Hay suficientes minas terrestres enterradas bajo tierra en todo el mundo como para dar dos vueltas a la Tierra en el ecuador, pero detectar y retirar estos explosivos es costoso y requiere mucho tiempo.
Una nueva investigación de la Universidad de Mississippi puede ayudar a resolver el problema.
Bacheslav Aranchuk, científico jefe del Centro Nacional de Acústica Física, presentó su investigación sobre la tecnología de sensores de vibración láser multihaz en el Congreso y Exposición Optica Laser en Osaka, Japón, la semana pasada. La tecnología de detección de vibraciones láser de Aranchuk puede detectar minas terrestres mucho más rápido que las técnicas anteriores.
“Hay millones de minas terrestres enterradas en todo el mundo y cada día continúan más conflictos”, afirmó Aranchuk. “Existen aplicaciones militares para esta tecnología en conflictos en curso y aplicaciones humanitarias una vez finalizado el conflicto”.
Hay más de 110 millones de minas terrestres activas en todo el mundo, y 4.710 personas resultaron heridas o murieron a causa de minas terrestres u otros conflictos anteriores en 2022. Más del 85% de las víctimas de las minas terrestres son civiles y la mitad de las víctimas civiles son niños. Setenta países en todo el mundo, incluidas zonas de guerra actuales y anteriores, todavía viven con el riesgo diario de minas terrestres activas.
Las minas terrestres son fáciles de construir y pueden costar tan solo 3 dólares por mina, pero su eliminación puede costar hasta 1.000 dólares por mina para su detección y eliminación.
La detección actual de minas terrestres se basa principalmente en detectores de metales portátiles, una técnica que es peligrosa y requiere mucho tiempo, dijo Aranchuk. Los detectores de metales y los radares de penetración terrestre no son eficaces para encontrar minas terrestres de plástico.
El equipo de investigación de Aranchuk desarrolló un sensor de vibración láser en 2019 que puede encontrar objetos enterrados a una distancia segura de un vehículo en movimiento con 30 rayos láser en línea.
La última tecnología de los investigadores puede crear un mapa de vibraciones del suelo en menos de un segundo. Utiliza una matriz de vigas de 34 x 23, creando aproximadamente una forma rectangular.
“La mayoría de las minas modernas están hechas de plástico, por lo que son objetivos difíciles para los métodos tradicionales de detección de metales”, afirmó. “Por eso la NCPA desarrolló este método de detección”.
Al igual que la tecnología de 2019, el sensor interferométrico diferencial de haz múltiple láser de Aranchuk, o LAMBDIS, se puede utilizar desde un vehículo en movimiento para detectar minas terrestres enterradas a gran velocidad.
Wang Zhang, ex investigador postdoctoral del NCPA de Nantong, China, fue coautor del informe.
“Los detectores de metales a menudo detectan cualquier objeto metálico y producen falsos positivos, y (el radar de penetración terrestre) puede verse obstaculizado por ciertas condiciones del suelo o materiales”, dijo Zhang. “Por el contrario, la detección láser-acústica utiliza una combinación de detección láser y acústica, lo que le permite localizar minas terrestres a distancia con mayor precisión.
“Esto reduce los falsos positivos y aumenta la seguridad al mantener a los operadores fuera de la zona de detección”.
Para encontrar objetos enterrados, explosivos o no, los investigadores crean vibraciones en el suelo y luego disparan una serie bidimensional de rayos láser al suelo. Las vibraciones del suelo provocan pequeños cambios en la frecuencia de la luz láser reflejada que se utiliza para crear una imagen de vibración del área. Una mina terrestre enterrada vibra de manera diferente que el suelo circundante y aparece como una mancha roja en las imágenes de vibración.
“El principio de funcionamiento se basa en la presunción de la luz”, dijo Aranchuk. “Enviamos el rayo al suelo y la luz dispersada desde diferentes puntos del suelo crea una señal de interferencia que revela el nivel de vibración en cada punto de la superficie del suelo procesada”.
Aunque la tecnología está destinada a detectar minas terrestres, sus aplicaciones podrían ser muchas, dijeron los investigadores.
“Más allá de la detección de minas terrestres, la tecnología LAMBDIS se puede adaptar para otros fines, como la evaluación de puentes y otras estructuras de ingeniería, pruebas de vibración e inspección no destructiva de materiales en las industrias automotriz y aeroespacial, y en aplicaciones biomédicas”, afirmó.
La siguiente fase de la investigación de Aranchuk tiene como objetivo investigar el rendimiento de LAMBDIS para diferentes objetos enterrados y diferentes condiciones del suelo.
Este material se basa en un trabajo apoyado por la Oficina de Investigación Naval de la Marina de los EE. UU. bajo el Premio No. N00014-18-2489.