PROYECTO 4E (ESSENTIAL ELEMENTS OF EUROPEAN ESCORTS)

Proyecto 4E (Essential Elements of European Escorts)

En un entorno estratégico en el que la UE se ve obligada a reforzar sus capacidades de Defensa, este proyecto busca identificar, definir y desarrollar, de manera colaborativa, los elementos esenciales de cualquier buque de superficie que pueda construirse en Europa entre 2030 y 2045, siendo una iniciativa dentro del marco de la Cooperación Estructurada Permanente (PESCO) de la Unión Europea, y sus principales objetivos son:

Interoperabilidad y Colaboración:

Diseñar buques que puedan operar conjuntamente en misiones multinacionales, garantizando una integración efectiva entre las diferentes armadas europeas.

Sostenibilidad Ambiental:

Incorporar tecnologías que reduzcan el impacto ambiental, alineándose con los objetivos de la UE de alcanzar cero emisiones netas para 2050, contribuyendo así a la iniciativa del Pacto Verde Europeo.

Innovación Tecnológica:

Implementar sistemas avanzados que mejoren las capacidades de defensa, comunicación y navegación de los buques.

Las 4E:

Evolución:

Adaptar a la Armada a los nuevos escenarios de seguridad y a la rápida evolución tecnológica. Esto implica la adopción de nuevas doctrinas, la integración de tecnologías emergentes y la mejora continua de las capacidades existentes.

Eficacia:

Optimizar la capacidad de la Armada para cumplir su misión de proteger los intereses de España, tanto en el ámbito nacional como internacional. Esto se traduce en mejorar la capacidad de combate, la proyección de fuerza, la vigilancia marítima y la respuesta ante diversas amenazas.

Eficiencia:

Gestionar los recursos de la Armada de manera más inteligente y optimizada. Esto incluye la mejora de los procesos de adquisición, el mantenimiento predictivo, la reducción de costes operativos y la optimización del ciclo de vida de los sistemas.

Excelencia:

Fomentar una cultura de mejora continua, innovación y profesionalismo en todos los niveles de la Armada. Esto implica la inversión en la formación del personal, la promoción de la investigación y el desarrollo, y la adopción de las mejores prácticas.

El propósito principal del Proyecto 4E es anticiparse a los desafíos de un entorno naval cada vez más integrado y digitalizado, que busca modernizar y unificar las capacidades de escolta naval en Europa, promoviendo la colaboración entre países y la integración de tecnologías innovadoras y sostenibles.

El Ministerio de Defensa, la Armada y Navantia, han sido actores clave en la puesta en marcha de este proyecto, celebrando eventos para presentar y promover la iniciativa, lanzando el 17 de septiembre del 2020 la iniciativa del Proyecto 4E (Essential Elements of European Escorts). Su objetivo es doble, tal y como señala Navantia:

Por un lado, desarrollar un proyecto europeo para el diseño y desarrollo de elementos comunes a escoltas futuros de la UE.

Por el otro, aumentar la intercomunicación de las fuerzas navales de la UE. Desde el punto de vista tecnológico, se trata de un bloque de sistemas que se incluirán en una serie de futuros escoltas de combate europeos que serán construidos por países europeos.

El proyecto 4E persigue diseñar y construir una serie de futuros escoltas de combate europeos que serán construidos por países europeos, tales como Destructores Antiaéreos de 7.000 toneladas, Fragatas antisubmarinas de 6.000 toneladas y Fragatas Multipropósito de 5.000 toneladas. Así como nuevos buques para misiones antisubmarinas y antisuperficie, con unas 3000 toneladas de desplazamiento, 110 metros de eslora y un calado de 5,5 metros, y diferentes configuraciones, según las necesidades de cada país, también y casi más importante diseñar todo lo que lleva en su interior y que permita la operación del mismo.

https://sectormaritimo.es/wp-content/uploads/2020/09/Entregable-Proyecto-4E-fin.pdf

España asumió el liderazgo del proyecto 4E en el marco de la Cooperación Estructurada Permanente (PESCO) de la Unión Europea, denominandose formalmente Desarrollo Colaborativo de Capacidades de Buques de Escolta de Próxima Generación (Collaborative Development of Next Generation Escort Ship Capabilities), siendo la iniciativa presentada por España en noviembre de 2019. Fue en ese mes cuando los Estados miembros de la UE participantes en PESCO aprobaron la propuesta liderada por España, junto con la participación de otros países, por lo tanto, la fecha clave en la que España tomó el liderazgo de esta iniciativa dentro de PESCO fue noviembre de 2019. La PESCO se lanzó oficialmente el 11 de diciembre de 2017, y desde entonces, España ha liderado varios proyectos en este marco, y se sabe que este proyecto fue adoptado en una de las olas de proyectos aprobados tras el lanzamiento de la PESCO.

La iniciativa se presentó formalmente en el 2021 a la convocatoria de la Cooperación Estructura Permanente (PESCO) y ante el Comité Militar de la Unión Europea (CMUE). El proyecto 4E, liderado por España, como país coordinador, participó durante los días 14, 15 y 16 de noviembre de 2.023 en Bruselas, en el segundo workshop (taller) internacional del PESCO 4E, organizado por la EDA (European Defence Agency) que está apoyando el desarrollo de este proyecto.

