A diferencia de los vehículos aéreos no tripulados que ocupan titulares en los medios de comunicación, los submarinos pasan casi desapercibidos fuera del entorno de seguridad y defensa. Antes de adentrarnos en siglas y categorías precisaremos de qué estamos hablando. Los vehículos no tripulados submarinos UUV (Unmanned Underwater Vehicles) son capaces de operar bajo el agua sin ocupante a los mandos. Por un lado están los conocidos ROV (Remotely-operated Underwater Vehicles), que son manejados a distancia por un operador humano, y los AUV (Autonomus Underwater Vehicles) que operan de forma autónoma, constituyendo una suerte de robot. En este momento se emplea el término vehículo marítimo no tripulado, o UMS (Unmanned Maritime System), entre los que tenemos los vehículos de superficie no tripulados USV, como el conocido Protector de Rafael, y los UUV, que será de los que nos ocuparemos en este texto.
En sus inicios, los ROV fueron empleados
como blanco para entrenamiento de buques y submarinos, pero después se
los comenzó a usar contra la amenaza de las minas, para investigación o
para la colocación de equipos submarinos diversos (payload delivery)
relacionados a menudo con la guerra electrónica submarina.
Cuando la tecnología permitió
desconectarlos del buque nodriza y de su operador, se convirtieron en
UUV y empezaron a emplearse en misiones cada vez más complejas. Aunque
destacan en la lucha contra minas (MCM) localizando, identificando y
destruyéndolas, muchos ejércitos han encontrado nuevas áreas donde
resultan atractivos, estableciendo requerimientos para estas misiones.
Entre ellas están la guerra submarina (ASW), la guerra contra elementos
de superficie (ASuW), la inteligencia, vigilancia y reconocimiento
(ISR), la guerra electrónica (EW), el apoyo de fuerzas especiales
navales, así como la seguridad portuaria y la protección de la fuerza.
La idea tras esta tendencia es la de alejar el peligro del personal
naval en la guerra contra minas, pero también explotar la discreción y
el sigilo de estos vehículos.
La tecnología submarina es un área
altamente sensible y sus secretos son deseados por países y empresas,
por lo que no sorprende que sea uno de los principales objetivos del
espionaje y dominando la US Navy este tema durante décadas no sorprende
que sea la más espiada. No hay muchas empresas en el mundo capaces de
desarrollar soluciones en éste área y entre las más conocidas están
International Submarine Engineering (ISE), Bluefin Robotics, Teledyne
Gavia o la noruega Kongsberg Maritime. Por último, los UUV se han
beneficiado de los recursos privados que las empresas del sector
petrolero o del gas han destinado para su desarrollo, empleándolos para
reconocer el terreno donde realizar prospecciones o instalar
conducciones submarinas.
Evolución de los vehículos no tripulados submarinos
Evolución de los vehículos no tripulados submarinos
Los primeros ROV estaban formados principalmente por estructuras metálicas a las que se adosaban los sistemas de propulsión, navegación y de observación, por lo que su diseño era funcional y poco estilizado. Sin embargo, la mayoría de UUV actuales se basan en la forma de un torpedo, es decir, una sección tubular de mayor o menor diámetro y longitud, principalmente de aluminio, con la unidad propulsora en la parte posterior y diferentes elementos móviles en el exterior para maniobrar, encontrando sistemas de longitud pequeña o enorme de más de 10 m. El diámetro también varía, estando algunos adaptados al empleo desde tubos lanzatorpedos de buques y submarinos o para facilitar su logística a bordo, siendo la medida de 21 pulgadas de diámetro una de las más empleadas en diseños grandes.
Por ejemplo, Saab tiene una familia de
UUV denominada AUV62, que tiene 21 pulgadas de diámetro y 4,7 m. de
largo, para actuar como señuelo en entrenamientos submarinos (versión
AT) o para reconocimiento de minas o REA (versión MR). Puede comunicarse
tanto en superficie como en inmersión con su buque nodriza usando WLAN o
transmisiones por satélite y bajo el agua con un Hydro Acoustic Link.
