Detección de objetos explosivos: hardware para servicios antiterroristas.

Detección de objetos explosivos: anti- servicios de hardware terrorista

Detección de objetos explosivos: prestación de hardware de servicios antiterroristas

A. V. Kikhtenko, K. V. Eliseev

ANDREY VLADIMIROVICH KIKHTENKO — Candidato de Ciencias Químicas, jefe del sector de la rama siberiana de la Asociación Estatal de Investigación y Producción «Equipos especiales y comunicaciones» del Ministerio del Interior de Rusia, mayor del servicio interno. Área de intereses científicos: ciencia forense, tecnología operativa.
KONSTANTIN VLADIMIROVICH ELISEEV — Jefe Adjunto del Departamento de la Asociación Estatal de Investigación y Producción “Equipos Especiales y Comunicaciones” del Ministerio del Interior de Rusia, coronel de policía. Área de intereses científicos: ciencia forense, tecnología operativa.

111024 Moscú, st. Pond Klyuchiki, 2 años, Asociación Estatal de Investigación y Producción «Equipos especiales y comunicaciones» del Ministerio del Interior de Rusia.

Enfoque general para resolver el problema de la búsqueda de objetos explosivos

Los métodos para detectar artefactos explosivos se pueden dividir en dos tipos principales: directos e indirectos. Los métodos directos nos permiten sacar una conclusión sobre la presencia (o ausencia) de un explosivo en un objeto sospechoso. Estos métodos se implementan en analizadores de gases y otros instrumentos analíticos basados ​​en principios fisicoquímicos (espectrofotometría, cromatografía de gases, resonancia cuadrupolar nuclear, etc.). También se utilizan biodetectores para la búsqueda directa, principalmente perros entrenados en el servicio de detección de minas. Actualmente, este método es el más extendido. Los métodos de búsqueda indirectos no se utilizan menos, con la ayuda de los cuales se juzga la posible presencia de un artefacto explosivo mediante signos indirectos: por la presencia de partes metálicas del cuerpo, cables, mechas — detectores de metales; según las características del dispositivo, cables, fusibles — instalaciones de televisión de rayos X; basado en la presencia de microcircuitos y dispositivos semiconductores: localizadores no lineales.

En cuanto a las capacidades técnicas de detección de explosivos, cabe decir que entre el arsenal de métodos e instrumentos analíticos modernos no existe (y es poco probable que exista) un método universal para contrarrestar la amenaza terrorista. También son variadas las tareas de búsqueda y neutralización de objetos explosivos. Por lo tanto, resolver estos problemas sólo es posible mediante el uso integrado de métodos e instrumentos.

Explosivos como objeto de búsqueda

Casi todos los explosivos potentes producidos industrialmente se utilizan para llevar a cabo ataques terroristas. Se trata, en primer lugar, de TNT (2,4,6-trinitrotolueno), hexógeno, PETN (tetranitropentaeritritol) y compuestos a base de ellos. Además, para acciones explosivas se utilizan sustancias plásticas, el llamado explosivo plástico, que es una mezcla de un explosivo de potencia normal o alta con sustancias de carga que le dan a la mezcla plastilina especial. o   similar al caucho   propiedades.   Contrariamente a la creencia popular, este tipo de relleno no hace que el explosivo sea más potente. Su objetivo principal es darle al explosivo una forma particular y/o proporcionar un ajuste más ajustado a la superficie expuesta a la acción explosiva.
La gran mayoría de los ataques terroristas se llevan a cabo utilizando TNT o sustancias que contienen TNT, ya que se utilizan ampliamente en asuntos militares al cargar municiones, así como en la realización de trabajos explosivos con fines civiles. La tecnología para producir TNT en grandes cantidades importantes desde un punto de vista práctico es bastante compleja y peligrosa, por lo que esta sustancia no se produce en condiciones artesanales.

Los perros de servicio están especialmente entrenados con TNT. TNT se utiliza para probar la sensibilidad de detectores electrónicos y analizadores de explosivos. Esto también se debe al hecho de que durante la producción, el transporte y el almacenamiento, las municiones y otros objetos que contienen otros tipos de explosivos suelen estar muy cerca de materiales que contienen TNT y, por tanto, pueden estar contaminados con micropartículas de trinitrotolueno y, por tanto, tienen la correspondiente «olor».

Instrumentos analíticos de gases para la detección de explosivos

El funcionamiento de los instrumentos de análisis de gases utilizados para detectar explosivos en realidad copia el principio implementado cuando se utilizan perros: identificar un objeto que contiene un explosivo por la presencia de vapores o micropartículas de esta sustancia en el espacio circundante. Los mejores analizadores de gases que existen actualmente son notablemente inferiores en sensibilidad y selectividad al sentido del olfato de un perro. Pero al mismo tiempo, los analizadores de gas son indispensables para resolver una serie de problemas debido a propiedades y funciones como la capacidad de trabajar durante un tiempo casi ilimitado, identificar el tipo de explosivo y documentar el resultado de la detección.

Recordemos que la sensibilidad es la cantidad mínima de una sustancia o la concentración mínima de vapores en el aire a la que un determinado dispositivo analítico es capaz de responder. Otra característica importante de un instrumento analítico es la selectividad: la capacidad de distinguir de manera confiable entre sustancias químicas. Si con una sensibilidad baja del analizador de gas la probabilidad de detección disminuye, es decir, aumenta la frecuencia de «fallos», entonces una selectividad insuficiente conduce a una baja inmunidad al ruido del dispositivo y a un alto nivel de falsas alarmas.

