El desarrollo actual de la tecnología va a permitir en un corto plazo de tiempo tener sistemas UUV compatibles con nuestros submarinos. Recientemente se ha presentado ante el Congreso de los Estados Unidos el nuevo Nivel de Fuerza FSA (Forcé Structure Assessment), donde se incluye un mayor número de grandes vehículos submarinos no tripulados LUUV (Large Unmanned Underwater Vehicle), diseñados por Boeing y Lockheed Martin, para contrarrestar la carrera armamentística china de su Armada del Ejército Popular de Liberación (PLAN). El objetivo de la Marina de los Estados Unidos es llegar a los 355 buques, y según Ronald O’Rourke, autor del documento, se proyecta tener menos unidades grandes, combinando barcos más pequeños —tripulados y no tripulados—, que consiguen reducir costes, con una mayor proporción de vehículos de superficie no tripulados (USV, Unmanned Surface Vehicle) y vehículos submarinos no tripulados (UUV, Unmanned Underwater Vehicle).
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| Submarino S-81 en construcción |
Los chinos han multiplicado por diez el número de submarinos en los últimos años. En relación con esto, también se publicó un artículo muy interesante de James Holmes, uno de los mayores estrategas navales, sobre la posibilidad de incluir submarinos convencionales en los objetivos de fuerza de EE. UU. al comprobar que China sigue aumentando peligrosamente las unidades de este tipo y que un submarino convencional cuesta cinco veces menos que uno nuclear de ataque. En este artículo se examinará qué sistema debe tener la Armada española para la integración de los nuevos submarinos S-80 construidos por Navantia y cuya entrega está prevista para 2022 con el primero de la serie, el S-81 Isaac Peral.
El desarrollo actual de la tecnología va a permitir en un corto plazo de tiempo tener sistemas UUV compatibles con nuestros submarinos. Esto proporcionará una enorme ventaja a nuestros S-80, modernas unidades que, al estar dotadas con UUV, podrán realizar misiones aún más sigilosas, atacar u obtener inteligencia de zonas hasta ahora inaccesibles, misiones de vigilancia, reconocimiento e inteligencia (ISR), así como tareas de apoyo a las operaciones especiales con la topografía y detección de barreras de segnridad en aguas hostiles.
El origen de los vehículos submarinos no tripulados
La palabra inglesa unmanned se traduce como vehicles such as spacecraft do not have any people in them and opérate automatically or are controlled from a distancc, si le añadimos underwater y vehicle, llegamos al objeto de este artículo, la búsqueda de un vehículo submarino no tripulado que nos permita trabajar con un arma que pueda servir para múltiples misiones y controlado desde la distancia. En los últimos años, la tecnología robótica submarina se ha aplicado en diferentes escenarios, siendo la exploración o la intervención de los fondos marinos la más clásica. Los UUV son capaces de operar debajo del agua sin la necesidad de que un humano ocupe físicamente el vehículo. Se pueden dividir en dos categorías principales: vehículos operados remotamente (ROV, Remo-tely Operated Vehicle) y vehículos submarinos autónomos (AUV, Autonomous Underwater Vehicle).
Ejemplo de AUV
Desde la Primera Guerra Mundial el submarino ha demostrado su valía hasta convertirse en nuestros días en un capital ship. La llegada de los drones ha sido la siguiente revolución y en la actualidad las principales marinas cuentan en sus arsenales con algún tipo de vehículo submarino no tripulado.
Clasificación de sistemas autónomos marítimos
¿Para qué un vehículo submarino?
Durante la próxima década se construirán gran cantidad de vehículos submarinos no tripulados. Navantia se encuentra a punto de culminar el S-80 y tiene una oportunidad real de situarse de manera preferente en un mercado en alza y en el que hasta ahora solo ha aportado algún vehículo autónomo de superficie. España, a través de la DGAM, ha lanzado el primer proyecto para la adquisición de esta tecnología, el Programa Barracuda.
La Armada debe contar con un vehículo submarino no tripulado que le permita extender su área de operación y realizar operaciones cerca de la costa sin ponerse en riesgo. Este artículo presenta las valoraciones realizadas por un grupo de expertos sobre los vehículos que hay en el mercado, utilizando el método propuesto por Thomas L. Saaty. Esta evaluación se ha fijado en tres aspectos principales: plataforma, propulsión y capacidad de carga de pago. Sin duda, un LUUV podría incrementar la capacidad del Arma Submarina a un precio bastante reducido y ser transportado de manera encubierta por los nuevos submarinos S-80, operar de forma autónoma y regresar después al submarino nodriza.
