E-Bombs: El encanto y el peligro de las armas de microondas de alta potencia

Las bombas electrónicas podrían ser las armas de destrucción masiva más peligrosas de nuestro mundo moderno.

¡Buenas noticias! Para aquellos preocupados por la inminente toma de control de la IA y los robots, los humanos pueden tener una "tarjeta As" bajo la manga: la bomba electrónica. Estas armas electrónicas de destrucción masiva podrían ser solo el truco para noquear cualquier deseo de Skynet en un futuro próximo.

Es probable que estas bombas representen solo una de las amenazas más graves para nuestras vidas modernas dominadas por la tecnología después de la bomba nuclear. Ya sea por naciones beligerantes o terroristas, tales bombas podrían usarse para causar estragos sin que una bala vuele.

Prepárate para sorprenderte.

¿Qué es una bomba electrónica?

Una bomba electromagnética, o bomba E para abreviar, es un dispositivo que genera un pulso electromagnético de alta potencia y/o un pulso de microondas de alta potencia, que es capaz de dañar gravemente o hacer completamente inútiles los dispositivos electrónicos dentro de su radio de pulso. Similar en concepto a una bomba convencional de alto explosivo, el daño causado no se debe a la capacidad física de la bomba para destruir un objeto objetivo, sino más bien a su efecto devastador en dispositivos electrónicos y redes.

Si bien actualmente existen pocas bombas eléctricas (por lo que sabemos), este tipo de bombas podrían resultar devastadoras para las naciones que dependen en gran medida de las infraestructuras eléctricas y digitales. De hecho, se informó que se utilizó una forma de NNEMP (bomba electrónica no nuclear) para desactivar la red de propaganda de Saddam Hussein durante la invasión de Irak de 2003.

Teóricamente, tales bombas podrían usarse para deshabilitar la infraestructura digital y la economía de una nación objetivo, causando potencialmente disturbios internos, dañando gravemente su capacidad para hacer la guerra y, en última instancia, potencialmente creando un colapso social.

A menudo se observan explosiones EMP similares durante las detonaciones de armas nucleares que se propagan rápidamente en campos eléctricos y magnéticos que fluctúan, lo que resulta en sobretensiones de corriente y voltaje dañinos. Aunque el término bomba electrónica a menudo se refiere a las armas EMP no nucleares (NNEMP).

Las explosiones EMP también se pueden observar en la naturaleza, a menudo asociadas con tormentas eléctricas y eventos de tormentas solares. Sin embargo, los impactos de los primeros tienden a ser más localizados y a pequeña escala. Las tormentas solares, por otro lado, podrían ser más severas que un ataque teórico con bomba E.

Estas bombas potencialmente ofrecen una mayor amenaza para las naciones modernas que las armas atómicas, ya que el hardware digital ahora es omnipresente y cada vez más crítico para muchas economías desarrolladas. Con impulsos para una interconectividad cada vez mayor, como el Internet de las Cosas, la amenaza potencial que estas armas ofrecerían en el futuro solo aumentará exponencialmente.

Con la creciente dependencia de la tecnología digital en los activos militares, tales bombas también podrían resultar devastadoras para los objetivos o comunicaciones militares navales, aéreos y terrestres.

Si bien la amenaza que representan estas armas puede sonar extravagante, algunos expertos están tan preocupados por ellas que han estado advirtiendo sobre el peligro potencial durante muchos años. Desafortunadamente, estas preocupaciones a menudo han caído en oídos sordos.

Algunos incluso han llegado a decir que bien podemos ver un verdadero ataque con bomba electrónica en la próxima década más o menos.

¿Cómo funcionan las bombas electrónicas?

En nuestro mundo moderno digitalmente interconectado, armas como las bombas electrónicas podrían resultar muy peligrosas. Una de las principales razones de esto es la proliferación de maquinaria electrónica y hardware digital en todo el mundo a lo largo de los siglos XX y XXI.

