Tecnologías de próxima generación que garantizan la seguridad en el sector civil aviación.
Semana de la Aviación & Tecnología Espacial.- 1996 .- 145, nº 15 .- P. 44.46
Tecnologías de próxima generación que garantizan la seguridad en la aviación civil
La Administración Federal de Aviación (FAA) y otras agencias federales de EE. UU. financian la investigación y el desarrollo de tecnologías que garantizan la seguridad en la aviación civil.
Los planes incluyen la creación de nuevos dispositivos y sistemas, llevándolos al nivel de prueba operativa. Los contratos se adjudican para el desarrollo de nuevas áreas, siempre que al menos siete postores participen en el concurso para el contrato.
El fondo federal para financiar la investigación y el desarrollo de sistemas de detección de explosivos creció durante el período 1978-1996. Los gastos anuales por este concepto aumentaron de 25 millones de dólares en 1994-1995 a 246 millones de dólares. hasta 39 millones de dólares en 1996. Los sistemas y dispositivos de detección de explosivos utilizados con éxito en el aeropuerto Heathrow de Londres y considerados los mejores para aeropuertos grandes se desarrollaron con fondos federales de Estados Unidos.
Además de las tecnologías nucleares, los métodos bajo consideración incluyen: rayos X avanzados, radar, análisis químico de vapor y resonancia magnética. Aunque las aerolíneas aún no utilizan algunos de estos métodos, podrían resultar muy importantes en los próximos años.
En el desarrollo de sistemas de detección de explosivos por rayos X, la FAA ha financiado el uso de difracción de rayos X para detectar explosivos con estructura cristalina. Pero según algunos datos ya obtenidos, el efecto del uso de este método resultó ser varios órdenes de magnitud menor de lo esperado. El enfoque de los científicos estadounidenses fue inspeccionar todo el equipaje, por ejemplo una maleta, y girarlo para obtener varias imágenes desde varios ángulos de irradiación. Philips (Alemania), que también está estudiando la posibilidad de utilizar este método, se ve obligada a pasar a utilizar un haz de radiación en forma de lápiz para inspeccionar las zonas sospechosas marcadas por otro sistema. También hubo problemas con la transmisión de señales para la interpretación de imágenes por difracción de rayos X. Pero el análisis de señales es ahora mucho mejor que hace unos años y hay esperanzas de que el método funcione.
La FAA también está apoyando el desarrollo de sistemas mejorados de rayos X de doble nivel y de rayos X de retrodispersión, que ya se utilizan para el control de equipaje. Se están realizando mejoras en los sistemas de rayos X de baja energía utilizados para la inspección del equipaje de mano para proporcionar imágenes con mayor claridad angular, ampliar el rango dinámico de las señales y utilizar radiación de energía dual para determinar los números atómicos de sustancias. /p>
Con la ayuda de fondos de agencias federales, el trabajo de modelado por radiofrecuencia de núcleos atómicos o el uso de resonancia cuadrupolar nuclear se acerca a la etapa de aplicación comercial. El Grupo de Trabajo de Apoyo a la Investigación de la FAA y el Departamento de Defensa otorgaron 3,6 millones de dólares a Quantum Magnetics para el desarrollo de la tecnología de resonancia magnética nuclear, cuyo trabajo comenzó en el Laboratorio de Investigación Naval. Este grupo de trabajo está financiado por el Consejo de Seguridad Nacional de EE. UU. para coordinar la investigación y el desarrollo realizados por varias agencias federales sobre el programa antiterrorista.
El método de resonancia cuadrupolar es uno de los métodos de resonancia magnética nuclear, caracterizado porque no requiere de un fuerte campo magnético para obtener señales resultantes de la interacción de la estructura cristalina de un explosivo con un campo electromagnético excitante. Cada estructura puede identificarse mediante la absorción resonante de radiación a una determinada frecuencia característica de la misma. Pero la dificultad de utilizar este método radica en elegir la frecuencia correcta de repetición del pulso de radiación para los distintos tipos de explosivos que se examinan. Esta dificultad retrasa la compilación por parte de la FAA de una lista completa de explosivos para identificarlos.
La FAA financiará pruebas de sistemas de control en la mayoría de los aeropuertos estadounidenses durante los próximos seis meses. United Airlines probó una versión del sistema de control de equipaje durante dos semanas en el aeropuerto de Los Ángeles en junio de 1996. Los resultados de la prueba mostraron una tasa de falsas alarmas inferior al 10%. Durante las pruebas no se utilizaron explosivos experimentales, por lo que no se midió la probabilidad de su detección. En octubre de 1996, esta versión del sistema iba a ser probada en el centro técnico de la FAA. Se probó una versión más pequeña de este sistema en Delta Air Lines durante los Juegos Olímpicos de Atlanta para detectar dispositivos electrónicos y dispositivos en el equipaje.
Quantum Magnetics también ha desarrollado un detector de resonancia magnética en miniatura para obtener imágenes y analizar el contenido de las botellas que transportan los pasajeros de las aerolíneas. El pasajero le dice al operador qué líquido contienen las botellas y el operador configura un detector para analizar el líquido. En caso de discrepancia, el dispositivo emite una alarma. El dispositivo por sí solo no puede determinar el contenido de la botella. Este desarrollo contó con el apoyo de la FAA y actualmente se está trabajando para ampliar la base de datos de ajuste de detectores. Es poco probable que la técnica de imágenes por resonancia magnética del detector se utilice ampliamente porque los campos magnéticos fuertes pueden borrar los datos registrados en discos magnéticos, tarjetas de crédito y otros medios de almacenamiento magnético.
