El uso de materiales innovadores y diseños de última generación permite que las cubiertas optimicen el desempeño de las antenas, favoreciendo sistemas de comunicación más seguros, fiables y eficientes.
Un innovador proyecto que pretende revolucionar las comunicaciones navales está liderando la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV). Se trata de “Metasurface Optimized Radome for Communications and Advanced Protection”, más conocido como Meta-Orca, una investigación que persigue el desarrollo de radomos multifuncionales que mejoren la transmisión de señales de comunicación y simultáneamente ofrezcan mitigación de interferencias electromagnéticas y protección frente a condiciones ambientales marítimas severas.
Meta-Orca se enfoca en el diseño, fabricación y validación de radomos avanzados basados en metasuperficies para plataformas navales, tales como buques de superficie y otras aplicaciones marítimas de alta exigencia. La iniciativa busca desarrollar cubiertas inteligentes para antenas de barcos, que no solo protejan físicamente los sistemas de comunicación del ambiente marino, sino que además mejoren la calidad de las comunicaciones y reduzcan interferencias.
Lo anterior, a través del uso de metamateriales para transformar los radomos de las embarcaciones. A diferencia de las estructuras tradicionales que solo protegen las antenas, esta propuesta permite modificar las propiedades electromagnéticas para absorber señales o alterar la dirección de la radiación sin cambiar la electrónica interna.
Gracias a nuevos materiales y diseños avanzados, estas cubiertas permiten que las antenas funcionen mejor y sean más discretas desde el punto de vista electromagnético, contribuyendo a comunicaciones más seguras, confiables y eficientes en el ámbito naval.
El estudio –enmarcado en un Proyecto Anillo financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), que dirige el académico de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la PUCV, Francisco Pizarro– combina diseños electromagnéticos avanzados, técnicas de impresión 3D, caracterización de materiales artificiales o metamateriales, y validación experimental, con un fuerte componente de I+D aplicada y transferencia tecnológica, en colaboración con la industria naval chilena.
“Los radomos son estructuras que sirven para proteger las antenas de la intemperie y que, tradicionalmente, deben ser electromagnéticamente transparentes, es decir, que no interfieran con las propiedades de la antena. Este proyecto, sin embargo, plantea aprovechar esta estructura que ya existe, para añadir una característica especial a la antena. O sea, ya no queremos que sea transparente, sino que buscamos utilizar su mecánica para lograr fines específicos a través del uso de metamateriales”, explicó Pizarro.
Antenas con nuevas características
El objetivo central es desarrollar radomos multifuncionales que permitan mejorar la transmisión de señales de comunicación, mientras simultáneamente ofrecen mitigación de interferencias electromagnéticas, reducción de la firma electromagnética y protección frente a condiciones marítimas adversas.
Este proyecto –realizado en colaboración con ASMAR, la Universidad Tecnológica de Sydney, la Universidad Politécnica de Cartagena, España; la Universidad Carlos III de Madrid y la Universidad Técnica Federico Santa María, en Chile– tiene aplicaciones críticas en el ámbito militar y naval, como la reducción de la visibilidad ante radares.
“También podríamos modificar el radomo para que sea capaz de absorber la energía de eventuales ataques electromagnéticos que pueden quemar los circuitos; o cambiar la forma en que irradia la antena, sin tener que modificar la antena en sí, sino que disponer del radomo para estas funciones”, detalló Pizarro.
Proyecto internacional interdisciplinario
La investigación integra a expertos del ámbito de la ingeniería química para asegurar que los materiales resistan las exigentes condiciones de salinidad y humedad del entorno marino. Actualmente, el equipo trabaja en un prototipo a escala real que esperan completar en un plazo de tres años para validar esta tecnología innovadora.
Al respecto, Dreidy Vásquez, académica de la Escuela de Ingeniería Química de la PUCV, explicó que los metamateriales son diseñados para que sus propiedades estén acordes a la superficie a la que están adheridos. Subrayó que “los radomos son estructuras que protegen la antena y para aplicaciones navales deben cumplir con una combinación de características mecánicas, químicas y electromagnéticas muy específicas. Con los metamateriales podríamos lograr optimizar la combinación de esas características”.
“El conocimiento no es exclusivo de una sola persona o entidad, y este tipo de innovaciones necesita miradas desde distintas disciplinas para lograr llevarlas a la realidad, así qué mientras más colaboración -tanto nacional como internacional- hay en un proyecto, más se enriquece el conocimiento y se logran resultados más rápidos. Este proyecto es de innovación aplicada, y eso es muy importante de destacar, así como la formación de capital humano avanzado que se va a lograr con este estudio”, agregó Dreidy Vásquez.
Meta-Orca contribuye además al fortalecimiento de capacidades nacionales en tecnologías estratégicas relacionadas con defensa, comunicaciones y sistemas electromagnéticos complejos, en concordancia con los objetivos del Plan de Desarrollo Estratégico Institucional de la PUCV, que apunta a impulsar el desarrollo de la investigación de frontera y la generación de investigación con impacto a nivel regional, nacional y global.
Fuente: PUCV