Los detectores de metales ahora aparecen de forma rutinaria en las entradas de muchas escuelas, aeropuertos e incluso lugares de culto. Sirven como portales a las instalaciones correccionales, cárceles y juzgados, y los guardias a menudo agitan los modelos de mano alrededor de las bolsas de los titulares de boletos entrantes en los estadios deportivos, también. El mayor uso hace que sea más importante que nunca saber que estas máquinas siempre funcionarán como se espera y se puede contar con ellas para ayudar a detectar armas y otras amenazas. Para ayudar a satisfacer estas demandas, Los científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han investigado y desarrollado cuatro estándares de prueba de detección de metales. Tres han sido publicados por la organización de estándares ASTM International y un cuarto aún está en desarrollo.

Esta es la primera vez que se crean estándares de conformidad de producto para estas máquinas. Además de aumentar la confianza, los estándares acortarán el tiempo necesario para probar nuevos productos, lo que probablemente reducirá los costos para los usuarios.

"Pudimos reducir el tiempo requerido para las pruebas exhaustivas del detector de metales de casi 9, 000 horas a solo 66 horas al eliminar procedimientos redundantes y a menudo innecesarios, "dijo Nick Paulter, cuyo grupo de investigación del NIST realizó el trabajo.

El estándar actualmente en desarrollo se relaciona con los detectores de metales de paso (WTMD). Los WTMD son los pilares de las áreas de puntos de control en todo el mundo, y en su mayor parte, sus resultados de detección son muy repetibles y reproducibles. Funcionan generando un campo magnético alterno que se altera cuando un metal atraviesa su portal. Los WTMD se prueban notando cuándo los objetos metálicos activan una alarma.

En el pasado, los humanos se utilizaron como "probadores limpios" para WTMD; personas que no llevaban gafas con montura metálica, hebillas de cinturón de metal, un sostén con aros o cremalleras y no tenían implantes médicos metálicos se emplearon a menudo como señuelos en las pruebas de laboratorio de detectores de metales.

Humanos sin embargo, les cuesta ser realmente coherentes con sus movimientos. Resultó casi imposible garantizar que un probador limpio atravesaría un WTMD exactamente de la misma manera, en el mismo camino exacto, haciendo exactamente las mismas acciones cada vez. Fue necesario realizar un gran número de pruebas para compensar las variables y la incertidumbre, que era caro.

Tiempo extraordinario, Los robots del tamaño de un refrigerador se usaban cada vez más como una alternativa a los probadores de limpieza humanos. Los robots fueron diseñados para pasar objetos de prueba a través de un WTMD de manera uniforme, siempre siguiendo exactamente el mismo camino recto. Si bien los robots proporcionaron previsibilidad y confiabilidad, no reprodujeron los movimientos de la vida real que hacen los seres humanos cuando se mueven del punto A al punto B.

Para compensar, algunas entidades de prueba utilizaron robots que emulaban el movimiento humano con diferentes velocidades y diferentes caminos o trayectorias. Algunos evaluadores también orientaron los objetos de prueba de diversas formas para tratar de anticipar todos los posibles escenarios de contrabando. Esto provocó que las pruebas robóticas de los detectores de metales se volvieran casi tan intensivas y costosas como el uso de probadores humanos.

Esfuerzos para estandarizar las pruebas

Paulter y su equipo exploraron una serie de preguntas relacionadas con los WTMD. ¿Importa la forma de movimiento a través de la máquina? ¿Es necesario probar también diferentes tipos de objetos? Querían estandarizar las pruebas para que todos los fabricantes y usuarios pudieran obtener datos comparables.

"Lo que aprendimos es que hay muchas variables en lo que respecta al movimiento humano en un detector de metales, "dijo Paulter.

"Si alguien es alto o bajo, pesados ​​o livianos, ya sea que se muevan rápido o lento, todos estos pueden marcar una gran diferencia, ", dijo." La gente también tiende a caminar por diferentes caminos a medida que se mueven a través de estas máquinas. Y los datos mostraron que estas variables pueden cambiar la señal de alarma ".

El trabajo adicional del NIST reveló que los probadores de robots solo necesitaban recorrer un camino, pero idealmente debería incluir seis objetos diferentes, moviéndose a una velocidad constante. Adicionalmente, solo era necesario usar una orientación para cada uno de esos objetos. Juntos, Estos parámetros podrían determinar si los detectores cumplían con los estándares básicos de rendimiento.

