En la competición entre búnkeres de hormigón cada vez más perfeccionados y las bombas para reventarlos, el hormigón podría estar ganando.
A finales de la década de 2000, circularon rumores sobre un búnker en Irán atacado por una bomba de fragmentación. La bomba no había penetrado, permaneció incrustada en la superficie del búnker. En lugar de atravesar el hormigón, la bomba se detuvo inesperadamente.
La razón no era difícil de adivinar. Irán era líder en la nueva tecnología del Ultra High Performance Concrete, o UHPC. Evidentemente, su última tecnología era demasiado para los explosivos estándar.
La Dra. Stephanie Barnett, de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido), participa en el desarrollo de un hormigón más resistente para proteger los edificios civiles contra los ataques terroristas, ampliando los límites de una protección cada vez mayor. Ella ha escuchado la historia y comprende el equilibrio entre la ofensiva y la defensiva. Aunque el público se muestra entusiasmado, a veces escucha respuestas menos positivas del personal militar que asiste a sus presentaciones. «Me dijeron: ‘Si haces este material más fuerte y resistente a las explosiones e impactos, tendremos que pensar en cómo atravesarlo'», cuenta Barnett a Popular Mechanics.
Un hormigón más resistente obligaría a los destructores de búnkeres a mejorar su capacidad. En 2005, Israel, que desde hace tiempo está interesado en Irán como objetivo potencial, solicitó a Estados Unidos nuevas y más potentes armas de destrucción de búnkeres, que finalmente le fueron suministradas en 2009, las GBU-28, una bomba de 5.000 libras con un poder de penetración aproximadamente cuatro veces mayor que la GBU-31v3 de 2.000 libras suministradas anteriormente.
Ahora, Israel vuelve a subir el listón con una solicitud de la nueva bomba GBU-72 «Advanced 5K Penetrator», que se probó por primera vez el pasado octubre y que todavía no está en servicio. Al igual que la GBU-28, es una bomba de 5.000 libras, pero con una mejora significativa respecto al arma anterior, aunque no se conocen detalles.
El desarrollo del GBU-72 y el deseo urgente de Israel por él podrían ser señales de que, en la silenciosa carrera armamentística entre el hormigón y las bombas, el hormigón está ganando.
Fundamentos de la destrucción de búnkeres
La USAF introdujo su primera destructora de búnkeres moderna en 1985. Las de uso general tienen una fina carcasa de acero rellena de explosivos; el bunker buster tenía un perfil más estrecho, con una carcasa más gruesa y menos explosivo. Su diseño concentra todo el peso en un área más pequeña, convirtiéndola en un picahielos en lugar de un martillo, de modo que la bomba puede atravesar el hormigón o perforar la tierra para atacar a objetivos profundamente enterrados.
Aunque se usan las mismas bombas de uso general que en los años 90, los cazabúnkeres han tenido que pasar por varias generaciones de actualizaciones. A principios de la década de 2000, las Fuerzas Aéreas incluso desarrollaron un tipo de acero especial para este fin, conocido como Eglin Steel, en asociación con el especialista en acero Ellwood National Forge Company.
El acero Eglin es bajo en carbono y níquel con trazas de tungsteno, cromo, manganeso, silicio y otros elementos, cada uno de los cuales aporta una propiedad deseable al conjunto. El acero Eglin es el estándar de oro para las municiones antibúnker, aunque en los últimos años se ha complementado con el nuevo USAF-96, que tiene rendimiento similar, pero es más fácil de producir y trabajar.
Los científicos de materiales distinguen entre las cualidades de tenacidad y dureza, y es el equilibrio entre ellas lo que impulsa las carreras armamentísticas entre armas y blindajes.
Por ejemplo, cuando una bala de plomo blanda golpea un chaleco de kevlar se arruga y deforma, perdiendo energía porque carece de dureza. Sin embargo, si la misma bala tiene un revestimiento de acero duro, el kevlar cede. La contrapartida consiste en endurecer el blindaje, añadiendo placas cerámicas ultraduras fabricadas con materiales como el carburo de boro, que son tan duras que las balas con revestimiento de acero se rompen al impactar. Esto llevó a la creación de balas perforantes especiales con punta de tungsteno duro. Cuando éstas chocan con una placa de cerámica, la placa se rompe en un proceso conocido como fallo por fragilidad.
La carrera armamentística contra los búnkeres es similar, pero mientras el atacante tienen la ventaja del acero, la defensa se basa en el hormigón, que parte con una desventaja incorporada. «El hormigón es intrínsecamente frágil», afirma el profesor Phil Purnell, experto en tecnología del hormigón de la Universidad de Leeds. «Es bueno para evitar ser aplastado, no para ser estirado. La debilidad está en su capacidad de tracción y dureza». Purnell señala que, aunque algunos hormigones modernos son realmente más resistentes que el aluminio, su fragilidad es su talón de Aquiles, y ceden al agrietarse.
