Radar Absorbing Materials

Materiales Absorbentes Radar

Desde la invención del Radar en los años 30 del siglo XX se inició el desarrollo de materiales que pudiesen “engañar” al radar para cubrir estructuras y que éstas no fuesen detectadas, para así poder sorprender al enemigo. Estos materiales son conocidos como Materiales Absorbentes Radar, o Radar Absorbing Materials (RAM) en su acepción inglesa. Están diseñados para absorber la radio frecuencia (RF) emitida por el radar, de tal manera que la señal que llega al material no se refleja y cualquier estructura cubierta con estos Materiales Absorbentes Radar no es detectada por el radar.

En 1936, Machinerieen patento (FR Patente 802728) por primera vez un Material Absorbente Radar basado en el negro de carbono. En la Segunda Guerra Mundial, los alemanes ya usaban polvo de carbonilo de hierro (“Wesch”) en sus submarinos, y en 1952 Salisbury publicó su conocida patente (US 2599944). Desde entonces, se han desarrollado, y se siguen desarrollando muchos tipos de Materiales Absorbentes Radar. La Tecnología Radar sigue evolucionando y también los hacen los materiales absorbentes. Con la explosión de aplicaciones de RF se ha multiplicado la necesidad de estos materiales, no sólo en aplicaciones de defensa, pero también, en el campo civil; la reducción de la radiación electromagnética es muy útil a la hora de evitar el ruido electromagnético en radares meteorológicos y de aviación, de, por ejemplo, aerogeneradores y estructuras en aeropuertos. Además, los sistemas electrónicos que nos rodean provocan interferencias electromagnéticas (EMI), tanto interferencias en radares, como bajo rendimiento en los sistemas debido a efectos de acoplamiento, por lo que el aislamiento de las antenas y de los aparatos con una elevada emisión de radiación electromagnética se ha convertido en un problema tecnológico cada vez más recurrente.  Por ejemplo, los equipos de imagen para aplicaciones médicas, representan también un amplio mercado necesitado de la reducción de la radiación electromagnética.

La Industria y las Universidades y centros de Investigación siguen avanzando en el desarrollo del Material Absorbente Radar, buscando materiales cada vez más finos y ligeros, más duraderos y fáciles de aplicar, más baratos y con anchos de banda cada vez mayores. La oferta de estos materiales es muy variada, pero a grandes rasgos, y dependiendo del principio físico en el que se basen, pueden agruparse en dos categorías principales.

  • Interferencia Destructiva: la radiación incidente se cancela por una reflexión a contrafase, colocando una superficie reflectante a una distancia de la superficie, equivalente a un cuarto de la longitud de onda
  • Materiales con Pérdidas: el material posee una elevada absorción (parte imaginaria de la permitividad y/o permeabilidad elevada) que absorbe la radiación incidente.

Además, se puede añadir cierta geometría a la superficie para incrementar la efectividad de cualquiera de los grupos anteriores.

Ambos tienden a ser materiales con un espesor considerable, ya que se necesita ese espesor para que funcionen tanto la antiresonancia como la absorción. Los materiales con pérdidas tienden a ser pesados porque la cantidad de partículas necesarias para que la absorción sea efectiva es grande. La durabilidad y facilidad de aplicación dependen en gran medida del sustrato utilizado. Los materiales que utilizan la interferencia destructiva tienden a tener un ancho de banda estrecho, aunque con una superposición de capas adecuada pueden conseguirse anchos de banda mayores. La elección del RAM depende en gran medida de la aplicación y de un estudio de costes/efectividad, donde el peso, el espesor, la durabilidad y la facilidad de uso son factores que deben tomarse en consideración.

Los Materiales Absorbentes Radar tradicionales se fabrican dispersando partículas electromagnéticas en un material base. Estas partículas van desde partículas metálicas a nanotubos de carbono, pasando por las ferritas. Algunos de los materiales comercialmente disponibles son las espumas de poliuretano impregnadas con partículas de carbono, siliconas y neoprenos con carbono, uretano con partículas de hierro, pinturas con aleaciones de metal evaporados o fibras de carbono, tejidos, celdas de abejas impregnadas, polímeros conductores, composites de fibra de vidrio y fibra de carbono… En la actualidad, también existen materiales compuestos de pequeños circuitos que resuenan, y por tanto, absorben la energía incidente.

 

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