Confinados. De aquí a la pirámide se le añaden
los monitores de amplio espectro (vía PID) y finalmente
se mueve hacia lo alto de la pirámide con las técnicas
específicas desde los tubos colorimétricos hasta IMS (Ion
Mobility Spectroscopy) y GC/MS (Cromatografía de Gas /
Espectrografía de Masas).
De todas maneras es peligroso llegar a lo alto de la
The Answer
Selectivo: IMS
Amplio Espectro: PID/FID
Amplio Espectro: MOS
Multigas CSE
Un Gas: CO/O2/LEL
Tubos
La selectividad se incrementa conforme suba la
pirámide
contaminación química. Los PIDs pueden ser parte
Copyright 2003, RAE Systems, Inc.
Selective: Tubes
Selectivo: Tubos
Selectivo: GC/MS
Gas
Monitoring
GC/MS
Pyramid
Selective:
Selective: IMS
Broadband: PID/FID
Broadband: MOS
Multigas CSE
Single Gas: CO/O2/LEL
Tubes
PID + Tubes Approximates the
selectivity of GC/MS w/o the cost
pirámide si no se ha establecido correctamente una base
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•
•
•
•
•
apropiada. Por ejemplo, si se gasta todo el presupuesto
en un GC/MS, nos quedará poco o nada para
instrumentos de escaneo. Para aquellos que no tengan
presupuesto o demanda para monitores específicos de
CWA costosos, el mismo terreno puede cubrirse con un
monitor PID continuo y un simple y especifico detector
como un tubo colorimétrico (“Draeger”) como puede
verse en el anterior diagrama.
Los PID son “Exploradores” para los
GC/MS
Los equipos de escaneo de amplio espectro como el PID
son importantes, debido a su facilidad de manejo y pueden
desplegarse en grandes cantidades para facilitar mayor
protección. Adicionalmente, los equipos de escaneo de
amplio espectro como el PID pueden dar pistas que equipos
con tecnicas de medida mas especificas como GC/MS o
incluso tubos colorimétricos pueden definir. En este caso el
PID actúa como “explorador” o “reconocimiento” para
detectores mas especificos y complicados. Mucha gente no
comparte que el Ataque con Sarin al Metro de Tokio fue el
tercer incidente y que hubo heridos y muertos en los dos
incidentes previos. Quizá si se hubiera dispuesto de equipos
de reconocimiento como el PID, estos muertos y heridos
podrían haberse reducido o evitado.
Los PID no son una técnica de medida selectiva para los
CWA. Sin embargo el PID es un monitor de “espectro
amplio” que da medidas precisas hasta niveles de PPM y
PPB. El PID es el detector que lleva un Cromatógrafo de
Gas (GC) y como el GC tiene una excelente precisión
incluso por debajo de 1 ppm. La mayoría de expertos
piensan que el PID es una herramienta excelente para el
escaneo de campo para ayudar a establecer la ausencia
de CWA o TICs. Así pues, si el PID es capaz de
establecer la ausencia de CWA o TICs, se puede
rápidamente calmar el problema político. De todas
formas, si un agente ha sido identificado por técnicas
específicas de CWA como M-256, SAW o CAM, entonces
el PID puede proporcionar rápidamente una medida
precisa y continua del compuesto identificado.
El uso diario hace la confianza en los
PID
Los PID han sido probados, escogidos y son considerados
suficientemente robustos por la mayoría de equipos de
actuación en HazMat. En el uso de PID para los HazMats
más comunes (como combustibles, pinturas, etc.) los
actuadores pueden poner su confianza en la capacidad de
detección del PID. Técnicas de medida mas esotéricas
requeridas para la detección de CWA (M-256, SAW o CAM)
son pocas veces, si es que alguna, utilizadas puesto que
equipos de respuesta no pueden confiar tan fácilmente en
los equipos.
Actualmente muchos de los equipos de WMD están
utilizando PIDs como parte de su preparación para
eventos químicos terroristas. Algunos de estos equipos
incluyen:
•
Equipos de Soporte de la US Army National
Guard Civil (CST)
•
Equipos HazMat de numerosas ciudades
HazMat incluyendo New York City &
Washington, DC.
Copyright 2003, RAE Systems, Inc.
•
Equipo CBIRF Marines Corps.
Equipo HazMat FBI
US Secret Service
Cuerpo de Bomberos Italiano
Protección Civil Danesa
Equipos de Seguridad y Protección Civil, así
como HazMat Australianos
Referencias
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Guide for the Selection of Chemical Agent and
Toxic Industrial Material Detection Equipment for
First Responders, National Institute of Justice, June
2000
Chemical and Biological Terrorism:
National
Academy Press, Washington, DC, 1999. Page 20
th
Drager-Tube Handbook: 11 Edition, Dragerwerk,
AG., Page 206
Testing of Commercially Available Detectors
Against Chemical Warfare Agents: Summary
Report: Terri L. Longworth, Juan C. Cajigas, Jacob
L. Barnhouse, Kwok Y. Ong, Suzanne A. Procell,
SBCCOM, Aberdeen, MD, February 1999. Table 3.
