Aplicacion de fluorescencia de rayos X en el analisis quimico de residuos de disparos (GSR) en el lugar de los hechos: una revision sistematica
No Thumbnail Available
Date
2026-07-21
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Santiago de Cali
Abstract
The study of gunshot residue (GSR) faced limitations regarding the costs and processing times of traditional techniques such as SEM-EDX. Consequently, the viability of implementing X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and its variants (micro-XRF and TXRF), combined with chemometric analysis (PCA), was evaluated as a faster, more cost-effective, and non-destructive screening alternative. The objective was to analyze the capability and scope of XRF to detect, quantify, and discriminate GSR on different substrates and under extreme conditions.
The methodology encompassed three experimental approaches: micro-XRF analysis of samples collected from the hands and face of a shooter; portable XRF evaluation of impacted bovine ribs subsequently calcined at 800 °C; and swab sample collection after discharging firearms, where the extracts were analyzed using TXRF and PCA models.
The results demonstrated that micro-XRF effectively identified lead (Pb) and barium (Ba), although calcium in the skin interfered with antimony (Sb) detection. In the skeletal remains, the inorganic components of GSR survived calcination, showing higher intensity with unjacketed projectiles. Finally, the combination of TXRF and PCA successfully differentiated five calibers and the type of firearm (pistol or revolver), exhibiting limitations only with isolated detonations of a .32 caliber.
It was concluded that XRF constituted a suitable, rapid, and accessible alternative for preliminary GSR analysis. Its non-destructive nature allowed the preservation of evidence severely degraded by fire and facilitated ammunition classification through automated data processing.
Description
El estudio de los residuos de disparo (GSR) presentó limitaciones por costos y tiempos de técnicas tradicionales como MEB-EDX. Debido a esto, se evaluó la viabilidad de implementar la espectroscopía de fluorescencia de rayos X (XRF) y sus variantes (micro-XRF y TXRF), combinadas con análisis quimiométricos (PCA), como alternativa de tamizaje más rápida, económica y no destructiva. El objetivo fue analizar la capacidad y alcance de la XRF para detectar, cuantificar y discriminar GSR en diferentes soportes y condiciones extremas.
La metodología abarcó tres enfoques experimentales: el análisis por micro-XRF de muestras en manos y rostro de un tirador; la evaluación con XRF portátil en costillas bovinas impactadas y calcinadas a 800 °C; y la recolección de muestras con hisopos tras disparar, cuyos extractos fueron analizados por TXRF y modelos PCA.
Los resultados demostraron que la micro-XRF identificó efectivamente plomo (Pb) y bario (Ba), aunque el calcio de la piel interfirió con el antimonio (Sb). En los restos óseos, los componentes inorgánicos del GSR sobrevivieron la calcinación, mostrando mayor intensidad con proyectiles sin camisa. Finalmente, combinando TXRF y PCA se diferenció con éxito cinco calibres y el tipo de arma (pistola o revólver), con limitaciones solo en detonaciones aisladas de calibre .32.
Se concluyó que la XRF constituyó una alternativa idónea, rápida y accesible para el análisis preliminar de GSR. Su naturaleza no destructiva permitió preservar evidencias degradadas por fuego y clasificar municiones mediante datos automatizados.
Keywords
Rayos X, Residuos de disparos, GSR, Fluorescenciai de rayos X, Rayos x, XRF, gunshot
Citation
Roncancio García, J. J. (2026). Aplicacion de fluorescencia de rayos X en el analisis quimico de residuos de disparos (GSR) en el lugar de los hechos: una revision sistematica [Tesis de pregrado, Universidad Santiago de Cali]. Repositorio Institucional USC.