En mayo de este año, el Naval Research Laboratory (NRL) de la US Navy
anunció la compra de 5 UUV Bluefin 21 para su programa Black Pearl, un
programa por el que la Marina se dotará de un UUV con 21 pulgadas de
diámetro con capacidad de navegación GPS/INS/DVL, baja firma acústica y
autonomía energética para operar 24 horas a 400 m. de profundidad para
la lucha a distancia contra minas y submarinos.
La mayoría tiene una construcción
modular y multimisión que permite incorporar diferentes sensores según
la tarea, ya que, igual que los sistemas aéreos y terrestres no
tripulados, un UUV es, en última instancia, una plataforma a la que
adherir sistemas según el trabajo a realizar. Entre los sistemas están
los de navegación y comunicación del vehículo en el mar o fuera de él y,
dadas las peculiaridades del entorno submarino para la radiofrecuencia,
estos son muy complejos y se han beneficiado de las herramientas de
procesamiento de datos más actuales. Encontramos brújulas, sensores de
presión para calcular la profundidad, magnetómetros, termistores y,
sobre todo, diversos tipos de sonares más o menos complicados, algunos
con capacidad sintética, en cuya complejidad técnica no profundizaremos.
Unos toman una posición conocida por GPS antes de sumergirse y son
capaces de navegar partiendo de ella, pero otros no la necesitan,
empleando sistemas inerciales y acelerómetros para calcular el rumbo.
Hay modelos capaces de evitar obstáculos y realizar rutas siguiendo
puntos preestablecidos.
Para desplazarse emplean motores
eléctricos con los que mueven hélices o propulsores, empleando baterías
recargables cada vez más modernas o células de combustible, en el caso
de los más grandes, lo que aumenta su autonomía, aunque también la
complejidad. Deben ofrecer gran autonomía, el menor peso posible y ser
compatibles con el entorno salino y húmedo. Por ejemplo, el ARCS de ISE
se ha probado con una célula de combustible capaz de generar 60 kwh,
consiguiendo una autonomía de 35 horas. En términos de diseño, la
mayoría pueden ser dotados de sistemas de misión específicos para cada
tarea, ya sean sensores de investigación medioambiental, para
localización de minas, colocación de cargas, remolcar sensores; o portar
armamento. Incluso se convierten en un arma guiada desechable,
constituyendo una categoría denominada a menudo MDV (Mine Disposal
Vehicle). Otra opción es diseñar vehículos que puedan hacer más tareas,
en lugar de tener un gran número de sistemas para misiones concretas.
Categorías y diseños
Categorías y diseños
Existen diferentes criterios para clasificar los UUV, atendiendo a tamaño, autonomía, profundidad u otras variables. Según su grado de autonomía, tenemos los ROV que suelen estar conectados al exterior por un cordón umbilical que incluye señales de operación, retorno de vídeo e incluso la electricidad para su funcionamiento, y los AUV, que son básicamente robots capaces de moverse y realizar tareas sin intervención de un operador humano. Algunos ROV tienen capacidades que los posicionan más cerca de los UUV, denominándolos SAROV o Semiautónomos ROV. Atlas Electronik tiene el Seacat, que opera con o sin cable umbilical, y el Seafox (empleado en el bloqueo naval a Libia) que, en su versión C, es desechable y se guía autónomamente hasta un objetivo preestablecido, como una mina y activa una carga contra este. Los Double Eagle MkII y MKIII de Saab han sido presentados recientemente con versiones semiautónomas.
