Ejército brasileñoImagen captada por el monocular Olhar durante las pruebas del dispositivo realizadas por tropas del Ejército BrasileñoEjército brasileño
Un dispositivo óptico que les permite a las fuerzas militares, policiales y de seguridad detectar la presencia de personas, animales, instalaciones y vehículos en condiciones adversas de luminosidad, tan solo por el calor que emiten, ha sido desarrollado por la empresa brasileña Opto Space & Defense, propiedad del grupo Akaer y especializada en sistemas optrónicos. Dicho conglomerado, que tiene su sede en São José dos Campos, se dedica a la producción de estructuras, equipos y sistemas para los sectores aeroespacial y de defensa. El monocular de imagen térmica Olhar, el primero de su género fabricado por una compañía nacional, fue diseñado con base en requerimientos definidos por el Ejército brasileño. Un primer lote fue homologado en agosto, tras más de un año de pruebas por parte de la fuerza.
“El dispositivo fue diseñado para ser un instrumento robusto, liviano y de dimensiones reducidas. Este desarrollo muestra que el país maneja la tecnología de termovisión y es capaz de fabricar sus propios equipos. Con él, nos independizamos de las cuestiones geopolíticas que dificultan la adquisición de estos aparatos por parte de las Fuerzas Armadas de Brasil”, dice el ingeniero electrónico Cláudio Carvas, director presidente de Opto Space & Defense. El proyecto, que se inició hace más de 15 años, se llevó a cabo en colaboración con el Centro de Tecnología del Ejército (CTEx) y en su etapa inicial recibió apoyo de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep).
Menos de 10 países en el mundo, entre ellos China, Estados Unidos, Francia, Israel y el Reino Unido, dominan la tecnología de fabricación de monoculares de visión térmica para usos militares, y los que cuentan con esta capacidad restringen la comercialización de los dispositivos.
“La termovisión es fundamental para los países que entran en guerra. Los expertos en defensa suelen decir que los soldados brasileños son ciegos, porque una guerra de día solo se ve en el cine. Los combates reales ocurren de noche, cuando las dificultades son mayores y los dispositivos como el monocular fabricado por Akaer son esenciales”, sostiene el físico Jarbas Caiado de Castro Neto, del Instituto de Física de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IFSC-USP), quien no participó directamente en el desarrollo.
Los equipos como el Olhar detectan la radiación infrarroja, asociada al calor, que emiten el cuerpo humano u objetos, y la convierten en una imagen visible. Para ello están provistos de sensores, generalmente hechos de silicio amorfo u óxido de vanadio, capaces de captar la radiación térmica que emiten los cuerpos. La radiación infrarroja detectada se convierte en pulsos eléctricos que, a su vez, se procesan y dan origen a una imagen térmica en la que diferentes colores o tonos representan las distintas temperaturas. Esta imagen se muestra en una pequeña pantalla o display.
El monocular creado por Opto Space & Defense no solo podría utilizarse para operaciones militares, sino también en misiones de rescate para localizar personas, animales u objetos calientes bajo condiciones de escasa o nula visibilidad, como por ejemplo en ambientes con humo, polvo o niebla. “El dispositivo detecta las partes calientes de una imagen, ya sea durante una operación diurna como nocturna. Esta es su función primordial”, dice Carvas. “En la mayoría de sus aplicaciones, el Olhar puede utilizarse para aumentar la capacidad de observación del usuario”.
Con un peso de unos 800 gramos y 155 milímetros (mm) de largo por 72 mm de ancho y 67 mm de alto, el aparato puede operarse en forma manual o bien acoplado a cascos, fusiles y ametralladoras. A diferencia de la mayoría de sus competidores internacionales, el dispositivo brasileño posee dos opciones de lentes intercambiables, con distancias focales de 14 mm (en el modelo básico) y 54 mm (en el modelo Caçador), que acerca la imagen.
Ejército brasileñoUn soldado con el monocular de visión térmica de Opto acoplado a su cascoEjército brasileño
Modelo avanzado
El monocular Olhar, explica Carvas, es diferente a las gafas de visión nocturna. Los militares estadounidenses utilizaron estas últimas en la misión destinada a la captura y ejecución del terrorista Osama Bin Laden en Pakistán, en 2011. “No es la misma tecnología. Los anteojos de visión nocturna son intensificadores de luz, es decir, captan un mínimo de luz existente en el entorno y la amplifican para formar una imagen. El monocular térmico no depende de la luz ambiental”.
