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Using Artificial Intelligence (AI) on ASTM standards and related intellectual property is prohibited. Violations will result in suspension of access.
By JACK MAXWELL
Jan 23, 2025
Los ciudadanos tienen una gran deuda de gratitud con las personas que trabajan en ámbitos como la aplicación de la ley, la extinción de incendios y el mantenimiento de carreteras. Por sus carreras, están sistemáticamente en situaciones difíciles, a veces incluso peligrosas, pero se presentan todos los días y hacen su trabajo.
Los miembros del Comité sobre aplicaciones de seguridad nacional (E54) de ASTM International, incluidos los que trabajan en los subcomités sobre equipos de seguridad pública (E54.04) y robots de respuesta (E54.09), muestran el mismo grado de dedicación, aunque de forma diferente. Se enfocan en desarrollar métodos de pruebas, especificaciones de productos y otros estándares que ayuden a garantizar que los equipos en los que confían los profesionales de la seguridad pública cumplan sus requisitos operativos y ofrezcan un nivel de protección adecuado a la tarea a realizar.
Ese equipamiento adopta muchas formas. Ya sea que se trate de escudos antibalas utilizados por las fuerzas del orden, de cascos protectores que llevan los trabajadores de carreteras cuando pasan los autos o de robots que operan en entornos demasiado peligrosos para los seres humanos, el rendimiento de estos productos puede suponer en algunos casos la diferencia entre la vida y la muerte. Aquí examinamos algunos estándares recientemente actualizados y aprobados que pretenden ayudar en el diseño y facilitar la evaluación de dichos productos.
El subcomité de equipos de seguridad pública abarca muchos temas. Entre los tipos de equipos que se contemplan en sus estándares se encuentran desde chalecos antibalas o dispositivos respiratorios purificadores de aire para la evacuación de humos hasta guantes de protección. Como es lógico, también son de su ámbito los cascos.
Cuatro de los estándares más recientes del comité E54 abordan las prestaciones de los cascos: la especificación para cascos no resistentes a impactos balísticos diseñados específicamente para ser utilizados por agentes del orden y penitenciarios cuando mantienen el orden en situaciones violentas (E3342); el método de prueba estándar para cascos no resistentes a impactos balísticos utilizados por agentes del orden y penitenciarios (E3343); la especificación del estándar para cascos resistentes a impactos balísticos utilizados por agentes de seguridad pública de EE. UU. (E3368); y la especificación del estándar para cascos de protección utilizados por trabajadores viales a pie (E3422). Además, en 2022, se aprobó el método de prueba estándar de la protección resistente a balas para la cabeza (E3111).
Hay varios estándares relacionados con esta parte crucial del equipo de protección, ya que las situaciones donde se utilizan los cascos pueden ser muy diferentes. Cuando se pasa de agentes de policía en un tiroteo a abanderados en zonas de construcción en la interestatal, está claro que no existe una fórmula única para crear estándares que reflejen toda la variedad de usos del casco.
La presidenta del comité E54, Casandra Robinson, ingeniera del Laboratorio Nacional de Tecnología de Seguridad Urbana (National Urban Security Technology Laboratory, NUSTL, dependiente del Departamento de Seguridad Nacional de Estados Unidos), afirma que todo depende de la naturaleza específica de las amenazas a las que se enfrentan las personas que los llevan. “Por ejemplo, a la policía de orden público, le preocupa más los impactos contundentes, como los de un bate, un proyectil lanzado o arrojado con la mano, o un impacto contra un bordillo si son empujados durante un disturbio. Lo mismo ocurre con los penitenciarios, ya que los reclusos no disponen de armas de fuego, pero sí de muchas otras armas improvisadas. Los agentes del orden, especialmente los tácticos, están más preocupados por el impacto de las balas de un sospechoso armado”.