España pretende atraer a cuantos más países de la UE mejor para convertir la iniciativa en un programa con varios socios y aumentar de paso las opciones de recibir financiación del milmillonario Fondo Europeo de la Defensa (EDF), y cuenta con la participación de los siguientes países miembros de la UE: Italia, Grecia, Países Bajos, Portugal y Suecia, como los participantes activos en el proyecto. Existen naciones que actúan como observadores o han mostrado interés en incorporarse al proyecto, Alemania inicialmente, participó en el proyecto como observador, evaluando su posible incorporación plena en el futuro. Y los países interesados en incorporarse son:

Dinamarca: Ha manifestado interés en unirse al proyecto, participando en reuniones y talleres.

Noruega: Aunque no es miembro de la Unión Europea, ha mostrado interés en participar en el proyecto, reflejando su compromiso con la cooperación en defensa europea.

Bélgica: Ha expresado su intención de unirse al proyecto, participando activamente en discusiones y evaluaciones pertinentes.

La colaboración entre estos países busca fortalecer las capacidades navales europeas y promover la integración de tecnologías avanzadas en las futuras escoltas europeas.

Los principales temas abordados en este segundo taller internacional fueron:

Implementación de sistemas de navegación autónoma y colaborativa con vehículos no tripulados (UxVs), así como la integración de sensores avanzados para mejorar la precisión en entornos GPS-denegados.

Se analizaron estrategias para la creación de barreras ASW utilizando enjambres de drones, sonoboyas inteligentes y sistemas sonar integrados, con el objetivo de mejorar la detección y neutralización de amenazas submarinas.

Se exploraron tecnologías de comunicación submarina, incluyendo ondas acústicas, electromagnéticas de baja frecuencia y comunicación óptica, para mejorar la coordinación en operaciones de guerra antisubmarina.

Se presentaron avances en el diseño de cascos y superestructuras con formas anguladas, materiales absorbentes de radar y sistemas de gestión térmica para minimizar la firma radar, infrarroja y acústica de los buques.

Se discutió la implementación de sistemas de propulsión híbrida o totalmente eléctrica, así como el uso de baterías de iones de litio y otras tecnologías de almacenamiento de energía para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de los buques.

Llegándose a las siguientes conclusiones:

Se resaltó la importancia de la colaboración entre los países miembros para el desarrollo e implementación de estas tecnologías.

Se identificaron áreas clave que requieren investigación adicional y pruebas para garantizar la integración efectiva de las nuevas tecnologías en las futuras escoltas europeas.

Se estableció un plan de acción para las siguientes fases del proyecto, incluyendo cronogramas y responsabilidades específicas para cada nación participante.

Este taller representó un paso significativo hacia la modernización y fortalecimiento de las capacidades navales europeas, asegurando que las futuras escoltas estén equipadas para enfrentar los desafíos del entorno marítimo contemporáneo. Navantia, junto con la Armada Española, lideran así la participación de la industria española en esta iniciativa. Participaron en total 13 empresas españolas y 16 europeas, líderes en el sector naval de defensa.

Se han identificado cuatro tipos de sistemas como los que tecnológicamente ofrecen mayor capacidad de mejora e innovación como son:

Sistemas de Combate, (Sistema Integral de Defensa Antimisil, Sistema Integral de Defensa Antitorpedo, Sistemas de mando y Control para UXV y Sistema de conocimiento y explotación del Entorno Electromagnético).

Sistemas de comunicación (“Nube táctica” y sistemas para operar en entornos degradados. Ciberdefensa, Data-link europeo y Sistema de comunicación submarina).

Sistema de control de plataforma (Planta Eléctrica y almacenamiento de energía, Reducción de la detectabilidad, Mejora de los sistemas auxiliares: mejor control de daños, sistemas desatendidos…).

Sistema de navegación (Independencia de los sistemas de posicionamiento por satélite).

https://sectormaritimo.es/wp-content/uploads/2020/09/Entregable-Proyecto-4E-fin.pdf

Sistemas de Combate:

La Armada, ya se plantean, aunque a largo plazo, adquirir las fragatas o destructores que se deriven del programa europeo PESCO 4E, que incluye la puesta a punto de un buque que se denomina ECV (European Combat Vessel) y que podría corresponderse con las futuras fragatas del tipo F-120 de la Armada.

Las tecnologías emergentes dentro de la Armada, buscan constantemente mejoras y avances en cada uno de sus proyectos, con la capacidad de introducir cambios en sus sistemas, desarrollando y ampliando el potencial de estas tecnologías, como pueden ser:

Nuevos sensores, para aumentar la capacidad de detección, como un Radar en banda “S”, con barrido electrónico activo, tipo Active Electronically Scanned Array (AESA 4D). Un sistema de radar de imágenes 4D mide el tiempo de vuelo desde cada antena transmisora (Tx) hasta un objetivo y de regreso a cada antena receptora (Rx), procesando datos de los numerosos elipsoides formados.

