En la Batalla del Atlántico, cualquier U-boat que transmitiera en onda corta entregaba una marcación, y una estación aliada que lo escuchara podía trazar una línea en la carta hacia la nave. La radiogoniometría de alta frecuencia (high-frequency direction finding, HF/DF, o Huff-Duff) funcionó desde estaciones en tierra repartidas alrededor del océano y más tarde desde los topes de los mástiles de los escoltas de convoyes. Este artículo cubre cuatro asuntos: cómo el equipo tomaba una marcación sobre una transmisión de apenas unos segundos, cómo varias marcaciones se convertían en una posición, cómo intentaron los alemanes acortar sus señales, y por qué la versión popular que atribuye todo el mérito al descifrado de Enigma deja por fuera a un contribuyente distinto y de gran peso.

La búsqueda del nulo: por qué los radiogoniómetros de lazo fallaban con transmisiones cortas

La radiogoniometría ya era una técnica madura en 1939. Los buques y las estaciones costeras usaban antenas de lazo giratorias para la navegación desde la Primera Guerra Mundial. Un lazo recibe con mayor intensidad cuando su plano apunta hacia el transmisor y con menor intensidad cuando está de costado respecto a él. Para tomar una marcación, el operador giraba el lazo a mano mientras escuchaba, encontraba el punto donde la señal se debilitaba hasta un mínimo y leía la marcación en una escala. Los operadores trabajaban sobre el mínimo, llamado nulo, porque es mucho más agudo que el máximo. Con una baliza estable de frecuencia media el método daba buenos resultados, pero exigía que la señal siguiera en el aire mientras el operador movía el lazo de un lado a otro del nulo para confirmarlo. Un transmisor que operaba unos segundos y se detenía podía dejar al operador con una dirección aproximada y sin una marcación real.

Los U-boats enviaban su tráfico de largo alcance al mando de submarinos en tierra por alta frecuencia, porque las señales de onda corta se reflejan en la ionosfera y regresan a la tierra a grandes distancias. Esa trayectoria por onda ionosférica (skywave) causaba un segundo problema para un lazo. Una señal que baja desde la ionosfera llega con un ángulo pronunciado y con una componente de polarización horizontal, y tanto el ángulo como la polarización cambian a medida que la ionosfera se mueve. Las partes horizontales de un lazo captan esa componente, de modo que el nulo se difumina, se desplaza o desaparece. Los operadores llamaban al fenómeno efecto nocturno (night effect), porque en frecuencias medias empeoraba después del anochecer, y volvía poco confiables las marcaciones de lazo sobre transmisores lejanos de HF aun cuando el operador tuviera tiempo de sobra.

Las historias de la campaña describen por lo general a la marina alemana como consciente de que las estaciones aliadas en tierra tomaban marcaciones sobre las transmisiones de los U-boats. También la describen suponiendo que un mensaje corto de HF terminaría antes de que alguien pudiera tomar una marcación utilizable, y que las marcaciones de estaciones distantes tendrían errores demasiado grandes para servir tácticamente. Ambos supuestos correspondían a los límites del lazo, y el equipo aliado que entró en servicio había sido construido para sortear esos límites. Otro artículo de esta sección trata de lo que los indicativos, los horarios y los patrones de tráfico de los U-boats les revelaban a los analistas aliados. Este se limita al equipo, la geometría de una posición, las contramedidas alemanas y la pregunta de a quién corresponde el mérito.

Arreglos Adcock y un tubo de rayos catódicos: cómo funcionaba el equipo instantáneo

El equipo de HF/DF de la guerra combinaba dos ideas anteriores. La primera era una disposición de antenas patentada por Frank Adcock poco después de la Primera Guerra Mundial. Un arreglo Adcock (Adcock array) reemplaza el lazo por elementos verticales separados y conectados por pares. Los elementos verticales responden a la parte verticalmente polarizada de la onda incidente e ignoran en gran medida la parte horizontal, lo que elimina la mayor parte del error de polarización que arruinaba las marcaciones de lazo sobre señales ionosféricas. El arreglo conserva el patrón direccional que la radiogoniometría necesita, porque la diferencia entre las señales en los dos elementos de un par depende del ángulo con que llega la onda. Dos pares colocados en ángulo recto dan dos salidas, y juntas esas salidas llevan la marcación.