Atendiendo al tamaño, por ejemplo, la US Navy clasifica los UUV en cuatro categorías, dependiendo del peso, diámetro del casco y volumen de carga. Están los muy pequeños o portátiles: entre 7,62 y 22,86 cm. de diámetro, peso inferior a 45 kg. y menos de 7 l. de capacidad de carga. Los ligeros, con un diámetro en torno a 32,385 cm., peso de unos 226 kg. y entre 28,3 l. y 84,9 l. de capacidad de carga. Los pesados tienen un diámetro de 53,34 cm. (el del tubo de torpedos), menos de 1.360 kg.de peso y entre 113,2 l. y 169,9 l. de volumen de carga. Por último, los grandes tienen un diámetro superior a los 91,44 cm. y hasta 9.071 kg., y entre 424,7 l. y 849 l.
Un ejemplo de familia es el REMUS
(Remote Enviromental Monitoring Unit System) de Kongsberg, que incluye
versiones de pequeño tamaño, como la 100 (MK-18 Mod 1 Swordfish en la US
Navy), empleado en aguas muy poco profundas. El siguiente es el 600
(MK-18 MoD 2 Kingfish), utilizado para mayores áreas y profundidades y
con más sensores, que tiene una batería de iones de litio de 5,2kw/h.,
que le da una autonomía de 70 horas a profundidades de hasta 1.970 pies.
Por encima de ellos está el Hugin 1000, capaz de sumergirse a 1.000 m. y
que porta sensores como el sonar interferométrico, electro ópticos
avanzados, analizadores de turbidez y ecosondas.
Los de mayor tamaño tienen ventajas en
autonomía y capacidad de carga de sistemas, pero poseen una mayor
complejidad logística, requiriendo buques o medios de izado específicos.
Uno de los de mayor tamaño es el Sea Maverick estadounidense, de nada
menos que 48 pulgadas de diámetro y una velocidad de 15 nudos en
inmersión. No puede ser desplegado desde ningún tubo lanzatorpedos, por
lo que requiere un buque específico y es usado como relé de
comunicaciones por satélite por diversas agencias estadounidenses. Los
UUV de mayor tamaño están siendo también considerados para monitorizar
por largos períodos de tiempo las rutas de submarinos. Por el contrario,
los pequeños pueden ser operados por una o dos personas, lo que permite
desplegarlos desde lanchas y recuperarlos manualmente, además que
pueden ser transportados por medio mundo como paquetes comerciales y
utilizados desde buques de oportunidad, que no tienen porqué ser
militares.
También podríamos clasificarlos según la
profundidad a la que pueden operar. El Hugin de Kongsberg o el Explorer
de ISE alcanzan profundidades de hasta 3.000 m. Otra variable clave es
el tiempo de inmersión, que dependerá básicamente del tipo de UUV y su
misión. Por ejemplo, la US Navy quiere tener en 2.017 UUV que puedan
estar 70 días sin repostar.
Otras modalidades
Otras modalidades
Hay un tipo de UUV, denominado glider o planeador, que para desplazarse cambia su flotabilidad e inclinación para aprovechar las mareas y corrientes, convirtiendo el movimiento vertical en horizontal gracias a superficies móviles. Consumen muy poca electricidad, pudiendo estar meses cruzando océanos enteros. Están programados para recolectar información y salir periódicamente para enviar los datos por satélite. Uno es el Seaglider de iRobot, que ha sido considerado por la US Navy para su proyecto Persistent Littoral Undersea Surveillance Network (PLUSNet). El Littoral Battlespace Sensing-Glider de Teledyne Brown Engineering funciona así recopilando datos oceanográficos durante 30 días.
Otros se comportan como boyas
subacuáticas, permaneciendo en una zona concreta del mar recopilando
información durante mucho tiempo o vigilando zonas de litoral u
oceánicas concretas, esperando a que un submarino pase cerca. Algunos
pueden operar bajo el hielo polar de forma prolongada, como el Theseus
de ISE, capaz de recorrer 850 km. a una velocidad de 2,5 nudos, portando
una carga útil de 1 ton., empleado para tender cables de fibra óptica
bajo el hielo ártico y capaz de sortear autónomamente obstáculos, como
icebergs, y que también puede emplearse en operaciones militares
discretas. Hay hasta diseños exóticos basados en organismos marinos,
como medusas o incluso mantas.