Esto explica por qué se requieren distintos estándares para los cascos no balísticos y los balísticos. ”Un impacto contundente y un impacto balístico son muy diferentes y requieren pruebas diferentes”, amplía Robinson. El estándar E3343 (no balístico) incluye métodos de prueba para evaluar el rendimiento de la protección frente a peligros como impactos/choques, proyectiles (distintos de balas), llamas y líquidos. La durabilidad de un casco en términos de resistencia a los productos químicos, las temperaturas extremas y la intemperie también se examina mediante el uso de procedimientos de acondicionamiento.
Por otro lado, el estándar E3368 (resistencia balística) se centra más en parámetros de rendimiento como la resistencia a la penetración (resistance to penetration, RTP) de la calota, los elementos de fijación y los puntos débiles; el límite balístico de la calota del casco (la velocidad necesaria para que un proyectil penetre en un determinado material de la calota, al menos, la mitad de las veces); y la RTP y la deformación de la pantalla facial. Este estándar también incluye pruebas para evaluar las prestaciones no balísticas en ámbitos como la atenuación de impactos y la resistencia a la compresión de la calota.
Estos tres estándares se esfuerzan por adecuar el nivel de pruebas requerido a las necesidades de los usuarios finales específicos. Así, se garantiza que los cascos no estén sobrediseñados para la tarea que deben realizar.
“Tomemos un casco para trabajadores viales a pie”, inicia Brian Montgomery, del Instituto Nacional de Normas y Tecnología (National Institute for Standards and Technology, NIST), que preside el subcomité de planificación y coordinación (E54.91). “Podría llevar un casco no balístico en estas situaciones, pero debido a la forma en que se ha probado, puede que no esté diseñado para lo que usted necesita. Intentamos elaborar estándares lo suficientemente específicos para la comunidad que los necesita, de modo que los cascos satisfagan sus necesidades y no estén sobredimensionados, sean excesivamente pesados o más caros de lo necesario”.
Otro tipo de equipo de protección usado por muchos cuerpos de seguridad es el escudo balístico (también denominado escudo táctico). Estos dispositivos están diseñados para detener balas y otros proyectiles, y también proporcionan protección contra objetos arrojados y golpes con objetos. Ofrecen más cobertura de todo el cuerpo que un casco y un chaleco antibalas, al menos, desde una orientación frontal.
En 2023 y 2024, se aprobaron, respectivamente, el método de prueba estándar para escudos resistentes a las balas para agentes del orden (E3141) y la especificación para escudos resistentes a las balas usados por agentes del orden (E3347). Montgomery señala que representan una gran mejora en la forma de evaluar esta pieza fundamental del equipo. Antes de su desarrollo y aprobación, los fabricantes de escudos, el personal de adquisiciones y otros actores de la industria consultaban a menudo un estándar de 1985 elaborado por el Instituto Nacional de Justicia (National Institute of Justice, NIJ) para determinar la resistencia balística de los materiales empleados en la fabricación productos de protección (NIJ 0108.01).
El problema con este enfoque es que el estándar del NIJ solamente cubre los materiales que componen el cuerpo de un escudo, no el producto acabado, y los escudos usados por los equipos SWAT y la policía de orden público son construcciones complejas. No es ninguna sorpresa que el cuerpo principal y el visor transparente estén fabricados con materiales resistentes a los impactos balísticos, pero además, hay cierres, conexiones, uniones, costuras y bordes. A veces, se fijan apliques al escudo para agregar otra capa de protección en zonas particularmente vulnerables.
“Los fabricantes utilizarían el estándar del NIJ 0108.01, que está bien para el material balístico, pero las asas, los cierres, las costuras y las conexiones entre el escudo y el visor no estarían contempladas en un estándar general sobre material balístico”, explica Montgomery.
La creciente concientización sobre este problema impulsó al E54 a iniciar un proceso de colaboración donde participaron docenas de partes interesadas, entre ellas, fabricantes de escudos, proveedores, usuarios finales de las fuerzas del orden federales, estatales y locales, expertos en ensayos balísticos y certificación, investigadores, expertos federales en protección balística y profesionales de la estandarización. El trabajo de recopilar la información, desarrollar los métodos de prueba y las especificaciones, y obtener el consenso de las partes interesadas se vio facilitado por el proceso de desarrollo de estándares de ASTM, de eficacia probada, e impulsado por los miembros del E54.04.
