Medidas Multi-Influencia Como Medio Para Caracterizar La Firma Global De Un Buque Y Proteger El Entorno Marino

 La firma global de un buque está compuesta por radiaciones: acústica, magnética, de campo eléctrico, de presión y sísmica.  A lo largo de los últimos años, los esfuerzos de la comunidad internacional se han centrado principalmente en reducir la influencia acústica, con el doble objetivo de disminuir la detectabilidad del buque y reducir el nivel de contaminación acústica generada en el entorno marino. En la actualidad se está constatando con claridad la necesidad de actuar no sólo sobre la radiación acústica, sino sobre el conjunto global de las radiaciones del buque, tanto en el ámbito militar como en el ámbito civil, basado en aspectos como: la discreción de los buques, la seguridad en puertos e infraestructuras críticas y la protección ambiental. Como elemento clave para alcanzar esta meta, es de gran importancia tener a nuestra disposición sistemas de medida adaptables y altamente modulares que cubran el conjunto total de las radiaciones de los buques, con alta capacidad de transmisión de datos a centros base, con objeto de tener la capacidad de realizar medidas en toda clase de entornos marinos.

1, INTRODUCCION

Todos los buques, independientemente de su forma y tamaño, emiten al mar un conjunto de radiaciones que configuran la denominada firma del buque. Esta firma caracteriza e identifica de forma unívoca al buque del mismo modo que las huellas dactilares identifican al ser humano. La importancia de esta firma es conocida desde comienzos del siglo pasado, especialmente en el ámbito de defensa y centrada de forma particular en las denominadas firmas acústica y magnética. Como ejemplo, las detecciones de los buques basados en su firma acústica tuvieron gran importancia en el ámbito naval durante la Segunda Guerra Mundial.

En paralelo, con el avance de la tecnología durante el siglo XX y en especial en el ámbito de defensa se han desarrollado técnicas para reducir el nivel de las radiaciones emitidas al mar. Inicialmente, las técnicas de reducción se centraron en el ámbito  de la radiación acústica, a la que siguió la radiación magnética para abarcar con posterioridad las radiaciones de campo eléctrico, de presión y sísmica. El conjunto de las  cinco radiaciones mencionadas conforma la denominada firma multi-influencia de un buque. En la Figura 1 se presenta un ejemplo de simulación de firma eléctrica radiada por una rastra eléctrica. 

Figura 1. Simulación del campo eléctrico radiado por una rastra eléctrica

 El control de la firma multi-influencia tiene gran importancia en el ámbito de defensa y en el caso de buques como los submarinos se convierte en cuestión de supervivencia. Asimismo, está adquiriendo cada vez más importancia en el ámbito civil ligado a la conservación del medio marino y en especial de la fauna marina que lo habita, debido a la incidencia de estas radiaciones sobre su comportamiento. Por último, es de resaltar que la detección de esta firma permite determinar la presencia de amenazas sobre puertos, infraestructuras críticas o bienes culturales en el fondo del mar, lo que posibilita la implementación de acciones para neutralizarlas.

El presente artículo comprende cuatro apartados además de esta introducción: en el primero de ellos se describen las principales características de las radiaciones que componen la firma multi-influencia, en los dos siguientes se analiza la importancia de esta firma en los ámbitos de defensa y civil, en el siguiente apartado se describe un sistema especialmente adaptado para la obtención de firmas multi-influencia. Finalmente se completa el artículo con las conclusiones obtenidas.

2. CARACTERÍSTICAS DE LA FIRMA MULTI-INFLUENCIA DE UN BUQUE

Como se ha mencionado con anterioridad la firma multi-influencia de un buque está compuesta por cinco tipos de radiación: acústica, magnética, eléctrica, de presión y sísmica. Cada una de ellas presenta características diferentes. A continuación se presenta una breve descripción de las principales características de cada una de ellas.

Radiación acústica

El sonido creado por una fuente que vibra se propaga como una onda dentro de un medio elástico como el mar, originando cambios de presión que son susceptibles de ser medidos. 

La transmisión del sonido en el agua se caracteriza por su alto rendimiento, constituyendo de hecho la forma de radiación conocida que se propaga de forma más eficiente en este medio [1], pudiendo alcanzar grandes distancias en el caso de bajas frecuencias.

Los buques emiten dos tipos genéricos de señales: de banda ancha y de banda estrecha. La primera se caracteriza por abarcar un espectro amplio de frecuencias, mientras que la segunda se limita a un espectro reducido.

Existen diferentes fuentes de sonido en los buques, las tres principales son: ruido de maquinaria, ruido de la hélice y ruido de hidrodinámico. En la Figura 2 se muestra un esquema de propagación submarina del sonido utilizando un modelo de propagación acústica submarina.

Figura 2. Caminos de propagación submarina del sonido obtenidos mediante un modelo de propagación

Radiación magnética

 La influencia magnética de un buque está formada por dos componentes: la componente estática (SM) y la componente alterna (AM). La componente estática es generada por el campo magnético permanente y el campo magnético inducido. 

La componente del campo magnético permanente aparece debido a la magnetización por el campo magnético terrestre de los materiales magnéticos con los que se construye el buque. Por otro lado, un buque siempre está en presencia de un campo magnético externo, el campo magnético terrestre, el cual contribuye asimismo a la firma magnética del buque. Esta componente depende del rumbo del buque y su localización en la tierra. 

Además del campo magnético permanente e inducido, también contribuye a la firma magnética estática el campo CRM (Corrision Related Magnetic). Este campo es debido a la existencia de corrientes eléctricas de corrosión en el mar, que tienen un campo magnético asociado. 

La componente alterna de la firma magnética es generada por:

• Las corrientes en las bobinas rotativas de las turbinas del buque.  Estas actúan como dipolos magnéticos, los cuales generarán una firma magnética AC. 

• Las corrientes de Foucault inducidas en el mar por los dipolos magnéticos. Estas corrientes son variables en el tiempo y están asociadas a los campos eléctricos AC.  

• Corrientes eléctricas fluyendo en el casco debido a fallos de los equipos y / o un inadecuado diseño eléctrico del equipo.

• Campo magnético inherente radiado por cualquier maquinaria rotativa eléctrica en el buque.

Además, el rizado en la fuente de alimentación produce corrientes alternas hacia el mar. En la Figura 3 se presenta un ejemplo de simulación de campo magnético generado por un buque.

