DGM_boletin06

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Boletín Nº 6. Primer Trimestre 2005 -1- Subdirección General de Tecnología y Centros

DIRECCIÓN GENERAL DEARMAMENTO Y MATERIAL

SUBDIRECCIÓN GENERAL DE

TECNOLOGÍA Y CENTROS

Nº 6. Primer Trimestre 2005

En este número • ACTUALIDAD OBSERVATORIOS

• ACTUALIDAD TECNOLÓGICA

• TECNOLOGÍAS EMERGENTES

• ENLACES DE INTERÉS

• EN PROFUNDIDAD

• AGENDA

Contactar Nodo Gestor C.N. Ingº. Manuel Berná SernaSDG TECEN C/ Arturo Soria 289Madrid [email protected]

Observatorio de Electrónica C.N. Ingº. Manuel Golmayo Ferná[email protected]

Observatorio de Óptica y Optrónica C.N.Ingº Arturo Maira Rodrí[email protected]

Observatorio de Armas, Municiones,Balística y Protección Col. CIP Carlos López [email protected]

Observatorio de Tecnologías de la Información, Comunicaciones y Simulación Col. CIP Francisco Cucharero Pé[email protected]

Observatorio de NBQ TCol. CIP Juan C. Fernández Fernández [email protected]

Observatorio de Materiales Dr. José Maroto Sá[email protected]

Observatorio de UAV´s y Robótica Cap. CIESO Jesús M. Aguilar Polo [email protected]

www.mde.es/dgam/observatec.htm

SISTEMA DE OBSERVACION Y PROSPECTIVA TECNOLOGICA

En profundidad:

SISTEMAS DE PROTECCIÓNFLEXIBLE: Presente y Futuro

En este número:

LADAR de barrido

LANZA Naval

El láser de silicioDescontaminación BQ

Comunicaciones inalámbricas



ACTUALI DAD OBSERVATORI OS


JORNADAS DE INVESTIGACIÓNEN SEGURIDAD / PASR

El Círculo deTecnologías parala Defensa y la

Seguridad, encolaboración conel CDTI, orga-nizó el pasadoenero unas jor-

nadas de divulgación sobre el Programa Europeode Investigación en Seguridad o ESRP (EuropeanSecurity Research Program). La investigación enseguridad será uno de los elementos clave delpróximo programa Marco.

Como paso previo al ESRP se ha puesto enmarcha la acción preparatoria en seguridad PASR

(Preparatory Action on Security Research), que seextenderá hasta 2006. En el 2004 se realizó laprimera convocatoria de propuestas con unasignación total de 15 MEuros. Las condiciones departicipación son similares a las del VI ProgramaMarco, si bien sólo se exige un mínimo de dospaíses y se incrementa la financiación hasta el75%. La convocatoria PASR 2004 ha tenido unabuena acogida, iniciándose 7 proyectos y 4acciones de apoyo. Existe participación españolaen dos de los proyectos (GMV e INDRA Espacio)y en una acción de apoyo (GMV).

Se acaba de abrir la convocatoria de propuestasPASR para el año 2005, que permanecerá abiertahasta el mes de mayo, con una asignación de 15Meuros, estando prevista otra convocatoria para2006.

NUEVO OBSERVATORIO:UAV’s y ROBÓTICA

Con el comienzo del año se ha creado el nuevoObservatorio de UAV’s y Robótica, dedicado a lavigilancia de estas dos tecnologías, de gran

actualidad y rápido desarrollo. Realiza, además, elseguimiento de programas nacionales einternacionales en este campo. El Observatorio deUAV’s y Robótica lleva casi tres meses enfuncionamiento y se coordina desde laSubdirección de Tecnología y Centros.

Con el inicio de actividades de este nuevoobservatorio, son ya siete los observatoriostecnológicos en funcionamiento: Electrónica;Óptica-Optrónica; Armas, Municiones, Balística yProtección; Tecnologías de la Información,Comunicaciones y Simulación; Protección NBQ;

Materiales; y UAV’s y Robótica.

¿QUIERE COLABORAR EN ELBOLETÍN?

Envíe sus sugerencias al Sistema deObservación y Prospectiva Tecnológica ycontactaremos con usted. Puede proponer temasque considere de interés o sobre los que legustaría ampliar conocimientos, colaborar

preparando artículos en temas de suexperiencia,...Contacto: CN Ing. Manuel Berná SernaTlf. 913954613 [email protected]

EDITORIAL

El Sistema de Observación y Prospectiva Tecnológica ha incorporado recientemente dos nuevosobservatorios, en las áreas de materiales y vehículos no tripulados, que se suman a los observatoriosexistentes, intentando así que la actividad de vigilancia tecnológica desarrollada por los distintosobservatorios abarque la mayor parte del espectro de tecnologías de interés para la defensa. A esta

vigilancia tecnológica, muy centrada en las áreas de especialización de cada observatorio, se suma unintercambio fluido de información dentro del Sistema de Observación, lo que debe conducir no sólo a laidentificación de tecnologías emergentes e innovadoras en cada una de las áreas, sino también a detectarel impacto y las potenciales aplicaciones que dichas tecnologías pueden tener en otras áreas tecnológicasy de aplicación.

Así, a la identificación de tecnologías emergentes debe seguir el análisis y evaluación del potencialinnovador y el impacto de estas tecnologías en diferentes áreas de aplicación. En muchos casos, lainnovación y el avance tecnológico nacen precisamente del intercambio de conceptos, ideas y tecnologíasentre áreas de conocimiento dispares y con diferente grado de interrelación y es por esto, que lossistemas de vigilancia tecnológica y/o de inteligencia competitiva deben evitar centrarse en una o variasáreas de una manera estanca y aprovechar precisamente este aspecto horizontal de las tecnologías.Conceptos procedentes de la biología aplicados a la computación (computación molecular), blindajes

basados en las propiedades de viscosidad de los materiales, detectores que se utilizan para un propósitodiferente de aquel para el que fueron diseñados,... son ejemplos de estos intercambios y una pequeñaprueba de que el avance de la tecnología, al igual que el de la ciencia, necesita en muchos casos unaaproximación multidisciplinar.



ACTUALI DAD TECNOLÓGI CA


SISTEMA RADAR LANZANAVAL: Radar Naval de

Exploración AéreaEl pasado 27 de diciembre la DGAM otorgó aIndra el contrato de I+D para la Navalización del

radar LANZA, (Proyecto LANZA-N).El prototipo desarrollado será probado y validadoen fábrica y en el CEAR (Centro de Evaluación yAnálisis Radioeléctrico) y posteriormente seráintegrado en el nuevo Buque de ProyecciónEstratégica.

Radar 3D Naval Multipropósito

El LANZA Naval (LANZA-N) es un radar deexploración aérea tipo 3D multipropósito conbarrido mecánico azimutal y electrónico enelevación, para su instalación en buques.

Los radares 3D se caracterizan por detectarblancos no cooperativos suministrando, no sólo suposición, sino también su altura de vuelo.

Proporcionará vigilancia aérea con modos defuncionamiento seleccionables por el operador yadaptados al tipo de amenaza o misión. Para ello,combina diversos regímenes de giro, alcances yprocesos. Los modos típicos son los siguientes:

• Control de Tráfico Aéreo. Largo alcance,hasta 180 MN.

• Alerta y Control. Medio alcance, hasta 90MN. Compromiso entre cobertura yvelocidad de reacción.

• Alerta Próxima. Corto alcance, hasta 32MN. Rápida reacción en la detección ycaracterización de amenazas.

Su transmisor distribuido y escalable va a permitirdisponer de versiones de mayor alcance parabuques que así lo requirieran.

Además de sus características de exploraciónaérea, incorporará un canal de detección de

blancos de superficie.Las capacidades de exploración aérea y desuperficie estarán apoyadas por funciones deseguimiento (tracking) integrado. Estas funcionesle van a permitir transferir objetivos a los sistemasde armas.

Está diseñado tanto para su operación en entornolitoral como en aguas abiertas.

Dispone de múltiples técnicas EPM para suoperación en entornos electromagnéticos hostiles(uso de varios canales de frecuencia simultáneos,frecuencia ágil, eliminación de interferencias, ...).

