Defensa C-UAS (I): conceptos básicos

Sistema C-UAS M-LIDS en pruebas con el US Army. Fuente - Raytheon
Sistema C-UAS M-LIDS en pruebas con el US Army. Fuente - Raytheon.

Gobiernos como el español, con medios limitados, han optado por una estrategia de mitigación a la hora de tratar la amenaza que plantean los UAS (Unmanned Air Systems) de pequeño tamaño y bajo coste. Lo mismo ocurre con buena parte de nuestros vecinos y aliados, incluyendo los todopoderosos Estados Unidos, que se declaran incapaces de garantizar la seguridad frente a unos ingenios en constante evolución y que han alterado en poco tiempo cualquier relación de costes entre el ataque y la defensa. A la espera de que el paso del tiempo y las lógicas de la innovación tecnológica equilibren la situación, los medios C-UAS (Counter-Unmanned Air Systems) avanzan a remolque de una amenaza crecientemente compleja, dividiéndose entre aquellos que persiguen la cada vez más difícil destrucción física (hardkill), su neutralización a través del jamming o el spoofing (softkill) o bien aquellos que emplean una combinación de ambas aproximaciones.

Como quiera que son términos ajenos a muchos de nuestros lectores, hemos optado por tratar de explicarlos de la forma más accesible que nos es posible en la siguiente serie de artículos. En ella, aunque el tema en realidad es mucho más amplio en tanto dentro de las siglas UAS (Unmanned Air Systems) se engloban sistemas muy diferentes tanto en tamaño como en complejidad o coste- vamos a prestar especial atención a los drones comerciales letalizados, puesto que son la amenaza más acuciante tanto para las diferentes fuerzas armadas, como para los cuerpos y fuerzas de seguridad del estado.

En este primer artículo con centraremos en explicar una serie de conceptos fundamentales, cuando hablamos de defensa C-UAS, comenzando por hablar de una forma muy básica sobre los distintos tipos de drones que existen, las diversas kill-chains que pueden implementarse para hacerles frente, las herramientas o armas básicas en la lucha C-UAS y el problema fundamental que la llegada de los drones comerciales letalizados y los drones OWA (One-Way Attack) basados en componentes COTS implica, que es de costes.

En los siguientes artículos que compondrán esta serie, cuyo número no está cerrado de antemano, dedicaremos por su parte espacio a tocar en detalle algunos de estos y otros temas. Así, por ejemplo, el segundo estará dedicado a los tipos de drones comerciales letalizados en servicio y a la anatomía de los mismos, explicando los componentes que los forman, mientras que el tercero entrará en explicar los principales tipos de sistemas C-UAS en servicio o en estudio.

https://twitter.com/U24_gov_ua/status/1726507559321018554

Un poco de historia

Los UAS, RPAS o drones aéreos -no trataremos aquí una diferenciación de la que ya hemos hablado varias ocasiones-, como la mayor parte de sistemas autónomos, son todo menos un invento nuevo. Para encontrar sus raíces debemos retrotraernos a griegos y egipcios, que ya hicieron algunos intentos por crear ingenios mecánicos más o menos complejos, o a los autómatas de Vaucanson o Jaquet-Droz. Por supuesto, ya más recientemente, a los esfuerzos, durante la Primera Guerra Mundial, de diversos visionarios por controlar remotamente algunos aviones, tanques y torpedos (Elmer Wickersham, Adolphe Kegresse…) aprovechando entre otros los avances logrados por el ingeniero español Leonardo Torres Quevedo con su Telekino, reconocido en 2007 por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos como un hito de la ingeniería a escala mundial.

Avanzando en el tiempo, podemos considerar que la historia operativa de los primeros sistemas autónomos se remonta a la Segunda Guerra Mundial. Las V1 y V2, por ejemplo, ya utilizaban un sistema de guiado automatizado, dotado de giróscopos y acelerómetros, mientras que en tierra, los Goliath podían transportar una carga explosiva de hasta 60 kilogramos a distancias de kilómetro y medio, siguiendo así la estela del Crocodile Schneider Torpille Terrestre galo de la Gran guerra. Sería sin embargo durante la Guerra Fría cuando el desarrollo de sistemas no tripulados de todo tipo comenzase una eclosión que dura hasta hoy y que ha vivido un estallido sin precedentes en los dos últimos años, al menos en lo relativo a los drones aéreos de bajo coste.

Volviendo sobre este periodo, fue entonces cuando los avances que se habían ido produciendo durante las décadas previas en diversos campos (robótica, informática, aeronáutica, nuevos materiales…) confluyeron para alumbrar una serie de sistemas que se pusieron a prueba en conflictos como el de Vietnam. Así, para 1960, la archiconocida DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) estadounidense desarrolló el UGV Shakey, un robot dotado de un sistema de navegación computerizado, de sensores inerciales y de cámara de vídeo. Para 1962 Ryan Aeronautical (ahora propiedad de Northrop Grumman) desarrolló su Model 147, un drone de reconocimiento utilizado poco después sobre China y Vietnam y que dio lugar a diversas variantes empleadas con bastante éxito (se cuentan 3.435 misiones) hasta 1975. Del lado soviético también se produjeron avances, como los conocidos Tu-141 para reconocimiento, que más de cuarenta años después de su entrada en servicio hemos visto emplear hace unos meses, modificados para transportar explosivos, en el marco de la guerra de Ucrania.