Sin embargo, esto cambió con la llegada del hormigón UHPC. Anteriormente, el límite elástico de 5.000 libras por pulgada cuadrada (psi) era suficiente para que el hormigón fuera calificado como «de alta resistencia», y los mejores llegaban hasta 10.000 psi. El nuevo UHPC puede soportar 40.000 psi o más.
La mayor resistencia se consigue convirtiendo el hormigón en material compuesto con la adición de acero u otras fibras. Estas fibras lo mantienen unido y evitan que las grietas se extiendan por todo el hormigón, anulando su fragilidad. «En lugar de obtener unas pocas grietas grandes en un panel de hormigón, se obtienen muchas grietas más pequeñas», dice Barnett. «Las fibras le dan más energía de fractura».
La energía de fractura se define como la cantidad de energía necesaria para abrir un material. El hormigón absorbe la energía cinética de un proyectil al fracturarse, frenándolo y evitando que penetre. Naturalmente, los investigadores han estado experimentando para encontrar la mezcla óptima de fibras para el UHPC. Más es mejor, pero tiene límite. «El problema es que, si se pone más del uno por ciento de fibra de acero, empieza a aglomerarse», dice Purnell. «El truco inteligente [es] cómo mezclar más del uno por ciento de fibra en el hormigón».
Varios equipos de todo el mundo han trabajado con técnicas para mezclar fibras con éxito. Gran parte de este trabajo lo llevan a cabo militares; pero como señala Barnett, según su experiencia, a veces vienen a hacer preguntas a los investigadores civiles, pero nunca dicen nada sobre su propio trabajo. En el campo del hormigón resistente a los impactos, de interés minoritario en la obra civil, es posible que estén un poco por delante de sus homólogos civiles.
Cuando la USAF necesitó un nuevo destructor de búnkeres a toda prisa…
En enero de 1991, cuando Estados Unidos dirigía la operación de Kuwait, la inteligencia estadounidense descubrió algo alarmante. Los iraquíes habían construido una serie de nuevos búnkeres de mando alrededor de Bagdad a gran profundidad, protegidos por varios metros de hormigón armado, que se estimaba que eran invulnerables a los cazabúnkeres de 2.000 libras existentes de la USAF.
Se puso en marcha un programa de choque para construir una nueva bomba de 5.000 libras para la ocasión. El trabajo comenzó inmediatamente en el Air Force Research Laboratory Munitions Directorate en la base aérea de Eglin, Florida. No había tiempo para fabricar las carcasas de la bomba desde cero, por lo que se usaron obuses 8 pulgadas, rellenados a mano con explosivo, con una nueva ojiva. Los primeros prototipos se entregaron a la USAF menos de un mes después; en una prueba con un trineo de cohetes, la nueva arma penetró más de 6 metros de hormigón.
El 27 de febrero se enviaron al teatro de operaciones dos bombas operativas que fueron lanzadas por los F-111F. Seis segundos después del impacto en uno de los nuevos búnkeres iraquíes, salía humo de la entrada, lo que indicaba que había sido atravesado y destruido. El día se salvó gracias a una munición desarrollada seis semanas antes.
Pero, ¿ganará la Fuerza Aérea la próxima ocasión de destrucción de búnkeres con tanta facilidad? ¿Existen realmente búnkeres invulnerables?
En 2012, la USAF puso en marcha un proyecto para evaluar el reto que suponían los búnkeres fabricados con UHPC. La Fuerza Aérea terminó desarrollando su propia versión de este material, conocida apropiadamente como hormigón de alta resistencia Eglin, para el proceso de prueba.
Aunque los resultados del estudio son confidenciales, un estudio chino de código abierto comparó el hormigón normal de alta resistencia con el UHPC reforzado con fibras. Los proyectiles atravesaron los objetivos de hormigón armado, pero los objetivos de UHPC sobrevivieron con sólo pequeñas grietas, y los proyectiles «se incrustaron en los objetivos o rebotaron».
A las Fuerzas Aéreas ya les preocupaba que incluso sus bombas de 5.000 libras no fueran suficientes, y en 2011 recibieron la Massive Ordnance Penetrator (MOP), una colosal bomba de 30.000 libras. Esta era aún más grande que la célebre Massive Ordnance Air Blast (MOAB, o «madre de todas las bombas»), de 21.000 libras, para reventar los búnkeres más profundos y resistentes con pura energía cinética. La MOP es una bomba tan grande como puede transportarse en un avión. Solamente el bombardero estratégico B-2 Spirit tiene esa capacidad, por lo que la mayor parte del trabajo contra objetivos menores se tendrán que hacer armas más pequeñas de 2.000 y 5.000 libras.
