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Casos de éxito

A bordo del buque Freedom

El pionero en tecnología de punta de la Marina de Guerra de los EEUU

[20/04/2009] Monte Johnson tiene muchas de las mismas preocupaciones que cualquier gerente de TI tendría, pero con algunos extras: como por ejemplo, ser atacado en el agua por un misil militar.

Johnson es el hombre a cargo del departamento de TI a bordo del buque norteamericano Freedom, uno de los buques más nuevos y tecnológicamente más avanzados de la Marina de Guerra de los EEUU. En términos teóricos, Johnson es el Técnico de Sistemas de Información de 1ª Clase (E6/IT1), mientras que en la práctica es el director de TI a cargo del mantenimiento de las computadoras, redes y aplicaciones que controlan las infinitas piezas de alta tecnología del equipo técnico. Sus responsabilidades abarcan la gestión y mantenimiento de los módulos que controlan helicópteros y submarinos no tripulados o buques de superficie; lanzadores de misiles, sistemas de señuelos; un cañón -y todas aquellas artes que son imposibles de encontrar en cualquier departamento de civiles.
Específicamente, Freedom es nuevo y único en su especie: el primer Buque de Combate Litoral de la Marina (LCS 1, por sus siglas en inglés). Este tipo de buques fue diseñado especialmente para las zonas costeras, y puede operar incluso inmerso en 20 pies bajo el agua. Freedom es relativamente pequeño -377 pies de largo - y su núcleo de tripulación es de solo 40 personas.
El programa LCS ha sido duramente criticado por sus costos significativamente excesivos. De hecho, durante el Testimonio del Congreso en enero, el Secretario de Defensa, Robert Gates mencionó específicamente dicho programa militar como uno de los que ha sufrido "fracturas o problemas de rendimiento" durante su desarrollo. Y el ex candidato presidencial, el Senador John McCain mencionó al programa LCS como un ejemplo de los excesos en costos exorbitantes durante un debate con el entonces Senador, Barack Obama.
Sin embargo, los defensores del programa lo consideran importante para el futuro de la Marina. Designado el pasado mes de noviembre, Freedom está diseñado para operar con varios "módulos de misión", que proporcionan la mayor parte de la capacidad de combate, la cual se puede activar o no, con diferentes equipos y tripulación. Dichos módulos trabajan en muchos ámbitos, ya sea si la tarea es la caza de submarinos, la neutralización de minas o la lucha contra buques de superficie que operan cerca de la costa.
Johnson mostró orgullosamente al buque del programa LCS durante una llamada a tierra en el puerto de Boston. Junto con otro técnico de TI, Johnson mantiene las redes con más de nueve mil componentes, entre ellos 40 servidores en ocho distintas formas, 60 conmutadores, 20 enrutadores, 84 unidades de sistema de teléfono de VoIP, maquinaria de control de plantas, sistemas de control de daños, cámaras, sensores, radares y mucho más. Está todo articulado por más de cien millas de cables eléctricos y de fibra óptica.

Imagen especular de redundancia
Johnson señaló que "todo está conectado y a su vez es redundante", y que se refleja las necesidades especiales de combate de un buque. Esto es importante cuando te encuentras navegando en un camino peligroso y se requiere mantenimiento de daños de batalla. Podrías tener más o menos las tres cuartas partes de la red, bajar y aún así estaría con la misma potencialidad de funcionamiento", señaló Jhonson.
La redundancia es más relevante en el puente -entre el centro neurálgico del buque y el control de la estación- que se parece a un espejo de reflexión. Los lados, izquierdo y derecho, del pequeño compartimento tienen los mismos controles, consolas y otros equipos en la misma disposición. "La mitad del puente se podría caer y se tendría la misma funcionalidad en el otro lado", acotó Johnson.
Mayores muestras de redundancia se ilustran en un compartimento denominado Sistema de Control Central (CCS, por sus siglas en inglés). Aquí es donde el buque puede ser controlado, de ser necesario, más que desde el puente. Sin ventanas al mundo exterior, la dirección se logra a través de un elaborado sistema de más de 38 circuitos cerrados de cámaras de televisión. La estación soporta los mismos controles de mando que en el puente, los cuales permiten que el operador dirija la velocidad y la dirección de la nave. Johnson incluso bromeó con que cualquier niño de la actual era digital probablemente se sentiría totalmente cómodo maniobrando el buque con el joystick, ya que se asemeja a los que se encuentran en algunos juegos de video.
También están incluida en el CCS, la duplicación de las consolas del puente, donde el Oficial de Control de Preparación puede monitorear el estado general del buque, y los sistemas de control de daños directos y otras funciones adicionales.

