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Vermintes Gelände

19. September 2018 Sprengfallen in Kolumbien

Paradiesische Strände, schneebedeckte Berggipfel, farbenprächtige Lagunen, Dschungel und eine einzigartige Pflanzenwelt: Die landschaftliche Vielfalt Kolumbiens wirkt paradiesisch schön. Schon Alexander von Humboldt notierte bei seiner Reise durch die tropischen Gefilde des südamerikanischen Landes, die Opulenz von Flora und Fauna sei derart überwältigend, dass der Anblick verrückt machen könne. Nicht nur der Trecking-Tourismus macht sich diese Schönheit längst zunutze.

Obwohl das Land als befriedet gilt, sterben in Kolumbien immer noch Menschen durch schwer detektierbare Minen. Das 2017 beendete DFG-Projekt „Humanitäre Mikrowellendetektion für unkonventionelle Sprengfallen in Kolumbien (MEDICI)“ schuf die Grundlage

Aber die Idylle trügt. Die Natur Kolumbiens ist keineswegs so unberührt, wie es scheint. Über 50 Jahre eines immer wieder aufflammenden Guerillakriegs zwischen Regierungskräften, linken Rebellen, Drogenkartellen und rechten Paramilitärs, bei denen rund 220 000 Menschen ums Leben kamen und Millionen aus ihren Heimatorten vertrieben wurden, haben deutliche Spuren hinterlassen. Zwar herrscht seit 2016 offiziell Frieden. Aber weite Landstriche sind immer noch von Minen übersät. „Allein durch verborgene Sprengfallen sind in den letzten 15 Jahren mehr als 10 000 Menschen verletzt oder getötet worden“, sagt Christoph Baer vom Lehrstuhl für Elektronische Schaltungstechnik an der Ruhr-Universität Bochum (RUB). „Mit bis zu 99 Quadratkilometern vermintem Gelände gilt das Land laut internationalem Landminenmonitor noch immer als schwer kontaminiert.“

Baer koordinierte das internationale DFG-Projekt „Humanitäre Mikrowellendetektion für unkonventionelle Sprengfallen in Kolumbien (MEDICI)“, das 2017 zu Ende ging. Gemeinsam suchten die Forscherinnen und Forscher hier nach neuen Möglichkeiten, die Sprengkörper aufzuspüren. In Kolumbien sind sie besonders tückisch. „Die Minen, mit denen wir es zu tun haben, sind nicht industriell hergestellt, sondern aus Alltagsgegenständen, die gerade zur Verfügung standen“, erläutert Baer. Da dienen auch schon mal Spritze oder Schwamm als Zünder für das selbst gebraute Dünger-
Diesel-Gemisch in einer Plastikschüssel. „Improvised Explosive Devices“ – „improvisierte Sprengfallen“ – heißen diese Exemplare im Fachjargon. Oder mit anderen Worten: Jede Mine ist ein anders zusammengebautes Unikat. 200 000 dieser Einzelstücke sollen es – eher konservativen Schätzungen des Militärs zufolge – noch sein.

Gängige Detektoren kommen da kaum weiter. Denn die kolumbianischen Minen enthalten nur sehr wenig Metall. Deshalb müssen gängige Detektoren sehr fein eingestellt werden – und spüren deshalb alles Mögliche auf. „Der Detektionsgrad liegt bei etwa 1:2000“, sagt Baer. „Sie graben 2000 Objekte aus und finden eine Mine.“ Die Ausbildung eines Entminers, der die in Töne verwandelten Informationen des Detektors richtig deuten kann, ist mit mehreren Jahren ohnehin viel zu lang. Das könnte sich dank der Forschung und der in MEDICI erarbeiteten Methoden ändern. „Im Idealfall bräuchten wir für unsere Variante gar keine längere Ausbildung mehr“, so Baer. Denn die von MEDICI entwickelte Signalverarbeitung erlaubt es, ein Bild zu generieren, anhand dessen sich der Entminer orientieren kann – ein konventioneller Metalldetektor gibt lediglich ein Tonsignal aus, das nur mit speziellen Kenntnissen interpretiert werden kann.

Die Forscherinnen und Forscher von MEDICI setzen dabei auf eine Detektionsmethode, die in anderen Bereichen schon sehr erfolgreich funktioniert: auf Radar. Einfach übernehmen kann man die entsprechenden Apparate aber nicht, denn sie sind viel zu langsam: Die Auswertung der von ihnen gesammelten enormen Datenmenge dauert Tage. Ziel von MEDICI ist eine stärkere, präzisere und schnellere Signalauswertung, mit der sich unterschiedliche Minentypen im teils extrem unwegsamen Gelände detektieren lassen – und das mit Geräten, die nicht schwerer als ein Metalldetektor sind.

Am Anfang standen Versuche in einem futuristisch wirkenden Raum, der elektromagnetische Wellen absorbiert. Reale Minen wurden am Computer „nachgebaut“ und im Hinblick auf elektromagnetische Elemente untersucht, die für die Explosionswaffe charakteristisch sind, nicht aber für einen Stein, eine Wurzel oder eine Schraube. Mithilfe von Messdaten aus Kolumbien konnten die deutschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ungefährliche „Phantommaterialien“ synthetisieren, deren elektrische Eigenschaften dem kolumbianischen Sprengstoff entsprechen.

2017 haben die beteiligten Radar-, Hochfrequenz-, Schaltungs- und Messtechniker zusammen mit ihren Kolleginnen und Kollegen von der Signalauswertung Mess-Equipment in Einzelteilen nach Kolumbien geschickt: Die Bodenradar-Antennen mit geringer Eigenreflexion für Bodenradar-Anwendungen entstanden in Bochum, das Mehrkanal-Detektionsgerät mit seiner ausgefeilten Sensorik und einer Rate von 1000 Messungen pro Sekunde an der TU Ilmenau. Inzwischen wird das Equipment an der Universidad Nacional de Colombia und der Universidad de los Andes in Bogotá getestet, damit es weiter verbessert und im Rahmen der Signalprozessierung mit Algorithmen gespeist werden kann.

Ein 2017 entwickelter Algorithmus etwa ist in der Lage, kontaktlos physikalische Parameter zu Bodenbeschaffenheit und detektiertem Material zu berechnen und dabei die Brechung an der Erdoberfläche zu berücksichtigen. „Das ist ein weiterer wichtiger Schritt“, unterstreicht Baer – auch für den Friedensprozess im Land.

Durch die Beseitigung entschärfter Minen können in den nächsten Jahrzehnten in Kolumbien riesige Flächen wieder erschlossen werden, die für den Abbau von Bodenschätzen oder den Anbau von Kaffee- und Kakaopflanzen genutzt werden könnten. Geeignete Plantagenflächen liegen teils auch im nur schwer zugänglichen Hochland Kolumbiens. „Die Nutzung solcher Flächen zu ökonomischen Zwecken wirft natürlich auch Fragen der Sicherheit auf“, erklärt Reiner Thomä von der TU
Ilmenau. „Und dabei könnten hochfrequenztechnisch basierte Sensoren eine wichtige Rolle spielen.“

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