Capa contra el radar con negro de humo · diseño v0 · 2026-10-26

Pedido de Juan: «diseñemos primero con negro de humo, investiga» y «en Antofagasta hay mucho negro de humo». Búsquedas con S1N (papers por OpenAlex; empresas y fuentes por Exa) y un modelo de capas propio (simulacion/radar_capas.py, resultados en simulacion/radar_capas_resultado.txt). Nada medido todavía.

1 · La idea en corto

Se imprime negro de humo con un ligante sobre la misma malla de poliéster de urdimbre de la manta, en varias capas separadas por aire: - afuera, poco conductora; - adentro, más conductora.

Cada capa «se come» una parte del radar y, como el cambio es gradual, la tela casi no refleja. Es el principio de las capas de Jaumann, de los años cuarenta, de dominio público. Va por dentro: la cara de afuera sigue siendo la tela IRR, porque el negro de humo arruinaría el infrarrojo cercano.

2 · Lo que dice la literatura

Wulw, Marzec y Pacholczyk (Defence Technology, 2025).
- Universidad Técnica de Lodz junto con Miranda, el fabricante polaco de camuflaje.
- Pusieron negro de humo sobre dos mallas de poliéster de urdimbre, con ligantes al agua (acrílico, poliuretano alifático o PVC-etileno), por foulard o serigrafía.
- Probaron pigmentos con 30 a 50 % de negro de humo, y en la mezcla entre 10 y 70 % de pigmento.
- Con 1 mm de capa lograron 27 a 38 dB de pérdida de ida y vuelta. La norma de defensa polaca pide 12 dB.
- El texto completo está bloqueado para este navegador; sólo leí el resumen.
Szczodrowska y Mazurczuk (2021, Instituto Militar de Tecnología de Ingenieros de Polonia).
- Los radares de campo de batalla trabajan entre 1 y 20 GHz, y en 35 y 94 GHz.
- Las capas resistivas se hacen con grafito o carbón en ligante de vinilo y espuma de polietileno como separador (Salisbury y Jaumann).
- En Polonia trabajan con Miranda, Lubawa y otros.
Cabot (fabricante). En recubrimiento acrílico:
- el negro de humo conductor Vulcan XC72 llega a 10⁵ Ω por cuadrado con 20 % o menos;
- uno común (Regal 400R) necesita 35 % o más para lo mismo.
- El negro de humo recuperado de neumáticos se parece más al común: hace falta más carga.
Negro de humo recuperado (Norris y otros, Polymers 2025). Trae entre 15 y 20 % de ceniza, y el residuo carbonoso del proceso le hace más daño que la ceniza.

3 · Lo que dice el modelo (y la trampa de la norma)

Cada capa se trata como una lámina de resistencia superficial Rs (en Ω por cuadrado), con aire entre capas y el equipo metálico detrás, a 2–10 cm (promediado, porque la cubierta se mueve). Incidencia normal, de 2 a 94 GHz.

Diseño	Pérdida de ida y vuelta (lo que mide la norma)	Reflejo de la tela sola	Cuánto baja el eco del equipo
1 capa de 50 Ω (muy cargada)	27 dB	−2 dB (casi un espejo)	2 dB
1 capa de 188 Ω	12 dB (justo la norma polaca)	−6 dB	5 dB
1 capa de 377 Ω	7 dB	−9,5 dB	5 dB
2 capas, 600 y 250 Ω, 1–2 cm de aire	13–16 dB	−6 a −27 dB	5 a 15 dB según la frecuencia
3 capas, 1.000 + 500 + 250 Ω, 1 cm de aire	17–20 dB	−8 a −31 dB	7 a 19 dB (10 o más en la mayoría de las bandas)

Las lecciones: 1. Cargar más no es mejor. Una capa muy conductora pasa la norma de «ida y vuelta» con holgura, pero refleja como espejo, y el eco del equipo casi no baja. El 27–38 dB del paper hay que leerlo así: hay que medir también el eco con la placa metálica detrás. 2. Lo que funciona son capas escalonadas, poco conductoras afuera y más adentro. Con tres capas el eco baja unos 10 a 19 dB en casi todas las bandas. 3. Hay frecuencias donde baja menos: en este cálculo, 12–18 GHz y 77 GHz, donde el aire entre capas mide media onda. Las arrugas y el relieve 3D de la cara las emparejan en parte. Conviene no dejar las capas a distancia fija, por ejemplo con separadores de alturas distintas.

