- Es la energía de un cuerpo en movimiento (en este caso, la bala, el cuchillo o la jeringa). Esta energía dependerá de la masa del cuerpo en cuestión y su velocidad. La energía cinética se expresa en julios. En el caso de una bala, que será el ejemplo más simple y revelador, es la energía cinética liberada la que determina su poder de penetración (con un conjunto de otros factores como el calibre de la bala, su forma, su material, el poder de la explosión que permitirá imprimir la fuerza inicial, poniendo en movimiento la bala y la longitud del cañón, lo que permitirá la acumulación de energía hasta su boca ).
- Para calcular la energía cinética de una pelota (o de otro objeto) será necesario aplicar la siguiente fórmula:
- Ec = 0,5 × m × v 2
- Ec: energía cinética
- m: masa - expresada en kilos
- v: velocidad (cuadrado) - expresada en metros (por segundo, minuto, etc.)
- Entonces, para una bala de 9x19 mm, con un peso de 8 gramos (0,008 kg) y proyectada a una velocidad de 350 m / s, da:
- 0,5 × 0,008 (la masa expresada en kg): 0,004
- 350 × 350 (la velocidad al cuadrado de la bola en m / s): 122500
- Por lo tanto: 0,004 × 122500: 490 julios
- Entonces, para una bala de 9x19 mm, con un peso de 8 gramos (0,008 kg) y proyectada a una velocidad de 350 m / s, da:
- Lo fascinante de la energía es que no se puede perder, solo transferir. Una vez fuera del barril, y por lo tanto una vez en el aire, la energía de una bala sufre fricción (al dilatar el aire con precisión) y transfiere parte de ella, hasta que el impacto en ese objetivo . En el momento del impacto, la energía restante se transferirá en su totalidad (dependiendo obviamente de la naturaleza del objetivo) y causará el daño que va bien en tejidos, huesos, órganos ...¡Aquí es donde el material a prueba de balas hará el trabajo!
Acero balístico, Kevlar, Goldflex, polietileno, dyneema, cerámica... Antes de presentar las propiedades mecánicas de los materiales protectores, una pequeña lista de los que se utilizan en todos los chalecos del mercado (excluyo deliberadamente los materiales de las nanotecnologías, el bioacero -las famosas cerdas de araña- o las modificaciones celulares de artista Jalila Essaïdi):
- Fibras (disponible en hojas flexibles):
- Las para-aramidas
- Twaron (empresa teijin)
- Kevlar (empresa Dupont)
- Goldflex (empresa Honeywell)
- Polietilenos
- Spectra (empresa Honeywell)
- Dyneema (empresa DSM)
- Las para-aramidas
De todas sus fibras, uno conserva el Goldflex (capacidad de resistencia aumentada, comportamiento óptimo a la torsión - más caro para la producción) y el Dyneema (informe de peso / resistencia más alto que sus competidores y una resistencia notable al humedad, abrasión y UV).
De nuevo, pasamos el proceso de fabricación y las diferentes etapas de transformación de las fibras, los tejidos utilizados, así como las propiedades físicas de cada material o sus variaciones (para información, existen 6 diferentes tipos de Kevlar, sin contar los tipos de Dyneema, obtenidos de acuerdo con un protocolo de fabricación diferente: me falta tiempo para escribir un libro ... Pero si está interesado, envíenos un mensaje, le enviaremos la documentación.
Encontrará una de estas fibras en todas las láminas flexibles actualmente disponibles en el mercado. Tienen más o menos las mismas capacidades mecánicas - capacidad de absorción en julios por m2 - con variaciones en la resistencia a la humedad, la exposición a los rayos UV y la abrasión. Evidentemente unas serán "mejores" que otras pero en cualquier caso habrá que tener en cuenta que una placa dañada (tras la absorción de un disparo, una exposición a un agente químico, un desgarro ...) debe imperativamente ser reemplazado.
- Los aceros (disponible en placas duras o recortes específicos para la protección de un vehículo o un edificio):
- Armor o Armox 500 - dependiendo del fabricante
- Sin entrar en detalles, un acero con la estructura específica, utilizado para la fabricación de planchas balísticas duras y estructuras a prueba de balas para vehículos, edificios modulares ... Disminución del espesor variable según la necesidad.
- La indicación 500 se refiere al índice de dureza (escala Brinell)
- Pasamos los aceros que tienen un índice de 550 o más, no se utilizan para la fabricación de elementos de protección individuales.
