Wetenschap

TU Delft speurt explosieven op met radarsystemen

Nooit meer prikken naar landmijnen

R. Pasterkamp
Na een staakt-het-vuren is er één partij die zich niet aan de regels houdt. Als de wapens zwijgen, blijven landmijnen mensenlevens eisen. Onderzoekers van de Technische Universiteit Delft ontwikkelen een systeem dat de „stille moordenaars” moet ontmaskeren. Nieuw is dat de detector het kaf van het koren kan scheiden.

Ze zijn goedkoop en worden willekeurig rondgestrooid. Angola, Cambodja, Bosnië; overal liggen restanten van de gruwelijke oorlogen die in de landen woedden. Niemand weet het precies, maar schattingen gaan ervan uit dat er wereldwijd nog meer dan 100 miljoen mijnen verborgen liggen. Nog dagelijks eisen mijnen tientallen burgerslachtoffers, meestal boeren en spelende kinderen.

Vooral de zogeheten antipersoneelsmijn is een beruchte sluipmoordenaar. Het tuig is zo aangebracht –net onder de grond– dat het de soldaten niet doodt maar ernstig verwondt. Immers, in een oorlog is er veel meer werk aan een gewonde (afvoer, operatie, hospitaal) dan een dode soldaat.

Het ruimen van mijnen is een tergend langzame en uiterst kostbare operatie. De huidige ruimsnelheid van iemand uitgerust met een metaaldetector is maar 11 vierkante meter per persoon per dag. Het ruimen van een mijn, die zelf maar een paar tientjes doet, kost ongeveer 2000 gulden. Daarbij komt dat de moderne metaaldetectoren te vaak vals alarm geven (gemiddeld een keer per vierkante meter) en plastic mijnen onopgemerkt blijven. Eigenlijk is op dit moment de enige betrouwbare, maar tegelijkertijd levensgevaarlijke ruimingsmethode het prikken met een stokje waarbij de bodem centimeter voor centimeter wordt afgetast.

Per 1 maart treedt een internationaal verdrag in werking dat productie, bezit, handel en uiteraard gebruik van landmijnen verbiedt. Nederland heeft zich aan dat verdrag geconformeerd. Voor het ruimen van de mijnen wereldwijd is een periode van 10 jaar uitgetrokken. De Verenigde Naties eisen een betrouwbaarheid van 99,6 procent bij de ontmijning. Met de huidige detectoren is dat niet mogelijk.

Uitdaging
Een uitdaging voor de Technische Universiteit Delft (TUD). Onder leiding van prof. dr. ir. L. P. Ligthart werken onderzoekers aan de ontwikkeling van een mijndetector die beter onderscheid kan maken tussen landmijnen en andere voorwerpen in de grond. „Het hoge percentage van 99,6 lijkt een simpel cijfer, maar dat is het niet”, zegt Ligthart in zijn werkkamer op de 21e verdieping van het gebouw Elektrotechniek in Delft. „Neem als voorbeeld een voetbalveld waar 1000 mijnen onder de grond liggen. Maar tegelijkertijd liggen er nog 10.000 andere voorwerpen zoals colablikjes, rioolbuizen en meer van die troep. Bij het zoeken op dat veld horen de mijnenruimers tussen de 1000 en 10.000 bliepjes. Ze weten niet of een bliepje van een colablikje is of van een mijn.”

Lighthart maakt een vergelijking met de brandweer. „Bij ieder alarm rukken ze uit. Van tevoren weten ze niet of het vals of echt is. Maar ieder alarm vereist dat men alert reageert.” Bij het speuren naar mijnen onder de grond stuit men op grofweg drie problemen, aldus Ligthart. Eén: plastic mijnen zijn met de huidige sensoren niet te vinden. Twee: sommige mijnen zitten in natte grond en zijn onbereikbaar voor radargolven. Drie: 100 procent dekking van een oppervlak is er nooit. „'t Is net als bij het grasmaaien. Dan sla je ook wel eens een stukje over.”

Radar
De TUD-onderzoekers willen toe naar een detector die beter kan 'zien' of een voorwerp onder de grond een mijn is of iets anders. Het nieuwe systeem maakt gebruik van twee radarsystemen die elkaar aanvullen. Het ene systeem (Ultra Wide Band Impulse) meet met een hoge gevoeligheid en precisie de plaats van een voorwerp in de grond. Het andere systeem (Stepped Frequency-Continuous Wave) construeert op basis van vele metingen een gedetailleerd beeld van het voorwerp. Door de signalen van beide systemen te combineren kunnen de mijnenruimers de voorwerpen identificeren en classificeren en zo een landmijn van een ander voorwerp onderscheiden.

Het onderzoek van Ligthart gaat absoluut een stap verder doordat het voor de eerste keer twee geavanceerde radarsystemen combineert. De ene radar spoort het voorwerp op, de andere bekijkt wat het precies is. Voorwaarde is dan wel dat in het geheugen van de radar alle mogelijke reflectorsignalen van landmijnen zijn opgeslagen. „Het is een zeer ambitieus programma”, erkent Ligthart, „want er zijn ongelooflijk veel verschillende mijnen.” Hij denkt in 2004 een productierijp prototype op te kunnen leveren. Zijn onderzoek wordt voor de eerste twee jaren gefinancierd met 2,7 miljoen gulden van de Technologiestichting STW. Bij succesvolle tussentijdse onderzoeksresultaten is nog eens twee jaar vervolgfinanciering toegezegd.

Leidingen
Aan het onderzoek nemen vakgroepen van de faculteiten Aardwetenschappen en Informatietechnologie en Systemen van de TUD deel. De leiding is in handen van het onderzoekscentrum ”International Research Centre for Telecommunications-Transmission and Radar”, waarvan Ligthart directeur is.

De TUD werkt al langer met grondradar. Zo werd in 1993 op verzoek van nabestaanden geprobeerd in een natuurgebied de begraafplaats te achterhalen van zestien slachtoffers uit de Tweede Wereldoorlog. Ook voor bijvoorbeeld lekken in leidingen en bij inspectie van rioleringen wordt grondradar gebruikt. „We leven nu eenmaal in een soppig landje”, zegt Ligthart, die hoge verwachtingen van zijn onderzoek koestert. „We zitten hier wel in een hoge toren met ruim zicht maar met dit onderzoek moet het mogelijk worden op en onder de grond te kijken.”