Con la integración avanzada, la automatización y la redundancia, "no hay gran mantenimiento que deba de hacerse", mencionó Johnson. Sin embargo, señaló que ser responsable del 85% a 90% de los sistemas del buque, e incluso desempeñarse como el responsable del help desk, lo mantiene bastante ocupado.
Johnson tiene una gran experiencia y formación en la que confiar. Ha trabajado con computadoras durante 10 de los 12 años que ha estado en la Marina y cuenta con todas las certificaciones pertinentes de Microsoft y de Cisco, incluyendo el Microsoft Certified Trainer. En su última designación, fue instructor de la academia de TI.
Esa puede ser la razón por la que se le designó en un puesto, que es probablemente considerado como la cereza del pastel de todos los puestos de TI de la Marina. Como el Oficial de Relaciones Públicas de la Tripulación, el Teniente J.G. William Ben Tisdale, mencionó, "Este es el primer buque de su clase, y se busca a un responsable que sea un precursor, básicamente, guiando el camino para saber cómo deberían ser las cosas".
Johnson, comparte los deberes con otros técnicos de sistemas de información, ya que Freedom tiene dos tripulaciones totalmente distintas -Azul y Oro- que se turnan para tripular el buque. La tripulación alterna cuenta con dos técnicos de sistemas de información propios.
Un nuevo nivel de automatización
Johnson no podría hacer lo que hace si no fuera gracias al estado del arte en cuanto a automatización se refiere. Haciendo énfasis en que previamente ya había indicado que en los aviones de transporte era necesario un personal de TI de alrededor de 80 personas, sucede algo muy distante en Freedom, el cual necesita de "una persona ejecutando todo, o incluso dos responsables, y ese hecho es bastante significativo". El buque está tan automatizado que tan solo nueve marinos podrían hacer funcionar todo el buque, de ser necesario.
Un ejemplo de ello es la automatización de propulsión principal del Sistema de Gestión de Comunicación, que permite a una persona controlar remotamente válvulas, monitores, motores, equipos de extinción de incendios y otras funciones. "Pensé que todo eso era bastante impresionante", dijo Johnson. "Puedes cerrar una válvula con solo pulsar un botón desde la consola, cierras válvula de agua, abres válvula de agua; encender las luces, apagar las luces." En otros buques, el personal debe ir a buscar una válvula, y abrirla o cerrarla manualmente.

Jeanine Matthews también identificó a la automatización como uno de los avances tecnológicos más importantes que se encuentran en Freedom. Ella es la directora de desarrollo de negocio para el programa del Buque de Combate Litoral (LCS) en Lockheed Martin Corp., el contratista principal en el consorcio que construyó la nave.
Matthews señaló que la automatización permite una "maniobra mínima" de los buques, el cual ha sido un objetivo de la Marina desde finales del decenio de 1990, principalmente para reducir los costos operativos. Una fragata de misiles guiados es similar en tamaño a Freedom, pero tiene una tripulación de más de 200 personas. "Así que puede imaginar los salarios, prestaciones y todo lo demás para 200 frente a 45 personas. Esa es una diferencia bastante importante."
Cuando ese número de personas se multiplica por el número de LCS, o "plataformas", en lenguaje de la Marina, se pone de manifiesto que "en lugar de tener 200 personas en una plataforma, básicamente se tiene suficiente tripulación de cuatro LCS. Así que realmente puede aumentar su capacidad ", añadió Matthews.
Además de la planta de máquinas automatizadas, el buque cuenta con redes de interfase con módulos que controlan componentes aún más exóticos, como los vehículos no tripulados que viajan en el aire, bajo el mar y en la superficie. Las redes también controlan el lanzamiento de sistemas de señuelo, sistemas electrónicos de vigilancia, sistemas de datos de combate, un sistema móvil de fuselajes de misiles, un cañón 57mm, varios sistemas de radar del buque y el Sistema de Gestión de Viaje (VMS, por sus siglas en inglés).