Aunque no es nuestra intención desmerecer lo que se está logrando en dominios como el terrestre o el marítimo, hay que reconocer que el desarrollo acelerado y el uso masivo de drones aéreos -especialmente ahora, que se recurre a los drones comerciales letalizados- han constituido la gran novedad en el campo de batalla en lo que llevamos de este nuevo milenio. Un fenómeno que ha sido posible gracias a la democratización de ciertas tecnologías y a la producción en masa -incluso doméstica- de todo tipo de componentes, pero especialmente debido al increíble ritmo de iteración alcanzado en los últimos dos años. Su origen lo encontramos no solo en las necesidades militares, sino también como consecuencia de la existencia de ecosistemas como el chino o el ucraniano totalmente favorables a la innovación privada, entendida no ya en términos empresariales, sino casi en términos particulares, de personas individuales.

La posibilidad de repetir una y otra vez el proceso de prueba y error, tanto en el ámbito civil como en el militar, unida a la existencia de una nutrida comunidad de desarrolladores -en muchos casos sin estudios formales- tanto de hardware como de software, caracterizada por su hábito de compartir el conocimiento de forma horizontal y casi en tiempo real, ha servido de caldo de cultivo a la innovación. El resultado es de sobra conocido, pues de lo que antes era patrimonio exclusivo de las principales potencias militares, centradas en desarrollar aparatos en muchos casos de gran tamaño y autonomía, susceptibles de ser empleados con finalidades operacionales o estratégicas, hemos pasado a la multiplicación en el número de drones mini y micro, la mayor parte de ellos diseñados fuera del ámbito castrense y, por supuesto, del de la industria de defensa tradicional.

Huelga decir que los primeros en aprovechar esta nueva dinámica han sido los militares, seguidos por grupos ajenos al control estatal, como insurgentes o terroristas, por más que en ocasiones actuasen como agentes por delegación. El ejemplo más claro lo encontramos en Ucrania desde aquel fatídico 24 de febrero de 2022 en que Rusia iniciase la invasión de su vecino, pues ha sido el escenario que ha servido de campo de experimentación no solo a los implicados, sino a todos aquellos estados -y empresas- que, de una forma u otra, han apoyado a alguno de los contendientes o jugaban un papel clave dentro de la cadena de suministro de componentes y conocimiento (léase China).

Allí, tanto militares como civiles -especialmente en el caso de Ucrania, aunque cada vez más por parte rusa- han colaborado para llevar al frente las soluciones más avanzadas, probando combinaciones cada vez más atrevidas, en un juego de aprendizaje y superación que ha llevado a pasar de los Bayraktar TB-2 turcos o los omnipresentes DJI comerciales de origen chino durante los primeros meses de guerra, a los HESA Shahed-131/136 (AKA Geran-1/2) iraníes y a los Lancet, más enfocados en el nivel táctico. También, más relevantes si cabe según la guerra ha ido evolucionando, a la generalización de los drones comerciales letalizados, baratos, producidos en cantidades crecientes y, además, de forma distribuida, incluso en talleres y domicilios particulares. Una situación que ha llegado al paroxismo en la actualidad, alcanzándose cifras de uso de decenas de miles de drones OWA al mes, un número llamado a superarse con holgura en el futuro.

https://twitter.com/will_pulido/status/1725432437562396964

Estos, armados con granadas y dotados de una velocidad y maniobrabilidad sin parangón, se han transformado en una auténtica pesadilla tanto para los infantes -digno de estudio el efecto que produce vivir en tensión 24/7 ante la posibilidad de sufrir un ataque- como para los carros de combate, vehículos blindados y obuses enemigos, entre otros. También para los radares, sistemas antiaéreos o vehículos de comunicaciones, siempre que se hayan posicionado dentro de su alcance, todavía muy limitado. Todavía, como decimos, pues es factible que en el futuro, si se diseñan vectores capaces de transportarlos y diseminarlos a grandes distancias, así como medios que permitan la comunicación y la gestión del ataque final, estemos hablando de un escenario muy diferente.

Al mismo tiempo que todo esto ocurría, han ido evolucionando las defensas antiaéreas, tratando de adaptarse en demasiados casos sin éxito a la nueva amenaza. Si en un primer momento aparatos lentos y fáciles de detectar eran derribados una y otra vez por los sistemas antiaéreos convencionales, basados en misiles de distintos alcances y asociados a radares de exploración y de guiado, según los UAS más pequeños han ido inundando el campo de batalla, las posibilidades de detección y la relación coste/efectividad han ido deteriorándose hasta hacer imposible -amén de ilógico- este recurso. Sin embargo, en el perenne juego entre el escudo y la flecha, las adaptaciones no se detuvieron. Lejos de eso, se aceleraron. De ahí que en un momento determinado conociésemos la afluencia masiva de rifles anti-dron a Ucrania, empleados por ambos bandos con cierto éxito contra los drones comerciales. En combinación con sistemas inhibidores más capaces, muchos de ellos estáticos, los contendientes lograron en buena medida expulsar cuadricópteros como los DJI chinos o los Parrot franceses de esta particular ecuación, pues por sus frecuencias de uso y ausencia de protección a las interferencias eran muy vulnerables.

