Investigadores y laboratorios de todo el mundo están trabajando arduamente para desarrollar un detector de minas 100% efectivo. Los enfoques para alcanzar este objetivo son tan diversos como las tecnologías básicas que forman la base de sus esfuerzos.
Se están probando el radar penetrante y los sensores infrarrojos, al igual que las llamadas "narices artificiales". Mientras que los perros y las ratas ya se utilizan para la búsqueda de minas, las abejas especialmente entrenadas están en camino de ingresar a la escena de desminado.
Desafortunadamente, en este momento, todas las técnicas individuales y combinadas enfrentan al desminador con desventajas notables. La mayoría de los dispositivos de detección solo pueden analizar un objetivo potencial en función de características particulares. Esto puede ser la forma exterior, el contenido químico, ciertos materiales incorporados y mucho más. Dado que estos dispositivos no pueden combinar diferentes fuentes de información, la tasa de falsas alarmas es muy alta o ciertos objetivos son simplemente "invisibles" para una técnica en particular.
En la situación actual, nuevos desarrollos como el principio de resonancia cuádruple o sistemas combinados muestran un rendimiento prometedor, pero, por otro lado, se deben aceptar costos altos, alto peso y otras desventajas como altos esfuerzos de entrenamiento.
Con este contexto, el detector de metal manual estándar sigue siendo la primera opción como herramienta básica para la búsqueda de minas, ofreciendo una combinación razonable de eficiencia y rentabilidad en el campo.
Los detectores de metales se han utilizado para la búsqueda de minas desde la Segunda Guerra Mundial. Su reputación sufre debido al hecho de que nunca detectan minas; detectan el contenido de metal dentro de una mina. Desafortunadamente, el contenido de metal de las minas ha disminuido drásticamente desde la Segunda Guerra Mundial, un hecho que obligó a los fabricantes de este equipo a aumentar su sensibilidad hasta un nivel cercano a los límites físicos teóricos.
Al cumplir con los requisitos del desminador al ofrecer una alta sensibilidad, el detector de metales moderno indica minas de mínimo metal altamente problemáticas a profundidades suficientes. Cuanto mejor funcione el detector de metales, mejor también indicará clavos, fragmentos de municiones explotadas y todo tipo de chatarra, sin hacer ninguna diferencia con una mina. Esto ralentiza notablemente el trabajo de desminado.
Además de este hecho, algunos tipos de suelo en todo el mundo responden a la señal del detector como si fueran un trozo de metal. Si bien no se puede excluir la indicación de "partes metálicas no mineras", las señales dadas por el suelo magnético son la "Nueva Frontera" para los productores de detectores de metales en todo el mundo. La tarea principal del detector ya no es mostrar la sensibilidad más alta posible; es la supresión de las señales problemáticas del suelo para minimizar el número de falsas alarmas. Los buenos detectores deben representar un compromiso optimizado entre una alta sensibilidad y una adaptación eficiente al suelo.
Excelente ergonomía, bajos costos de mantenimiento, facilidad de manejo, confiabilidad y bajo consumo de energía se entienden como estándares para un detector de metales profesional.
La idea básica detrás del detector de metales es utilizar el objeto oculto como una antena. Para hacerlo, un detector produce un campo electromagnético. Este campo se crea automáticamente alrededor de un alambre conductor.
La energía electromagnética penetrará en el suelo. Tan pronto como golpee un objeto metálico, como, por ejemplo, el percutor de una mina, este objeto funcionará como cualquier antena receptora:
Debido a la misma regla física que describe el nacimiento de un campo electromagnético alrededor de un conductor, un campo creará una corriente dentro de un conductor tan pronto como entre en contacto con él. El objeto metálico oculto seguirá esta regla y, debido a la energía electromagnética de la bobina del detector, se generará un flujo de corriente.
En este caso, la corriente se llama "corriente de Foucault" porque, sin ningún polo eléctrico positivo o negativo para forzarla en una dirección particular, se mueve a través del objeto en círculos. En este punto, dentro del objeto metálico, hay la misma situación que ya observamos alrededor del detector emisor: ¡metal que conduce corriente! Por lo tanto, no es sorprendente que el trozo de metal no solo funcione como una antena receptora. Además de esto, también funcionará como una antena emisora, también. La corriente de Foucault dará lugar a otro campo electromagnético, esta vez enviado por el objeto metálico.