Va a disponer de estabilización electrónica del hazde barrido para compensar los movimientos decabeceo y balance del buque.

Estará diseñado para integrar un sistema deidentificación IFF.

Sus equipos electrónicos se basan íntegramenteen dispositivos de estado sólido. Estacaracterística redunda en una alta disponibilidad ymínimos requisitos de mantenimiento.

Utilizará un procesador escalable / reconfigurableque garantizará las posibles actualizaciones.

Operará en banda L. Con ello:

• Se facilitará la operación encondiciones meteorológicasadversas, manteniendo lacapacidad de detectar ensituaciones de lluviaintensa.

• Se incrementa la resistenciaa las contramedidas de tipochaff.

• Se permite el uso de tecnología deamplificadores de potencia de estado sólidomás consolidada (mejor fiabilidad).

Últimas tecnologías

El radar LANZA-N incorporará equiposelectrónicos en el estado del arte, proporcionandoelevado margen dinámico, precisión en susmedidas y agilidad en sus modos de frecuencia.

• Antena con canales monopulso en acimut y

elevación.• Conversión A/D directa en Frecuencia

Intermedia con 14 bits y demodulación digital.• Capacidad de generación de múltiples formas

de onda transmitidas.• Gestión electrónica de apuntamiento del haz de

detección en elevación. Por un lado permitecompensar electrónicamente los movimientosde la plataforma (buque) donde esté instalado;por otro, esta gestión de apuntamiento junto a lavariedad de formas de onda empleadasproporciona una eficiente distribución de

energía hacia la zona de cobertura.• Algoritmos específicos de tratamiento de

señales para detectar blancos tanto en entornoslitorales como en vuelos a baja cota.

• Gestión integrada de cartografía para soportarsus algoritmos de detección, seguimiento yclasificación.

• Software programado en lenguaje de alto nivelorientado a objeto.

• Uso extensivo de elementos COTS, conarquitectura abierta, en su procesamiento digitalde señales.

Antecedentes

La historia del radar LANZA parte desde 1986,cuando Indra comenzó el desarrollo de un radar3D de largo alcance de diseño totalmente





nacional. Este desarrollo contó con el patrociniodel Ministerio de Defensa (Ejército del Aire). Trasla validación del prototipo, ya en 1993, se adjudicóa Indra el suministro de 10 radares LANZA 3DTransportables en banda L con la misión deproporcionar la vigilancia y alerta temprana querequería el Ejército de Aire español.

Desde el año 2001 Indra inició el rediseño de susradares LANZA acorde a los últimos requisitosOTAN.

En el año 2003, elnuevo radarLANZA fue elegidoen competicióninternacional paradotar al Ejército delAire portugués deun radar de largo

alcance bajo re-quisitos actualesOTAN.

Navalización

El actual Programa de Navalización se resume envarias líneas maestras:

• La diferencia básica respecto de su hermanoterrestre se centra en un diseño de antena máspequeño y compacto. Desde los más de 10metros de ancho de la antena terrestre, se pasaa algo más de 5 metros en el LANZA-N. Esta

reducción de dimensiones está compensadapor la inclusión de un canal monopulso acimutalque permite mantener la precisión.

• El régimen de giro variable le permite adaptarsecon gran flexibilidad a las diversas situacionesoperativas en que se pueda encontrar el buque.

• Es fundamental la atención sobre el peso y larobustez para el entorno de operación de unbuque (humedad, ambiente salino, vibración,fuente de energía primaria con tensión y

frecuencia diferentes del terrestre).• Otra línea maestra se dirige a la algoritmia decontrol y proceso digital por tratarse de unaplataforma móvil. Esta algoritmia se encargaráde determinar de forma continua elapuntamiento en elevación del haz del radar y

así explorar la cobertura en elevación requerida,compensando electrónicamente los movi-mientos del buque. Simultáneamente, debeasegurase la detección de los blancos deinterés en los entornos de amenaza previstos,suministrando posiciones correctas de losobjetos y bajo un sistema de seguimiento

integrado que también estará compensadofrente a los desplazamientos del buque.

En resumen, el desarrollo del radar LANZA-N abreel camino de la industria española en el campo delos radares navales de exploración aérea.

Además de permitir la incorporación en su diseñode los requisitos y necesidades de nuestraArmada, este producto proporciona, a largo plazo,mayor autonomía logística, disponibilidad yfacilidad en actualizaciones futuras, constituyendotodo un reto de desarrollo para la industria

nacional.

Resultado de la participación en el16º PROFICIENCY TEST, OPCW

El 11 de febrero de 2005 se celebró, en la sede dela OPCW (OPAQ), La Haya, la reunión dediscusión de los resultados provisionales del 16ºProficiency Test (PT), realizado en octubre de2004, en el que participó el Laboratorio deVerificación de Armas Químicas de La Marañosa(LAVEMA). La muestra sobre la que se realizó eltest se preparó en uno de los laboratoriosdesignados (Livermore, EE.UU.) y los resultadosse evaluaron en el DSTL (Reino Unido). De los 18laboratorios participantes, 14 enviaron su informede resultados a la OPCW para su evaluación. Losresultados provisionales fueron remitidos a loslaboratorios participantes el 7 de febrero de 2005.El LAVEMA ha obtenido una calificaciónpreliminar A.

Durante la reunión se explicó la preparación de lasmuestras y los estudios realizados para asegurarla estabilidad de la misma durante el análisis.También se comentaron los principales problemaspresentados en la recepción de las muestras porparte de los laboratorios participantes. Por otraparte, el laboratorio evaluador, DSTL, comentó lastécnicas analíticas utilizadas y la importancia decumplir los criterios de evaluación para poderaceptar las pruebas aportadas por cada país.

Por último, se revisó el calendario de pruebas parael presente año. Éstas se realizarán en abril yoctubre. El LAVEMA tiene previsto presentarse al18º PT, que se celebrará en octubre de 2005. Estelaboratorio está estudiando la posibilidad de

preparar la muestra o de evaluar los resultados deun Proficiency Test para finales de 2006 oprincipios de 2007.

Puede encontrar información en el Boletín nº 3,“Designación OPAQ del LAVEMA, o consultando al Observatorio Tecnológico de NBQ.





LADAR de barrido en el CIDA

El Laboratorio deEnsayos del CIDA(Centro de Investigacióny Desarrollo de laArmada) ha adquirido unLADAR de barrido capazde obtener imágenes 3Dcoloreadas. Este sistemaservirá para evaluar

varios aspectos de esta tecnología emergente:algoritmos de navegación y visualización 3D y dereconocimiento e identificación automática deblancos, registro con otros sistemas deobservación pasivos, como cámaras visibles otérmicas (fusión multisensorial) y desarrollo demétricas de evaluación y ensayo de estossistemas.

Así mismo, una de las actividades a realizar coneste equipo es el desarrollo de una base de datosde múltiples vistas 3D que serán manipuladasmediante un software con capacidad de registro,visualización y navegación sobre la nube depuntos. Esta base de datos se compartirá con laque ha sido puesta en común por otras nacionesparticipantes en el grupo RTG45 “N-DimensionalEyesafe Imaging LADAR for Military Applications”de la RTO de la NATO.

El sistema consta de un escáner láser de altavelocidad y precisión y una cámara fotográficadigital de alta resolución. Este sistema de medida3D es capaz de realizar medidas en rangos desdelos 2 m hasta 800 m con una precisión de 5 mm.

El FOV que puede abarcar es de hasta 80° × 360°con una resolución mínima de 0,0025° y unavelocidad de adquisición de hasta 12000 puntospor segundo. El láser, con emisión en IR próximo,es seguro al ojo. La cámara fotográfica digitalobtiene imágenes en color de alta resolución, almismo tiempo que se registra a la nube de puntosdel escáner. La combinación de amboscomponentes proporciona la capacidad de generarautomáticamente mallas texturizadas de altaresolución que serán aplicadas a la generación devistas 3D.

ACTIVIDADES OTAN RTO:Guerra Electrónica en

Operaciones Conjuntas Litorales

El panel SCI(“Systems

Concepts &Integration)de la RTO(ResearchandTechnologyOrganisation)ha decididocomenzar una serie de estudios e investigacionesen operaciones conjuntas de Guerra Electrónica(EW), estableciendo un Grupo Exploratorio (ET)en este campo.

