Jazda po alkoholu jest niebezpieczna. Szybkie i niezawodne procesy pomiarowe do określenia

Transkrypt

1 Dekady postępu: pierwszy Dräger Alcotest z rurką wszedł na rynek w 1953 roku. Dziś aktualny stan techniki reprezentują szybkie i precyzyjne jednostki pomiarowe z sensorami elektrochemicznymi Proszę dmuchać Jazda po alkoholu jest niebezpieczna. Szybkie i niezawodne procesy pomiarowe do określenia POZIOMU UPOJENIA kierowców były przez dziesięciolecia niedostępne. W 1953 Dräger dokonał przełomu pierwszym Alcotestem, zaś wyniki pomiarów alkoholu w wydechu są dziś dopuszczalne w sądzie. Dmuchanie, odczyt wyników i gotowe: gdy Dräger wprowadził na rynek urządzenie Alcotest w 1953 roku, po raz pierwszy możliwe stało się stwierdzenie upojenia kierowcy z użyciem pojedynczego testu wydechu. Dzięki nieustannym badaniom nad pomiarami alkoholu w wydychanym powietrzu, firma z Lubeki opracowała od tamtego czasu szereg innych metod opartych na systemach sensorów elektronicznych włącznie z metodami umożliwiającym uzyskanie wyników pomiarowych o charakterze dowodowym dla wykroczeń wg paragrafu 24a Niemieckiego Kodeksu Ruchu Drogowego. Dräger Alcotest 7110 Evidential MK III jest w chwili bieżącej jedynym urządzeniem z certyfikacją budowy Physikalisch-Technische Bundesanstalt - twierdzi Dr. Jürgen Sohège, Product Manager w firmie Dräger. Z drugiej strony mamy pierwszy Alcotest z rurkami Dräger (i workiem z tworzywa sztucznego do kontroli objętości), który nadal pełni rolę testu wstępnego przy drogowych kontrolach trzeźwości. Rurki zawierają kwas siarkowy i żółty dwuchromian potasu. Składniki reagują podczas badania tworząc aldehyd octowy i zielony chrom trójwartościowy, gdy alkohol etylowy, zwany także etanolem, przepływa przez rurkę wraz z wydychanym powietrzem. Intensywność i długość zabarwienia wskazuje stężenie etanolu. Jeśli taki test

2 wstępny zasygnalizuje wykroczenie lub przestępstwo (całkowitą niezdolność prowadzenia), przeprowadzana jest dalsza analiza potwierdzająca. Proces rozwoju rurek to klasyczny przykład dalekowzrocznego przekazywania wiedzy z innego zastosowania. Know-how pochodzi z systemów detekcji gazowej dziedziny, w której Dräger ustanawia globalne standardy od lat 30. XX wieku, jak twierdzi doktor elektrochemii Sohège. Inżynierowie firmy Dräger wpadli na pomyśl nowego procesu pomiarowego pewnego poranka po imprezie firmowej. Proces pomiarowy pojawił się we właściwym czasie z powodu masowej motoryzacji po II wojnie światowej liczba wypadków samochodowych spowodowanych alkoholem wzrosła dramatycznie, co zostało odzwierciedlone w orzecznictwie. Tak więc, także w 1953 roku, w Republice Federalnej Niemiec stężenie alkoholu we krwi o wartości 1.5 promila zostało określone granicą całkowitej niezdolności do prowadzenia. Podobne wartości graniczne zostały ustanowione w innych krajach. Problem prowadzenia pojazdów pod wpływem alkoholu jest problemem globalnym podobnie jak rynek dla Alcotestów firmy Dräger. W wielu krajach sama nazwa Alcotest jest synonimem testowania pod kątem alkoholu. Od upojenia i maszyn parowych Fenomen wykroczeń popełnianych na drogach pod wpływem alkoholu nie był jednak czymś nowym w połowie XX wieku, nie został również zapoczątkowany wraz ze zmotoryzowanym ruchem drogowym. Samochody nie były jeszcze wynalezione, gdy parlament brytyjski uznał prowadzenie pod wpływem alkoholu za wykrocznie. W 1872 roku Westminster podjął uchwałę w nadziei zmniejszenia