El reto tecnológico de detectar y contrarrestar drones

Por: Gabriel Cortina

La industria aeronáutica lleva una serie de años desarrollando una línea de actividad propia, orientada a los sistemas no tripulados. Denominados UAV, RPAS, MALES o drones, esta demanda responde a la necesidad de los ejércitos y fuerzas de seguridad de proveerse de una nueva capacidad para dar respuesta a necesidades estratégicas específicas, ya sea de ámbitos terrestres, aéreos o navales. La extensión del uso de estas plataformas a numerosos ámbitos de actividad civil ha provocado la difusión y el acceso tecnológico, la reducción de sus costes y la mejora de sus prestaciones, lo que ha convertido al dron -sin mencionar los complejos aspectos legales- en una herramienta de fácil uso y con numerosas posibilidades. Estas, a su vez, se traducen en que ha surgido una nueva amenaza.

 

sistemas anti-dron

Prueba del creciente interés de los países miembros de la Unión Europea por este riesgo es el programa de trabajo Horizonte 2020, “Technologies for prevention, investigation, and mitigation in the context of fight against crime and terrorism”. Una de sus líneas de trabajo es la detección y neutralización de drones o UAVs ligeros presentes en zonas restringidas. En cuanto a trabajos académicos, cabe señalar el documento elaborado por la Cátedra Isdefe con la Universidad Politécnica de Madrid, titulado “Sistemas de detección y neutralización de UAVs”. El objetivo de este análisis es exponer las características de los sistemas de detección y neutralización, así como mostrar una serie soluciones concretas.

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Sistema anti-dron de la Universidad

 

Nueva demanda estratégica

La detección y neutralización de los drones se ha convertido en una nueva demandada estratégica. Al tiempo que de dedican enormes recursos orientados al desarrollo de plataformas no tripuladas, surge un nuevo mercado paralelo enfocado en evitar o reducir sus capacidades. Numerosos productos se han presentado en el mercado y compiten con mayor o menor éxito, porque las vulnerabilidades, tanto de drones como de anti-drones son manifiestas. Junto a las dificultades tecnológicas a las que se enfrentan, aparece el tema de los costes y la financiación, en una época marcada por los recortes.

La legislación vigente favorece la tendencia anti-dron porque limita en extremo el vuelo de estos aparatos por el riesgo que suponen para la población civil, y en concreto, por los inconvenientes que suponen para los aeropuertos y el tráfico aéreo en el momento de la aproximación. Son frecuentes las noticias de impactos producidos por pequeños aparatos de aficionados contra motores o superficies, con mayor o menor incidencia. Además del interés por las agencias de inteligencia, en manos de organizaciones terroristas, supone un riesgo evidente, tanto para espacios civiles y logísticos, como militares.

Tres características

No llevar un piloto a bordo es atractivo para aplicaciones civiles y militares. Neutralizarlo, en caso de que aparezca, supone una ventaja estratégica y duplica su atractivo. ¿Qué se exige a los sistemas anti-dron? Los fabricantes parten con el objetivo de lograr diseños que cubran la necesidad de proteger infraestructuras críticas y edificios oficiales en los que el vuelo de este tipo de aeronaves sin autorización puede suponer un riesgo. Tres son las características principales: detección, seguimiento e inhibición. Dentro de cada una de ellas, el rango de opciones y la sofisticación de sensores de multiplica.

La detección supone aplicar rangos de mayor o menor área de superficie, así como de definición de tamaño de objetivos. No es lo mismo poder localizar pequeños drones de 15 ó 40 cm, que pasan con facilidad los perímetros de seguridad pero tienen muy poco alance, que otros aparatos más complejos, con más capacidad de carga y autonomía de vuelo, de 15, 300 o 1.100 kilos. La sofisticación y la distancia son las dos variables de la detección. El Black Hornet (tamaño nano), el Phantom 3 (cámara doméstica) y el Hermes 90 (UAV ligero) serían tres ejemplos de productos que plantean un triple reto para los fabricantes. Las soluciones para la detección son cuatro: el uso del radar convencional, el radar persistente, el sonido mediante técnicas acústicas, y la vigilancia espectral de radiofrecuencia. La opción preferida suele ser un sistema combinado porque aumenta la efectividad. Los radares de onda continua deben ser compactos y desplegables, y tienen un coste asumible.

El seguimiento implica poder identificarlo mediante monitores y pantallas. Aquí, el factor diferencial es la radiofrecuencia, tanto en la comunicación con el radio operador, como con el GPS, formado una cúpula electromagnética que garantice un área de unos 500/600 metros. La identificación se puede realizar mediante técnicas “microdoppler”, que permiten diferenciarlo de aves; por imagen en infrarrojo y huellas de calor o cámaras hiperespectrales; o bien por el seguimiento de sus comunicaciones, el espectro electromagnético y sus emisiones de radio frecuencia.

