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Alexey Dobrovolskiy
Alexey Dobrovolskiy
CEO, CTO en SPH Engineering
Matiss Brants
Matiss Brants
Geofísico en SPH Engineering
Nota: este contenido fue traducido automáticamente con IA.

Estimaciones de las distancias máximas de detección de diversos UXO (municiones sin explosionar) mediante magnetómetros

Sensores avanzados
Estimaciones de las distancias máximas de detección de diversos UXO (municiones sin explosionar) mediante magnetómetros
07/25/2024

En las últimas décadas, los magnetómetros (sistemas terrestres, aéreos y remolcados) se han convertido en herramientas muy extendidas para detectar diversos tipos de municiones sin explosionar (UXO) y restos explosivos de guerra (ERW). A pesar de la amplia experiencia acumulada por los profesionales sobre el terreno y las organizaciones que participan en la limpieza de UXO y minas terrestres, sigue faltando información pública sobre las capacidades reales de los sistemas de magnetometría en cuanto al alcance de detección para tipos específicos de munición.

Desafortunadamente, las partes interesadas y los donantes de las actividades de limpieza a menudo sobreestiman las capacidades de los equipos de detección modernos y buscan soluciones milagrosas para reducir los riesgos y los costes de la limpieza de minas terrestres y UXO. Esto es especialmente cierto en las actividades de liberación de tierras tras la guerra, con vastas áreas contaminadas y presupuestos limitados.

La realidad es que las leyes de la física limitan el alcance de detección para la mayoría de los tipos de munición "populares" a entre unas decenas de centímetros y unos pocos metros. En este breve artículo, proporcionamos una estimación del alcance de detección para algunos tipos de munición con el fin de ayudar a establecer expectativas realistas para todas las partes interesadas y participantes en las actividades de liberación y limpieza de tierras.

Metodología

Para que una munición (objeto metálico ferroso) sea detectable mediante un magnetómetro debe crear una anomalía lo suficientemente fuerte como para superar no solo el nivel de ruido del sistema de magnetometría, sino también un umbral establecido (relación señal-ruido o SNR) para ser considerada una señal válida.

The noise floor is the noise level below which useful signals cannot be detected. Magnetometer sensors have their own internal noises, plus the system consists of a magnetometer and its platform adds many sources of additional noises. Magnetometer’s manufacturers in their specifications often claim very low values for noise floor - sometimes fractions of nT (nanotesla - unit of magnetic flux density, main characteristic of magnetic field). That noise floor is valid only in laboratory conditions and for magnetometer sensors only, and doesn’t have any relation to the field conditions.

Basándonos en nuestra experiencia, supusimos que el sistema de magnetometría consiste en un dron moderno y un magnetómetro de grado profesional con un nivel de ruido de alrededor de 2,5 nT (lo cual parece correcto o incluso prudente), pero la señal debe tener una SNR de 6 dB, lo que significa: nivel de ruido multiplicado por 2. Por lo tanto, consideramos que una señal es válida si genera una anomalía de al menos 5 nT. Existen algunas advertencias con este método, pero las estimaciones deberían ser adecuadas para la mayoría de los tipos de sistemas de alta calidad disponibles en el mercado.

Combinamos datos disponibles de fuentes externas y recopilados por SPH Engineering y nuestros socios para calcular la distancia a la que una anomalía magnética de diferentes tipos de munición tendrá una amplitud de 5 nT. 

Avisos legales

  1. Hemos intentado ser conservadores en nuestras estimaciones, pero no podemos garantizar que el mismo tipo de munición o uno similar sea detectado a la distancia indicada en nuestras estimaciones.
  2. La distancia de detección en nuestras estimaciones debe considerarse como el alcance de detección "máximo". Es muy poco probable que el mismo tipo de munición o uno similar pueda ser detectado a una distancia mayor.
  3. La información se proporciona "TAL CUAL" y SPH Engineering no acepta ninguna responsabilidad por la exactitud de la misma.
  4. La distancia se estimó para artículos de munición específicos utilizados en pruebas o mediciones. Otros artículos, dependiendo de su estado, antigüedad, fabricación en diferentes épocas y en diferentes fábricas, pueden tener distancias de detección diferentes.

Nota sobre la detección de minas terrestres

Aunque los magnetómetros pueden detectar algunos tipos de minas terrestres (por ejemplo, minas antitanque M15, M6, TM-62M; minas antipersona M16, PROM-1, OZM-3, OZM-4, OZM-72 y tipos similares con cantidades considerables de metal ferroso), la búsqueda de minas terrestres no es una aplicación directa de los magnetómetros, ya que no pueden detectar la mayoría de los tipos de minas modernas. Esto significa que el sistema nunca debe utilizarse para confirmar la ausencia de minas terrestres (y municiones pequeñas) en una zona determinada, pero puede ser un recurso valioso durante un Estudio No Técnico (NTS) o un Estudio Técnico (TS) para confirmar la presencia de UXO/minas terrestres con una cantidad considerable de metales ferrosos.