Ahora bien, el éxito fue de todo menos definitivo, pues como hemos visto incluso en Israel, durante el ataque llevado a cabo por Hamás el pasado 7 de octubre, una vez modificado el firmware de algunos de estos modelos, pasaban a ser invisibles a los sistemas que recurrían a herramientas como Aeroscope. No ha sido ni mucho menos el único cambio, pues poco tardaron unos y otros en aprender a burlar los sistemas más extendidos, pasando a operar en frecuencias cada vez más esotéricas -alejadas de las franjas del espectro electromagnético reservadas a los aficionados- o recurriendo a sistemas de guiado inerciales, o bien a través de la red Starlink, en una carrera que no ha hecho más que empezar y en la que los fabricantes de contramedidas, sean softkill o hardkill, tratan de adaptarse.

Y es que, nos guste o no, han sido cogidos, como en general los gobiernos que con ellos contratan, con el pie cambiado, como suele decirse, por lo que todas las estrategias en marcha, ante la imposibilidad de hacer frente con un cien por cien de garantías a la amenaza que plantean los UAS, se encaminan hacia la mitigación de daños. Dicho de otra forma, los gobiernos renuncian a ofrecer una seguridad total -algo por el momento imposible-, para enfocarse en dificultar a otros Estados o a operadores maliciosos la posibilidad de causar un gran daño empleando para ello unos aparatos que han alterado por completo la relación de costes entre ataque y defensa, a la espera de que alguna de las tecnologías en desarrollo pueda equilibrar en el futuro esta balanza.

https://www.youtube.com/watch?v=-9_TRoW4yz8

Clases de drones

Como puede suponerse, dado que hablamos de un sector en pleno crecimiento, el número de formas de clasificar los drones ha crecido casi al mismo ritmo que lo han hecho estos. Hay muchas opciones posibles, desde la clasificación en función del número de hélices o brazos, al del método de control empleado o dependiendo de su estructura, distinguiéndose entre los de ala fija y los de ala rotatoria.

Las clasificaciones más utilizadas, no obstante, son las establecidas por organismos como la Agencia de la Unión Europea para la Seguridad Aérea (AESA), la cual establece siete categorías en función de los requisitos técnicos, pero que también, a efectos normativos, divide en tres los tipos de drones, en función de los permisos y títulos necesarios para volarlos.

También por las propias Fuerzas Armadas, que en su “Plan Director RPAS” de 2015 aceptaban la clasificación hecha por la OTAN en septiembre de 2009 y basada en el peso máximo al despegue. Los que más nos interesan, a efectos de esta serie de artículos y ciñéndonos a esta última clasificación, son los drones Clase I, concretamente los pertenecientes a las categorías micro y mini, especialmente los segundos.

Clase Categoría Empleo habitual Altura de operación normal Radio de Misión
CLASE I (< 150 Kg) MICRO < 66 Julios Subunidad táctica (lanzamiento manual), operadores individuales Hasta 200 ft AGL Hasta 5 Km (LOS)
MINI <15 Kg Subunidad táctica (lanzamiento manual), operadores individuales Hasta 3.000 ft AGL Hasta 25 Km (LOS)
SMALL >15 Kg < 150 Kg Unidad táctica (utiliza sistemas de lanzamiento) Hasta 5.000 ft AGL 50 Km (LOS)
CLASE II (150 Kg – 600 Kg) TÁCTICO Formación Táctica Hasta 10.000 ft AGL 200 Km (LOS)  
Clase III (> 600 Kg) MALE (Medium Altitude long Endurance) Operacional/de Teatro Hasta 45.000 ft Sin límite (BLOS)
HALE (High Altitude Long Endurance) Estratégico Hasta 65.000 ft Sin límite (BLOS)
ATAQUE / COMBATE Estratégico/Operacional Hasta 65.000 ft Sin límite (BLOS)

Un problema de costes

El tema de los costes es fundamental. Además, es siempre fuente de malentendidos. Cuando se habla del coste de lanzar un ataque con drones, todos entendemos que este se calcula partiendo de la suma del precio del UAS más el arma que lleve incorporada, sea una granada de caída libre, una granada de RPG adosada a su estructura, una mina suspendida de un carrete con sedal o lo que deseemos. Ahora bien, el cálculo no es tan obvio, como tampoco lo es para la defensa, no siendo suficiente con hacer un sumatorio del valor de la munición empleada para neutralizar el drone o la energía eléctrica necesaria para producir el rayo láser -en el caso de los sistemas hardkill– o las emisiones electromagnéticas -cuando hablamos de medios softkill-.

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