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ESTADO MAYOR CONJUNTO DE LAS FUERZAS ARMADAS
CURSO DE PLANEAMIENTO ESTRATÉGICO NACIONAL Y MILITAR CONJUNTO (C-1)
¿ PREPARADOS PARA LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA
DE MATERIALES,
ESTRUCTURAS Y SISTEMAS INTELIGENTES
EN LA FUTURA GUERRA NAVAL ?
Por el Capitán de Fragata Eduardo Ligio Ganeau
Este trabajo ha sido escrito como requisito del Curso de Planeamiento Estratégico Nacional y Militar
Conjunto (C-1). El documento es escolástico y contiene información y opiniones que el autor
considera apropiados para el tema abordado. El mismo no refleja la opinión de ninguna organización o
institución en particular.
Agosto 2003
2
¿ PREPARADOS PARA LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA
DE LOS MATERIALES,
ESTRUCTURAS Y SISTEMAS INTELIGENTES
EN LA FUTURA GUERRA NAVAL ?
Introducción
Las fuerzas navales están condicionadas a hacer la guerra en un ambiente hostil para los seres humanos
y en razón de esa exigencia, tradicionalmente se han mantenido en la avanzada del desarrollo
tecnológico. Vale resaltar, que las ventajas tecnológicas han sido históricamente una llave para el éxito
en la guerra a lo largo de la historia.
Nuevos y avanzados materiales, estructuras y sistemas conducirán a cambios en los medios navales.
Normalmente, cambios doctrinarios y organizativos siguen a los anteriores y todos ellos pueden
derivar en una nueva forma de lucha en las futuras guerras navales.
Este trabajo nos introducirá en el mundo de los materiales, estructuras y sistemas inteligentes (MESIs);
identificará posibles aplicaciones en medios de superficie, submarinos, aéreos y anfibios; y analizará la
influencia de estos nuevos materiales en los tres niveles de la guerra naval: el táctico, el operacional y
el estratégico.
El objetivo es identificar probables cambios en el desarrollo de la guerra naval futura como
consecuencia de la aplicación de tecnología inteligente y dar bases racionales que justifiquen la
investigación y el desarrollo de MESIs.
Antecedentes
Los materiales, estructuras y sistemas inteligentes (MESIs)
La tecnología inteligente (TI) se basa en el desarrollo de materiales y estructuras inteligentes y, por
extensión, de sistemas inteligentes.
El nombre de materiales inteligentes (MI) se da a los materiales que tienen la capacidad intrínseca o
extrínseca de responder a cambios de estímulos y medioambiente y que activan sus funciones de
acuerdo con dichos cambios. Ellos tienen una aguda capacidad de reconocimiento, discriminación y
reacción. Los del tipo piezoeléctrico producen cambios mecánicos cuando se ven sometidos a
variaciones de voltaje y viceversa. Los del tipo electroestrictivo tiene las mismas propiedades que el
piezoeléctrico, pero el cambio mecánico es proporcional al cuadrado del cambio eléctrico. Los
magnetoestrictivos inducen una tensión mecánica cuando se someten a un campo magnético.
3
Otros dos tipos de MI son las aleaciones con memoria de forma (AMF) que producen
transformaciones de fase con cambio de forma cuando se someten a campos térmicos, y las fibras
ópticas que usan la intensidad, fase, frecuencia o polarización de modulación para medir campos
eléctricos/magnéticos, presión y otras cantidades mensurables.
El último tipo de MI son los “materiales con funciones adicionadas” que incluyen:
- todos los materiales sensores de ciertas señales, ajustar la sensividad de acuerdo a los cambios
ambientales, o restablecer la sensividad degradada,
- materiales catalíticos que pueden detectar el progreso de una reacción o distinguir la reacción
de un producto,
- y materiales textiles que pueden detectar una variedad de señales del cuerpo humano y
condiciones ambientales.
Los materiales compuestos son una combinación de dos o más materiales inteligentes simples para
utilizar sinérgicamente las mejores propiedades individuales.
Las estructuras inteligentes (EI) son un compuesto de materiales que incorporan las funciones
particulares de sensores y actuadores para desarrollar ingeniosamente acciones inteligentes. Los cinco
componentes básicos de una estructura son: adquisición de datos (sensores táctiles), transmisión de
datos (nervios sensores), unidad de comando y control (cerebro), instrucciones de datos (nervios
motores) y mecanismos de acción (muscles).
Los componentes usados (sensores de radiación, magnéticos, eléctricos y mecánicos, fibras ópticas,
acelerómetros, transformadores lineales variables, actuadores hidráulicos y neumáticos, micrófonos y
megáfonos, etc.) de acuerdo con la naturaleza de los eventos a ser sensados, las condiciones
ambientales, las salidas a obtener y las características físicas requeridas.
La unidad de comando y control es el conductor responsable de monitorear la salud e integridad del
sistema por medio de una red de comunicación que trabaja en tiempo real. Este es el cerebro de la
estructura inteligente y tiene dos funciones básicas. Primeramente, la función de procesamiento recibe,
analiza, ordena, acomoda, clasifica, almacena y/o procesa información dependiendo de la naturaleza,
frecuencia y calidad de los datos y su origen. En segunda instancia, la función de análisis se encarga de
examinar detalladamente la información cruda en una forma inteligente para evaluar la condición de la
estructura.
4
Los sistemas inteligentes (SI) son sistemas de materiales o estructuras inteligentes con sensores y
actuadores embebidos o adheridos que forman una entidad con la capacidad de actuar y reaccionar en
una manera predecible y en última instancia reaccionar en una forma que emule el comportamiento
muscular y el sistema nervioso humano.
Los MESIs en el desarrollo tecnológico más avanzado
Los MESIs son actualmente objeto de investigación y desarrollo, incluyendo el apoyo de la actividad
militar. Dos amplios conceptos han aparecido de consideración en el planeamiento estratégico militar
desde la finalización de la Guerra del Golfo: la Revolución de los Asuntos Militares (Revolution of
Military Affaires-RMA) y el dominio del conocimiento del espacio de batalla (Dominant Battlespace
Awareness-DBA). La RMA representa un cambio en la conducta de la guerra que incorpora nuevas
tecnologías, la innovación operacional y cambios organizacionales. El DBA se refiere a la habilidad
militar para obtener eficientemente y usar efectivamente la información para dominar las fuerzas en
oposición.
La tecnología inteligente es parte de la RMA, influencia el DBA y es parte de los cambios
tecnológicos generales que también incluyen:
- Biotecnología genética
- Computación molecular
- Computación quántica
- Células solares fotovoltaicas
- Materiales superconductores de alta temperatura
- Nanotecnología
- Fusión termonuclear controlada.
Por su naturaleza, la tecnología de los materiales y estructuras inteligentes es un campo altamente
interdisciplinario, comprendiendo las ciencias básicas (física, química, mecánica, computación y
electrónica) como también las ciencias aplicadas e ingenierías tales como la aeronáutica y mecánica1
.
Debe remarcarse que la mayoría de los ítem comprenden la manipulación de materiales en muy
pequeña escala.
