Alcohol in het spel… Groeiende vraag naar alcoholdetectieapparatuur Dräger ontwikkelt, produceert en test de eigen alcoholdetectieapparatuur in Lübeck. Instrumenten van Dräger worden vanwege de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid wereldwijd ingezet, zowel door ‘particuliere’ organisaties als door diensten die namens de wetgever belast zijn met de handhaving van de veiligheid op de weg. Dräger is daar terecht trots op. (groen) chroomsulfaat ontstaat. De hoeveelheid doorgeblazen ademlucht wordt bepaald door een zakje, gekoppeld aan het buisje. De naam Alcotest, die Dräger verkreeg en toepaste voor deze ontwikkeling, werd uiteindelijk een begrip in de hele wereld, naast de term ‘blaaspijpje’ in het Nederlandse spraakgebruik.
Geconsumeerde alcohol komt via de darmen in het bloed terecht. Via het bloed bereikt het vervolgens de longen, waar een klein deel aan de uitgeademde lucht wordt afgegeven. De Britse chemicus William Henry (1775-1836) definieerde deze ‘passieve diffusie’ kwantitatief in de wetenschappelijke wet die zijn naam draagt. Deze wetmatigheid maakt het mogelijk om het bloedalcoholpercentage af te leiden uit de hoeveelheid alcohol in uitgeademde lucht die diep uit de longen komt. Bloed-, urine- of ademtest De hoeveelheid alcohol die zich op enig moment in het bloed van een persoon bevindt, wordt gehanteerd als objectieve maat voor zijn/haar beïnvloeding, zoals aantasting van de rijvaardigheid. Alcohol kan betrouwbaar worden gemeten in bloed, uitgeademde lucht of urine. Een ademtest is echter te verkiezen boven het nemen van een bloed- of urinemonster. Het verkrijgen van de waarde via een bloedmonster is kostbaar en tijdrovend, nog afgezien van het feit dat er een invasieve handeling aan te pas komt die door een medicus moet worden uitgevoerd. De lichamelijke integriteit komt in het geding. Urinetesten hebben het bezwaar dat de privacy wordt aangetast, met name wanneer een persoon wordt geobserveerd terwijl het monster wordt afgegeven (ter voorkoming van manipulatie door de verdachte). Dat alles betekent dat de ademtest overblijft; het meten van de hoeveelheid alcoholdamp in de uitgeademde lucht. En dat is wat alle moderne alco-
Gerechtelijk toegelaten: minutieus testen waarborgt accurate meetresultaten.
holtestapparaten doen: ze bepalen de ethanolcomponent in de uitgeademde lucht en zetten die waarde vervolgens om naar promille ‘bloedalcohol’. Blaaspijpjes Het betrouwbaar meten van het alcoholaandeel in de uitgeademde lucht en de omzetting in een bloedalcoholconcentratie is echter een lastige klus. De eerste pogingen daartoe werden ondernomen in 1927, als antwoord op het groeiende aantal dodelijke verkeersslachtoffers ten gevolge van alcoholgebruik door bestuurders. In 1938 werd er een nat-chemische procedure gebruikt, die in Engelstalige landen bekend werd onder de naam ‘Drunk-ometer’. In 1953 bracht Dräger haar handzame blaaspijpje uit: een glazen buisje gevuld met onder andere (geel) kaliumdichromaat, dat met ethanoldamp reageert, waarbij
Testen: stuk voor stuk Klaus Nemitz van Dräger te Lübeck assembleert twee behuizingsdelen en een printplaat tot een robuust apparaat. Met vaste hand pakt hij een onderdeeltje op dat nauwelijks groter is dan een Eurocent, klikt het vast op de printplaat en gebruikt een extreem dun soldeerboutje om twee platinadraadjes aan te sluiten. Daarmee is het apparaat nog niet klaar, maar het werkt al wel, althans: in principe. Nemitz en zijn collega’s assembleren apparaten die in eigen bedrijf zijn ontworpen. De vervaardigde draagbare en stationaire ademanalyseapparaten worden wereldwijd verkocht en hebben de blaaspijpjes en de bloedanalyse grotendeels verdrongen. “Hier in Lübeck doen we de eindassemblage en voeren we de extreem strenge testen uit die elk apparaat dient te ondergaan voordat het de fabriek verlaat,” zo legt teamcoördinator Björn Andresen uit. Twee detectietechnieken “De door ons gemaakte apparaten hebben twee verschillende sensoren. Een werkt elektrochemisch, de andere optisch,” legt Andresen uit. De sensoren reageren op
Als iedereen zich aan de regels zou houden, zijn ademalcohol analyseapparaten overbodig. Maar de nare realiteit is dat deze apparaten harder nodig blijken dan ooit. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) beschrijft alcoholmisbruik als ‘een van de belangrijkste risicofactoren ter wereld. In 2010 publiceerde de WHO haar ‘Globale strategie ter reductie van schadelijk gebruik van alcohol’, waarin werd opgeroepen om ‘methoden ter voorkoming van dronken rijden’, inclusief ‘monitoring en surveillance’ in te voeren. Het Nederlandse alcoholslotprogramma (de inbouw van de Dräger Interlock XT alcoholsloten in voertuigen van overtreders), vergelijkbare programma’s elders en de verplichting om in Frankrijk zelf ademtesten mee te nemen in de auto zijn daar enkele voorbeelden van.
