Mapeamento térmico: o futuro da remoção de minas terrestres
As minas terrestres são uma "arma de destruição maciça em câmera lenta"¹
Estima-se que existam 110 milhões de minas terrestres no mundo, com mais produzidas e implantadas a cada ano. Não é um problema que vai desaparecer tão cedo, pois as minas terrestres enterradas podem permanecer ativas por mais de meio século. ²
Uma nova forma de utilizar a tecnologia de mapeamento de drones pode tornar a remoção de minas terrestres mais fácil, rápida, segura e barata.
Minas terrestres e UXOs: um problema antigo que precisa de novas soluções
UXOs, ou munições não explodidas, ou restos de guerra explosivos são termos gerais para projéteis de artilharia e bombas que não explodiram quando desdobradas. Os UXOs podem durar séculos mais que um conflito. Cerca de 60 bombas da Segunda Guerra Mundial são encontradas somente no Reino Unido a cada ano, e um UXO da Guerra Civil Americana causou uma morte em 2008.³
Por puro volume, o maior número de UXOs são minas terrestres. Hoje, estima-se que existam 110 milhões de minas terrestres à espreita em 58 países. ²
Mais de 20.000 pessoas são mortas, mantidas ou feridas por UXOs a cada ano. 80% das vítimas de minas terrestres são civis, e a maioria das mortes ocorre em tempo de paz. Por sua concepção,os UXOs são difíceis de identificar, e algumas minas terrestres incluem dispositivos anti-manipulação que os tornam ainda mais difíceis de remover.
O Tratado de Ottawa de 1999, que proíbe as minas terrestres, foi assinado por 162 países. Ainda assim, entre 5 e 10 milhões de minas terrestres são produzidas a cada ano, e alguns especialistas acreditam que 10 minas terrestres são colocadas para cada uma delas removida.
Uma nova maneira de remover minas terrestres com mapeamento de drones térmicos
A maioria das minas implantadas desde meados do século XX reduziram o conteúdo de metal. As minas terrestres de corpo plástico são difíceis de serem localizadas pelos detectores de metais, o que significa que o método tradicional de "bip e prod" de detecção de minas terrestres produz muitos falsos positivos, desperdiçando tempo valioso e retardando o trabalho de salvamento de vidas.
"É um verdadeiro desafio detectar minas terrestres de corpo plástico", explica o Dr. Tim de Smet da Universidade de Binghamton. "Estas minas não contêm quase nenhum metal, portanto os métodos de detecção padrão não funcionam".
Mas os mesmos explosivos líquidos que tornam as minas terrestres de corpo plástico tão mortíferas também tornam possível localizá-las usando câmeras térmicas.
"As minas terrestres de plástico não retêm muito bem a temperatura, portanto são mais frias do que o fundo geológico nas primeiras horas da manhã", diz o Dr. Nikulin, professor assistente de Geofísica Energética no Departamento de Ciências Geológicas e Estudos Ambientais da Universidade de Binghamton.
Detalhes do projeto: O Apanhador de Borboletas
| Instituição | Universidade de Binghamton |
| Membros da equipe | Departamento de Ciências Geológicas e Estudos Ambientais Jasper Baur, William Frazer, e Jacob Abramowitz |
| Hardware | Câmera FLIR Vue Pro R 3DR Solo quadcopter UAV DJI Phantom 4 Pro |
| Software | PIX4Dcapture - aplicativo de planejamento de voo de aeronaves PIX4Dmapper - software de fotogrametria |
| Local de teste | Chenango Valley State Park, Nova York, EUA |
| Área | 10 x 20 metros |
| GSD | 1.2cm |
Prova de conceito: detecção de minas terrestres
O teste que poderia potencialmente mudar as paisagens do pós-guerra ao redor do mundo foi realizado em um estacionamento.
"Um formador de estacionamento", explica o Dr. de Smet. "A relva baixa e os escombros são realmente semelhantes ambientalmente ao local onde as minas terrestres PFM-1 foram dispersas no Afeganistão".