Esta tecnología de radar 4D es crucial en entornos donde se requiere detección, seguimiento y clasificación de objetos de alta resolución en grandes extensiones de espacio.

Beneficios de estos sistemas pueden ser:

Detección temprana: La capacidad de identificar amenazas a larga distancia permite una respuesta más rápida y efectiva.

Precisión en la guía de misiles: La integración de sistemas de radar avanzados mejora la precisión en la interceptación de amenazas.

Interoperabilidad: La estandarización de estos sistemas facilita la colaboración entre diferentes fuerzas navales europeas, mejorando la eficiencia en operaciones conjuntas.

Sistema Integral de Defensa Antimisil:

Es un conjunto de tecnologías y estrategias diseñadas para detectar, rastrear, interceptar y neutralizar misiles enemigos antes de que alcancen sus objetivos.

Utilizan radares avanzados, nuevos misiles basados en tecnologías emergentes y nueva generación de sensores más capaces, con mayor precisión y mayor alcance, para identificar y monitorear amenazas entrantes en tiempo real. sensores

Incluyen misiles interceptores capaces de hacer frente a los misiles antibuque, utilizando sensores y armas más capaces que empleen inteligencia artificial y tecnología de “big data” para mejorar el tiempo de reacción del procesamiento de los sensores, para destruir amenazas entrantes mediante impacto directo o explosiones de proximidad.

Se incluirán sistemas de armas que emiten energía concentrada o directa (DEW) (Directed-Energy Weapon)) para dañar, inutilizar o destruir un objetivo, en forma de radiación electromagnética (láseres, microondas) o haces de partículas. Si bien aún enfrenta desafíos técnicos significativos, los avances continuos sugieren que las DEW jugarán un papel cada vez más importante en cualquier conflicto.

https://www.defensa.com/en-abierto/ultrasonicas-laser-microondas-particulas-atomicas-aceleradas

Cañones de precisión representan una evolución significativa de la artillería tradicional, enfocándose en la capacidad de alcanzar objetivos con una exactitud mucho mayor a distancias considerables. Esta precisión se logra mediante una combinación de avances tecnológicos en el diseño del cañón, los sistemas de control de tiro, las municiones y la información del entorno, siendo un ejemplo el cañón de riel, de largo alcance y con velocidades superiores a los cañones convencionales.

https://es.wired.com/articulos/el-canon-de-riel-electromagnetico-mas-poderoso-del-mundo-puede-estar-en-china

Empleo de tecnología cuántica como elemento esencial de sensores de nueva generación, representa un salto cualitativo significativo en las capacidades de detección y medición. aprovechan los principios fundamentales de la mecánica cuántica, como la superposición, el entrelazamiento y la sensibilidad a las fluctuaciones cuánticas, para ofrecer rendimientos que superan con creces las limitaciones de los sensores clásicos y que trabajen en los espectros visible, IR, EW, RADAR y que ofrezcan la capacidad IR Search & Track (IRST).

La integración de señuelos activos y pasivos, para confundir, engañar y desviar las amenazas enemigas, aumentando la supervivencia del buque. La clave reside en la coordinación y el empleo inteligente de ambos tipos de señuelos dentro de una arquitectura de defensa integrada, siendo un componente esencial de la autoprotección moderna.

Señuelos pasivos:

Son dispositivos que reflejan, absorben o modifican la energía emitida por el sensor enemigo (radar, infrarrojos, sonar) sin generar su propia señal. Su objetivo es crear una firma falsa o distorsionar la firma real del objetivo protegido.

Señuelos Activos:

Son dispositivos que emiten su propia energía para imitar, distorsionar o interferir con la señal del sensor enemigo. Su objetivo es crear blancos falsos convincentes o saturar los sistemas de procesamiento del enemigo.

Sistema Integral de Defensa Antitorpedo:

Se basa en una defensa multicapa, que busca interceptar o desviar los torpedos en diferentes fases de su aproximación.

El desarrollo de torpedos basados en tecnologías emergentes obliga a mejores medidas de defensa y reacciones automáticas, Soft-Kill (Medidas electrónicas y de engaño) y Hard-Kill (Interceptación y destrucción física).

Este sistema debe ser capaz de integrar todo tipo de sensores submarinos a bordo, con capacidades de detección de alta sensibilidad tanto en aguas profundas como poco profundas para contrarrestar los mejores rendimientos de los nuevos torpedos.

La posibilidad de compartir datos entre unidades, sensores o puntos específicos mediante drones individuales o enjambres, deberían permitir no solo la detección temprana, sino también el engaño o la destrucción del torpedo a distancia. A medida que la tecnología continúa avanzando y se superan los desafíos regulatorios y técnicos, se verá un uso cada vez más extendido y sofisticado de esta capacidad para mejorar la eficiencia, la seguridad y la toma de decisiones.