La FAA también apoya y financia el desarrollo de métodos de radar para controlar a los pasajeros de las aerolíneas y las botellas que transportan. Otorgó 1,6 millones de dólares a Spatial Dynamics Applications para desarrollar y fabricar un «arco de paso dieléctrico». («portal dieléctrico») para detectar objetos inusuales en el cuerpo del pasajero basándose en cambios en la constante dieléctrica y el coeficiente de dispersión de ondas de radio por su cuerpo. El pasajero ingresa a una cabina con un diámetro de aproximadamente 1,5 m, en la que hay un panel vertical con 32 sensores transceptores de ultra alta frecuencia que escanean al pasajero durante 3 segundos. En este caso, se miden la amplitud y la fase de las señales reflejadas. Este sistema no crea imágenes, pero reacciona ante la presencia de anomalías. La sensibilidad del sistema se establece en un nivel en el que no responde a objetos pequeños como cremalleras o hebillas. La probabilidad de detectar objetos más grandes está dentro de los límites establecidos por los estándares de la FAA. El sistema deberá probarse en uno de los aeropuertos antes de finales de 1996.
Spatial Dynamics Applications desarrollará, en el marco de otro pequeño contrato con la FAA, un dispositivo para medir la constante dieléctrica de líquidos embotellados para determinar su contenido. Este dispositivo debería ser una alternativa a un dispositivo basado en el método de resonancia magnética. Se utilizaron explosivos líquidos para hacer estallar un avión de una aerolínea surcoreana.
Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico. asignó 5,3 millones de dólares a la FAA para desarrollar un arco de paso con una fuente de ondas de radio de ondas milimétricas para obtener imágenes de radar de objetos ocultos por los pasajeros aéreos. El pasajero ingresa a la cabina de inspección y se agarra a la barandilla para mantener una posición estable. Una matriz vertical giratoria que contiene 400 módulos transceptores lo escanea durante 4 s. Mediante el método de topografía de fases se forma una imagen tridimensional del modelo del pasajero inspeccionado. Al operador se le presentan entre 16 y 32 imágenes bidimensionales de dicho modelo para su análisis. La resolución del método es teóricamente igual a la mitad de la longitud de onda, o unos 5 mm. El objetivo de los desarrolladores es reducir el tiempo de procesamiento de señales, generación de imágenes y análisis a 10 segundos o menos.
Está previsto que el sistema se presente a la FAA en abril de 1997. El resultado de la inspección lo decidirá el operador hasta que sea posible la transición al reconocimiento automático de imágenes. El coste de un sistema prototipo será de unos 200.000 dólares y, con la producción en masa, puede bajar a 50.000 dólares.
También se está desarrollando la tecnología para detectar explosivos mediante el análisis de los vapores químicos que emiten. Se contrata a Themedis para desarrollar el arco de paso. Al pasar por este arco, la ropa de un pasajero aéreo entrará en contacto con sus paredes de vacío, sobre las que se asentarán los vapores químicos y las partículas que se desprenden al pasar el pasajero. Los vapores y partículas explosivas recogidos por las paredes del arco se analizan mediante dispositivos de detección basados en cromatografía de gases o quimioluminiscencia. Este sistema se está probando actualmente en el aeropuerto de Boston. Se estima que puede albergar a 360 personas por hora. En este sentido, puede ser necesario utilizar dos tipos alternativos de dispositivos de detección en cada arco para reducir el tiempo de análisis. La FAA asignó 4 millones de dólares para el desarrollo de este arco.
Otra dirección de la tecnología para detectar explosivos en función de los vapores y partículas que emiten es la espectroscopia basada en la espectroscopia de movilidad iónica. Las moléculas explosivas son esos pequeños tipos de moléculas que pueden unir electrones. Los iones cargados negativamente resultantes se aceleran y se mueven hacia la red cargada positivamente en la dirección opuesta a la dirección del movimiento del gas. En este caso se mide el tiempo de vuelo de las moléculas. La capacidad de formar moléculas cargadas negativamente y medir su tiempo de vuelo proporciona una buena discriminación de sustancias. La FAA gastó alrededor de 2,5 millones de dólares para desarrollar dos sistemas prototipo basados en esta tecnología y entregarlos a los aeropuertos para su prueba.
Los vapores o partículas explosivas se recogen de las paredes del arco de paso al pasar flujos de aire a través de él. Estos pares y partículas se envían a un detector de explosivos para su análisis. Otro método alternativo para recoger rastros de explosivos, que se encuentra en desarrollo, consiste en examinar los billetes u otros documentos presentados por el pasajero del avión y el cartel especial que toca.
También se plantea la posibilidad de utilizar la biotecnología para detectar explosivos. siendo estudiado. La FAA otorgó un contrato al Laboratorio de Investigación Naval para crear anticuerpos similares al BB. El antígeno colocado con tinte fluorescente generalmente se adhiere débilmente al anticuerpo. Se concentra una muestra de aire de 400 litros para formar un líquido de 3 cm3, que se hace pasar a través del anticuerpo. Si hay partículas de un explosivo específico en el líquido, se observa una adhesión más fuerte de ellas al anticuerpo que de los antígenos. Los antígenos que han perdido la adhesión al anticuerpo se detectan por su brillo fluorescente. Ya se han creado anticuerpos para explosivos como el TNT y algunos otros. Pero el método aún no se ha desarrollado lo suficiente como para probarlo en condiciones reales de aeropuerto.