La segunda idea vino de Robert Watson-Watt y sus colegas, que entre las dos guerras trabajaron en ubicar tormentas eléctricas a partir del crujido de radio que producen los rayos. Una descarga dura una fracción de segundo, de modo que un lazo giratorio era inútil para ese trabajo. Su respuesta fue llevar las salidas de dos sistemas de antenas cruzados, a través de dos canales receptores idénticos, hasta los dos juegos de placas de deflexión de un tubo de rayos catódicos. Cuando llegaba una señal, el punto luminoso del tubo era empujado en dos direcciones a la vez y trazaba una línea cuyo ángulo correspondía a la marcación de la fuente. El operador leía la marcación en una escala alrededor de la cara del tubo apenas aparecía la señal, y la pantalla no requería ni búsqueda ni giro de la antena.

El problema de ingeniería consistía en mantener los dos canales receptores igualados en ganancia y fase mientras se sintonizaban a lo largo de una banda ancha de frecuencias, porque cualquier desajuste inclinaba el trazo e introducía error. Un trazo dibujado en línea recta por el centro del tubo tiene además una ambigüedad de 180 grados, ya que la misma línea apunta hacia el transmisor y directamente en sentido contrario. Los equipos incorporaron una antena de sentido (sense antenna), un elemento omnidireccional simple cuya señal podía combinarse con la salida del arreglo para indicar cuál extremo de la línea era el correcto. Los equipos británicos de a bordo que suelen nombrar las historias son el Admiralty FH3 y su sucesor, el FH4, y los escoltas estadounidenses llevaban sus propios equipos de HF/DF. Describo el principio de operación que tenían en común y dejo el detalle modelo por modelo a las historias especializadas del equipo.

Onda de superficie en el tope del mástil: qué le decía una marcación a un escolta

Un U-boat que transmitía desde cerca llegaba al receptor de un escolta por onda de superficie (ground wave), la parte de la señal que viaja a lo largo de la superficie del mar, y no solo por onda ionosférica. La onda de superficie de un transmisor de HF se extingue a pocas decenas de millas sobre agua salada, y la distancia exacta depende de la frecuencia y la potencia. Dentro de ese alcance entrega una señal fuerte, estable y verticalmente polarizada, y un equipo Adcock lee de ella una marcación nítida y estable. Una señal ionosférica de una nave lejana suena y se ve distinta, porque se desvanece y su trazo en el tubo oscila. Un operador entrenado podía juzgar por el carácter de la señal si un transmisor estaba dentro del alcance de la onda de superficie, y estar dentro de ese alcance significaba que la nave estaba cerca del convoy.

Ese juicio respondía a la pregunta que más le importaba al comandante de la escolta. Una marcación del equipo del propio buque, junto con el saber que el transmisor estaba cerca, le daba una dirección hacia la cual enviar de inmediato un buque. El corto alcance también hacía que un error pequeño de marcación importara muy poco. A 15 millas náuticas, un error de 2 grados deja la nave a media milla, aproximadamente, a un lado de la línea verdadera. Un destructor o una corbeta que corriera por esa línea podía llegar a la zona mientras el U-boat seguía en superficie, donde las naves de la época normalmente debían estar para transmitir, y avistarlo u obligarlo a sumergirse.

Un buque es una plataforma deficiente para la radiogoniometría. Los mástiles, la jarcia, las chimeneas y demás metal cercano a la antena reirradian la señal entrante y desvían la marcación aparente, y el error cambia con la marcación. Los escoltas montaban el arreglo de HF/DF lo más alto posible, por lo general en el tope del mástil, para que quedara libre de la mayor parte del buque. Cada instalación se calibraba haciendo girar el buque en un círculo completo frente a un transmisor de marcación conocida y registrando la corrección en cada ángulo. Un equipo instalado pero sin calibrar podía dar marcaciones que parecían seguras y que estaban equivocadas lo suficiente como para hacer que un escolta pasara de largo junto a la nave.