Contrariamente a la opinión existente de que sólo la sensibilidad es importante para detectar explosivos y la selectividad es secundaria, cabe señalar que una alta frecuencia de «falsas alarmas» lleva a desacreditar el dispositivo y hace que su uso sea ineficaz. Un dispositivo sensible y altamente selectivo permite no sólo detectar la sustancia objetivo, sino también determinar aproximadamente su tipo.

Una característica importante desde el punto de vista de la detección de un explosivo mediante un analizador de gases es su presión de vapor saturado o volatilidad. Los explosivos varían significativamente en este parámetro. La nitroglicerina y otros nitroésteres tienen una alta presión de vapor saturado. El dinitro y trinitrotolueno (TNT), el tetril y el trinitrobenceno tienen menos volatilidad, pero suficiente para la detección. Los elementos calefactores, el hexógeno y el octógeno son difíciles de detectar con un analizador de gases. Los explosivos plásticos a base de estas sustancias son el objeto más difícil de detectar mediante análisis de gases, ya que las partículas del explosivo poco volátil están cubiertas con un aglutinante polimérico.

Otro factor importante para la detección son las condiciones en las que se encuentra el explosivo o el objeto que lo contiene, y sobre todo la temperatura. Por tanto, una disminución de la temperatura ambiente de 5 °C conduce a una disminución al doble de la presión del vapor saturado de TNT. Una dependencia tan fuerte de la presión de vapor saturado de la temperatura es especialmente característica de las condiciones climáticas características de Rusia. Como consecuencia, la larga duración de los períodos de baja temperatura hace que el uso de analizadores de gas sea problemático y exige mayores requisitos de sensibilidad de los dispositivos. Una caída en la temperatura del aire también reduce la eficiencia del “trabajo” de los perros de servicio.

Desde el punto de vista de la sensibilidad de detección, es importante que si el explosivo no está empaquetado, entonces la concentración de vapor sobre su superficie alcanza la presión de vapor saturado a una temperatura dada, pero a medida que se aleja del objeto, la concentración disminuye rápidamente debido a la dilución del vapor con aire. A temperatura ambiente, la concentración de vapor de TNT disminuye a valores correspondientes al umbral de sensibilidad de los analizadores de gases modernos, ya a una distancia de 15-20 cm. Diferentes tipos de envases, su permeabilidad a los vapores y el tiempo de permanencia en ellos. también tienen un impacto significativo en las capacidades de detección.

En los analizadores de gases utilizados actualmente para la detección de explosivos, se implementan dos métodos principales: espectrometría de movilidad iónica (espectrometría de deriva) y cromatografía de gases. Los instrumentos de análisis de gases existentes en el mercado se pueden dividir en dos grupos principales: detectores y analizadores.
Los detectores son instrumentos portátiles que detectan la presencia de moléculas explosivas en el aire, normalmente sin estar asignados a un tipo específico.

La detección se produce en tiempo real a medida que el aire fluye a través del detector y se toma una muestra cerca del objeto. Los detectores son eficaces para detectar explosivos altamente volátiles como nitroéteres, nitroglicerina (dinamita) y TNT. Para crear dispositivos de este tipo se utiliza el método de espectrometría de movilidad iónica (una característica compleja que depende de la masa del ion, su carga y estructura). La probabilidad y el grado de ionización de las moléculas de una sustancia en el aire extraída directamente del objeto dependen en gran medida de las condiciones externas, por ejemplo, la humedad. En este sentido, el detector se caracteriza (y es aceptable) por una probabilidad ligeramente mayor de falsos positivos. Al mejorar tanto la unidad analítica como el procesamiento matemático de las señales recibidas, es posible reducir la influencia de factores negativos y aumentar la selectividad del dispositivo.

A diferencia de los detectores, los analizadores no solo pueden detectar explosivos, sino también determinar su pertenencia a un grupo de un tipo específico. Para ello se realiza el procesamiento informático de los resultados de los análisis y se utilizan los correspondientes bancos de datos sobre explosivos. Como regla general, los analizadores trabajan con una acumulación preliminar de muestra, por lo que el tiempo de análisis es mayor que en el caso de los detectores. Los analizadores tienen dimensiones y peso importantes y un mayor consumo de energía. Una ventaja significativa sobre los detectores es la mayor confiabilidad de la información recibida por los analizadores.

En términos de principio de funcionamiento, los analizadores de detección de explosivos utilizan tanto espectrometría de movilidad iónica como cromatografía de gases. La técnica para implementar el primer método en el analizador es algo diferente a la del detector. Se toma una muestra de la sustancia del aire en una servilleta (o cartucho) especial, lo que permite concentrar la sustancia en la servilleta. Al examinar la superficie de los documentos sobre los que se pueden aplicar microcantidades de explosivos, al inspeccionar las cerraduras y asas del equipaje o las manos de la persona inspeccionada, se toma una muestra limpiando los objetos sospechosos con una servilleta. Para ello, los analizadores suelen estar equipados con un dispositivo de muestreo especial, que es una aspiradora portátil en la que se coloca una servilleta. La muestra se toma de forma remota, tal como se hace mediante un detector. Se introduce una servilleta con una muestra seleccionada en el analizador, una corriente de aire purificado (posiblemente calentado) u otro gas portador retira la muestra y la transfiere a la unidad analítica. Esto reduce significativamente la posibilidad de que factores externos influyan en el análisis. El método de espectrometría de movilidad iónica es rápido, el tiempo de análisis es de unos 6-8 s.

Tabla 1. Analizadores de gases para la detección de explosivos