Minas terrestres "de brinquedo" no Afeganistão
A mina terrestre PFM-1 é freqüentemente chamada de brinquedo, ou mina terrestre de borboleta. Pesando apenas 75 gramas, elas são afiadas e deslizam para o chão com a ajuda de sua distinta asa de "borboleta".
Estima-se que mais de um milhão desses UXOs ainda ninhada Afeganistão.
Levantamentos sísmicos e por radar de penetração no solo podem ser usados para remover essas minas terrestres, mas são perigosos para os operadores, pois o equipamento é pesado e as minas terrestres de brinquedo explodirão com apenas 5 quilos de pressão.
A equipe espalhou 18 minas inertes mais seus invólucros pela área de teste. Durante o período de estudo, as minas foram dispostas em quatro orientações diferentes para ver como sua colocação afetou sua detecção.
Para continuar garantindo resultados repetíveis, os Drs. de Smet e Nikulin e sua equipe de estudantes de graduação traçaram seus vôos drone com o aplicativo gratuito PIX4Dcapture.
A equipe lançou seu drone do lado do "campo de minas" de 10 por 20 metros a cada 15 minutos para identificar o momento ideal para detectar minas terrestres.
De volta ao campus, as imagens do drone foram pré-processadas para produzir conjuntos de dados raster de 14 bits, e depois reconstruídas em orthomosaicos com PIX4Dmapper.
Detecção de minas terrestres a partir do ar
Os vôos matinais detectaram entre 65% e 85% de minas terrestres no teste.
A câmera infravermelha térmica FLIR Vue Pro R detecta a quantidade de radiação infravermelha emitida, ao invés da luz visual capturada por uma câmera típica. As propriedades físicas de um objeto, incluindo tamanho, composição, forma e densidade afetam seu comportamento térmico: a taxa na qual ele aquece ou resfria.
As minas terrestres sobem muito mais rápido que as rochas circundantes, e podem ser facilmente manchadas por sua forma distinta e assinatura térmica.
Por esse motivo, onde e como as minas terrestres foram colocadas não pareciam afetar a taxa de detecção.
"Isso é promissor, pois as PFM-1 são dispersas aleatoriamente, e podem se mover após serem colocadas - podem ser transportadas por inundação, por exemplo", explica o Dr. de Smet.
É este o futuro da remoção de minas terrestres?
Um problema tão grande e tão difundido não pode ser resolvido com uma única câmera, e o Dr. de Smet e a equipe da Universidade de Binghamton não hesitam em listar seus inconvenientes.
A área de ensaio foi cuidadosamente escolhida para ser um banco de ensaio ideal: embora fosse semelhante às condições do mundo real, o mundo real raramente é o ideal.
Se uma mina terrestre estiver enterrada, ou muito perto de objetos geográficos confusos como rochas ou árvores, ela ainda pode estar obscurecida. O método pode ter um potencial limitado em áreas urbanas, ou áreas de vegetação densa. "Mas a maioria das PFM-1s foram implantadas em passagens de montanha durante a Guerra Soviética-Afghan", explica o Dr. Nikulin. "Elas tinham a intenção de bloquear o acesso a áreas remotas e de alta altitude, de modo que estão, na verdade, em locais que são realmente favoráveis para a detecção térmica remota".
Antes que a equipe trabalhe em sua área-alvo final do Afeganistão montanhoso, são necessários testes de campo adicionais. Ainda assim, a comunidade internacional está tomando nota: a equipe venceu o Concurso de Design do Futuro na Categoria Aeroespacial e de Defesa em 2018, e o trabalho também foi destacado pela Popular Mechanics.
"Câmeras térmicas e mapeamento de drones não substituirão a limpeza manual dos campos de minas", diz o Dr. Nikulin. "Mas é uma tecnologia de baixo custo e pronta para uso que pode ajudar a detectar a presença de minas e a orientação dos campos de minas. Isso, por sua vez, limita drasticamente a área que precisa ser desmatada".
A técnica ainda está na infância, mas tem o potencial de salvar muitas vidas nas próximas décadas.
Referências
| ¹ Minas terrestres: A Deadly Legacy, Human Rights Watch, 1993 ² care.org³ en.wikipedia.orgLead image by Pierpaolo Lanfrancotti on Unsplash Back to top |