Cruce de líneas: cómo las marcaciones de varias estaciones se volvían una posición

Una marcación da una línea de posición, es decir, el transmisor está en algún punto de esa línea. Una marcación desde una segunda estación en otro lugar da una segunda línea, y el transmisor queda cerca del punto donde ambas se cruzan. Una tercera marcación debería pasar por el mismo punto. En la práctica, como toda marcación trae algún error, tres líneas suelen formar un pequeño triángulo, que los navegantes llaman cocked hat, y su tamaño le indica al operador, de manera aproximada, cuánta confianza darle a la posición. Un triángulo grande significaba que al menos una marcación era mala, o que el transmisor estaba tan lejos que los pequeños errores angulares se habían convertido en grandes distancias.

La distancia multiplica el error angular. Un error de 1 grado a 1.000 millas náuticas desplaza la línea unas 17 millas a un lado de la posición verdadera, y las marcaciones ionosféricas sobre una nave en medio del océano podían errar fácilmente por varios grados. El ángulo con que se cruzan las líneas importa tanto como el tamaño del error. Las líneas que se cruzan casi en ángulo recto dan un área de incertidumbre compacta. Las líneas que se cruzan en ángulo rasante estiran esa área en una forma larga y delgada a lo largo de las líneas, de modo que una posición obtenida de dos estaciones cercanas entre sí, ambas mirando hacia el océano, podía ser una franja de muchas decenas de millas de largo. Por esa razón las redes en tierra se repartieron alrededor del Atlántico, con estaciones en Gran Bretaña y al otro lado del océano en Canadá y Estados Unidos, para que las marcaciones desde lados opuestos se cruzaran en ángulos útiles.

Las marcaciones de tierra iban a los planos de inteligencia operacional que seguían a los U-boats. En Gran Bretaña ese plano era la Submarine Tracking Room (sala de seguimiento de submarinos) del Operational Intelligence Centre del Almirantazgo, dirigida durante gran parte de la guerra por Rodger Winn. La Armada de Estados Unidos tenía una Atlantic Section equivalente en Washington bajo Kenneth Knowles, y Canadá llevaba su propio plano en el cuartel general naval de Ottawa. Una posición de tierra en medio del océano era demasiado gruesa para enviar a un escolta hacia una nave, pero bastaba para mostrar dónde se concentraban las naves, y los planos usaban esa imagen para desviar los convoyes alrededor de las líneas de patrulla que esperaban. Los equipos de a bordo hacían el trabajo cercano. Dos escoltas de la misma pantalla, cada uno con HF/DF, podían tomar marcaciones simultáneas sobre una misma transmisión y producir una posición por marcaciones cruzadas a pocas millas del convoy.

La jaula de pájaros en el palo mayor: HF/DF a bordo de los escoltas

La mayoría de las historias sitúan los primeros equipos británicos de HF/DF a bordo en el mar hacia 1941, con una instalación que se extendió durante 1942 y entrado 1943 hasta que muchos grupos de escolta tenían al menos un buque equipado y a menudo dos. La antena solía ser el marco abierto en lo alto del palo mayor que los marineros llamaban la jaula de pájaros (birdcage), y competía por la posición más alta del buque con el nuevo radar centimétrico, que también necesitaba una vista despejada. Cuando la disposición del buque lo permitía, los diseñadores movían mástiles y accesorios para darle a ambos un horizonte razonable. Un operador especialista hacía guardia en el equipo, exploraba las bandas que se sabía que usaban los U-boats y reportaba al puente cada marcación junto con su evaluación de onda de superficie u onda ionosférica.

El valor táctico provenía de la forma en que operaban las manadas de lobos (wolf packs). Bajo el sistema de manadas, se esperaba que la primera nave en hallar un convoy lo reportara al mando de submarinos y mantuviera el contacto mientras otras naves eran dirigidas hacia él. Esos reportes de contacto y de seguimiento eran justamente las transmisiones cortas que el HF/DF de a bordo había sido construido para captar. Cuando un escolta captaba una señal de onda de superficie, un buque podía correr por la marcación y obligar al seguidor a sumergirse. Una nave sumergida de esa época era lenta y, con el periscopio como única vista, perdía pronto el contacto con un convoy que hacía cambios de rumbo. El resto de la manada perdía entonces los reportes que necesitaba para cerrar la distancia, y muchas acciones de convoy terminaban sin ningún U-boat hundido y con pocos mercantes perdidos.