Teamcoördinator Björn Andresen weet hoe alcohol moet worden opgespoord.
verschillende wijze op de aanwezigheid van ethanol in uitgeademde lucht. De elektrochemische brandstofcel wordt hoofdzakelijk toegepast in handheld screeningmodellen voor een snelle bepaling, als een preselectieve test die objectief de aanwezigheid van alcohol in het lichaam kan bevestigen. De optische sensor wordt gebruikt in rechtsgeldige apparaten, in combinatie met een elektrochemisch type. Deze rechtsgeldige apparatuur verricht twee metingen, die onderling worden vergeleken. Beide typen sensoren werken met een vergelijkbare precisie dus als deze dezelfde uitkomst geven dan is het resultaat net zo betrouwbaar als een bloedproef. Vanuit de diepten der longen Alle ademtestapparaten werken in princi-
Verzekert ook de veiligheid op de weg.
pe op dezelfde manier: men blaast simpelweg via een mondstuk in het toestel en de uitgeademde lucht wordt langs de sensor(en) geleid. De software zorgt ervoor dat er pas een analyse plaatsvindt als er een zekere hoeveelheid lucht is uitgeademd, lucht die dus diep uit de longen komt. De elektrochemische sensor bevat onder andere heel fijn platinapoeder dat is afgezet op een met geconcentreerd zwavelzuur verzadigd membraan. Bij de chemische reactie die aan de elektrodes plaatsvindt ontstaat een stroom die maatgevend is voor de hoeveelheid ethanol en tot de meetwaarde leidt. De optische sensor maakt gebruik van het verschijnsel dat ethanolmoleculen licht met een heel specifieke golflengte absorberen als meetparameter.
Glazen constructie voor natte luchttest: de balletjes voorkomen warmteverlies.
Kalibratie met ‘droge’ of ‘natte’ gassen Dräger voert kalibraties uit in overeenstemming met de wettelijke eisen in elk land. Dit wordt bij elk geproduceerd instrument individueel gedaan, en bovendien worden ze periodiek geijkt ter behoud van hun nauwkeurigheid; in Nederland halfjaarlijks. “We maken principieel onderscheid in kalibratie met droge en met natte gassen,” legt productmanager bij Dräger Jürgen Sohège uit. De ‘droge’ gastest wordt gedaan met gas uit cilinders, waarin zeer precies gedoseerde concentraties ethanol zijn ingebracht. De autoriteiten in veel landen, waaronder Nederland, vinden dat voldoende. Maar andere landen, zoals buurland Duitsland, eisen de complexere ‘natte’ testmethode. “Bij deze kalibratie reproduceren we uitgeademde lucht van exact 34 °C
Alcohollimieten wereldwijd (promillages bloedalcohol) Lieden die graag een slokje lusten moeten voorzichtig zijn in bepaalde landen. In Polen, Noorwegen en Zweden zal een bloedalcoholpromillage van 0,2 leiden tot sancties, en Estland, Roemenië, Slowakije en Tsjechië hanteren zelfs een zero-tolerance-beleid. 0,0 ‰ 0,2 ‰ 0,3 ‰ 0,4 ‰ 0,5 ‰
Estland, Roemenië, Slowakije, Tsjechië, Hongarije Polen, Noorwegen, Zweden Servië* Litouwen** België, Bosnië-Herzegovina, Bulgarije, Denemarken, Duitsland*, Finland, Frankrijk, Griekenland**, Ierland**, IJsland, Italië*, Kroatië, Letland**, Luxemburg**, Macedonië**, Montenegro, Nederland**, Oostenrijk**, Portugal, Zwitserland, Slovenië**, Spanje**, Turkije***, Cyprus 0,8 ‰ UK, Liechtenstein, Malta * 0,0 ‰ gedurende de proefperiode voor nieuwe bestuurders in Duitsland, net als voor iedereen onder 21 jaar. 0,0% voor bestuurders in Kroatië. 0,0 ‰ voor nieuwe bestuurders en bestuurders van bromfietsen, trikes, quads en motorfietsen (inclusief passagiers) in Servië. 