Figura 3. Simulación de campo magnético generado por un buque

Radiación de campo eléctrico

La firma eléctrica de un buque está formada por una componente estática y una componente alterna. La componente estática se denomina UEP (Underwater Electric Potential) y representa la influencia en campo cercano. Se mide al paso del buque sobre un sensor o antena de sensores de campo eléctrico y su variación temporal depende de la velocidad y tamaño del buque. La firma eléctrica alterna se denomina ELFE (Extremely Low Frequency Electric). Tiene un ancho de banda máximo de 3 kHz aproximadamente y representa la influencia en campo cercano y lejano.   

La firma eléctrica estática de un buque es debida a las corrientes eléctricas generadas en el proceso de corrosión galvánica. Para evitar dicha corrosión se utilizan los sistemas de protección catódica. Podemos diferenciar entre dos tipos, los pasivos y activos o ICCP (Impresed Current Cathodic Protection). Los sistemas pasivos utilizan ánodos de sacrificio, mientras que los sistemas activos utilizan ánodos de corriente impresa y electrodos de referencia. A menudo, los sistemas de protección catódica contribuyen a la firma eléctrica de una manera drástica, siendo éstos en la mayoría de los casos los generadores principales de la misma.

El campo eléctrico alterno o ELFE se debe a las siguientes fuentes:

1. Modulación de la corriente de corrosión: la corriente galvánica se modula debido al giro de palas y hélices. 

2. Rizado en la alimentación de la maquinaria del buque. Aparece un tono de frecuencia correspondiente a la frecuencia de alimentación.

3. Rizado en sistemas de degaussing e ICCP, correspondiente a la modulación que sufre la corriente del sistema ICCP debido a la variación de la resistencia entre el eje y el casco del buque.

En la Figura 4 se muestra un ejemplo de simulación de firma eléctrica radiada por un buque. 

Figura 4. Ejemplo de simulación de firma eléctrica radiada por un buque

Radiación de presión

La presión hidrostática debida a la profundidad del agua varía lentamente por cambios en la presión atmosférica y por subidas y bajadas de la marea. Además, puede verse alterada rápidamente por olas y oleaje, o por el paso de un buque. 

La variación de presión debida al paso de un buque usualmente es muy pequeña. Esta pequeña variación que constituye la firma de presión de un buque es producida por el efecto Bernoulli del agua fluyendo desde su proa hacia su popa. Se origina así un incremento de presión en la proa y popa y un decremento de presión en la zona central (succión), cuyo pico es directamente proporcional a la velocidad del buque y depende de la forma sumergida del mismo. En la Figura 5 se muestra la simulación de la firma de presión de un buque donde se aprecian los incrementos y decrementos característicos de este tipo de radiación por parte de un buque.

Por tanto, las fluctuaciones inducidas por el buque se superponen con la presión estática nominal en el fondo y las perturbaciones naturales ocasionadas por mareas, olas y oleaje.

Figura 5. Simulación de la firma de presión de un buque

 Radiación sísmica

La influencia sísmica es generada por las mismas fuentes del buque que originan la influencia acústica. Cuando una onda sonora alcanza una superficie, la mayor parte de su energía se refleja, pero un porcentaje de ésta es absorbida por el nuevo medio.

De este modo, las señales acústicas de muy baja frecuencia (por debajo de 10 Hz) se transmiten hasta el subsuelo del fondo marino y se propagan a través de éste como perturbación de tipo sísmico. Así este tipo de perturbaciones viajan más rápidamente por el fondo marino que por el agua.

Desde el punto de vista sísmico es obvio que la energía acústica que penetra en el fondo puede contribuir considerablemente en ocasiones a trasmisiones a media y larga distancia. Un ejemplo claro que muestra el comportamiento de las influencias sísmicas es la existencia de una frecuencia crítica a partir de la cual una pared rígida empieza a absorber parte de la energía de las ondas incidentes y que depende de las características de los materiales y capas que componen el fondo. En la Figura 6 se presenta un esquema de propagación submarina de la influencia sísmica de un buque.

Figura 6. Esquema de propagación submarina de la firma sísmica de un buque

3. LA FIRMA MULTI-INFLUENCIA EN EL AMBITO DE DEFENSA

Las bases de datos de inteligencia se han convertido en un elemento de gran importancia para las Armadas de los diferentes países. Estas bases de datos incluyen como elementos distintivos las firmas de los buques. Inicialmente contenían datos acústicos y en ocasiones magnéticos. En la actualidad buscan incorporar también datos referentes al resto de influencias. Estas bases de datos permiten discriminar no sólo el tipo y la clase del buque sino la unidad específica de la clase, lo que proporciona una ventaja táctica considerable.

En la actualidad se está acentuando la tendencia de las últimas décadas relativa a la disminución de las firmas de los buques. Esta tendencia es particularmente intensa en el caso de los submarinos, que ante el desarrollo de armas cada vez más inteligentes  como los torpedos de última generación, buscan incrementar su nivel de protección al convertirse en buques cada vez más silenciosos. En la Figura 7 se muestra una imagen de submarinos del tipo U-206.

En paralelo con lo anterior, se están desarrollando sistemas cada vez más sofisticados que incorporan un amplio rango de sensores. El uso de estos sistemas multi-influencia permite incrementar de forma significativa la capacidad de detección de los buques a partir de la combinación de los datos proporcionados por los diferentes sensores, posibilitando una disminución apreciable del número de falsas alarmas en las detecciones. 

Por otro lado, en el ámbito de la protección de las instalaciones de defensa, el uso de estos sensores multi-influencia está permitiendo incrementar de forma importante su seguridad, sobre la base de la detección temprana y más precisa de las diferentes amenazas procedentes del entorno marino, como buceadores desplazándose de forma autónoma, vehículos submarinos tripulados y no tripulados (SDV, ROV, UUV), mini-submarinos, etc.

Figura 7. Submarinos de la clase U-206: A.R.C Intrépido y A.R.C Indomable 

4. LA FIRMA MULTI-INFLUENCIA EN EL AMBITO CIVIL

Durante los últimos años ha surgido una creciente concienciación en el ámbito internacional sobre la necesidad de proteger el medio ambiente marino, en especial de las actividades humanas como: la pesca, la navegación, las obras en entornos portuarios o la búsqueda de hidrocarburos en el fondo del mar, que conllevan aumentos significativos en el nivel de distintos contaminantes, como es el caso del ruido y otras fuentes de energía como la eléctrica o la magnética generadas en el entorno marino.