Ese tipo de resultado es fácil de subestimar, porque una manada que nunca logró atacar deja muy poco en el registro comparada con un hundimiento. Las marcaciones de HF/DF también podían advertirle a un comandante de escolta que varias naves transmitían delante del convoy antes de que empezara cualquier ataque, lo que le daba tiempo para pedir cobertura aérea, cambiar de rumbo o reposicionar su pantalla. Los comandantes de escolta que aprendieron a confiar en sus operadores usaron el equipo como un sensor de alerta temprana además de arma para dar caza a una nave. El HF/DF llegó a los escoltas junto con otras herramientas nuevas, entre ellas el radar centimétrico, el lanzador de cargas hacia adelante Hedgehog, los portaaviones de escolta y los aviones de muy largo alcance. Los relatos de acciones individuales suelen atribuir el mérito a varias de ellas en conjunto.

Señales cortas y Kurier: el esfuerzo alemán por burlar la marcación

La principal respuesta de la marina alemana a la radiogoniometría fue acortar sus transmisiones. Los U-boats usaban libros de señales cortas que reducían los reportes comunes, como el avistamiento de un convoy con su posición, rumbo y velocidad, a unos pocos grupos codificados, y un código corto aparte para los reportes meteorológicos. Un mensaje que antes tomaba un minuto o más de manipulación del manipulador telegráfico podía salir en una pequeña fracción de ese tiempo. El razonamiento correspondía a los supuestos de la era del lazo descritos antes, porque una señal más corta sí le deja menos tiempo a un lazo girado a mano para hallar su nulo. Frente a un equipo Adcock con pantalla de rayos catódicos, que producía una marcación apenas aparecía la señal, acortar el mensaje redujo el riesgo mucho menos de lo que los alemanes esperaban.

Los libros de señales cortas conectaron los dos esfuerzos de inteligencia aliados de una manera inesperada. El 30 de octubre de 1942, hombres del HMS Petard abordaron el U-559, que se hundía en el Mediterráneo oriental, y recuperaron material de señales cortas, incluido el libro de señales cortas meteorológicas, antes de que la nave se fuera a pique. Dos miembros del grupo de abordaje, el teniente Anthony Fasson y el marinero de primera Colin Grazier, se hundieron con la nave. Las historias de Bletchley Park atribuyen a ese material haber ayudado a los criptoanalistas a reanudar la lectura del tráfico de los U-boats del Atlántico con cuatro rotores en diciembre de 1942. Un documento creado en parte para derrotar la radiogoniometría terminó ayudando a romper el cifrado.

La marina alemana también restringió las transmisiones y, en fases posteriores de la campaña, ordenó más silencio de radio cerca de los convoyes, lo que le costó al sistema de manadas buena parte de la coordinación de la que dependía. La respuesta técnica fue Kurier, un sistema de ráfagas que grababa un mensaje con antelación y lo enviaba como una sola ráfaga comprimida de una fracción de segundo. Las descripciones publicadas de la duración de la ráfaga varían, y no doy una cifra. Las historias suelen describir Kurier como desarrollado y probado en 1944 e instalado en unas pocas naves en los últimos meses de la guerra, demasiado tarde para afectar la campaña. Los relatos indican que la inteligencia aliada conocía el sistema, pero no he visto un relato confiable sobre cómo habrían respondido los radiogoniómetros aliados ante él en servicio regular. Las historias también concluyen por lo general que los alemanes atribuyeron muchas detecciones al radar y subestimaron el HF/DF de a bordo durante la mayor parte de la guerra.

Enigma y HF/DF: lo que el registro dice que aportó cada uno

La ruptura de los cifrados Enigma de la marina alemana en Bletchley Park fue uno de los grandes logros de inteligencia de la guerra, y nada en esta sección le resta valor. El problema está en la versión popular de la historia, que se volvió dominante después de que el secreto de Ultra se hiciera público en la década de 1970 y que a menudo presenta el descifrado como la razón por la cual cambió el rumbo de la campaña del Atlántico. El registro respalda un cuadro distinto. El descifrado y la radiogoniometría eran fuentes separadas que respondían preguntas diferentes, las salas de seguimiento las combinaban con todas las demás fuentes disponibles, y cada una cubría vacíos que la otra dejaba.