El detector está preparado para recibir la energía electromagnética enviada desde el objeto al ofrecer otro conductor. En la mayoría de los casos, esta tarea la asumirá una bobina receptora dentro de la cabeza de búsqueda. Es la última vez que la energía tiene que iniciar una corriente. La electrónica del detector interpretará esta corriente e indicará con una señal acústica o de otra manera.
A pesar de su complejidad, este proceso tiene limitaciones inherentes. El viaje largo de la señal, que involucra múltiples etapas como la iniciación del campo, la formación de la corriente de Foucault y el retorno de la señal, resulta en una señal final débil. Además, diferentes tipos de suelo presentan diferentes desafíos para el rendimiento del detector.
Volviendo a la energía que emite el detector, tenemos que mencionar dos sistemas diferentes posibles. El descrito es un "principio de onda continua". Otro término para ello es "principio sinusoidal". La energía electromagnética en este sistema se envía continuamente y se puede ilustrar como una onda sinusoidal.
Otra forma de enviar la energía es hacerlo en una serie de impulsos muy cortos. Esto tiene dos grandes ventajas:
Dado que la bobina emisora entre dos impulsos se puede usar para recibir una señal, el productor del equipo solo tiene que integrar una bobina, lo que reduce los costos.
La señal de impulso ofrece mucha información y, con un software sofisticado, la evaluación de esta información puede suprimir la influencia del suelo "agresivo" con buen éxito. Los detectores modernos de impulsos también muestran una excelente sensibilidad, especialmente en el aire.
Como siempre en la vida, todo tiene lados buenos y malos. La mayoría de los detectores de onda continua, aunque mantienen una sensibilidad muy buena al medir sobre el suelo, tienen problemas excepcionales para suprimir el mismo tan pronto como están lidiando con un suelo agresivo. Los buenos detectores de impulsos son capaces de manejar este suelo agresivo, pero en comparación con su sensibilidad en el aire, el rendimiento sobre el suelo para el mismo objetivo se reduce considerablemente; además, la señal de respuesta al pulso corto, producida por un trozo muy pequeño de metal (como el pasador en una mina de metal mínimo), puede ser demasiado corta para ser detectada.
Hasta cierto punto, esto se puede manejar aumentando la potencia de salida, pero enviar impulsos de alta energía consume más energía de la batería, y por otro lado, los impulsos fuertes pueden activar minas que están construidas para reaccionar a ellos.
El MINEX ha sido construido con el objetivo de combinar las ventajas de ambos sistemas excluyendo tantas desventajas como sea posible. La alta sensibilidad básica de un sistema de onda continua tuvo que modificarse para permitir un control suficiente del suelo. Esto se logró agregando una segunda frecuencia. La bobina emisora de la cabeza de búsqueda del MINEX emite continuamente dos frecuencias en paralelo.
La elección de las frecuencias particulares se basó en el hecho de que diferentes metales reaccionan más o menos "amigablemente" a diferentes frecuencias. Un sistema optimizado para la búsqueda de objetos de aluminio no encuentra necesariamente acero con la misma eficiencia. Al combinar dos frecuencias razonables dentro del espectro posible, todos los tipos de metal se indicarán con aproximadamente la misma sensibilidad. La electrónica incorporada realiza una comparación continua de la señal de respuesta en ambas frecuencias.
El MINEX utiliza principalmente un cambio en el componente imaginario para la evaluación de la señal; este cambio es inducido, por ejemplo, por el acero. Como resultado, el objeto de acero se indicará, ya sea que esté en agua salada o en un entorno magnético. No hay duda de que para este sistema, también, tarde o temprano se vuelve efectiva una "barrera física". El desminador se encuentra con esta barrera tan pronto como se mueve dentro de un terreno con un suelo magnético altamente heterogéneo.
"Heterogéneo" simplemente describe el hecho de que dentro del suelo se distribuyen muchas concentraciones particulares de suelo "magnético", cada una de las cuales tiene su señal característica particular. En esta situación, no se puede encontrar una señal de suelo general característica de toda el área, y por lo tanto no se puede utilizar para filtrar. Operar un simple botón ayudará al MINEX a ajustarse a esta situación, y esto resolverá el problema hasta cierto punto. Algunas piedras magnéticas son tan agresivas que aún llevarán a una alarma de falla porque el detector las está indicando como si fueran un trozo de metal. Hay una última forma de "filtrar"las:
Conocer el tipo de mina en una zona en particular le da al desminador la oportunidad de revisarla de antemano. Si es capaz de detectar este tipo de mina con una sensibilidad reducida, equipado con este conocimiento, puede reducir aún más la tasa de alarmas de falla.