El E3141 y el E3347 son resultado de este esfuerzo. El primero establece procedimientos detallados para evaluar cada elemento del escudo y exige una cantidad mínima de disparos al cuerpo del escudo, lel visor, los cierres, los bordes, las uniones, los puntos débiles y los apliques. Este último especifica los requisitos de previo acondicionamiento y pruebas, los niveles de desempeño balístico y los parámetros de desempeño que debe alcanzar el escudo.
Los robots pueden llegar a lugares donde los servicios de emergencia no pueden.
Como base para una forma nueva y más completa de evaluar el rendimiento de los escudos balísticos, los estándares E3141 y E3347 servirán de fundamento técnico para un nuevo programa de verificación de ASTM. Los estándares sobre cascos mencionadas anteriormente desempeñarán un papel similar en los programas de verificación de las distintas categorías de equipos de protección para la cabeza.
El Safety Equipment Institute (SEI), afiliado a ASTM, gestionará el programa, mediante una verificación independiente por parte de terceros, la publicación en línea de los productos verificados, la autorización para fabricantes de colocar la marca ASTM-Verified en sus productos y la gestión del proceso de pruebas anuales para evaluar el cumplimiento permanente de los estándares. La verificación es un concepto relativamente nuevo y pretende servir de alternativa menos costosa a los programas de certificación completa, ya que estos, además de los componentes de prueba previos y posteriores a la comercialización, requieren pasos adicionales que añaden costos e inconvenientes para los fabricantes.
“Hay todo un abanico de evaluaciones de conformidad y los programas de verificación se sitúan en el extremo superior de dicho abanico, pero no llegan al nivel de certificación, que es el más alto”, comenta Montgomery. “No exigir requisitos de auditoría de las instalaciones de fabricación y del sistema de gestión del proveedor puede reducir los costos y, al mismo tiempo, ofrecer a los usuarios finales un nivel de confianza de que un producto sí cumple con el estándar”.
Aunque actualmente no existe ninguna regulación federal que obligue a la verificación, el programa ValuePoint de la National Association of State Procurement Officers (NASPO) tiene la intención de exigir que los escudos antibalas estén verificados por ASTM para poder adquirirlos. Además, los fabricantes que colaboraron en el desarrollo de los estándares E3343 y E3368 han aceptado someter sus productos al programa de verificación de ASTM.
Los programas de escudos y cascos balísticos se unen a una lista cada vez más grande de programas de verificación de ASTM relacionados con las fuerzas del orden y la seguridad nacional. Entre los productos cubiertos se incluyen accesorios para chalecos antibalas y detectores de metales portátiles, de mano y de paso. También hay un programa de verificación del aislamiento reflectante.
Hasta ahora nos hemos enfocado en los equipos de protección para los distintos tipos de agentes de las fuerzas del orden que se llevan puestos (cascos) o se empuñan (escudos). Sin embargo, hay otra categoría de equipos que brinda más seguridad a estas personas cuando desempeñan sus funciones en catástrofes masivas, tales como terremotos, incendios forestales e incluso fusiones nucleares, los robots socorristas.
También conocidos como robots de rescate y robots de respuesta ante catástrofes o emergencias, estas máquinas vienen en muchas configuraciones y son capaces de caminar, arrastrarse, volar y navegar por encima y por debajo del agua. Hace décadas que se utilizan versiones anteriores de esta tecnología, como una oruga equipada con cámaras con la que se realizaron búsquedas en campos de escombros tras el 11/9 y el huracán Katrina; robots de extinción de incendios con mangueras, escudos térmicos y bandas de rodadura; y robots salvavidas que pueden cruzar el agua a toda velocidad para servir de dispositivos de flotación a nadadores con problemas.
