Detección de explosivos mediante el análisis de sus vapores y partículas.

Detección de explosivos mediante el análisis de sus vapores y partículas.

Vandyshev Boris Alekseevich, Candidato de Ciencias Técnicas

DETECCIÓN DE EXPLOSIVOS MEDIANTE EL ANÁLISIS DE SU VAPOR Y PARTÍCULAS

El terrorismo con explosivos se ha generalizado en todo el mundo en los últimos años, y la lucha contra este fenómeno ilegal ha sido elevada al rango de problema internacional.

El uso de artefactos explosivos (DE) por parte de terroristas, hábilmente camuflados en artículos domésticos, escondidos en automóviles e incluso bajo ropa humana (terroristas — kamikazes), suele causar un gran número de víctimas y causar importantes daños materiales.

Por ejemplo, según datos publicados en la revista “Security” (No. 9, 1995), en los EE.UU. en 1993 hubo 1880 ataques terroristas con artefactos explosivos, como resultado de los cuales murieron 70 personas, 1.375 personas resultaron heridas y los daños materiales ascendieron a 526 millones de dólares.

Según información del Ministerio del Interior de la Federación de Rusia (periódico “Moskovsky Komsomolets” del 3 de diciembre de 1997), en 1997 en Rusia “se llevaron a cabo 740 explosiones criminales, en las que 460 personas resultaron heridas, incluidas 150 muertas”.

Expertos Muchos países están trabajando en la creación de dispositivos que permitan detectar oportunamente artefactos explosivos y neutralizarlos.

Es difícil nombrar un área científica y técnica en la que se avance no se utilizaría para resolver este problema.

Entre los dispositivos que permiten identificar explosivos ocultos, un lugar destacado lo ocupan los equipos para la detección directa de explosivos mediante la detección de sus vapores y partículas presentes en cantidades variables cerca o sobre la superficie de una “bomba” terrorista.

Para tener una idea de las cantidades de explosivos que deben detectarse en el aire utilizando un detector analítico de gases, la Tabla 1 proporciona datos aproximados sobre la presión de sus vapores saturados a presión atmosférica normal y temperatura ambiente.

Como puede verse en la tabla, la sensibilidad de los detectores de vapores explosivos debería ser bastante alta, especialmente porque los productos industriales y militares se fabrican con varios aglutinantes (como el americano C-4), lo que complica significativamente el proceso de evaporación de los explosivos. .

Para detectar explosivos se utilizan los métodos de cromatografía de gases, espectrometría de deriva iónica y espectrometría de masas.

Las dos primeras direcciones han avanzado con mayor éxito, desde el punto de vista de fabricando detectores comerciales de vapores y partículas explosivas.

Los desarrolladores han creado una gama bastante amplia de dispositivos correspondientes, algunos de los cuales se presentan en la Tabla 2.

La muestra de prueba se introduce en el detector aspirando aire de la superficie o de las grietas del objeto. siendo examinado, o por presentar partículas capturadas en el muestreador o vapores explosivos absorbidos.

El diseño del muestreador de aire en el “Shelf” y el “MO-2” El dispositivo es bastante original: crea un vórtice parecido a un tornado, dentro del cual se forma un tubo de aire al vacío, que proporciona las condiciones para «succionar» muestras de aire de las grietas y lugares de difícil acceso del objeto controlado.

En los detectores de explosivos estacionarios y móviles, las muestras de aire se toman para su análisis mediante un muestreador manual remoto con una concentración preliminar de la sustancia detectada.

Como concentradores se utilizan productos con una superficie absorbente desarrollada: filtros de papel, materiales a granel , espirales metálicas, mallas y otros.

Se utiliza una microcomputadora incorporada para controlar el proceso de análisis. Para aumentar la eficiencia del análisis, se utilizan varias columnas o (como en el dispositivo EKNO) un monobloque que consta de miles de columnas capilares cortas paralelas. También se utilizan otros métodos para registrar la fase de vapor de los explosivos.

El método quimioluminiscente utilizado en el dispositivo “EGIS” es muy eficaz. Aquí, las moléculas explosivas se someten a pirólisis para formar óxido nitroso NO, que, al reaccionar con el ozono O3 producido en el dispositivo, forma moléculas excitadas de NO2.

Al pasar al estado fundamental, estas moléculas emiten radiación infrarroja, que es detectada por un tubo fotomultiplicador. Todo el proceso de análisis, desde la introducción de la muestra hasta la obtención del resultado final, no lleva más de 30 segundos.

El dispositivo ha demostrado su eficacia en condiciones de control masivo de riesgos de explosión.

Por ejemplo Las pruebas de dos dispositivos realizadas en los servicios de seguridad alemanes mostraron que, en 400.000 pruebas, la tasa de falsas alarmas fue de aproximadamente el 0,03%. Todos los principales aeropuertos de Europa están equipados con estos dispositivos.

El método de los núcleos de condensación molecular (MCN) utilizado en el dispositivo Edelweiss-4 es muy sensible.

En este caso, las moléculas explosivas ionizadas contribuyen a la formación de partículas de aerosol en la cámara de reacción, cuya presencia es detectado por cambios en la transmisión de luz.

El dispositivo está equipado con un muestreador de vórtice manual remoto con un concentrador y calentamiento por radiación de la superficie que se examina. El tiempo del ciclo de análisis después de introducir la muestra en el dispositivo es de 120 segundos.

