Procedimiento para detectar in situ la presencia de explosivos en un medio gaseoso.

Procedimiento para detectar in situ la presencia de al menos un explosivo en un medio gaseoso

, comprendiendo el procedimiento una operación de extracción y de concentración de este explosivo en un medio líquido, comprendiendo esta operación la nebulización del medio líquido mediante el medio gaseoso y la condensación de las gotitas de medio líquido que forman la neblina producida mediante esta nebulización, y caracterizado porque:

- se usa, como medio líquido, un medio que contiene al menos una sustancia que puede reaccionar con este explosivo o con un producto resultante de la degradación de este explosivo mediante un agente químico, y cuya reacción o interacción con dicho explosivo o dicho producto de degradación conlleva una variación de al menos un parámetro fisicoquímico del medio líquido;

- se mide dicho parámetro fisicoquímico durante la operación de extracción y de concentración del explosivo o al final de esta operación; y

- se correlaciona el resultado de la medición de dicho parámetro fisicoquímico con la presencia o la ausencia del explosivo en el medio gaseoso.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/071188.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 25, rue Leblanc, Bâtiment "Le Ponant D" 75015 Paris FRANCIA.

Inventor/es: HAIRAULT,LIONEL, BRY,ALAIN, BOUSQUET,MARILYNE, MAILLOU,THIERRY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Muestreo; Preparación de muestras para la investigación... > G01N1/22 (en estado gaseoso)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Muestreo; Preparación de muestras para la investigación... > G01N1/40 (Concentración de muestras)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por métodos... > G01N33/22 (combustibles; explosivos)

PDF original: ES-2525097_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Procedimiento para detectar in situ la presencia de explosivos en un medio gaseoso.
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Procedimiento para detectar in situ la presencia de explosivos en un medio gaseoso.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para detectar in situ la presencia de explosivos en un medio gaseoso Campo técnico

La invención se refiere a un procedimiento que permite detectar in situ, con una sensibilidad muy grande y de manera inmediata o casi inmediata, la presencia de al menos un explosivo en un medio gaseoso, y ello ya se presente este explosivo en estado gaseoso, líquido y/o sólido en este medio gaseoso.

Este procedimiento es concretamente susceptible de usarse para garantizar la seguridad civil, en particular en lugares públicos considerados como sensibles tales como los aeropuertos, las estaciones de tren y las estaciones de metro, para detectar actividades clandestinas de fabricación de explosivos o para vigilar con fines de seguridad emplazamientos industriales que fabrican, almacenan y/o manipulan explosivos.

Estado de la técnica anterior

La detección de explosivos es un problema de interés crucial, concretamente en materia de seguridad civil.

El caso particular de la detección de explosivos presentes en la atmósfera es extremadamente delicado debido a la baja presión de vapor de estos compuestos. Así, por ejemplo, el 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) tiene una presión de vapor de algunas ppb (parte por billón, es decir una molécula por billón de moléculas de aire), mientras que la ciclotrimetilen-trinitramina, también denominada hexógeno o RDX, tiene una presión de vapor de algunas ppt (parte por trillón, es decir una molécula por trillón de moléculas de aire).

Esto significa que el sistema de detección debe, no solamente ser móvil de modo que pueda usarse in situ si desea obtenerse una identificación rápida, incluso inmediata o casi inmediata de los explosivos presentes en la atmósfera, sino que también debe ser extremadamente sensible.

Uno de los métodos usados para detectar explosivos presentes en la atmósfera, que presenta la ventaja de ser a la vez móvil y de una grande sensibilidad, consiste en emplear perros llamados "rastreadores", adiestrados y entrenados para ello. No obstante, este método también presente el inconveniente de necesitar una formación larga y continua de los perros y de sus amos, y de ser inadecuado para operaciones prolongadas debido a que la duración de atención de los perros es relativamente limitada.

Por otro lado, se conoce un determinado número de aparatos móviles, incluso portátiles, diseñados para detectar la presencia de explosivos en la atmósfera, entre los que pueden citarse:

- los detectores desarrollados por la empresa Smiths Detection por una parte, y por la empresa GE Ion Track, Inc. por otra parte, y cuyo funcionamiento se basa en la espectrometría de movilidad iónica;

- los detectores desarrollados por la empresa Scintrex Trace Corp. y cuyo funcionamiento se basa en la reducción de los óxidos de nitrógeno NO2, que proceden de la descomposición de los explosivos, para dar NO y en la medición de la corriente eléctrica producida por esta reducción; y

- los detectores desarrollados por el equipo de R. Graham Cooks en la Universidad de Purdue (Indiana, EE.UU.) que usan la desorción-ionización por electropulverización (DESI).