El subcomité de robots socorristas (E54.09) lleva casi 15 años creando métodos de prueba y prácticas de estándares para ayudar a las partes interesadas a evaluar el rendimiento de estas valiosas herramientas. Únicamente en el ámbito de los robots terrestres hay no menos de 23 estándares aprobados, otros nueve en fase de votación en el momento de escribir estas líneas y ocho en fase de prototipo, donde se prueban aparatos, procedimientos y parámetros de rendimiento antes de elaborar los proyectos de estándares.
El presidente del subcomité, Adam Jacoff, jefe del proyecto de robots de respuestas ante emergencias del NIST, señala que los estándares sobre robots terrestres funcionan en suites, con pruebas complementarias que cubren áreas como la logística, la detección, las comunicaciones por radio, la movilidad, la destreza y el conocimiento de la situación. “Ninguna prueba es más impactante que otra, pero varias de las pruebas de movilidad cambiaron literalmente el concepto de movilidad robótica, que inspira el desarrollo de toda una nueva clase de robots móviles con orugas corporales y cuatro aletas independientes”.
Curiosamente, la competición ha demostrado ser un enfoque valioso para avanzar en las capacidades de los robots socorristas y elaborar métodos de prueba estandarizados que apoyen su desarrollo evolutivo. “En nuestro evento RoboCupRescue del verano pasado en los Países Bajos se realizaron más de 700 pruebas con tres escalas diferentes de ensayos”, afirma Jacoff. “Así podremos comprobar si los aparatos de prueba suscitan reacciones satisfactorias en la comunidad de investigadores en robótica. Si es así, los robots van por buen camino hacia su posible comercialización. Si no es así, debemos determinar por qué no”.
Un ejemplo de cómo funciona el proceso es el método de prueba del estándar para evaluar la movilidad de los robots socorristas en terrenos simétricos escalonados (E2828), que son pistas de obstáculos fabricadas y repetibles, a menudo, hechas de palés de madera. Jacoff señala que el E2828, votado por primera vez cerca de 2008 y actualizado varias veces desde entonces, refleja modificaciones del terreno que mejoraron su utilidad.
“Los campos escalonados simétricos empezaron como configuraciones ‘aleatorias’ de ciertos elementos del terreno -palés de colinas planas y transversales, y colinas diagonales hechas con los postes verticales de 4x4, que seguían una especie de guión aleatorio para limitar la complejidad”, explica. “La versión aleatoria estaba mucho más cerca de ser representativa de una situación real de amontonamiento de escombros que la versión simétrica que resultó siendo el método de prueba estándar.
Jacoff prosigue: “Sin embargo, los elementos aleatorios del terreno desbarataban invariablemente a los robots cuando un solo poste estaba mal colocado. Y ese poste podía no estar en el mismo sitio en las pruebas siguientes, por lo que el terreno no resultaba ‘repetible’ de prueba en prueba, ni siquiera de vuelta en vuelta. Eso es un problema del método de prueba”. Cambiar a una topología geométrica que incluyera los mismos elementos del terreno, pero, en una configuración simétrica que fuera repetible en cada vuelta dio como resultado un mejor método de prueba estándar.
Otra mejora del terreno escalonado está en camino: una versión más asequible y reproducible fabricada con cajas de plástico en lugar de palés de madera. Jacoff señala que la versión original es cara, toma tiempo para fabricar y es difícil de movilizar, aspectos que dificultan su réplica por parte de investigadores, fabricantes o socorristas. Las cajas de plástico, en cambio, están muy extendidas y son de tamaño similar en todo el mundo.
Cuando se le pidió que destacara otros ejemplos de estándares importantes sobre robots socorristas, Jacoff miró al cielo… y al futuro. “El método de prueba estándar más importante que hemos desarrollado será sin duda el nuevo conjunto de pruebas para drones”, comenta. Una serie de 15 pruebas relacionadas y complementarias pasaron a votación en octubre, pero ya se utilizan en todo el mundo para evaluar la pericia de los pilotos de drones.
Jack Maxwell es un escritor independiente que reside en Westmont, Nueva Jersey.
January / February 2025