Clasificación de los UUV en la OTAN. (CJOS/COE).
Se trata de un concepto operativo nuevo, destinado a ser utilizado conjuntamente con otros sistemas en lo que se denomina guerra antisubmarina multiestática, compuesto por una combinación de sensores colocados en diferentes ubicaciones o plataformas, véase un sonar de un barco, un vehículo submarino autónomo, una barrera de sonoboyas o cualquier otro tipo de hidrófonos que puedan conformar una red de sensores imposible de evitar por el submarino enemigo. Este análisis permitirá abordar una propuesta de I+D+i a las principales empresas españolas que, hasta ahora, no aparecen en este prometedor mercado. El sistema que buscamos debe ser de prueba, que posibilite futuros desarrollos y que pueda servirnos de base para que la industria nacional se lance a este prometedor futuro.
¿Qué sistemas están ya en funcionamiento?
Sistemas de la US Navy
La US Navy adjudicó un contrato a Boeing (11) por un valor de 274,4 millones de dólares para producir cinco vehículos submarinos no tripulados Orea, basados en el Echo Voyager, también de Boeing, de 15,5 metros de eslora, preparado para la guerra de minas, antisubmarina, antisuperficie, electrónica y para misiones ISR. La US Navy ha emprendido un proceso de adquisición acelerada para ponerlos en servicio rápidamente, contrarrestando desafíos militares de países como China.
LUUV Echo Voyager
La US Navy ha querido aumentar su Plan UUV con un vehículo extragrande, de mayor alcance y más resistente, que pueda operar a través de todos los océanos del mundo de forma totalmente independiente. Su visión es que los Orea sean desplegados desde una de sus bases, desplazándose luego de manera autónoma hasta la zona de operaciones, donde se quedarían merodeando, enlazando por comunicaciones, realizando su misión y después regresarían a su base por sus propios medios. Los UUV tácticos más pequeños que han estado utilizando requieren de un buque de apoyo tripulado cercano, perdiendo furtividad. También se han visto comprometidos al ser capturados en aguas de Yemen o China.
Visión de los UUV en la US Navy
En octubre de 2017, la Marina de los Estados Unidos seleccionó a Boeing y Lockheed Martin para el diseño del Orea, y en febrero adjudicó a Boeing una modificación de contrato ampliando hasta cinco el número de unidades. El Orea es un vehículo no tripulado totalmente autónomo compatible con misiones que hasta la fecha no podían ser ejecutadas por los anteriores UUV debido a las limitaciones de tamaño. La autonomía avanzada del vehículo le permite actuar en el mar durante meses, gracias a una combinación híbrida de batería y generador diésel, ofreciendo una solución asequible frente al submarino. Todavía no hay ninguna unidad operativa y la entrega se realizará de forma secuencial: la primera a finales de este año 2020, y la quinta, última de la primera tanda, en diciembre de 2022 (ver Navy Large Unmanned Surfa-ee and Undersea Vehieles).
Modelo de LUUV Manta
Sistemas de la Royal Navy
El Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Defensa del Reino Unido (DSTL) lanzó en abril de 2019 un proyecto para el desarrollo de un XLUVV, con un monto de 2,5 millones de euros, dividido en dos etapas: la primera, de investigación, para dar con la solución adecuada a las necesidades propuestas, y la segunda, de desarrollo de un prototipo.
Reino Unido ha revelado la adjudicación del contrato de la segunda fase a MSubs, una empresa con sede en Plymouth que cuenta con experiencia en sistemas autónomos. El Manta es un XLUUV de tamaño más reducido, de 8,9 toneladas y destinado a trabajos de hasta 48 horas con una profundidad máxima de 305 metros. Este proyecto es un ejemplo del tipo de LUUV que podría servir a la Armada española, un vehículo mediano capaz de llevar a cabo misiones encubiertas a distancias de hasta 3.000 millas náuticas durante tres meses.
Sistemas de la Federación Rusa
Rusia es otro de los países que ha hecho avances en este tipo de vehículo, destacando el Harpsichord y el Vityaz-D, los programas UUV más avanzados de Rusia. Se trata de unidades que pueden ser transportadas por buques de superficie o submarinos, un apéndice muy interesante en el caso de los submarinos, dándoles una capacidad mejorada para ISR. Según Igor Vilnit, el director general de Rubin, «el Harpsichord es un dispositivo de tecnología de doble uso que puede utilizarse con fines de reconocimiento en interés de la Marina, o para llevar a cabo investigaciones científicas sobre los fondos marinos a grandes profundidades».