Según Akaer, que este año se convirtió en la primera empresa brasileña del sector aeroespacial en obtener el estatus de proveedora global nivel 1, o Tier 1 (véase el apartado), el monocular utiliza lo más avanzado en materia de microelectrónica, mecánica de precisión y óptica. “El diseño óptico de los objetivos térmicos y el ocular asegura un alto rendimiento que se traduce en imágenes de alto contraste y baja distorsión”, dice el ejecutivo de Opto Space & Defense.
En el campo de la electrónica, se desarrollaron placas de circuitos impresos de dimensiones reducidas que contienen componentes con encapsulados diminutos. También se utilizaron módulos de procesamiento y una micropantalla con tecnología oled, que utiliza diodos emisores de luz orgánicos, además de un sensor térmico de alta resolución, adquirido en el exterior.
“Para la estructura mecánica hubo que diseñar y fabricar el cuerpo del monocular de dimensiones reducidas, de manera tal que pudiera albergar y garantizar la seguridad de los componentes internos”, informa Carvas. “El conjunto mecánico debía asegurar el alineamiento óptico del sensor térmico y del objetivo, sin el cual la imagen no tendría una buena resolución y nitidez”. La robustez del sistema era otro prerrequisito establecido por el Ejército. El monocular resiste 30 minutos bajo el agua y salió bien parado en los test de resistencia a los golpes, según informa Akaer.
“Esta tecnología representa todo un reto”, reconoce Castro Neto, del IFSC-USP, quien participó en el diseño de una primera versión del monocular, bautizado VDN X-1, que comenzó a diseñarse en 2007 en los laboratorios de la startup Opto Eletrônica, en São Carlos, de la que el físico fue uno de sus fundadores. En 2016, la división Espacio y Defensa (E+D) de la empresa fue adquirida por Akaer y rebautizada Opto Space & Defense. Tres años después retomaron el proyecto del monocular.
El diseño y la fabricación de lentes de visión térmica, así como la planificación de sus componentes electrónicos, es considerada una de las tareas más complejas para quienes están familiarizados con el proyecto. “A diferencia de las lentes para cámaras que operan en el espectro visible, las térmicas necesitan fabricarse con materiales muy específicos, tales como sulfato de zinc, silicio y germanio, cuya disponibilidad es limitada. El diseño del sistema óptico es intrincado y debe incluir entre sus previsiones la anulación de las aberraciones cromáticas, las distorsiones y otros problemas con el propósito de obtener una imagen precisa”, dice el investigador de la USP.
Ante la consulta de Pesquisa FAPESP, el Ejército se limitó a informar mediante una nota, que “la evaluación del proyecto finalizó recientemente y el equipo aún está siendo sometido a estudios para su adopción”. En el marco de los procesos de evaluación técnica y operativa para homologarlo, se analizaron múltiples requisitos de funcionamiento en laboratorio y sobre el terreno, siguiendo normas compatibles con las establecidas por las Fuerzas Armadas de Estados Unidos. El lote de 21 equipos entregado al Ejército el año pasado fue sometido a pruebas de susceptibilidad electromagnética, emisión sonora y resistencia a altas y bajas temperaturas, a la arena y a la humedad, entre otras.
Aún no se ha definido cuándo se incorporará el monocular al arsenal terrestre de las Fuerzas Armadas. “No sabemos cuántos aparatos serán adquiridos ni cuándo. Pero ya hemos recibido consultas de otros países interesados en el dispositivo. Su venta al exterior, sin embargo, depende de la autorización del Ejército, ya que el proyecto ha sido un encargo de esta institución”, dice el director de Opto Space & Defense.
Akaer no reveló el precio del monocular. Su valor, según la compañía, depende de una serie de variables, como por ejemplo, el número de unidades contempladas en la negociación. Los monoculares de imagen térmica que ya se están utilizando ‒como los de las empresas estadounidenses Teledyne Flir Systems y L3Harris Technologies, una de las proveedoras del Ejército de Estados Unidos, de la británica BAE Systems y de la israelí Elbit Systems‒ parten de un precio de 3.000 dólares y pueden llegar a superar los 20.000 dólares. El valor varía según las características del dispositivo, el nivel de sofisticación tecnológica y los accesorios, entre otros factores. “El Olhar será competitivo. No será el más caro ni el más barato del mercado”, subraya Carvas.
