INICIO > EL CONTROL DE ALCOHOLEMIA VEHICULAR

Hipótesis

Se observa que los controles de alcoholemia que realiza la policía de tránsito son erróneos; no garantizan una medición ni exacta ni precisa.


Desarrollo

Los medidores comerciales son del tipo de celda electrolítica (fuel cell). Su principio de funcionamiento se expresa en el dibujo siguiente. Recordemos que se estará midiendo la densidad de alcohol en sangre, esto es, la densidad de alcohol etílico o etanol que es lo mismo. Su fórmula química es CH3-CH2-OH y es una sustancia volátil.
   

   


Generalidades a tener en cuenta

Bien, dado que la placa de recepción (ánodo) del aire exhalado será la sensora, uno fácilmente ve que si se produce una diferencia de potencial entre los dos electrodos que será proporcional a la cantidad de etanol que se oxide, teniendo a su vez presente que la otra placa (cátodo) se halla sometida al aire que se reduzca, se comprenderá que toda mensura será siempre muy desprolija por las siguientes posibles alteraciones:

- La velocidad y presión del aire que se sople
- La cantidad de aire que llegue al recinto de medida
- La linealidad de la ecuación electroquímica
- Las condiciones del ambiente: temperatura, humedad, presión, etc.

Si en el "mejor de los casos" hay un error del 10 %, típico para toda medida improvisada y no seriamente comparada, esto arrojará una variabilidad hasta los 5,5 g/l que jamás se contempla en los transeúntes afectados.


Estudio de la posible influencia interferente en la medida

El siguiente esquema muestra la transmisión "supuesta" y legalmente consensuada del proceso.

   

   

Aquí los subíndices indican: "s" sangre y "e" exhalado. Por lo demás son:

P: Proporción de partición = 2000 ls/le
T: Taza alcohólica

Ms : Masa (gramo) o cantidad de etanol (en la sangre)
Vs : Volúmen (litro) de sangre
Ve : Volúmen (litro) de gas (aire, CO2, etanol, etc.) exhalado

La Proporción de partición, hallada experimentalmente, es la relación que existe de cómo un gas como el etanol se solubiliza en un líquido como es la sangre. Su inversa 1/P, es más comprensible, ya que muestra dicha relación en volúmen de etanol por litros de sangre.

Vemos en esto que y según la tabla lo permitido máximo para en conductor de automóvil corresponde a

Ms/Vs = 0,5 (gs/ls)

o bien

Ms/Ve = (Ms/Vs) . T/P = 0,00025 (gs/le)

Estas cifras de etanol son muy pequeñas. Para tomar conciencia de esto podemos hacer el siguiente cálculo: para el límite de 0,5 gramos de etanol en sangre, tendremos 1 litro de sangre en juego, y 2000 litros de aire exhalado equivalentes; en otros términos, si pretendemos soplar 1 solo litro de aire (como tal vez hacemos en la realidad de los controles), entonces ponemos en juego 0,5 milésimas de litro de sangre, conteniendo sólo 0,00025 gramos de etanol en ella. Fíjese, por consiguiente, la sensibilidad monstruosa que debe tener el instrumento y, claro, desde ya, sin que ningún factor extra vaya a interferir, cosa para mi bastante lejos de la realidad.

Bien, si bien esta concepción empírica que tengo no satisface, y no me equivoco en los siguientes cálculos, podríamos ver que estamos hablando de un volúmen de etanol a detectar de sólo una décima de milímetro cúbico (digamos, la décima parte de una cabeza de alfiler):

Masa etanol = 0,00025 g
Masa molar etanol = 46,07 g/mol
Moles etanol = Masa etanol / Masa molar etanol = 0,000005426 moles
Volumen etanol (como gas) = Moles etanol . Volumen molar = 0,000005426 moles . 22,4 litro/mol = 0,000215 litros = 0,215 cm3
Volumen etanol (como líquido) = Volumen etanol (como gas) / Proporción de partición = 0,215 cm3 / 2000 = 0,0001075 cm3 = 0,1075 mm3



Estudio de la posible alinealidad de la medida

Por la generalidad de la ecuación de Nernst tenemos que la diferencia de potencial obtenida para la mensura está dada por

   

Vsensada = Vreferencia - K/n

donde n es el número de moles de etanol (cantidad de masa Ms que participa en la reacción) y K es una "constante" dada por

K = R.T.log(Q) / F
R la constante de los gases
T la temperatura absoluta (ºKelvin)
F la constante de Faraday (aproximadamente 96500 C/mol).
log(Q) es el logaritmo base 10 de Q que es el cociente de reacción.