zagrożenia publicznego powodowanego przez pijane osoby prowadzące pojazdy. Automobil został wynaleziony przez Daimlera i Benza w 1886, zaś pierwszy taki pojazd dotarł do brzegów Anglii dopiero w 1894 roku. Jednak w uprzemysłowionej Brytanii ruch uliczny był już wystarczająco wielki w 1870 roku do wprowadzenia zakazu bycia pijanym podczas prowadzenia wozu, konia, wołu lub maszyny parowej na wszelkich drogach lub innych miejscach publicznych. Jednak uchwała podjęta w 1872 roku nie była wielkim sukcesem. Problem towarzyszy od tamtego czasu historii transportu i przeciwdziała mu się na całym świecie

3 1938 Amerykański Drunkometer działał z użyciem mokrego, chemicznego procesu pomiarowego 1953 Klasyk: rurki Dräger Alcotest W latach 20. i 30. XX wieku udowodniono związek pomiędzy zawartością alkoholu we krwi i w wydychanym powietrzu z użyciem zakazów, monitorowania i zapobiegania. Ale co właściwie stanowi bycie pijanym? Do połowy XX wieku władze nie posiadały szybkiej i niezawodnej metody określania poziomu upojenia kierowcy na przydrożnych punktach kontrolnych. Określenie stopnia ograniczenia reakcji w skutek spożycia alkoholu jest trudne, mierzona jest więc zawartość alkoholu we krwi (BAC) lub ilość alkoholu w moczu. Nie ma jednak możliwości przeprowadzania tych czasochłonnych procedur na dużą skalę przy codziennym monitorowaniu ruchu ulicznego. W latach 20. i 30. XX wieku udowodniono, że istnieje możliwość określenia zawartości alkoholu we krwi z użyciem wydychanego powietrza wyjaśnia Dr Sohège. Amerykański lekarz Emil Bogen zasugerował użycie wydychanego powietrza w celu określenia BAC już w 1927 roku. Decydujące znaczenie w tej kwestii miały badania przeprowadzone przez szwedzkich farmakologów: Görana Liljestranda i Paula Linde'a opublikowane w Borkenstein (po lewej) i jego Breathalyzer roku pt. O wydalaniu alkoholu w wydychanym powietrzu. Lijestrand i Linde zademonstrowali związek pomiędzy wydychanym powietrzem i stężeniem alkoholu we krwi. Założyli także, iż przyczyna leży wyłącznie w wymianie gazu pomiędzy powietrzem i krwią w płucach. Później jednak za podstawę pomiędzy BAC i stężeniem alkoholu w wydychanym powietrzu (BrAC) uznano dyfuzję alkoholu w całych drogach oddechowych. Rurki Dräger oferują pierwszy szybki test Wspomniani szwedzcy naukowcy stwierdzili, że dwa litry wydychanego powietrza (w temperaturze 34 stopni Celsjusza) zawierają w przybliżeniu tyle samo alkoholu, co jeden centymetr sześcienny krwi. W większości krajów używany jest mnożnik 2100 jako stosunek pomiędzy wartościami pomiarowymi stężenia alkoholu we krwi i w wydechu (BBR). Ponieważ rozrzut statystyczny BBR powiązany jest z szeregiem warunków peryferyjnych i wynosi od 2000 do 2300, nie jest zwykle praktykowana bezpośrednia konwersja jednej wartości pomiarowej na drugą przy badaniach wykorzystywanych w charakterze dowodowym w sądach. W zamian określono niezależne wartości graniczne zarówno dla testów wydychanego powietrza, jak i krwi w każdym wypadku z własna ważnością. Paragraf 24a Niemieckiego Kodeksu Ruchu Drogowego mówi: Za wykroczenie uważa się prowadzenie pojazdu mechanicznego po drodze przy stężeniu 1978 Prototyp Alcytronu - pierwszego urządzenia wyposażonego w sensor podczerwony alkoholu w wydychanym powietrzu o wartości 0.25mg/l i większym lub 0.5 promila we krwi lub ilości alkoholu w organizmie prowadzącej do wspomnianych stężeń w wydychanym powietrzu lub krwi. BAC oznaczany jest w większości