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El PEM en explosiones nucleares

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vacio El PEM en explosiones nucleares

Mensaje por Aleksander Vladimirov el Jue 26 Feb 2015, 12:56

El PEM en explosiones nucleares
No existe ser civilizado en este planeta, que no sepa lo que significa una explosión nuclear. Se han filmado varias películas que muestran los horrores de una explosión de ese tipo y muchos libros han sido publicados sobre el tema. Incluso dentro de la literatura técnica y científica hay trabajos muy interesantes como, "EMP Protective Measures" (Medidas protectivas contra el PEM) publicado por la Agencia de Preparación Civil de EEUU y "EMP Protective Systems" (Sistemas Protectores PEM) del Departamento de Defensa de EEUU. También han sido publicados trabajos en casi todas las revistas de electrónica que se publican en todo el mundo.
Desde el punto de vista de las comunicaciones y la electrónica, las explosiones nucleares tienen consecuencias que hay que analizar, olvidando por el momento, lo que ellas representan para la vida. Hasta da la impresión, de que el hecho de investigar el problema, significa una esperanza de sobre vivencia, puesto que de no ser así, nadie se tomaría la molestia de estudiar y tomar medidas al respecto.
Si miramos alrededor, veremos que vivimos en una especie de "burbuja de supervivencia" que funciona con electricidad y es controlada por semiconductores. En los últimos años, los dispositivos de esta "burbuja de supervivencia" se han hecho muy eficientes; las comunicaciones son más rápidas, los automóviles consumen menos combustible y casi no requieren de mantenimiento. Los radios, televisores, neveras, teléfonos y todo aparato electrónico han alcanzado una perfección inimaginable hace 40 años. Los dispositivos que mantienen en funcionamiento esta "burbuja de supervivencia", incluyen armamento de todos los tipos que, quiérase o no, permiten que el sistema siga funcionando. Naturalmente que dentro de la gama de armas, están las bombas de fisión nuclear. Hasta fines de los años 70, no se le prestó mucha atención al efecto que tendría una explosión nuclear en los equipos de la "burbuja de supervivencia", pues toda la atención estaba dirigida a los efectos que causa sobre la vida.
Las pruebas demostraron que toda explosión nuclear produce Pulsos Electromagnéticos (PEM), que inducen en los conductores (cables, alambres, piezas de metal), voltajes y corrientes comparables como los producidos por los más poderosos rayos. La diferencia está, en que la energía de un rayo se concentra en un solo sitio mientras que la energía de una explosión nuclear se induce simultáneamente sobre una extensa área. Los PEM pueden llegar a tener 3 millones de voltios y 10 mil amperios para un total de 30 mil millones de vatios de energía. Como comparación, la potencia promedio de una estación de radiodifusión es de 50 kilovatios, que representa sólo una millonésima parte de la potencia generada por el PEM de una explosión nuclear.
Significado del problema.
Tres bombas termonucleares de 10 megatones (que no son de las más potentes) detonadas a 400 Km. de altura sobre América del Norte, bastarían para generar un PEM lo suficientemente intenso como para colapsar toda la red de energía eléctrica de EEUU y Canadá incluyendo la red de teléfonos y todas las estaciones de radiodifusión. Virtualmente cada pieza de equipo electrónico (no protegido) radios, televisores, computadoras, control electrónico de casas, edificios, fábricas, automóviles, aviones, barcos, equipo de asistencia médica etc. etc. serian dañados o destruidos instantáneamente. Los pulsos destruirían también la mayor parte de los sistemas de comunicaciones y de control militar de ambos países. Siete u ocho bombas causarían similar daño en todo el continente.
Aunque no todos los científicos están de acuerdo, se produciría una reacción en cadena en las plantas atómicas debido al PEM. Los núcleos de los reactores se derretirían debido a la falla del sistema de control electrónico que sirve para gobernar el proceso de las plantas atómicas. Las plantas se diseñan con el máximo de precaución pero, hasta el momento, ninguna ha sufrido el impacto de un PEM producido por una explosión nuclear. Por tanto los efectos son impredecibles.
¿Como se produce el PEM?