Para la autoprotección de plataformas, se debe integrar nuevos perturbadores, emuladores de objetivos móviles para el EM (Engaño Electromagnético) y la respuesta coordinada para “Hard Kill”, contra amenazas guiadas por ondas electromagnéticas (radares, misiles guiados por radiofrecuencia). El objetivo es crear un entorno EM confuso y engañoso que dificulte la adquisición, el seguimiento y el impacto del enemigo, mientras se mantiene la capacidad de defensa activa («Hard Kill») como último recurso, basadas en munición supercavitante.

En los Grupos de Tareas, como el Task Group Naval, se llevan a cabo la planificación de ejercicios, como desplegar una red de comunicación submarina, que tiene como objetivo principal conectar diversos sensores submarinos desplegados por los buques del grupo de tarea con boyas de superficie y, presumiblemente, sensores terrestres o submarinos autónomos, estableciendo un medio de comunicación que permita el intercambio de datos e información entre diferentes sensores y plataformas operando bajo el agua y en la superficie.

https://www.defensa.com/defensa-naval/grupo-expedicionario-dedalo-23-fin-compleja-exitosa-mision

Sistema de Mando y Control para UXV:

La estandarización de los UxVs es fundamental para garantizar la interoperabilidad y eficiencia en las operaciones navales conjuntas.

Facilita la integración de diferentes tipos de vehículos no tripulados (aéreos, marítimos y submarinos) en las operaciones de las fuerzas navales europeas. Esto incluye la definición de protocolos de comunicación, interfaces de control y procedimientos operativos que permitan una colaboración efectiva entre distintas plataformas y naciones.

La integración de UxVs en operaciones navales permite realizar misiones de reconocimiento, vigilancia y neutralización de amenazas con mayor seguridad y eficiencia, reduciendo el riesgo para el personal humano.

Beneficios de la estandarización:

Interoperabilidad: Facilita la cooperación entre diferentes fuerzas navales europeas, permitiendo operaciones conjuntas más fluidas y efectivas.

Eficiencia operativa: La colaboración entre UxVs y plataformas tripuladas optimiza el uso de recursos y mejora la capacidad de respuesta ante amenazas.

Innovación tecnológica: La estandarización impulsa el desarrollo de nuevas tecnologías y soluciones compatibles, fomentando la competitividad y avance de la industria de defensa europea.

https://electronica-submarina.com/consorcios/perte-sector-naval-2023-bluesim/

Sistema de conocimiento y explotación del Entorno Electromagnético:

Es una capacidad integral que permite a una fuerza naval, aérea o terrestre comprender, manipular y explotar el espectro electromagnético (EEM) para obtener una ventaja operativa, siendo una arquitectura compleja que integra sensores, plataformas, software, etc.…

Sistemas embarcados de detección de satélites:

Su objetivo es detectar y rastrear satélites en órbita terrestre, como posibles armas antisatélite (ASAT) o actividades espaciales hostiles que podrían representar un peligro para las fuerzas propias, proporcionando el conocimiento de lo que la Fuerza Naval tiene en el zénit por la amenaza, dentro del desarrollo de la Guerra Marítima de la Información.

Desarrollo de Radares Pasivos:

Es un campo de investigación y desarrollo activo y prometedor dentro de la tecnología de detección y vigilancia, y funcionan analizando las señales electromagnéticas que llegan a múltiples receptores y actúan con mayor velocidad al integrar los ecos recibidos y distribuidos en el espacio, logrando la detección del enemigo sin transmisión propia, conociendo los parámetros exactos de la señal y la situación del transmisor fuera del buque, aprovechando la triangulación que se puede realizar al recibir la misma señal rebotada desde otra demora.

https://www.defensa.com/industria/radar-pasivo-hensoldt-muestra-capacidades-otan

Sistemas de Comunicación e información:

Es uno de los pilares fundamentales de este proyecto, actuando como el sistema nervioso de la Armada del futuro. Su continua modernización y evolución son esenciales para garantizar la eficacia operativa, la seguridad de la información y la capacidad de la Armada para cumplir con sus misiones en un entorno cada vez más complejo y digitalizado.

Nube táctica y computación distribuida:

Es una implementación específica del concepto de computación en la nube, adaptada a las necesidades y los desafíos únicos del entorno operativo naval. Se trata de una infraestructura de computación distribuida que proporciona servicios de procesamiento, almacenamiento y aplicaciones a las unidades de la Armada desplegadas en el mar, incluso en entornos con conectividad limitada o intermitente. El procesamiento en el Borde (Edge Computing) supera las limitaciones de conectividad y latencia, la nube táctica despliega capacidades de procesamiento y almacenamiento cerca de donde se generan y se utilizan los datos, como en los propios buques, lo cual permite un procesamiento rápido y local para aplicaciones críticas en tiempo real.

https://www.eldebate.com/espana/defensa/20220715/nube-combate-multidominio-que-que-revolucionar-defensa-mundial.html

Sistemas para operar en entornos degradados:

Se caracteriza por la limitación o ausencia de recursos esenciales como comunicaciones fiables, navegación precisa (GPS denegado), información completa, o incluso la presencia de amenazas cibernéticas o de guerra electrónica que buscan interferir o interrumpir las operaciones, abordando la operación en entornos degradados mediante la integración de una serie de sistemas y estrategias que buscan aumentar la resiliencia operativa de la Armada. Estos sistemas se enfocan en mantener la capacidad de mando y control, la conciencia situacional, la navegación y la capacidad de combate incluso cuando los recursos habituales no están disponibles o son poco fiables.

