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SENSORES DE MICROONDAS: UNA ROBUSTA Y PROBADA SOLUCIÓN PARA SEGURIDAD PERIMETRAL

Domingo 04 de Julio del 2021
Sergio A. Rivera

Desde el inicio de su aplicación como sensores de intrusión en los años 70, los sensores de microondas han jugado un papel muy importante en la protección de bienes y activos de alta criticidad alrededor del mundo.

Este tipo de tecnología ha sido empleada por muchos años para la detección temprana de intrusos en perímetros de plantas nucleares, bases militares, prisiones, pero también ha sido utilizada de forma exitosa en proyectos tales como fábricas, bodegas, y áreas abiertas, en donde la detección anticipada de intrusos juega un papel relevante en la seguridad física del sitio.

Su alta inmunidad a falsas alarmas ambientales, su capacidad de detección volumétrica y su simplicidad de operación las ha convertido en uno de los sensores mas usados en sitios de máxima seguridad.

El objetivo de este artículo es el dar a conocer los aspectos más importantes de esta tecnología y ofrecer algunas sugerencias básicas para la protección exitosa de un sitio.

CONCEPTO DE OPERACIÓN

Los sensores de microondas consisten por lo general en una antena transmisora (Tx) que emite una señal de radiofrecuencia, la cual es capturada por una antena receptora (Rx) y que es analizada para confirmar los cambios sufridos en la misma (campo de detección). Cuando un cuerpo o masa (intruso) obstruye esta señal en forma parcial, se genera entonces una alteración del campo de detección, el cual puede traducirse como una alarma, según la forma en que el sensor se haya calibrado.

Comúnmente la frecuencia de esta señal se encuentra en la banda de los 10 Ghz (banda “X”) o en la banda de los 24 Ghz (banda “K”), que son frecuencias en donde por lo general no hay otros tipos de servicios operando. Los sensores de microondas por su forma de operación se pueden clasificar como bi-estáticos, los cuales utilizan un Tx y un Rx, y monoestáticos, que utilizan una sola antena y a través de la misma se realiza tanto la transmisión como la recepción (semejantes a un radar).

Por su forma de analizar los cambios de su campo de detección, se pueden clasificar como sensores analógicos o como sensores digitales. Los primeros se caracterizan por generar una alarma cuando la intensidad de la señal de radio acoplada entre el Tx y el Rx cae por debajo del nivel determinado por el usuario (sensibilidad calibrada). En el caso de los sensores digitales, la señal acoplada se digitaliza y se analizan los cambios ocurridos en la misma, pudiendo aplicar algoritmos para filtrar posibles falsas alarmas (filtros digitales) y para mejorar la detección de diferentes tipos de blanco.

Es muy común que se piense que el campo de detección de un sensor de microondas tiene la forma de un “rayo” de energía concentrado, pero en realidad este campo de detección semeja la forma de un balón de “futbol americano”, siendo angosto cerca del Tx y del Rx y más ancho a la mitad de la distancia de la zona protegida.

FORMAS DE APLICACIÓN

Tradicionalmente los sensores de microondas bi-estáticos se instalan firmemente en un poste sobre el suelo, separados de la barrera física para proteger la franja/corredor interno de perímetros.

También es posible utilizar las microondas instaladas en muros, ya sea en su parte superior o en la cara interior con la finalidad de proteger contra intentos de penetración del perímetro a través del salto por encima de la barrera física.

En los casos en que existe la necesidad de proteger sitios de máxima seguridad en donde los escenarios de intrusión pueden ser variados, existe la alternativa de utilizar sensores de microondas “apilados”, los cuales ofrecen una mayor protección.

En el caso de las microondas monoestáticas, éstas pueden ser utilizadas protegiendo tanto en los planos horizontal, vertical y lateral, lo cual los hace sensores altamente versátiles. A continuación se muestra la protección del área inmediata a una microonda tradicional instalada junto a la pared, usando una microonda mono-estática apuntando hacia abajo en forma vertical:

El rango de alcance de los sensores de microondas utilizados en seguridad perimetral depende del modelo (fabricante), tipo de antena (plana o parabólica), banda de operación (banda X o banda K), etc., pero por lo general va desde los 50 metros hasta los 500 metros.

ENTREGA DE ALARMAS/ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA

Los sensores de microondas generalmente entregan sus alarmas en varias modalidades siendo las más comunes:

Salidas de relé: para reportar las alarmas a un panel de intrusión/ software de monitoreo.

Comunicaciones seriales RS- 422/485: utilizado en proyectos de mayor tamaño y en donde existe una red de comunicaciones seriales RS-422/485 disponible.

Modalidad PoE: utilizado en sitios en donde existe una estructura de red PoE (Power over Ethernet).

Todas estas modalidades permiten que las alarmas puedan ser recibidas en la gran mayoría de los softwares de monitoreo (VMS/PSIM/SCADA) existentes en la actualidad.

Su alimentación eléctrica se realiza por lo general a través de corriente continua (C.C.) que va desde los 12 VDC hasta los 60 VDC dependiendo del fabricante y modelo de sensor.

Dado que por lo general el consumo de energía de los sistemas de microondas es muy bajo, existe la posibilidad de poder alimentar estos sensores utilizando energía solar con las debidas previsiones de respaldo con baterías.

SUGERENCIAS PARA UNA PROTECCIÓN EXITOSA CON MICROONDAS

Algunos factores importantes a considerar durante la planeación para proteger un perímetro con microondas son:

Forma del perímetro: confirme la forma que tiene el perímetro, pues las microondas son sensores que trabajan con “línea de vista” y la forma del mismo influirá en la cantidad de microondas a utilizar.

Uniformidad del terreno: analice la uniformidad del terreno, pues los sensores de microondas requieren trabajar en terrenos nivelados y uniformes a fin de ofrecer un nivel de detección satisfactorio sin falsas alarmas o zonas sin detección (“zonas muertas”).

Espacio disponible en el interior del perímetro: verifique el espacio disponible en el interior del sitio, pues es necesario definir el ancho de la franja de seguridad disponible, la cual puede mantenerse plana, uniforme y sin obstrucciones, en donde van a operar las microondas.

Este espacio disponible es uno de los factores que determina la máxima separación entre el Tx y el Rx (tablas proporcionadas por cada fabricante) y como consecuencia el número de unidades a utilizar.

• Nivel de seguridad deseado: estudie cuál es el escenario de intrusión que el proyecto tiene especificado. Dependiendo del nivel de seguridad requerido, será necesario utilizar configuraciones de microondas sencillas, de doble o de triple apilamiento, crear zonas más cortas y/o realizar una calibración enfocada al tipo de intrusión a detectar.

Infraestructura disponible: determine qué tipo de infraestructura para alimentación y datos estará disponible en el proyecto a fin de definir qué modalidad de microondas podrán ser utilizadas.

CONCLUSIÓN

La gama de sensores de microondas actuales permite ofrecer una protección volumétrica en perímetros cuyos requerimientos de nivel de seguridad sean altos y en donde exista una franja de terreno en el perímetro, la cual pueda ser dedicada para detectar posibles intrusos en forma temprana.

Debido a su simplicidad de operación y al no tener partes móviles o elementos que se degraden con el tiempo, con el debido mantenimiento estos sensores pueden ofrecer un largo tiempo de vida a un bajo costo de operación y con una muy alta confiabilidad y eficiencia.

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