Los materiales compuestos abordan los desafíos del 5G

El 5G seguirá siendo el principal foco de desarrollo de la tecnología de radiocomunicaciones para atender la demanda mundial de gran ancho de banda y conectividad de alta velocidad. Sin embargo, para que su despliegue tenga éxito, los fabricantes deben utilizar materiales que combinen rendimiento mecánico, transparencia radioeléctrica y sostenibilidad para los radomos de antena. En este artículo, Juha Pesonen, responsable del segmento de telecomunicaciones del experto mundial en materiales compuestos Exel Composites analiza algunas de las posibilidades de los compuestos para el 5G.

Los radomos desempeñan un papel importante en la protección de los sistemas de antenas frente a daños en situaciones adversas, como lluvia o nieve. Desde hace algún tiempo se han venido utilizando compuestos en radomos de generaciones anteriores, lo que ha permitido a los fabricantes encontrar un equilibrio entre resistencia mecánica y permitividad de la señal.

Sin embargo, el 5G suele operar a frecuencias mucho más altas que el 4G, como la banda baja 5G por encima de 3 GHz, frecuencias de banda media en el rango inferior a 6 GHz y frecuencias de onda-mm en el rango de 24 GHz y superiores. A medida que aumenta el ancho de banda, se hace más difícil para los fabricantes de radomos diseñar radomos con transparencia radioeléctrica y que, al mismo tiempo, resistan las condiciones climáticas más diversas.

Exel Composites analiza algunas de las posibilidades de los compuestos para el 5G.

La necesidad de mejorar la transparencia radioeléctrica impondrá nuevos requisitos a los radomos y a los compuestos utilizados en su diseño. Los materiales con fibra de vidrio han dado buenos resultados en torres de telefonía móvil hasta 4G LTE, pero esta construcción de compuestos no producirá los mismos resultados con los sistemas de frecuencias superiores del 5G.

Para lograr un equilibrio entre transparencia radioeléctrica y resistencia mecánica, Exel Composites ha desarrollado un compuesto y un proceso de fabricación que han permitido crear radomos con una mayor permitividad de señal y una integridad estructural más rígida. Una de las mejoras ha consistido en introducir una espuma termoplástica entre las capas superficiales de compuesto. Esta capa intermedia tiene una constante dieléctrica mucho menor que las capas superficiales, lo que hace que la solución presente una mayor transparencia radioeléctrica que los modelos anteriores. También es posible incorporar otros materiales dieléctricos, como panal de abeja y corcho, en las finas paredes de fibra de vidrio de las piezas del radomo optimizadas para el diseño de la antena.

Conforme se van sustituyendo las antiguas generaciones de antenas, ¿qué se hace con los radomos de compuestos al final de su vida útil? Si bien no hay una respuesta directa, cuando se desea reciclar y minimizar la huella de carbono es posible reaprovechar los materiales compuestos al final de su vida útil.

Un método es la pirólisis, que descompone la fibra de vidrio en tres estructuras reciclables: pirogas, piroaceite y un subproducto sólido. También suelen emplearse otros métodos en los que se trituran y mezclan los compuestos para convertirlos en combustible para hornos de cemento. Sin embargo, estos métodos no están tan extendidos como podrían, lo que hace que las empresas se vean obligadas a transportar sus residuos a grandes distancias para su reciclaje. Exel Composites colabora con varias asociaciones del sector, como la Asociación Europea de la Industria de Compuestos, para investigar la reciclabilidad.

Exel también ha alineado sus objetivos de sostenibilidad con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, con el fin de proporcionar un marco sostenible para medir e informar. En colaboración con asociaciones industriales y clientes, Exel analiza su propia cadena de suministro y fabricación para el cumplimiento de estos objetivos.

Conseguir una infraestructura 5G duradera desde el punto de vista mecánico, con transparencia radioeléctrica y sostenible no es tarea fácil. Sin embargo, dado que la tecnología de fabricación de materiales compuestos sigue evolucionando rápidamente, una solución que combine estos tres factores puede estar próxima.