krajów w miligramach etanolu na kilogram krwi lub litr krwi ( promil ), podczas gdy BrAC podawany jest w miligramach etanolu na litr wydychanego powietrza. Pierwszą próbą wykorzystania odkrycia zależności pomiędzy BAC i BrAC do monitorowania użytkowników dróg był Drunkometer opracowany w USA w 1938 roku przez Rolla N. Hargera i wykorzystujący mokry proces chemiczny. Zdaniem Dr Sohège było to bardziej transportowane laboratorium chemiczne niż prawdziwie mobilne urządzenie testujące. Niedługo po wprowadzeniu na rynek w 1953 rurki Alcotest przez firmę Dräger, na rynku północnoamerykańskim pojawił się Breathalyzer stworzony przez Roberta F. Borkensteina i mierzący BrAC z użyciem ocenianej elektrycznie reakcji chemicznej. W późniejszym czasie firma Dräger przejęła produkcję i dystrybucję Breathalyzera. Rurki Dräger były jednak pierwszym testem o regularnym użyciu operacyjnym na drogach uzyskującym obiektywne szacowanie BrAC. Dr Sohège: Od lat pięćdziesiątych policja i organy ruchu drogowego wiedzą, że tak szybkie, jak możliwe pomiary wpływu alkoholu na miejscu zdarzenia są niezbędną częścią niezawodnej prewencji. W rezultacie użycie rurek

4 szybko się rozpowszechniło. Dzięki łatwości odczytu i zrozumienia rurki zostały zaakceptowanie nie tylko przez władze, lecz także przez monitorowanych kierowców. Oprócz Niemiec rurki trafiły najwcześniej na rynek brytyjski, szwedzki i australijski. Eksperci przewidywali, że popyt na analizy alkoholu będzie stale rósł. W niedługim czasie zaistniało zapotrzebowanie na szybsze, bardziej precyzyjne i tym samym przydatne sądowo wyniki powiedział Dr. Sohège. Dodał również, iż z kryminologicznego punktu widzenia badanie wydychanego powietrza jest bardziej bezpośrednią z tych dwóch procedur - zawartość alkoholu w wydechu powiązana z dyfuzją alkoholu z krwi tętniczej zapewnia bardziej bezpośrednie odzwierciedlenie stężenia alkoholu w tętnicach mózgu niż poziom alkoholu mierzony w krwi żylnej lub jej surowicy z użyciem takich procesów, jak chromatografia gazowa lub dehydrogenaza alkoholu Dräger przejął produkcję Breathalyzera od Smith & Wesson PODCZERWONY SENSOR OPTYCZNY Schemat zasady pomiarowej Lampa Okno Okno Linie Gaz widmowe Filtr interferencji Detektor Widmo podczerwone SENSOR ELEKTROCHEMICZNY System pomiarowy Tłoczek Sensor elektrochemiczny Silnik elektryczny pompy Komora próbkująca Sensor podczerwony lub elektrochemiczny: dwa często spotykane procesy pomiarowe do określania poziomów stężenia alkoholu w wydychanym powietrzu, oparte na różnych zasadach. Podczas gdy podczerwony sensor optyczny mierzy absorpcję światła przez etanol, sygnał generowany przez sensor elektrochemiczny wytwarzany jest przez utlenianie cząsteczek na warstwie katalitycznej W przyszłości sprzęt pomiarowy oparty będzie na elektronice Nowe urządzenia do testowania alkoholu w wydychanym powietrzu opracowane przez firmę Dräger w latach 70. i 80. wykorzystują systemy elektryczne i elektroniczne. Tworząc nową technologię wykorzystaliśmy możliwości oferowane przez miniaturyzację wraz z pojawieniem się każdej nowej generacji sensorów - wyjaśnia Dr. Sohège. Także tym razem technologia pochodziła od systemów detekcji gazowej. Już w 1978 roku Dräger wskazał kierunek rozwoju urządzeniem Alcytron - prototypem zawierającym podczerwony sensor optyczny. W zastosowanym procesie źródło światła emituje promieniowanie podczerwone o specyficznej długości fal kierowane przez komorę pomiarową i mierzone następnie fotokomórką. Gaz znajdujący się w komorze pochłania część promieniowania i redukuje siłę sygnału pochodzącego z fotokomórki, co umożliwia