Ciberdefensa:

El objetivo principal de la ciberdefensa en el Proyecto 4E es garantizar la resiliencia operativa, protegiendo sus sistemas de información, redes de comunicaciones, sistemas de control y plataformas en los buques contra ciberataques que lo puedan comprometer, y abordando de manera aspectos tecnológicos, organizativos, de personal y de doctrina. Es un esfuerzo integral y continuo para proteger los activos digitales, garantizar la continuidad de sus operaciones y mantener la superioridad informativa en el entorno operativo moderno, donde el ciberespacio es un dominio crítico.

Data-link europeo:

Es la búsqueda de una solución estandarizada e interoperable para el intercambio de datos tácticos entre las fuerzas navales europeas, tanto dentro de la Unión Europea como con otros aliados. El objetivo principal es mejorar la conciencia situacional conjunta, la coordinación y la eficacia operativa en misiones y operaciones multinacionales.

La motivación para una Data-Link europeo:

Es para mejorar la interoperabilidad, y facilitar el intercambio de información táctica entre plataformas.

Autonomía Estratégica y Tecnológica, para reducir la dependencia de tecnologías no europeas en un ámbito tan crítico para la defensa y la seguridad.

Seguridad de la Información, para establecer un sistema con controles de seguridad definidos y gestionados a nivel europeo, especialmente para el intercambio de información clasificada entre naciones europeas.

Adaptación a Necesidades Específicas para desarrollar un data-link que se adapte a las necesidades operativas y a las arquitecturas de sistemas de las fuerzas europeas,

Sistema de comunicación submarina:

El objetivo es mejorar las operaciones de guerra antisubmarina (ASW), siendo una prioridad de la Defensa Europea, la colaboración entre distintas unidades necesaria para afrontar los nuevos retos que permitan lograr mayores alcances de vigilancia y detección, así como la coordinación con vehículos no tripulados (UxVs) y la comunicación con submarinos aliados en entornos hostiles.

https://es.topwar.ru/117107-bespilotnye-strazhi-morey.html

Las futuras escoltas europeas estarán equipadas con Barreras ASW. estos sistemas, amplían su alcance de detección submarina, reduce la carga operativa de sus propios sensores y mejorar la eficacia en entornos de guerra submarina. Los elementos clave de estas Barreras ASW, son:

Enjambres de Drones Autónomos (UxVs):

Los vehículos no tripulados juegan un papel crucial en la creación de barreras ASW al extender el área de detección de los buques de escolta sin exponerlos directamente al peligro.

Drones submarinos (UUVs) Unmanned Underwater Vehicles)), equipados con sensores pasivos y activos para detección de submarinos. Modelos como el REMUS 600 o el Orca XLUUV pueden patrullar largas distancias. Algunos pueden actuar como señuelos para atraer torpedos enemigos.

Drones de superficie (USVs) Unmanned Surface Vehicles)), pueden desplegar boyas sonar, realizar patrullas ASW y transmitir datos en tiempo real.

https://www.l3harris.com/all-capabilities/uncrewed-surface-vehicles-usvs

Drones aéreos ASW (UAVs) Unmanned Aerial Vehicles)), lanzamiento y recolección de sonoboyas.

Sonoboyas Inteligentes:

Las sonoboyas son sensores desplegados en el agua que permiten detectar submarinos y torpedos. Las más avanzadas pueden operar en red para mejorar la precisión de la localización de amenazas.

Sonoboyas pasivas, detectan emisiones sonoras de submarinos sin emitir señales propias. Ayudan a triangular la posición de un objetivo con datos de múltiples fuentes.

Sonoboyas activas, emiten pulsos acústicos y analizan los ecos reflejados, permitiendo rastrear submarinos en movimiento con mayor precisión.

Sonoboyas de comunicación submarina, actúan como nodos de red entre UUVs, USVs y escoltas, facilitando la comunicación en entornos donde las ondas de radio no funcionan bien.

https://foro.elgrancapitan.org/viewtopic.php?t=3720#google_vignette

Sistemas Sonar Fijos y de Arrastre:

Los buques de escolta pueden emplear sensores sonar más avanzados y de mayor alcance para complementar la barrera ASW.

Sonares de casco (Hull-Mounted Sonar (HMS)), detectan submarinos a media distancia, pero tienen limitaciones en zonas con termoclinas.

Sonares de profundidad variable (Variable Depth Sonar (VDS)), permiten operar por debajo de la termoclina, donde los submarinos intentan esconderse.

https://www.elsnorkel.com/2004/10/equipos-sonares_2373.html

Sonares de arrastre (Towed Array Sonar (TAS)), dispositivos pasivos de largo alcance que detectan submarinos a grandes distancias.

Los beneficios de las Barreras ASW, pueden ser:

Mayor cobertura de detección submarina sin exponer los buques de escolta.

Mayor resiliencia ante tácticas de evasión de submarinos (uso de termoclinas, maniobras de escape, guerra electrónica).