En la práctica, el coste elevado de estos aparatos (del orden de 2. euros/unidad) y su bajo nivel de fiabilidad siguen siendo un freno para la generalización de su uso.

También se conoce, por la patente estadounidense número 5.11.517 [1], un procedimiento para detectar la presencia de valores, concretamente de explosivos, en un gas mediante extracción y concentración de estos vapores en un medio líquido, que consiste en poner en contacto, en forma de un remolino, este gas con un líquido de limpieza adecuado para captar estos vapores.

También se conoce, de Cofer III et al., Envir. Sci. Technol. 1985, 19(6), 557-56 [2], un procedimiento para recoger los gases que están presentes en estado de trazas en el aire atmosférico, mediante extracción y concentración de estos gases en un medio líquido, que consiste en nebulizar el medio líquido mediante este aire y en condensar las gotitas de la neblina resultante mediante contacto con una membrana hidrófoba.

Para resolver un problema muy distinto a la detección de la presencia de explosivos en la atmósfera, se ha propuesto, en la solicitud internacional PCT publicada con el número WO 25/25721 [3], un procedimiento que permite extraer de manera muy eficaz contaminantes gaseosos, líquidos y/o sólidos de un medio gaseoso y concentrarlos en un medio líquido, mediante nebulización de este medio líquido mediante el medio gaseoso y condensación de las gotitas que forman la neblina producida mediante esta nebulización, y que puede ponerse en

práctica en un aparato compacto, que se presenta en forma de una caja y por tanto puede usarse in situ.

Ahora bien, en el marco de su trabajo, los inventores constataron que el uso de este procedimiento, en combinación con reactivos elegidos convenientemente, puede aprovecharse para detectar, con una sensibilidad muy grande y de manera inmediata o casi inmediata, la presencia de explosivos en la atmósfera y, además, de manera continua.

Y en esta constatación es en la que se basa la presente invención.

Exposición de la invención

La invención tiene, por tanto, como objeto un procedimiento para detectar in situ la presencia de al menos un explosivo en un medio gaseoso, que comprende una operación de extracción y de concentración de este explosivo en un medio líquido, comprendiendo esta operación la nebulización del medio líquido mediante el medio gaseoso y la condensación de las gotitas de medio líquido que forman la neblina producida mediante esta nebulización, y que se caracteriza porque:

- se usa, como medio líquido, un medio que contiene al menos una sustancia que puede reaccionar con este explosivo o con un producto resultante de la degradación de este explosivo mediante un agente químico, y cuya reacción o interacción con dicho explosivo o dicho producto de degradación conlleva una variación de al menos un parámetro fisicoquímico del medio líquido;

- se mide dicho parámetro fisicoquímico durante la operación de extracción y de concentración del explosivo o al final de esta operación; y

- se correlaciona el resultado de la medición de dicho parámetro fisicoquímico con la presencia o la ausencia del explosivo en el medio gaseoso.

En el marco de la presente invención, el término "explosivo" engloba los explosivos intrínsecos, es decir los compuestos que portan grupos químicos explosóforos del tipo NO2, ONO2, NO, N-NO2, N=N, N=N=N, N-halógeno, N-azufre, N=C, CI2, OCIO3, O-O, O-O-O, CeC, C-metal, y que por tanto pueden descomponerse de manera explosiva bajo el efecto de un impulso tal como un impacto o una variación de temperatura.

También engloba los precursores de estos explosivos, es decir los compuestos que se usan en las reacciones químicas mediante las cuales se producen y los constituyentes de composiciones explosivas. Es el caso por ejemplo del nitrometano.

Engloba además los marcadores de explosivos en el sentido del "Convenio sobre la Marcación de Explosivos Plásticos y en Láminas para Fines de Detección" firmado en Montreal el 1 de marzo de 1991. Se recuerda que por "marcador de explosivo", este Convenio entiende una sustancia que se añade a un explosivo para hacer que sea detectable. Se citan como marcadores de explosivos en este Convenio, el dinitrato de etilenglicol (EGDN), el 2,3- dimet¡l-2,3-d¡nitrobutano (DMNB) y los isómeros para y orto del nitrotolueno (p-MNT y o-MNT).