- Armor o Armox 500 - dependiendo del fabricante
- Cerámica - o más bien un material compuesto que incluye cerámica (disponible en placas o bolas duras, exclusivamente para uso a prueba de balas):
- Compuesto principalmente por una primera capa de epoxi o fibra de vidrio: protección de la placa contra astillas, arañazos, golpes contundentes ... - cerámica (alúmina, carburo de boro ...), luego capas de Polietileno UHMWPE (polietileno de peso molecular ultra alto) o una fibra balística flexible (ver arriba) que garantizará la dispersión de energía en toda la superficie de la placa. Esto es lo que da la famosa placa balística SAPI (Inserto de protección para armas pequeñas)
- Las tres fórmulas cerámicas utilizadas (más comúnmente) para la fabricación de una placa de protección balística:
- Óxido de aluminio (Al2O3, comúnmente conocido como Alumina)
- Es la fórmula más económica (con el costo de fabricación y el volumen de material que se utilizará para obtener un nivel óptimo de protección) y la que tiene la mayor densidad, dependiendo de la pureza del producto final, su proceso de fabricación. debe mostrar pureza de 90 a 99,95% y porosidad menor que 2%
- Carburo de boro (B4C)
- 2 veces más duro que la alúmina, pero también de menor densidad, es el material ideal para "detener" una bala ... excepto que es caro de producir, extremadamente frágil de "rasgar" - lo que es la característica de una bala perforadora, por ejemplo, y que requiere un proceso de fabricación diferente según se quiera obtener una protección óptima para la absorción de una o más. Para aprovechar su rendimiento excepcional, el carburo de boro se utiliza generalmente junto con el carburo de silicio.
- Carburo de silicio (SiC)
- Encontramos, en términos generales, las mismas capacidades físicas que el carburo de boro, pero con una densidad más alta. La combinación de una dureza casi similar a la alúmina y el carburo de boro con su densidad, dependiendo del proceso de fabricación, más o menos alta la convierten en la opción ideal para (o más bien contra) balas a muy alta velocidad o perforación.
- Óxido de aluminio (Al2O3, comúnmente conocido como Alumina)
- Cabe señalar que el componente cerámico, por naturaleza, es "frágil" y que la placa de protección cerámica invariablemente sufrirá daños importantes en caso de impacto; esto es incluso en parte lo que asegura la transferencia de energía y detener el proyectil. Discutiremos la diferencia entre golpes “únicos” y “múltiples” (placa que presenta la posibilidad de absorber la energía de uno o más proyectiles) pero, como se señaló en la introducción del capítulo “cerámica”, para asegurar la La consistencia del material, que le permite conservar sus propiedades balísticas y evitar la proyección de astillas, requiere la adición de un material compuesto (recubrimiento - epoxi, resinas de fibra de poliéster y carbono) y un material balístico (para base de polietileno o fibra de aramida, por ejemplo, que permite la reducción de microgrietas en la placa cerámica y una absorción óptima de la energía cinética). La mayoría de las placas de cerámica también tienen una capa de material (espuma fenólica) por su resistencia al fuego y propiedades de aislamiento térmico.
En resumen, cuanto más rígida sea la placa de cerámica (y hecha en conjunto con una "manta" y "reforzada" con fibra balística), más "dura" será la cerámica utilizada - más dura que el material de la bala - mejor será. ¡Este!
- Polietileno de alto rendimiento (UHMWPE - polietileno de peso molecular ultra alto) en su forma compuesta laminada (en su versión de fibra, UHMWPE es, en particular, materiales de protección balística Dyneema y Spectra en forma de placas balísticas flexibles) - nuevamente el El material se perforará en forma de placas individuales o se cortará a medida para proteger el vehículo o la aeronave. Seamos sencillos: hasta la fecha es el compuesto termoplástico más resistente (a golpes, disolventes, abrasión) y apenas absorbe la humedad. Compuesto por una repetición de unidades de monómero (aproximadamente la repetición de la estructura de una macromolécula - miles de veces. Polimerización), el UHMWPE se puede hacer en varios procesos (con la impregnación de una matriz termostática , con un número de filamentos más o menos altos o de sección más o menos ancha, con un hilado particular ...) y la placa de protección puede tener un número variable de hojas (la "hoja" de UHMWPE fabricada por DSM Dyneema ® SB71 por ejemplo), pero en el caso de una placa dura siempre se presentará en forma compuesta. Su muy baja densidad y su excepcional capacidad de resistencia lo convierten en el material ideal para una óptima relación protección / peso.