La infraestructura digital existe en todas partes hoy en día en muchas naciones, con aplicaciones que varían desde dispositivos portátiles, equipos domésticos u de oficina, transporte (como automóviles inteligentes), producción, salud y centrales eléctricas. Si bien los beneficios de dicha integración digital son incalculables, la electrónica utilizada en cualquier infraestructura digital podría ser una grieta muy grave en la armadura de la seguridad de una nación con respecto a la vulnerabilidad de la bomba electrónica. Esto podría incluir sistemas de infraestructura como centrales nucleares y plantas de gestión de agua y alcantarillado.

Cualquier exposición de estos sistemas, ya sea a frecuencia transitoria o radiante, que exceda su límite de voltaje especificado podría provocar daños muy graves.

Por ejemplo, la mayoría de los dispositivos electrónicos se descompondrán a través de una serie de mecanismos relacionados con la sobretensión. Un ataque de una bomba E lo suficientemente grande, o un conjunto de bombas más pequeñas, podría causar abandonos transitorios, conducir a "heridas" a largo plazo en el sistema o incluso terminar con una falla eléctrica completa. Una oleada lo suficientemente grande no solo podría quemar dispositivos semiconductores, sino que también podría derretir el cableado, freír baterías e incluso explotar transformadores. Todo dentro de la llamada "huella letal" del arma.

Este es efectivamente el "radio de explosión" EMP de la bomba E. Las explosiones EMP tienden a ocurrir en tres fases discretas. Visto por primera vez en detonaciones nucleares, estos son:

1. El pulso casi instantáneo inicial (a veces conocido como la fase "E1).
2. Una fase posterior de alta amplitud, también conocida como pulso "E2".
3. Y, el pulso final de "E3" de menor amplitud (pero aún dañino).

Puede comparar una bomba eléctrica a un dispositivo que rompe un dique o presa permitiendo una inundación incontrolada de electricidad (el agua retenida por el dique) a su paso.

La primera fase ("E1") causa la mayor parte del daño al inducir una tensión en los conductores electrónicos más allá de sus tolerancias de seguridad (es decir, agrieta el dique). La siguiente fase ("E2") actúa de manera similar a un rayo y probablemente sería la menos dañina, asumiendo que la protección de la iluminación no se vea comprometida por el pulso "E1".

El tercer y último pulso "E3" puede durar de segundos a minutos y ocurre cuando la bola de fuego (si se genera explosivamente) de la explosión inicial deforma temporalmente el campo magnético de la Tierra. Esta es la fase que podría causar el daño en cascada altamente dañino a las infraestructuras digitales (más sobre esto más adelante).

La exposición a ráfagas masivas de energía EM puede hacer que los aisladores dieléctricos (como los MOSFET, que son transistores de efecto de campo de óxido metálico y semiconductores) se descompongan o se filtren, y las uniones sesgadas inversamente pueden sufrir averías de avalancha. Una vez que cosas como los MOSFET se ven comprometidas, ya no pueden cambiar/controlar el flujo de corriente y los electrones pueden moverse libremente entre la fuente (fuente de alimentación) y el drenaje.

Otro problema también es la consiguiente acumulación de calor en la electrónica. Según la ley de Ohm, los voltajes más altos tienden a aumentar la cantidad de corriente en los circuitos eléctricos, lo que conduce a una reacción en cadena en la generación de calor debido al coeficiente de temperatura negativo de un semiconductor. Este calor, aunque probablemente no sea lo suficientemente alto como para fundir los semiconductores, probablemente será suficiente para fundir cables metálicos delgados y epoxi, lo que resultará en quemaduras.

Los dispositivos de red o baterías a menudo requieren muy poca energía para iniciar realmente este tipo de fallas catastróficas.

Después del pulso EMP inicial y con los aisladores dañados, la fuente de alimentación (ya sea batería o red eléctrica) puede fluir sin obstáculos causando estragos en los circuitos eléctricos.

Por esta razón, uno de los impactos potenciales más importantes de los ataques con bombas electrónicas es el daño en cascada causado dentro de la infraestructura digital de una nación. El fallo de un dispositivo en el sistema podría, potencialmente, desencadenar una sobrecarga en otro, y luego en otro, etc. y así sucesivamente a lo largo de la red.

Para los grandes sistemas interconectados, como los de las naciones desarrolladas, los ataques con bombas eléctricas podrían conducir a un colapso total de la red eléctrica y/o la red digital.