Los requerimientos y expectativas generales con respecto a las tecnologías inteligentes son:
- Alto grado de confiabilidad, eficiencia y sostenimiento, no solo de la estructura sino también de
todo el sistema.
1
Akhras 30.
5
- Integración completa de todas las funciones del sistema.
- Monitoreo continuo de la salud y la integridad física.
- Detección de daños y auto-recuperación.
- Sistema de conducción operacional inteligente2
.
Hoy en día, las tecnologías inteligentes apuntan a alcanzar las expectativas y necesidades señaladas
siendo las perspectivas muy optimistas en los siguientes rubros:
- Nuevos materiales y elementos sensibles.
- Nuevos materiales y elementos actuadores.
- Nuevos elementos y técnicas de control.
- Auto detección, auto diagnóstico, auto corrección y funciones auto controladas de materiales y
sistemas inteligentes.3
La inflexión más notable de la actividad de investigación es hacia los sistemas embebidos en
macroescala y compuestos integrados de mesoescala (10-6
to 10-2
m)4
.
Entre diferentes opiniones acerca del tamaño del mercado total actual de materiales inteligentes en
1998 (entre U$S 156 y 371 millones) un estudio reciente pronosticaba un crecimiento anual promedio
del 15,1 % en este mercado hasta el año 2003.5
Desarrollo
Los MESIs en el medio ambiente naval.
Los cambios son normalmente evolutivos y no revolucionarios en la actividad naval. Una razón
es que el ciclo de innovación tecnológica naval normalmente dura 15-20 años hasta que una nueva
tecnología se aplica y se desarrollan las doctrinas apropiadas y procedimientos tácticos asociados. En
segundo lugar, y a pesar del advenimiento de nuevos sistemas, las tecnologías más viejas y sus equipos
relacionados raramente se desechan hasta que ellos hayan sobrevivido a su utilidad plena." 6
2
Akhras 25.
3
Akhras 25.
4
Simmons W.; Aksay I.; Huston D., "Smart Materials", NTIS, AN: AD-A323 851/6/XAB (Bellingham: US Army, 1997)
5
"Smart materials market grows", Signal, Jan 1999 (Fall Church, USA)
6
Haydon Peter T., Sea Power and Maritime Strategy in the 21st
Century: A 'Medium' Power Perspective (Dalhousie
University: Centre for Foreign Policy Studies, 2000) 101.
6
La guerra naval requiere involucrar los medios para luchar en las tres dimensiones espaciales del mar
(superficie, submarina y aérea) y por lo tanto, las operaciones de superficie, submarinas, aéreas y
anfibias (proyección sobre el terreno) son inherentes a la guerra naval. Casi todos los medios de los
diferentes ambientes (mar, aire y tierra) tiene una relación con la guerra naval. Por ende, los MESIs
introducirán un cambio cualitativo inicial en los recursos del ambiente naval, y tanto nuestras propias
fuerzas, como las amigas y las amenazas pueden ser afectadas de la siguiente forma:
Cambios generales en los vehículos navales:
Los MESIs permitirán a todos los vehículos militares moverse y reaccionar a los estímulos
medioambientales o mecánicos de maneras novedosas y dinámicas. Los sistemas inteligentes ofrecen
maneras nuevas de controlar factores como forma geométrica, movimiento, flujo aerodinámico e
hidrodinámico y amortiguación de ruido y vibraciones.
Cuando en una red de procesamiento se combinan actuadores con sensores de señal embebidos y un
sistema de control, las substancias inteligentes pueden alterar el desempeño estructural del vehículo
haciendo modificaciones para compensar daños o nuevos requerimientos de la misión.
Las consecuencias de la aplicación de las mejoras de los MESIs serán vehículos más livianos y
potentes, mejorando:
- La eficiencia con que los sistemas de propulsión, sustentación, y auxiliares convierten la energía
almacenada del combustible en rendimiento de salida;
- La densidad de poder (niveles de salida de los sistemas de propulsión, sustentación y auxiliares
relativos a la masa;
- La densidad de energía del combustible - energía por unidad de masa;
- La relación fuerza - peso de la estructura del vehículo;
- La resistencia dinámica del vehículo u otras fuerzas retardantes relativas a su peso;
- La capacidad de llevar cargas.
Los MESIs también permitirán reducciones en el tamaño de las tripulaciones a consecuencia de la
automatización y reducirán el tamaño de los vehículos y los gastos de operación.
Los vehículos inteligentes terrestres, navales o aerospaciales autónomos serán el rasgo más
característico de las futuras batallas navales y operaciones anfibias. Estos vehículos, tripulados o no,
equipados con sensores, actuadores y controles sofisticados, mejorarán la exploración, el
reconocimiento y la identificación de los blancos y mejorarán el conocimiento del campo de batalla.
7
Submarinos y buques:
Los MESIs se usarán en siete aplicaciones tecnológicas principales en los futuros “buques
inteligentes”: sistemas integrados del puente; sistemas de valoración de condiciones integrado; redes
de trabajo de fibra óptica en toda la extensión de la nave; comunicaciones internas inalámbricas;
sistemas de control de máquinas; sistemas de control de combustible; y sistemas de control de daño.
Recubrimientos anatómicos inteligentes reducirán la señal de sonar de submarinos y buques al
absorber la radiación acústica entrante y minimizando el ruido emitido. Estos arreglos de paneles
inteligentes actuarían también como censores.7
El proyecto de control del torbellino de estela es un segundo sistema inteligente que busca maneras de
ubicar estructuras mínimas en dirección de la estela en las superficies de sustentación de vehículos
aéreos como navales. La dispersión acelerada de la estela se logra dominando el torbellino. Este
método consiste en la creación de torbellinos secundarios para excitar naturalmente estelas de
torbellino multi-par. Las simulaciones indican que esos alerones inteligentes de manejo de torbellino
pueden aumentar la dispersión de la estela de 3 a 10 veces.8
Aeronaves:
La unidad de control centralizada, la reducción de ruidos de cabina, la supresión y amortiguación de
vibraciones, el posicionamiento de hipersustentadores, la detección de impactos y el monitoreo de
motores son potenciales ubicaciones en aeronaves para los nuevos sistemas inteligentes. Una aleación
con memoria de forma en superficies y protuberancias variables sería de utilidad como material
inteligente en aviones de alta performance. La performance puede ser muy mejorada alterando la
forma de las alas. Esta innovación reducirá peso, resistencia y superficie reflectora radar. 9
Vehículos no piloteados:
Los MESIs tendrán amplia aplicación en vehículos sin asistencia humana abordo. Los vehículos no
piloteados (UAVs) están integrándose en las plataformas ya existentes. Los “micro vehículos aéreos”
(MAV) son aviones de reconocimiento en miniatura que estarán fácilmente disponibles con el natural
evolución en el uso de los MESIs.10
7
Richardson D., "Smart skins and structures", Armada International, Apr/May 1998 (Zurich, Switzerland, ISSN:
02529793)
8
Kenyon H.. "Metamorphic substances shape actuator, sensor system design". ISSN: 00374938. Signal Mar 2000, Falls
Church, USA.
9
Richardson D.