A 400 Km. de altura, los rayos Gama producidos en los primeros nanosegundos (mil millonésimas de segundo) de una explosión nuclear, pueden viajar cientos de Km. antes de colisionar con los electrones de las moléculas de la atmósfera. Esa colisión puede ocurrir en una región de 4.000 Km. de diámetro y 10 Km. de espesor, justamente encima de la Ionosfera. Los electrones son acelerados, debido a un fenómeno conocido como efecto Compton y cuando llegan al campo magnético terrestre, crean pulsos electromagnéticos que son radiados hacia la tierra. Debido a lo grande del área donde se producen las colisiones, son afectadas enormes extensiones de tierra por campos eléctricos de hasta 50 mil voltios por metro. El área afectada por los PEM, de una sola explosión nuclear, puede que no sea tan grande como todo el territorio de EEUU, pero sin duda será electrónicamente desvastada un área equivalente al estado de Texas. Contrario a lo que la gente piensa, la explosión de una bomba termonuclear no necesariamente se realiza en tierra, sino más bien a una altura ideal (diabólico uso de una palabra tan bella) de precisamente 400 Km.
¿Cuáles son los efectos?
Imaginen lo que ocurre si alguien conecta la antena de un aparato de radio a una línea de alta tensión. Las consecuencias del choque de 40 mil voltios a 1000 amperios, pueden ser fácilmente imaginables. Algo similar, según los expertos, puede ocurrir con todo aparato electrónico como un radio, televisor, teléfono etc. de ser alcanzados por el PEM. Este tipo de pulso tiene una amplitud tan grande, que son inútiles todos los protectores conocidos contra pulsos eléctricos. Por ejemplo, un rayo típico tiene una duración total de 100 µs (microsegundos) y el tiempo que le toma en alcanzar la máxima amplitud es de 5 µs. Un PEM puede tener una duración de 1 µs y alcanza la amplitud máxima en 10 nanosegundos. Ningún protector conocido puede actuar tan velozmente.
Inmediatamente después de la llegada del PEM, todos los servicios se paralizan. No hay energía eléctrica, los carros no arrancan, no hay teléfono. Se interrumpe el funcionamiento de clínicas y hospitales, se paraliza la distribución de alimentos, policía, estaciones de radio y televisión, fábricas y oficinas. Lo inimaginable. Nuestra "burbuja de supervivencia" deja de funcionar. Volvemos a la edad de piedra, eso si estamos vivos, de lo contrario no tendremos que preocuparnos.
Vulnerabilidad
Los efectos de los pulsos electromagnéticos en los circuitos electrónicos son difíciles de predecir, debido a la complejidad e interacción que existe entre ellos. Lo que si es predecible, es que cuanto más complejos, más vulnerables son. Las líneas de distribución eléctrica son el camino natural para el PEM y es así que los especialistas han fabricado el "Zippertubing", que es una protección metálica flexible que, en forma de blindaje, se coloca alrededor de los cables y se cierra con una cremallera. De esta forma se puede proteger parcialmente los equipos, blindando las líneas de alimentación y de interconexión entre unidades.
Un área de gran preocupación son los motores y generadores eléctricos que usan gran cantidad de alambre de cobre y que resultarían dañados con el PEM. Resultado inmediato: corte de suministro de agua y energía eléctrica, destrucción de los generadores y circuito de encendido de los motores de los vehículos.
La complejidad de los circuitos es preocupante, sobre todo gracias al Circuito Integrado, que permite realizar infinidad de funciones. Se necesita 100 veces más energía para destruir los tubos de radio que para dañar transistores y 10 mil veces más energía para destruir tubos que para dañar Circuitos Integrados. Las memorias de los computadores (y todos los equipos con microprocesador la tienen) pueden ser borradas con 100 veces menos energía que la necesaria para destruir un Circuito Integrado. Una computadora sin memoria no sirve para nada. Los aviones en el aire o estacionados en lugares abiertos, sufrirán el deterioro de todos los controles, instrumentos de vuelo y aviónica, es decir dejarán de funcionar... Una situación particularmente molesta para los que estén en pleno vuelo.
La insensibilización de los equipo de comunicaciones, al pulso electromagnético (PEM), generado por una explosión nuclear, es un asunto vital para los militares y también para la población civil. Por eso, la mayoría de los fabricantes de semiconductores, producen ahora los Circuitos Integrados protegidos contra la radiación, con elementos del tipo "radiation hardened."
OTAN vs Pacto de Varsovia
Durante la Guerra Fría, el sistema militar de la OTAN fue defensivo, mientras que el del Pacto de Varsovia era ofensivo. Creían los mandos militares occidentales que la Tercera Guerra Mundial podía comenzar con una invasión de Europa por parte de los soviéticos.
