Las armas de energa dirigida 3b23p el futuro del campo de batalla

La historia de las armas de energa dirigida se remonta a las primeras teoras sobre el uso de la luz como un arma destructiva. Segn la leyenda, en el siglo III AC Arqumedes ide los espejos cncavos que Siracusa emple para incendiar la flota empleada por Roma para la invasin de la ciudad. Sin embargo, fue en la dcada de 1960 cuando el lser se convirti en una realidad. El inters militar en estas tecnologas creci rpidamente y, para la dcada de 1980, la Iniciativa de Defensa Estratgica de Estados Unidos, conocida como "Guerra de las Galaxias", busc utilizar lser y otros sistemas avanzados para defenderse contra misiles balsticos.

Esta fascinante narrativa histrica nos lleva hasta el momento actual, en el que las armas de energa dirigida (DEW) comienzan a ser una tendencia palpable de carcter emergente, que puede llegar a redefinir los principios de los conflictos armados. Estas armas no solo ofrecen una precisin sin precedentes, minimizando el riesgo de dao colateral, sino que tambin presentan una versatilidad tctica revolucionaria. Su capacidad para atacar objetivos especficos, desde aeronaves no tripuladas enemigas, hasta sistemas de defensa area, sugiere un cambio radical en el enfoque de la guerra moderna. La velocidad de propagacin de la energa dirigida y su capacidad para atravesar el espacio sin obstculos presentan una ventaja tctica significativa

Nuevas tcnicas, el mayor entendimiento de la fsica, la miniaturizacin y la mejora de la eficiencia energtica son los pilares en los que se basa el desarrollo actual de las DEW que se clasifican en funcin de la tecnologa base empleada en el funcionamiento general del arma. Las tres principales categoras por el mayor desarrollo tecnolgico y su mximo exponente son las siguientes:

Microondas: High Power Microwaves (HPM).
Lser: High Energy Laser (HEL).
Haz de partculas: Particle Beam Weapon (PBW).

Sin embargo, por sus caractersticas y potencial militar, pero con menor nivel de desarrollo tecnolgico, tambin podemos incluir las siguientes tres tecnologas con los principales sistemas asociados.

Plasma: Laser-Induced Plasma Channel (LIPC).
Snicas: Ultrasonic Weapon (USW).

Tecnologas empleadas en las armas de energa dirigida (fuente Juan Carlos Andrs).

Microondas 3b6o6l

Las armas de microondas se caracterizan por su capacidad para alcanzar objetivos de alto valor, limitando y reduciendo al mnimo los daos colaterales. Estas acciones no cinticas permiten actuar dentro de escenarios complejos en los que la proteccin de la poblacin civil es un criterio primordial. Los ltimos avances en HPM permiten atisbar el inicio de su empleo extensivo en operaciones militares para el ao 2030, convirtindose en una herramienta coercitiva sin precedentes. Existen dos tipos de HPM fundamentales: ondas continuas (CW) y ondas (PW).

Los CW-HPM emiten un flujo constante de energa de microondas en un rea extensa. Esto los convierte en idneos para ser empleados en acciones de denegacin de rea, contra masas de personal o para hacer frente a enjambres de sistemas no tripulados (UxV). Por su parte, los PW-HPM emiten pulsos de energa de microondas de alta potencia y corta duracin. Esto les permite atacar objetivos concretos y definidos con el propsito de daar o destruir componentes elctricos. Estas rfagas cortas de radiofrecuencia de alta potencia oscilan entre 1 MHz y 100 GHz.

La forma de propagacin de la energa a travs de la atmsfera afecta a la cantidad de energa que llega al receptor-objetivo, por ello es fundamental que los HPM trabajen dentro de banda. Esto implica que la frecuencia de emisin del HPM coincida con la de recepcin del objetivo, es decir, se acopla. Cuando esto no ocurre, la cantidad de energa que alcanza el objetivo ser menor, producindose un trabajo fuera de banda. De manera general, los trabajos en banda estrecha generarn una mayor precisin y cantidad de energa, pero con una mayor dificultad de acoplamiento de frecuencias.

