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BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 54

Ventajas y aplicaciones de los plásticos y composites en el sector de defensa y seguridad. Casos prácticos Autor: Inma Roig-Asensi, Departamento de Composites, AIMPLAS. Palabras clave: Polímeros, materiales plásticos, composites, materiales compuestos, blindaje, aligeramiento, fibra, resina, fibra de vidrio. Metas tecnológicas relacionadas: MT 3.1.1; MT 3.1.2; MT 3.1.4. El mercado del plástico en general, y el de los composites en particular, es un mercado en alza, con buenas perspectivas de crecimiento en el futuro más inmediato y mucho más importantes en el largo plazo. Las enormes posibilidades que los composites aportan en sus más diversas aplicaciones hacen que este tipo de materiales se hayan introducido en todos los ámbitos de la vida moderna. Entre las ventajas de los materiales plásticos y composites respecto a otros materiales tradicionales que se venían utilizando hasta ahora en diversas aplicaciones del sector de defensa y seguridad, destacan la reducción de peso, el diseño, la facilidad de montaje, un bajo mantenimiento y su mejor comportamiento frente a la corrosión. La ligereza es un aspecto fundamental en estos sectores, así como en el sector del transporte en general, puesto que permite un ahorro del combustible empleado. Por este mismo motivo, En Profundidad también se reducen las emisiones de CO2 a la atmósfera, lo que implica una ventaja para el medio ambiente. Algunos casos prácticos del uso de los plásticos y materiales compuestos de aplicabilidad en los sectores de defensa y seguridad se pueden observar en blindados de patrulleras, infraestructuras y construcciones modulares para situaciones de emergencia que se detallan a continuación. Blindaje Las embarcaciones, vehículos rodados, aviones, helicópteros, así como prendas de protección personal, son los elementos que más se suelen blindar con el fin de protegerlos frente a proyectiles de diferente calibre. Lo más importante en protección balística es la elección del tipo de material que va a conformar el blindaje, que debe ser lo más ligero posible y al mismo tiempo cumplir los requisitos de seguridad establecidos según la normativa para cada nivel de amenaza. Los materiales más utilizados para el blindado de vehículos o en la elaboración de ropa de protección son aceros especiales, aleaciones de aluminio y materiales compuestos. Los materiales compuestos están formados por diferentes tipos de fibra (de carbono, vidrio o aramida) impregnadas con resinas. De estas fibras, la que proporciona mejores resultados es la de aramida, conocida comercialmente como Kevlar® (fabricada por Dupont) o Twaron® (fabricada por la empresa Teijin Twaron). Es importante un correcto diseño del blindaje, eligiendo los materiales y sus combinaciones, así como el espesor final que dependerá del nivel de protección requerido. Los materiales compuestos ofrecen ventajas adicionales sobre los metales, que son los materiales tradicionalmente usados para blindajes. Las principales son su buen comportamiento mecánico frente a impacto manteniendo un peso bajo y su gran resistencia a la corrosión. Esto es muy apreciado sobre todo en el blindado de embarcaciones, ya que los ambientes marinos son altamente corrosivos. Desde la industria del plástico se han realizado importantes esfuerzos dirigidos a la obtención de materiales blindados de bajo peso. La mayoría de ellos están compuestos por una capa frontal de un material cerámico avanzado y una capa posterior de aluminio, acero o composite (fibra y resina). Los materiales cerámicos suponen un componente importante en la fabricación de blindajes de bajo peso ya que es el primer material con el que el proyectil entra en contacto modificando la morfología de la bala. Además, consiguen disipar parte de la energía cinética que genera el impacto, previniendo la propagación de grietas. Por su parte, la capa trasera del laminado disipa la energía residual del impacto y soporta, además, el impacto posterior de la capa cerámica y lo que queda del proyectil. La norma utilizada para el desarrollo relacionado con blindaje es la STANAG 4569, publicada por NATO (North Atlantic Treaty Organisation). Esta norma abarca los niveles de protección necesarios para los ocupantes de vehículos blindados livianos y se divide en cinco niveles, desde el menos letal en términos de habilidad de penetración, incrementando la amenaza conforme aumenta el número hasta el nivel 5. AIMPLAS ha colaborado en el desarrollo de un proyecto de investigación con el objetivo de obtener un blindaje de bajo peso para patrulleras que cumplieran el nivel de protección 1 según la norma STANAG 4569. Se realizaron distintos laminados, cada uno de ellos con un espesor diferente. Todos ellos compuestos por una capa cerámica (mezcla de resina termoestable y alúmina) y otra capa de composite formado por una resina termoestable y capas intercaladas de fibra de vidrio y fibra de aramida. Algunos laminados se combinaron con los materiales comerciales: acero MARS 240, MARS 300 y PVCFlex. Las características de cada laminado se detallan en la figura 2. Fig. 1. Muestra 2, parte posterior de composite (a) y parte delantera cerámica con 2 capas de fibra de aramida (b), y muestra 5 unida con adhesivo epoxi (c). (Fuente: AIMPLAS). 16 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 54. Segundo trimestre 2017


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