Detectores de metales convencionales en seguridad
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Detectores de metales convencionales en seguridad

Los detectores de metales son elementos que han estado presentes desde hace varias décadas y han tenido grandes desarrollos y avances. En esta nota veremos las características más importantes, cómo funcionan y cuáles son las tecnologías más recientes. 

En este artículo revisaremos:

Principio de funcionamiento de los detectores de metales convencionales

El principio básico del funcionamiento de los detectores de metales se basa en la creación de campos magnéticos. 

Los detectores de metales funcionan creando un campo magnético, de modo que, cuando pasa un objeto metálico dentro del campo de acción del detector se crea una respuesta en el equipo, respuesta que se basa en los principios del electromagnetismo. 

La inducción electromagnética es fundamental para los detectores de metales porque induce corrientes en los objetos metálicos que a su vez crean un campo magnético que es registrado por un detector. 

Operación 

En los detectores de metales se encuentran varias bobinas de cable conductor que pueden crear un campo magnético oscilante al interactuar con un cuerpo metálico. Cuando el objeto metálico está dentro del campo de acción del detector el campo magnético creado por las bobinas interactúa con los electrones libres del metal y, debido a la inducción electromagnética, induce corriente eléctrica. Esta corriente, a su vez, genera un campo magnético secundario similar en las demás bobinas dentro del detector. Estas bobinas que generan inicialmente los campos electromagnéticos dentro del detector se conocen como bobinas de transmisión.

Señal reactiva y señal resistiva

El sistema analiza los campos magnéticos generados al interactuar con un objeto y una bobina de transmisión. El campo magnético resultante llega a una bobina receptora situada al otro lado del detector e induce una corriente eléctrica en ella. 

Esta corriente eléctrica tiene dos componentes: señal reactiva y señal resistiva o de pérdidas; la señal reactiva tiene la misma forma que la señal en la bobina de transmisión que creó un campo magnético inicial, después de restar la señal reactiva de la señal general en la bobina receptora, se puede deducir la señal resistiva.

Los detectores de metales tienen múltiples bobinas receptoras y transmisoras y la ubicación del objeto se deduce analizando las amplitudes de la señal resistiva en todas las bobinas receptoras. La bobina con la mayor amplitud registrada será la que está más cercana al objeto que se quiere detectar. 

Los detectores de metales convencionales como los de tipo arco proporcionan la ubicación aproximada del objeto, normalmente representada como una ubicación en altura del objeto. 

Sensibilidad 

Los detectores de metales también tienen diferentes configuraciones de sensibilidad que pueden reducir la cantidad de falsas alarmas o alertas. Al aumentar la sensibilidad, se aumenta el umbral de amplitud que hace que se active la alarma. 

Al ajustar la sensibilidad del detector, el personal de seguridad puede discriminar objetos que crean respuestas magnéticas débiles, como joyas, relojes, monedas, accesorios corporales con partes metálicas, etc. Es importante aclarar que la posibilidad de no detectar un objeto de real amenaza aumenta si se reduce la sensibilidad en el equipo.

Objetos ferrosos y no ferrosos 

Los materiales ferrosos se caracterizan por su alto contenido de hierro (ferrum) de ahí su nombre, tiene una alta resistencia al deterioro, alta durabilidad, son altamente susceptibles al magnetismo y a excepción del acero inoxidable y del hierro forjado se pueden oxidar.

Los objetos que se consideran peligrosos o que representan un riesgo potencial como armas de fuego, armas blancas como cuchillos y navajas están fabricados con materiales ferrosos, mientras que las monedas, las llaves, las computadoras portátiles y otros artículos considerados como inofensivos, generalmente están hechos de materiales no ferrosos. Los detectores de metales pueden diferenciar entre objetos ferrosos y no ferrosos.

En cuanto a los materiales no ferrosos como el aluminio, cobre, plomo, zinc, estaño, oro, plata, entre otros, no contienen hierro. Estos materiales tienen una mayor resistencia a la oxidación que los materiales ferrosos y son menos susceptibles al  magnetismo

Tipos de detectores de metales más comunes

Los detectores de metales más usados en seguridad son los de tipo arco o túnel y los detectores manuales. 

