Vidrio a prueba de balas
El vidrio a prueba de balas , vidrio balístico , blindaje transparente o vidrio resistente a las balas es un material fuerte y ópticamente transparente que es particularmente resistente a la penetración de proyectiles. Como cualquier otro material, no es completamente impenetrable. Por lo general, está hecho de una combinación de dos o más tipos de vidrio, uno duro y otro blando. [1] La capa más blanda hace que el vidrio sea más elástico, de modo que puede flexionarse en lugar de romperse. El índice de refracción de todos los vidrios utilizados en las capas a prueba de balas debe ser casi el mismo para mantener el vidrio transparente y permitir una visión clara y sin distorsiones a través del vidrio. El vidrio a prueba de balas varía en espesor de 3 ⁄ 4 a 3+1 ⁄ 2 pulgadas (19 a 89 mm). [2] [3]
El vidrio antibalas se utiliza en ventanas de edificios que requieren dicha seguridad, como joyerías y embajadas, y de vehículos militares y privados.
Construcción
El vidrio resistente a las balas se construye utilizando capas de vidrio laminado . Cuantas más capas haya, más protección ofrece el vidrio. Cuando se necesita una reducción de peso, se lamina policarbonato (un termoplástico ) en el lado seguro para evitar que se descascare . El objetivo es hacer un material con la apariencia y la claridad del vidrio estándar pero con una protección eficaz contra las armas pequeñas. Los diseños de policarbonato suelen consistir en productos como Armormax, Makroclear, Cyrolon: un revestimiento suave que se cura después de ser rayado (como polímeros elastoméricos a base de carbono) o un revestimiento duro que evita los arañazos (como polímeros a base de silicio). [4]
El plástico en los diseños laminados también proporciona resistencia al impacto de ataques físicos con objetos contundentes y afilados. El plástico ofrece poca resistencia a las balas. El vidrio, que es mucho más duro que el plástico, aplana la bala y el plástico se deforma, con el objetivo de absorber el resto de la energía y evitar la penetración. La capacidad de la capa de policarbonato para detener proyectiles con energía variable es directamente proporcional a su espesor [5] , y el vidrio a prueba de balas de este diseño puede tener hasta 3,5 pulgadas de espesor [3] .
Las capas de vidrio laminado se construyen a partir de láminas de vidrio unidas entre sí con butiral de polivinilo, poliuretano, Sentryglas o acetato de etileno-vinilo. Cuando se trata con procesos químicos, el vidrio se vuelve mucho más resistente. Este diseño se ha utilizado habitualmente en vehículos de combate desde la Segunda Guerra Mundial. Suele ser grueso y, por lo general, extremadamente pesado. [6]
| Espesor y peso de la muestra para materiales de vidrio resistentes a las balas [7] [8] [9] | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Amenaza detenida | Laminado de vidrio | Policarbonato | Acrílico | Policarbonato revestido de vidrio | Oxinitruro de aluminio | ||||||||||||||||
| Nivel de protección | (ejemplo) | Espesor | Peso | Espesor | Peso | Espesor | Peso | Espesor | Peso | Espesor | Peso | ||||||||||
| en. | mm | lb/pie cuadrado | kg/ m2 | en. | mm | lb/pie cuadrado | kg/ m2 | en. | mm | lb/pie cuadrado | kg/ m2 | en. | mm | lb/pie cuadrado | kg/ m2 | en. | mm | lb/pie cuadrado | kg/ m2 | ||
| UL 752 Nivel 1 | 9 mm 3 disparos | 1.185 | 30.09 | 15.25 | 74,46 | 0,75 | 19.05 | 4.6 | 22.46 | 1.25 | 31,75 | 7.7 | 37.6 | 0,818 | 20,78 | 8,99 | 43.9 | ||||
| UL 752 Nivel 2 | .357 Magnum 3 tiros | 1.4 | 35,56 | 17,94 | 87.6 | 1.03 | 26.16 | 6.4 | 31.25 | 1.375 | 34,92 | 8.5 | 41,50 | 1.075 | 27.3 | 11.68 | 57.02 | ||||
| UL 752 Nivel 3 (aproximadamente NIJ IIIA [10] ) | .44 Magnum 3 disparos (5 disparos para NIJ IIIa) | 1,59 | 40.38 | 20,94 | 102.24 | 1.25 | 31,75 | 7.7 | 37.6 | 1.288 | 32,71 | 14.23 | 69,47 | ||||||||
| UL 752 Nivel 4 | .30-06 1 disparo | 1.338 | 35,25 | 14.43 | 69,47 | ||||||||||||||||
| UL 752 Nivel 5 | 7,62 mm 1 disparo | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivel 6 | .357 Magnum con carga insuficiente, 5 disparos | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivel 7 | 5,56x45 5 disparos | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivel 8 (aproximadamente NIJ III) | 7,62 mm OTAN 5 disparos | 2.374 | 60.3 | 26.01 | 126,99 | 18.25 | |||||||||||||||