Sistema de Rubin para la estiba del Harpsichord
Puede ser lanzado desde un hangar húmedo en la popa de algunos submarinos rusos, un compartimento que albergaba originalmente una boya de comunicaciones largable y que parece haber sido adaptado ahora para llevar estos vehículos. El Harpsichord puede llevar todo tipo de sensores, incluyendo sonares de barrido lateral y sondas batitermográficas capaces de dibujarnos el fondo marino con gran detalle y localizar elementos como cables submarinos y redes de sensores acústicos. Por el contrario, el Vityaz.-D es un vehículo utilizado sobre todo para operaciones a gran profundidad.
Sistemas de la PLAN
China es otro de los países que ha desarrollado su propio XLUUV, un vehículo parecido al de los rusos con mástiles retráctiles. Este UUV fue dado a conocer en octubre del año pasado durante el desfile del 70.° aniversario de la República Popular de China. El HSU-001 tiene aproximadamente el mismo tamaño que los proyectos LUUV de la US Navy, lo que sugiere que es lo suficientemente grande como para transportar UUV más pequeños o, potencialmente, sensores acústicos o minas. Parece estar destinado principalmente a operaciones ISR, con un diseño para navegar en superficie gracias a las dos unidades propulsoras auxiliares que utiliza para conseguir mayor maniobrabilidad, y puede que lleve otras dos para realizar los cambios de cota.
HSU-001 en el desfile de octubre de 2019
Sistemas de Corea del Sur
El último país que tenemos es Corea del Sur, en su caso con un vehículo LUUV de la compañía surcoreana Hanwha Defense diseñado específicamente para la guerra antisubmarina (ASW). El ASWUUV se mostró al público por primera vez durante la exposición MADEX 2019 celebrada en Busán a finales de octubre del año pasado. Es un desarrollo conjunto entre Hanwah y la DAPA (Defense Acquisition Program Administration), perteneciente al Ministerio de Defensa. Se trata de un programa que arrancó en 2017 y se espera que esté listo para 2022, e incluye un plan de ensayos durante el año 2021.
Análisis mediante metodología multicriterio
El análisis multicriterio es un instrumento que se utiliza para evaluar diversas posibles soluciones a un determinado problema, considerando un número variable de criterios, y sirve para apoyar la toma de decisiones en la selección de la solución más conveniente.
El método Saaty consta de cuatro etapas: formulación del problema, evaluación de los criterios y su ponderación, evaluación de las alternativas y, por último, jerarquización de las alternativas una vez evaluadas por parejas en cada uno de los subcriterios. Para realizar esta evaluación se ha escogido a un grupo de voluntarios anónimos que trabajan para el Programa S-80, tanto de la Armada como de Navantia, y que son expertos en submarinos.
Una vez evaluados los criterios y subcriterios, se han hecho las comparaciones por parejas, cruzándose todos los submarinos, siempre uno a uno, escogiendo, según el método, cinco valores: «1», cuando tienen la misma preferencia o valor; «3», cuando uno es ligeramente superior; «5», algo mayor; «7», mucho mayor, y «9», extremadamente superior. El resultado final de la selección realizada por nuestros expertos ha sido la de Boeing, siguiéndole de cerca el Harpsichord, gracias sobre todo a su cota máxima y el estar muy compensado en el resto de los factores, algo que se ajusta bien a nuestras necesidades.
Cuadro resumen de las opciones barajadas. (Elaboración del autor).
Esta metodología tiene un indicador que controla el grado de consistencia de las puntuaciones que hacemos en cada fase del proceso, al establecer la importancia relativa entre los elementos de cada nivel; un ejemplo es el trabajo que han hecho en San Javier para la selección del relevo del C-101. Este indicador nos sirve para controlar la subjetividad, coherencia y consistencia de nuestros expertos. En general, valores mayores del 10 por 100 indican inconsistencia, y en nuestro caso han dado todos por debajo del 6 por 100, que es una buena cifra.
Resultado final de valoraciones y pesos. (Elaboración del autor).
Nuestros técnicos han decidido ponderar el criterio de propulsión y plataforma por encima de la capacidad de carga y, dentro de los subcriterios, los mástiles, la profundidad y las baterías están por encima del resto. Vemos que esto coincide con el criterio de la US Navy de buscar vehículos más grandes, llegando incluso a superar la capacidad que necesitamos con el Orea, que monta un diésel para extender aún más su autonomía.