El grupo especial de trabajo SWG/4, en guerraelectrónica bajo el NNAG (Nato Naval ArmamentGroup), ha identificado que las operacionesmilitares modernas se ejecutan en un entornoelectromagnético cada vez más complejo y conmayor número de señales. Además, la mayoría delas capacidades actuales en guerra electrónicatodavía están pensadas para hacer frente a laantigua amenaza soviética, mientras que estáemergiendo un entorno, más complejo yevolucionado, de amenaza a nivel mundial. Lanecesidad de control del espectro electro-

magnético y el tipo de acciones de guerraelectrónica, que pueden ser utilizadas paracontrolar dicho espectro, depende en gran medidadel entorno operacional en el cual se van a llevar acabo las operaciones militares.

El SWG/4 propuso al RTO el establecimiento deun grupo para investigar el papel de la guerraelectrónica, identificando los requisitos decapacidad para las operaciones conjuntas de EW,y de cómo las capacidades y actividades navales,terrestres y aéreas, tradicionalmente separadas,

pueden ser fusionadas de manera que puedancontribuir a la obtención de información en apoyoa las operaciones.

Todos los países NATO están, a priori, invitados aparticipar en la reunión inicial del GrupoExploratorio, que se celebrará en Paris entre losdías 18-20 de mayo. La nación líder es Holanda yestá previsto que España participe.

El principal objetivo del Grupo Exploratorio, cuyavida cubriría un año (el actual 2005), es evaluar laviabilidad de un Grupo de Trabajo de Investigación(Research Task Group) en la segunda mitad delaño 2006 y definir el programa de trabajos aacometer. Si el Grupo Exploratorio definiese unprograma de trabajos viable, aprobado por el RTB,se constituiría el grupo de trabajo permanentedurante tres años (de 2007 a 2009).





Banco de pruebas HLA

El estándar HLA (High Level Architecture) es laarquitectura técnica de referencia para lainteroperabilidad entre simuladores. Este estándarfue desarrollado por el Departamento de Defensade los EE.UU. durante los últimos años de ladécada de los 90 y posteriormente fue ratificadointernacionalmente por el organismo IEEE(IEEE1516). El HLA se utiliza en los simuladoresen activo del Ministerio de Defensa para realizarentrenamiento colectivo distribuido, siendo unrequisito fundamental en aquellos simuladores queestán actualmente en construcción.

La implementación del estándar HLA en unsimulador tiene una alta complejidad. Suutilización exige del desarrollador un nivel deconocimientos técnicos muy elevado, debiéndose

invertir un gran esfuerzo de desarrollo paracumplir con los requisitos de interoperabilidaddefinidos por el HLA.

La SDGTECEN, partiendo de las experienciasobtenidas en el desarrollo de simuladores coninteroperabilidad HLA (EUMP, SIMACA, SIMBAD,CESIFAMET, ...), ha impulsado el proyecto Bancode Pruebas HLA para estudiar y tratar de resolverlos problemas técnicos que se plantean a la horade usar esta arquitectura en un simulador.

El proyecto Banco de Pruebas HLA se enmarca

dentro de las actividades del Laboratorio deSimulación1, que forma parte del departamentoC3S (Mando, Control, Comunicaciones ySimulación) del Polígono de Experiencias deCarabanchel (SDG TECEN). El proyecto, bianual,se inicio en noviembre del 2003 con el objetivo dedesarrollar una infraestructura técnica (productos,herramientas, entornos de pruebas, servicios,...)que facilite el desarrollo de la interoperabilidadentre simuladores y la evaluación de tecnologíasemergentes en esta área y mejorar así elasesoramiento técnico a las oficinas de programarelacionadas con el desarrollo y la obtención de

distintos tipos de simuladores.

Entre los resultados obtenidos hasta el momentoen el Banco de Pruebas HLA, destaca undesarrollo software, denominado Capa HLA, queencapsula en librerías y componentes reutilizablesla mayoría de las funcionalidades necesarias parael acceso a una federación HLA. La utilización deestos componentes software supone un ahorroconsiderable en el esfuerzo de desarrollo, a lahora de integrar HLA en un simulador. El softwareesta siendo usado en el Banco de Pruebas como

base para crear una serie de herramientas que

1 Para más información sobre este laboratorio consultar el Boletín Nº 2, “Laboratorio de Simulación”.

puedan ser útiles como apoyo al desarrollo yadquisición de simuladores distribuidos.

Entre las aplicaciones desarrolladas en el Bancode Pruebas con la Capa HLA mencionar unaherramienta que permite evaluar el rendimiento ycomportamiento de los RTI (Run Time

Infrastructure ) comerciales del mercado. El RTI esla infraestructura de comunicaciones que permitela distribución y sincronización de los mensajesque intercambian los simuladores. También se hadesarrollado una herramienta para validar losalgoritmos de predicción de movimiento de losobjetos simulados. Este tipo de algoritmos seutiliza para minimizar el tráfico de mensajesenviados por la red, de manera que se puedaelevar el número de elementos de información quese comparten entre los simuladores.

Otras herramientas en desarrollo, basadastambién en la capa HLA, se orientan a sistemasde verificación de la información distribuida oregistradores de eventos para su posterioranálisis. Estas herramientas, una vez finalizadas,y las mencionadas anteriormente, se encuentran adisposición de cualquier organismo de Defensainvolucrado en el desarrollo de las tecnologías desimulación.

Los resultados obtenidos con la Capa HLA seconsideran altamente positivos. Como prueba deello, varios de los programas de simulación encurso han mostrado interés por el uso yreutilización del software desarrollado como mediopara ahorrar costes y evitar riesgos tecnológicos.En este sentido, el Laboratorio de Simulación está

llevando a cabo actividades de coordinación,asesoramiento y soporte técnico a los Programasque así lo han solicitado.

Para más información: [email protected] .





ENLACES DE I NTERÉS

SITUACIÓN DE LA ÓPTICAAPLICADA PARA DEFENSA EN

ESPAÑADentro de los objetivosde 2004, el Observatorio

de Óptica/Optrónica hadirigido un estudio mono-gráfico sobre la situaciónnacional en actividadesde I+D en óptica aplicadapara Defensa. El estudiose ha realizado con lainformación disponible enla Subdirección de Tec-nología y Centros de laDGAM y técnicas deencuesta a distintos

agentes identificadoscomo motores de la innovación nacional en elcampo: centros pertenecientes o adscritos alMinisterio de Defensa, empresas, universidades ycentros públicos de investigación.

El objetivo fundamental del estudio es detectaráreas tecnológicas en las que se trabaja a nivelnacional en el campo de la óptica, de potencialinterés para aplicaciones en Defensa. De éstas,ver en las que Defensa está o no involucrada ycon quien, proporcionando así a los organismosdel Ministerio una visión del panorama nacional de

I+D en óptica para Defensa. Su realizacióntambién ha permitido identificar los actoresnacionales, junto con sus capacidades técnicas yhumanas y experiencia previa. Por último, seespera que, a través del conocimiento de losmedios disponibles, se facilite la colaboraciónentre empresas y organismos en fases de prueba,

verificación y validación de productos deinnovación.

El criterio para seleccionar las tecnologías deinterés para Defensa fue las líneas de trabajo dela WEAG-CEPA8 (Opto-electrónica) declaradascomo estratégicas el año pasado. A partir de ellas,

se propuso una taxonomía básica con el fin declasificar los diferentes actores nacionales,relacionarlos entre sí, alcanzar los objetivosexpuestos y mostrarlos de una manera clara yaccesible.

El estudio completo es propiedad del Ministerio deDefensa. La ficha asociada se puede consultar enla siguiente dirección Web:

http://www.mde.es/dgam/obsevatorios/ficha_estoptronica.pdf

Reunión de la CEPA 13Se ha celebrado en Londres, los días 17 y 18 defebrero, la 42ª reunión del Comité Directivo para elseguimiento de los proyectos de colaboracióndesarrollados en el marco de la Cepa 13 (DefensaBiológica, Química y Radiológica). Asistieron losrepresentantes de Reino Unido, Suecia, Finlandia,Noruega, Bélgica, Dinamarca, Holanda, Francia,Polonia, Italia, España y, por primera vez,Hungría.