Esta creciente preocupación ha conllevado el desarrollo de diferentes normativas nacionales e internacionales enfocadas a una preservación efectiva del medio marino. Entre ellas, la Directiva Marco sobre la Estrategia Marina, promulgada por la Unión Europea en el año 2008 introduce un conjunto de descriptores cualitativos para determinar el buen estado ambiental, de los que uno de ellos corresponde a que: “La introducción de energía, incluido el ruido subacuático, se sitúe en niveles que no afecten de manera adversa al medio marino”. La aplicación efectiva de esta Directiva, y de otras normativas relacionadas con la protección del medio ambiente marino, conlleva tanto la medición del nivel de las diferentes radiaciones de energía emitidas al agua [2], como la detección de la presencia de la fauna marina en zonas específicas sobre las que se detectan elevados niveles de energía, con el fin de preservarla de sus posibles efectos nocivos. Esta detección se basa principalmente en sensores acústicos, aunque se están analizando otras posibles formas de detección como la detección de su presencia en base a la alteración que ejercen sobre el campo eléctrico o el campo magnético submarino. En la Figura 8 se incluyen dos especies de cetáceos: delfín mular y cachalote, ambas especies protegidas.

Al igual que en el ámbito de defensa, la utilización de sistemas de sensores multi-influencia proporciona una protección efectiva de puertos e infraestructuras críticas, como refinerías de petróleo o centrales eléctricas, ante intrusos con intenciones hostiles. Esta protección se puede extender asimismo a otros ámbitos de considerable interés como es la protección de reservas marinas, pecios o restos arqueológicos submarinos.

     

Figura 8. Especies de cetáceos: delfín mular (izquierda) y cachalote (derecha)

5. MEDIDAS DE LA FIRMA MULTI-INFLUENCIA 

Con relación al ámbito de las medidas multi-influencia la tendencia en el ámbito civil es avanzar hacia un proceso de estandarización en los procedimientos y parámetros de las medidas, estándares que ya existen desde hace tiempo en el ámbito de defensa. En este caso, la precursora está siendo de nuevo la influencia acústica, para la que se ha desarrollado recientemente (2009) un estándar por parte de la Acoustical Society of America (ASA): “Quantities and Procedures for Description and Measurement of Underwater Sound from Ships”. Adicionalmente en el ámbito de la Unión Europea existen programas enfocados a la definición de un estándar europeo. Para poder establecer comparaciones entre medidas procedentes de diferentes sistemas, éstas suelen normalizarse a referencias comunes, como es el caso de un metro de distancia de la fuente para las medidas acústicas o un punto de referencia común para todos los buques para el caso de las medidas de campos eléctricos y magnéticos.

Los sensores multi-influencia proporcionan rangos de detección diferentes, lo que permite establecer diferentes capas de detección en función de su alcance. Las distancias de detección dependen tanto de las características específicas del medio marino como de las del buque bajo medida y de los sensores empleados. En una primera aproximación, se puede establecer que el sensor acústico y el sensor sísmico, siendo este especialmente dependiente de las condiciones antes mencionadas,  proporcionan distancias de detección del orden de  kilómetros, los sensores de campo eléctrico y magnético del orden de cientos de metros y el sensor de presión en el rango de decenas de metros. 

El amplio rango de entornos operativos en los que es susceptible llevar a cabo medidas multi-influencia hace altamente aconsejable disponer de sistemas modulares, portátiles y de reducidas dimensiones y pesos que permitan su despliegue y recogida en diferentes áreas marinas en un intervalo reducido de tiempo y sin requerir medios complejos. Otros aspectos a ser remarcados son la capacidad de transmisión de datos a centros base (situados en tierra o embarcados en buques) con un ancho de banda adecuado a las características de las señales bajo medida, y la capacidad de almacenamiento de las influencias medidas y su procesamiento, enfocado a proporcionar información precisa y útil al operador del sistema.

Como ejemplo de un sistema que cumple con las características anteriormente descritas se encuentra el sistema MIRS, desarrollado por la empresa SAES (ver unidades submarinas del sistema desplegadas en el fondo del mar en Figura 9). 

Figura 9. Unidades submarinas del sistema de medición multi-influencia MIRS desarrollado por SAES

El sistema MIRS ha sido probado en entornos operacionales mostrando su versatilidad, facilidad de manejo y precisión en las medidas tomando como referencia sistemas calibrados. En la Figura 10 se muestran resultados gráficos de las firmas multi-influencia de un buque mercante realizadas con MIRS. 

   

  

Figura 10. Conjunto de medidas de la influencia acústica (superior izquierda), sísmica (superior centro), magnética (superior derecha), eléctrica (inferior izquierda) y de presión (inferior derecha) de un buque mercante medidas con el sistema MIRS desarrollado por SAES

6. CONCLUSIONES

Todos los buques al desplazarse en el medio marino radian al mar un conjunto de influencias (acústica, magnética, eléctrica, de presión y sísmica) que conforman su firma multi-influencia. Algunas de estas influencias (acústica y magnética) han sido medidas desde hace décadas para caracterizar a los buques en el ámbito de defensa y evaluar la contaminación marina en el ámbito civil. Recientemente ha surgido el interés en la comunidad internacional de disponer de la firma completa de los buques para evaluar de forma global su impacto en el medio marino.

En el ámbito de defensa, el disponer de datos multi-influencia de los buques permite, desde un punto de vista de la protección de la propia flota, realizar las tareas y estudios de reducción de firma para disminuir la probabilidad de ser detectado. Por otro lado, desde el punto de vista de la detección de amenazas, permite caracterizar la firma de los buques para aumentar así la capacidad de detectarlos.

En el ámbito civil, el interés se centra en la preservación del medio marino y en especial de su fauna. En el ámbito dual defensa-civil, los sistemas de protección basados en sensores multi-influencia constituyen un medio altamente eficaz para la detección de intrusos y amenazas.

Debido a la variedad  de los entornos operacionales en el medio marino, es altamente aconsejable disponer de sistemas modulares con capacidades contrastadas de transmisión de datos, registro de las medidas y procesamiento enfocado a proporcionar información relevante al operador del sistema. El sistema MIRS, desarrollado por SAES, se presenta como un sistema verificado y en servicio que cumple  con los requisitos establecidos para las medidas multi-influencia de cualquier plataforma o dispositivo naval en todo el espectro de entornos operativos.

