Materiales antibalísticos: propiedades y ejemplos

¿Qué son los materiales antibalísticos?

Los soldados se acercan a una posición enemiga. Un oficial de policía se acerca a un vehículo abandonado. Un orador público se dirige a una multitud enojada. En cada caso, una bala puede acabar con estas vidas, creando un mundo un poco más inestable. Cuando se lanza un objeto, ya sea por el brazo de un lanzador de béisbol o por una explosión de pólvora, sigue un patrón de vuelo y golpea de una manera predecible. Su impulso (la energía que transporta mientras viaja), la trayectoria de vuelo y las consecuencias del impacto (cambios en el objetivo causados ​​por detener o ralentizar el objeto) pueden calcularse utilizando la física y las matemáticas. Mientras tanto, la gravedad hace que el proyectil caiga a un ritmo predecible. El estudio del patrón de vuelo de los objetos propulsados ​​se llama balística .

Un proyectil balístico en un juego de pelota.

En conflicto, se han arrojado objetos como una forma de que las personas se ataquen entre sí desde la distancia. Las rocas, palos, honda, lanzas, flechas, cantos rodados, frascos de productos químicos, balas de cañón y muchos otros objetos lanzados como armas siguen las mismas leyes y principios. Quizás el arma arrojadiza más común en uso en la actualidad es la bala, un proyectil pequeño, compacto y pesado diseñado para penetrar y causar daño. Algunas balas tienen puntas afiladas y endurecidas diseñadas para penetrar la armadura, mientras que otras son más suaves y están diseñadas para aplanarse o explotar, causando un daño masivo a su objetivo.

Los materiales antibalísticos están diseñados para evitar que una bala, cuchillo u otro proyectil penetre en un objetivo vulnerable y para minimizar el daño causado por la fuerza necesaria para detener el proyectil. Los soldados, agentes de policía, personal de seguridad privada y otras personas amenazadas pueden protegerse con nuevos diseños y materiales que absorben el impacto focalizado de un proyectil, distribuyendo la fuerza y ​​evitando que el objeto haga el daño para el que fue diseñado.

Los materiales antibalísticos modernos incluyen Kevlar (un tipo de plástico especial encadenado), láminas laminadas de plásticos especiales, policarbonatos (plásticos que se ablandan cuando se calientan y tienen carbono incrustado en su diseño), mallas metálicas, cerámicas e incluso líquidos espesantes de cizallamiento. En esta lección, analizaremos algunos de estos materiales, incluidas sus ventajas, propiedades y usos.

Las moléculas de kevlar forman enlaces largos, fuertes y flexibles

El kevlar es una especie de tejido plástico hecho de polímeros (moléculas que forman largas cadenas) diseñado en largas líneas paralelas, entrelazadas de forma muy compacta. El material es como cadenas largas y paralelas de anillos fuertes que no se rompen ni se derriten fácilmente. Cuando un objeto golpea la tela de Kevlar, el impacto fluye a lo largo de las cadenas, que se doblarán y empujarán hacia adentro, pero no se rasgarán ni perforarán.

La armadura de Kevlar es ligera, flexible y muy protectora, especialmente cuando se combina con otros materiales.

Los plásticos laminados utilizan capas de un material como fibra de vidrio, tela, papel, etc., que luego se empapan en una resina plástica y se comprimen en una hoja delgada, resistente y moldeable. Estas superficies rígidas son ligeras y fuertes, resistiendo la penetración mientras distribuyen la fuerza a lo largo del área de la pieza. Usados ​​en combinación con un material flexible como el Kevlar, los laminados se usan para formar armaduras que pueden detener incluso las balas perforantes de alta velocidad. Los laminados también se utilizan para convertir vidrio simple en vidrio a prueba de balas colocando capas y fusionando el plástico y el vidrio.

Los compuestos de plástico en capas pueden evitar que los objetos penetren en las ventanas de vidrio

Las placas de cerámica (similares al material que recubre un fregadero o una bañera viejos) están diseñadas para triturar y remodelar una bala de francotirador u otro proyectil de alta velocidad, evitando la penetración de balas que pueden atravesar Kevlar. Desafortunadamente, las placas se rompen cuando se golpean, lo que las hace menos efectivas para detener impactos adicionales en el mismo lugar.

Los policarbonatos son plásticos rígidos diseñados para ablandarse cuando se aplica calor repentino, como cuando una bala impacta, envuelve y ralentiza el vuelo de la bala. Dado que no se rompen fácilmente, se pueden usar policarbonatos en lugar de metal para aligerar vehículos y aviones sin dejar de proporcionar estructura y protección.

Los líquidos espesantes por cizallamiento son un nuevo enfoque de alta tecnología para detener las balas y minimizar el daño por impacto. Dado que son líquidos, la presión hidráulica de un objeto que golpea tiende a distribuir inmediatamente la fuerza a través de la ‘burbuja’ del líquido, mientras que el proceso de espesamiento por cizallamiento hace que el líquido se vuelva más denso, agarrando la bala y resistiendo su camino hacia la otra. lado de la burbuja. Desafortunadamente, son un artículo de un solo uso. Una vez que una bala rompe la “burbuja”, el bolsillo se vacía de líquido y se vuelve inútil como armadura. A menudo, estos materiales se combinarán con Kevlar u otro material para brindar protección contra golpes múltiples.

Si no se requiere flexibilidad y el peso no es una consideración importante, como vehículos o edificios a prueba de balas, el enchapado y el refuerzo reemplazarán a las telas como materiales protectores predominantes. El kevlar y otros materiales pueden revestir las tablas del piso de un vehículo de pasajeros. El acero, los laminados, los compuestos de vidrio / polímero transparentes y otros materiales resistentes proporcionan el blindaje defensivo que requiere un vehículo blindado. Los edificios pueden utilizar entradas de metal y hormigón reforzado con acero para mejorar la supervivencia de los que están dentro.

Los vehículos blindados utilizan materiales rígidos, pesados ​​y antibalísticos para su protección.

Resumen de la lección

Los objetos balísticos son proyectiles que han sido lanzados por el aire por alguna fuerza. A menudo se utilizan como armas, como las balas disparadas por un arma. Los materiales antibalísticos están diseñados para evitar que las armas propulsadas dañen. Al remodelar objetos afilados, distribuir la fuerza a lo largo de una superficie y negarse a permitir la penetración, protegen el tejido corporal u otros objetos detrás de ellos, sirviendo como protección. Materiales flexibles y más ligeros, como Kevlar , líquidos espesantes por cizallamiento, policarbonatos, y otros tipos de plástico, se utilizan para la protección móvil, como en chalecos antibalas y chalecos antibalas. Se pueden usar materiales rígidos y más pesados, como acero, concreto o compuestos gruesos, para proteger objetivos o vehículos estacionarios, donde el peso del material no es un gran problema. Al igual que la armadura que se usa para proteger al caballero contra una espada cortante, los materiales antibalísticos se usan para proteger a los guerreros más modernos contra el armamento moderno de hoy.