Las próximas reuniones relacionadas con la Cepa13 se celebrarán en marzo y mayo. En marzo

tendrá lugar la reunión de inicio del proyecto sobremodelado y simulación en ambientes NBQ. Enmayo, se lanzará el proyecto sobre contramedidasBQ, en el que también está participando España.

Fundación COTEC

Sitio Web de la fundación deorigen empresarial COTEC,

dedicada al fomento de lainnovación tecnológica.Incluye un extenso archivode publicaciones (informes,estudios,...) relacionadoscon innovación y tecnologíaen el ámbito nacional einternacional.

http://www.cotec.es/

Revista Fraunhofer

Enlace electrónico a la revistadel prestigioso instituto alemán

Fraunhofer, que cuenta conmás de 58 centros deinvestigación en áreas muydiversas: materiales, computa-ción, electrónica, automoción.La revista tiene caráctersemestral y destaca por incluirtecnologías y desarrollos muyinnovadores.

http://www.fraunhofer.de/fhg/EN/press/magazin/index.jsp

Industrial PolicyProducts of ODUSD(IP)

La página incluye los estudios

realizados por la SubsecretariaAdjunta para la Subsecretaria deDefensa en política industrial,denominados DIBCS - DefenseIndustrial Base CapabilitiesStudy, y se realizan con unmismo enfoque metodológico yofrecen una imagen clara de lacapacidad industrial de EE.UU.,en relación a conceptos clave.

http://www.acq.osd.mil/ip/



TECNOLOGÍ AS EMERGENTES


COMUNICACIONESINALÁMBRICAS: presente y futuroEn los últimos 5 años se ha producido un auténticoboom de tecnologías inalámbricas, sobre todo deredes privadas de datos. Esta explosión tecno-lógica se ha visto impulsada por tres aspectos:

1. El abaratamiento de equipos y del hardware de RF, sobre todo el de banda ancha.

2. Excesivo coste y tiempo de despliegue de lasinstalaciones cableadas.

3. Aumento de demanda de transmisiones debanda ancha, por la explosión de Internet.

Por ello, simultáneamente a la implantacióncotidiana de tecnologías conocidas como Wirelessó Wi-Fi , en la industria y en los organismos deestandarización se ha iniciado un ingente trabajode generación de nuevos y mejores estándaresque aporten más y mejores prestaciones a los yatotalmente aceptados, pasando de alcances típicosde redes locales (WLAN) a comunicaciones decorta distancia o “personales” (WPAN) y a las deárea metropolitana (WMAN). Este artículo realizaun recorrido por las tecnologías inalámbricas enauge, tras la irrupción de 3 nuevas familias y otrostantos subestándares asociados.

Sin contar lo que se conoce como Wi-Fi , el resto delos estándares están publicados en su versióndefinitiva o en pleno proceso de desarrollo.

Distintos organismos, como OTAN o el ejército deEE.UU. han mostrado interés en estos estándaresy en su aplicación al campo de batalla, sobre todoen entornos tácticos. La futura implantación delconcepto NCW/NEC en ejércitos de todo el mundorequiere, al menos en algunos aspectos, tecnolo-gías inalámbricas de banda ancha para transmisiónde gran cantidad de información, intercomunicaciónde gran cantidad de sensores distribuídos yelevada movilidad, todo ello como base a una redtodo-IP. Estos estándares implementan éstas yotras necesidades, como por ejemplo algoritmosnuevos de cifrado (WPA-Wi-Fi Protected Access óAES-Advanced Encryption Standard ) quepermitirán dotar a las comunicaciones inalámbricasde privacidad. En definitiva, el interés se centrabásicamente en la posibilidad de solucionarproblemas reales en los distintos escenarios delcampo de batalla con equipos comerciales de bajocoste y de fácil adquisición, instalación y utilización.

Familia IEEE 802.11 / WLAN:

El estándar 802.11 define la familia de protocolosque, utilizando las bandas no asignadas 1 en torno a

1 Bandas conocidas como ICM (Industrial, Científica y Médica)

donde no es necesario solicitar permiso para transmitir, aunque sícumplir unos requisitos mínimos de anchos de banda y potenciasde transmisión. La banda de 5GHz también se conoce como UNII(Unlicensed National Information Infrastructure ).

los 2.4GHz y los 5GHz, permite configurar de formainalámbrica las conocidas redes de área local(LAN) basadas en Ethernet (802.3). Aunque es lafamilia más conocida y también la más extendida,recientemente se han abierto nuevas líneas detrabajo para dotar de mejores prestaciones a lossistemas existentes.

Así, los tradicionales sistemas de 11Mbps(802.11b) o los nuevos de 54Mbps (802.11a/g)podrán contar con los beneficios de un sistema decifrado y autentificación más seguro que el WEP(Wired Equivalent Privacy ), como es el WPA(802.11i); podrán reducir el consumo mediante laimplementación de algoritmos de control depotencia y evitar las interferencias o el jamming mediante la selección automática de frecuencias(802.11h); construir macro-redes WLAN con lacomunicación directa entre puntos de acceso(802.11c), permitiendo también el roaming entreredes (802.11f) e incluso la redirección del tráficosegún el perfil de congestión de la red (802.11k).

Familia IEEE 802.15 / WPAN:

El conjunto de están-dares 802.15 define unafamilia de protocolospara transmisiones demuy corto alcance (delorden de metros) y quese conocen como comu-nicaciones personalesinalámbricas (WPAN). Elmiembro más conocidoy destacado (y dehecho, el único conimplantación real en elmercado) es Bluetooth .Este conjunto de normas

están diseñadas para permitir la comunicaciónentre un equipo central y distintos periféricos, endistancias que normalmente no exceden los 10metros, aunque según la configuración de lainstalación y las interferencias presentes, estas

distancias pueden aumentar o disminuir respecto ala teórica estimada.

Así, como complemento al primer miembro de estafamilia se están desarrollando estándares quepermiten transmisiones de gran cantidad de datos(incluso video en tiempo real), como son WiMedia (802.15.3) o UWB-UltraWide Band (802.15.3a), quecompensan la escasa capacidad de los enlacesBluetooth (1Mbps de máxima). Recientemente, sehan incluido también en esta familia sistemas queno pretenden maximizar la capacidad detransmisión sino otros aspectos como el consumode potencia o el coste, y así se ha creado unestándar útil para establecer redes de sensorescapaces de enviar información con una autonomíade meses e incluso años, como es ZigBee (802.15.4).





Familia IEEE 802.16 / WMAN:

Hasta ahora todos los estándares vistos se ceñíana espacios limitados (una misma sala o variassalas en un mismo edificio) utilizando como método

de acceso el mismo que se ha venido utilizando enlas redes fijas Ethernet (con pequeñas modi-ficaciones): acceso aleatorio al medio, con escuchaprevia para evitar la colisión con otro transmisor. Eseste tipo de acceso, y no las limitaciones depotencia, lo que en muchos casos limita ladistancia máxima de cobertura de estos sistemas.Por lo tanto, si se pretende utilizar las ventajas delconcepto wireless (facilidad y rapidez de instala-ción, bajo coste, elevada tasa de transmisión, etc.)pero para mayores distancias (entre edificios, enzonas urbanas públicas, etc.), es decir, para redes

de área metropolitana (MAN) es necesario cambiarel concepto de sistema: así surge la familia deestándares 802.16, o WiMax .

Con esta familia se permite emular el concepto dered local wireless a distancias que sobrepasan losvarios kilómetros (hasta 40 con antenas directivas)y manteniendo elevadas velocidades de

transmisión (decenas de Mbps). Recientemente seha publicado un nuevo estándar que agrupa atodos los desarrollados hasta ahora en esta familia(802.16-2004) y que implementa el conceptoWiMax , al que se le añadirán las ventajas de lamovilidad (equipos en vehículos, handover entrepuntos de acceso y redes, etc.) cuando terminen

los trabajos de estandarización del 802.16e.