El ejército del Pacto de Varsovia debería realizar una ofensiva arrolladora que no podía durar más de 10 días, por razones técnicas. En ese plazo, ellos esperaban una de tres cosas: rendición de uno de los bandos; aceptación de un alto al fuego en la línea alcanzada, o el desencadenamiento de una represalia nuclear estratégica.
Por tanto, la OTAN necesitaba resistir más de 10 días para detener la invasión e iniciar la contraofensiva. Para lograrlo, la OTAN tenía que recurrir a las armas nucleares tácticas. A partir de ese momento, todo era especulación. Lo que si es cierto es que esa guerra, que en realidad se habría llamado la "Batalla de Europa", no podía durar mucho más de 10 días sin que se desencadenase un intercambio nuclear de grandes proporciones.
Durante esos 10 días, todo el mundo habría estado bajo amenaza nuclear y si lo impensable hubiera sucedido, también fue de esperar que todos los servicios de telecomunicaciones hubieran estado presentes en esa crisis. Para entonces, no obstante, no habría energía eléctrica de servicio público, para hacer funcionar los equipos. No habría habido estaciones repetidoras operativas y tal vez el 95% de los equipos de radio y televisión habrían quedado deshabilitados.
En la Base Alfred Kirtland en New México, EEUU, hay una estructura que se conoce con el nombre de Trestle, que representa la preocupación por el PEM en los medios militares. Se trata de una plataforma de 58 m2 soportada por una torre con las mismas dimensiones y unos 40 m de altura. El acceso a la plataforma es por medio de una rampa de 15 m de ancho, al mismo nivel. La estructura está levantada en una depresión del terreno de manera que la plataforma queda al nivel de éste. Este complejo está fabricado totalmente de madera, con bloques de 30 por 30 cm. y atornillados con 250 mil tornillos de madera. En la estructura de 6 millones de bloques de madera, no hay una sola pieza metálica. Rodeando la plataforma hay una red de líneas de transmisión que son alimentadas por dos pulsadores de 5 millones de voltios que producen una energía electromagnética similar a un PEM. Sobre la plataforma se colocan los aviones que sirven para probar los equipos electrónicos especialmente diseñados para sobrevivir un ataque nuclear. El avión tiene una serie de sensores conectados con fibras ópticas, con una computadora instalada en edificaciones especialmente acondicionadas, donde se procesan los datos. Este complejo costó unos 60 millones de dólares.
Bien, no hay que engañarse. El tema tratado, sólo enfoca el problema desde la perspectiva del PEM. Para evitar malas interpretaciones, he aquí la descripción que hizo un sobreviviente de Hiroshima, donde se lanzó una bomba de sólo 13 kilotones. Las bombas tácticas que habrían sido usadas en campos de batalla, habrían sido de 1/2 ki1otón (media tonelada de TNT) hasta 20 kilotones. La armas estratégicas pueden llegar a tener 58 megatones (58 millones de toneladas de TNT.) Es escalofriante pensar que la suma de todas las bombas lanzadas durante la 2da Guerra Mundial fue de sólo 2 millones de toneladas de TNT.
El superviviente Suaie Kuramoto dijo: "Fue poco después de las 8 AM, un momento que no olvidaré jamás. Hubo un estampido que reverberó como la explosión de una bomba y, al mismo tiempo, un relámpago de luz amarillo-anaranjado atravesó los cristales a prueba de balas del techo. Oscureció como si fuera de noche. Una ráfaga de viento me levantó en el aire y me arrojó luego sobre el piso. Todavía sentía dolor cuando el edificio comenzó a derrumbarse a mi alrededor."
"Gradualmente el aire se aclaró y salí de entre los escombros. Mientras iba a un centro de emergencia, observé una gran confusión. El pavimento estaba tan caliente que me quemaba los pies, las casas ardían, los rieles de los tranvías irradiaban una luz fantasmagórica. En los jardines de un santuario se veían cuerpos amontonados, unos pocos de ellos con vida. La gente llegaba corriendo, con las ropas destrozadas y llorando; algunos tenían la cara hinchada y ensangrentada, a otros les colgaba la piel quemada de brazos y piernas. En un tranvía había hileras de blancos esqueletos."


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Referencias
-Basado en el artículo "El PEM", del mismo autor, publicado en Comunica Vol 2, Nº 12, Diciembre 1985.
-21st Century Complete Guide to Electromagnetic Pulse (EMP) Attack Threats, Report of the Commission to Assess the Threat to the United States from Electromagnetic ... 
-High-Altitude Nuclear War por John Lewallen
-Tactical Nuclear Weapons: Emergent Threats in an Evolving Security Environment 
por Alistair Millar

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Bibliografía:
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