10
Vety Mc P., "An unmanned revolution", Proceedings, Mar 2000 (Annapolis: US Institute, ISSN 0041798X)
8
Armas:
Los proyectiles serán más rápidos, con menor firma radar y mayor maniobrabilidad y poder
destructivo.
Un MESIs denominado “manga inteligente” (smart sleeve) ha sido probado buscando reducir el ruido
en el agua. La manga consiste en un sistema integrado de actuadores, sensores, amplificadores,
hardware y software de procesamiento de señales que cancelan las vibraciones causadas por la capa
límite turbulenta de agua que pasa encima de la envuelta del torpedo antes de alcanzar el sensor del
sonar. La manga también puede reducir el ruido radiado por el torpedo.
Sensores:
A modo de ejemplo, con una “piel inteligente” (smart skin) se pueden integrar varias antenas en un
número pequeño de aberturas multifunción. Éste material sería mezclado en la superficie de estructuras
aéreas. Las antenas de este tipo podrían proporcionar mejor cobertura angular, hacer uso más eficiente
de las superficies del avión, y ser más livianas y fáciles de instalar y quitar que las antenas
tradicionales.11
Aplicaciones “stealth”:
Todos los vehículos mencionados pueden construirse usando tecnologías “de disimulo” con MESIs
para su propia protección. Asimismo, y como contrapartida, se necesitan sistemas inteligentes para la
rápida y confiable identificación de blancos aéreos o submarinos furtivos.12
Esta apreciación global de la evolución de los futuros medios navales permite el siguiente análisis
sobre las implicaciones probables en guerra naval del futuro:
Influencia de medios navales futuros en los diferentes niveles de la guerra naval.
Se examinarán los diferentes principios y conceptos aplicables a todos los niveles de conducción de la
guerra naval de la siguiente forma:
11
Richardson D., "Smart skins and structures", Armada International, Apr/May 1998 (Zurich, Switzerland, ISSN:
02529793)
12
Akhras 30
9
Conceptos aplicables a todos los niveles de guerra.
La tecnología inteligente contribuirá a favorecer la aplicación de los siguientes principios de la
guerra13
: simplicidad, flexibilidad, maniobra, sorpresa, economía de fuerzas y seguridad.
El principio militar fundamental establece que las operaciones militares eficaces están basadas en la
correcta selección del objetivo, en la distribución adecuada del poder combativo, en la proyección del
poder desde posiciones relativas favorables y en la conservación de una adecuada libertad de acción.
Los MESIs favorecerán un posicionamiento relativo mejor y mayor libertad de acción.
Vale aquí introducir la idea de "la globalización del ambiente naval" como una descripción de la
característica futura del teatro naval. Como resultado de los mayores alcances de sensores, vehículos y
armas, las dimensiones del espacio de batalla aumentarán. La superposición y conectividad de
espacios de batalla mayores, incluyendo multiplicidad de amenazas, sensores y armas, y una influencia
mayor entre los diferentes ambientes dan lugar a este concepto.
Los MESIs aumentarán la movilidad que sirve aumentar el poder de una fuerza militar facilitando
mayor rapidez en la maniobra, el despliegue y redespliegue, la movilización de reservas, y el apoyo
logístico adecuado. La movilidad debe existir en los niveles estratégico, estratégico-operacional y
táctico y es un asunto que requiere comando y control. Todos los medios a ser empleados en la guerra
naval mejorarán su movilidad con la aplicación de MESIs.
Con una aplicación asimétrica favorable de MESIs, la sorpresa y el engaño podrían ser más fáciles de
lograr por medio del incremento del alcance, la velocidad, la maniobrabilidad y la adaptación al medio
ambiente necesario. Sin embargo, los sensores y sus plataformas también serán grandes beneficiarios
de MESIs en su permanente búsqueda de la “transparencia” del espacio de batalla.14
Conceptos aplicables al nivel Táctico de la guerra
Se denomina como “espacio de batalla” al volumen determinado por la máxima capacidad de una
unidad para adquirir y empeñarse con el enemigo. Este se agrandará con el empleo de MESIs en los
futuros medios. El reanálisis de la relación entre fuego y maniobra (los dos componentes básicos de la
batalla) será imperioso con la expansión esperada del espacio de batalla. Tanto el poder de fuego
como la manibra se mejorarán directa o indirectamente con la utilización de MESIs. Medios más
13
Se consideran principios de origen anglosajón.
14
“Transparencia del espacio de batalla” se refiere al efecto producido por sensores que detectan todo lo que pueda ocurrir
en el teatro de operaciones reduciendo lo que Clausewitz denominó como “niebla” de la guerra.
10
livianos, más potentes, mejor propulsados y controlados darán al comandante mejor capacidad de
maniobra y más capacidad de transportar y lanzar sus armas.15
La probabilidad de cumplimiento de un evento simple es igual al producto entre probabilidades de
eficacia y supervivencia. Mediante un desarrollo asimétrico de los MESIs, ambos parámetros
mejorarán y la cantidad de medios necesarios podría reducirse. Los MESIs permitirán acciones de
combate proactivas o reactivas minimizando el riesgo del atacante en base a su ventaja tecnológica. La
obtención de sorpresa, eficacia y lanzamiento de armas fuera del alcance del enemigo (stand-off)
conducirá al éxito contra el enemigo.
Los MESIs aumentarán la tendencia a desarrollar sistemas de armas todo tiempo y stand-off con
capacidad de “tire y olvide” (fire and forget). El desarrollo asimétrico de las aplicaciones de los
MESIs permitirá el lanzamiento stand-off porque es un concepto relativo (según la diferencia de
rangos entre las armas que se oponen). La detección y el reconocimiento por parte de las defensas
serán significativamente más difíciles debido a las capacidades de ocultación steath facilitadas por los
MESIs.
Conceptos aplicables al nivel Estratégico Operacional de la guerra
La masa tenderá a reducirse con el aumento de la eficacia de los medios. Las fuerzas más pequeñas
tendrán más ventaja por cuanto serán más difíciles de atacar. Con el uso de los MESIs predominarán
fuerzas pequeñas, maniobrables y más ágiles.16
Mayores alcances, velocidad y maniobrabilidad
incrementarán directamente o indirectamente las dimensiones del espacio de batalla o podrán acortar
los tiempos. Los MESIs ayudarán a acortar el ciclo de OODA y a mejorar la sorpresa operacional. La
reducción de riesgos a través del uso de MESIs aumentarán confiabilidad en la ejecución de
operaciones conjuntas y combinadas multilaterales en el mar. El unilateral y asimétrico desarrollo y
aplicación de los MESIs podrán dificultar en algunos casos la interoperabilidad con fuerzas amigas.
La mejor adaptabilidad de los medios a los diferentes ambientes aumentará la posibilidad de
compartirlos con otras fuerzas armadas. Una máxima integración de medios terrestres, aéreos y
navales y espaciales serán un requerimiento crítico para la dominación del futuro teatro de guerra.
Los MESIs permitirán a las armadas continuar siendo el "gran facilitador" para reestablecer el orden y
la estabilidad después de rápidas respuestas a las crisis posibilitando despliegues más rápidos, con
mejor el posicionamiento y sistemas más eficaces.