Rango de detección

No. Ordnance type Distance*, m Estimation method** Sources***
1 20 mm M55 projectile 0.4 lab 1
2 20 mm UXO Surrogate 0.7 field 3
3 37 mm UXO Surrogate 0.9 lab 4
4 40 mm MKII projectile 0.9 lab 1
5 45 mm shell (Germany, WW2) 0.8 field 2
6 50 mm shell (Germany, WW2) 0.8 field 2
7 57 mm M86 APC projectile 1.2 lab 1
8 60 mm M49A3 mortar 1.2 lab 1
9 60 mm UXO Surrogate 1.5 field 3
10 70 mm (2.75") M230 rocket 2.4 lab 4
11 70 mm (2.75") M230 warhead 2.0 lab 1
12 75 mm shell (Germany, WW2) 0.9 field 2
13 76 mm AP projectile 1.5 lab 1
14 76 mm HE grenade (Germany, WW2) 1.5 field 2
15 81 mm M374 mortar 1.5 lab 1
16 88 mm shell (Germany, WW2) 2.0 field 2
17 90 mm AP projectile 1.8 lab 1
18 105 mm M456 HR 2.1 lab 1
19 105 mm M60 AP projectile 2.6 lab 1
20 105 mm UXO Surrogate 4.0 field 3
21 125 mm HEAT warhead (USSR, WW2) 2.4 field 2
22 150 mm HE shell (Germany, WW2) 2.8 field 2
23 150 mm HE shell (Germany, WW2) 3.2 lab 1
24 215 mm shell (Germany, WW2) 5.0 field 2
25 320 mm rocket warhead (Germany, WW2) 3.8 field 2
26 500lb MC aerial bomb (GB, WW2) >7.0 field 2
27 BDU-26 submunition 0.5 lab 1
28 BDU-28 submunition 0.5 lab 1
29 Flam C-250 aerial bomb (Germany, WW2) >7.0 field 2
30 M-31-UK rocket (USSR, WW2) >7.0 field 2
31 M42 submunition 0.5 lab 1
32 OZM-72 anti-personnel mine (USSR) 1.3 field 2
33 RGD-5 grenade (USSR) 0.5 field 2
34 RPG-18 rocket-propelled grenade (USSR) 0.9 field 2
35 SD 70 aerial bomb (Germany, WW2) 7.0 field 2
36 TM-62M anti-tank mine (USSR) 2.8 field 2
37 Type 100 rocket-propelled grenade (Germany, WW2) 2.0 field 2
38 Type 100 rocket-propelled grenade launcher (Germany, WW2) 3.0 field 2
39 Type 100 rocket-propelled grenade warhead (Germany, WW2) 1.1 field 2

*Distancia:

  • distancia de detección = altitud del sensor + profundidad del objetivo, si suponemos un nivel de ruido de 2,5 nT y una relación señal-ruido de 6 dB (es decir, la amplitud de la señal es de al menos 5 nT)

**Métodos de estimación:

  • ‍Campo - el valor se estima a partir de mediciones de campo muy limitadas (en cuanto a espaciado de medición, orientación del objetivo, control de ruido, etc.) de municiones activas o desactivadas
  • ‍Laboratorio - el valor se estima a partir de mediciones de laboratorio detalladas de municiones activas o desactivadas en condiciones controladas

***Fuentes:

  1. Billings et al. 2006. Modelos magnéticos de municiones sin explosionar. DOI: https://doi.org/10.1109/TGRS.2006.872905.
    Las estimaciones se basan en la orientación que provoca la máxima intensidad magnética (orientación axial).
    Enlace: https://ieeexplore.ieee.org/document/1661800
  2. SPH Engineering y SENSYS. Resultados de las pruebas de detección de UXO utilizando varios tipos de magnetómetros (SPH Engineering's MagNIMBUS, SENSYS MagDrone R1, R2, R4) sobre SENSYS campo de pruebas GeoMil. Enlace: https://app.dronegis.sphengineering.com/api/v1/shared_urls/656c9c959a6dff6e20f7de42
  3. SPH Engineering. Comparativa de magnetómetros basados en UAV: prueba de UXO.
    Enlace: https://www.sphengineering.com/news/uav-based-magnetometer-comparison-uxo-test
  4. Herramienta Forward Model de la extensión UXO de Seequent Oasis Montaj. El modelo supone un campo magnético externo de 50000 nT, inc = 65 grados, dec = 0 grados, mientras que la inc y dec de los objetivos son de 0 grados.

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