Cabe señalar que los detectores cromatográficos de gases de vapores y partículas explosivas requieren para su funcionamiento gases portadores, entre los cuales se utilizan con mayor frecuencia nitrógeno y argón de alta pureza.

Esta es a menudo la razón del escepticismo de los usuarios hacia dispositivos de esta clase, que temen que el éxito de su funcionamiento dependa de la disponibilidad del gas requerido, especialmente en áreas alejadas de sus sitios de producción.

Más ventajoso a este respecto parece “EGIS”, en el que el gas portador (hidrógeno) se produce en el propio dispositivo mediante descomposición electroquímica del agua.

Dispositivo basado en el método de espectrometría de movilidad iónica en un campo eléctrico (espectrómetros de deriva) se realizan como en versiones portátiles y móviles.

Las moléculas explosivas ionizadas (generalmente mediante irradiación con una corriente de partículas beta de fuentes débilmente radiactivas de tritio o níquel-63) ingresan a la cámara de deriva, donde bajo la influencia de un campo eléctrico de cierta configuración se desplazan hacia el colector.

Cuando lo golpean, crean un pulso de corriente en el circuito eléctrico, que es amplificado y procesado por la unidad electrónica.

El tiempo de deriva al colector depende de la movilidad de los iones y de los parámetros del campo eléctrico, que es la base para identificar la sustancia que se está analizando.

El muestreo para el análisis se lleva a cabo aspirando aire directamente en el dispositivo (“Shelf”, “MO-2”) o usando un control remoto muestreador (“IONSCAN”, “ITEMISER”).

En este último caso, se utiliza como concentrador un filtro de papel, que absorbe vapores explosivos o retiene sus partículas cuando se bombea a través de él mediante una turbina de aire, o se toma una muestra con un hisopo de la superficie del objeto controlado.

Por ejemplo, el detector espectrométrico de masas (MSD) «CONDOR» para artefactos explosivos, creado por SCIEX junto con British Aerospace, es un dispositivo estacionario bastante grande que cuesta más de 1 millón. Dólares americanos.

El MSD TOP 2000, desarrollado por Sensar (EE.UU.), tiene características de menor peso, tamaño y coste (180x90x60cm; 360kg; 300.000 dólares americanos).

Su sensibilidad alcanza 1 ppt de explosivos en la muestra con un tiempo de análisis de aproximadamente 1 segundo. La empresa está trabajando para mejorar el dispositivo con el fin de simplificar su mantenimiento, optimizar la operación de muestreo y reducir costes.

La forma más sencilla y accesible de detectar trazas de explosivos es el método de reacciones químicas de color.

Su esencia está en la formación de productos coloreados cuando determinados reactivos interactúan con una muestra extraída frotando la superficie de un objeto sospechoso de ser explosivo.

El kit de productos químicos domésticos consta de un conjunto de tres reactivos, filtros de papel y un embalaje que cabe fácilmente en un bolsillo.

Un filtro de papel (puede ser una gasa, un algodón, etc.) limpia la superficie del objeto controlado.

Luego, las soluciones de las botellas se gotean sobre el filtro en el lugar de la contaminación en una secuencia determinada y la apariencia de color rojo violeta, naranja o rosa se determina la presencia de explosivos en la muestra.

La sensibilidad del método es: para TNT — 10-8 g en muestra; para tetril, hexógeno, octógeno — 10-6 gramos; según elemento calefactor -10-5 g.

Los frascos con reactivos se fabrican tanto en forma de goteros como de atomizadores. El kit también se puede utilizar en actividades de investigación en el lugar de las explosiones.

Como conclusión del artículo, conviene llamar la atención sobre un aspecto más relacionado con la detección de explosivos ocultos.

Como puede verse en la Tabla 1, la concentración en el aire de vapores de hexógeno y compuestos de PETN, que forman parte de la mayoría de los explosivos plásticos (PVV), es bastante baja y requiere una alta sensibilidad de los detectores de explosivos, lo que conduce a la complicación. de su diseño, un aumento en las características y costos de peso y tamaño, y una disminución en el desempeño del control.

Con el fin de aumentar la eficiencia de las operaciones de inspección, simplificar, facilitar y reducir el costo de los equipos de detección de objetos ocultos. explosivos, los expertos propusieron introducir en la composición de los explosivos aditivos altamente volátiles (marcadores), cuya volatilidad sería varios órdenes de magnitud mayor que la volatilidad del hexógeno y los elementos calefactores y no afectaría las principales características operativas de los explosivos plásticos.

Uno de estos marcadores puede ser, por ejemplo, dinitrato de etilenglicol (EGDN), que cumple estos requisitos.

Para facilitar la detección del PPV, la comunidad internacional adoptó el Convenio sobre el etiquetado de sustancias altamente volátiles en 1991.

Este proyecto apunta al futuro, cuando los PVV sin marcar, cuya vida útil ha expirado, serán reemplazados por otros marcados.

Se sabe que algunos fabricantes han Ya hemos cambiado a producir únicamente PVV etiquetado.

Este ejemplo demuestra cómo los esfuerzos conjuntos de las naciones pueden resolver fructíferamente el problema de combatir el terrorismo.

Tabla 1. Alguna información sobre la volatilidad de los explosivos.

* — según diversos datos

Tabla 2. Equipos de detección de vapores y partículas de explosivos (según datos publicitarios)