Por su parte, las transmisiones en banda ultraancha abren su radio de accin, disminuyendo la energa transmitida, pero aumentando la probabilidad de acoplamiento. El tamao y peso de los HPM han ido disminuyendo en los ltimos aos, mientras que su potencia y alcance han aumentado. En 2003 un HPM de 180 kg. generaba 20 KW de potencia, mientras que en 2016 un HPM del mismo peso ya produca terawatios de potencia. Se estima que los alcances actuales de cientos de m. se conviertan en km. para 2030.

Representacin del funcionamiento del CW-HPM Leonidas contra un enjambre de UAV (fuente Epirus)

Lser 2t5x5w

LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) es la amplificacin de la luz por emisin estimulada de radiacin. Se define como una fuente de radiacin electromagntica coherente, casi monocromtica, que se propaga en forma de haz. A diferencia de la luz blanca de una bombilla que se propaga en todas las direcciones, la del lser posee un color bien definido (monocromtico), las ondas estn coordinadas con crestas y valles en fase entre s (coherente) y la luz se propaga en una direccin bien definida (como un haz). Las armas lser aprovechan la energa electromagntica concentrada para incrementar la temperatura de los materiales del objetivo para daarlos o destruirlos. Existen tres categoras:

Lser de baja energa: <10kW.
Lser de energa media: 10kW-100kW.
Lser de alta energa: >100kW.

Los de alta energa (HEL) representan la categora ms potente de armas de lser, capaces de destruir o incapacitar objetivos como misiles, aeronaves y vehculos terrestres. Existen numerosos programas de HEL en desarrollo a nivel global, lo que les confiere un potencial significativo como multiplicadores de fuerza en conflictos futuros. Los de baja energa (LEL) son menos potentes, pero encuentran utilidad en diversas aplicaciones. Pueden usarse para deslumbrar sensores enemigos, interrumpir sistemas de comunicacin y actuar como disuasivos contra posibles ataques. Los LEL ya estn siendo utilizados por muchas fuerzas militares.

Las armas de lser ofrecen una serie de ventajas sobre los sistemas convencionales. La velocidad de la luz lser permite atacar objetivos muy distantes de manera casi inmediata tras su deteccin. Tambin se caracteriza por la discrecin, los limitados daos colaterales y la capacidad de graduar la potencia y los efectos generados, lo que le otorga un carcter quirrgico que puede resultar de gran inters para las operaciones militares. Si bien los costes de fabricacin son muy elevados, su empleo puede ser considerado econmico, lo que le convierte en un sistema de armas sostenible. La falta de partculas en el espacio favorece el empleo de los HEL, al desplazarse sin inhibicin.

Existen 3 tipos de tecnologas en las que se basan los sistemas de armas de lser: qumicos, de estado slido y de electrn libre. Los qumicos utilizan una reaccin exotrmica como fuente de energa para bombear un medio de ganancia gaseoso a baja presin. Son generalmente dispositivos grandes y de alta potencia, que integran sistemas de suministro qumico, una boquilla supersnica y un resonador ptico. Requieren combustibles especializados y generan residuos de calor residual. Los ms destacados son los Chemical Oxygen-Iodine Laser (COIL); Hydrogen Fluoride (HF), con ms de 150 MW; y Deuterium Fluoride (DF) lser de hasta 100 MW.

Los de estado slido (SSL) incluyen capacidades de manejo del calor, fibras y lseres enfriados continuamente. Los conjuntos de diodos lser de alta eficacia permiten fabricar armas de gran potencia promedio. Requieren sistemas especializados de gestin trmica. Un lser de electrn libre (FEL) utiliza un haz de electrones relativistas como su medio de emisin. Grupos de electrones de alta energa se mueven a travs de un vaco. mientras imanes los hacen moverse y producir luz. Los lseres de electrn libre suelen operar con pulsos muy cortos a altas tasas de repeticin. Tienen buena calidad de haz, son ampliamente ajustables y operan mejor a alta potencia. En junio del 2000, el Tactical High Energy Laser (THEL) fue capaz de interceptar y destruir un cohete Katyusha. En enero de 2024, Reino Unido inform del xito en las pruebas del DragonFly contra blancos areos.

Imagen del High-Powered Microwave Weapons System chino (fuente NORINCO)

Partculas 2s4d51

Un PBW utiliza un haz de alta energa de partculas atmicas o subatmicas aceleradas a altas velocidades mediante potentes campos magnticos en un acelerador de partculas. Las partculas impactan en el objetivo, transmitiendo la energa cintica para infligir el dao deseado y alterando su estructura atmica. Es la menos madura de las tecnologas de las DEW y, con mucho, la que recibe menos esfuerzos de investigacin. A diferencia de otras que dirigen energa electromagntica hacia el objetivo, esta transmite energa cintica a la estructura atmica del blanco, convirtindose en un arma de uso exclusivamente letal.