Hay otra categoría de vehículos
submarinos no tripulados, que son los semisumergibles, ya que permanecen
parcialmente sumergidos manteniendo solo un mástil o snorkel fuera del
agua, lo que les permite funcionar con motores de combustión interna,
generalmente diesel marino. En ese mástil incluyen sistemas de
posicionamiento y de comunicaciones y son empleados principalmente desde
buques contra minas para lanzar desde ellos sonares remolcados activos,
manteniendo así una distancia de seguridad con el barco principal que
puede superar los 10 km. En la operación Tormenta del Desierto la US
Navy empleó vehículos Dolphing de ISE para investigar el desarrollo de
un sistema no tripulado para MCM y a mediados de los noventa trabajaba
en el Remote Operational Minehunting Prototype (RMOP), predecesor del
Remote Minehunting System RMS o AN/WLD-1. Otro ejemplo es el Seakeeper
de la francesa DCN, empleado como Dorado en el programa canadiense
Interim Remonte Mine-hunting and Disposal System o IRMDS. Para operar
despliega el sonar remolcado Aurora de la empresa ISE, que puede
funcionar a velocidades de hasta 12 nudos y hasta 200 m. de profundidad.
Otra línea de investigación apuesta por
usar enjambres de UUV, en los que uno podría estar en superficie dando
cobertura GPS al grupo y actuando como repetidor de señales, así como
sustituyendo un elemento que fallara. El reto es el sistema de
navegación que los mantenga coordinados, aunque investigaciones en la
universidad de Luebeck (Alemania) han demostrado su viabilidad con el
sistema Monitoring System and Underwater Navigation Robot o MONSUN II.
Es un UUV de 4 kg. con varios propulsores verticales y horizontales,
capaz de coordinarse mediante sensores infrarrojos y reconocimiento de
imágenes, manteniendo su posición relativa. Sería válido para búsqueda
de minas, inspección de puertos o cascos de buques o actuar como un
campo de sonoboyas inteligente.
Otra aproximación es la de la empresa
Liquid Robotics y su Wave Glider, un vehículo compuesto de dos partes,
una flotante y otra sumergida, unidas por un cable de 7 m. La flotante
tiene paneles solares y antenas para navegación GPS y la sumergida goza
de flotabilidad variable y superficies de control que convierten el
movimiento vertical generado por las olas en avance, teniendo así una
autonomía casi ilimitada. En la parte de superficie podrían ir sensores
meteorológicos, sistemas de identificación automática para buques y un
data link satelital y, en la parte sumergida, un sonar acústico, cámaras
de video, sensores de salinidad, temperatura o incluso un hidrófono
remolcado. Para aplicaciones militares es factible que funcione en
grupos, como sensores repartidos en una zona de interés desplegados por
buques, submarinos o aviones. Una misión podría ser el despliegue rápido
desde el aire contra minas o submarinos o la vigilancia persistente de
zonas del litoral, ya que puede mantener su posición con un margen de 40
m., como una red de sonoboyas pero a un coste menor. También podría ser
empleado como relé de comunicaciones para submarinos en inmersión.
Misiones: lucha contra minas
Misiones: lucha contra minas
Hasta hace no mucho, el número de tareas que podían desempeñar estos sistemas era limitado, pero las tecnologías ha cambiado esto. Entre estas tecnologías encontramos la de comunicaciones inalámbricas, la de procesamiento de datos o la de baterías. La investigación oceanográfica se ha beneficiado, ya que se han desarrollado diversos sensores que pueden realizar análisis de compuestos, propiedades del agua como la reflexión de la luz, presencia de vida marina, corrientes o características del fondo marino para la realización de cartografías.