15
Maniobra involucra el concepto de movimiento, o movimiento relativo a la posición del blanco, mientras que también se
refiere a la dimensión tiempo (ciclo OODA-observación, orientación, decisión y acción)
16
Huston J., 'The Revolution in Military Affairs and Operational Maneuver from the Sea", Naval War College, 1995, p.10.
11
Los MESIs ayudarán a incrementar las capacidades militares, incluyendo aquellas que proporcionan
mucho más entendimiento en tiempo real de lo que está teniendo lugar en un gran área geográfica. Con
esta ventaja se reducirán la fricción y la niebla.
Conceptos aplicables al nivel Estratégico de la guerra
El nivel de decisión estratégico debe asignarles teatros y fuerzas a los comandantes estratégico-
operacionales.
Los MESIS permitirán desarrollar medios con sensores que mejorarán la inteligencia estratégica,
estratégica operacional y táctica.
Estos avances tecnológicos deberían permitir fuerzas navales más capaces y con dimensiones más
reducidas. La estrategia nacional y militar debe reconocer la importancia de los MESIs para mantener
o alcanzar una asimetría tecnológica favorable decidiendo la adquisición de este tipo de materiales o
promoviéndolos entre sus objetivos de investigación y desarrollo.
Así, las autoridades gubernamentales, militares y particularmente navales tendrán que asignar
presupuestos adecuados para apoyar la adquisición y la investigación y desarrollo de MESIs,
considerando que su calidad los constituye en consideración de información altamente sensible.
En este mundo cada vez más conectado con el alto desarrollo tecnológico, la revolución informativa, y
globalización de la economía, la combinación del conocimiento con el intercambio económico serán
ventajas culturales insoslayables. En este sentido, los MESIs pueden ser un campo de acción propicio
para mejorar alianzas y uniones. Como contrapartida, el desarrollo asimétrico de estos medios con
tecnología de avanzada, atentará contra el afianzamiento de lazos políticos, militares y navales.
Así, los presupuestos, los esfuerzos de investigación y desarrollo y sus aplicaciones tecnológicas,
deben privilegiar y apoyar la calidad por sobre la cantidad.
Economía y logística
Las decisiones políticas y estratégicas serán vitales. La economía y la logística seguirán las políticas y
estrategias. Como todos los adelantos tecnológicos, los costos básicos de la investigación y desarrollo
de MESIs requerirán inversiones iniciales. La investigación y desarrollo tendrán que ser incentivados
y, al menos, parcialmente apoyados por presupuestos del gobierno. Los proyectos seleccionados por
intereses nacionales y privados probablemente serán un éxito. Los MESIs deberían reducir después
sus costos, una vez que ellos se apliquen profusamente en nuevos medios navales y otras aplicaciones
no militares.
12
Los MESIs de sistemas microelectromecánicos (MEMS) reducirán los requerimientos de
abastecimiento y mantenimiento de medios navales y prometiendo una revolución logística por la
disminución de las necesidades de apoyo.17
La dimensión humana
La dimensión humana del cambio tecnológico es tan importante, si no más, a veces, que la propia
innovación tecnología real. Debido al uso de los MESIs, la automatización debería ser la llave que
reducirá requerimientos de mano de obra y los costos del ciclo de vida asociados. La investigación y
desarrollo requieren capacidad intelectual muy alta de científicos y técnicos y estos nuevos
emprendimientos necesitarán de mayor nivel. Asimismo, la aplicación de los MESIs modificará los
requerimientos de instrucción y adiestramiento a todos los usuarios.
Organización y dirección
Los MESIs ayudarán a las armadas para seguir desarrollando capacidades de armas y medios navales
más allá del mar. Los comandantes en el mar deben ser conscientes del efecto de "globalización del
espacio de batalla" y el riesgo que implican fuerzas más pequeñas y reorganizadas en estructuras que
se basan en la superioridad tecnológica.
Conclusión
La ventaja tecnológica es clave para la disuasión en tiempos de paz, para lograr una reacción más
rápida en tiempos de crisis y para lograr el éxito durante la guerra.
Los materiales, estructuras y sistemas inteligentes (MESIs) son resultado de tecnología inteligente,
donde los compuestos que congregan varias partes constitutivas, con elementos activos embebidos o
adheridos a elementos estructurales convencionales que actúan y reaccionan de una manera predecible,
y finalmente se comportan en un modelo que emula una función biológica.
El ambiente naval exige un alto desarrollo tecnológico para lidiar con las características especiales del
mar y, por ello, las ventajas tecnológicas son muy bien consideradas históricamente por las armadas en
la guerra naval. Sin embargo, su aplicación en los medios navales va siendo progresiva.
17
Shipbaugh C., "Thinking small: Technologies that can reduce logistics demand", Army Logistician, Fort Lee, US Army,
2000.
13
Las aplicaciones de MESIs en el ambiente naval tienen marcada influencia táctica, operacional y
estratégica. La tecnología inteligente mejora el conocimiento informativo, la automatización, la
precisión, el peso, la fuerza, la velocidad, el alcance, el tiempo de reacción, y así, permite optimizar el
poder de fuego y la maniobra. Por consiguiente, una mayor confiabilidad, efectividad y supervivencia
posibilitarán el cumplimiento de la misión en espacios de batalla más grandes, en tiempos más cortos,
y con recursos humanos y materiales más reducidos.
Las nuevas tecnologías de aplicación militar como los MESIs normalmente necesitan el apoyo de
estrategias nacionales, militares y navales para animar y solventar su investigación y desarrollo. El
uso de MESIs puede proporcionar una asimetría tecnológica entre nuestras fuerzas y nuestros
adversarios y permitirá mantener o mejorar la contribución esenciadle nuestra armada al poder militar
de la Nación.
14
BIBLIOGRAFÍA
1. Akhras George. "Smart Materials and Smart Systems for the Future", Canadian Military
Journal. Autumn 2000. Kingston: DND
2. Shultz R. Jr. and Pfaltzgraff R. Jr.. The Role of Naval Forces in 21st
Century Operations.
Washington D.C: Brassey's, USA, 2000.
3. Pertusio R.. Estrategia Operacional . Buenos Aires: Instituto de Publicaciones Navales del
Centro Naval, Argentina, 1995.
4. Haydon P.. Sea Power and Maritime Strategy in 21st
. Century: A 'Medium' Power Perspective.
Salhousie: Centre for Foreign Studies, Dalhousie University, Canada, 2000.
5. Peach S. and Gates D.. Air Power for the New Millennium. Lancaster: Centre for Defence and
International Security Studies, Cartmel College, Lancaster University, United Kingdom, 1999.
6. Huston J.. "The Revolution in Military Affaires and Operational Maneuver from the Sea",
NTIS PC A03/MF A01. Newport: Naval War College, USA, 1995.
7. Shipbaugh C., "Thinking small: Technologies that can reduce logistics demand". Army
Logistician. ISSN: 00042528. Fort Lee: US Army, 2000.
8. Simmons W.; Aksay I.; Huston D.. "Smart Materials". NTIS, AN: AD-A323 851/6/XAB.
Bellingham: US Army, 1997.