Antonio Sánchez García

Sociedad Anónima de Electrónica Submarina (SAES),  Línea de  actividad de I+D+i, 

REFERENCIAS

[1] R. J. Urick. Principles of Underwater Sound. McGraw-Hill (1993).

[2] W. J. Richardson, C. R. Green, C. I. Malme, D. H. Thomson. Marine mammal and noise. Academic Press Inc. (1995).

elSnorkel.com agradece a SAES por compartir este material sobre la conferencia que SAES ofreció en la reciente Feria ColombiaMar 2013 (13 al 15 de marzo) titulada " MEDIDAS MULTI-INFLUENCIA COMO MEDIO PARA CARACTERIZAR LA FIRMA GLOBAL DE UN BUQUE Y PROTEGER EL ENTORNO MARINO". 

Italia y Rusia negocian exportar submarinos convencionales.

Rosoboronexport se encuentra en negociaciones con Italia para el suministro de submarinos S1000. No obstante, estas naves no verán la acción desde el ejército ruso o italiano. En lugar de esto, se venderán exclusivamente a terceros países.
Los expertos de la Oficina Central de Diseño de Ingeniería Marina, Rubin, y Fincantieri de Italia completaron el diseño conceptual de los S1000 hace unos pocos años. El submarino siempre estuvo pensado para terceros países. La empresa de ingeniería naval italiana presentó una maqueta en 2008, en la 21ª Exposición Internacional de Defensa Naval y Marítima y en la Conferencia Euronaval 2008.
Según el director comercial de Fincanteri, Enrico Bonnetti, “se ha determinado la arquitectura del submarino, se ha colocado el equipamiento y se ha diseñado un sistema de combate integrado”.
El S1000 mide 56 metros de largo, tiene un casco exterior duro de 5,5 metros de diámetro, un desplazamiento sumergido alrededor de las 1.100 toneladas, profundidad máxima de más de 250 metros y una velocidad submarina máxima de más de 14 nudos. El submarino tiene capacidad para 16 miembros de tripulación más seis tropas de operaciones especiales.
El sistema de propulsión incluye dos generadores diésel, una batería, un motor eléctrico y un sistema AIP (propulsión independiente de aire) con generador electroquímico. En los submarinos se instalará equipamiento fabricado en Rusia y en Italia a partes iguales.
El submarino no nuclear S1000 se ha diseñado para las guerras antisubmarinas, misiones de reconocimiento, apoyo a operaciones especiales y transporte tropas subversivas submarinas.
La nave puede realizar estas tareas tanto en aguas superficiales de la costa como en condiciones de profundidad marina. Los objetivos secundarios incluyen guerras antisuperficie, minería y apoyo a aviones y helicópteros militares.
La Unión Soviética (y después Rusia) ha vendido, de manera tradicional, submarinos no nucleares diésel-eléctricos al extranjero.
“Nuestro producto clave en este segmento del mercado global es el submarino Project 636, el actual bestseller. Pero también estamos promocionando el nuevo Amur-1500,” dijo el jefe de Rosoboronexport, Anatoli Isaykin.
“Éste no es un sustituto del Project 636; se trata de un submarino completamente nuevo que promocionaremos de manera paralela con el Proyecto 636. El Amur-1500 también tendrá demanda por parte de compradores internacionales, y lo ofreceremos en varias versiones diferentes, incluyendo una versión con un sistema AIP que es cada vez más popular en el mercado de navíos”, explicó Isaykin.
Añadió que las ventas de equipamiento naval mediante Rosoboronexport sumaron un 20% del total de las exportaciones militares el año pasado, y que fueron algo superiores a las de 2011.
La marina rusa recibirá pronto submarinos Project 636 también.
A finales del pasado verano, en el Astillero del Almirante, se celebró una ceremonia de colocación de la quilla para un gran Project 636 diésel-eléctrico, llamado Stari Oskol. Estos submarinos se construyen ahora para la marina rusa, después de haber sido exportados durante 20 años.
Se supone que el submarino obtendrá una versión del nuevo sistema de misiles Kalibr (exportado como el del Club-S), con un alcance de 1.500 kilómetros. Pero existe una traba: para utilizar el complejo misil, se requiere un nuevo comando de combate y un nuevo sistema de control; sus fallos se han convertido en uno de los motivos de los retrasos en la construcción y el desarrollo de los submarinos clase Lada para la marina rusa.
Los submarinos Project 636 van armados con seis lanzadoras de torpedos situadas en la proa; seis torpedos sentados sobre ejes que se recargan automáticamente después de cada lanzamiento.
Los torpedos se pueden sustituir por 24 minas, dos en cada lanzamisiles. Dos de los dispositivos de lanzamiento de torpedos han sido diseñados para disparar torpedos con gran precisión y por control remoto. Todas las lanzadoras y sus sistemas de servicios pueden dispararse tanto desde periscopio como profundidades de operaciones tácticas.
Las lanzadoras se recargan en 15 segundos.
De acuerdo con las valoraciones de expertos, el submarino produce menos ruido y tiene mejor imagen desde debajo del agua que el modelo más extendido (de fabricación norteamericana): el submarino de clase 'Los Ángeles'.
http://rusiahoy.com

El Submarino no nuclear más avanzado del mundo: S-80 SSK de Navantia

Ingenieros españoles de Navantia han diseñado el submarino no nuclear más avanzado del mundo conocido como S-80, el cual se encuentran en plena construcción en los astilleros de Cartagena con objeto de ser entregado a la Armada Española mediante un presupuesto de 2,2 mil millones de euros. Considerado como uno de los submarinos más avanzados de propulsión diesel-eléctrica, llevará a cabo operaciones de superioridad naval, actividades de vigilancia, protección y transporte en aguas litorales.

El S-80 SSK posee una eslora máxima de 71,05 metros, un casco de 51,76 metros, una manga de 11,68 metros, un calado de 6,20 metros y un diámetro del casco de 7,30 metros. Su desplazamiento en superficie será de 2.200 toneladas, mientras que el desplazamiento en inmersión es de 2.426 toneladas.

