Detector de rastreamento de explosivos - Explosives trace detector
Detectores de rastreamento de explosivos ( ETD ) são equipamentos de detecção de explosivos capazes de detectar explosivos de pequena magnitude. A detecção é realizada por amostragem de quantidades não visíveis de "vestígios" de partículas. Dispositivos semelhantes aos ETDs também são usados para detectar narcóticos . O equipamento é utilizado principalmente em aeroportos e outras áreas vulneráveis consideradas suscetíveis a atos de interferência ilegal. Dr. Stephen Lee é creditado com a invenção do detector de explosivos Fido enquanto trabalhava no Laboratório de Pesquisa do Exército .
Características
Sensibilidade
O limite de detecção é definido como a menor quantidade de matéria explosiva que um detector pode detectar de forma confiável. É expresso em termos de nano-gramas (ng), pico-gramas (pg) ou femto-gramas (fg) com fg sendo melhor do que pg melhor do que ng. Também pode ser expresso em termos de partes por bilhão (ppb), partes por trilhão (ppt) ou partes por quatrilhão (ppq).
A sensibilidade é importante porque a maioria dos explosivos tem baixa pressão de vapor. O detector com a maior sensibilidade é o melhor na detecção de vapores de explosivos de forma confiável.
Peso leve
Os detectores de explosivos portáteis precisam ser o mais leves possível para permitir que os usuários não se cansem ao segurá-los. Além disso, detectores de peso leve podem ser facilmente colocados em cima de robôs.
Tamanho
Os detectores de explosivos portáteis precisam ser os menores possíveis para permitir a detecção de explosivos em locais de difícil acesso, como embaixo de um carro ou dentro de uma lixeira.
Tempo de inicialização a frio e tempo de análise
O tempo de inicialização para qualquer detector de traços é o tempo necessário para que o detector alcance a temperatura otimizada para detecção de substâncias contrabandeadas.
Tecnologias
Colorimetria
O uso de kits de teste colorimétricos para detecção de explosivos é um dos métodos mais antigos, simples e amplamente usados para a detecção de explosivos. A detecção colorimétrica de explosivos envolve a aplicação de um reagente químico a um material ou amostra desconhecida e a observação de uma reação de cor. As reações de cor comuns são conhecidas e indicam ao usuário se há um material explosivo presente e, em muitos casos, o grupo de explosivos do qual o material é derivado. Os principais grupos de explosivos são explosivos nitroaromáticos, explosivos de éster de nitrato e nitramina, explosivos improvisados que não contêm grupos nitro, que incluem explosivos à base de nitrato inorgânico, explosivos à base de clorato e explosivos à base de peróxido.
Espectrometria de mobilidade iônica
A detecção de explosivos usando espectrometria de mobilidade de íons (IMS) é baseada em velocidades de íons em um campo elétrico uniforme. Existem algumas variantes do IMS, como a espectrometria de mobilidade de armadilha de íons (ITMS) ou a dependência não linear da mobilidade de íons (NLDM), que são baseados no princípio de IMS. A sensibilidade dos dispositivos que usam esta tecnologia é limitada aos níveis de pg. A tecnologia também requer a ionização de explosivos de amostra, que é realizada por uma fonte radioativa como o níquel-63 ou o amerício-241 . Esta tecnologia é encontrada na maioria dos detectores de explosivos disponíveis comercialmente, como o GE VaporTracer, Smith Sabre 4000 e MO-2M e MO-8 de fabricação russa. A presença de materiais radioativos nesses equipamentos causa controvérsias regulatórias e requer permissões especiais nos portos alfandegados. Esses detectores não podem receber manutenção em campo e podem representar risco de radiação para o operador se a caixa do detector quebrar devido ao manuseio incorreto. Verificações semestrais são obrigatórias em tais equipamentos na maioria dos países por agências reguladoras para garantir que não haja vazamentos de radiação. O descarte desses equipamentos também é controlado devido à alta meia-vida do material radioativo utilizado.