Capacidad de bloqueo de áreas estratégicas y protección de flotas propias.

Reducción de la carga de trabajo de los sensores principales de los buques, al distribuir la vigilancia.

Posibilidad de operar en modo sigiloso, reduciendo la firma acústica de los escoltas al delegar la detección en drones y sonoboyas.

Para que las Barrera ASW sea efectiva, estén coordinadas e integradas, es necesario que todos los sistemas trabajen de forma coordinada:

IA y Fusión de Datos Multisensor, algoritmos de inteligencia artificial analizan los datos de sonares, drones y sonoboyas para reducir falsas alarmas fusionando la información en tiempo real desde múltiples plataformas, y priorizando las amenazas basadas en patrones acústicos y movimiento de objetivos.

Redes de Comunicación Submarina, enlazando entre UUVs, USVs y plataformas aéreas para compartir información. Usando drones como nodos de retransmisión entre unidades sumergidas y escoltas y comunicaciones vía ELF/VLF o láser submarino para conectar con submarinos aliados.

Los desafíos de la comunicación Submarina, utilizan medios especializados como Ondas Acústicas de largo alcance, y de baja velocidad de transmisión, Ondas Electromagnéticas de baja frecuencias para comunicarse con submarinos sumergidos a gran profundidad, pero con un ancho de banda muy limitado.

El impacto en la comunicación submarina viene dado por la mayor capacidad de la guerra antisubmarina, con comunicación en tiempo real entre unidades, por la integración con vehículos autónomos submarinos, la reducción de la latencia en la transmisión de órdenes y datos y la mayor resistencia de interferencias.

Sistema de control de plataforma:

Planta Eléctrica y almacenamiento de energía:

La tendencia actual en el diseño de buques militares se orienta hacia sistemas de propulsión híbrida o totalmente eléctrica.

Tecnologías clave podrían incluir:

Turbinas de Gas, eficientes y de alta potencia, utilizadas en buques de superficie para la propulsión híbrida (CODLAG) y la generación de energía eléctrica.

Generadores Diésel, utilizados como fuente principal o auxiliar de energía eléctrica, o para carga de baterías, tendiendo a motores más eficientes y con sistemas de control de emisiones avanzados.

https://aister.com/es/aister/barcos-de-propulsion-electrica-e-hibrida-es-en-realidad-la-opcion-que-necesito/

Estos sistemas ofrecen ventajas en términos de eficiencia energética, reducción de emisiones y mejora en la maniobrabilidad. La propulsión eléctrica permite una distribución más flexible de la energía a bordo, facilitando la integración de sistemas avanzados como sistemas de propulsión, sistemas de armas de energía dirigida, sensores de alta potencia y sistemas electromagnéticos.

Almacenamiento de Energía, se podría incluir:

Baterías de Ion-Litio, que ofrecen alta densidad de energía y potencia, siendo una opción prometedora para el almacenamiento de energía en buques.

Otras Tecnologías de estado sólido, que se podría explorar la adopción de futuras tecnologías de baterías con mayor densidad energética, seguridad y vida útil.

Supercondensadores ultracapacitores, que pueden almacenar y liberar energía rápidamente, siendo útiles para complementar las baterías en aplicaciones que requieren picos de potencia, como el funcionamiento de ciertos sensores o armas.

Reducción de la detectabilidad:

Mejorar la capacidad de supervivencia de los buques frente a amenazas modernas, lo cual implicaría la aplicación de tecnologías y estrategias para minimizar la firma radar (materiales absorbentes de radar, Mástiles integrados), térmica (refrigeración de gases de escape, recubrimientos térmicos especiales y sistemas de gestión térmica en cubierta), acústica (casco optimizado para reducción de cavitación, sistemas de aislamiento de vibraciones y propulsión eléctrica silenciosa), electromagnética (Gestión de emisiones de radiofrecuencia, sistemas de reducción de interferencias electromagnéticas y operaciones de comunicación en modo sigiloso).

https://www.larazon.es/espana/20200928/fl3mpvpa4jhrtjrim2ltthv4qa.html

Operaciones de comunicación en modo sigiloso:

Optimiza la capacidad de los buques para operar de forma discreta y mantener la integridad del sistema en escenarios de combate.

Mejoras del control de daños:

Arquitectura de Red Resiliente y Distribuida, que el uso de redes malladas y descentralizadas que minimizan la dependencia de un solo nodo de comunicación.

Transmisión de Baja Probabilidad de Interceptación (LPI) y Baja Probabilidad de Detección (LPD), aplicación señales de espectro ensanchado y modulación adaptativa para reducir la posibilidad de detección por radares enemigos.

Técnicas de Redundancia en Comunicaciones, con implementación de enlaces alternativos como enlace satelital de baja latencia, comunicación óptica submarina y sistemas de boyas repetidoras.

Sistemas de Protección Electromagnética y Cibernética avanzada contra ataques de guerra electrónica (EW), con sistemas de detección y neutralización de intentos de interceptación.