Sin embargo, la lucha contra minas (MCM)
es el campo de mayor crecimiento de los UUV, por la necesidad de alejar
al buque y su personal de la amenaza. Es una tarea metódica y compleja
que implica el despliegue de sensores y medios de neutralización, para
localizar, clasificar y neutralizar minas lo más rápidamente posible,
tanto en puertos como en rutas marítimas. Cuanto mayor sea el número de
sensores desplegados y de medios de neutralización, más rápidamente se
completará la tarea. Por ello, una capacidad deseada para estos UUV es
la de conseguir cumplir su misión en una sola pasada, es decir, que en
el mismo rumbo en el que detecta la amenaza mediante su sonar pueda
identificar la mina y destruirla mediante un vehículo explosivo
desechable, que a su vez es otra suerte de UUV.
En estos momentos los UUV se emplean
principalmente desde los buques MCM que empleaban los ROV,
sustituyéndolos progresivamente. Sin embargo, se están desarrollando
nuevas formas de emplear estas recientes capacidades, que pasan por
alejar más aún los UUV de sus buques. En un primer momento se están
sustituyendo buques MCM específicos por otras plataformas interinas,
como pueden ser buques de asalto anfibio, que permiten operaciones más
prolongadas, permaneciendo alejado del peligro en todo momento. Desde
estos operan lanchas del tipo RHIB tripuladas para desplegar los UUV,
aunque la solución ideal es que también sean no tripulados y operarán
automáticamente los UUV controlados desde el buque nodriza. La US Navy
ya ha empleado esta arquitectura usando el USS Ponce en diversos
ejercicios internacionales, como los IMCMEX. Otra opción es el diseño de
nuevos buques de entre 2.500 y 3.000 ton., específicamente para estas
misiones.
Un ejemplo de tecnología no tripulada
contra minas es el programa LCS (Littoral Combat Ship) estadounidense,
en el que se están evaluando las más modernas tecnologías contra minas,
en forma de paquetes de prestaciones cada vez mayores. Incluye el citado
RMS de Lockheed Martin, compuesto por un vehículo semisumergible RMMV
de 7 m. de largo, dotado de snorkel que es desplegado a distancia del
buque y desde el que se despliega el sonar AQS-20A. En junio completó el
último test de viabilidad y tendrá la capacidad inicial operativa en
2017 a bordo de los LCS, incluyendo dos vehículos por cada paquete de
misión. Como el helicóptero MH-60S no es capaz de remolcar ese sonar, es
por el momento el único sensor submarino con que cuenta el LCS, siendo
el exclusivo buque que lo operará, tras la cancelación de su despliegue
en algunos DDG-51.
En julio del año pasado, General
Dynamics eligió el UUV pesado Knifefish de Bluefin Robotics para
incluirlo en el paquete Increment III del programa SMCM UUV (Surface
Mine Countermeasure Unmanned Underwater Vehicle) del LCS para la lucha
contra minas de superficie. El sistema será capaz de identificar minas,
incluso con mala mar, reduciendo el riesgo para la tripulación, y para
ello va dotado de un sonar de apertura sintética de baja frecuencia,
cuyos datos son grabados en una unidad de almacenamiento e interpretados
luego en el buque. Se espera que comiencen las pruebas en 2015 y
alcance la capacidad operativa inicial en 2017, pretendiendo la US Navy
adquirir 48 sistemas, dos por cada paquete de misión.
El Increment III incluye el UISS
(Unmanned Influence Sweep System) para el período 2015-16, que se basa
en el empleo de una lancha no tripulada operada a distancia del buque y
desde la que se despliega un sensor acústico y magnético remolcado. Un
ejemplo de esto es el vehículo CUSV (Common Unmanned Surface Vehicle) de
Textron Systems y AAI, actualmente en pruebas en la US Navy. Se emplea
para búsqueda de minas desplegando el UUV Double Eagle de Saab.
Otras misiones que ya se están
desarrollando son sobre todo las de protección de fuerza y seguridad
portuaria, ofreciendo horas y horas de misión independiente de las
condiciones meteorológicas y una distancia de seguridad contra lanchas
kamikaze o terroristas armados que puedan atacar un buque o instalación.
Por último, llegarán los submarinos de combate no tripulados. Sin
embargo, igual que sucede con los UAV armados, existe controversia sobre
la instalación de armamento y su empleo automatizado.