9. Kenyon H.. "Metamorphic substances shape actuator, sensor system design". ISSN: 00374938.
Signal Mar 2000, Falls Church, USA.
10. Richardson D.. "Smart skins and structures". Armada Internacional, Apr/May 1998. Zurich.

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INFLUENCIA DE LOS MATERIALES INTELIGENTES EN LA FUTURA GUERRA NAVAL

  • 1. 1 ESTADO MAYOR CONJUNTO DE LAS FUERZAS ARMADAS CURSO DE PLANEAMIENTO ESTRATÉGICO NACIONAL Y MILITAR CONJUNTO (C-1) ¿ PREPARADOS PARA LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA DE MATERIALES, ESTRUCTURAS Y SISTEMAS INTELIGENTES EN LA FUTURA GUERRA NAVAL ? Por el Capitán de Fragata Eduardo Ligio Ganeau Este trabajo ha sido escrito como requisito del Curso de Planeamiento Estratégico Nacional y Militar Conjunto (C-1). El documento es escolástico y contiene información y opiniones que el autor considera apropiados para el tema abordado. El mismo no refleja la opinión de ninguna organización o institución en particular. Agosto 2003
  • 2. 2 ¿ PREPARADOS PARA LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA DE LOS MATERIALES, ESTRUCTURAS Y SISTEMAS INTELIGENTES EN LA FUTURA GUERRA NAVAL ? Introducción Las fuerzas navales están condicionadas a hacer la guerra en un ambiente hostil para los seres humanos y en razón de esa exigencia, tradicionalmente se han mantenido en la avanzada del desarrollo tecnológico. Vale resaltar, que las ventajas tecnológicas han sido históricamente una llave para el éxito en la guerra a lo largo de la historia. Nuevos y avanzados materiales, estructuras y sistemas conducirán a cambios en los medios navales. Normalmente, cambios doctrinarios y organizativos siguen a los anteriores y todos ellos pueden derivar en una nueva forma de lucha en las futuras guerras navales. Este trabajo nos introducirá en el mundo de los materiales, estructuras y sistemas inteligentes (MESIs); identificará posibles aplicaciones en medios de superficie, submarinos, aéreos y anfibios; y analizará la influencia de estos nuevos materiales en los tres niveles de la guerra naval: el táctico, el operacional y el estratégico. El objetivo es identificar probables cambios en el desarrollo de la guerra naval futura como consecuencia de la aplicación de tecnología inteligente y dar bases racionales que justifiquen la investigación y el desarrollo de MESIs. Antecedentes Los materiales, estructuras y sistemas inteligentes (MESIs) La tecnología inteligente (TI) se basa en el desarrollo de materiales y estructuras inteligentes y, por extensión, de sistemas inteligentes. El nombre de materiales inteligentes (MI) se da a los materiales que tienen la capacidad intrínseca o extrínseca de responder a cambios de estímulos y medioambiente y que activan sus funciones de acuerdo con dichos cambios. Ellos tienen una aguda capacidad de reconocimiento, discriminación y reacción. Los del tipo piezoeléctrico producen cambios mecánicos cuando se ven sometidos a variaciones de voltaje y viceversa. Los del tipo electroestrictivo tiene las mismas propiedades que el piezoeléctrico, pero el cambio mecánico es proporcional al cuadrado del cambio eléctrico. Los magnetoestrictivos inducen una tensión mecánica cuando se someten a un campo magnético.
  • 3. 3 Otros dos tipos de MI son las aleaciones con memoria de forma (AMF) que producen transformaciones de fase con cambio de forma cuando se someten a campos térmicos, y las fibras ópticas que usan la intensidad, fase, frecuencia o polarización de modulación para medir campos eléctricos/magnéticos, presión y otras cantidades mensurables. El último tipo de MI son los “materiales con funciones adicionadas” que incluyen: - todos los materiales sensores de ciertas señales, ajustar la sensividad de acuerdo a los cambios ambientales, o restablecer la sensividad degradada, - materiales catalíticos que pueden detectar el progreso de una reacción o distinguir la reacción de un producto, - y materiales textiles que pueden detectar una variedad de señales del cuerpo humano y condiciones ambientales. Los materiales compuestos son una combinación de dos o más materiales inteligentes simples para utilizar sinérgicamente las mejores propiedades individuales. Las estructuras inteligentes (EI) son un compuesto de materiales que incorporan las funciones particulares de sensores y actuadores para desarrollar ingeniosamente acciones inteligentes. Los cinco componentes básicos de una estructura son: adquisición de datos (sensores táctiles), transmisión de datos (nervios sensores), unidad de comando y control (cerebro), instrucciones de datos (nervios motores) y mecanismos de acción (muscles). Los componentes usados (sensores de radiación, magnéticos, eléctricos y mecánicos, fibras ópticas, acelerómetros, transformadores lineales variables, actuadores hidráulicos y neumáticos, micrófonos y megáfonos, etc.) de acuerdo con la naturaleza de los eventos a ser sensados, las condiciones ambientales, las salidas a obtener y las características físicas requeridas. La unidad de comando y control es el conductor responsable de monitorear la salud e integridad del sistema por medio de una red de comunicación que trabaja en tiempo real. Este es el cerebro de la estructura inteligente y tiene dos funciones básicas. Primeramente, la función de procesamiento recibe, analiza, ordena, acomoda, clasifica, almacena y/o procesa información dependiendo de la naturaleza, frecuencia y calidad de los datos y su origen. En segunda instancia, la función de análisis se encarga de examinar detalladamente la información cruda en una forma inteligente para evaluar la condición de la estructura.
  • 4. 4 Los sistemas inteligentes (SI) son sistemas de materiales o estructuras inteligentes con sensores y actuadores embebidos o adheridos que forman una entidad con la capacidad de actuar y reaccionar en una manera predecible y en última instancia reaccionar en una forma que emule el comportamiento muscular y el sistema nervioso humano. Los MESIs en el desarrollo tecnológico más avanzado Los MESIs son actualmente objeto de investigación y desarrollo, incluyendo el apoyo de la actividad militar. Dos amplios conceptos han aparecido de consideración en el planeamiento estratégico militar desde la finalización de la Guerra del Golfo: la Revolución de los Asuntos Militares (Revolution of Military Affaires-RMA) y el dominio del conocimiento del espacio de batalla (Dominant Battlespace Awareness-DBA). La RMA representa un cambio en la conducta de la guerra que incorpora nuevas tecnologías, la innovación operacional y cambios organizacionales. El DBA se refiere a la habilidad militar para obtener eficientemente y usar efectivamente la información para dominar las fuerzas en oposición. La tecnología inteligente es parte de la RMA, influencia el DBA y es parte de los cambios tecnológicos generales que también incluyen: - Biotecnología genética - Computación molecular - Computación quántica - Células solares fotovoltaicas - Materiales superconductores de alta temperatura - Nanotecnología - Fusión termonuclear controlada. Por su naturaleza, la tecnología de los materiales y estructuras inteligentes es un campo altamente interdisciplinario, comprendiendo las ciencias básicas (física, química, mecánica, computación y electrónica) como también las ciencias aplicadas e ingenierías tales como la aeronáutica y mecánica1 . Debe remarcarse que la mayoría de los ítem comprenden la manipulación de materiales en muy pequeña escala. Los requerimientos y expectativas generales con respecto a las tecnologías inteligentes son: - Alto grado de confiabilidad, eficiencia y sostenimiento, no solo de la estructura sino también de todo el sistema. 1 Akhras 30.