Gracias a la última tecnología naval incorporada permitirá un gran radio de acción, haciendo posible operar en zonas remotas a una velocidad de tránsito elevada gracias a su Sistema de Propulsión Anaerobio (AIP), capaz de ejecutar inmersiones durante largos períodos de tiempo. Además, su coeficiente de indiscreción es muy bajo, esto significa que reduce al máximo el ruido producido por el funcionamiento de los equipos y la maquinaria del interior de submarino, así como los generados por los propios efectos hidrodinámicos. Como resultado, esto permite que la localización del S-80 sea mucho más difícil por parte de las fuerzas enemigas.

Su sistema de combate puede gestionar simultáneamente tareas de exploración, ataque y navegación mediante sonares activos y pasivos, capaz de detectar la actividad enemiga para misiones de inteligencia mediante comunicación directa vía satélite con la red militar, permitiendo ejecutar lo último en sistemas armamentísticos de intervención terrestre-marítimo, el cual incluye la posibilidad de lanzamientos de misiles crucero de largo alcance, misiles antibuque bajo el mar, minas marinas y torpedos pesados multipropósito.

Los ingenieros de Lockheed Martin, SAES y DTAS completaron el desarrollo de los 6 sonares que integrarán el equipo de detección acústico, los cuales son: sonar cilíndrico de casco, sonar de flanco de barrido lateral, sonar remolcado, telémetro sonar pasivo (passive ranging sonar), sonar de navegación e interceptador sonar.

El S-80 contará con tres generadores diesel-eléctricos MTU de una potencia de 1.200 Kw cada uno, integrando conjuntamente un motor eléctrico sincrónico de imanes permanentes de una potencia de 3.500 Kw, diseñado por los ingenieros Cantarey Reinosa (Grupo Gamesa). El sistema AIP, ideado por los ingenieros de Hynergreen y Navantia, incluye un reformador de bioetanol, pilas de combustible, sistemas de control y equipos auxiliares. Si lo comparamos con otros sistemas anerobios, la novedad de este avance reside en que el hidrógeno se obtiene por un proceso químico de reformado a partir de bioetanol que es fácilmente almacenable en la nave, sin que suponga problemas de seguridad para el submarino.

Como resultado, los motores de propulsión eléctrica utilizados en el submarino son un 20% más ligeros que los utilizados en submarinos como el Scorpene, generando aproximadamente un 50% más de energía en comparación con otros submarinos mientras opera en las mismas condiciones. Por lo tanto, el S-80 es capaz de alcanzar una velocidad superior a 12 nudos en superficie, 19 nudos en inmersión con baterias y 4 nudos en inmersión con el sistema AIP.

Resumen general en capacidades aumentadas:

• Sistema de manejo y lanzamiento para incrementar el aprovechamiento estándar de la estiba de armas y capaz de realizar operaciones con buceadores.
• Sistema de despliegue y recogida de vehículos submarinos que también se puede utilizar para desembarcar agrupaciones completas de buceadores de fuerzas especiales.
• Estudios de algoritmos no lineales de autopiloto, para el control de las evoluciones del submarino a muy baja cota, asegurando la precisión de la navegación en operaciones especiales y en aguas de litoral.
• Desarrollos de software de ruido propio, para modelar la función de transferencia de ruido propio-vibración interna al casco resistente y mostrar localmente el impacto de una configuración excitatriz dada de vibración, ruido aéreo e interacción fluido-estructura en los sensores localizados sobre el flanco del submarino.
• Desarrollo de tecnologías para el control de la firma acústica y el ruido propio, alternativas a los actuales absorbentes de energía acústica y de control del ecosonar.
• Desarrollo de una familia de formas y apéndices, como formas de proa tipo “tear drop” que optimiza el comportamiento hidroacústico, formas tipo curvatura constante que permite el desarrollo de sensores acústicos conformes, así como formas de salida de popa, formas de vela y configuración de timones conjugadas con estas alternativas.

Todos los detalles técnicos del modelo se encuentran disponible desde la web oficial de Navantia.

Fuente:http://www.fierasdelaingenieria.com

Estado del Arte de los Sonares Remolcados SOLARSUB DTAS para los Submarinos S-80

SOLARSUB es la tercera generación de Sonar Remolcado de largo Alcance para Submarinos con tecnología digital ( DTAS) desarrollado por SAES e instalados a bordo de los submarinos de la Armada española de la clase S-70. Bajo la denominación SOLARSUB S-80 DTAS, SOLARSUB también ha sido instalado e integrado en el sistema de combate de los nuevos submarinos S-80 para la Armada Española. 

SOLARSUB S-80 DTAS es el estado del arte de los sonares remolcados desarrollados por SAES. Incorpora las últimas tecnologías HW, de proceso y manejo de datos, y su integración mecánica se ha realizado mediante el novedoso Sistema de Largado y Recogida TAHS (Towed Array Handling System). 

El Sonar Remolcado Digital, DTAS SOLARSUB S-80, está compuesto por tres unidades básicas: la Antena Remolcada Digital (UAR), la Acondicionadora  de Señal (UAS) y la Consola del Operador (UCO). 

La Unidad Antena Remolcada (UAR) contiene los grupos de hidrófonos que forman los canales hidrofónicos, cuya función es la de recoger las señales de los contactos a detectar. Estas señales son digitalizadas en la propia UAR y enviadas a la Unidad Acondicionadora de Señal (UAS) que se encarga de filtrarlas, amplificarlas y ecualizarlas para que puedan ser procesadas y presentadas en el MMI de las pantallas de la Unidad Consola del Operador (UCO).

Un DTAS operando a bordo de un submarino proporciona una amplia gama de posibilidades y prestaciones que ofrecen ventaja táctica al submarino. La distribución de vías generada mediante un proceso de beamforming permite la vigilancia en todas direcciones, ampliando la detección de contactos en superficie, y de las posibles amenazas que provengan por la popa, donde un submarino sin DTAS es mas vulnerable. 

Los DTAS no se ven afectados por los ruidos propios del submarino que los porta, al encontrarse lo suficientemente alejados por la popa como para que las fuentes de ruido del mismo, no enmascaren las señales de los contactos a detectar. 

Los DTAS tienen un excelente comportamiento operacional con el resto de los sonares de a bordo. Dado que trabajan con las frecuencias más bajas del conjunto de sonares del submarino, permiten el solapamiento con las bandas de frecuencia del resto de los sonares así como realizar triangulación entre el DTAS, situado a varias veces la longitud de la eslora por la popa del submarino, y otro sonar como el Cilíndrico (CAS) o el de Flanco (FAS), instalado en una posición fija del submarino. De este modo, las capacidades conjuntas del TMA (Target Motion Análisys) se incrementan considerablemente. 