0,0 ‰ voor bestuurders die het rijbewijs korter dan drie jaar in hun bezit hebben in Italië. ** 0,0 ‰ voor bestuurders die het rijbewijs korter dan twee jaar in hun bezit hebben in Macedonië en Slovenië; 0,2 ‰ voor dergelijke bestuurders in Oostenrijk, 0,2 ‰ in Griekenland, Ierland, Letland, Litouwen en Luxemburg, 0,3 ‰ in Spanje. In het algemeen ook 0,2 ‰ voor motorrijders in Griekenland. 0,2 ‰ in Nederland voor bestuurders die hun rijbewijs korter dan vijf jaar hebben en voor bromfietser onder 24 jaar. *** Is alleen van toepassing voor bestuurders van privévoertuigen zonder aanhangwagen. 0,0 ‰ voor bestuurders van alle andere voertuigen en aanhangwagens. De promillewaarde betreft de bloedalcoholwaarde, maar de metingen worden gewoonlijk verricht aan ademlucht (de hoeveelheid alcohol in milligrammen per liter uitgeademde lucht). Dit overzicht is alleen geldig voor personen die rijden voor privédoeleinden. De informatie kan afwijken.
Twee complementaire meettechnieken Geconsumeerde alcohol diffundeert door de dikke darm heen in het bloed. Zo komt het in de longen waar een klein gedeelte in de uitgeademde lucht terecht komt. De Britse chemicus William Henry kwantificeerde deze passieve diffusie in de wet die zijn naam draagt. Deze wet maakt het mogelijk de bloed-alcoholconcentratie te bepalen vanuit het ethanolgehalte in de (diep uit de longen komende) uitgeademde lucht. Alcotest meetinstrumenten van Dräger kunnen met twee verschillende meettechnieken de alcoholconcentratie meten: een elektrochemische sensor en een optische sensor. De elektrochemische sensor heeft een in elektrolyt gedoopt membraan met twee elektroden. Als alcohol contact maakt met de sensor dan wordt het elektrochemisch geoxideerd op de katalytische laag van de meetelektrode. De hierdoor geproduceerde elektriciteit is recht evenredig met de alcoholconcentratie in de lucht. Dit 'coloumetrisch meetsysteem' geeft de sensor bovendien een goede lange-termijn stabiliteit. De optische sensor gebruikt de specifieke absorptiewaarde van ethanol in het infrarode spectrum bij een golflengte van ongeveer 9.500 nanometer. Dit licht schijnt door een kamer gevuld met een specifieke hoeveelheid uitgeademde lucht op exact de juiste temperatuur. Een fotosensor meet hoeveel van het uitgezonden licht wordt geabsorbeerd, en deze waarde is maatgevend voor de alcoholconcentratie in het luchtmonster.
De
‘natte’ test reproduceert exact de adem van de drinker
die ook de juiste vochtigheidsgraad heeft,” legt Andresen uit terwijl hij wijst naar een glazen constructie met het formaat van een gigantisch aquarium waarin zich een veelheid aan onderdelen bevindt. Daarmee wordt het natte testgas gegenereerd, in overeenstemming met de officiële stan-
daarden. Glazen ampullen gevuld met pure alcohol leveren exact de ingestelde hoeveelheid alcohol. Door al deze inspanningen is de grootste meetnauwkeurigheid bereikt die de toegepaste techniek mogelijk maakt, en dat is een ruime voldoende waard, getuige de enorme vraag naar
Dräger testapparatuur. CONTACT
Interesse? Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Dräger: 079-3444777
ELEKTROCHEMISCHE SENSOR
Elektrochemisch meetsysteem Elektrische pompmotor
X X X 33 X X 5 00 8 9 6 6 F0 RJ A
Zuiger
Dwarsdoorsnede elektrochemische brandstofcel
Elektrochemische brandstofcel
Meetkamer
Aansluitdraden
Meetelektrode met katalytische laag aan beide zijden
INFRAROOD OPTISCHE SENSOR
Infrarood optische sensor met een elektrochemische sensor
Schematisch meetprincipe van de optische infraroodsensor
Bij de van rechtswege toegelaten stationaire apparaten worden beide sensortypen gelijktijdig gebruikt
Lamp
Venster
Venster
Interferentiefilter Detector Infraroodspectrum