Este tipo de efecto en cascada conduciría a cosas como explosiones de fuente de alimentación en modo conmutador (SMPS) que, a su vez, producirán picos eléctricos en la red eléctrica. Esto podría causar que cientos de miles de estos fracasen casi simultáneamente dentro de las áreas periféricas a la "huella letal" inicial de las bombas E.

Como puedes imaginar, esta sería devastadora y potencialmente una forma muy eficiente de paralizar gravemente a una nación enemiga.

¿Qué países tienen bombas electrónicas?

La respuesta corta es que realmente no lo sabemos. Si bien se sabe que países como los Estados Unidos, Rusia, los estados miembros de la UE, China y posiblemente Corea del Norte han estado investigando el emplazamiento de armas de dicha tecnología, no podemos estar del todo seguros de cuánto se ha avanzado.

Dicho esto, y como mencionamos anteriormente, Estados Unidos parece tener un ejemplo práctico, si los informes de su uso durante la invasión de Irak de 2003 son correctos.

Una cosa desconcertante a tener en cuenta es que cualquier persona con suficiente conocimiento de cómo funciona una bomba nuclear o convencional, y acceso a los materiales requeridos, podría posiblemente hacerla relativamente fácil.

Sin embargo, esto también debería traer alguna forma de comodidad, ya que cualquier equipo de investigación necesitaría tener suficientes físicos con un conocimiento práctico de cómo hacer FCG (generadores de compresión de flujo) y vircatores (oscilador de catódo VIRTUAL).

Con respecto al equipo y los componentes necesarios, gran parte de lo que se requeriría ha existido desde la década de 1950 más o menos. Si alguien pudiera obtener esquemas lo suficientemente precisos, o idear los suyos propios, se podría construir una bomba electrónica en funcionamiento por unos pocos cientos a un par de miles de dólares en materiales incontrolados.

Por ejemplo, tales dispositivos a menudo requieren acceso a C4, Semtex u otros explosivos fundibles de alta velocidad que están fácilmente disponibles.

¿Qué tipo de armas electromagnéticas hay?

Puede que te sorprenda escuchar que en realidad hay bastantes. Sin embargo, la mayoría de las veces tienden a caer en varios tipos dependiendo de sus medios de despliegue y cobertura espectral.

Es importante tener en cuenta que varios equipos electrógenos de generación de pulsos también se utilizan con fines científicos y más benignos.

Por su efecto, ya sea en estado estacionario o efecto transitorio, el primero tiende a consistir en cosas como armas de haz, con los últimos dispositivos de un solo disparo como bombas E. Una vez activada o detonada, la cobertura espectral liberada tiende a caer en banda ancha o banda estrecha, alta o baja frecuencia y potencia emitida.

Según un experto, Carlo Kopp, "un arma de un solo disparo de baja frecuencia y baja potencia de banda ancha podría ser una submunición para una bomba de racimo que utiliza un imán de tierras raras con una chaqueta explosiva alta, mientras que un arma pulsada repetitivamente de alta frecuencia de banda ancha podría ser un anillo Landecker impulsado por un banco Marx

Kopp también resulta ser la persona que acuñó por primera vez el término "bomba E" en la década de 1990.

Este término se ha utilizado para describir algo así como una bomba de pulso electromagnético nuclear (EMP) de gran altitud y se ha aplicado a dispositivos más pequeños y no nucleares basados en algo llamado generador de compresión de flujo (FCG).

Este dispositivo, demostrado por primera vez por Max Fowler en la década de 1940, utiliza un explosivo rápido para comprimir rápidamente un campo magnético, transfiriendo energía del explosivo al campo magnético. Durante la operación, el FGC sería destruido, pero emitiría enormes cantidades de corriente eléctrica en el proceso. Si suficientes de ellos se detonaron en secuencia, esta corriente se puede amplificar en niveles máximos de potencia del orden de TeraWatts a decenas de TeraWatts.

Estos dispositivos producirían un efecto de banda ancha directa de baja frecuencia o podrían usarse como fuente de alimentación de pulso de un solo disparo para un tubo de microondas de alta potencia (HPM), como un oscilador de cátodo virtual (Vircador). Un vircador es un dispositivo utilizado para enfocar la energía liberada por un FGC a cientos de metros, o más, un poco como el reflector en una antorcha o faro de coche.