Además de las características mencionadas, el MINEX tiene un tercer sistema de bobinas dentro de su cabezal de búsqueda. (De hecho, no estamos hablando de una bobina; estamos hablando de un sistema de placa impresa de múltiples capas que combina la máxima precisión con una gran capacidad mecánica de carga máxima).
Las tres bobinas (nos quedaremos con esta expresión ya que aún se usa comúnmente) son responsables de la forma característica del cabezal de búsqueda.
La bobina externa es la emisora, mientras que hay dos bobinas receptoras.
Un error muy común es confundir el sistema de dos frecuencias del MINEX y las dos bobinas. Es necesario subrayar que cada bobina receptora única recibe continuamente la señal de respuesta de ambas frecuencias.
De hecho, hay cuatro señales que debe manejar el detector, con dos frecuencias que se reciben en cada una de las bobinas receptoras. Estas bobinas receptoras se colocan en un arreglo diferencial. Si una señal afecta a ambas con la misma intensidad, no se dará ninguna indicación. Tan pronto como la influencia de un objeto de metal en una bobina sea más fuerte que en la otra, se producirá una alarma audible.
Cada una de las bobinas está equipada con su propio sonido característico.
El desminador puede escuchar si la mitad derecha o izquierda del cabezal de búsqueda está más cerca del objeto. Al pasar un objeto con el cabezal de búsqueda, el sonido cambiará. Esto permite un fácil señalamiento preciso y una clara separación de objetos. Además, la búsqueda a lo largo de objetos de metal grandes como rieles o cercas es posible.
La presencia de una mina puede interferir con la ubicación de otra mina cercana, especialmente si están enterradas a diferentes profundidades u orientaciones. Un cabezal de búsqueda de doble D tiene dos bobinas superpuestas en forma de D que crean un campo de búsqueda más preciso y profundo en comparación con otros tipos de cabezales de búsqueda. Este tipo de cabezal de búsqueda puede detectar múltiples objetos metálicos, incluidas las minas terrestres, que están cerca entre sí.
Si una bobina del cabezal de búsqueda de doble D alcanza la saturación, significa que ha alcanzado su capacidad máxima de detección y puede que no pueda detectar objetos más pequeños. En este caso, la otra bobina aún se puede usar para buscar objetos pequeños, por ejemplo, cerca de la cerca.
El MINEX 4.610, con su bobina de búsqueda de doble D, funciona con métodos activos magnetoinductivos (EMI). Estos métodos son adecuados para la detección de metales. El rendimiento de detección depende de los parámetros de transmisión y recepción, así como del tipo de metal y las condiciones locales del suelo, ya que el método se basa en las propiedades de conductividad y permeabilidad magnética del metal. Una bobina de búsqueda genera campos magnéticos que se propagan a través del suelo. Cuando las partes metálicas entran en contacto con este campo magnético, se forman corrientes de Foucault, que a su vez desencadenan un campo magnético secundario. Los efectos de este campo se detectan y evalúan mediante la bobina receptora del detector de metales. Al mismo tiempo, deben compensarse las señales de interferencia generadas en el suelo.
Debido al sistema de doble frecuencia del MINEX, se mejora la sensibilidad y el control del suelo. Al emitir dos frecuencias simultáneamente, el MINEX proporciona una detección completa de metales. Las tres bobinas permiten que el detector discrimine entre diferentes objetos metálicos según su forma y orientación. Su electrónica compara las señales de respuesta de ambas frecuencias, filtrando eficazmente las interferencias.
Esto conduce a una mayor sensibilidad y mejores capacidades de señalización que un detector de metales tradicional sin un sistema de doble frecuencia. Las señales recibidas se evalúan y activan alertas acústicas u ópticas para que se pueda localizar la parte metálica. Su interfaz de usuario está diseñada para ser intuitiva, facilitando la facilidad de uso para los equipos de desminado.