  • 5. 5 - Integración completa de todas las funciones del sistema. - Monitoreo continuo de la salud y la integridad física. - Detección de daños y auto-recuperación. - Sistema de conducción operacional inteligente2 . Hoy en día, las tecnologías inteligentes apuntan a alcanzar las expectativas y necesidades señaladas siendo las perspectivas muy optimistas en los siguientes rubros: - Nuevos materiales y elementos sensibles. - Nuevos materiales y elementos actuadores. - Nuevos elementos y técnicas de control. - Auto detección, auto diagnóstico, auto corrección y funciones auto controladas de materiales y sistemas inteligentes.3 La inflexión más notable de la actividad de investigación es hacia los sistemas embebidos en macroescala y compuestos integrados de mesoescala (10-6 to 10-2 m)4 . Entre diferentes opiniones acerca del tamaño del mercado total actual de materiales inteligentes en 1998 (entre U$S 156 y 371 millones) un estudio reciente pronosticaba un crecimiento anual promedio del 15,1 % en este mercado hasta el año 2003.5 Desarrollo Los MESIs en el medio ambiente naval. Los cambios son normalmente evolutivos y no revolucionarios en la actividad naval. Una razón es que el ciclo de innovación tecnológica naval normalmente dura 15-20 años hasta que una nueva tecnología se aplica y se desarrollan las doctrinas apropiadas y procedimientos tácticos asociados. En segundo lugar, y a pesar del advenimiento de nuevos sistemas, las tecnologías más viejas y sus equipos relacionados raramente se desechan hasta que ellos hayan sobrevivido a su utilidad plena." 6 2 Akhras 25. 3 Akhras 25. 4 Simmons W.; Aksay I.; Huston D., "Smart Materials", NTIS, AN: AD-A323 851/6/XAB (Bellingham: US Army, 1997) 5 "Smart materials market grows", Signal, Jan 1999 (Fall Church, USA) 6 Haydon Peter T., Sea Power and Maritime Strategy in the 21st Century: A 'Medium' Power Perspective (Dalhousie University: Centre for Foreign Policy Studies, 2000) 101.
  • 6. 6 La guerra naval requiere involucrar los medios para luchar en las tres dimensiones espaciales del mar (superficie, submarina y aérea) y por lo tanto, las operaciones de superficie, submarinas, aéreas y anfibias (proyección sobre el terreno) son inherentes a la guerra naval. Casi todos los medios de los diferentes ambientes (mar, aire y tierra) tiene una relación con la guerra naval. Por ende, los MESIs introducirán un cambio cualitativo inicial en los recursos del ambiente naval, y tanto nuestras propias fuerzas, como las amigas y las amenazas pueden ser afectadas de la siguiente forma: Cambios generales en los vehículos navales: Los MESIs permitirán a todos los vehículos militares moverse y reaccionar a los estímulos medioambientales o mecánicos de maneras novedosas y dinámicas. Los sistemas inteligentes ofrecen maneras nuevas de controlar factores como forma geométrica, movimiento, flujo aerodinámico e hidrodinámico y amortiguación de ruido y vibraciones. Cuando en una red de procesamiento se combinan actuadores con sensores de señal embebidos y un sistema de control, las substancias inteligentes pueden alterar el desempeño estructural del vehículo haciendo modificaciones para compensar daños o nuevos requerimientos de la misión. Las consecuencias de la aplicación de las mejoras de los MESIs serán vehículos más livianos y potentes, mejorando: - La eficiencia con que los sistemas de propulsión, sustentación, y auxiliares convierten la energía almacenada del combustible en rendimiento de salida; - La densidad de poder (niveles de salida de los sistemas de propulsión, sustentación y auxiliares relativos a la masa; - La densidad de energía del combustible - energía por unidad de masa; - La relación fuerza - peso de la estructura del vehículo; - La resistencia dinámica del vehículo u otras fuerzas retardantes relativas a su peso; - La capacidad de llevar cargas. Los MESIs también permitirán reducciones en el tamaño de las tripulaciones a consecuencia de la automatización y reducirán el tamaño de los vehículos y los gastos de operación. Los vehículos inteligentes terrestres, navales o aerospaciales autónomos serán el rasgo más característico de las futuras batallas navales y operaciones anfibias. Estos vehículos, tripulados o no, equipados con sensores, actuadores y controles sofisticados, mejorarán la exploración, el reconocimiento y la identificación de los blancos y mejorarán el conocimiento del campo de batalla.
  • 7. 7 Submarinos y buques: Los MESIs se usarán en siete aplicaciones tecnológicas principales en los futuros “buques inteligentes”: sistemas integrados del puente; sistemas de valoración de condiciones integrado; redes de trabajo de fibra óptica en toda la extensión de la nave; comunicaciones internas inalámbricas; sistemas de control de máquinas; sistemas de control de combustible; y sistemas de control de daño. Recubrimientos anatómicos inteligentes reducirán la señal de sonar de submarinos y buques al absorber la radiación acústica entrante y minimizando el ruido emitido. Estos arreglos de paneles inteligentes actuarían también como censores.7 El proyecto de control del torbellino de estela es un segundo sistema inteligente que busca maneras de ubicar estructuras mínimas en dirección de la estela en las superficies de sustentación de vehículos aéreos como navales. La dispersión acelerada de la estela se logra dominando el torbellino. Este método consiste en la creación de torbellinos secundarios para excitar naturalmente estelas de torbellino multi-par. Las simulaciones indican que esos alerones inteligentes de manejo de torbellino pueden aumentar la dispersión de la estela de 3 a 10 veces.8 Aeronaves: La unidad de control centralizada, la reducción de ruidos de cabina, la supresión y amortiguación de vibraciones, el posicionamiento de hipersustentadores, la detección de impactos y el monitoreo de motores son potenciales ubicaciones en aeronaves para los nuevos sistemas inteligentes. Una aleación con memoria de forma en superficies y protuberancias variables sería de utilidad como material inteligente en aviones de alta performance. La performance puede ser muy mejorada alterando la forma de las alas. Esta innovación reducirá peso, resistencia y superficie reflectora radar. 9 Vehículos no piloteados: Los MESIs tendrán amplia aplicación en vehículos sin asistencia humana abordo. Los vehículos no piloteados (UAVs) están integrándose en las plataformas ya existentes. Los “micro vehículos aéreos” (MAV) son aviones de reconocimiento en miniatura que estarán fácilmente disponibles con el natural evolución en el uso de los MESIs.10 7 Richardson D., "Smart skins and structures", Armada International, Apr/May 1998 (Zurich, Switzerland, ISSN: 02529793) 8 Kenyon H.. "Metamorphic substances shape actuator, sensor system design". ISSN: 00374938. Signal Mar 2000, Falls Church, USA. 9 Richardson D. 10 Vety Mc P., "An unmanned revolution", Proceedings, Mar 2000 (Annapolis: US Institute, ISSN 0041798X)