¿Cuáles son las limitaciones de las bombas electrónicas?

La principal limitación de las bombas E, como cualquier otra bomba convencional, son sus sistemas vectores a un objetivo. Si se lanzan desde una aeronave, su eficacia depende completamente de la capacidad de la plataforma vectora para alcanzar y desplegar el arma.

Si está destinado a ser entregado por aviones cazabombarderos más pequeños, por ejemplo, el tamaño de la bomba E será limitado. La entrega por misiles balísticos intercontinentales (ICBM) más grandes ofrecería el potencial de cargas útiles más altas, pero también aumentaría drásticamente el costo por unidad.

Curiosamente, otra limitación de las bombas electrónicas también es su objetivo previsto. Si se utiliza electrónica más antigua, por ejemplo, tecnología termiónica en lugar de estado sólido, el objetivo tendría cierta resiliencia a un ataque de bomba electrónica.

Algunos otros objetivos, como las instalaciones de radar, también pueden parecer no haberse visto afectados si continúan irradiando señales de radar después de un ataque. Si bien es probable que recibir equipo haya sido descamado fuera de acción, esto no sería obvio para un observador. Cerrar tales sistemas antes de un ataque también podría usarse para "engañar" a las fuerzas atacantes haciéndoles pensar que un ataque también ha tenido éxito.

¿Se puede proteger la infraestructura digital de las bombas electrónicas?

¿Ya tienes miedo? La buena noticia es que, si bien las bombas electrónicas son dispositivos potencialmente increíblemente destructivos, hay cosas que se pueden hacer para protegerse contra ellas: el endurecimiento electromagnético de la infraestructura digital.

Este proceso implica el "endurecimiento" de equipos digitales y fuentes de alimentación. Un ejemplo es reemplazar todo el cableado metálico (especialmente el cableado de cobre antiguo) con alternativas de fibra óptica en las redes. Otros incluyen la instalación de dispositivos de protección en las alimentaciones de antenas e interfaces de alimentación de red.

Otras opciones incluyen el cierre de sistemas electrónicos críticos dentro de recintos conductores, como una jaula Faraday. Sin embargo, los sistemas dentro de la jaula todavía necesitarían conectividad o energía desde fuera de ella, lo que todavía puede presentar una vulnerabilidad.

En tales circunstancias, los dispositivos de detención electromagnética podrían resultar increíblemente útiles.

Si bien los propietarios de viviendas pueden hacer esto a sus propias casas hasta cierto punto, es importante tener en cuenta que es más crítico proteger la red principal y las redes de telecomunicaciones. Un ordenador protegido que funcione será prácticamente inútil sin alimentación de red ni conexión a Internet en caso de que se detone una bomba electrónica.

El endurecimiento retroactivo de este tipo sería costoso y llevaría mucho tiempo para la mayoría de las naciones desarrolladas, pero si los expertos en el campo tienen razón, las bombas electrónicas son literalmente una bomba de tiempo. No se trata de si, sino cuándo, se ve un ataque con bomba electrónica.

Si se puede convencer a los tomadores de decisiones en los gobiernos de que se tomen el problema en serio, en lugar de tratarlo como una fantasía esotérica o etérea, solo entonces las naciones podrán fortalecer sus defensas electrónicas. Incluso si nunca son necesarios.

Si los dispositivos e instalaciones más nuevos pudieran "endurecerse" desde el principio, esto ahorrará tiempo y no debería agregar tanto costo adicional (las estimaciones oscilan entre el 10 y el 20%) en el punto de compra o comisión.

Incluso si las bombas electrónicas nunca se materializan realmente como una posible amenaza para la seguridad nacional a corto plazo, el endurecimiento de nuestras infraestructuras digitales podría ser una buena idea de todos modos. Después de todo, se ha demostrado que las preocupaciones sobre actos de la naturaleza como las eyecciones de masa coronales y otros eventos solares desactivan los sistemas eléctricos aquí en la Tierra.

Dos pájaros de un tiro, si quieres. Hasta ahora hemos tenido suerte, pero los grandes eventos futuros de tormentas solares son una inevitabilidad.