Tipo arco 

TECNOSeguroPRO Detector Metales 1Detector convencional tipo arco. Fuente: garrett.com

Su forma es la de un arco con la altura suficiente para permitir el paso de personas y permite el escaneo en altura en ambos costados de la estructura así como varios puntos de detección o zonas, el número de zonas estará determinado por cada fabricante y modelo. Generalmente en la parte superior o cabezal está contenida la unidad de control, monitoreo y panel de ajustes del sistema. 

Tipo Manual 

TECNOSeguroPRO Detector Metales 2Detector de metales convencional manual. Fuente: rangersecurity.com

Estos son los más sencillos y de amplio uso por el personal de seguridad como una herramienta de mano en sitios de alta afluencia de personas como aeropuertos, eventos especiales, edificios públicos y corporativos, así como centros carcelarios y de seguridad. 

Tienen forma de paleta alargada y plana para el recorrido de las bobinas internas, y su fuente de alimentación de energía es con baterías convencionales de 9 VDC y en muchos casos se usan como complemento a los detectores de metales fijos como los arcos. 

Tipos de tecnología en los detectores convencionales 

Básicamente hay dos tipos de tecnología en estos detectores de metales y se  diferencian por la forma de generar el campo magnético. 

Tecnología de pulso: el sistema envía pulsos discretos de una corriente eléctrica a una bobina transmisora ​​que, a su vez, genera un campo magnético no constante.

Detección de onda continua: el sistema envía una señal sinusoidal a la bobina transmisora. La forma oscilante de la señal sinusoidal significa que el valor de la corriente eléctrica no es constante lo que permite un campo magnético oscilante.

Ambos tipos de tecnologías son usados por fabricantes reconocidos sin embargo no hay una diferenciación radical sobre cual es mejor entre ambos enfoques. 

Capacidad de discriminación del detector de metales

Los detectores de metales convencionales pueden discriminar entre objetos catalogados como peligrosos y los que no lo son con un reducido porcentaje de  falsas alarmas. Esto implica que el sistema debe comparar valores que se miden en tiempo real con valores de referencia definidos de múltiples objetos almacenados digitalmente en la memoria del sistema 

Aunque no entraremos en los detalles de las formas de ondas que se usan para la discriminación en la deteccion de metales en los equipos convencionales, hacemos referencia de las principales que son:  discriminación en el dominio de la frecuencia y en el dominio del tiempo. 

Estos métodos hacen referencia a la forma que emplea el sistema cuando analiza las señales en términos de evolución temporal de las misma (Frecuencia) o en términos de frecuencia y fase a la vez (tiempo).

La discriminación en el dominio de la frecuencia se aplica a los detectores de metales que utilizan detección de onda continua, mientras que la discriminación en el dominio del tiempo se realiza en los detectores que emiten pulsos.

Construcción de los detectores de metales 

Como lo anotamos en el funcionamiento de los detectores de metales convencionales, estos contienen varias bobinas transmisoras y bobinas receptoras de alambre conductor. 

Las bobinas pueden ser planas,  instaladas en los costados o laterales verticales del detector o pueden ser espirales enrolladas alrededor de un soporte cilíndrico, dentro de la estructura del detector, como se muestra en la siguiente imagen. En la izquierda corresponde a bobinas planas y la imagen de la derecha a la bobina en espiral. 

TECNOSeguroPRO Detector Metales 3Esquema, disposición de bobinas en los detectores de metales convencionales tipo arco.

Los detectores con bobinas planas o rectangulares suelen tener paredes laterales más anchas y planas que los de bobinas en espiral. 

El campo magnético se alinea de manera diferente para bobinas espirales y planas, vertical y horizontal respectivamente.

Estas dos implementaciones aunque son diferentes crean un campo magnético uniforme sin zonas muertas ni zonas de hipersensibilidad dentro del detector lo que es clave para una detección correcta de objetos metálicos peligrosos.