| UL 752 Nivel 9 | .30-06 M2 AP 1 disparo | ||||||||||||||||||||
| UL 752 Nivel 10 | .50 BMG 1 disparo | 1.6 | 40.6 | 30,76 | 150.1 | ||||||||||||||||
9 mm 124 g a 1175-1293 fps (1400-1530 fps para nivel 6), 357 M 158 g a 1250-1375 fps, 44 M 240 g a 1350-1485 fps, 30-06 180 g a 2540-2794 fps, 5,56 NATO 55 g a 3080-3388 fps, 7,62 NATO 150 g a 2750-3025 fps. Para todas las clasificaciones en la tabla anterior; todas las FMJ de plomo con revestimiento de cobre, excepto 44 mg que es plomo semi-wadcutter gas-check, y 30-06 es punta blanda con núcleo de PLOMO.
Normas de prueba
Los materiales resistentes a las balas se prueban utilizando un arma para disparar un proyectil desde una distancia determinada hacia el material, siguiendo un patrón específico. Los niveles de protección se basan en la capacidad del objetivo para detener un tipo específico de proyectil que viaja a una velocidad específica. Los experimentos sugieren que el policarbonato falla a velocidades más bajas con proyectiles de forma regular en comparación con los irregulares (como los fragmentos), lo que significa que las pruebas con proyectiles de forma regular brindan una estimación conservadora de su resistencia. [11] Cuando los proyectiles no penetran, se puede medir la profundidad de la abolladura dejada por el impacto y relacionarla con la velocidad del proyectil y el grosor del material. [5] Algunos investigadores han desarrollado modelos matemáticos basados en los resultados de este tipo de pruebas para ayudarlos a diseñar vidrio a prueba de balas que resista amenazas específicas anticipadas. [12]
Efectos ambientales
Las propiedades del vidrio resistente a las balas pueden verse afectadas por la temperatura y por la exposición a solventes o radiación UV , generalmente de la luz solar. Si la capa de policarbonato está debajo de una capa de vidrio, tiene cierta protección contra la radiación UV debido al vidrio y la capa de unión. Con el tiempo, el policarbonato se vuelve más frágil porque es un polímero amorfo (que es necesario para que sea transparente) que se mueve hacia el equilibrio termodinámico. [4]
El impacto de un proyectil sobre el policarbonato a temperaturas inferiores a -7 °C a veces crea astillas , trozos de policarbonato que se desprenden y se convierten en proyectiles. Los experimentos han demostrado que el tamaño de las astillas está relacionado con el grosor del laminado y no con el tamaño del proyectil. Las astillas comienzan en defectos superficiales causados por la flexión de la capa interna de policarbonato y las grietas se mueven "hacia atrás" hasta la superficie de impacto. Se ha sugerido que una segunda capa interna de policarbonato puede resistir eficazmente la penetración de las astillas. [4]
Avances de los años 2000
En 2005, se informó que los investigadores militares estadounidenses estaban desarrollando una clase de blindaje transparente que incorporaba oxinitruro de aluminio (ALON) como capa de "placa de impacto" exterior. El fabricante de ALON demostró que el vidrio/polímero tradicional requiere 2,3 veces más espesor que el ALON para proteger contra un proyectil BMG de calibre .50 . [13] El ALON es mucho más ligero y funciona mucho mejor que los laminados de vidrio/polímero tradicionales. El "vidrio" de oxinitruro de aluminio puede derrotar amenazas como las balas perforantes de blindaje de calibre .50 utilizando un material que no es prohibitivamente pesado. [14] [15]
Cerámica de espinela
Ciertos tipos de cerámica también se pueden utilizar para blindajes transparentes debido a sus propiedades de mayor densidad y dureza en comparación con el vidrio tradicional. Estos tipos de blindajes transparentes de cerámica sintética pueden permitir blindajes más delgados con un poder de frenado equivalente al del vidrio laminado tradicional. [16]
Véase también
Referencias
- ^ "Cómo se fabrica el vidrio balístico". Productos de seguridad Insulgard . 2020-07-08 . Consultado el 2021-05-11 .
