Desde 2008, se han realizado investigaciones intensivas con diversos aditivos en diferentes combinaciones para desarrollar pinturas que puedan dar a sus sus sustratos metálicos un borrado de radar Camuflaje recubrimiento. En 2022, se publicó una prueba muy interesante usando hexaferrita de bario y polvo de cobre ultrafina en combinación, mostrando que el material absorbió alrededor de un tercio del incidente ondas de radar. En 2023, las ventas de polvo de cobre ultrafina se cuadruplicó repentinamente en comparación con el año anterior.
La tecnología
Los compuestos polímeros se han convertido en parte integral de la vida moderna debido a su peso ligero, facilidad de procesamiento y excepcional combinación de propiedades. Ahora se encuentran en industrias aeroespaciales, de aviación e incluso de defensa. En este contexto, se ha examinado el uso de compuestos de polímero para aplicaciones de absorción de radar.
Radar es un sistema de detección que utiliza ondas electromagnéticas para determinar información como la distancia, altitud, dirección o velocidad de los objetos. Puede detectar objetos móviles como aeronaves, barcos y vehículos, y otros fijos como el terreno. El radar también se puede utilizar para reunir datos meteorológicos. Esta tecnología, que revolucionó la guerra aérea y naval, es uno de los desarrollos tecnológicos más importantes de la Segunda Guerra Mundial. De hecho, el término RADAR fue acuñado en 1940 por los EE.UU. Armada como sigla para Detección de radio y Ranging. Desde entonces, ha adquirido importancia no sólo para uso militar y policial sino también para la navegación de vuelo y la observación del tiempo.
A primera vista, el funcionamiento del radar parece simple: una señal es emitida, rebota un objeto, y la señal reflejada es recibida. Esto es similar a cómo funciona un eco, pero en lugar de sonido, el radar utiliza microondas. El grado de reflexión y refracción depende de las propiedades y superficie del material alcanzado por la señal. Cuando una señal de radar golpea una superficie perfectamente plana, se refleja en una dirección. Cuando golpea una superficie irregular, se dispersa en múltiples direcciones, y sólo una pequeña porción de la señal original regresa al receptor. Otra manera de reducir la señal reflejada es mediante la absorción de las ondas de radar por el material mismo.
Los materiales de absorción de radar (RAM) tienen un mecanismo que atrapa las ondas de radar que entran dentro del material, impidiéndoles que se reflejen. Los alemanes desarrollaron las primeras formas de esos materiales durante la Segunda Guerra Mundial.
Hexaferrita de bario y polvo de cobre ultrafina se utilizaron para producir recubrimientos compuestos de absorción por radar. Los polvos de hexaferrita de bario se sintetizaron utilizando el método sol-gel. Después de la síntesis, se prepararon mezclas añadiendo hexaferrita de bario y polvo de cobre ultrafina en varias cantidades a una resina de poliuretano (para determinar la dependencia de concentración). Estas mezclas se aplicaron a los sustratos de vidrio y metal, produciendo revestimientos de 3 mm de espesor, que se secaron a temperatura ambiente en el aire.
La morfología de la hexaferrita de bario muestra partículas de forma lisa, tipo placa con un tamaño promedio de partículas de aproximadamente 5 μm. Las partículas de cobre son relativamente grandes, entre 7-10 μm.
La absorción de radar de la muestra que contiene hexaferrita de 5 % y 10% de polvo de cobre alcanzó un máximo de 11,38%, al tiempo que aumenta el contenido de cobre absorción más allá del 12%. Teóricamente, la absorción máxima podría superar el 80%.
En cuanto al mecanismo del cobre, el cobre en sí no absorbe ondas electromagnéticas. El mecanismo de absorción de radar en cobre difiere ligeramente de lo que ocurre en hexaferrita de bario. Cuando las ondas electromagnéticas golpean la superficie de cobre, el campo eléctrico conduce electrones libres, generando una corriente alterna. Estos electrones oscilantes crean un campo magnético alternando en y alrededor del conductor. Esto genera una contraforza electromagnética que confine los portacargas a la superficie del conductor. Así, las ondas electromagnéticas son absorbidas por los electrones o reflejadas en la misma dirección, con algunas de las energías electromagnéticas disipadas como el calor.
El análisis de los resultados muestra que los revestimientos reforzados con férrito de bario y polvo de cobre muestran valores de saturación magnética superiores a los revestimientos de un solo componente. A medida que aumentan las cantidades de hexaferrita de bario y cobre, la absorción de radar también aumenta. La adición de hexaferrita de bario y cobre crea por lo tanto un efecto sinérgico, mejorando el rendimiento de absorción. Esta sinergia surge porque los aditivos contribuyen independientemente a través de sus propiedades magnéticas y eléctricas, cada uno activando diferentes mecanismos que juntos mejoran el radar absorción.
El mercado de polvo de cobre
El polvo de cobre se produce principalmente en Rusia, Canadá y Chile. En Canadá y Chile, principalmente biológicamente derivados, se fabrica casi polvo esférico de cobre, a menudo utilizado en aplicaciones farmacéuticas. En Rusia, casi toda la producción de polvo de cobre es para usos tecnológicos.
Con la (caliente) guerra Rusia comenzó contra Ucrania en 2022, los patrones de comercio mundial cambiaron dramáticamente. Los bancos occidentales rara vez procesan pagos relacionados con bienes rusos. Como resultado, miles de empresas rusas reestructuraron: reubicación de operaciones, mudanzas en el extranjero, o reiniciando bajo nuevos nombres en países vecinos. En consecuencia, ahora vemos a los productores de polvo de cobre que operan a lo largo de la frontera rusa, desde Estonia hasta Kazajstán.
Debido a que la mayoría de los productores de polvos metálicos ultrafina son nuestros clientes, estamos en una buena posición para monitorear el mercado para polvo de cobre ultrafina. Hemos visto cada vez más grandes volúmenes negociados. En 2018, el comercio mundial se estimó en alrededor de 20 toneladas. Para 2023, solo observamos más de 60 toneladas cambiando de manos, sugiriendo un volumen de mercado anual actual de aproximadamente 100 toneladas.
Puesto que la demanda en otras áreas de aplicación conocidas de polvo de cobre no ha crecido casi tanto en los últimos cinco años, sospechamos que el surgimiento de un nuevo jugador: el militar. Las aplicaciones conocidas para polvo de cobre incluyen: electrónica, semiconductores, recubrimientos antibacterianos, impresión 3D, productos farmacéuticos y producción de pintura.
Para los militares, las aplicaciones potenciales son prácticamente ilimitadas. De satélites a vehículos blindados, todo podría ser invisible a los sistemas de radar modernos. Tal ventaja táctica podría valer miles de millones de dólares de EE.UU. dólares a las fuerzas militares del mundo.
Seguiremos monitoreando este mercado e informando de nuevo.