Capacidades de Comunicaciones Sigilosas en Grupo de Tarea, coordinado con enjambres de drones de superficie y submarinos que pueden actuar como nodos intermedios en la red de comunicación.

Sistemas desatendidos:

En operaciones de comunicación en modo sigiloso para garantizar la transmisión de información sin comprometer la posición de las unidades navales, estos sistemas permiten establecer redes de comunicación discretas y resilientes sin intervención humana directa, optimizando la seguridad operativa y la eficacia táctica.

Los sistemas desatendidos pueden ser:

Boyas de Comunicación Pasivas y Activas, de transmisión de baja emisión que reciben y retransmiten señales sin generar un perfil electromagnético detectable, y con capacidad de operar en modo pasivo, recolectando datos de sensores submarinos y transmitiéndolos solo en intervalos programados, y de la integración con sistemas SATCOM sigilosos, enviando información a baja potencia para evitar detección.

Vehículos No Tripulados (UxVs) como Nodos de Comunicación, pudiendo ser Drones de superficie (USV) y submarinos (UUV) que actúan como relés de comunicación sin exponer la posición del buque, o bien Drones aéreos de baja firma (UAVs) diseñados para operar en altitudes bajas con protocolos de transmisión de baja probabilidad de detección (LPD/LPI), también se podría implementar sistemas de navegación autónoma que permiten la autoadaptación y reconfiguración de la red sin intervención humana.

Redes Ópticas Submarinas de Alta Seguridad, como un láser submarino y fibra óptica de despliegue rápido para mantener enlaces de datos invisibles a radares y sensores acústicos, con conectividad entre sensores fijos en el lecho marino, UUVs y buques de superficie, asegurando una comunicación robusta y encriptada.

https://www.shutterstock.com/es/search/cables-submarinos-digitales?image_type=illustration

Estaciones Submarinas Autónomas de Comunicaciones, con nodos de comunicación sumergidos que almacenan y reenvían información solo cuando detectan una unidad aliada y con capacidad de operar en modo sigiloso total, con activación programada o activación mediante códigos acústicos.

Sistemas de Inteligencia Artificial para Gestión Autónoma de Redes, como Algoritmos de IA y Machine Learning que optimizan rutas de comunicación, evitando canales susceptibles a interferencias o intercepciones, usando protocolos de cifrado cuántico y sistemas de autenticación avanzados para evitar la manipulación o infiltración de datos.

Sistema de navegación:

Los buques de escolta europea deben tener capacidades avanzadas de navegación, posicionamiento y guiado. Esto es crucial para operaciones de combate, despliegue de armas de precisión y navegación segura en entornos hostiles o GPS-denegados, entre los sistemas que deben integrar podrían ser:

Sistemas de Posicionamiento y Referencia Global:

Navegación basada en GPS/GNSS con anti-interferencia, con antenas resistentes a jamming y spoofing, recepción de señales de múltiples bandas de frecuencia, para mayor precisión.

Alternativas al GPS en entornos hostiles, como sistema de navegación celeste, con uso de cámaras y sensores ópticos para triangular posición mediante estrellas, planetas, el Sol y la Luna. Redes de posicionamiento cuántico (QPS) Quantum Positioning Systems)) en desarrollo para operar sin depender de satélites.

https://www.gpsworld.com/quantum-positioning-system-could-fill-gps-gaps-for-aviation/

Redes de Referencia Diferencial, usando balizas terrestres y submarinas para mejorar la precisión en aguas costeras, con corrección diferencial de GNSS (DGNSS) para minimizar errores de posicionamiento.

Sistema de navegación diseñado como un sistema de posicionamiento independiente de los satélites, basado en la exploración astronómica y aprovechando los avances tecnológicos de adquisición de imágenes de alta resolución y video nocturno junto con el desarrollo de inteligencia artificial y nuevos algoritmos.

Sistemas de Navegación Inercial (INS) Inertial Navigation System)):

INS de precisión con sensores avanzados, como uso de Giróscopos de Fibra Óptica (FOG) y Giróscopos de Anillo Láser (RLG) para minimizar el error de deriva. Integración con acelerómetros de alto rendimiento para mejorar la estabilidad del sistema y complemento con inteligencia artificial para corrección de errores en tiempo real.

https://www.lavionnaire.fr/EspInstrunaveg.php

Navegación autónoma asistida con capacidad de operar de forma segura incluso en caso de pérdida total de GPS/GNSS. Uso de modelos predictivos basados en sensores ambientales y datos de navegación previos.

Fusión de INS con otras tecnologías, combinando INS + GNSS para mejorar precisión. Uso de referencias de radares costeros, batimetría y sistemas ópticos para refinar la navegación en zonas de alta interferencia electromagnética.

Sensores de Navegación y Percepción del Entorno:

Radar de Navegación de Alta Precisión, usando radares X-band y S-band para detección de obstáculos y ayuda en la navegación. Algoritmos avanzados de procesamiento de señales para mejorar la detección en condiciones adversas.

Sensores de visión artificial que permiten mapeo 3D del entorno en tiempo real. Detección de objetos flotantes no detectables por radar (minas, restos de naufragios, icebergs).