Tras el estudio concreto, la Fuerza Aérea mejoró la MOP. Luego lo volvió a actualizar. En 2018, se encontraba en su cuarta actualización. Se realizaron actualizaciones similares en armas más pequeñas.
El problema es que incluso la mayor bomba posible, fabricada con el material más resistente disponible, podría no ser capaz de penetrar. El Dr. Gregory Vartanov, de la empresa Advanced Materials Development Corp, con sede en Toronto, afirma que el UHPC de alta calidad es simplemente demasiado resistente para las bombas fabricadas con los aceros existentes. «Los penetradores con carcasas monolíticas fabricadas con materiales como… Eglin Steel… no pueden penetrar búnkeres fabricados con UHPC», señala Vartanov en un artículo publicado en febrero de 2021 en la revista Aerospace & Defense Technology, basando su afirmación en fórmulas de penetración de código abierto.
Pero ahí no acaba la historia. El UHPC es bueno, pero ya se está probando una protección aún mejor en el laboratorio.
El hormigón es cada vez más resistente
Un trabajo reciente realizado en China describe un Fuctionally Graded Cementitious Composite (FGCC), fabricado mediante la superposición de distintos tipos de hormigón de alto rendimiento con diferentes propiedades. La fina capa exterior es un UHPC reforzado con áridos extraduros; debajo hay una capa gruesa de UHPC reforzado con fibras híbridas optimizada para resistir el agrietamiento. Por último, hay una capa de UHPC reforzado con fibra de acero resistente. Como explica Purnell, cada capa tiene un efecto diferente.
«La capa exterior dura daña el proyectil, la capa gruesa tiene la masa para absorber su energía, y luego la capa interior atrapa los trozos», dice Purnell. Esta capa interior, que no se desprende, garantiza que, si el hormigón se agrieta, los fragmentos (o «desprendimientos») no pasen al búnker.
Según una investigación china publicada en junio, el FGCC resistió la penetración y la explosión mucho mejor que el UHPC: «la profundidad de penetración, el área del cráter y el daño por penetración disminuyeron en gran medida por los efectos sinérgicos de las fibras de alta resistencia y los agregados gruesos». Barnett dice que ha trabajado en un concepto similar, y que esta técnica de superposición de materiales con diferentes propiedades podría ser más eficaz que cualquier material por separado.
La última investigación se produce tras al menos cuatro años de estudio en China sobre el hormigón en capas, con especial atención a la absorción de impactos y explosiones. Los nuevos búnkeres serán un hueso duro de roer.
Formas más rápidas e inteligentes de romper búnkeres
El margen de maniobra para hacer más grandes y más eficaces a los destructores de búnkeres es limitado, pero hay otros enfoques. La carrera armamentística podría no seguir por el mismo camino, sino tomar una dirección diferente.
«Las armas hipersónicas ofrecen un nuevo modo de ataque potencial contra los búnkeres reforzados», afirma Justin Bronk, del grupo de expertos en defensa del Reino Unido RUSI. Los hipersónicos son misiles que atraviesan la atmósfera a velocidades superiores a Mach 5. Equipados con penetradores de tungsteno, podrían actuar como «varas de Dios», atravesando el hormigón estratificado como una bala perforante. Sin ojiva explosiva, estas armas dañan únicamente por energía cinética.
Bronk señala también que no siempre es necesario destruir realmente un búnker. Se pueden dañar entradas, eliminar antenas y cortar la comunicación con un búnker de mando con impactos en los lugares adecuados. En términos militares, podría ser un cráter, incluso si los ocupantes resultan ilesos.
Como es lógico, la USAF no hablará de sus capacidades actuales de destrucción de búnkeres ni de su capacidad para enfrentarse a posibles objetivos en Irán, China u otros países. Y la mayor parte del trabajo militar sobre el hormigón de alta resistencia es igualmente clasificado.
El Ejército estadounidense depende en gran medida de la Fuerza Aérea para mantener los objetivos en riesgo. Los adversarios pueden intentar ocultar sus cuarteles generales de mando o sus instalaciones nucleares bajo tierra, pero los cazabúnkeres no les dan refugio. Las mejoras incrementales en el prosaico campo de la tecnología del hormigón podrían tener implicaciones estratégicas de gran alcance si consiguen desbaratar la ventaja del poder aéreo.
Fte. Popular Mechanics