  • 8. 8 Armas: Los proyectiles serán más rápidos, con menor firma radar y mayor maniobrabilidad y poder destructivo. Un MESIs denominado “manga inteligente” (smart sleeve) ha sido probado buscando reducir el ruido en el agua. La manga consiste en un sistema integrado de actuadores, sensores, amplificadores, hardware y software de procesamiento de señales que cancelan las vibraciones causadas por la capa límite turbulenta de agua que pasa encima de la envuelta del torpedo antes de alcanzar el sensor del sonar. La manga también puede reducir el ruido radiado por el torpedo. Sensores: A modo de ejemplo, con una “piel inteligente” (smart skin) se pueden integrar varias antenas en un número pequeño de aberturas multifunción. Éste material sería mezclado en la superficie de estructuras aéreas. Las antenas de este tipo podrían proporcionar mejor cobertura angular, hacer uso más eficiente de las superficies del avión, y ser más livianas y fáciles de instalar y quitar que las antenas tradicionales.11 Aplicaciones “stealth”: Todos los vehículos mencionados pueden construirse usando tecnologías “de disimulo” con MESIs para su propia protección. Asimismo, y como contrapartida, se necesitan sistemas inteligentes para la rápida y confiable identificación de blancos aéreos o submarinos furtivos.12 Esta apreciación global de la evolución de los futuros medios navales permite el siguiente análisis sobre las implicaciones probables en guerra naval del futuro: Influencia de medios navales futuros en los diferentes niveles de la guerra naval. Se examinarán los diferentes principios y conceptos aplicables a todos los niveles de conducción de la guerra naval de la siguiente forma: 11 Richardson D., "Smart skins and structures", Armada International, Apr/May 1998 (Zurich, Switzerland, ISSN: 02529793) 12 Akhras 30
  • 9. 9 Conceptos aplicables a todos los niveles de guerra. La tecnología inteligente contribuirá a favorecer la aplicación de los siguientes principios de la guerra13 : simplicidad, flexibilidad, maniobra, sorpresa, economía de fuerzas y seguridad. El principio militar fundamental establece que las operaciones militares eficaces están basadas en la correcta selección del objetivo, en la distribución adecuada del poder combativo, en la proyección del poder desde posiciones relativas favorables y en la conservación de una adecuada libertad de acción. Los MESIs favorecerán un posicionamiento relativo mejor y mayor libertad de acción. Vale aquí introducir la idea de "la globalización del ambiente naval" como una descripción de la característica futura del teatro naval. Como resultado de los mayores alcances de sensores, vehículos y armas, las dimensiones del espacio de batalla aumentarán. La superposición y conectividad de espacios de batalla mayores, incluyendo multiplicidad de amenazas, sensores y armas, y una influencia mayor entre los diferentes ambientes dan lugar a este concepto. Los MESIs aumentarán la movilidad que sirve aumentar el poder de una fuerza militar facilitando mayor rapidez en la maniobra, el despliegue y redespliegue, la movilización de reservas, y el apoyo logístico adecuado. La movilidad debe existir en los niveles estratégico, estratégico-operacional y táctico y es un asunto que requiere comando y control. Todos los medios a ser empleados en la guerra naval mejorarán su movilidad con la aplicación de MESIs. Con una aplicación asimétrica favorable de MESIs, la sorpresa y el engaño podrían ser más fáciles de lograr por medio del incremento del alcance, la velocidad, la maniobrabilidad y la adaptación al medio ambiente necesario. Sin embargo, los sensores y sus plataformas también serán grandes beneficiarios de MESIs en su permanente búsqueda de la “transparencia” del espacio de batalla.14 Conceptos aplicables al nivel Táctico de la guerra Se denomina como “espacio de batalla” al volumen determinado por la máxima capacidad de una unidad para adquirir y empeñarse con el enemigo. Este se agrandará con el empleo de MESIs en los futuros medios. El reanálisis de la relación entre fuego y maniobra (los dos componentes básicos de la batalla) será imperioso con la expansión esperada del espacio de batalla. Tanto el poder de fuego como la manibra se mejorarán directa o indirectamente con la utilización de MESIs. Medios más 13 Se consideran principios de origen anglosajón. 14 “Transparencia del espacio de batalla” se refiere al efecto producido por sensores que detectan todo lo que pueda ocurrir en el teatro de operaciones reduciendo lo que Clausewitz denominó como “niebla” de la guerra.
  • 10. 10 livianos, más potentes, mejor propulsados y controlados darán al comandante mejor capacidad de maniobra y más capacidad de transportar y lanzar sus armas.15 La probabilidad de cumplimiento de un evento simple es igual al producto entre probabilidades de eficacia y supervivencia. Mediante un desarrollo asimétrico de los MESIs, ambos parámetros mejorarán y la cantidad de medios necesarios podría reducirse. Los MESIs permitirán acciones de combate proactivas o reactivas minimizando el riesgo del atacante en base a su ventaja tecnológica. La obtención de sorpresa, eficacia y lanzamiento de armas fuera del alcance del enemigo (stand-off) conducirá al éxito contra el enemigo. Los MESIs aumentarán la tendencia a desarrollar sistemas de armas todo tiempo y stand-off con capacidad de “tire y olvide” (fire and forget). El desarrollo asimétrico de las aplicaciones de los MESIs permitirá el lanzamiento stand-off porque es un concepto relativo (según la diferencia de rangos entre las armas que se oponen). La detección y el reconocimiento por parte de las defensas serán significativamente más difíciles debido a las capacidades de ocultación steath facilitadas por los MESIs. Conceptos aplicables al nivel Estratégico Operacional de la guerra La masa tenderá a reducirse con el aumento de la eficacia de los medios. Las fuerzas más pequeñas tendrán más ventaja por cuanto serán más difíciles de atacar. Con el uso de los MESIs predominarán fuerzas pequeñas, maniobrables y más ágiles.16 Mayores alcances, velocidad y maniobrabilidad incrementarán directamente o indirectamente las dimensiones del espacio de batalla o podrán acortar los tiempos. Los MESIs ayudarán a acortar el ciclo de OODA y a mejorar la sorpresa operacional. La reducción de riesgos a través del uso de MESIs aumentarán confiabilidad en la ejecución de operaciones conjuntas y combinadas multilaterales en el mar. El unilateral y asimétrico desarrollo y aplicación de los MESIs podrán dificultar en algunos casos la interoperabilidad con fuerzas amigas. La mejor adaptabilidad de los medios a los diferentes ambientes aumentará la posibilidad de compartirlos con otras fuerzas armadas. Una máxima integración de medios terrestres, aéreos y navales y espaciales serán un requerimiento crítico para la dominación del futuro teatro de guerra. Los MESIs permitirán a las armadas continuar siendo el "gran facilitador" para reestablecer el orden y la estabilidad después de rápidas respuestas a las crisis posibilitando despliegues más rápidos, con mejor el posicionamiento y sistemas más eficaces. 15 Maniobra involucra el concepto de movimiento, o movimiento relativo a la posición del blanco, mientras que también se refiere a la dimensión tiempo (ciclo OODA-observación, orientación, decisión y acción) 16 Huston J., 'The Revolution in Military Affairs and Operational Maneuver from the Sea", Naval War College, 1995, p.10.