No debemos olvidar las posibilidades de los DTAS en lo que se refiere a la obtención de líneas de frecuencia para inteligencia y creación de sus correspondientes bases de datos.

Como es sabido, las líneas de baja frecuencia de los buques tienen muy buena propagación y pueden ser detectadas por los DTAS, siempre que su relación señal ruido se encuentre por encima de la mínima señal detectable del sonar. Además, los DTAS tienen la capacidad de situarse en una cota diferente a la del submarino, posibilitando su navegación sobre un canal sonoro; la capacidad de disponer de diferentes Indices de Directividad debido a sus distintas aperturas acústicas; y un excelente comportamiento para la detección de contactos en aguas poco profundas. 

Pantalla de vigilancia. Modo banda Ancha MultiLOFAR .Pantalla de análisis y Vigilancia

Todas estas ventajas se ven potenciadas por la capacidad de ser estibado en la propia plataforma y largado de forma automática, mediante el sistema TAHS, y sólo cuando las operaciones lo requieran, favoreciendo de este modo la navegación y maniobra del submarino. 

SOLARSUB S-80 TAHS

La Sociedad Anónima de Electrónica Submarina (SAES) proporciona soluciones y sistemas para la neutralización de la amenaza submarina en todos los ámbitos de actuación, pudiendo cubrir sus necesidades en Sonar, Proceso de Sonoboyas, Análisis de Señal Acústica, Medida de Firmas, Minado y Contraminado, Seguridad y Protección, Adiestramiento y Simulación, con equipos y sistemas a la vanguardia internacional de la técnica. 

Adicionalmente, SAES dispone de una línea de trabajo de servicios de consultoría y asesoría para la definición y desarrollo de sistemas de combate submarinos y antisubmarinos tanto desde las instalaciones de SAES como en las instalaciones del cliente.

© Copyright 2012 Sociedad Anónima de Electrónica Submarina (SAES). 

DCNS se anticipa a futuras aplicaciones con su nuevo concepto submarino SMX 26-ship

En la feria Euronaval de este año, DCNS presentó su nuevo concepto-ship, SMX 26, un pequeño submarino diseñado para operar en aguas poco profundas, en las zonas del litoral no suele ser accesibles para las operaciones convencionales de submarinos.

SMX 26 puede permanecer en el fondo del mar durante largos períodos, monitoreando continuamente su entorno, antes de atacar a su objetivo con los activos correspondientes.

Su forma garantiza un avance preciso, seguro en aguas muy poco profundas, lo que permite la operación en aguas de menos de 15 m de profundidad. Sus dos líneas de eje y sus cuatro propulsores de azimut dirigibles y retráctil dan la SMX 26 maniobrabilidad extrema y la capacidad de permanecer en una posición estabilizada cerca del fondo o justo debajo de la superficie en oleaje

Marie Nicod, SMX-26 Arquitecto Naval, nos dio detalles sobre la nueva DCNS 'buque concepto submarino durante Euronaval 2012

SMX-26 Implementación de buzos de combate

En el SMX 26 la capacidad de vigilancia discreta por largo  tiempo es también digno de mención. Es capaz de un 'aterrizaje' muy rápido en todo tipo de lecho marino gracias a un sistema extensible con ruedas "tren de aterrizaje", y ​​al acecho en el fondo, el despliegue de las mangueras a la superficie en busca de aire y la potencia. Sus sensores integrados y desplegados para mantener una vigilancia completa por encima y por debajo de la superficie.

SMX-26 en el lecho marino

El SMX 26 puede tomar una acción rápida y eficaz, incluido el despliegue de seis buzos de fuerzas especiales en la profundidad o en la superficie para la captura de objetivos "en el acto". También cuenta con sistemas de armas montados en dos mástiles : un cañón de 20 mm para la vigilancia  y el recipiente para el lanzamiento de misiles antiaéreos en defensa propia. Su armamento ofensivo principal consta de dos torpedos pesados ​​y ocho torpedos ligeros con cabezas pesadas.

Defensa Antiaérea para submarinos de DCNS

En la actualidad, los submarinos no tienen otra alternativa que huir para defenderse de torpedos disparados por helicópteros y aviones de patrulla marítima. Sistemas de defensa aérea desarrollados por DCNS, en cooperación con MBDA, requerirá a las aeronaves revisar su modo de acción, lo que obligara mantenerse alejados del submarino.Para satisfacer las necesidades de los submarinos contra las amenazas aereas, DCNS ofrece un sistema de armas que se presenta en dos versiones.

Fuente : http://www.defesaaereanaval.com.br / DCNS

SENER y HDW anuncian un acuerdo industrial para la producción de un sistema reformador de metanol para AIPs en submarinos no nucleares

SENER y HDW anuncian un acuerdo industrial para la producción de un sistema reformador de metanol para AIPs en submarinos no nucleares 

Madrid, 25 de octubre de 2012. SENER y Howaldtswerke-Deutsche Werft (HDW), una compañía de ThyssenKrupp Marine Systems, han anunciado hoy la firma de un acuerdo para la producción industrial de un sistema de propulsión independiente del aire (AIP) basado en un reformador de metanol. 

Los reformadores de metanol se utilizan para generar hidrógeno a partir de agua y metanol mediante un complejo proceso técnico. El hidrógeno es el combustible utilizado en los submarinos no nucleares de HDW que cuentan con el sistema AIP.

Ambas compañías firmaron un acuerdo inicial de colaboración en I+D en 2006 y, desde entonces, SENER y HDW han trabajado conjuntamente en diferentes subsistemas de AIP. A día de hoy, se han superado con éxito todos los riesgos tecnológicos durante la fase de desarrollo y se prevé la producción de un sistema industrializado completo para finales del año próximo, abriendo, así, el camino hacia una producción en serie.

Por una parte, SENER es responsable del desarrollo, entre otros, del subsistema de CO2, capaz de disolver los gases en agua de mar de manera silenciosa y sin influencia en la firma del submarino en términos de ruido y burbujas.

Por su parte, sobre la base de la herencia de los anteriores sistemas de pilas de combustible y otros subsistemas críticos, el más reciente reformador de metanol de HDW ha demostrado una eficacia mayor del 90%. HDW se ha labrado en los últimos años una buena reputación en el suministro de los más eficientes y eficaces submarinos no nucleares basados en AIP en el mundo.