Ionização por eletrospray , análise de mobilidade (DMA) e espectrometria de massa em tandem (MS / MS) é usada pela SEDET (Sociedad Europea de Detección) para o “Air Cargo Explosive Screener (ACES)”, direcionado para contêineres de carga de aviação atualmente em desenvolvimento na Espanha.
Thermo redox
Essa tecnologia é baseada na decomposição de substância explosiva seguida da redução dos grupos nitro. A maioria dos explosivos de nível militar são compostos nitro e possuem uma abundância de grupos NO 2 . Os vapores explosivos são puxados para um adsorvedor em alta taxa e, em seguida, pirolisados. A presença de grupos nitro nos produtos pirolisados é então detectada. Essa tecnologia tem significativamente mais alarmes falsos porque muitos outros compostos inofensivos também têm uma abundância de grupos nitro. Por exemplo, a maioria dos fertilizantes possui grupos nitro que são falsamente identificados como explosivos, e a sensibilidade dessa tecnologia também é bastante baixa. Um detector popular que usa essa tecnologia é o Scientrex EVD 3000.
Quimioluminescência
Essa tecnologia é baseada na luminescência de certos compostos quando eles se ligam a partículas explosivas. Isso é usado principalmente em equipamentos não eletrônicos, como sprays e papéis de teste. A sensibilidade é muito baixa na ordem dos nanogramas.
Amplificador de polímero fluorescente
Polímero fluorescente amplificador (AFP) é uma nova tecnologia promissora e é baseada em polímeros sintetizados que se ligam a moléculas explosivas e dão um sinal amplificado na detecção. Quando compostos que não são polímeros são utilizados para tal fim, a extinção da fluorescência pelos traços de explosivos não é detectável. Quando a amplificação do polímero fluorescente em filmes finos absorve um fóton de luz, os polímeros em estado excitado ( excitons ) são capazes de migrar ao longo da estrutura do polímero e entre os filmes de polímero adjacentes. Esses sensores foram originalmente feitos para detectar o trinitrotolueno . Em AFP, a ligação de uma molécula de TNT resulta na extinção da fluorescência significativamente devido à estrutura conjugada dos polímeros. Foi relatado que, na prática, os polímeros resultam em um aumento de 100-1000 vezes na amplificação da resposta de extinção.
"Durante seu tempo de vida no estado de excitação, o exciton se propaga por um passeio aleatório por um volume finito do filme de polímero." Uma vez que o TNT, ou qualquer outra molécula deficiente em elétrons (ou seja, aceitadora de elétrons), entra em contato com o polímero, forma-se uma chamada "armadilha" de baixa energia. "Se o exciton migrar para o local da molécula com deficiência de elétron ligada antes de fazer a transição de volta ao estado fundamental, o exciton será capturado (um processo não radioativo) e nenhuma fluorescência será observada a partir do evento de excitação. Desde o exciton amostra muitos locais de ligação do analito potencial durante seu estado de vida de estado de excitação, a probabilidade de que o exciton faça uma amostra de um local do 'receptor' ocupado e seja extinto é bastante aumentada. "
Os detectores de rastreamento de explosivos que utilizam AFPs, conhecidos como Fido, foram originalmente desenvolvidos sob o programa Dog's Nose da Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) e agora são produzidos pela FLIR Systems . A geração atual fornece detecção de traços de explosivos em banda larga e pesa menos de 3 libras. A sensibilidade é da ordem de femtogramas (1 x 10 -15 gramas). Esta é a única tecnologia no campo que pode atingir tal sensibilidade.
Espectrometria de massa
Recentemente, a espectrometria de massa (MS) surgiu como outra tecnologia ETD. A adoção da espectrometria de massa deve reduzir as taxas de alarmes falsos frequentemente associados ao ETD devido à maior resolução da tecnologia de núcleo. Ele também usa um método de ionização não radioativo geralmente ionização por eletrospray secundária (SESI-MS). Usado principalmente em sistemas de ETD de mesa, a espectrometria de massa pode ser miniaturizada para ETD de mão.