En una reunión secreta en Berlín, el 26 de febrero de 1935, Adolfo Hitler creaba oficialmente la fuerza aérea nazi, o Luftwaffe, con la intención de dominar los aires de Europa. Ese mismo día en Inglaterra, a 120 km al noroeste de Londres en el pequeño pueblo de Litchborough, un vehículo se conducía de madrugada con dos investigadores a bordo. Iban a instalar un par de antenas y a probar una idea que cambiaría el curso de la Segunda Guerra Mundial.
Todo había surgido del temor de los militares ingleses por su rezago tecnológico con sus contrapartes alemanas. Un día llamaron a Robert Watson y Arnold Wilkins, investigadores de una estación meteorológica, para hacerles una pregunta: “Supón que tienes 8 pintas de agua a 1km de altura. Y supón que el agua está a 37 grados centígrados. ¿Cuánta energía de radiofrecuencia necesitas para calentar esa agua a 41 grados?”.
Watson y Wilkins no eran tontos. Sabían que 8 pintas es la cantidad de sangre en un ser humano y 37 grados centígrados su temperatura. Lo que los militares querían era un “rayo de la muerte”. Pero rápidamente ambos se dieron cuenta de que esto era imposible, pues se necesitaba demasiada energía. Sin embargo, les dio otra idea.
Claramente la Secretaría de Defensa Británica tenía dinero para investigación, así que los persuadieron para probar rebotar ondas de radio en aviones. En esa misión secreta en Litchborough, instalaron dos antenas mientras volaban un bombardero. Cuando Watson transmitió señales de una antena hacia el avión, la otra las captó. Habían inventado el radar.
Los radares funcionan generando ondas electromagnéticas y direccionándolas de forma apropiada. Dependiendo del material, la forma y la distancia del objetivo, parte de estas ondas se reflejan como la luz en un espejo distante. Ese reflejo se capta nuevamente y como se conoce perfectamente su velocidad (la velocidad de la luz), el tiempo de retorno revela la distancia a la que está el objeto en cuestión. Hoy los radares son el instrumento más común en aplicaciones civiles como militares para localizar aviones, barcos o misiles. Es una tecnología ya imprescindible en el mundo.
Sin importar sus variantes, el principio de todo radar se explica con la siguiente ecuación:
Pr = PtA2S/4?L2R4
La simbología podrá parecer complicada, pero en realidad describe algo muy sencillo. Cuando las ondas se envían a un objetivo, la potencia con la que se reflejan (Pr) depende de la potencia con que se enviaron (Pt), la figura de la antena (A), la figura del objetivo (S), el ancho de banda de las ondas (L) y la distancia (R) entre la antena y el objetivo.
Después de casi un siglo de desarrollo, los usos de esta tecnología ahora son extremadamente variados y cotidianos. Por ejemplo, los detectores de velocidad o alarmas de proximidad en los vehículos son radares miniatura que miden rapidez y distancias con otros objetos.
Las aplicaciones espaciales y militares son las más desarrolladas. Así como se diseñan radares más inteligentes para detectar enemigos, así también evoluciona la forma para evadirlos. Como revela la Ecuación de Radar, el reflejo depende de la figura del objetivo (S). Los ingenieros saben, por tanto, que modificando la figura de aviones de forma precisa pueden disminuir considerablemente la cantidad de reflejos, prácticamente volviéndolos invisibles. Este es el secreto de los aviones furtivos como el Nighthawk F-117 de EE. UU. o el Sukhoi Su-57 ruso, que no solo tienen geometrías especiales, sino que están recubiertos de materiales absorbentes. En el espacio, radares desde satélites se usan en la Tierra y otros planetas para poder medir alturas de la superficie y con ello determinar su topografía con alta resolución.
Hoy, en el pueblo de Litchborough solo viven 350 personas. Aparte de su bella campiña, no tiene ningún atractivo turístico o industrial. Pero queda una piedra con una placa conmemorativa celebrando lo logrado por Watson y Wilkins. En aquel momento, trabajando bajo el temor de una inminente guerra, nunca imaginaban que su invento estaría presente en decenas de industrias futuras.
(La edición impresa puede no mostrar las fórmulas adecuadamente. Para ver la notación correcta o hacer preguntas, visite el sitio web: http://52ecuaciones.xyz).
Ingeniero Aeroespacial salvadoreño, radicado en Holanda.
cornejo@52ecuaciones.xyz