La evidencia más clara viene de 1942. El 1 de febrero de 1942 los U-boats del Atlántico pasaron a una máquina Enigma de cuatro rotores con una clave nueva, y Bletchley Park no pudo leer ese tráfico durante la mayor parte del año, hasta diciembre de 1942. Los convoyes siguieron navegando durante esos diez meses, las salas de seguimiento siguieron trazando posiciones de HF/DF de tierra, y los escoltas siguieron corriendo por marcaciones de onda de superficie, con la radiogoniometría y el análisis de tráfico aportando la mayor parte de la imagen de dónde estaban las naves. Ambos bandos leían el tráfico del otro al mismo tiempo. La mayoría de las historias afirman que el servicio de inteligencia naval alemán, el B-Dienst, leyó el cifrado aliado de convoyes conocido como Naval Cypher No. 3 hasta que fue reemplazado en junio de 1943, lo que le dio al mando de submarinos información propia sobre las rutas de los convoyes.

Cuando Ultra estaba disponible, a menudo les decía a los aliados lo que el mando de submarinos se proponía, como las posiciones de las líneas de patrulla, los puntos de encuentro para reabastecimiento y las órdenes a naves particulares. Los descifrados podían llegar horas o días después de enviada la señal, según la rapidez con que se rompiera la clave de cada día. El HF/DF solo informaba que un transmisor estaba en el aire en cierta marcación, pero lo hacía en el momento en que la nave transmitía, y a bordo de un escolta eso solía ser lo que decidía el encuentro. El estudio de Kathleen Broome Williams, Secret Weapon: U.S. High-Frequency Direction Finding in the Battle of the Atlantic, publicado por la Naval Institute Press, es un tratamiento detallado del argumento sobre la importancia de la radiogoniometría. Para el registro, consulte las historias navales oficiales y los relatos publicados de las salas de seguimiento.

Ubicar un transmisor hoy: lo que el Atlántico le dice a los talleres de radio

Los talleres de radio de seguridad pública todavía tienen que encontrar transmisores. Un micrófono trabado en un canal convencional de repetidora, la interferencia de un dispositivo defectuoso, una señal de localización en 121,5 MHz de una baliza de emergencia o un usuario no autorizado en un canal presentan el mismo problema que enfrentaron los escoltas, que es averiguar de dónde viene una señal con solo lo que la señal revela. En un sistema troncalizado o digital, la consola suele mostrar la identificación de unidad del radio que transmite, y eso hace parte del trabajo sin una marcación, porque identifica el radio aunque no lo ubique. En un canal convencional analógico sin señalización de identificación, un transmisor trabado es anónimo, y alguien tiene que salir con equipo de radiogoniometría a tomar marcaciones.

La geometría no ha cambiado desde 1942. Una marcación da una línea, dos dan una posición y una tercera da el tamaño del error. Las marcaciones tomadas desde puntos cercanos entre sí producen un área de incertidumbre larga y delgada, mientras que las tomadas desde puntos muy separados que se cruzan casi en ángulo recto producen una compacta. Las reflexiones cerca del receptor distorsionan las marcaciones de manera parecida a como lo hacía la superestructura de un buque, así que una marcación tomada junto a un edificio metálico o a un vehículo merece menos confianza que una tomada a campo abierto. La Civil Air Patrol y los aficionados a la radiogoniometría entre los radioaficionados trabajan con estos problemas con regularidad, y muchos condados tienen a uno o a ambos cerca sin que el taller de radio lo sepa.