Familia IEEE 802.20 / MBWA:

Constituye el último estándar en aparecer. Latercera generación de telefonía móvil, además detodas las dudas que ha planteado (tantotecnológicas como comerciales) desde los inicios,que han retrasado más de 4 años su lanzamientocomercial, es un sistema que tan sólo permite, enel mejor de los casos, tasas binarias de 2Mbps,siendo de 50kbps para una red con saturaciónmedia. Por ello, y en paralelo al grupo de trabajo

que desarrolla el estándar 802.16e mencionadoanteriormente, en diciembre de 2002 se aprobó ellanzamiento de un nuevo grupo que trataría laestandarización de un nuevo sistema de accesoinalámbrico móvil de banda ancha (MBWA-Mobile Broadband Wireless Access ) bajo la nomenclatura802.20 del IEEE. Este estándar permitirá veloci-dades de transmisión superiores a los 4Mbps enbajada a equipos que se muevan a velocidades dehasta 250km/h, todo ello con las ventajas de lastecnologías wireless , y diseñado desde el principiopara construir una red todo-IP sobre él.

La OTAN ha mostrado su interés en este estándary recomienda su estudio y seguimiento para la im-plantación de una red inalámbrica de banda anchasobre IP en los sistemas militares de la alianza.

Este artículo es un extracto de un documento más extenso.Puede solicitar el documento completo en [email protected]

Estándar/Sistema Uso Velocidad binaria máxima (teórica) Alcance Banda defrecuencias

Movilidad

802.11 WLAN 2Mbps <100m 2,4GHz No

802.11a / Wi-Fi5 WLAN 54Mbps <100m 5GHz No802.11b / Wi-Fi WLAN 11Mbps <100m 2,4GHz No802.11g WLAN 54Mbps <100m 2,4GHz No

802.15.1 / Bluetooth WPAN 1Mbps 1-100m 2,4GHz No802.15.3 / WiMedia WPAN 11-55Mbps <20m 2,4GHz No802.15.3a / UWB WPAN 55-480Mbps (MB-OFDM)

28-1320Mbps (DS-UWB)10-5m30-3m

3,1-10,6GHz No

802.15.4 / ZigBee WPAN 20kbps40kbps250kbps

~15m 868MHz915MHz2,4GHz

No

802.16 WMAN 124Mbps 1-2km 10-66GHz No802.16a,802.16d/WiMax

WMAN 70Mbps 8-9km 2-11GHz No

802.16e WMAN 30Mbps 2-4km 2-6GHz <150km/h

802.20 / MBNA WMAN BW=1,25MHz (FDD):4,5/2,25Mbps (DL/UL)BW=5MHz (FDD):18/9Mbps (DL/UL)

~2-4km <3,5GHz <250km/h

Tabla 1. Resumen de las principales características de las tecnologías wireless.





Un paso adelante hacia laintegración micro y opto-

electrónica: EL LÁSER DE SILICIO

Durante estos primeros meses de 2005, hemosasistido al anuncio por parte de Intel de laconsecución del primer láser de semiconductorbasado en Silicio (Si), que además opera en modocontinuo (Optics Express 13 796). Este hecho abrelas puertas al desarrollo de la integraciónmonolítica de componentes electrónicos y fotónicosen un único chip. Existen ya chips opto-electrónicos basados en Arseniuro de Galio (GaAs)y Fosfuro de Indio (InP) no económicamenteaccesibles, pero el hecho de probar la viabilidad deeste tipo de chips con materiales como el Si abrelas puertas al concepto de “volumen” para este tipode tecnologías opto-microelectrónicas. Y “volumen”

implica precios accesibles y, por consiguiente,implantación y aceptación en los mercados.

Efectivamente, el Si domina el mundo de laindustria microelectrónica pero hasta ahora no sepodía usar en aplicaciones fotónicas, al no emitirluz de manera eficiente al paso de una corrienteeléctrica por no ser un “semiconductor de gapdirecto”. Sin embargo, científicos de la Universidadde California descubrieron una manera de explotarlas vibraciones mecánicas de la red cristalina del Sipara conseguir emisión efectiva de luz al excitarloenergéticamente. Este efecto de conversión deenergía mecánica del sólido en fotones es lo quese denomina “Efecto Raman” y se usa actualmenteen las comunicaciones ópticas por fibra como unamanera de amplificar directamente la señal ópticasin conversión previa a señal eléctrica.

Esquema ilustrativo del dispositivo experimental usado porIntel para su demostración (cf. Opto &Laser Europe 125

2005).

El demostrador tecnológico de Intel consistebásicamente en una guía de onda con forma de “S”fabricada sobre Si con tecnología microelectrónicaestándar y con uno de sus extremos recubierto con

un material altamente reflectivo (>99%). Esta guíade onda se excita ópticamente por un láser pulsadoa unos 1530nm. El equipo de Intel demostró que apartir de una excitación de 0.4 µW de pulso, la guíade onda de Si comenzaba a lasear a 1669.5nm,con una vida media del láser en torno a los 100ns(Nature 433 292). Meses después, a comienzos del2005, Intel publicó la demostración de un láser deSi emitiendo en modo cuasi-continuo a 1698nm y atemperatura ambiente. Ésta es la verdaderademostración de la posibilidad de integrarmonolíticamente componentes micro y opto-electrónicos en un mismo chip (Nature 433 725).

¿Cuál ha sido la clave para la obtención de undemostrador veraz a partir del primer intento, cuyavida era de nanosegundos? El problema, según elequipo de desarrollo de Intel, estaba en laabsorción intrínseca de los portadores de carga del

Si, los cuales impedían que el medio por dondepasaba la luz fuera absorbente, en lugar de unmedio de ganancia, condición necesaria para laemisión coherente de luz. La solución propuestapor Intel es tan elegante como sencilla: integremosen la guía de onda de Si un diodo p-i-n, de modoque al aplicarle un voltaje éste vaciará deportadores “absorbentes” el material por dondepasa la luz láser, recuperando de nuevo lacondición de ganancia y permitiendo, de estaforma, la emisión de luz láser desde el Si. Intel hapublicado potencias del orden de 100mW atemperatura ambiente, sin degradación deldispositivo a lo largo de todo el periodo de pruebas.

Son innumerables las aplicaciones en las que sepiensa que este logro puede tener cabida a partirdel 2007, fecha que se prevé marcará el inicio de laexplotación comercial de los chips de Si ópticos yel comienzo del “reinado” del Si en la opto-electrónica, de modo análogo a como lo es hoyeste material y su tecnología en lamicroelectrónica. Por lo pronto, la velocidad deprocesado de un chip de este estilo abre la puertade los Gbit/s. Otras aplicaciones de interés para

Defensa, como nanosensores de bajo costeefectivos para detección bioquímica y de gasespueden beneficiarse de este logro, junto aldesarrollo de sistemas compactos DIRCM para ladefensa de plataformas contra misiles guiados.

En resumen, la fotónica del silicio empieza amostrar su viabilidad facilitando la aparición de los“superchips” que integrarán circuitería electrónica yóptica. La mayoría de las limitaciones presentes enla microelectrónica de silicio pueden superarse coneste tipo de arquitecturas, abriéndose en paralelouna vía práctica al desarrollo de nanosensores con

una tecnología ya madura y de relativo bajo coste,que es la de la microelectrónica de Si. Este es, anuestro juicio, el aspecto disruptivo de estedesarrollo en el horizonte de 3 a 5 años. Laaventura del “all-silicon photonics” comienza....





NUEVOS AGENTES DEDESCONTAMINACIÓN QUÍMICA Y

BIOLÓGICA

La defensa frente al empleo de agresivos químicosy biológicos lleva aparejada una intensa actividad,

relacionada con el estudio y búsqueda de nuevassoluciones en descontaminación Biológica y Quími-ca (BQ). En los últimos años se ha centrado encubrir la necesidad de sistemas de descontamina-ción avanzados que no sean tóxicos, no tenganefectos corrosivos y sean ambientalmente seguros.La contaminación causa bajas humanas yrestricciones en el uso de equipos, por lo que ladescontaminación debe reducir y eliminar elpeligro. Los nuevos sistemas de descontaminacióndeben permitir reorganizar personal y equipo lomás rápidamente posible para aumentar la eficaciaen combate y al mismo tiempo disminuir la cargalogística. Se debe conocer cuándo, dónde, cómo ypor qué desarrollar la descontaminación, siguiendounos principios básicos: la descontaminación deberealizarse tan pronto como sea posible, sólo sobreaquello que sea necesario, rápidamente y pororden de prioridad.