Un haz de partculas est formado por protones, electrones o tomos neutros que fluyen con corriente real. La energa del haz se expresa en mega electrn-voltios (MeV) y 1 eV es la energa cintica de un electrn acelerado por un potencial elctrico de 1 voltio. Un PBW capaz de infligir graves daos a un objetivo situado a 1.000 km. en el espacio requerira normalmente una energa de haz de 1 GeV. Uno de los elementos ms importantes, y a la vez ms complejos, de los PBW es el acelerador de partculas. Su funcionamiento se basa en un concepto similar a un can Gauss o a un sistema acelerador lineal de induccin. Existen 2 tipos principales de PBW: armas de partculas cargadas (B) y neutras (NPB).

Un arma B acelera electrones mediante la combinacin de campos magnticos y elctricos. Para poder destruir el objetivo, la energa de las partculas debe ser elevada, al igual que la corriente del haz. Por ejemplo, para destruir un objetivo situado a 1.000 km. de distancia, un arma de haz de electrones debera generar uno de 1.000 amperios con una energa de 1 GeV durante 0,1 miliseg. Un arma NPB consiste en partculas atmicas neutras aceleradas hasta un alto nivel de energa cintica en un acelerador de partculas. Gases como el hidrgeno o deuterio son sometidos a una enorme carga elctrica que produce iones cargados negativamente. Estos iones se aceleran en un tnel de vaco, al final del cual los electrones se desprenden de los iones. El resultado final es una partcula neutra acelerada a velocidades cercanas a la de la luz que seguir una trayectoria lineal hasta alcanzar su objetivo.

Las NPB requieren elevadsima energa en MeV y potencias de haz de decenas de MW, lo que en la actualidad se traduce en aceleradores muy pesados y fuentes de energa de grandes dimensiones. Adems, un NPB se ve muy afectado por su paso a travs de la atmsfera. Se atena y difunde al atravesar gases densos o aerosoles en suspensin, lo que lo hace mucho ms adecuado que un B para aplicaciones en el espacio contra objetivos areos o espaciales de alto vuelo. Ambos tipos de PBW se enfrentan a sus propios retos tecnolgicos que pueden llegar a limitar su empleo.

Las B requerirn mayor potencia y precisin para propagarse por la atmsfera. La tecnologa requerida para desarrollar una fuente de alimentacin lo suficientemente potente para las B es muy compleja y de alto riesgo. Por su parte, las NPB requerirn un robusto sistema de control para apuntar y dirigir el haz hacia el objetivo, as como la capacidad para aplicar correcciones en caso necesario. Desde un punto de vista militar, una de las principales diferencias entre ambos tipos de PBW es que las B son endoatmosfricas, mientras que las NPB son exoatmosfricas.

El SSL Laser Weapon System (LaWS) norteamericano (foto US Navy)

Plasma c542i

El plasma es el cuarto estado de agregacin de la materia, tras el slido, el lquido y el gaseoso. Es un estado fluido en el que una sustancia gaseosa ionizada se vuelve altamente conductora de la electricidad, con una carga elctrica cercana a 0. El plasma se puede alcanzar calentando un gas o aplicando un fuerte campo electromagntico mediante un lser o microondas. El concepto genrico usado para el desarrollo de armas de plasma es el empleo de un sistema para generar una haz o rayo de plasma que impacte sobre un objetivo a temperaturas extremas.

Si bien esta tecnologa se encuentra en un estado de desarrollo muy inicial, ya hay ejemplos de sistemas de armas que la emplean. Uno de los ms representativos son los caones de plasma.Estas armas lanzan plasma a altas velocidades que alcanzan su objetivo con partculas ionizadas a elevadas temperaturas en vez de con proyectiles convencionales. El MARAUDER (Magnetically Accelerated Ring to Achieve Ultra-high Directed-Energy and Radiation) fue un can de plasma desarrollado por el AFRL (Air Force Research Laboratory) en 1990. El proyectil de plasma alcanzaba velocidades de 10.000 km/seg., generando choques mecnicos y trmicos extremos, adems de producir un pulso electromagntico (EMP) capaz de perturbar los sistemas electrnicos. En 2017, el Ministerio de Defensa ruso afirmaba estar desarrollando, dentro de su programa de modernizacin, armas de plasma. Sin embargo, por el momento, no existen pruebas de la existencia de armamento operativo en su arsenal.