5 1982 Alcotest 7010 z podczerwonym sensorem optycznym 1988 Sensor elektrochemiczny: Alcotest 7410 Nowoczesna inżynieria elektryczna jest kluczem do pomiarów alkoholu w wydychanym powietrzu określenie stężenia gazu. Cztery lata później na rynek trafił Alcotest 7010 używany jednak tylko w zastosowaniach stacjonarnych. Równolegle z technologią podczerwoną, Dräger zaprezentował także sensor półprzewodnikowy bazujący na tlenku cyny. Ogniwo pomiarowe tego typu użyto w przenośnej jednostce Alcotest 7310, która weszła na rynek w 1980 roku. Od tego czasu możliwe stało się odczytanie wartości pomiarowych na wyświetlaczu cyfrowym już sekundy po poborze próbki w punkcie kontrolnym. W niedługim czasie nowe standardy szybkiego i precyzyjnego monitorowania BrAC ustanowiły sensory elektrochemiczne. W urządzeniach tego typu komora pomiarowa napełniana jest ściśle określoną objętością powietrza. W komorze następuje utlenianie elektrochemiczne zawartego w powietrzu etanolu na zewnętrznej warstwie elektrody pomiarowej, pełniącej rolę katalizatora, wytwarzające sygnał prądowy odczytu. Sensor elektrochemiczny reaguje z wysoką specyficznością na alkohol, co oznacza, że ketony, takie jak aceton, które mogą być także obecne w wydychanym powietrzu, nie zniekształcają wyniku. Premiera sensora miała miejsce wraz 1998 Pomiary dowodowe z użyciem Alcotest 7110 Evidential z Alcotestem 7410 w 1988 roku. Dzięki sensorowi elektrochemicznemu i technologii podczerwonej Dräger ustanowił przed 1990 rokiem dwa procesy, które na przestrzeni kolejnych lat stanowiły podstawy szeregu innowacji. Pierwszy Alcotest 7410 został wykorzystany do stworzenia całej rodziny urządzeń - aż do modelu 7410 Plus z cyfrowymi wskazaniami tekstowymi i funkcjami elektronicznego transferu danych. Jak wyjaśnił Dr. Jürgen Sohège: Odczyty generowane są języku kraju użycia, dzięki czemu zrozumienie pomiarów jest intuicyjne dla wszystkich osób zainteresowanych. Urządzenia pomiarowe zawierające sensory elektrochemiczne stały się od tamtego czasu standardowym sprzętem do testowania wstępnego. Dziś w Niemczech praktycznie każdy policyjny pojazd patrolowy wyposażony jest w taką jednostkę pomiarową. Najnowsze urządzenia Dräger do testów wstępnych to Alcotest 6510 wprowadzony na rynek w 2004 roku, Alcotest 6810 (od roku 2005) i Alcotest 7510 (2008). Postęp technologii podczerwonej jest równie udany: w 1985 roku na rynku pojawił się Dräger Alcotest 7110 wyposażony w sensor podczerwony z wyjątkowo selektywną reakcją na alkohol. Przy trzeciej generacji tego urządzenia (1994) sensor podczerwony połączyć można opcjonalnie z sensorem elektrochemicznym. Wraz z wejściem na rynek jednostki Alcotest 7110 Evidential ten 2-sensorowy system staje się standardowym wyposażeniem umożliwiającym dowodowe zastosowanie 2003 Immobilizer oparty na detekcji alkoholu: Interlock XT detekcji alkoholu w wydychanym powietrzu. Według Dr. Sohège a był to absolutny kamień milowy - redundantny projekt urządzenia gwarantuje szczególnie niezawodne wyniki dorównujące próbkom krwi przy użyciu dowodowym. Możliwości technologii zostały potwierdzone przez Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), która zatwierdziła Alcotest 7110 Evidential MK III jako pierwsze urządzenie do pomiarów alkoholu w wydychanym