PIDs as a HazMat Response Tool (Application Note
AP-203), RAE Systems, Inc.
Correction
Factors
and
Ionization
Potentials (Technical Note TN-106),RAE
Systems, Inc.
Soluciones para la Medida de
Agentes Químicos de RAE
ppbRAE PID: ultima tecnología para la medida
de VOCs y otros compuestos ionizables en
partes-por-billón (ppb)! El ppbRAE tiene una
precisión insuperable, capacidad de detección
continua hasta 1 ppb y ahora con rango de 04000 ppm!
MiniRAE 2000 PID: El MiniRAE 2000 nuestro mejor
instrumento de detección e inspección.
•
Lineal de 0-10,000 PPM con tiempo de
respuesta de 3 Segundos!
•
Auto Limpieza de Lámpara y Sensor:
Nuestro sistema patentado de limpieza de
sensor y lámpara minimiza la necesidad
de limpieza y calibración. Se realiza el
mantenimiento
fácilmente
sin
herramientas!
•
Batería de Níquel Metal Hidruro: no
tiene efecto memoria como las de NiCd.
•
Inteligente:
Pantallas
de
fácil
comprensión facilitan aprovechar todas
las sofisticadas opciones del MiniRAE 2000 como los
100 Factores de Corrección en memoria.
•
Funda de protección de goma:
•
Bolsas de muestreo: el conector para bolsas de
muestreo incluido, le permitirá tomar las muestras
positivas para futuro análisis en laboratorio.
MultiRAE Plus: Combina un PID de 02000 ppm con un 4 gases “estándar”
(O2, LEL, CO y H2S) en un monitor
compacto para dar con precisión
los niveles de aviso a nivel de ppm de
químicos (y otros gases tóxicos) están a
punto
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de ser superados. El MultiRAE tiene dos zócalos
especificos para sensores tóxicos en los que podemos
poner cualquiera de los 10 sensores específicos (CO,
H2S, SO2, NO, NO2, Cl2, HCN, PH3 y NH3). Esto permite
un monitor de amplio espectro con el PID así como
monitorización específica a tóxicos químicos.
AreaRAE:
un MultiRAE en
envolvente todavía mas robusta
con capacidad de modem de radio
frecuencia
(RF).
Hasta
32
AreaRAEs pueden comunicarse en
continuo
con
un
ordenador
conectado con modem en el
puesto de mando. Las opciones de
voz y GPS hacen del AreaRAE un
sistema
de
monitorización
/
comunicación altamente versátil. El AreaRAE es la
elección perfecta para definición perimetral en
operaciones
extensas
de
HazMat
o
para
preposicionamiento de monitorización activa o eventos
especiales en convenciones o actos deportivos.
ToxiRAE Pocket PID: Este instrumento es para aquellos
que desean las capacidades de escaneo de “amplio
espectro” de un detector PID de 02000 ppm VOC en nuestro
MultiRAE pero que ya tienen
su monitor de 4 gases. El
ToxiRAE es el PID mas asequible del mundo!
Copyright 2003, RAE Systems, Inc.
Acerca del Autor
Graduado por la Cornell University, Christopher Wrenn es
el Director de la Unidad de Negocio de Producto de RAE
Systems. Justo antes de RAE Systems, el Sr. Wrenn fue
Regional Manager de la zona Nordeste de CairnsAir, una
división de Cairns & Brothers. Anteriormente, como
Product Manager de Biomarine (Fabricante de SCBAs
BioPak), el Sr. Wrenn fue responsable de formar a
personal militar de limpieza de armas químicas y en el
uso de respiradores de circuito cerrado (rebreathers). La
experiencia pasada del Sr. Wrenn en Detección de gas
viene como Director de Marketing de Neutronics, Inc.,
fabricante de Detectores de Gas fijos para la industria
química de proceso.
Sobre las Application Notes de RAE Systems
RAE Systems desarrolla y distribuye Notas Técnicas y de
Aplicación para educar y formar a los usuarios de
instrumentación de detección de gas. Sea un Primer
Actuador o un Higienista Industrial, estos Papeles
Blancos, facilitan información para la selección y
utilización de instrumentos de detección de gas para
mantener a la gente segura.
Están disponibles en www.raespain.com o en
www.raesystems.com o llamando a RAE Spain, s.l. al
+34 93 378 83 52.
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