Hoy en día existen tres niveles de descon-taminación: inmediata, operacional y absoluta. Ladescontaminación Inmediata pretende minimizarbajas, salvar vidas y limitar la extensión de lacontaminación; evitando la penetración del agente

contaminante y por tanto la contaminación delpersonal. La Operacional se centra en sustentar lasoperaciones, reducir el peligro de contacto, limitarla extensión de la contaminación y reducir el tiempoen el que es necesaria la ropa y el equipo deprotección. Este tipo de descontaminación estarestringida a partes de equipos, material y áreas detrabajo. Por último, la descontaminación Absoluta tiene como objetivo eliminar la necesidad de vestirel equipo de protección individual o EPI, tratandode reducir la contaminación del personal,equipo/material y/o las áreas de trabajo hasta elmenor nivel posible.

El desafío en el área de la descontaminación BQestá en la búsqueda de nuevos materiales deempleo universal (aplicables a personas, equiposindividuales, vehículos y equipos tácticos decombate, equipos sensibles, interior y exterior deaviones, naves, barcos, bases militares,...) yefectivos frente a la extensa gama de agentes BQ.El abanico de posibilidades es muy amplio y asípodemos mencionar reactivos nucleofílicos ligerosy catalizadores nucleofílicos, aplicables a ladescomposición de agentes nerviosos V y G;catalizadores oxidativos y oxidantes orgánicos yestables, útiles frente a gas mostaza y agentesnerviosos tipo V; y enzimas catalíticas, eficacesfrente a agentes nerviosos V y G, si bien se estáestudiando como aumentar su eficacia frente a gas

mostaza. Otras líneas de interés se centran en losprocedimientos de aplicación de estos agentes

descontaminantes y las técnicas de prevención dedispersión de la contaminación.

A corto plazo , el principal objetivo es la sustituciónde descontaminantes, como la lejía o la solución dedescontaminación D2, muy tóxicas y corrosivasusadas en personal, equipos individuales y exteriorde vehículos, por otros menos dañinos. A medio plazo, la búsqueda está orientada a nuevas formu-laciones que puedan ser utilizadas en equipossensibles, como material informático o de comuni-caciones, y en el interior de plataformas. Hoy endía no hay sistemas eficaces para estas aplicacio-

nes, así que se considera un requisito crítico. Alargo plazo , los esfuerzos se centran en la búsque-da de sistemas de descontaminación modulares.

Las nuevas alternativas buscan la sustitución delas aplicaciones acuosas por soluciones en formade espuma, vaporizador o spray líquido, no tóxicas,ni corrosivas y de menor coste. Podemosmencionar las aplicaciones basadas en compues-tos de amonio cuaternario (Easy Decon o MDF-200), o en peróxido de hidrogeno (Decon Green),que neutralizan agentes biológicos y químicos enminutos, con mayor eficacia y seguridad que la

solución D2. Para la descontaminación rápida desuperficies se están utilizando soluciones basadasen óxidos de alcoholes (GDS2000), muy efectivasfrente a todos los agentes de guerra químicosconocidos. En pequeñas grietas, materiales micro-porosos y conductos de aire, se utilizancompuestos basados en ozono o dióxido de cloroefectivos frente a agentes biológicos, pero querequieren varios días para la eliminación deagentes químicos persistentes.

Otros materiales de interés son las nanopartículas reactivas de óxidos de metal que reaccionan frente

a un gran número de agentes biológicos yquímicos, o la mezcla de una amina-alcoholadacon un agente activo no iónico (conocidacomercialmente como GD-5) utilizada paradescontaminación de agentes H, G, y V en equipos





individuales. En el interior de vehículos, materialsensible, e incluso en grandes superficies, lasolución se aplica utilizando sistemas de dispersiónportátiles (DECOFOG), aunque el resultado esinferior, de forma que para el campo de la B, nofunciona contra todos los agentes, y en el campoQ, su capacidad es similar al DS 2.

Respecto a la descontaminación enzimáticaexisten sistemas en desarrollo como el ACES (Advanced Catalytic Enzyme System), basado enuna enzima catalítica de uso dual, útil contra lossulfuros de mostaza y otros de pesticidas. Suprincipal característica es que permite reducir lacarga logística y el tiempo necesario para ladescontaminación. Otra opción interesante es el“ALL-CLEAR”, espuma basada en una enzima quepermite la destrucción selectiva de agentesnerviosos y mezclas de agentes biológicos. Laespuma penetra en pequeñas grietas y fisuras, loque permite la descontaminación en el interior deequipos y en zonas de difícil acceso. Es ecológico,no dañino para aparatos sensibles y de graneficacia, eliminando sarín y ántrax en 1 hora.

En los últimos años, las líneas de investigacióncontinúan con la búsqueda de nuevas enzimas,nanopartículas reactivas, reactivos de peróxido, ynanoóxidos a utilizar en formulaciones no acuosaspara la descontaminación de agentes biológicos yquímicos. El estudio de soluciones enzimáticas esde interés mundial, así por ejemplo EE.UU. estáestudiando el posible uso de enzimas Hidrolasasde organofosforados, OPH, con una actividad altafrente al VX; y Dioxirinas , principalmente ladimetildioxirina (DMDO), muy eficaces frenteagentes biológicos, pero con baja eficacia frente aagentes químicos. También mantienen un proyectode investigación, dentro de la agencia DARPA,para el desarrollo de un sistema dedescontaminación biológica, basado en enzimasmodificadas genéticamente para mejorar suspropiedades catalíticas para la destrucción deesporas. En el entorno OTAN el Project Group 31,en el que participan EE.UU., junto a Francia,

Alemania, Italia, Turquía, Reino Unido, Bélgica yNoruega, está identificando enzimas que actúencontra agentes nerviosos, como el Sarín, Soman yVX, y otras que reaccionan contra las mostazas yalgunos pesticidas. En un plazo de 3-5 años seespera disponer de una versión militar de estesistema para uso en campaña. Por su parte, Francia centra sus estudios en enzimasmicrobiológicas, en concreto enzimas deCorynebacterium glutamicum y petrophilum, quehan demostrado ser muy eficaces frente al VX. Porúltimo Italia esta estudiando el posible uso de las

enzimas mono y dioxigenasa frente a gasmostaza(HD) y simulantes (dietiltioleter).

Otras áreas de interés las encontramos en China,donde se está estudiando el uso de nanoóxidos,en forma de polvo, para la descontaminación quí-

mica individual, tanto en prendas como en equipos.Los resultados experimentales con nanoóxidos dealuminio y magnesio demuestran que puedenabsorber con rapidez líquidos de HD, GD, y VX,pero con una capacidad del 20-40%, y que conóxidos de calcio y magnesio se pueden retirar,inhibir y esterilizar simulantes de agentes de guerra

biológica. Por su parte, Canadá, está desarrollandoun nuevo material gelatinoso que se aplica sobrelas superficies para la descontaminación BQ. Laefectividad del mismo se ha probado con el VX yagentes mostaza, y también con B. antracis.

En relación a las líneas de investigación de países

de nuestro entorno, Alemania ha iniciado distintosproyectos sobre el uso de nuevas nanopartículasreactivas y enzimas en microemulsiones paradescontaminación biológica y química. Reino Unidocentra su búsqueda en nuevas soluciones dedescontaminación química absoluta. Su principalinterés está en el uso de reactivos del peróxido enmicroemulsiones, como agentes descontaminantesBQ, y en la búsqueda de formulaciones líquidas ygaseosas de nueva generación contra contami-nación biológica y química. A nivel nacional noexisten proyectos concretos en el área dedescontaminación BQ, aunque sí un marcado

interés por conocer los avances en este campo.