Cambiando la ecuación resulta entonces la tensión diferencial

Vmedida = Vreferencia - Vsensada = K/n

que es una hipérbola con respecto a la cantidad Ms de etanol, que para quien sepa de matemática sabrá que es una expresión altamente alineal y, por tanto, comprenderá que la medición final Vmedida estará expuesta a una variabilidad enorme. Distinguimos en ella las zonas:


Zona I: alta sensibilidad, linealidad y gran imprecisión
Zona II: alinealidad pero precisión (normalmente la zona elegida)
Zona III: baja sensibilidad, linealidad y precisión

Difícil que un soft del equipo instrumental vaya a compensar el efecto, sino que más bien me inclino a pensar que se contempla fidedigna la medida siempre y cuando uno trabaje y mida en un pequeño entorno de la curva "salvando" esta desprolijidad.
   


Observación por el cambio de las condiciones ambientales

Como se ha dicho, la presión y la temperatura ambientes entiendo son cruciales en una mensura tan exquisita. Por supuesto que estos factores han sido ampliamente superados en el hardware de la electrónica, sino que me refiero a las afecciones que se pueden otorgar en la celda electroquímica.

1º) La "Proporción de partición" que llamamos P ha sido definida oportunamente de la siguiente manera: “Cuando una solución acuosa (sangre) de un componente volátil (etanol) alcanza un equilibrio con el aire (aire alveolar), existe una proporción fija entre las concentraciones de este componente en el aire y en la dicción (2000:1), a una temperatura determinada” (Hargar, R. H., National Highway Traffic Safety Administration, U.S., 1974). Pero se sabrá que la temperatura del cuerpo humano no es exactamente constante; tiene su diferencia de persona a persona y cambia con el momento del día en cada una de nosotros.

2º) La ecuación de Nernst antedicha pone de manifiesto explícito los cambios de la mensura con la temperatura del ambiente.

3º) Si la presión del ambiente es diferente, es de esperar que también lo sea la cantidad de moléculas que lleguen al cátodo desde el aire puro para realizar la reducción del oxígeno.


Observaciones varias

Fíjese en algo que nadie repara. El dibujo publicitario que puse al comenzar este artículo, elegido al azar de la internet, muestra un equipo que posee un "inocente" factor de "precisión del 97 %"; y nadie se da cuenta lo que esto en verdad implica. La precisión no es la fidedignidad de las medidas que es lo que corresponde a la exactitud, sino a la repetibilidad de las tomas. Lo que el fabricante le está diciendo es que de cien transeúntes, tres de ellos la medida no corresponderá porque hay una falla en el equipo que repetirá. Y esto significa que seguramente habrá tres infortunados conductores que posiblemente protesten con razón de observar una injusticia; y encima tendrán que abonar la "infracción". Esto excepto la imprecisión les resulte a favor.

Debemos tener reparo en las siguientes ingestas inesperadas: vinagre en ensaladas, enjuague bucal que posea alcohol, cerveza "sin alcohol", postre borracho, bombones de licor, aerosoles inhalados que se usan contra el asma, y yo por las dudas reparo también el los perfumes desodorizantes en aerosol que usamos en el vehículo.

¿Porqué hay tanta ambigüedad en los resultados del control de alcoholemia como lo es con el vinagre en las ensaladas, el enjuague bucal, etc.? Bien, eso es así, la respuesta es fácil, y es porque la gente lo asimila de diferentes maneras, las ensaladas tienen más o menos vinagre según cada cocinero, las ingestas orgánicas cambian de persona a persona, los tiempos de haber consumido son diferentes, etc. y, peor aún, cada equipo es diferente uno de otro. Cada partida, fábrica, tecnología, año, uso, etc. demarcan una dispersión generalizada que, sumando a las imprecisiones anteriores, es de esperar que aparezcan casos donde se obtienen resultados altos y otros bajos, etc.
Diciéndolo de otra manera, si venimos circulando después de comer y la probabilidad de que el vinagre en la ensalada sea efectivo en el control es del 5 %, un vaso de vino del 10 %, una demora de la ingesta del 5 %, y un equipo de medida defectuoso del 5 % (el ejemplo del equipo mostrado era del 3 %); entonces el resultado final será que estaremos expuestos a su suma, esto es, a un 25 % de que nos dé positivo y nos hagan la multa. No es lo mismo jugar una apuesta con un dado de 10 caras a otro que tenga sólo 4; usted comprenderá.


Conclusión

Entiendo haber confirmado mi hipótesis. Sólo me queda realizar la sana crítica de aconsejar a los responsables de gobierno y sus autores con poder de policía que se aseguren de que sus instrumentales sean fidedignos, que los chequeen periódicamente, que si no lo pueden confirmar tomen reparo en permitir una taza mayor y no 0,5 gramos por litro que es extremadamente baja, y no procedan, como tantas veces he visto, con intemperancia y autoritarismo dignos ni siquiera de quienes lo saben todo.



Eugenio
29/12/15, Mar del Plata, Argentina
  
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