Química forense: la ciencia detrás del laboratorio criminal

A las 9:05 de la mañana del lunes 10 de septiembre de 1984, un genetista llamado Alec Jeffreys sacó de un baño de revelado una hoja de película de rayos X recién revelada en su laboratorio de la Universidad de Leicester. Estaba mirando una autorradiografía, un registro fotográfico de los lugares donde sondas radiactivas se habían unido a fragmentos de ADN humano extendidos sobre un gel. Lo que vio fue un patrón de bandas borroso, parecido a una escalera, y ese patrón era distinto para cada persona del gel. Más aún, las bandas que portaba un niño podían rastrearse hasta las bandas de la madre y del padre de ese niño. En unos pocos minutos contemplando un trozo de película, Jeffreys comprendió que estaba mirando algo genuinamente nuevo: una firma química única para cada individuo y, al mismo tiempo, heredada de manera legible. Llamó a la técnica huella genética, y en menos de cuatro años lograría la primera condena penal de la historia obtenida a partir de una coincidencia genética, liberaría al primer sospechoso acusado injustamente y transformaría toda una disciplina científica.

Esa disciplina es la química forense, la aplicación de la química analítica a las cuestiones del derecho. Es un siglo y medio más antigua que la era del ADN, y se asienta sobre una idea exigente: que las pruebas físicas, analizadas correctamente, pueden hablar con más fiabilidad que cualquier testigo. Este artículo recorre cómo funciona y cómo creció, desde un tubo de vidrio recubierto de arsénico metálico hasta un perfil genético cuyas probabilidades de coincidencia falsa son mejores que una en un trillón.

Una mañana en Leicester que cambió la justicia penal

El descubrimiento de Leicester pasó rápidamente de la curiosidad al tribunal. Para 1985, Jeffreys había aplicado la huella genética a su primer caso práctico, una disputa de paternidad e inmigración, donde la técnica demostró la relación biológica de un niño con su familia. Su primera aplicación penal llegó en Leicestershire en 1986 y 1987, y lo hizo en las peores circunstancias posibles. Dos adolescentes habían sido asesinadas en pueblos vecinos. Lynda Mann fue asesinada en Narborough en 1983, y Dawn Ashworth en Enderby en 1986, y los casos llevaban las marcas de un único agresor.

Un hombre de la zona, Richard Buckland, confesó el asesinato de Ashworth, y la investigación podría haber terminado ahí, salvo porque la policía pidió a Jeffreys que confirmara la confesión contrastándola con las pruebas biológicas. Su análisis de ADN hizo lo contrario. Demostró que un solo hombre había cometido ambos crímenes, pero ese hombre no era Buckland, que quedó exculpado en 1986. Era la primera vez que una prueba de ADN exoneraba a un sospechoso antes de la condena, y traía consigo una lección incómoda: una confesión puede estar equivocada, pero la química no lo estaba. Para encontrar al verdadero asesino, los investigadores pusieron en marcha un cribado masivo, recogiendo sangre y saliva de unos 5.000 hombres de los pueblos de la zona. El cribado por sí solo no lo atrapó, porque un hombre llamado Colin Pitchfork convenció a un compañero para que diera una muestra en su lugar. Solo cuando salió a la luz ese engaño se le hizo la prueba a Pitchfork, se halló la coincidencia y fue acusado. Se declaró culpable en enero de 1988. El caso produjo dos primicias a la vez: la primera condena penal obtenida mediante pruebas de ADN y la primera exoneración previa a la condena por las mismas.

Leer la firma química dentro de una célula

La técnica original que usó Jeffreys era laboriosa, dependía de largos tramos de ADN repetitivo y de sondas radiactivas. El análisis forense de ADN moderno es más rápido, más sensible y está casi por completo automatizado, pero la lógica es la misma. Un analista parte de una muestra biológica, que puede ser sangre, saliva, semen o unas pocas células de piel, y extrae de ella el ADN. Dado que un rastro de la escena del crimen puede contener apenas una cantidad ínfima de material, el siguiente paso es la amplificación: la reacción en cadena de la polimerasa, o PCR, copia regiones diana específicas millones de veces hasta que hay suficiente para medir.