El Atlántico también deja una lección para los usuarios tácticos. Los comandantes de los U-boats supusieron que una transmisión breve era segura porque la juzgaban frente al equipo que conocían. Un equipo táctico moderno lleva radios, teléfonos y a veces dispositivos que reportan por GPS y pueden transmitir de forma automática, y el jefe del equipo puede no saber qué emite cada dispositivo ni quién podría estar escuchando. Esa es una cuestión de planificación para el administrador de radio y para el equipo, y aquí se mantiene a nivel de conciencia. La cuestión del mérito también se traslada. Una revisión posacción que le atribuye un buen resultado a una sola herramienta, cuando cuatro fuentes contribuyeron, llevará a la agencia a financiar y entrenar lo equivocado, de la misma manera en que la popular historia de Enigma sigue llevando a los lectores a pasar por alto la radiogoniometría.

Qué hacer en su agencia

• El administrador del sistema de radio debería transmitir con un radio de prueba en cada canal convencional y cada grupo de conversación este mes, registrar si la consola de despacho muestra la identificación de la unidad que transmite, y escribir la lista de canales sin identificación en el procedimiento vigente para micrófonos trabados, como los canales que requerirían radiogoniometría física.
• El gerente del centro de comunicaciones debería identificar, con nombre y número de teléfono, el escuadrón más cercano de la Civil Air Patrol y cualquier grupo local de radioaficionados que haga radiogoniometría, y agregar ambos contactos a la sección vigente de interferencia y balizas de emergencia del procedimiento operativo estándar (SOP) de despacho.
• El supervisor del taller de radio debería agregar un párrafo al procedimiento vigente de búsqueda de interferencias que establezca que las marcaciones se toman desde al menos tres puntos bien separados, lejos de vehículos y edificios metálicos, para que las líneas se crucen en ángulos amplios.
• El comandante del equipo táctico debería pedirle al administrador de radio una lista escrita de cada dispositivo que el equipo lleva y que transmite de forma automática, incluidos los radios y teléfonos que reportan por GPS, y revisar esa lista en el próximo día de entrenamiento programado del equipo.
• El oficial de control de calidad (QA) o de entrenamiento debería revisar la plantilla de la revisión posacción para que pida a los revisores enumerar cada fuente de información que contribuyó al resultado, y usar el formato revisado en la próxima revisión programada.
• Quien mantenga las diapositivas de capacitación o de historia de la agencia debería buscar en ellas cualquier afirmación de que el descifrado de Enigma por sí solo ganó la Batalla del Atlántico y corregirla para que diga que el descifrado y la radiogoniometría eran fuentes separadas que los aliados usaron en conjunto.

Puntos clave

• Los radiogoniómetros de lazo girados a mano necesitaban una señal que siguiera en el aire mientras el operador hallaba el nulo, y las señales ionosféricas difuminaban las marcaciones de lazo, de modo que las transmisiones cortas de HF eran difíciles de ubicar con el equipo anterior.
• El HF/DF de la guerra combinó arreglos de antenas Adcock, que rechazan buena parte del error de polarización de las señales ionosféricas, con una pantalla de rayos catódicos de dos canales que mostraba una marcación en el instante en que aparecía una señal.
• Un equipo de a bordo podía saber, por una señal de onda de superficie, que un U-boat estaba a pocas decenas de millas, lo que le daba a un escolta una marcación y un motivo para correr de inmediato por ella.
• Las marcaciones de dos o más estaciones se cruzaban para formar una posición, y la exactitud de esa posición dependía de la distancia, del error de marcación y del ángulo de cruce, razón por la cual las estaciones de tierra se repartieron alrededor del Atlántico.
• Obligar a un U-boat seguidor a sumergirse a menudo desbarataba el ataque de una manada aunque no se hundiera ninguna nave, y ese tipo de resultado es fácil de subestimar.
• La marina alemana acortó sus señales con libros de señales cortas y más tarde desarrolló el sistema de ráfagas Kurier, que las historias describen como instalado en solo unas pocas naves y demasiado tarde para afectar la campaña.
• El descifrado de Enigma y el HF/DF eran fuentes separadas y complementarias, y durante el apagón de 1942 sobre la clave de cuatro rotores de los U-boats, la radiogoniometría y el análisis de tráfico aportaron la mayor parte de la imagen.
• Los porcentajes publicados que asignan las bajas de U-boats a una sola fuente dependen de cómo se hizo el conteo y no deberían repetirse sin la fuente y su método.