¿Qué hace del Kevlar un material antibalístico tan bueno?

Foto: ¡Piense en el Kevlar como una alternativa moderna y ligera a las pesadas y engorrosas armaduras medievales! Foto del Sargento Nate Hauser cortesía del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos.

Si has leído nuestro artículo sobre balas, sabrás que dañan a las cosas—y a las personas—porque viajan a altas velocidades con enormes cantidades de energía cinética. Aunque no existe algo completamente «a prueba de balas», materiales como el vidrio a prueba de balas hacen un buen trabajo para protegernos al absorber (absorber)y disipar (esparcir) la energía de una bala.

El Kevlar es un excelente material antibalístico (resistente a balas y cuchillos) porque se necesita una gran cantidad de energía para hacer que un cuchillo o una bala pasen a través de él. Las fibras de tejido de moléculas de polímero altamente orientadas (alineadas) son extremadamente difíciles de separar: se necesita energía para separarlas. Una bala (o un cuchillo empujado con fuerza por un atacante) tiene su energía «robada» mientras intenta abrirse camino a través de ella.Si logra penetrar el material, se ralentiza considerablemente y causa mucho menos daño.

Aunque el Kevlar es más fuerte que el acero, es aproximadamente 5,5 veces menos denso (la densidad de Kevlar es de aproximadamente 1,44 gramos por centímetro cúbico, en comparación con el acero, que es redondo de aproximadamente 7,8 a 8 gramos por centímetro cúbico). Eso significa que un cierto volumen de Kevlar pesará 5-6 veces menos que el mismo volumen de acero.Recuerda a los caballeros medievales con sus engorrosos trajes de armadura: en teoría, el Kevlar moderno ofrece la misma protección, pero es lo suficientemente ligero y flexible como para usarlo durante períodos mucho más largos.

Más capas = más protección

Gráfico: Necesita un blindaje corporal de Kevlar de mayor grosor para detener balas de mayor velocidad (velocidad). En teoría, cuanto más grueso es el Kevlar, más corta es la distancia a través de la cual una bala debería ser capaz de atravesar (más corta es la profundidad de penetración); en la práctica, es un poco más complicado que eso.

Si piensas en Kevlar «absorbiendo» la energía de una bala, es bastante obvio que un mayor grosor de Kevlar (más capas del material unidas entre sí) le dará más protección.

¿Cuánto Kevlar necesitas para detener una bala? Depende del Kevlar y del peso, tipo y velocidad de la bala. El kevlar viene en diferentes pesos—y las balas también vienen en diferentes tipos y pesos y viajan a velocidades muy diferentes, con diferentes cantidades de energía. Cuanto más grande es la bala y más rápido viaja, más energía cinética tiene, más penetrará y más daño hará. Se necesitan más capas de Kevlar para balas más rápidas que las más pequeñas y lentas. Por lo general, los chalecos antibalas tienen al menos 8-16 capas de Kevlar y, a menudo, 32-48 capas o incluso más. Algunos chalecos combinan Kevlar con otros materiales, mientras que otros utilizan diferentes materiales en lugar de Kevlar, como Spectra®.

En términos generales, cuantas más capas de Kevlar más pesado tenga, más protectora será su armadura «a prueba de balas», pero cuanto más pesada,voluminosa y caliente será usar, y más restringirá su movimiento. Podrías cubrirte con un millón de capas de Kevlar, que podrían detener la mayoría de las balas cotidianas, pero difícilmente será práctico. Por lo tanto, hay un equilibrio entre la protección y la facilidad de uso. Y, en lo que respecta al Kevlar, no siempre es una cuestión de «más grueso es mejor»: también hay otra calificación. Las balas viajan rápido – una bala de rifle puede ir 10 veces más rápido que un coche de carreras—y están diseñadas para deformarse cuando golpean cosas para que hagan más daño. De acuerdo con algunas investigaciones balísticas recientes, el Kevlar en un chaleco antibalas afectará este proceso, a veces haciendo que una bala viaje más lejos hacia un objetivo que si no se utilizara (o menos) Kevlar. Es por eso que necesitas mucho Kevlar en chalecos antibalas efectivos, tanto para permitir cómo podría alterar la bala como para absorber toda la energía de la bala.

El kevlar no siempre es suficiente

Si desea proteger a los soldados contra balas de rifle de alta velocidad, necesitará armas mucho más gruesas que si simplemente desea proteger a los oficiales de policía contra balas de pistola,que tienen menor velocidad y menos cinética energy.It es importante recordar que ningún material es 100 por ciento a prueba de balas—y a veces incluso el Kevlar no es suficiente.

Esto se puede ver claramente en la Clasificación oficial de Armaduras Corporales del Instituto Nacional de Justicia de los Estados Unidos, que clasifica los chalecos antibalas y otras protecciones corporales (hechas de Kevlar y otros materiales)en una escala de I a IV por su capacidad para proteger contra balas disparadas desde armas de diferente potencia. En el extremo inferior de la báscula,la armadura tipo IIA tiene que protegerse contra balas de pistola más pequeñas (normalmente cartuchos con camisa metálica de 9 mm que pesan 8,0 g o 0,3 oz y se disparan a unos 373 m/s o 834 mph); para ello se necesitan al menos 16 capas de Kevlar.Más arriba en la escala, la armadura tipo IIIA tiene que resistir balas de mano más potentes (como .44 balas Magnum que pesan 15,6 g o 0,6 oz y se disparan a 436 m / s o 975 mph); eso necesita el doble de Kelvar—al menos 30 capas. Es importante tener en cuenta que incluso el Kevlar tiene sus límites. Para protegerse contra balas de fusil (ordinarias o perforantes), que viajan mucho más rápido (850-900 m/s o 1900-2000 mph) con una energía cinética considerablemente mayor, el kevlar no es suficiente: necesita una armadura corporal hecha de placas de acero o cerámica (clasificadas como tipo III y IV).