Escàner d’ones mil·limètriques

Un escàner d’ones mil·limètriques és un dispositiu utilitzat per a la detecció d'objectes ocults sota de roba d'una persona mitjançant un tipus de radiació electromagnètica en el rang de longitud d'ona milimètrrica. Típic utilitza per a això la tecnologia inclouen la detecció d'elements en la prevenció de pèrdues comercials, contraban i projecció en punts de control de seguretat de edificis del govern i aeroports.[1]

És una de les tecnologies habituals d'escàner de cos sencer que s’utilitza per a obtenir una imatge corporal; competeix amb la tecnologia de retrodifusió de raigs X. Els escàners d'ones mil·limètriques es fabriquen en dues variants: modus actiu i passiu. Els escàners actius dirigeixen l'energia de l'ona mil·limètrica cap al subjecte i després interpreten l'energia reflectida. Els sistemes passius creen imatges utilitzant només la radiació ambiental i la radiació emesa pel cos humà o els objectes.[2][3][4]

Ones mil·limètriques

Article principal: Ones mil·limètriques
Es troben a l'extrem de la banda infraroja, just abans de l’inici de la banda de microones.

La longitud d'ona mil·limètrica o EHF (de l'anglès extremely high frequency) és la banda de freqüències més alta de la gamma de les radiofreqüències. Comprèn les freqüències de 30 a 300 gigahertz. Aquesta banda té una longitud d'ona d'un a deu mil·límetres, per la qual cosa també se li dona el nom de banda o ona mil·limètrica.

Les ones mil·limètriques viatja en una línia de visió i no és ionitzant són fortament absorbides pels gasos de l’atmosfera i l’aire i queden atenuades fins a zero en pocs metres, de manera que no es poden utilitzar per a la comunicació per ràdio terrestre. Poden penetrar en capes fines de materials, però són bloquejades pels objectes més gruixuts. Quan són transmeses a través de diferents materials es poden utilitzar per a la identificació dels mateixos, en la inspecció de capes i com a alternativa als raigs X per produir imatges d'alta resolució de l'interior d'objectes sòlids.[5]

Imatges d’un escàner corporal d’ones mil·limètriques.

Ocupen un rang mitjà entre les microones i les ones de llum infraroja. La tecnologia per a la seva generació i manipulació es troba en els seus inicis. La generació i modulació d'ones electromagnètiques en aquest rang de freqüències no és possible amb els dispositius electrònics convencionals que s'utilitzen per generar microones, i requereixen el desenvolupament de nous dispositius i tècniques.

Les ones mil·limètriques es troben entre la radiació infraroja i la radiació de microones de l'espectre electromagnètic i comparteixen algunes propietats amb totes dues. Igual que les microones de freqüència més baixa poden penetrar en una gran varietat de materials no conductors: roba, paper, cartró, fusta, maçoneria, plàstic i ceràmica. La profunditat de penetració sol ser inferior a la de la radiació de microones. Com els infrarojos, tenen una penetració limitada a través de la boira i els núvols i no pot penetrar dins l'aigua líquida ni el metall.[6] Poden penetrar una certa distància a través del teixit corporal com els raigs X, però a diferència d'aquests no són ionitzants, de manera que són d'un gran interès com a substitut dels raigs X mèdics. A causa de la seva longitud d’ona més gran, les imatges realitzades amb ones mil·limètriques tenen una resolució inferior a la dels raigs X i cal millorar-les.[7]

Detalls tècnics

Un escàner d’ones mil·limètriques a l’ aeroport de Colònia-Bonn

En els escàners actius, l’ona mil·limètrica es transmet des de dues antenes simultàniament a mesura que giren al voltant del cos. L'energia de les ones reflectida des del cos o altres objectes del cos s’utilitza per construir una imatge tridimensional, que es mostra en un monitor remot per analitzar-la.[8][2][3][1]

Eficàcia

S'ha posat en dubte l'eficàcia dels escàners d'ona mil·limètrica en la detecció d'objectes perillosos. Els estudis formals van demostrar la incapacitat relativa d’aquests escàners per detectar objectes (perillosos o no) sobre la persona que s’està escanejant.[9] A més a més, alguns estudis van suggerir que les relacions cost-prestacions d'aquests escàners són pobres.[10] El gener de 2011, no hi havia cap denúncia de captura terrorista com a conseqüència d'un escàner corporal. En una sèrie de proves repetides, els escàners no van poder detectar una arma de mà amagada a la roba interior d’un agent encobert, però es va considerar que els agents encarregats de controlar els escàners corporals no reconeixien l’arma oculta.[11]