UUV y submarinos
Los desarrollos en curso permitirán a los submarinos de combate dotarse de UUV para realizar sus misiones aún más sigilosamente y acometer otras nuevas. Esto les permitirá a los sumergibles de ataque acceder a zonas, donde de otra manera no podría penetrar, con nuevos sensores y armas, aumentando el alcance de la plataforma y reduciendo el riesgo del buque y su tripulación. Entre las misiones se encontrarían la lucha contra minas (MCM), vigilancia, reconocimiento e inteligencia (ISR), así como topografía y detección del medio ambiente.
La guerra contra minas será la primera
tarea a desarrollar. De hecho, ya en 2006 se probó a bordo del USS
Scranton el AN/BLQ-11 de Boeing, antes conocido como CUSV (Long-Term
Mine reconnaissance System). Un UUV es desplegado y recuperado desde el
tubo lanzatorpedos de un submarino de ataque, situándose hasta 200 km.
por delante, haciendo tareas de reconocimiento contra minas, incluso
clandestinas. Para ello está dotado de un sonar de visión frontal y de
otro lateral de apertura sintética, siendo controlado mediante un
sistema de comunicaciones acústicas subacuáticas y recuperado mediante
un brazo instalado en el tubo lanzatorpedos. El UUV tiene una
arquitectura abierta, para que en el futuro pueda ser empleado por el
submarino en otras tareas, como ISR en áreas litorales.
Por José María Navarro
http://www.defensa.com
Fotografías:
·Despliegue de un “Remus 600” (foto Kongsberg).
·Despliegue del “Hugin 3000” (foto Kongsberg).
·El buque de asalto anfibio USS “Ponce” ha sido convertido en base flotante avanzada y empleado en medidas contra minas (foto US Navy).
·El Remote Mine Hunting Vehicle, o RMMV (foto Lockheed Martin).
·El “Remus 100” (foto Kongsberg).
·El submarino de ataque estadounidense USS “Sranton” (foto US Navy).
·El UUV “Remus 600” (foto Kongsberg).
·“Hugin 4500” listo para su inmersión (foto Kongsberg).
·Parte flotante del “Wave Glider” (foto Liquid Robotics).
·Parte sumergida del “Wave Glider” (foto Liquid Robotics).
·Pruebas con un UUV experimental en una instalación de la US Navy.
·Pruebas con UUV durante el ejercicio contra minas IMCMEX (foto US Navy).
·“Remus 6000” antes de despliegue (foto Kongsberg).
·Un helicóptero antisubmarino recupera un UUV durante pruebas de mar (foto US Navy).
·Un UUV Mk 18 “Kingfish” es asegurado a bordo de una lancha (foto US Navy).
·Despliegue de un “Remus 600” (foto Kongsberg).
·Despliegue del “Hugin 3000” (foto Kongsberg).
·El buque de asalto anfibio USS “Ponce” ha sido convertido en base flotante avanzada y empleado en medidas contra minas (foto US Navy).
·El Remote Mine Hunting Vehicle, o RMMV (foto Lockheed Martin).
·El “Remus 100” (foto Kongsberg).
·El submarino de ataque estadounidense USS “Sranton” (foto US Navy).
·El UUV “Remus 600” (foto Kongsberg).
·“Hugin 4500” listo para su inmersión (foto Kongsberg).
·Parte flotante del “Wave Glider” (foto Liquid Robotics).
·Parte sumergida del “Wave Glider” (foto Liquid Robotics).
·Pruebas con un UUV experimental en una instalación de la US Navy.
·Pruebas con UUV durante el ejercicio contra minas IMCMEX (foto US Navy).
·“Remus 6000” antes de despliegue (foto Kongsberg).
·Un helicóptero antisubmarino recupera un UUV durante pruebas de mar (foto US Navy).
·Un UUV Mk 18 “Kingfish” es asegurado a bordo de una lancha (foto US Navy).
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