Ventajas y desventajas de los escáneres corporales 

Dentro de las ventajas de los detectores de metales convencionales se resalta la confiabilidad en la detección de objetos metálicos catalogados como peligrosos pese a que la tecnología que usan los equipos actuales es prácticamente  la misma desde los primeros desarrollos décadas atrás y han demostrado ser sistemas bastante confiables para este fin. 

TECNOSeguroPRO Detector Metales 4Fuente: nuctech.com.ar

Rapidez de respuesta, comparado con sistemas de escáner corporal que trabajan con ondas milimétricas (MW), en donde las personas se deben detener por más tiempo incluso levantar las manos, con los detectores de metales como el de tipo arco esto no es necesario por lo que tienen un rendimiento mayor. 

TECNOSeguroPRO Detector Metales 5Escáner corporal típico para detección de metales con ondas milimétricas (MW). Fuente: cadenaser.com

En cuanto a los contras de los detectores de metales convencionales tenemos:  

Falsas alarmas en objetos que son inofensivos, aunque esto también depende mucho de la calibración del sistema y de mantenimientos periódicos que se den a los equipos. 

Es una realidad que los detectores de metales convencionales todavía tienen problemas para distinguir entre objetos metálicos que generan riesgo de los que no. Como en elementos como llaves, teléfonos celulares, monedas, hebillas de cinturón, etc. Significa que una persona debe vaciar sus bolsillos y desmontar mochilas antes de ingresar al detector, práctica que se usa en la mayoría de los aeropuertos en todo el mundo.

Aunque los detectores de metales proporcionan al personal de seguridad la posición aproximada de un objeto, no elimina la necesidad de un registro adicional. Además, como el área de detección es aproximada y puede ser grande, la requisa o cacheo es más demorada. 

TECNOSeguroPRO Detector Metales 6Fuente: garret.com

Es de anotar que el tamaño del área de detección depende de la cantidad de bobinas receptoras y zonas de detección: cuanto mayor sea la cantidad de zonas de detección, más precisa será la ubicación. La cantidad de zonas de detección depende del fabricante y el modelo, desde 1 zona de detección hasta 60 zonas.

Nuevas tecnologías

Las limitaciones de los sistemas convencionales incluso de los escáneres de ondas milimétricas han impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías en el campo de la detección y reconocimiento de objetos peligrosos. 

El tensor de polarizabilidad magnética (MPT): se enfoca en la caracterización de objetos con base en varios procesos clave: genera un fuerte campo magnético, registra la respuesta magnética de un objeto, utiliza un módulo de reconstrucción para analizar qué objeto habría creado una respuesta similar, y  clasifica el objeto en función de los valores MPT que mejor se ajustan.

TECNOSeguroPRO Detector Metales 7Sistema de detección de metales EVOLV 500. Fuente: securitysales.com

Sistemas de imagenología activa: estos sistemas utilizan tecnologías de generación de imágenes corporales en 3D y algoritmos de inteligencia artificial para una detección de objetos peligrosos, tanto metálicos y no metálicos con un mayor nivel de detalle y presión que los sistemas convencionales. 

TECNOSeguroPRO Detector Metales 8Sistema de detección de elementos peligrosos HEXWAVE. Fuente: libertydefense.com

Aunque estas tecnologías son más complejas y tienen el potencial de resolver los problemas de las soluciones convencionales, estas aún se basan en la tecnología magnética y de imágenes junto con desarrollos de software, basados en inteligencia artificial. 

Conclusión

Los detectores de metales en seguridad son una herramienta muy importante en un entorno social que a menudo se torna peligroso, estas herramientas no solo son efectivas, también tienen un elemento de disuasión importante, desde las aplicaciones convencionales hasta las más recientes tratan de minimizar el riesgo de que personas malintencionadas accedan a sitios específicos con armas y/o elementos peligrosos para las demás personas, pero no garantizan por sí solos el éxito en la detección, siempre se va requerir el factor humano como el aspecto clave en la prevención.

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