Il 'radar' acustico individua i clandestini all'interno di contenitori di carico in metallo

Il rilevamento di clandestini su camion, container e vagoni ferroviari è un'attività sempre più importante poiché i paesi di tutto il mondo tentano di contrastare il movimento illegale di persone attraverso i confini. Varie tecnologie sono progettate per aiutare, ma tutte hanno limitazioni significative.

I sensori a onde millimetriche passive possono vedere attraverso i muri ma richiedono una fonte di illuminazione come il cielo. Ciò generalmente esclude il rilevamento di clandestini nascosti dalla luce solare.

I sistemi radar a microonde forniscono la propria fonte di illuminazione, ma generalmente faticano a rilevare le persone immobili. In ogni caso, questi segnali non passano attraverso pareti metalliche e quindi non sono adatti per container e simili.

Poi ci sono sistemi basati sulla rilevazione dei raggi gamma. Questi attraversano facilmente le pareti metalliche e sono progettati principalmente per il rilevamento di materiali nucleari. Ma rappresentano un rischio significativo per la salute degli esseri umani e quindi non sono adatti per avvistare clandestini.

Infine, ci sono sensori acustici, che possono certamente inviare segnali attraverso pareti metalliche ma non sono mai stati abbastanza potenti o sensibili da rilevare con precisione gli esseri umani dall'altra parte.

Finora. Oggi, tutto ciò cambia grazie al lavoro di Franklin Felber presso Starmark, una società di consulenza scientifica con sede a San Diego, che ha costruito e testato un sensore acustico sufficientemente potente e sensibile da rilevare il movimento respiratorio di un essere umano altrimenti fermo su l'altro lato di una parete di un container.

Il problema con i trasmettitori acustici convenzionali è che non producono il tipo di segnale in grado di rilevare le persone. Questo deve avere una frequenza specifica e ristretta che consenta a un sensore di rilevare la variazione dei riflessi da un oggetto che si muove solo di pochi millimetri, come ad esempio un torace che respira. Un segnale a banda larga che copre una gamma di frequenze offusca semplicemente queste riflessioni.

Deve anche essere abbastanza potente da passare attraverso un muro di metallo, nell'aria dall'altro lato, quindi riflettere dagli oggetti e tornare attraverso il muro di metallo a un ricevitore.

Felber ha iniziato il suo lavoro sperimentando trasduttori piezoelettrici commerciali standard. Questi cambiano la loro forma se sottoposti a una forte tensione. È questo cambiamento che genera un segnale acustico.

Ma Felber scoprì che avevano notevoli carenze. La più grave era che per produrre un segnale sufficientemente potente, dovevano operare vicino alla loro soglia di danno. Inoltre, utilizzano tensioni enormi, nella regione di 3.000 volt, e ciò richiede circuiti di condizionamento dell'alimentazione specializzati. Peggio ancora, perdono le loro proprietà risonanti quando attaccate a una parete e questo riduce la loro potenza acustica di un fattore di migliaia.

Ma Felber ha trovato un'alternativa straordinariamente semplice ed efficiente sfruttando un tipo completamente diverso di trasduttore acustico che funziona con una batteria da nove volt. La sua nuova macchina è essenzialmente un martello o, come lo chiama lui, un trasmettitore di impatto meccanico.

Questo produce un potente segnale acustico battendo ripetutamente un disco di metallo, che poi risuona a una frequenza specifica. Quando è attaccato alla parete di un container, il segnale passa nell'aria dall'altro lato.

Un ricevitore acustico raccoglie eventuali riflessioni da ciascun impulso e un processore di segnale le sottrae quindi dalle riflessioni dell'impulso precedente. I riflessi che non sono cambiati, quelli di oggetti fissi, si annullano. Ciò lascia solo i riflessi degli oggetti in movimento, come le persone.

Felber ha testato il dispositivo e mostra che è in grado di rilevare una persona dall'altra parte di un muro in movimento e anche una ferma, semplicemente dall'azione respiratoria.

Questo è un lavoro impressionante che mostra come un'idea semplice può prevalere sulla scienza dei materiali più avanzata.

Ci sono avvertimenti, ovviamente. Il più significativo è il modo in cui l'impattatore meccanico si accoppia alla parete.

Per funzionare correttamente, il dispositivo e il ricevitore devono essere fissati accuratamente alla parete in modo da non modificare in modo significativo le loro frequenze di risonanza, poiché ciò causerebbe la perdita dei segnali.

Ciò potrebbe essere possibile in un test, ma una domanda importante è se sarebbe possibile in pratica quando è necessario scansionare migliaia di container in un'ampia gamma di condizioni meteorologiche.

Tuttavia, Felber è ottimista. Dice che i dispositivi sono in grado di scansionare da remoto e in modo non intrusivo i container in acciaio per i clandestini a una velocità di due container al minuto.

Il fatto che sia necessaria una soluzione urgente per questo problema attirerà sicuramente l'attenzione su questo lavoro e aiuterà a concentrarsi sugli ultimi problemi pratici che devono essere risolti.

Rif: arxiv.org/abs/1507.01479 : Dimostrazione del nuovo sensore acustico attraverso la parete ad alta potenza

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