Els escàners d’ones mil·limètriques també tenen problemes per llegir a través de la suor, a més de produir falsos positius a partir de botons i plecs de la roba.[12] Alguns països, com Alemanya, han informat d’una taxa de falsos positius del 54%.[12]

Problemes de privadesa

Històricament, els defensors de la privadesa estaven preocupats per l’ús de la tecnologia d’escaneig de tot el cos perquè solia mostrar una imatge detallada de la superfície de la pell sota la roba, pròtesis incloses pròtesis mamàries i altres equips mèdics normalment amagats, com ara bosses de colostomia.[13] Aquests defensors de la privadesa van anomenar les imatges "cerques de tires virtuals".[14] No obstant això, el 2013 el Congrés dels Estats Units va prohibir la visualització d'imatges detallades i va exigir la visualització de metall i altres objectes en un contorn genèric del cos en lloc de la pell real de la persona. Aquests esquemes genèrics del cos es poden fer mitjançant el programari de reconeixement automàtic de destinacions (ATR). A partir de l’1 de juny de 2013, tots els escàners de tot el cos que s’utilitzaven als aeroports dels Estats Units havien utilitzat ATR.

La tecnologia d'imatges de programari també pot emmascarar parts específiques del cos.[1] Els remeis proposats per a problemes de privadesa inclouen escanejar només les persones que es detecten independentment que porten contraban o desenvolupar tecnologia per emmascarar els genitals i altres parts privades. En algunes ubicacions, els viatgers poden escollir entre explorar el cos o fer un “ patdown ”. A Austràlia, les exploracions són obligatòries [15] però al Regne Unit els passatgers poden optar per no ser escanejats. En aquest cas, cal examinar la persona mitjançant un mètode alternatiu que inclogui almenys una cerca manual millorada en privat, tal com s’estableix al lloc web del govern del Regne Unit.

Als Estats Units, l’ Administració de seguretat del transport (TSA) va afirmar haver pres mesures per fer front a les objeccions a la privadesa. TSA va afirmar que les imatges capturades per les màquines no estaven emmagatzemades. D’altra banda, el Servei de Mariscals dels Estats Units va admetre que havia guardat milers d'imatges capturades des d’un control de Florida.[16] L’agent assegut a la màquina no veu la imatge; més aviat, aquesta pantalla només mostra si l'agent de visió ha confirmat que el passatger s'ha esborrat. Per contra, l'agent que visualitza la imatge no veu la persona escanejada pel dispositiu.[17] En algunes ubicacions, el programari actualitzat ha eliminat la necessitat d'un oficial separat en una ubicació remota. Aquestes unitats ara generen una imatge genèrica d'una persona, amb àrees específiques de sospita ressaltades pels quadres. Si la màquina no detecta elements sospitosos, apareix una pantalla verda que indica que el passatger està esborrat.

Queda preocupat per formes alternatives de capturar i difondre la imatge. A més, els passos de protecció sovint no atenen completament les qüestions de privadesa subjacents. Els subjectes poden oposar-se a que tothom els pugui veure en estat de despullament efectiu, fins i tot si no és l'agent al costat de la màquina o fins i tot si la imatge no es pot recuperar.

Segueixen apareixent informes d'imatges d’escàner de cos sencer que es guarden i difonen de manera incorrecta i potser il·legal.[18]

Possibles efectes sobre la salut

La radiació de longitud d'ona mil·limètrica és un subconjunt de l'espectre de radiofreqüència de microones. Fins i tot en el seu extrem d’alta energia, encara és més de 3 ordres de magnitud inferior en energia que el seu veí radiotòxic més proper (ultraviolat) de l’ espectre electromagnètic. Com a tal, la radiació d'ona mil·limètrica no és ionitzant i és incapaç de causar càncer per la ruptura d'un enllaç d'ADN radiolític. A causa de la poca profunditat de penetració d'ones mil·limètriques en el teixit (normalment menys d'1 mm),[19] els efectes biològics aguts de la irradiació es localitzen en capes epidèrmiques i dèrmiques i es manifesten principalment com a efectes tèrmics.[20][21][22] Fins ara no hi ha evidències clares d’efectes nocius que no siguin els causats per l'escalfament localitzat i els canvis químics posteriors (expressió de proteïnes de xoc tèrmic, desnaturalització, proteòlisi i resposta inflamatòria, vegeu també radiació i salut amb telèfons mòbils). La densitat d’energia necessària per produir lesions tèrmiques a la pell és molt superior a la que normalment es proporciona en un escàner d’ones mil·limètriques actives.[23][24][25][26][27]