- ^ Bertino, AJ, Bertino PN, Ciencia forense: fundamentos e investigaciones, Cengage Learning, 2008, pág. 407
- ^ ab "Vidrio y laminados resistentes a las balas: protección de vehículos militares Humvees". Usarmorllc.com. 2013-12-31. Archivado desde el original el 2014-05-01 . Consultado el 2014-08-04 .
- ^ abc Walley, SM; Field JE; Blair, PW; Milford, AJ (11 de marzo de 2003). "El efecto de la temperatura en el comportamiento de impacto de los laminados de vidrio/policarbonato" (pdf-1.17 Mb) . Revista internacional de ingeniería de impacto . 30 (30?). Elsevier Science Ltd: 31–52. doi :10.1016/S0734-743X(03)00046-0 . Consultado el 15 de septiembre de 2013 .[ enlace muerto permanente ]
- ^ ab Gunnarsson CA; et al. (junio de 2009). "Deformación y falla del policarbonato durante el impacto como función del espesor" (PDF) . Actas de la conferencia anual de la Society for Experimental Mechanics (SEM), 1 al 4 de junio de 2009, Albuquerque, Nuevo México, EE. UU . Society for Experimental Mechanics Inc. Archivado desde el original (pdf-443Kb) el 2013-10-04 . Consultado el 15 de septiembre de 2013 .
- ^ Shah, Q. H.
- ^ Especificaciones de la empresa de Total Security Solutions y/o Pacific Bulletproof. Consultado el 9 de mayo de 2011
- ^ Nationwide Structures Inc. "Cartas balísticas". Nationwidestructures.com . Consultado el 4 de agosto de 2014 .
- ^ "Prueba de calibre 50 de la armadura transparente ALON® de Surmet". YouTube. 2011-03-14 . Consultado el 2014-08-04 .
- ^ Fibra de vidrio resistente a balas UL 752 Nivel 3 haga clic en el gráfico inferior
- ^ Chandal D, Chrysler J. Análisis numérico del rendimiento balístico de una placa de policarbonato transparente de 6,35 mm. Defense Research Establishment, Valcartier, Quebec, Canadá. DREV-TM-9834, 1998.
- ^ Cros PE, Rota L, Contento CE, Schirer R, Fond C. Análisis experimental y numérico del comportamiento frente al impacto de revestimientos de policarbonato y poliuretano Phys IV, Francia 10:Pr9-671 – Pr9-676, 2000.
- ^ Prueba de la armadura transparente calibre 50 ALON® de Surmet
- ^ Lundin, Laura (17 de octubre de 2005). «La Fuerza Aérea prueba una nueva armadura transparente». Asuntos públicos del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea . Consultado el 16 de febrero de 2021 .
- ^ "La armadura transparente a base de gemas de zafiro protege a los soldados de los francotiradores". Fox News. 18 de octubre de 2018. Consultado el 16 de febrero de 2021 .
- ^ "La armadura de cerámica transparente podría reemplazar al "vidrio a prueba de balas"". Archivado desde el original el 30 de agosto de 2011.