El mismo equipo de investigación también ayudó a crear dos estándares de métodos de prueba y especificación de rendimiento documental, uno para detectores de metales portátiles (HHMD), que puede parecer una varita, y otro para detectores de metales de mano (HWMD), que son usados ​​como un guante por un agente de seguridad. Los HHMD generalmente se agitan alrededor del cuerpo de la persona que se registra, mientras que los HWMD suelen estar en contacto con la persona que está siendo registrada.

En algunas de las pruebas HHMD y HWMD comunes, Se colocarían cuchillos falsos o pistolas falsas en probadores limpios. Otros tiempos, estos objetos falsos se colocaron en bolsas que serían escaneadas con los detectores.

Tiempo extraordinario, sin embargo, las inexactitudes se hicieron evidentes. Parcialmente, esto se debió al simple campo magnético utilizado por los HHMD y HWMD. Si un objeto se gira incluso a cinco grados del detector, podría volverse indetectable. Este fue especialmente el caso de objetos delgados como hojas de afeitar. Navajas Las llaves y otras pequeñas piezas de metal son un tema particularmente importante en las instalaciones penitenciarias. donde se sabe que los reclusos intentan pasarlos de contrabando por la boca para fabricar armas o para abrir celdas y áreas de almacenamiento.

El equipo rápidamente se dio cuenta de que incluso los ejemplos abstractos más grandes que se utilizan a menudo en las pruebas:pistolas falsas, hojas desafiladas y cuchillos en forma de bloque:eran problemáticos debido a las variaciones en su forma y orientación cuando se escaneaban con el detector de metales. En lugar de, los investigadores se dieron cuenta, Las pruebas de HHMD y HWMD deben realizarse con un objeto de forma y tamaño consistentes.

También necesitaban un objeto cuya orientación o posición no afectara la respuesta del detector.

Paulter tuvo que descartar algunos objetos, por realistas que sean, como una pieza de metal con forma de cuchillo. En la vida real, un HWMD o HHMD se agitaría varias veces sobre una persona y se sostendría en diferentes ángulos y probablemente detectaría un objeto con forma de cuchillo. Sin embargo, durante el proceso de prueba, es posible que no suene la alarma si solo el filo de la navaja más delgado está perpendicular al detector. Una empresa podría jugar accidentalmente (o intencionalmente) con el sistema al tener solo el borde metálico más delgado en el ángulo perpendicular. Las pruebas no serían precisas ni reproducibles.

Un ganador inesperado

Asombrosamente, esferas fueron la elección ganadora.

"Aunque no se parecen en nada a armas reales, nos ayudan a obtener lecturas consistentes en los detectores, ", dijo Paulter." Siempre que sepamos una línea de base de rendimiento para cada tipo de amenaza de metal que puede encontrar un detector de mano, podemos determinar de manera confiable cómo responderá ese detector cuando se use ".

Aleaciones de acero, Paulter señala, son relativamente fáciles de detectar debido a sus propiedades magnéticas y eléctricas. Otras aleaciones, como el aluminio y el latón, plantean un desafío mayor porque no son magnéticas y, por lo tanto, son más difíciles de detectar.

Para probar la detección de amenazas de pequeño tamaño, como blades y claves, El equipo descubrió que las esferas de acero del tamaño de un grano de pimienta (5 milímetros de diámetro) eran muy efectivas para probar el rendimiento de HHMD y HWMD. Para aluminio y latón y otras aleaciones no magnéticas, El equipo descubrió que una esfera de aluminio del tamaño de una cereza grande o chicle (de unos 8 mm de diámetro) funcionaba mejor.

Para probar la detección de objetos de amenaza de gran tamaño, como pistolas y bombas, El equipo de Paulter descubrió que las pruebas se podían realizar con una esfera de acero del tamaño de una pelota de ping-pong (45 mm de diámetro) o una esfera de aluminio del tamaño de una pelota de tenis (70 mm de diámetro).

Las esferas son especialmente buenas, Paulter agregó, porque no plantean los mismos problemas de seguridad que una pistola falsa, cuchillo o hoja en un entorno de laboratorio. Es más, en una instalación correccional donde los detectores de metales se prueban de forma rutinaria para garantizar su correcto funcionamiento, Los reclusos no pueden convertir fácilmente los objetos de prueba esféricos en armas reales en caso de robo.

Como resultado de este trabajo, ASTM ha aprobado un conjunto actualizado de normas internacionales sobre detectores de metales, incluyendo ASTM F3020—19a, F3278—19a y F3356—19a.