Les molècules fragmentades o mal plegades resultants d'una lesió tèrmica es poden administrar a les cèl·lules veïnes mitjançant la difusió i a la circulació sistèmica mitjançant la perfusió. L’augment de la permeabilitat de la pell sota irradiació augmenta aquesta possibilitat.[22] Per tant, és plausible que els productes moleculars de lesions tèrmiques (i la seva distribució a zones allunyades del lloc d'irradiació) puguin causar lesions secundàries. Tingueu en compte que això no seria diferent dels efectes d'una lesió tèrmica soferta d'una manera més convencional. A causa de la creixent omnipresència de la radiació d'ona mil·limètrica (vegeu WiGig), la investigació dels seus efectes biològics potencials continua.[28][23][27]

Independentment de lesions tèrmiques, un estudi del 2009 finançat per l’Institut Nacional de Salut, realitzat per la divisió teòrica dels Laboratoris Nacionals del Departament d’Energia dels Estats Units i el Centre d’Estudis No Lineals del Departament d’Energia dels Estats Units i el Centre d’Estudis No Lineals i la Facultat de Medicina de la Universitat Harvard, va trobar que la radiació de terahertz crea canvis en la dinàmica de respiració de l’ADN, creant interferència aparent amb la dinàmica local de separació de cadenes de l’ADN bicatenari i, en conseqüència, amb la funció d’ADN.[29] El mateix article es va fer referència a l'article del MIT Technology Journal el 30 d'octubre de 2009.

Els escàners d’ones mil·limètriques no s’han de confondre amb els escàners de raigs X de retrodifusió, una tecnologia completament diferent que s’utilitza amb finalitats similars als aeroports. Els raigs X són radiacions ionitzants, més energètiques que les ones mil·limètriques per més de cinc ordres de magnitud, i generen preocupacions sobre el possible potencial mutagènic.

Desplegament

Unitat d'ones mil·limètriques passives

Tot i que la seguretat aeroportuària pot ser l’ús públic i més visible dels escàners corporals, les empreses han optat per desplegar un control passiu dels empleats per ajudar a reduir la reducció de l’ inventari dels centres de distribució clau.[30][31][32]

L'Agència Fronterera del Regne Unit (l'antecessora de Visats i Immigració del Regne Unit) va iniciar l'ús de la tecnologia de detecció passiva per detectar mercaderies il·lícites.[33]

A l'abril de 2009, l' Administració de seguretat del transport dels Estats Units va començar a desplegar escàners a aeroports, per exemple, Aquestes màquines s'han desplegat al sistema de trens PATH de Jersey City.[34] També s'han desplegat a l'aeroport internacional de Los Angeles (LAX), a l'aeroport internacional de San Francisco (SFO) i altres aeroports del EUA [1]

El 15 de maig de 2007 es van posar en funcionament tres escàners de seguretat amb ones mil·limètriques a l’aeroport de Schiphol, a Amsterdam, i s’espera que s’instal·lin més. El cap del passatger està emmascarat des del punt de vista del personal de seguretat.

Actualment també s’utilitzen escàners passius a l’aeroport de Fiumicino, Itàlia.[35] A continuació, es desplegaran a l’aeroport de Malpensa.[36]

El jutjat federal d’Orlando, Florida, utilitza dispositius de detecció passiva capaços de gravar i emmagatzemar imatges.[37]

Altres aplicacions

Els escàners es poden utilitzar per a la mesura física de la forma corporal en 3D per a aplicacions com ara el disseny de peces de vestir, el disseny de dispositius protètics, l'ergonomia, l'entreteniment i els jocs.