"Los submarinos convencionales se han convertido en los últimos años en un elemento indispensable en escenarios actuales de conflicto de, habitualmente, baja intensidad -principalmente en aguas costeras-, sobre todo por las claras ventajas que ofrecen frente a los submarinos nucleares, mucho más grandes. El uso de un sistema de propulsión independiente del aire proporciona grandes ventajas tácticas, pues elimina la necesidad de despliegue del snorkel para recargar las baterías y permite completar misiones sumergidas de larga duración, tanto en aguas litorales como oceánicas."

SENER es una firma tecnológica europea situada a la vanguardia de los productos más innovadores en campos multidisciplinares (Aeronáutica y Vehículos, Civil y Arquitectura, Energía y Procesos, y Naval). Este proyecto de cooperación para obtener un AIP basado en reformador de metanol ha sido, a nivel interno, fruto del esfuerzo sumado y la estrecha colaboración de los departamentos de Aeronáutica y Vehículos, Energía y Procesos y Naval.

HDW, uno de los principales constructores mundiales de submarinos, es líder en el mercado de los submarinos convencionales con sistemas AIP, basados en pilas de combustible con cilindros de almacenamiento de hidruros metálicos para el hidrógeno y en cuyo desarrollo comenzó a trabajar hace más de 20 años. Los avances paralelos realizados desde entonces se han encaminado a crear un sistema reformador de metanol para la producción de hidrógeno a bordo.

Acerca de SENER
SENER es un grupo privado de ingeniería y tecnología fundado en 1956, que busca ofrecer a sus clientes las soluciones tecnológicas más avanzadas y que goza de reconocimiento internacional gracias a su independencia y a su compromiso con la innovación y la calidad. SENER cuenta con más de 5000 profesionales y una facturación de 1160 millones de euros (datos de 2011).

SENER agrupa las actividades propias de Ingeniería y Construcción, además de participaciones industriales en compañías que trabajan en los campos de Energía y Medio Ambiente, así como en el Aeronáutico. La División de Ingeniería y Construcción, SENER Ingeniería y Sistemas, S.A., se ha convertido en una de las mayores empresas de ingeniería españolas, con una facturación de más de 653 millones de euros (datos de 2011), cerca de 2200 empleados y oficinas en Abu Dabi, Argel, Barcelona, Bilbao, Buenos Aires, Busan (Corea del Sur), Lisboa, Madrid, México DF, Okayama (Japón), San Francisco, Sevilla, Valencia y Varsovia. 

Acerca de HDW
Más de 2.000 empleados en Kiel garantizan que HDW consiga tecnologías y métodos de producción en el estado del arte para satisfacer las más altas exigencias en la construcción naval. El astillero es el centro de competencia para la construcción de los submarinos no nucleares más modernos del mundo y es también líder en la instalación de sistemas de propulsión completamente maduros de pilas de combustible. En el campo de la construcción naval no militar de alto nivel, destaca el trabajo de HDW en la construcción experimentada y en la atención al detalle.

Desde enero de 2005, HDW forma parte de la alianza ThyssenKrupp Marine Systems (TKMS), una compañía de sistemas líder en Europa proveedora de submarinos y barcos navales en superficie a clientes en todo el mundo. La destacada competencia de la compañía en construcción naval incluye reparaciones, servicios y componentes de las embarcaciones. Con sus oficinas centrales en Hamburgo, ThyssenKrupp Marine Systems forma parte del área de negocio de Sistemas Navales dentro del grupo ThyssenKrupp.

Enlaces: www.sener.es; www.hdw.de 

Schwager finaliza modernización de submarinos Thomson y Simpson

Ambas naves -que corresponden a la mitad de la dotación de la Fuerza de Submarinos pertenecientes a la Armada de Chile- ya se encuentran en el mar, tras los trabajos de actualización tecnológica realizados por Schwager Energy S.A.

Ingeniería chilena, profesionalismo, creatividad y mucho apoyo tecnológico, aplicaron uno de los equipos de la división Integración de Sistemas Eléctricos de Schwager Energy, en los proyectos de actualización de los submarinos SS-209 de procedencia alemana, SS Thomson y SS Simpson. En este último, el trabajo se retrasó por un año ya que el tsunami producido tras el terremoto del 27 de febrero arrasó con el trabajo que Schwager venía realizando en la nave desde 2009.

En ambos sumergibles, Schwager Energy llevó a cabo dos proyectos orientados a modernizarlos para soportar los sistemas de armas de última generación instalados en ellos: Diseño y Desarrollo de Prototipo del Sistema de Control, Generación y Distribución de Energía Alterna de 115 V, y Diseño e Integración del Sistema de Control Automático de Gobierno y Propulsión.

Gloria Oporto, Jefa de Proyectos de Schwager Energy, comenta que la primera gran tarea es dotar de energía a las naves, de manera tal que el resto de los proyectos que avanzan de forma paralela sigan su curso sin retrasos. "El primer submarino en que trabajamos fue el SS Thomson en el cual nos demoramos alrededor de un año en las ingenierías conceptual y de detalle. Luego vino la implementación y puesta en marcha de todos los proyectos, lo que finalizó a principios del 2009", comenta.

Inmediatamente después, se dio inicio a los trabajos en Simpson en el cual se replicó lo realizado en la primera nave, pero con modificaciones y mejoras  de acuerdo a las necesidades de este último y a la experiencia adquirida en el SS Thomson. "Lo que atrasó el proyecto por casi un año fue el terremoto y posterior tsunami, ya que el SS Simpson se encontraba en pleno proceso de modernización, por lo que estaba totalmente desarmado en el interior del dique Young, en los astilleros de ASMAR, en Talcahuano. Con el tsunami, no sólo perdimos el trabajo que habíamos hecho, sino que también los equipos que ya se encontraban próximos a ser montados abordo. Luego del tsunami tuvimos que planificar los trabajos nuevamente, y volver a empezar", relata.