En conclusión, el interés en nuevos desconta-minantes, que permitan la reorganización deefectivos y equipos lo más rápidamente posible yque no sean dañinos para personas, equipos ymedioambiente, ha crecido enormemente en losúltimos años, si bien aún está en una fase tempra-na de investigación, no previéndose la disposiciónde soluciones avanzadas hasta dentro de variosaños. Microemulsiones, miscelas y liposomas,extremadamente manejables y muy reactivas, asícomo las enzimas, marcan las líneas a seguir endescontaminación BQ. Sistemas modulares,desplegables y fácilmente transportables, quepermitan disminuir la carga logística, reduzcan eluso de agua y minimicen el tiempo requerido parala descontaminación, constituyen el objetivo final.



TECNOLOGÍ A EN PROFUNDI DAD


SISTEMAS DE PROTECCIÓNFLEXIBLE: Presente y Futuro

La protección del soldado y la mejora de suequipamiento son objetivos comunes para todoslos ejércitos modernos. Casco y chaleco,

entendido éste como equipo de protección flexible,que puede complementarse con placas rígidas,constituyen los elementos clave de la protecciónbalística y son objeto de constantes mejoras,derivadas principalmente del campo de losmateriales.

Los sistemas de protecciónbalística se ensayan y clasificansegún normativas internaciona-les, en función de su resistenciafrente a cada tipo de amenaza.Atendiendo a munición, calibre,

masa, ángulo de incidencia ovelocidad de impacto, se estágeneralizado el uso de la NIJStandard – 0101.04, que clasi-fica los proyectiles en sietegrupos según sus caracterís-ticas. Si lo que se desea esevaluar la protección de lossistemas frente a fragmentos,se utiliza un factor V50 (STANAG 2920) que indicala velocidad a la que el 50 % de los fragmentos esdetenido por el sistema. Por último, para evaluar el

impacto o “trauma” originado cuando el proyectil ofragmento no perfora el sistema, se utiliza tambiénuna medida, en milímetros, de profundidad de lahuella que queda sobre el cuerpo protegido, y quecuantifica la consiguiente absorción de energía.

Como parte fundamental del proceso de diseño deun sistema de protección balística se plantean unaserie de preguntas clave. ¿Contra qué amenazaqueremos protegernos? ¿Cuál será su velocidad,ángulo de impacto, masa, energía, etc.? ¿Quéfactor se atenúa más en función del materialelegido?

Así, dependiendo del nivel de protección requeridodemandaremos distintos tipos de materiales ysistemas. La protección frente a munición de fusilimplicará generalmente placas de protecciónbalística y por tanto la utilización de materialesrígidos. Frente a amenazas de menor poder depenetración, como munición de arma corta ofragmentos, la protección se conseguirá conchalecos y sistemas de protección flexible,basados en materiales compuestos que usanfibras orgánicas de alta resistencia. Es en estosmateriales para protección flexible en los que se

centra este artículo.¿Por qué se utilizan las fibras artificiales para eldesarrollo de sistemas de protección personal?

Las fibras, dispuestas como una red de tejidotrenzado, funcionan “atrapando” la bala o el

fragmento, de modo que absorben y dispersan laenergía del impacto hacia otras fibras en el tejido.Esta transferencia ocurre principalmente en lospuntos de unión entre los hilos de la trama y los dela urdimbre, de modo que para optimizar laprotección y flexibilidad de los chalecos, se optapor maximizar el número de puntos de cruce entrefibras. Las fibras se refuerzan con capas plásticasadicionales (ver Fig. anterior), que reducen lacantidad de energía transferida que origina eltrauma por impacto. Estos tejidos son losuficientemente fuertes como para realizar la

función de absorción de energía, pero másconfortables de llevar que las placas tradicionales.De forma general, se identifican dos tipos de fibraso tejidos utilizados en equipos de protecciónflexible, los basados en poliaramidas y losbasados en polietileno.

FIBRAS DE POLIARAMIDAS

El mayor fabricante a escala mundial de fibras depoliaramida esDupont, que poseelos dos productoscon mayor pesoespecífico en elmercado de la protección flexible: el Kevlar® y elNomex. Las fibras de Kevlar están formadas porlargas cadenas moleculares de poliparafenil-tereftalamida, y es su característica estructuraquímica la que facilita su elevada orientación yformación de enlaces que proporciona sucombinación única de propiedades. El Kevlar,cinco veces más resistente que el acero, es ligero,flexible y confortable, presentando también unaresistencia a tracción elevada, un alto móduloelástico, resistencia química y tenacidad. El

Nomex, posee una estructura química similar,aunque su utilización está orientada a laelaboración de ropas protectoras frente al fuego yal calor.





La popularidad del Kevlar ha hecho que otrosfabricantes desarrollen productos muy similares,como puede ser el Twaron, fabricado por laempresa Teijin. Las fibras de Twaron, formadaspor filamentos de poliaramidas, presentan granresistencia al impacto, manteniendo una grantenacidad y unas propiedades de absorción de

energía excelentes.FIBRAS DE POLIETILENO

Respecto a las fibras de alto rendimiento basadasen polietileno, las más utilizadas comercialmenteson las familias Dyneema y Spectra.

Ambas fibras se obtienen a través de procesospatentados de gel-spinning a partir de polietileno

de ultra alto peso molecular (UHMWPE). Esteproceso orienta las macromoléculas en una mismadirección, lo que origina la gran rigidez de la fibra,y que se traduce en una fibra más resistente,superior al acero, que soporta mayorestemperaturas y con una alta capacidad deabsorción de energía. Presentan un extraordinariocomportamiento visco-elástico, lo que las haceespecialmente resistentes al impacto, y muestranuna alta resistencia a agentes químicos, agua yradiación UV gracias a su naturaleza apolar.Además, su baja constante dieléctrica, las hace

prácticamente invisibles al radar.Las fibras de polietileno no se utilizan tejidas, sinoen forma de laminados unidireccionales,dispuestos de manera alternada, cada capa a 90ºde las adyacentes, y fusionadas en una estructuracompuesta, con material termoplástico, bajo calory presión. La configuración unidireccional de lasfibras permite que la energía se transfiera y sedistribuya más rápida yeficientemente que enun tejido convencional.Asimismo, se pueden

combinar laminados dediferentes materiales,como fibras de PE(polietileno) y de Kevlar, buscando unacombinación de propiedades concreta. Este tipo

de laminados proporciona una mayor eficienciabalística que los materiales tejidos, pero a costade una perdida de flexibilidad.

Por último, mencionar también otras fibras bienconocidas en elmundo de la pro-

tección personal,como son las deZylon. Éstas sonunas fibras dealto rendimiento desarrolladas por la empresaToyobo, formadas por cadenas rígidas de poli(p-fenilen-2,6-benzobisoxazol)(PBO).

LAS NUEVAS FIBRAS DE REFUERZO.

Actualmente, los desarrollos en el campo de losmateriales para protección personal estánorientados fundamentalmente hacia la búsquedade nuevas fibras de refuerzo de mejores

prestaciones que las actuales.- Fibras M5

Las fibras M5 son unproducto de lacompañía AZCONOBEL, con unconcepto de desarrolloorientado hacia la

aplicación. Así, se obtienen nuevos materiales conlas propiedades deseadas, en forma de fibra demuy alto rendimiento, y con un extraordinario

potencial en sistemas de protección, tanto deplataformas como personal. Aunque aún seencuentra en fase de desarrollo para ciertasaplicaciones, las primeras pruebas realizadas porel ejército estadounidense muestran uncomportamiento al menos tan bueno como el delos mejores composites utilizados para protecciónfrente a la fragmentación, reduciendo el área delos componentes balísticos del sistema deprotección entre un 40 y un 60 % respecto alKevlar (para un mismo nivel de protección).

- Nanotubos y nanocomposites

Posiblemente dentro de losmateriales compuestos uti-lizados para aplicacionesbalísticas, estemos en laépoca de los “nanocompo-sites”. El hecho de utilizarpartículas de refuerzo detamaños nanométricos,posibilita llegar a obtenerunas propiedades hastahace poco inimaginables.Así por ejemplo, si se

trabaja con partículas detamaño inferior a lalongitud de onda de la luzincidente, se puedenconseguir sistemas de





protección indetectables, con las enormesimplicaciones que esto puede llegar a suponer.