powietrzu z odczytami dopuszczalnymi w charakterze dowodów w sądach. Podobny system 2-sensorowy zastosowano w urządzeniu dowodowym Alcotest 9510, do użycia stacjonarnego oraz mobilnego, którego debiut miał miejsce w 2007 roku. Zmiana paradygmatu w strategiach pomiarowych Od 1953 roku, gdy na rynku pojawiły się pierwsze rurki Dräger-Alcotest, inżynierowie pracują na systemami o ulepszonych czasach reakcji umożliwiających prowadzenie kompleksowych badań z wysoką częstotliwością. To zauważalny światowy trend na najbliższą przyszłość przewiduje Sohège, Product Manager w firmie Dräger. Prowadzone są prace nad ulepszeniem technologii filtrów optycznych w celu stworzenia jeszcze bardziej precyzyjnych sensorów podczerwonych. W przyszłości, całkowicie nową opcję stanowić mogą pomiary przezskórne, gdzie stężenie alkoholu we krwi mierzone jest przez skórę. W odróżnieniu od badań wydychanego powietrza lub próbek

6 2007 Z ekranem dotykowym: urządzenie pomiarowe Alcotest 9510 Evidential MIERZENIE ALKOHOLU W ORGANIZMIE Alkohol w układzie pokarmowym Krew/Serce Krew kapilarna w pęcherzykach płucnych Serce Tętnice w ramieniu Żyły w ramionach 1 x próbka pełnej krwi żylnej Transport Tętnice w mózgu Powietrze w płucach (prawo Henry ego) 2 x próbka wydechu zawierającego powietrze z płuc Bezpośredni pomiar stężenia alkoholu (mg/l) każdej próbki powietrza z płuc (stężenie gazowe) Oddzielanie składników stałych Surowica krwi 4 x pomiar stężenia alkoholu ( ) w surowicy krwi (stężenie ciekłe) Surowica krwi przeliczona z powrotem na krew pełną ( ) z użyciem dzielnika 1.2 Porównanie z wartością graniczną Porównanie bezpośrednie z wartością graniczną Po spożyciu alkohol trafia do różnych części organizmu takich jak krew, powietrze, którym się oddycha, mocz i pot. Schemat przedstawia sposób przeprowadzania pomiarów stosownych poziomów alkoholu we krwi (po lewej) i w wydychanym powietrzu krwi, technologia oferuje zaletę wynikającą z pomiarów przeprowadzanych bez żadnej współpracy badanego. Największe korzyści wynikałyby dla sprzętu niezwiązanego z użyciem drogowym, w takich zastosowaniach jak medycyna ratunkowa, gdzie pacjenci mogą być przebadani pod kątem wpływu alkoholu. Jednak eksperci technik pomiarowych wykraczają myślami poza ulepszenia istniejących rozwiązań. Chodzi tu o zmianę paradygmatu oddalanie się od następczych czynności kontrolnych w kierunku zapobiegania użycia pojazdów lub systemów krytycznych pod wpływem alkoholu. Czyli celów Dräger Interlock XT. Urządzenie instalowane jest w pojazdach do transportu pasażerów, takich jak autobusy, taksówki lub lokomotywy w celu zwiększenia bezpieczeństwa podróży pasażerów. Jednak jednostki Interlock instalowane są także w pojazdach należących do kierowców, którzy przyciągnęli uwagę w przeszłości w wyniku prowadzenia pod wpływem i mogą powrócić na drogi jedynie pod ścisłym warunkami. Pierwszy Dräger Interlock aktywujący zapłon jedynie po negatywnym teście wydechu trafił na rynek w 1994 roku. Kontrola ruchu drogowego, blokady alkoholowe Interlock lub monitorowanie długookresowe oraz sensory elektrochemiczne lub technologia podczerwona każda nowa generacja sprzętu do badania alkoholu w wydychanym powietrzu wyprodukowanego przez firmę Dräger ustanawia nowe standardy na rynku zwiększającym bezpieczeństwo. Dräger Alcotest robi to od 1953 roku od czasu, gdy pierwsi kierowcy samochodów nadmuchali w rurkę i worek Dräger w celu przebadania ich wydechu. Peter Thomas