Esas regiones diana son la clave. Dispersas por el genoma humano hay secuencias cortas y repetidas llamadas repeticiones cortas en tándem (STR), donde un motivo breve de ADN se repite uno tras otro un número variable de veces. El número de repeticiones en un lugar dado difiere enormemente de una persona a otra, y esa variación es lo que hace distintivo a un perfil. Los laboratorios forenses amplifican un conjunto fijo y estandarizado de estos lugares, llamados loci, de modo que los resultados de distintos laboratorios puedan compararse. Tras la amplificación, los fragmentos se ordenan por tamaño mediante electroforesis capilar, que arrastra las piezas de ADN a través de un tubo fino bajo un campo eléctrico, de manera que los fragmentos más cortos viajan más rápido y los más largos se quedan atrás. El resultado es un perfil, un conjunto de números que describen cuántas repeticiones hay en cada locus, y ese perfil se compara con la muestra de un sospechoso o con una base de datos. En Estados Unidos, el sistema CODIS utiliza un panel básico de veinte loci STR. Como los loci se eligen para que sean estadísticamente independientes, la probabilidad de que dos personas sin parentesco compartan un perfil completo por azar es mejor que una en un trillón, un número con dieciocho ceros.

Cuando una sola prueba bastaba para ahorcar a un envenenador

Mucho antes del ADN, el problema central de la química forense era el veneno, y el veneno central era el arsénico. Era barato, fácil de conseguir como matarratas, insípido en la comida y producía síntomas que imitaban enfermedades naturales como el cólera. Durante gran parte de la historia, un presunto asesinato por arsénico era casi imposible de probar, porque las pruebas disponibles eran poco fiables y se descartaban con facilidad en los tribunales. Eso cambió en 1836, cuando el químico británico James Marsh publicó un método lo bastante sensible como para convencer a un jurado.

La prueba de Marsh funciona por reducción. Una muestra de la que se sospecha que contiene arsénico se trata con zinc y ácido, y todo el arsénico presente se convierte en un gas llamado arsina. Cuando ese gas se conduce a través de un tubo de vidrio caliente, se descompone y deposita sobre el vidrio una película negra y brillante de arsénico metálico, el llamado espejo de arsénico. La cantidad depositada podía compararse con patrones, lo que hacía el resultado a la vez visible y cuantificable. La prueba de Marsh pertenece a una familia más amplia de métodos que los químicos forenses llaman pruebas presuntivas, es decir, procedimientos rápidos y baratos que sugieren con fuerza la presencia de una sustancia sin probarla de manera concluyente. Otro ejemplo famoso es la prueba de Kastle-Meyer para la sangre, desarrollada por Erich Kastle y Erich Meyer en 1903. Se basa en la química de la hemoglobina, cuyo grupo hemo portador de hierro imita a una enzima llamada peroxidasa; en presencia de peróxido de hidrógeno, tiñe de rosa intenso un reactivo de fenolftaleína incoloro. Un resultado positivo le indica al investigador que debe hacer más pruebas, no que debe sacar una conclusión, y esa distinción entre una pista y una prueba recorre todo el campo.

Separar una mezcla y luego nombrar cada una de sus partes

Un cambio de color presuntivo puede señalar la posible presencia de sangre o de un veneno, pero confirmar qué compuesto está presente, y en qué cantidad, requiere un instrumento más potente. El caballo de batalla del laboratorio criminal moderno es la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas, normalmente abreviada GC-MS, que combina dos técnicas complementarias en un único análisis.

La primera mitad, la cromatografía de gases, resuelve el problema de la separación. Una prueba real casi nunca es una sustancia pura; una muestra de restos de un incendio, por ejemplo, es una mezcla caótica de material quemado y de cualquier acelerante que se haya podido derramar sobre él. La cromatografía de gases vaporiza la mezcla y la transporta en una corriente de gas inerte a través de una columna capilar muy larga y fina, recubierta por dentro de una película química. Los distintos compuestos se adhieren a ese recubrimiento en distinto grado, así que recorren la columna a velocidades diferentes y emergen de uno en uno, ordenados con pulcritud. La segunda mitad, la espectrometría de masas, resuelve el problema de la identificación. A medida que cada compuesto separado sale de la columna, se ioniza y se fragmenta en partículas cargadas, y el instrumento mide la relación masa-carga de esos fragmentos. Cada molécula se rompe de una manera característica y reproducible, produciendo un patrón de fragmentación que funciona como una huella molecular y puede cotejarse con bibliotecas de referencia. Juntas, las dos etapas permiten que un analista tome una sola muestra desordenada, la separe compuesto a compuesto y nombre cada uno, y por eso la GC-MS es la técnica confirmatoria estándar para las drogas de abuso, para los acelerantes de incendios y para los venenos de la toxicología.