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La tercera característica son las posibilidades de inhibición, pudiendo ser manual o automática, con la opción de poder penetrar en sus sistemas y hacerlo nuestro, o bien neutralizarlo y dejarlo caer. En entornos civiles la pregunta es cómo se deja caer y dónde. Las técnicas de anulación son diversas: el engaño de señales falsas (GPS spoofing) para apoderarse de su control; la creación de interferencias o jamming; el hacking de comunicaciones mediante conexión WiFi; o bien la anulación física o destrucción del aparato, mediante láser, redes o incluso el entrenamiento de águilas de caza. Rohde & Schwartz (Drone Alert), Kratos (LaWS), Rheinmetall (Oerlikon), Boeing (Silent Strike) o Rafael (Iron Beam) son algunos ejemplos de sistemas en uso. Una novedad interesante será el Laser System de Lockheed Martin o los desarrollos previstos de DARPA (Hellads y Excalibur). Como vemos, la superioridad tecnológica del anti-dron está en las frecuencias específicas y en su nivel de encriptación, es decir, los elementos básicos de guerra electrónica.

Tres ejemplos: ARMS, Horus y Horizon

Los sistemas de detección y neutralización ya forman parte del catálogo de productos y servicios mostrados en las ferias de defensa y seguridad, así como de contenidos de jornadas técnicas aeronáuticas. Señalamos tres ejemplos concretos que integran las características anteriormente mencionadas, y que sirven de muestra de las opciones disponibles actualmente en el mercado.

El ARMS (Anti RPAS Multisensor System) de Indra se orienta a anular la señal de los equipos de geolocalización del UAV, así como el enlace de comunicaciones con su estación de control. El radar ofrece un alcance de varios kilómetros, y una cámara infrarroja puede confirmar dicha información. Mediante el uso de un inhibidor de frecuencia en distintas bandas, procede a anular la señal de sus equipos de geolocalización, así como su enlace de comunicaciones con la estación de control desde la que se maneja. ARMS se gestiona desde una consola que permite configurar las zonas de detección y las acciones a realizar por el sistema. Las mejoras van dirigidas a ofrecer la máxima precisión a la hora de que el sistema realice la clasificación y seguimiento del dron, combinando el empleo de imágenes térmicas y la escucha radioeléctrica. Su reto está en dotar al algoritmo del sistema de capacidad de aprendizaje continuo, de modo que cuanto más se utilice mayor precisión ofrezca.

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Sistema anti-dron ARMS de Indra

 

Horus, fabricado por Thales, es un sistema que integra cuatro herramientas dentro de una. Se trata de sensores dirigidos a la realización de labores de vigilancia y reconocimiento, tanto marítimo como terrestre, con aplicaciones para uso civil o militar. La ventaja es que permite realizar múltiples servicios porque consigue visualizar datos, la posición y su estado, grabar y ver vídeos, y hacer uso del control remoto de los sensores. La información recogida puede tratarse con realidad aumentada, analizarse y exportarse a visores web, y acceder mediante dispositivos móviles.

El sistema MC-HORIZON, comercializado por Cotelsa, se caracteriza por su sofisticación, y está orientado a la detección de los drones de pequeño tamaño y movilidad, a velocidades relativamente altas. La solución parte de un disparo de haz electromagnético que inhibe las frecuencias de comunicación entre el dron y su piloto, así como su señal GPS. De esta forma, el dron quedará inutilizado y se evita que complete su misión e incluso, si así se desea, que escape intacto. La configuración puede ser fija, para grandes infraestructuras, o móvil -fácilmente transportable-, adaptadas al recinto que se desea proteger.

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Sistema anti-dron HORIZON de Cotelsa

 

Como conclusión, podemos afirmar que los equipos anti-dron se ven afectados por diversos problemas y limitaciones de carácter técnico; algunos de ellos irán disminuyendo conforme madure la tecnología y se sucedan y perfeccionen las diferentes versiones y modelos. En paralelo, su uso por parte de los adversarios (Estados, organizaciones terroristas o de crimen organizado), irá modelando las necesidades específicas de los usuarios en una carrera que, protagonizada por las empresas aeronáuticas, las universidades y los organismos públicos, tendrá dos variables inseparables: la carrera por la innovación tecnológica, y evitar o posibilitar el acceso y uso de estos desarrollos.

Acerca de Gabriel Cortina

Gabriel Cortina
Consultor especializado en industria aeroespacial y defensa

Licenciado en Ciencias de la Información por la Universidad Complutense de Madrid, master de Estudios Políticos Aplicados, beca London School of Economics and Political Science y diplomado en Altos Estudios de la Defensa Nacional por el CESEDEN.

Empresario y emprendedor, dirige su propia compañía orientada a la consultoría y el desarrollo de proyectos en comunicación y marketing. Colabora en el desarrollo de inversiones y nuevos negocios, tanto a nivel nacional como internacional.

Las principales áreas de actividad son aeronáutica y defensa, así como tecnología, industria y energía. Profesor visitante en centros docentes y universitarios, colabora con numerosas publicaciones especializadas y participa en iniciativas de la comunidad estratégica.