Deutsche AircraftD328eco: Akaer es el fabricante del fuselaje frontal del turbohélice alemánDeutsche Aircraft
Akaer es la primera empresa brasileña calificada como proveedora global de nivel 1 para el sector aeroespacial
En marzo de este año, Akaer, una empresa de ingeniería del polo aeroespacial de São José dos Campos, en el interior
paulista, fue seleccionada por la firma alemana Deutsche Aircraft para diseñar y fabricar el fuselaje frontal de su modelo D328eco, un turbohélice de 40 plazas destinado a los mercados regionales. A partir de este contrato, la compañía se convirtió en la primera empresa brasileña proveedora global nivel 1 (Tier 1) para el mercado aeroespacial, una meta que venía persiguiendo en los últimos años (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 270).
“La clasificación de Akaer como Tier 1 constituye un hito para la industria aeronáutica brasileña”, subraya el economista Marcos José Barbieri Ferreira, de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad de Campinas (Unicamp), experto en industria aeroespacial y de defesa. “Aunque nuestro país cuenta con la tercera mayor compañía de fabricación de aviones del mundo, Embraer, todavía no teníamos ninguna empresa dentro de la clasificación Tier 1”.
Barbieri Ferreira explica que las empresas con esta capacidad son proveedoras de primer nivel de componentes estructurales, segmentos y sistemas aeronáuticos complejos, tales como alas, fuselaje (aeroestructuras), trenes de aterrizaje, motores y aviónica. Hasta ahora, Brasil solo tenía compañías Tier 2 y 3, normalmente empresas de pequeño y mediano porte proveedoras de componentes con menor valor agregado, tales como piezas mecanizadas o materiales compuestos que formarán parte de estructuras mayores.
El turbohélice D328eco, destinado a uso civil y militar, se está diseñando para volar con el llamado combustible de aviación sostenible (SAF), una solución que la industria aeronáutica está adoptando para reducir la huella de carbono del sector (lea en Pesquisa FAPESP, ediciones nº 317 y 337). Según estimaciones de Akaer, el primer fuselaje fabricado en Brasil será entregado a finales del año que viene. Está previsto que la aeronave comience a operar comercialmente en el cuarto trimestre de 2027.
Un jet supersónico y un cohete
La empresa de São José dos Campos participa en otro proyecto internacional de gran porte: la construcción del avión militar supersónico Hürjet, de Turquía. La compañía de aviación Turkish Aerospace Industry (TAI), líder de la iniciativa, seleccionó a Akaer como colaboradora para el desarrollo y la especificación del diseño estructural, el cálculo estructural y las instalaciones de sistemas del fuselaje de cola, parte del fuselaje central e instalaciones de empenaje (superficies traseras) del Hürjet. El primer prototipo realizó su vuelo inaugural en abril de 2023.
“El mayor reto de este proyecto fue revisar la concepción y disponer de toda la documentación del primer prototipo aprobada en un plazo extremadamente corto”, subrayó Fernando Ferraz, vicepresidente de Operaciones, en un comunicado a la prensa. “Solo hemos podido dar cumplimiento a este desafío gracias a nuestra amplia experiencia acumulada en el desarrollo de productos aeronáuticos complejos para los sectores de defensa, aviación ejecutiva y civil”.
Akaer también toma parte en proyectos estratégicos nacionales, como la modernización de la aeronave de patrulla P-3AM Orion, de la Fuerza Aérea Brasileña (FAB), y el desarrollo de un nuevo vehículo de lanzamiento de pequeño porte capaz de poner en órbita nano y microsatélites.
En el exterior, forma parte de un proyecto en curso denominado Deep Underground Neutrino Experiment (Dune), que se lleva a cabo en Estados Unidos. La firma ha construido, a través de su empresa controlada Equatorial Sistemas y con el apoyo de físicos de la Universidad de Campinas (Unicamp) y del Centro Brasileño de Investigaciones Físicas (CBPF), una de las máquinas que equiparán el experimento.
Este artículo salió publicado con el título “Para detectar el calor” en la edición impresa n° 344 de octubre de 2024.
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