Una tecnologa que s se encuentra en un estado de desarrollo considerable es el electrolaser, o Laser-Induced Plasma Channel (LIPC). Es un tipo de arma de electrochoque que utiliza lser para inducir y formar un canal de plasma elctricamente conductor. Una fraccin de segundo despus de la creacin de este canal, el LIPC enva una potente corriente elctrica a travs de l hasta alcanzar el objetivo. Es una especie de versin a gran escala de una pistola Taser que emplea el plasma inducido por lser como cable conductor. El LIPC emite un rayo que ioniza los gases atmosfricos para crear el canal de plasma. Por ello es necesaria la presencia de esos gases para su funcionamiento, lo que imposibilita su empleo en el vaco espacial. La corriente alterna enviada a travs del canal de plasma puede llegar a alcanzar los 10⁹ Voltios en el objetivo.

En septiembre de 2018 arranc el programa t Non-Lethal Weapons Development Program (JNLWD) del Pentgono para producir un arma de plasma lser no letal viable. Producto de este programa es el SCUPLS (Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System), un sistema no letal que utiliza lser de pulso corto para enviar ondas sonoras que perturban y ahuyentan a objetivos humanos a 1 km. de distancia.

Con todo lo anterior, los LIPC pueden emplearse para neutralizar personal, daar componentes electrnicos o destruir dispositivos elctricos. Su empleo puede verse limitado con la presencia de tormentas elctricas, as como por los potenciales daos colaterales causados sobre infraestructuras elctricas. Las nicas defensas contra las LIPC son los campos electrostticos, los aislantes elctricos y las jaulas de Faraday. Las armas basadas en plasma, aunque en una etapa ms experimental, presentan un potencial intrigante.

Demostracin de lser a bordo de la fragata alemana FGS Sachsen" (foto MBDA)

Snicas 6q5p67

Las armas snicas o ultrasnicas (USW) son sistemas que emplean el sonido para daar o incapacitar a un adversario a travs de su sistema auditivo. Pueden emplear haces concentrados de ultrasonido para alcanzar objetivos concretos, pudiendo llegar a incapacitar de manera temporal o permanente al adversario. Con un modo de funcionamiento de mayor rango, puede crear un campo de sonido que afecte a varios objetivos al mismo tiempo, generando un efecto de denegacin de rea.

El Long Range Acoustic Device (LRAD), o Dispositivo Acstico de Largo Alcance, es un sistema acstico que en un modo de trabajo bajo permite comunicar advertencias a largas distancias. Incrementando la potencia sirve como arma no letal de energa acstica dirigida. Se encuentran desde versiones porttiles hasta modelos ms grandes instalados sobre plataformas vehiculares terrestres, areas o martimas. Este tipo de sistemas genera una onda de choque de unos 140 dB y de hasta 3.500 Hz. La combinacin de ambos parmetros es la clave de estos sistemas. Es importante matizar que los sonidos de 120 dB causan nuseas y molestias y que a partir de los 140 dB se produce dolor y que en concentraciones altas, pueden llegar a presentar daos permanentes en el sistema auditivo.

Si bien los USW son considerados sistemas no letales, en realidad, con la combinacin correcta, podran llegar a producir fallos crticos en el sistema nervioso del adversario. Cuerpos policiales de diferentes pases utilizan este tipo de armas para la contencin de masas y control de la migracin ilegal. Tambin ha sido empleado por fuerzas militares en diferentes conflictos armados y en la lucha contra la piratera. Los USW son capaces de atravesar vehculos, paredes y escombros, siendo ideales para operaciones militares en reas urbanas.

Arma lser rusa Peresvet (foto Ministerio de Defensa de Rusia).