Así, a modo de ejemplos no limitativos de explosivos susceptibles de detectarse mediante el procedimiento de la invención, pueden citarse:

- los explosivos relevantes de la familia de los... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para detectar in situ la presencia de al menos un explosivo en un medio gaseoso, comprendiendo el procedimiento una operación de extracción y de concentración de este explosivo en un medio líquido, comprendiendo esta operación la nebulización del medio líquido mediante el medio gaseoso y la condensación de las gotitas de medio líquido que forman la neblina producida mediante esta nebulización, y caracterizado porque:

- se usa, como medio líquido, un medio que contiene al menos una sustancia que puede reaccionar con este explosivo o con un producto resultante de la degradación de este explosivo mediante un agente químico, y cuya reacción o interacción con dicho explosivo o dicho producto de degradación conlleva una variación de al menos un parámetro fisicoquímico del medio líquido;

- se mide dicho parámetro fisicoquímico durante la operación de extracción y de concentración del explosivo o al final de esta operación; y

- se correlaciona el resultado de la medición de dicho parámetro fisicoquímico con la presencia o la ausencia del explosivo en el medio gaseoso.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el explosivo se elige de los explosivos intrínsecos, sus precursores y los marcadores de explosivos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el explosivo se elige de los compuestos nitroaromáticos, las nitraminas, los ásteres nítricos y los peróxidos orgánicos.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el parámetro fisicoquímico del medio líquido es una propiedad óptica.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la propiedad óptica es la densidad óptica o la fluorescencia.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia contenida en el medio líquido se elige de las bases fuertes y los halogenuros de tributilamonio.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la sustancia contenida en el medio líquido se elige de los compuestos de titanio (IV).

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la sustancia contenida en el medio líquido es el oxosulfato de titanio.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la sustancia contenida en el medio líquido es una ftalocianina, una cumarina o la dansilamida.

1. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que la ftalocianina responde a la siguiente fórmula (I):

**(Ver fórmula)**

en la que:

- Ri, R4, Rs, Rs, Rg, R12, R13 y R16, idénticos o diferentes, representan un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que comprende de 1 a 4 átomos de carbono y, aún mejor, un grupo metilo o etilo, mientras que R2, R3, R6, R7, R1, R11, Ru y R15 representan un grupo alcoxilo; o bien

- Ri, R2, R4, R5, Re, R8, Rg, R1, R12, R13, Rh y Ríe representan un átomo de hidrógeno, mientras que R3, R7, R11 y Rh representan un grupo ariloxilo o un grupo sililado;

pudiendo esta ftalocianina estar metalada o no metalada.

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio líquido contiene además al menos un agente químico que puede degradar el explosivo y/o al menos un compuesto adecuado para favorecer la solubilización en el medio líquido del explosivo o del producto resultante de su degradación mediante el agente químico.

12. Procedimiento según la reivindicación 11 dependiente de la reivindicación 7 o de la reivindicación 8, en el que el agente químico es un ácido fuerte, preferiblemente ácido sulfúrico.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la medición del parámetro fisicoquímico del medio líquido se realiza mediante espectrofotometría o mediante fluorimetría.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la medición del parámetro fisicoquímico del medio líquido se efectúa en continuo durante toda la duración de la operación de extracción y de concentración del explosivo en el medio líquido.

15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la operación de extracción y de concentración del explosivo en el medio líquido comprende una primera y una segunda condensación de las gotitas de medio líquido que forman la neblina producida mediante la nebulización, realizándose la primera condensación mediante coalescencia de las gotitas sobre una superficie mojada y realizándose la segunda condensación mediante contacto de dichas gotitas con una superficie fría.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, que se pone en práctica en un aparato (1) que comprende:

- un primer recinto (2) de nebulización y de condensación, que presenta una parte (24) superior y una parte (21) inferior destinada a contener el medio líquido, y que está dotada de un conducto (35) de alimentación del medio gaseoso, de medios (31, 33) para nebulizar el medio líquido, y de un primer conducto (45) de evacuación del medio gaseoso;

- medios (6) de puesta en depresión o en sobrepresión del interior del primer recinto para permitir que el medio gaseoso penetre en este primer recinto, que circule por el mismo y que se evacúe del mismo, en un flujo continuo;

- un segundo recinto (4) de condensación, estando conectado este segundo recinto al conducto (45) de evacuación del medio gaseoso del primer recinto, y estando dotado de un segundo conducto (5) de evacuación del medio gaseoso;y

- medios (52) para enfriar este segundo recinto; y

- medios (22) para medir el parámetro fisicoquímico del medio líquido cuya variación se induce mediante la reacción o la interacción entre la sustancia y el explosivo o el producto resultante de su degradación mediante el agente químico.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que los medios para medir el parámetro fisicoquímico del medio líquido son medios de medición espectrofotométrica y/o fluorimétrica.