Sistemas de navegación magnetométricos:

Uso de magnetómetros avanzados para detectar variaciones en el campo magnético terrestre y usarlas como referencia de posicionamiento.

https://www.uavnavigation.com/es/empresa/blog/uav-navigation-en-profundidad-magnetometros-por-que-son-criticos-para-la-navegacion

Navegación Autónoma y Colaborativa con UxVs:

Coordinación con Enjambres de Drones y Plataformas No Tripuladas (UxVs), usando Vehículos Autónomos de Superficie (USVs) como guías en entornos de navegación complejos. Comunicación en tiempo real con drones submarinos (UUVs) para mapeo del entorno y detección de amenazas asi como algoritmos de fusión de datos multisensor para navegación colaborativa con escoltas, submarinos y UAVs.

Sistemas de Planificación de Rutas Basados en IA, el uso de inteligencia artificial para calcular rutas óptimas en función de datos meteorológicos, amenazas detectadas y tráfico marítimo y adaptación en tiempo real ante cambios en el entorno o riesgos inesperados.

Capacidades de Evitación de Obstáculos Automática, sensores de proximidad integrados con radares, LIDAR y ecosondas. Algoritmos de evasión en tiempo real para evitar colisiones con objetos en superficie y bajo el agua.

Seguridad Cibernética y Protección ante Guerra Electrónica

Protección contra ciberataques y spoofing de GPS, algoritmos de detección de anomalías en señales GNSS. Uso de sistemas de autenticación basados en criptografía cuántica y redes de comunicación seguras con encriptación avanzada.

Redundancia de Sistemas y Capacidad de Operación en Entornos GPS-Denegados e integración de múltiples fuentes de navegación para garantizar operaciones seguras. Capacidad de alternar entre navegación por sensores inerciales, navegación óptica y referencias batimétricas en caso de ataque EW (Electronic Warfare).

Sistema de Sistemas (SoS):

Todos estos sistemas, no es simplemente una colección de sistemas individuales, sino una conectividad de todos los elementos para lograr una mayor integración e interoperabilidad entre los diferentes buques, aeronaves, sensores, armas y sistemas de mando y control de la Armada., el cual se caracteriza por:

Independencia Operacional:

Los sistemas constituyentes pueden operar de forma útil por sí mismos.

Independencia de Gestión:

Los sistemas constituyentes son adquiridos y gestionados por diferentes organizaciones con sus propios objetivos.

Conectividad Evolutiva:

La relación y la conectividad entre los sistemas pueden cambiar con el tiempo a medida que evolucionan las necesidades y las tecnologías.

Emergencia:

Exhibe propiedades y comportamientos que no son inherentes a los sistemas individuales que lo componen. Estas propiedades «emergen» de las interacciones entre los sistemas.

Propósitos Distribuidos:

Se crea para lograr un conjunto de propósitos que son más amplios y complejos que los de cualquiera de sus sistemas constituyentes.

Aplicación del Enfoque en el Proyecto 4E:

El Proyecto 4E busca aplicar este enfoque para lograr una mayor integración y sinergia entre los diversos sistemas que componen la Armada Española. Esto implica:

Interoperabilidad Mejorada:

Asegurar que los diferentes sistemas (buques, aeronaves, sensores, armas, sistemas de mando y control, etc.) puedan comunicarse e intercambiar información de manera eficiente y segura. Esto es crucial para una toma de decisiones rápida y coordinada.

Conciencia Situacional Integral:

Integrar datos de múltiples fuentes para crear una imagen operativa unificada y completa, mejorando la capacidad de la Armada para comprender y reaccionar ante las amenazas.

Eficiencia Operativa:

Optimizar el uso de los recursos y las capacidades de la Armada mediante la coordinación y la gestión eficiente de sus diferentes sistemas.

Flexibilidad y Adaptabilidad:

Crear una arquitectura de sistemas que sea flexible y adaptable a los cambios en el entorno operativo y a la introducción de nuevas tecnologías.

Reducción de Costes:

A largo plazo, una mejor integración y gestión de los sistemas puede llevar a una reducción de costes en áreas como mantenimiento, entrenamiento y adquisición.

Cómo se aplica el enfoque en este Proyecto 4E:

Integración del Sistema de Combate SCOMBA:

Este sistema busca integrar los sensores, armas y sistemas de mando y control de los buques de la Armada, actuando como un nodo central dentro del SoS naval.

Conectividad en Red:

El desarrollo de redes de comunicación robustas y seguras que permitan el intercambio de información entre diferentes plataformas y centros de mando, tanto en el mar como en tierra.

Gestión Centralizada de la Información:

Implementar sistemas que permitan la recopilación, procesamiento y distribución eficiente de la información operativa a todos los niveles de la Armada.

Plataformas Multifunción:

El diseño de buques como las futuras fragatas F-110, con capacidad para integrar diferentes módulos y sistemas según la misión, contribuye a la flexibilidad del Sistema de Sistemas.

Uso de Gemelos Digitales:

La creación de réplicas virtuales de los sistemas y del propio Sistema de Sistemas en su conjunto para la simulación, el entrenamiento y la optimización del rendimiento.