Conclusiones
Hemos visto cómo las grandes potencias están incorporando UUV con capacidad antisubmarina de tamaño medio o grande a sus listas de buques; aunque todavía es pronto para que sean plenamente operativos, en un futuro próximo los veremos surcar nuestras aguas. La industria nacional queda lejos de las grandes multinacionales norteamericanas y existen aún muchas dificultades, por lo que es importante que arranque el embrión de lo que debe ser nuestro UUV ASW.
Los programas de UUV actualmente en curso en países del entorno obligan a pensar en un futuro vehículo de tamaño grande, quizás no tanto como el que Boeing, junto a su filial Huntington Ingalls Industries, entregará próximamente, la clase Orca, un vehículo del tipo XLUUV (Extra Large UUV). No solo las grandes potencias — Alemania, Francia y el resto de Europa— están desarrollando sus propios vehículos, sino incluso Irán, y España debe contar con ellos, ya que además posee la capacidad de su industria nacional para suministrarlos. Las características de nuestras aguas, especialmente en el estrecho de Gibraltar, donde nos podemos encontrar hasta corrientes de siete nudos, obligan a tener un vehículo grande, que proporcione una velocidad mínima de cinco nudos y pueda mantenerse en patrulla durante un tiempo prolongado.
Prototipo del Orca y Howard Berkof, director del programa UUV
Se trataría de un vehículo eléctrico con una gran autonomía, gracias a las modernas baterías de litio, un sistema que apoye al submarino y se integre como una nueva capacidad del Arma Submarina para realizar misiones de guerra antisubmarina o cualquiera de las muchas otras que desarrolla actualmente y que se podrían hacer con un LUUVV. Nuestro vehículo debe acoplarse a un submarino convencional, con unas características determinadas que constriñen las opciones de tamaño. El acoplamiento, al contar con unos tubos lanzatorpedos de 533 milímetros, tiene que ser en la cubierta, como los dry deck shelter que se emplean en submarinos de tamaño parecido. Respecto a los sensores, la idea es contar con dos mástiles intercambiables donde vayan una cámara y las antenas que permitan cubrir las bandas de UHF, VHF e Iridium para operar en superficie y un módem acústico para la comunicación submarina.
El sensor acústico principal será un sonar multibanda que sirva también para la detección de obstáculos. Las ventajas son muchas, entre ellas alejar del peligro a la dotación del submarino, pero también explotar la discreción y el sigilo de estos vehículos; un sistema que nos permita llegar al objetivo con nulo riesgo, con un coste económico mil veces menor en comparación con los submarinos; su versatilidad en aguas poco profundas y los avances en robótica los hacen ideales para esta misión. La Armada también necesita un vehículo de mayor tamaño que los presentados en el Proyecto Barracuda, con más autonomía y capacidad de carga, que pueda ser desplegado desde el submarino S-80. Los UUV de mayor tamaño están ya siendo utilizados para monitorizar a los submarinos, en nuestro caso en el estrecho de Gibraltar, un punto de paso obligado que cuenta siempre con muchas corrientes.
Navantia acaba de iniciar un programa de I+D para el desarrollo de un vehículo submarino, aunque está todavía en la fase embrionaria de búsqueda de cuál será y para qué cometido o misiones. Las especificaciones deben ser consistentes, sin contradicciones entre ellas y con los requisitos que las originan: trazables y justificables, de forma que se pueda saber en todo momento qué requisito ha originado cada especificación; alcanzables, ya que deben responder a objetivos realistas; inequívocas, es decir, ni ambiguas ni sujetas a interpretaciones, y verificables por métodos como la inspección, demostración, prueba o análisis. Por eso, métodos como el Saaty ayudan a realizar esta tarea y a trazar mejor los requisitos que debemos pedir a nuestro vehículo y también a detectar los apartados que tienen más peso en caso de tener que renunciar a algo.
Vehículo submarino iraní en pruebas
Este tipo de técnica multicriterio es ampliamente utilizada para seleccionar qué plataforma es la más adecuada, como es el caso del estudio realizado en el CUD de San Javier por Sánchez Lozano para el relevo de los C-101. Hasta hace no mucho, el número de tareas que podían desempeñar estos sistemas era limitado, pero la tecnología ha cambiado, por ejemplo, la miniaturización, el análisis de datos y en las baterías. La investigación oceanográfica se está beneficiando de esto y también las grandes marinas que ya incorporan este tipo de vehículos en sus arsenales, una tecnología disruptiva que se plantea ser la futura revolución en asuntos militares.
Fuente: https://www.elsnorkel.com/
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