Pulso electromagntico 401g5t

Las armas de pulso electromagntico EMP (Electro Magnetic Pulse) emplean la emisin masiva de energa electromagntica de alta intensidad sobre una zona objetivo para perturbar, daar o incluso destruir sistemas electrnicos. Aunque pueda parecer un sistema no letal en una primera instancia, sus efectos devastadores sobre todo tipo de sistemas electrnicos, lneas elctricas y sistemas de servicios esenciales puede llegar a provocar un gran nmero de bajas civiles y militares como efectos de segundo orden. La dependencia en los sistemas electrnicos derivada del alto grado de digitalizacin de la sociedades y fuerzas armadas occidentales genera una vulnerabilidad que podra llegar a ser explotada mediante un arma EMP.

Estados Unidos, Rusia y China trabajan en sus propios proyectos. El Pentgono cree que Irn y Corea del Norte tambin lo hacen. Genera pulsos electromagnticos para desactivar temporalmente sistemas electrnicos en un rea especfica. Cuanto mayor sea la altura a la que se genere el EMP, mayor ser el rea a la que afecte y ms potentes sus efectos. En este sentido, la bomba Arco Iris es un tipo de ataque EMP masivo generado mediante una detonacin de un arma nuclear a gran altitud. La teora indica que sera capaz de afectar a prcticamente un continente entero, con los consiguientes efectos catastrficos sobre todos los aspectos de las sociedades modernas.

Un Long Range Acoustic Device empleado por la polica de Pittsburgh en estados Unidos (fuente Flickr).

Principales potencias y el siguiente paso s5u6j

Estados Unidos es pionera en la investigacin de armas de energa dirigida. Ha invertido considerablemente en lseres de estado slido y microondas de alta potencia. El programa lser de estado slido ha alcanzado hitos significativos, demostrando la capacidad de realizar ataques precisos a largas distancias. Adems, los caones de microondas de alta frecuencia han demostrado ser prometedores en el mbito de la guerra electrnica. Destacan los programas High Power t Electromagnetic Non-Kinetic Strike (HIJENKS) y el Counter-electronics High Power Microwave Missile Project (CHAMP). El CHAMP es bsicamente un misil de crucero sin carga explosiva, que se puede lanzar desde el aire y que tiene un alcance de ms de 1.000 km.

China ha emergido como un competidor destacado en este campo, principalmente en la investigacin de lser de fibra ptica y armas basadas en plasma. Los lseres de fibra ptica ofrecen ventajas en trminos de tamao y flexibilidad, mientras que las armas de plasma presentan un enfoque novedoso y prometedor para la generacin de haces de energa dirigida. China present en 2021 el High-Powered Microwave Weapons System. Adems de para luchar contra enjambres de aeronaves no tripuladas, plantea la posibilidad de lanzar estos HPM al espacio. Rusia, conocida por su enfoque innovador en materia militar, tambin ha invertido en tecnologas de armas de energa dirigida. Aunque con menos detalles disponibles pblicamente, se isabe ha estado trabajando en lser y armas de microondas, buscando mantenerse al da con las potencias occidentales en este mbito.

La Unin Europea tambin est contribuyendo al desarrollo de armas de energa dirigida. Se han llevado a cabo investigaciones en lser de estado slido y otras tecnologas, con el objetivo de fortalecer su capacidad de defensa. Destaca el proyecto Extreme Light Infrastructure (ELI). Este gigantesco lser situado en la ciudad rumana de Magurele, con una salida de ms de 10 millones de vatios, puede ser considerado el ms potente del mundo. Si bien los propsitos de este proyecto son puramente cientficos, su carcter radicalmente disruptor abre la puerta a una potencial aplicacin en el mbito militar.

En el mbito de la defensa contra misiles, estas armas ofrecen una respuesta rpida y precisa, desafiando las limitaciones de las interceptaciones convencionales, principalmente contra sistemas de armas hipersnicos. Del mismo modo, la capacidad de atacar objetivos en la atmsfera, en el espacio o en la superficie terrestre proporciona una flexibilidad sin igual en el diseo de estrategias militares. El avance constante en las armas de energa dirigida seala un cambio paradigmtico en la naturaleza de la guerra.

Estas tecnologas ofrecen un potencial sin precedentes para redefinir las estrategias militares. Sin embargo, con este poder tambin surge la necesidad crtica de abordar cuestiones ticas, regulaciones internacionales y la posibilidad de una carrera armamentista que podra alterar el equilibrio de poder en el escenario mundial. (Juan Carlos Andrs)

Arma laser destruyendo aeronaves no tripuladas (foto Lockheed Martin)