  • 11. 11 Los MESIs ayudarán a incrementar las capacidades militares, incluyendo aquellas que proporcionan mucho más entendimiento en tiempo real de lo que está teniendo lugar en un gran área geográfica. Con esta ventaja se reducirán la fricción y la niebla. Conceptos aplicables al nivel Estratégico de la guerra El nivel de decisión estratégico debe asignarles teatros y fuerzas a los comandantes estratégico- operacionales. Los MESIS permitirán desarrollar medios con sensores que mejorarán la inteligencia estratégica, estratégica operacional y táctica. Estos avances tecnológicos deberían permitir fuerzas navales más capaces y con dimensiones más reducidas. La estrategia nacional y militar debe reconocer la importancia de los MESIs para mantener o alcanzar una asimetría tecnológica favorable decidiendo la adquisición de este tipo de materiales o promoviéndolos entre sus objetivos de investigación y desarrollo. Así, las autoridades gubernamentales, militares y particularmente navales tendrán que asignar presupuestos adecuados para apoyar la adquisición y la investigación y desarrollo de MESIs, considerando que su calidad los constituye en consideración de información altamente sensible. En este mundo cada vez más conectado con el alto desarrollo tecnológico, la revolución informativa, y globalización de la economía, la combinación del conocimiento con el intercambio económico serán ventajas culturales insoslayables. En este sentido, los MESIs pueden ser un campo de acción propicio para mejorar alianzas y uniones. Como contrapartida, el desarrollo asimétrico de estos medios con tecnología de avanzada, atentará contra el afianzamiento de lazos políticos, militares y navales. Así, los presupuestos, los esfuerzos de investigación y desarrollo y sus aplicaciones tecnológicas, deben privilegiar y apoyar la calidad por sobre la cantidad. Economía y logística Las decisiones políticas y estratégicas serán vitales. La economía y la logística seguirán las políticas y estrategias. Como todos los adelantos tecnológicos, los costos básicos de la investigación y desarrollo de MESIs requerirán inversiones iniciales. La investigación y desarrollo tendrán que ser incentivados y, al menos, parcialmente apoyados por presupuestos del gobierno. Los proyectos seleccionados por intereses nacionales y privados probablemente serán un éxito. Los MESIs deberían reducir después sus costos, una vez que ellos se apliquen profusamente en nuevos medios navales y otras aplicaciones no militares.
  • 12. 12 Los MESIs de sistemas microelectromecánicos (MEMS) reducirán los requerimientos de abastecimiento y mantenimiento de medios navales y prometiendo una revolución logística por la disminución de las necesidades de apoyo.17 La dimensión humana La dimensión humana del cambio tecnológico es tan importante, si no más, a veces, que la propia innovación tecnología real. Debido al uso de los MESIs, la automatización debería ser la llave que reducirá requerimientos de mano de obra y los costos del ciclo de vida asociados. La investigación y desarrollo requieren capacidad intelectual muy alta de científicos y técnicos y estos nuevos emprendimientos necesitarán de mayor nivel. Asimismo, la aplicación de los MESIs modificará los requerimientos de instrucción y adiestramiento a todos los usuarios. Organización y dirección Los MESIs ayudarán a las armadas para seguir desarrollando capacidades de armas y medios navales más allá del mar. Los comandantes en el mar deben ser conscientes del efecto de "globalización del espacio de batalla" y el riesgo que implican fuerzas más pequeñas y reorganizadas en estructuras que se basan en la superioridad tecnológica. Conclusión La ventaja tecnológica es clave para la disuasión en tiempos de paz, para lograr una reacción más rápida en tiempos de crisis y para lograr el éxito durante la guerra. Los materiales, estructuras y sistemas inteligentes (MESIs) son resultado de tecnología inteligente, donde los compuestos que congregan varias partes constitutivas, con elementos activos embebidos o adheridos a elementos estructurales convencionales que actúan y reaccionan de una manera predecible, y finalmente se comportan en un modelo que emula una función biológica. El ambiente naval exige un alto desarrollo tecnológico para lidiar con las características especiales del mar y, por ello, las ventajas tecnológicas son muy bien consideradas históricamente por las armadas en la guerra naval. Sin embargo, su aplicación en los medios navales va siendo progresiva. 17 Shipbaugh C., "Thinking small: Technologies that can reduce logistics demand", Army Logistician, Fort Lee, US Army, 2000.
  • 13. 13 Las aplicaciones de MESIs en el ambiente naval tienen marcada influencia táctica, operacional y estratégica. La tecnología inteligente mejora el conocimiento informativo, la automatización, la precisión, el peso, la fuerza, la velocidad, el alcance, el tiempo de reacción, y así, permite optimizar el poder de fuego y la maniobra. Por consiguiente, una mayor confiabilidad, efectividad y supervivencia posibilitarán el cumplimiento de la misión en espacios de batalla más grandes, en tiempos más cortos, y con recursos humanos y materiales más reducidos. Las nuevas tecnologías de aplicación militar como los MESIs normalmente necesitan el apoyo de estrategias nacionales, militares y navales para animar y solventar su investigación y desarrollo. El uso de MESIs puede proporcionar una asimetría tecnológica entre nuestras fuerzas y nuestros adversarios y permitirá mantener o mejorar la contribución esenciadle nuestra armada al poder militar de la Nación.
  • 14. 14 BIBLIOGRAFÍA 1. Akhras George. "Smart Materials and Smart Systems for the Future", Canadian Military Journal. Autumn 2000. Kingston: DND 2. Shultz R. Jr. and Pfaltzgraff R. Jr.. The Role of Naval Forces in 21st Century Operations. Washington D.C: Brassey's, USA, 2000. 3. Pertusio R.. Estrategia Operacional . Buenos Aires: Instituto de Publicaciones Navales del Centro Naval, Argentina, 1995. 4. Haydon P.. Sea Power and Maritime Strategy in 21st . Century: A 'Medium' Power Perspective. Salhousie: Centre for Foreign Studies, Dalhousie University, Canada, 2000. 5. Peach S. and Gates D.. Air Power for the New Millennium. Lancaster: Centre for Defence and International Security Studies, Cartmel College, Lancaster University, United Kingdom, 1999. 6. Huston J.. "The Revolution in Military Affaires and Operational Maneuver from the Sea", NTIS PC A03/MF A01. Newport: Naval War College, USA, 1995. 7. Shipbaugh C., "Thinking small: Technologies that can reduce logistics demand". Army Logistician. ISSN: 00042528. Fort Lee: US Army, 2000. 8. Simmons W.; Aksay I.; Huston D.. "Smart Materials". NTIS, AN: AD-A323 851/6/XAB. Bellingham: US Army, 1997. 9. Kenyon H.. "Metamorphic substances shape actuator, sensor system design". ISSN: 00374938. Signal Mar 2000, Falls Church, USA. 10. Richardson D.. "Smart skins and structures". Armada Internacional, Apr/May 1998. Zurich.