Referències

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 TSA: Imaging technology. tsa.gov
  2. ↑ 2,0 2,1 Mitchel Laskey. «An Assessment of Checkpoint Security: Are Our Airports Keeping Passengers Safe?». House Homeland Security Subcommittee on Transportation Security & Infrastructure Protection, 17-03-2010. Arxivat de l'original el 2012-12-13.
  3. ↑ 3,0 3,1 Matthew Harwood. «Companies Seek Full-Body Scans That Ease Health, Privacy Concerns». Security Management, 05-03-2010. Arxivat de l'original el 2014-10-06.
  4. ↑ Appleby, R Philosophical Transactions of the Royal Society, 362, 1815, 15-02-2004, pàg. 379–393. Bibcode: 2004RSPTA.362..379A. DOI: 10.1098/rsta.2003.1323. PMID: 15306527. De subscripció o mur de pagament
  5. ↑ Ahi, Kiarash «Advanced terahertz techniques for quality control and counterfeit detection». Proc. SPIE 9856, Terahertz Physics, Devices, and Systems X: Advanced Applications in Industry and Defense, 98560G, vol. 9856, 26-05-2016, pàg. 98560G. Bibcode: 2016SPIE.9856E..0GA. DOI: 10.1117/12.2228684.
  6. ↑ JLab generates high-power terahertz light. CERN Courier. 1 January 2003.
  7. ↑ Ahi, Kiarash «A Method and System for Enhancing the Resolution of Terahertz Imaging». Measurement, vol. 138, 2018, pàg. 614–619. DOI: 10.1016/j.measurement.2018.06.044. ISSN: 0263-2241.
  8. ↑ Supan, Joel Jesus M. The Art and Science of Security: Practical Security Applications for Team Leaders and Managers. Trafford Publishing, June 2012. ISBN 9781426982040. 
  9. ↑ German TV on the Failure of Full-Body Scanners Arxivat 2012-02-29 a Wayback Machine.. Americablog.com (2010-01-18). Retrieved on 2012-12-31.
  10. ↑ Why Europe Doesn't Want an Invasion of Body Scanners. Csmonitor.com (2010-01-26). Retrieved on 2012-12-31.
  11. ↑ Stinchfield, Grant. (2011-02-21) TSA Source: Armed Agent Slips Past DFW Body Scanner | NBC 5 Dallas-Fort Worth. Nbcdfw.com. Retrieved on 2012-12-31.
  12. ↑ 12,0 12,1 «Sweating Bullets: Body Scanners Can See Perspiration as a Potential Weapon». ProPublica, 19-12-2011.
  13. ↑ «Privacy Impact Assessment for TSA Whole Body Imaging». [Consulta: 19 octubre 2009].
  14. ↑ «TSA removes body scanners criticized as too revealing».
  15. ↑ Australia Airport Body Scanners - FAQ Arxivat 2016-07-09 a Wayback Machine.. Australian Government - TravelSECURE (2013-02-25). Retrieved on 2013-02-25.
  16. ↑ NBC News , 04-08-2010.
  17. ↑ The Daily Telegraph , 24-10-2008.
  18. ↑ One Hundred Naked Citizens: One Hundred Leaked Body Scans | Gizmodo Gizmodo.com (2010-11-16). Retrieved on 2010-11-16.
  19. ↑ Nelson D.A.; Nelson M.T.; Walters T.J.; Mason P.A. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 48, 11, 11-2000, pàg. 2111–20. Bibcode: 2000ITMTT..48.2111M. DOI: 10.1109/22.884202.
  20. ↑ Millenbaugh N.J.; Kiel J.L.; Ryan K.L.; Blystone R.V.; Kalns J.E. Shock, 25, 6, 6-2006, pàg. 625–32. DOI: 10.1097/01.shk.0000209550.11087.fd. PMID: 16721271.
  21. ↑ Zhadobov M.; Chahat N.; Sauleau R.; Le Quement C.; Le Drean Y. Int. J. Microw. Wireless Technol., 3, 2, 4-2011, pàg. 237–47. DOI: 10.1017/S1759078711000122.
  22. ↑ 22,0 22,1 Stewart D.A.; Gowrishankar T.R.; Weaver J.C. IEEE Transactions on Plasma Science, 34, 4, 8-2006, pàg. 1480–93. Bibcode: 2006ITPS...34.1480S. DOI: 10.1109/TPS.2006.878996.
  23. ↑ 23,0 23,1 Moulder J.E. Radiation Research, 177, 6, 6-2012, pàg. 723–26. Bibcode: 2012RadR..177..723M. DOI: 10.1667/rr2897.1. PMID: 22494369.
