¿Qué hay detrás del Metal Gear?

Outer Heaven
200 kilómetros al norte de Galzburg, Sudáfrica.

El joven soldado, visiblemente fatigado pero alerta, ingresa en la oscura habitación usando su linterna y apuntando con su arma hacia todas las direcciones posibles. Sus pensamientos son confusos, pero su astucia e intuición le advierten de que está cerca de descubrir algo muy importante y peligroso.

-Adelante- Susurra el soldado con suavidad y a la vez con cautela.

Una chica asustada avanza sigilosamente. Alguien se aferra a ella con brusquedad y torpeza. Ella emite un grito ahogado que acaba en un sollozo breve. Se ha encontrado con su padre, lo sabe porque él le dice algo en el oído en un idioma tosco que el joven soldado no alcanza a entender.

-He cumplido con mi parte, Dr. Petrovich- Anuncia el soldado al tiempo que recarga su arma, dejando que el ruido producido al amartillarla resuene el confines de la mente del padre de la joven –Si es tan amable, ruego que me diga todo sobre esa máquina…-.

Efectivamente, lo anteriormente expuesto no es más que una versión personal sobre una de las etapas de un juego que me cautivó durante mi niñez de 8 bits, Metal Gear. En concreto se trata de uno de los diálogos entre el Dr. Petrovich y un jovencísimo e inexperto Solid Snake, luego de efectuar el rescate de la hija del ingeniero robótico responsable de la creación del prototipo TX-55. Durante el encuentro, el ingeniero en cuestión revela las debilidades de Metal Gear, el cual estaba controlado por un ordenador de grandes proporciones que, en el juego, se destruye a base de la instalación sistemática de bombas.



Soy un fanático de las vueltas de tuercas y de la formulación de interrogantes sobre lo que sucedería si un evento adicional transcurriera en una secuencia de acciones definida. Supongamos que el Dr. Petrovich le aconseja a Snake que introduzca una contraseña que, muy probablemente, deshabilitará eléctricamente el superordenador que controla al tanque andante bípedo, equipado con cabezas nucleares, que puede acoplarse y dominar en todas las formas de combate posibles así como también lanzar dichas cabezas nucleares desde cualquier localización. Imaginemos por un instante que el espíritu indomable de Solid Sanke obedece e introduce el mencionado código. La pantalla azul del ordenador comienza a parpadear hasta apagarse, por instantes Snake cree que ha triunfado…



Pero no. Snake no ha triunfado. A los pocos segundos, la pantalla muestra un mensaje que anuncia que se ha activado el sistema auxiliar de emergencia, el cual no es otra cosa que un cotidiano y sencillo Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI), también conocido en el argot anglosajón como Uninterruptible Power Supply (UPS).

Para alimentar cargas críticas, como por ejemplo equipos médicos, sistemas de transacciones bancarias o bien ordenadores que controlan procesos importantes, como un tanque bípedo fuertemente equipado con armas nucleares; es necesario el empleo de sistemas de alimentación ininterrumpida, los cuales proporcionan protecciones frente a cortes de alimentación, introducción de contraseñas no autorizadas, así como regulación de tensión frente a fluctuaciones, por encima o por debajo de los valores nominales. Además, se emplean como supresores de transitorios y de armónicos en la línea de alimentación. En modo normal de operación, la potencia suministrada a la carga proviene de la red de corriente alterna de la empresa suministradora, la cual, en el caso de la historia que nos concierne, tiene su sede principal a menos de diez kilómetros de Johannesburgo. La siguiente figura muestra el diagrama constitutivo de este tipo de sistema.



En la figura anterior se observan diversos elementos y dispositivos, algunos de ellos son denominados como convertidores estáticos de energía porque manipulan y transforman la energía eléctrica sin emplear partes móviles. El primero de ellos es el rectificador, el cual es un sistema electrónico de potencia cuya función es convertir una tensión alterna en una tensión continua. Es posible diferenciar los rectificadores de acuerdo con el número de fases de la tensión alterna de entrada (monofásico, bifásico, trifásico o hexafásico). Dentro de estos, se puede diferenciar los rectificadores en función del tipo de conexión de los elementos (media onda y de onda completa). Otra posible clasificación es según su capacidad de ajustar el valor de la tensión de salida, ello depende de si se emplean diodos o tiristores. Los rectificadores no controlados son aquellos que utilizan diodos como elementos de rectificación, en cuanto que los controlados utilizan tiristores o transistores. La figura siguiente, muestra un rectificador monofásico de onda completa totalmente controlado.