El VMS toma los datos del GPS, o del radar y otros insumos para mostrar la posición ya sea del buque, o de otros buques de superficie y de costas cercanas en una carta electrónica; además, el VMS también puede controlar el barco. "Puede trazar dónde quieres ir, cuando quieres hacerlo, en qué turnos, cómo y dónde. Ajústalo en piloto automático, y el buque conducirá automáticamente a cada una de las pistas que le indicaste que fuera", señaló Johnson. "Es bastante sorprendente. Se conduce por sí solo."
Donde está la acción
Uno de los mejores ejemplos de maniobra mínima es aún más evidente en el centro del buque, denominado Central de Control de Misión (MCC, por sus siglas en inglés). Las visitas públicas no llegan hasta ese lugar, y la Marina es muy cuidadosa con las personas que traen cámaras, incluso si están apagadas, de eso se asegura Tisdale. El compartimiento está lleno de todo tipo de pantallas, consolas, controles y otros equipos.

Si las cosas van a tornarse serias -por ejemplo, varias personas han señalado que este buque sería ideal para la lucha contra la piratería naval que está secuestrando buques en la costa de África- entonces MCC está donde la acción está. La estación se encuentra generalmente a cargo de una tripulación de cuatro, mientras que en otros buques, tal vez hasta 20 personas se verían obligadas a realizar las mismas tareas.
"Este es el corazón del combate, creo que se podría decir", continuó Johnson, "es el lugar donde persigues tus objetivos aéreos, de superficie, los radares de búsqueda aérea y todo lo demás. Todos los datos del sensor llegan desde las antenas superiores conectadas a nuestras consolas gracias a nuestras redes, y muestran lo que está pasando fuera de la nave -si los entes externos son buenos, si son malos, si son buques, si son aviones. Sabremos exactamente donde están y qué son, si se trata de un buque de carga... brinda toda esa información desde aquí. "
Y si se detectan chicos malos, una persona en MCC puede disparar rápidamente un cañón de 57mm desde la consola, por ejemplo, y de inmediato trasladarse a otro punto para continuar con el fuego directo. Una vez más, en otros buques, varias personas se requerirían para ejercer las mismas funciones. El cañón puede usar municiones programables ajustadas a explosionar cerca de un objetivo, o penetrar en el buque y luego explotar -otra novedad de la Marina- a una distancia de hasta siete millas. "Así que definitivamente no quisieras estar en el otro extremo de ese lugar", mencionó Tisdale. MCC es también el lugar donde se controlan los lanzamientos de misiles.
MCC opera con una combinación de redes. "Tiene redes LAN clasificadas y redes sin clasificar en los espacios en que todos están conectados juntos", dijo Johnson. "Y luego también cuenta con su sistema de navegación, que funciona a través de las redes clasificadas y no clasificadas. Pero también tiene suministros de navegación de diferentes redes de área local, o de enclaves distintos."
El buque también es el único que está preparado para interactuar con los diferentes módulos de la misión inmediata para la conectividad de red. Además, se encuentra optimizado para tres tipos diferentes de misiones: la lucha contra las minas, submarinos diesel en el agua y las embarcaciones de superficie. Dependiendo de la misión, los módulos se intercambian, y cada módulo tiene su propio equipo y tripulación.
"Ellos asumen el poder y, a continuación, tienen toda su conectividad, RJ45 y Cat 5, para la Internet y su interfase con la red de Freedom", señaló Johnson. "Así que pueden obtener de allí a la Internet y acceder tanto a su dominio, a todas las redes y hacer lo que tienen que hacer". Esto incluye el control de todos los vehículos no tripulados. "Se pueden comunicar por medio de su interfase de red con mi red a través de sus antenas. Se conectan, arrancan, y el rock and roll comienza a sonar!"
Freedom es el primer buque de la Marina en tener módulos intercambiables de capacidad multimisión, acotó Tisdale.

Salir fuera de la plataforma para algunos sistemas
Sorprendentemente, la nave utiliza una arquitectura abierta y un equipo de cómputo comercial off-the-shelf (COTS), incluido los servidores con Windows 2000, teléfonos VoIP de Cisco y el sistema de gestión de llamadas de Avaya. "Lo hicimos por un par de razones", mencionó Jeanine Matthews de Lockheed Martin Corp.