  24. ↑ «Radiation Exposure and Cancer». cancer.org. Arxivat de l'original el 6 d’abril 2014. [Consulta: 1r desembre 2011].
  25. ↑ Health Physics, 78, 2, 2-2000, pàg. 170–81. DOI: 10.1097/00004032-200002000-00006. PMID: 10647983.
  26. ↑ Mason, Patrick; Thomas J. Walters; John DiGiovanni; Charles W. Beason; James R. Jauchem Carcinogenesis, 22, 10, 14-06-2001, pàg. 1701–1708. DOI: 10.1093/carcin/22.10.1701. PMID: 11577012 [Consulta: 31 desembre 2012].
  27. ↑ 27,0 27,1 Nicolaz C.N.; Zhadobov M.; Desmots F.; Sauleau R.; Thouroude D. Cell Biol. Toxicol., 25, 5, 10-2009, pàg. 471–8. DOI: 10.1007/s10565-008-9101-y. PMID: 18685816. "Our data demonstrated the absence of significant changes in mRNA levels for BiP/GRP78. Our results showed that ER homeostasis does not undergo any modification at molecular level after exposure to low-power MMW radiation at 60.4 GHz. This report is the first study of ER-stress induction by MMW radiations."
  28. ↑ Zhadobov M.; Chahat N.; Sauleau R.; Le Quement C.; Le Drean Y. Int. J. Microw. Wireless Technol., 3, 2, 4-2011, pàg. 237–47. DOI: 10.1017/S1759078711000122. "The biocompatibility of millimeter-wave devices and systems is an important issue due to the wide number of emerging body-centric wireless applications at millimeter waves. This review article provides the state of knowledge in this field and mainly focuses on recent results and advances related to the different aspects of millimeter-wave interactions with the human body. Electromagnetic, thermal, and biological aspects are considered and analyzed for exposures in the 30-100 GHz range with a particular emphasis on the 60-GHz band. Recently introduced dosimetric techniques and specific instrumentation for bioelectromagnetic laboratory studies are also presented. Finally, future trends are discussed."
  29. ↑ Physics Letters A, 374, 10, 10-2010, pàg. 1214–1217. arXiv: 0910.5294. Bibcode: 2010PhLA..374.1214A. DOI: 10.1016/j.physleta.2009.12.077. PMC: 2822276. PMID: 20174451.
  30. ↑ Jennifer Brown. «The ROI for detection». Canadian Security, 03-01-2011. Arxivat de l'original el 2011-02-26.
  31. ↑ Brendan Alexander. «Streamlined Screening». Canadian Security, 01-09-2008. Arxivat de l'original el 2011-12-25. [Consulta: 7 desembre 2020].
  32. ↑ Robert P. Daly. «Facility Security:Security By The Layers». Security Products, 01-12-2008.
  33. ↑ Brodie Clark «Còpia arxivada». [Consulta: de desembre 7, 2020]. Arxivat de juliol 23, 2011, a Wayback Machine. «Còpia arxivada». Arxivat de l'original el de juliol 23, 2011. [Consulta: de desembre 7, 2020].
  34. ↑ Marsico, Ron (2006-07-12) PATH riders to face anti-terror screening Program will begin at station in Jersey City Arxivat 2011-11-22 a Wayback Machine.. Star-Ledger
  35. ↑ La Repubblica. «Fiumicino, body scanners attivi da Giovedì 4 Marzo» (en italià), 25-02-2010. Arxivat de l'original el 2010-07-06. [Consulta: 5 març 2010].
  36. ↑ Error: hi ha arxiuurl o arxiudata, però calen tots dos paràmetres.La Repubblica. «[La Repubblica Terrorismo, sì dell'Italia ai body scanner – Frattini: "Sicurezza prima della privacy"]» (en italià), 05-01-2010. [Consulta: 5 gener 2010].
  37. ↑ Burke, Robert A. Counter-Terrorism for Emergency Responders, Third Edition. CRC Press, 2017-10-31. ISBN 9781351648523. 

Vegeu també

Enllaços externs