La prueba que nunca habla pero siempre testifica

El ADN y la química pura son solo una parte del trabajo del laboratorio. Gran parte de la ciencia forense consiste en leer los rastros físicos que el autor no pudo evitar dejar atrás. Cuando se dispara una bala, los surcos en espiral mecanizados en el cañón de un arma, llamados estriado, raspan finas rayas paralelas, o estrías, en el metal blando de la bala. Esas estrías son prácticamente únicas de un solo cañón, y la práctica de compararlas lado a lado bajo un microscopio fue sistematizada por Calvin Goddard, quien fundó una Oficina de Balística Forense y perfeccionó la microscopía de comparación de balas en 1925. El examen de documentos dudosos aplica un razonamiento similar al papel y la tinta, analizando la química de una firma, un cheque o una nota en disputa para determinar si es auténtica, alterada o falsificada.

Un ejemplo especialmente elegante son los residuos de disparo. Cuando se enciende el fulminante de un arma de fuego, esta proyecta partículas microscópicas cuya composición refleja la química del fulminante, clásicamente una combinación fundida de plomo, antimonio y bario. La manera moderna de encontrarlas es la microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de rayos X por dispersión de energía, abreviada SEM-EDX. El microscopio electrónico localiza partículas demasiado pequeñas para verse a simple vista y revela su forma característica, redondeada y fundida, mientras que el detector de rayos X lee los elementos que hay dentro de cada una, confirmando la firma de plomo, antimonio y bario que las identifica como residuo y no como polvo común. Distintas formas de prueba, entonces, exigen distintos instrumentos adaptados a distintos analitos: electroforesis capilar para la variación en la secuencia del ADN, GC-MS para los compuestos orgánicos volátiles, espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente para los metales traza, y microscopía con imagen elemental para las partículas. Cada técnica tiene su objetivo, su máquina y su límite de detección.

Ciento cincuenta años desde el arsénico hasta el genoma

Si uno se aleja de los métodos individuales, aparece a la vista un largo arco. La química forense se extiende a lo largo de aproximadamente un siglo y medio, desde la prueba del arsénico de Marsh de 1836, pasando por la prueba de la sangre de Kastle-Meyer de 1903, la microscopía de comparación de balas de Goddard de 1925 y la fundación del Laboratorio Criminal del FBI en 1932, hasta la huella genética de Jeffreys en 1984, la condena de Pitchfork de 1988 y la estandarización del panel STR de CODIS a lo largo de la década de 2000. Cada paso añadió no solo una herramienta nueva, sino un nivel más alto de certeza.

El crecimiento de esa certeza corta en ambas direcciones, y el campo ha tenido que enfrentarse a su propia falibilidad. En 1992, los abogados Barry Scheck y Peter Neufeld fundaron el Innocence Project en la Cardozo School of Law, usando esa misma química del ADN para reexaminar condenas antiguas; desde entonces, la organización ha empleado pruebas de ADN posteriores a la condena para exonerar a más de 250 personas condenadas injustamente en Estados Unidos. Unos años después, el juicio de O. J. Simpson de 1995 en Los Ángeles llevó las pruebas de ADN al centro de la conciencia pública estadounidense, y la defensa no atacó la química del tipado de ADN en sí. En cambio, atacó la forma en que se habían recogido, conservado y manipulado las pruebas, lo que subrayó una lección que la disciplina ha tenido que aprender una y otra vez. La química puede ser sólida, pero un resultado es solo tan fiable como la cadena de manipulación humana que lo rodea, desde la escena del crimen hasta el tribunal.

Conclusiones clave

La química forense es la aplicación de la química analítica a cuestiones legales, y su historia abarca unos 150 años desde la prueba del arsénico de James Marsh de 1836, que depositaba un espejo metálico de arsénico reducido para condenar a los envenenadores, hasta el descubrimiento de la huella genética por Alec Jeffreys en la Universidad de Leicester el 10 de septiembre de 1984 y el perfil CODIS moderno de veinte loci, cuya probabilidad de coincidencia aleatoria es mejor que una en un trillón porque cuenta las repeticiones variables en loci estandarizados de repeticiones cortas en tándem amplificados por PCR y ordenados por electroforesis capilar. El caso Pitchfork de 1986 a 1988 produjo tanto la primera condena penal como la primera exoneración previa a la condena mediante ADN, una pareja de hechos que capta el doble poder del campo para condenar y para liberar. La disciplina distingue las pruebas presuntivas rápidas, como la prueba de fenolftaleína de Kastle-Meyer para la sangre, de los instrumentos confirmatorios, ante todo la GC-MS, que separa una mezcla por cromatografía de gases y luego identifica cada componente por su huella espectral de masas, mientras que métodos especializados como la SEM-EDX leen las partículas de plomo, antimonio y bario de los residuos de disparo. A lo largo de todo ello recorre un principio, reforzado por el juicio de O. J. Simpson y por el Innocence Project, fundado en 1992 y responsable de más de 250 exoneraciones: la solidez de un análisis depende no solo de la química, sino de la integridad de las pruebas y de las personas que las manipulan.