La función de esta etapa de rectificación reside en la carga del banco de baterías anexo. La idea es transformar energía de corriente alterna (red monofásica o trifásica) en corriente continua para cargar las baterías que serán utilizadas durante el corte o la interrupción de la red. El rectificador puede ser de cualquier tipo, controlado, no controlado, monofásico, trifásico, de media onda o de onda completa, dependiendo de las disponibilidades y necesidades de energía. Se suele añadir una impedancia entre el banco de baterías y el rectificador, típicamente una bobina, para limitar la corriente y reducir el rizado. Para mejorar la vida de las baterías es necesario realizar un control complejo del sistema, ya sea, en modo tensión o modo corriente, de manera que se optimice el ciclo de carga y se alargue la vida de las baterías.

Adicionalmente, se dispone de un inversor u ondulador con un filtro. Los onduladores o inversores son convertidores estáticos de energía que convierten la corriente continua en corriente alterna, con la posibilidad de alimentar una carga en alterna, regulando la tensión, la frecuencia o bien ambas. Más exactamente, los inversores transfieren potencia desde una fuente de continua a una carga de alterna. En el caso del SAI del ordenador que controla al Metal Gear, el ondulador transfiere la energía en continua almacenada en el banco de baterías hacia la carga representada mediante el mencionado ordenador.

Suelen distinguirse tres configuraciones o topologías de inversores: con transformador de toma media (“push-pull”), con batería de toma media (medio puente) y configuración en puente completo. Corresponden a las tres formas más razonables de realizar la función de inversión de tensión o corriente suministrada por la fuente de corriente continua con los medios disponibles hoy día en electrónica de potencia.



Los interruptores estáticos, también denominados interruptores de “by-pass”, permiten alimentar la carga a través del inversor en menos de 1/4 ciclo cuando ocurre un fallo en la red eléctrica. Otra función de los interruptores estáticos es la de aislar el inversor cuando se desea efectuar su mantenimiento. Básicamente existen dos posibilidades de implementar los interruptores estáticos: utilizando tiristores o relés electromecánicos. Las soluciones de bajo coste emplean, en general, relés. Su conmutación debe ser rápida, de modo que no interrumpan la alimentación durante más de 1/2 ciclo. Cuando la potencia aumenta, el uso de tiristores es lo más habitual.

Volviendo a Outer Heaven, debo decir que afortunadamente el Dr. Petrovich le dio el consejo correcto a Snake: “usa explosivo plástico para destruir el ordenador que controla todas las funciones del Metal Gear”. Tarea nada fácil, puesto que para lograr tal objetivo es necesario recaudar previamente la cantidad de dieciséis explosivos.



Sin embargo, estoy seguro que de que la solución ortodoxa propuesta por el ingeniero especialista en robótica es la más eficiente y acertada, puesto que eliminar la alimentación del ordenador mediante una contraseña o sencillamente desenchufándolo, o bien provocar una fluctuación en la línea (como un corte o una sobretensión), la potencia necesaria para el continuo funcionamiento del mismo, sería inmediatamente suministrada por el banco de baterías mediante el sistema de alimentación ininterrumpida descrito.

La conclusión irónica (y humorística, por supuesto) de esta entrada es que en casos muy puntuales conviene usar la fuerza bruta (representada mediante los dieciséis explosivos) antes que la inteligencia (simbolizada por medio de la contraseña). No obstante, una segunda conclusión de mayor importancia reside en el hecho de que estos sistemas están ampliamente distribuidos en la mayoría de las aplicaciones cotidianas y específicas: suministro de energía en la sala de un quirófano ante eventuales cortes de electricidad, en ordenadores personales, dispositivos de soporte en sistemas informáticos bancarios, gubernamentales y militares, e incluso como parte del complejo desarrollo de la operación “Intrude N313”.



Finalmente quiero dejar este vídeo, en el cual un hábil jugador hizo en cuarenta y siete minutos con quince segundos lo que yo tardé en hacer durante más de cuatro años de mi infancia. Debo decir que lo he disfrutado en su totalidad, con una ligera sazón de sana envidia y de admiración.

REFERENCIAS

[1] Mohan, N., Undeland, T.M., Robbins, W.P. Power electronics, converters, applications and design. John Wiley and Sons, 1995.
[2] Rashid, M. Electrónica de potencia: Circuitos, dispositivos y aplicaciones. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., 1993.