4 · El diseño v0

 Afuera  │ cara: tela IRR (desierto / woodland / nieve), sin carbono          ~110–120 g/m²
         │ capa 1: malla de urdimbre con negro de humo · Rs ≈ 1.000 Ω/□      ~60–90 g/m² (supuesto)
         │   ~1 cm de aire (separadores o tela espaciadora 3D)
         │ capa 2: ídem · Rs ≈ 500 Ω/□
         │   ~1 cm de aire
         │ capa 3: ídem · Rs ≈ 250 Ω/□
 Equipo  │ antena afuera, o «ventana» sin carbono en la zona de la antena

Peso estimado: 300–400 g/m² en total (supuesto mío). Sirve para cubiertas de equipos y mallas, no para la manta de menos de 3 kg.
Térmico: el negro de humo emite mucho calor (emisividad alta). Por eso va adentro, detrás de la cara. Para bajar la firma térmica de día queda la tinta de ITO u otra cara de baja emisión, que se prueba aparte.
La radio propia: las capas resistivas también atenúan la radio. La antena va afuera o en una zona sin carbono.

5 · Cómo se fabrica y se controla (barato y rápido)

Pasta: negro de humo + ligante acrílico o de poliuretano al agua + dispersante, molida o agitada fuerte. Se aplica por serigrafía o racle sobre la malla, igual que la impresión IRR.
Control con un tester: la Rs se mide con dos barras de cobre paralelas sobre un cuadrado de la tela (por ejemplo, 5 × 5 cm): lo que marca el tester en ohm es la Rs en Ω/□. Se ajusta la carga hasta dar 1.000, 500 y 250. No hace falta laboratorio para esta etapa.
Recién con las tres capas listas, medir en la PUCV (analizador hasta 170 GHz):
- la pérdida de ida y vuelta, que es lo que pide la norma;
- el eco con una placa metálica detrás, que es lo que de verdad importa.
Lavar y secar 5 veces, y volver a medir la Rs: es lo primero que se degrada.

6 · De dónde sacar el negro de humo

Fuente	Qué es	Para qué
Amster (Quilicura, distribuidor de Cabot; +56 2 2963 3900, contacto@amster.cl)	Vulcan XC72, negro de humo conductor, en sacos de 10 kg	La base del diseño: llega a la Rs con poca carga
Kal Tire Recycling Chile SpA (La Negra, Antofagasta)	Negro de humo recuperado de neumáticos mineros gigantes: unos 8.000 kg al día, con certificación ISCC PLUS. Lo están validando para hacer neumáticos nuevos (programa NFU-Evolución de CircularTec y Corfo)	Para probar: barato y local, pero menos conductor (más ceniza). Probarlo solo y mezclado con XC72. Contacto publicado: Héctor Bravo, gerente de Administración y Finanzas (en el catálogo de la AIA)
Michelin MSMR La Negra (Antofagasta)	Recicla neumáticos mineros, pero hoy los convierte en chips, no en negro de humo	No sirve por ahora
UCN (Dr. Javier Quispe)	Va a hacer electrodos con negro de humo de neumáticos desde septiembre de 2026	Posible aliado para medir conductividad en Antofagasta
Ligantes y auxiliares textiles	Síntesis y Color, y otros distribuidores de estampación textil	Ligante acrílico o de poliuretano al agua

Un dato para la historia del producto: una cubierta militar hecha con negro de humo de neumáticos mineros de Antofagasta es una buena historia de economía circular para la Ley REP y para Corfo, si las mediciones salen bien.

7 · Prueba corta (protocolo rápido)

A = una capa de 188 Ω/□ (lo mínimo para la norma polaca).
B = tres capas escalonadas (1.000 + 500 + 250 Ω/□) con 1 cm de aire.
B2 = como B, pero con negro de humo de Kal Tire.
Misma medición para todas: Rs con el tester; en la PUCV, la pérdida de ida y vuelta y el eco con la placa metálica, de 8 a 40 GHz y en 94 GHz; peso; Rs después de 5 lavados.
Éxito de B, fijado antes de medir:
- el eco con la placa baja ≥ 10 dB en al menos el 70 % de las frecuencias medidas;
- la pérdida de ida y vuelta es ≥ 12 dB;
- ≤ 400 g/m² con la cara;
- la Rs cambia ≤ 30 % tras 5 lavados.
B2 sirve si logra lo mismo que B con más carga y sin pasar el peso.
Costo de la prueba: negro de humo, ligante y malla, unos CLP 150–300 mil (supuesto), más la medición en la PUCV (por cotizar).

8 · Límites

El modelo es de incidencia normal y láminas ideales. No incluye el ángulo, el relieve 3D, la tela de cara ni las uniones.
La relación entre carga y Rs depende del ligante, el espesor y la tela. Hay que medirla.
Del paper polaco sólo leí el resumen.