A pesar de los obstáculos, a principios de junio finalizaron todos los proyectos asociados a este último submarino, por lo que ya está de vuelta en el mar junto a los demás integrantes de la Fuerza Submarina chilena: SS Thomson, SS O’Higgins y SS Carrera. Hoy, tanto Thomson como Simpson ya están a la par en lo que a vanguardia tecnológica se requiere en esta materia, con el aporte tecnológico de Schwager Energy.
Fuente: http://www.schwager.cl

Conociendo el proyecto Clase 216 Alemán

 El astillero alemán HDW ha publicado información sobre un proyecto de un submarino de propulsión convencional de largo alcance llamado Clase 216. Con base en el tipo 214, el tipo 216 está diseñado especialmente para satisfacer las necesidades de países como Australia, India y Canadá que solicitan submarinos de grandes prestaciones.
Con diseño de doble casco, el Clase 216 puede ser equipado con un sistema de propulsión independiente de aire, dándole el mismo tipo de habilidad que un submarino nuclear: la de permanecer bajo el agua durante semanas para llegar a la zona de crisis, tales como el Estrecho de Malacca.
Al igual que un SSN se tendría la capacidad de lanzar misiles de crucero.Desplegar fuerzas especiales con su vehículo subacuático y vehículos submarinos no tripulados.
La clase está diseñada para ser extremadamente silenciosa debido a su sistema de propulsión y mediante el uso de revestimiento de absorción de sonido en el casco.
Contaría con este armamento, 6 tubos lanzatorpedos de 533 mm (para desplegar torpedos, misiles anti-buque o minas) un sistema de lanzamiento vertical (2,5 m de diámetro para desplegar misiles de crucero o UUV) el novedoso sistema Swimmer Delivery Vehicle (SDV) para desplegar fuerzas especiales.
Alguno Datos:
Tripulación 33 Operadores (alojamiento extra para las Fuerzas Especiales)
Alcance: 10.400 Nm @ 10 nudos
Autonomía: 80 días
desplazamiento ~ 4.000 toneladas
Motores Diesel eléctrico con AIP
Constructor HDW - TKMS Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH
Dimensiones
Longitud: 89 m
Manga: 8,1 m
Máximo Calado: 6,6 m

Brasil inicia el proyecto de submarino de propulsión nuclear

El 6 de julio a las 10:30 am, la ceremonia se llevó a cabo para iniciar el proyecto de submarino de propulsión  nuclear, el auditorio principal del Centro Tecnológico de la Marina en Sao Paulo (CTMSP). Con la presencia del Comandante de la Armada de Brasil, de-Almirante de la Flota Julio Soares de Moura Neto, el Director General de la materia de la Armada, Almirante de la Flota Arthur Pires de Ramos-, y el Coordinador General del Programa de Desarrollo para el Submarino con propulsión nuclear, el almirante de la Flota-(Ref. N º) José Alberto Accioly Fragelli, el evento marcó una etapa importante del Programa de Desarrollo de Submarinos (PROSUB), que se desarrollará el primer submarino de propulsión nuclear en Brasil.
El evento fue inaugurado también la Oficina Técnica de Proyectos en Sao Paulo, que fue especialmente equipados con tecnología de avanzada de la información (TI) y una sala de videoconferencia, para satisfacer las necesidades que un proyecto de esta magnitud demanda.
El programa, que se inserta en el marco de un contrato entre la Armada y los DCNS compañía francesa, a excepción de la parte de la planta de propulsión nuclear, también comprende la construcción de un astillero y base naval en la región de Itaguaí (RJ), y cuatro submarinos convencional. Entre los beneficios para el país son el fortalecimiento de la industria nacional y la mejora de las habilidades técnicas de los profesionales brasileños que trabajan en PROSUB, garantizando la capacidad de Brasil para desarrollar y construir sus propios submarinos en el futuro, de forma independiente.

Este año, el ProSub ya ha tomado un paso importante en su parte central con la inauguración de la primera de las cuatro plantas de la Unidad de Producción de hexafluoruro de uranio (Usexa) y el Centro de Educación y Adiestramiento Nuclear Aramar (cian) en Sorocaba (SP) , lo que representa el terreno del ciclo del combustible nuclear para el país. Actualmente, sólo cinco países-China, Estados Unidos, Francia, Inglaterra y Rusia - que este campo tecnológico. Con esta iniciativa, Brasil se une a la lista de selección, ya que el reactor nuclear y la propulsión de la SN-BR se desarrollará en el país.

Por Luiz Padilha http://www.defesaaereanaval.com.br

Baterias para Submarinos: Historia y desarrollos

Presentamos un nuevo E-Book, sobre Baterias para Submarinos  realizado por el CPN y Lic. Guillermo Bakic,  a quien agradecemos su excelente trabajo de casi 60 paginas que con solo leer indice nos indica lo interesante de este material.

Tabla de Contenido

Nuevas tecnologías al servicio de los SSK- Pág.5
La batería y la corriente eléctrica Pág.6
Baterías eléctricas, Acumulador eléctrico o Pila Pág.7
¿Qué sucede en el interior de una batería de Plomo Acido? Pág.8
Efectos del calor sobre las baterías Pág.9
El Problema Pág.10
Batería de polímero de litio LI-PO Pág.10
La batería de iones de litio  Pág.11
Almacenamiento de las Li-ion. Pág.12
Tipos de baterías de iones de litio Pág.15
Definición de densidad de energía y densidad de potencia. Pág.17
Métodos de descarga. Pág.18
¿Qué es tasa “C”? Pág.18
Prolongada duración de la batería a través de la moderación. Pág.18
Batería de iones de problemas de seguridad Pág.19
Retirada de las baterías de iones de litio. Pág.20
Niveles de seguridad en las baterías Li-ion  Pág.22
¿Pueden las baterías de plomo-acido competir en los tiempos modernos? Pág.23
Carga de baterías de ion-litio. Pág.24
Carga de la batería de plomo-ácido. Pág.25
Baterías en los Submarinos SSK: Pág.27
Coeficiente o tasa de indiscreción: Pág.27
Autonomía de la batería: Pág.32
Tipos de Baterías para SSK: Pág.34Baterías de Plomo Acido o convencionales: Pág.34Baterías Na/S (Baterías de Sodio - 2Na + 4S = Na2S4) Pág.37
Baterías de Plata Zinc Pág.39
Baterías de Li-ion, para submarinos SSK Pág.40
TS-LMP9000AHB Pág.41
TS-LCP10000AHB Pág.44
TS-LFP90000AHB  Pág.47
Comparación entre baterías de plomo acido y las nuevas Li-ion: Pág.50
Conclusiones: Pág.53
  

El Sr. Guillermo Bakic es autor de otro excelente articulo Propulsión Magneto Hidro Dinamica.