Dentro de los nanocomposites merecen destacarpor su importancia los “nanotubos de carbono”. Enla mayoría de los materiales, las propiedadesobservadas se ven sustancialmente degradadas

por la existencia de defectos en su estructura. Así,por ejemplo, el acero de alta resistencia presentauna resistencia a ruptura de tan sólo un 1 % de suvalor teórico. Los nanotubos de carbono, sinembargo, alcanzan valores realmente cercanos asus límites teóricos debido a la perfeccióncristalina de su estructura. Por ello, se trata de lasfibras más rígidas que se conocen, con un valordel módulo de Young de 1,4 TPa, una elongacióna fractura esperada de entre el 20 y el 30 % y unatensión de rotura por encima de los 100 GPa (ladel acero de alta resistencia es 1-2 GPa).Asimismo, otra característica realmente importantede estas estructuras es su capacidad deautoensamblaje, lo que simplifica enormemente laformación espontánea de fibras a partir de muchosnanotubos. Las fibras obtenidas son mucho másfuertes que el acero o el Kevlar, e incluso muchomás tenaces, lo que origina un enorme interésdesde la industria de los materiales de protección.Gracias a estas extraordinarias propiedades, estasfibras proporcionarán una nueva generación detejidos de gran resistencia y materiales absorben-tes de energía, con aplicaciones tanto en sistemasde protección personal, como en protección de

vehículos u otras plataformas.FUTURO DE LA PROTECCION PERSONAL

Si bien los avances a corto y medio plazo en elcampo de la protección personal están orientadoshacia la obtención de nuevas fibras de propie-dades mejoradas, existen también investigacionesabiertas no basadas en textiles, sino en fluidoscon propiedades modificables.

- Blindajes Líquidos

Uno de los avances más prometedores es el delos Blindajes Líquidos, desarrollados por elWeapons and Materials Research Directorate delU. S. Army Research Laboratory (ARL). Este esun tipo de blindaje especialmente ligero y flexible,que permite una gran movilidad gracias a sutextura liquida, que se convierte en rígida cuandose produce el impacto.

El componente clave de los blindajes líquidos sonlos “Shear Thickening Fluids” (STF) o fluidos deendurecimiento frente a cizalla, que son un tipo defluidos no newtonianos en los que la viscosidadaumenta enormemente según se incrementa lavelocidad de deformación o la carga aplicada. Setrata de suspensiones coloidales concentradasque consisten en nanopartículas, generalmente desílice, dispersas en un medio líquido, no tóxico ysoluble en agua, como el polietilen-glicol.

La transición entre un líquido fluido y un materialsólido se debe a la formación y percolación deagregados, hidroclusters, que incrementandrásticamente y de modo reversible la viscosidaddel fluido debido a que, bajo elevados esfuerzosaplicados, las fuerzas hidrodinámicas superan lasfuerzas de repulsión entre las partículas.

Dichos fluidos son empleados para impregnartejidos de Kevlar tradicionales y mejorar sucomportamiento. De este modo, se mantiene unagran flexibilidad durante los eventos que noimpliquen grandes deformaciones, volviéndoserígido frente a amenazas como proyectiles,fragmentos u objetos punzantes. Por otra parte,gracias a los pequeños espesores empleados, y asu ligereza y flexibilidad, el uso de STF permitemejorar la protección de cuello, brazos y piernas,de manera adicional al torso.

Existen en la actualidad, a través de losprogramas de investigación en materialescompuestos del ARL, diversos proyectos en cursosobre STFs, utilizando diferentes matrices ysuspensiones.

- Fluidos Magnetorreológicos

Entre las actividades de investigación del Institutefor Soldier Nanotechnologies, del MIT, basadas ennanotecnologías, destaca la búsqueda de

materiales aplicables a sistemas de protecciónconfortables, ligeros y flexibles. Como línea másnovedosa destacan los fluidos magnetorreológicosson dispersiones líquidas cuyas propiedades, yfundamentalmente la viscosidad, se venmodificadas bajo la acción de un campomagnético.

Estas suspensiones están compuestas denanopartículas de hierro dispersas en una matrizlíquida polimérica, que impide la precipitación asícomo la corrosión y degradación ambiental de laspartículas. La idea es que el soldado pueda activar

su sistema de protección a voluntad pasando deun chaleco flexible y ligero a un sistema casimetálico.

Bajo la acción de un campo magnético, lasnanopartículas se orientan por inducción y se





Boletín de Observación Tecnológica en Defensa en InternetDisponible en http://www.mde.es/dgam/observatec.htm

apilan incrementando drásticamente la viscosidaddel fluido hasta alcanzar una considerable rigidez.Este comportamiento es extremadamente sensible(ocurre en décimas de segundo) y completamentereversible, por lo que se intenta aprovechar estaspropiedades modulables para infiltrar los tejidostradicionales de fibras de alta resistencia con este

tipo de fluidos. De este modo, se consiguen tejidosflexibles y ligeros en ausencia de un campomagnético, y cuya rigidez se ve incrementadaenormemente siempre en función de la intensidaddel campo magnético aplicado.

Actualmente, el principal problema es la aplicaciónde dicho campo magnético en las situacionesrequeridas y el control de la modulación. Unasolución en que se trabaja es embeber cables enlos tejidos utilizados para los trajes, de modo queel soldado pueda permitir el paso de corrienteeléctrica por ellos, y por tanto la producción de uncampo magnético inducido. Actualmente setrabaja en la inserción de electroimanes ymicroimanes en los tejidos y trajes, de manera quese puedan utilizar como válvulas de paso, si bienen este área es donde queda todavía un extensotrabajo por realizar. Estos dispositivos están enfase de desarrollo y quedan aún muchos

parámetros por optimizar antes de su uso enpruebas de sistemas de protección balística, paralo que se prevé todavía un tiempo de entre cinco ydiez años.

En resumen, los blindajes endurecibles sepresentan como una opción muy atractiva para la

protección personal, que comienza a dar susprimeros pasos. Sin embargo, se trata detecnologías muy incipientes y queda un largocamino hasta que sea posible disponer dechalecos endurecibles a voluntad.

Es el desarrollo y mejora de las fibras lo quepermitirá aumentar los niveles de protección en unfuturo inmediato y es por ello que los programasde modernización del soldado, que llevan a cabonumerosos países de nuestro entorno, vienenincorporando los últimos avances en estastecnologías y materiales en su búsqueda por un

balance óptimo entre la maximización de laprotección y la minimización de los efectosnegativos sobre la operatividad del usuario.Ejemplos de ello son el chaleco “Interceptor” parael Land Warrior (EE.UU.) o el chaleco desarrolladopara el programa Combatiente Futuro Español.

Network Centric Warfare

Europe 200531 mayo - 2 junio 2005,IKBB, Bonn, Alemaniahttp://www.iqpc.co.uk/binary-data/IQPC_CONFEVENT/pdf_file/6709.pdf

II Jornadas deNormalización sobreinformación geoespacial 19 abril 2005, Madrid www.mde.es/web_geoespacial

BATTLE SPACEINFORMATION 2005: ThePremier InformationDominante Forum19 – 21 abril 2005, Londreshttp://www.wbresearch.com/battlespaceeurope/

Eighth Annual Conference

on Military Data Links, (SMI)23 y 24 mayo 2005, TheHatton, Londreswww.smi-online.co.uk

Fifth Annual Conference onInternational Software Radio(SMI)6 y 7 junio 2005, Jurys GreatRussell Street Hotel,Londreswww.smi-online.co.uk

EUPOC 2005 - Polymers inNanoscience andNanotechnology(Nanotec IT)29 mayo y 3 junio 2005Gargnano (Lago de Garda),Italia.www.nanotec.it/documenti/EUPOC_ 2005_2nd_circular.pdf

2° SIMPOSIO TECNOLOGIE

AVANZATE: “Applicazionidelle nanotecnologie per ladifesa settori: strutturale,elettronico, biotecnologico”Le nanotecnologie per la difesa23 – 24 junio 2005, Romawww.nanotec.it/documenti/call%20for%20papers.pdf

RTO SIMPOSIUM, SET Pannel“Advanced Sensor Payloadsfor UAV’s” (OTAN)

2-3 mayo, Lisboa.www.rta.nato.int

RTO MEETING, AVT PannelLecture Series on"Nanotechnology AerospaceApplications” (OTAN)2 y 3 junio 2005, Bélgicawww.rta.nato.int

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