"Este es el proceso más rápido que un buque ha experimentado desde un diseño hasta sus operaciones en toda la historia de la Marina. Para ello, necesitamos sistemas que realmente estuvieran fuera de la plataforma", continuó Matthews. Tomó aproximadamente unos seis años y medio realizar todo ese proceso, más o menos la mitad del tiempo requerido usualmente. También, escoger la ruta COTS, permitió a la Marina actualizar fácilmente los sistemas, como los avances logrados en la industria de TI de los civiles.
Además, otra innovación en el buque es que es la primera vez que usan un aplicativo en la Marina de las potentes turbinas de gas Rolls-Royce procedentes de los motores utilizados en el Boeing 777. Junto con dos motores diesel, derivados de las mismas locomotoras de ferrocarril, su poder es de cuatro válvulas de agua para proporcionar una velocidad incomparable y una adecuada manipulación.
El sistema de propulsión del buque es una especie de válvula semi-plana de agua a alta velocidad, que puede ser mayor a 45 nudos (aproximadamente 52 millas por hora). Puede ganar esa velocidad en menos de dos minutos. Los chorros de agua también permiten que el barco se mueva a los lados para pasar a un nudo y, mientras esté estacionado, girar en un círculo completo en solo tres minutos. La Marina dice que la válvula de 5 pies de diámetro, constituye una bomba de más de 12 millones de galones de agua por minuto, "equivalente a drenar una piscina de tamaño olímpico en tres segundos".
Con todos los avances de alta tecnología en el buque, es incongruente que tenga una conexión a Internet muy lenta, mientras esté en el mar. La tripulación puede acceder a la web y utilizar el correo electrónico, mientras esté en curso, contó Johnson, pero la conexión a Internet es a través de un lento servicio de satélites de Inmarsat. "Desafortunadamente, en esta nave, tenemos una conectividad de 128Kbit/seg. A través de la conexión al satélite Inmarsat. Razón por la cual la conectividad es bastante lenta. Funciona. Todo funciona bien, solo que me gustaría que fuera más rápida. Todo el mundo desea que vaya más rápido".
Incluso con la conexión lenta, Tisdale está concentrado en su cámara de vídeo, que utiliza continuamente para las actualizaciones en el website de la Armada; la cual incluso está utilizando "nuevos medios" en un esfuerzo por ampliar su audiencia, dijo Tisdale, y él está publicando videos en sitios como YouTube.
Además de la conexión a Internet lenta, otra sorpresa fue la falta de funcionamiento de las redes Wi-Fi. Matthews dijo que una red inalámbrica no es un requerimiento para la Marina, pero "lo mencionamos porque pensábamos... Si hay otros LCS en la zona, entonces una de las formas de comunicación sería mediante una red inalámbrica. Así que en lugar de solo tener circuitos de radio para la comunicación de voz, si tuvieran wireless, podrían tener una pizarra blanca en común, un chat a fin de que la coordinación en más de un LCS pueda facilitarse".

Sin embargo, con ninguna otra línea LCS aún, Matthews considera que un escenario con conexión inalámbrica no ha sido probado. Y la cuestión de cuántos más LCS serán construidos, no se ha decidido.
Otro LCS está siendo construido por General Dynamics, competencia de Lockheed Martin, para ganar un contrato definitivo con la Marina para la construcción de más buques. La Marina coordinó con ambas empresas para la construcción de dos prototipos de cada uno. Entonces, tendrá la opción de continuar con dicha empresa para el resto de las órdenes de buques, o incluso dividir el pedido y realizar un contrato de más barcos a cada empresa. Sin embargo, aún no se ha comunicado qué opción se tomará.
Algunos informes han indicado que la Marina quiere hasta 55 LCS. Pero el desarrollo de una segunda nave de Lockheed Martin y de General Dynamics se detuvo en el 2007 por el Gobierno, a causa de que los costos superaron las expectativas estimadas.
Matthews mencionó que Lockheed Martin estaba en negociaciones con la Marina para continuar con el programa y ha presentado una propuesta para ello.

Mientras tanto, Freedom se encuentra en Norfolk, Virginia, donde se le someterá a pruebas y ensayos antes de la navegación marítima a su puerto de origen, en San Diego, el próximo año. En el viaje a Norfolk desde Marinette, Wisconsin, donde fue construido, se hizo una serie de escalas de relaciones públicas en la zona de los Grandes Lagos y en la Costa Este para mostrar sus capacidades y los avances tecnológicos de relieve por la integración, la redundancia, de arquitectura abierta y, especialmente, la automatización.
Johnson dijo durante una visita a la cubierta superior en Boston, que el buque está tan automatizado que lo único que se debería realizar manualmente es la manipulación de los grandes barriles sobre los botes salvavidas, y la limpieza de los inodoros, añadió Johnson al mismo tiempo que Tisdale, entre bromas.
David Ramel, Computerworld (USA)