- Encontrará el UHMWPE en la composición de la mayoría de los escudos y visores balísticos, especialmente porque permite la transparencia y, por lo tanto, una visión óptima para el usuario.
- Una placa de UHMWPE no se puede utilizar como protección contra una bala perforante o a muy alta velocidad (un equipo de prueba lo ha demostrado) pero será un excelente aditivo para la placa de cerámica para permitir una especie de placa individual en "sándwich" - la placa de cerámica y material compuesto como se presentó anteriormente - que brindará protección contra la mayoría de los calibres de luz (excluyendo ciertas municiones específicas, el .50 BMG, .408 CheyTac, básicamente cualquier cosa que también pueda servir como un calibre anti-vehículo ).
Excelente ! Entonces, ¿cómo funciona realmente? ¡Relativamente simple! ya sea fibra, acero o cerámica, lo importante es:
- Que la estructura molecular del material tiene una capacidad máxima de absorción de energía.
- Que la absorción de energía se realice sobre la superficie más amplia posible.
- En el caso de un chaleco antibalas, la fuerza del impacto sobre el material protector permite la deformación (y por lo tanto reduce la concentración de energía al permitir que la bala se expanda) o la explosión de la proyectil.
Para los materiales de protección "flexibles" propuestos (kevlar, goldflex, spectra o dyneema):
En aras de la popularización, excluyo voluntariamente las diferencias estructurales entre las para-aramidas y el polietileno.. Imagine una red de cancha de tenis (o una red de portería de fútbol). Cuando una pelota (o una pelota) golpea la red se deforma cónicamente y las cuerdas que componen la red absorben la energía a 360 ° hasta que se absorbe totalmente y la pelota se detiene . El material textil "blando" de una placa antibalas actuará exactamente de la misma manera, excepto que el trauma causado por una penetración cónica muy poderosa - y en una superficie muy pequeña - en el interior del cuerpo puede ser. tan mortal como si el proyectil penetrara realmente en el cuerpo. Por tanto, la diferencia radica en una malla de la fibra mucho más ajustada que la malla de una red deportiva. Esta malla muy fina permitirá la dispersión de la energía por toda la superficie de la placa y por tanto la reducción de la deformación cónica que le impone el proyectil (sobre esto volveremos en el capítulo de las distintas estandarizaciones oficiales).
Para permitir esta dispersión de energía y la parada completa del proyectil antes de la penetración, es necesario:
- La sucesión de capas textiles que actúan individualmente como una red.
- Una malla de cada capa que es lo suficientemente fina para una dispersión máxima de la energía en toda su superficie.
- Que al impactar la transferencia de energía actúa sobre el propio proyectil "aplastándolo" para eliminar parte de la penetración debido a la forma cónica de las balas - y contribuyendo así a aumentar la superficie de "captura". a cargo 'de la pelota
- Que la fibra utilizada tiene propiedades excepcionales de resistencia a la tracción.
- El caso específico de las placas de protección para cuchillos o jeringas:
- La diferencia en la velocidad (velocidad) de un golpe llevado con un cuchillo (o un pico o una jeringa) es mucho menor que la de una bala (incluso de calibre muy pequeño). De hecho, los fabricantes (la primera estandarización de las placas anti-cuchillas datan de ... 1993) tuvieron que adaptar la resistencia mecánica de las fibras que normalmente se usan para detener las pacas.
- Las fibras utilizadas tienen los mismos nombres comerciales, Dyneema o Kevlar, pero el proceso de fabricación difiere para obtener una malla capaz de absorber y detener la progresión de una cuchilla o una jeringa en la superficie de la placa.
- Volveremos sobre esto más adelante, pero es el inglés (maldita carne asada) que tiene (en 1993, por lo tanto), a través del HOSDB (Oficina de Desarrollo Científico del Ministerio del Interior - el instituto científico del Ministerio del Interior) que desarrolla un estándar específico diseñado para protección contra cuchillas o jeringas (capacidades balísticas, protocolo de prueba, niveles de eficiencia, etc.)
- Se observa que se puede usar una placa protectora de cuchilla junto con una placa a prueba de balas
Para los materiales protectores "duros" propuestos (cerámica y UHMWPE):
¡El proceso es ligeramente diferente! El propósito de una placa dura es proteger a su portador del daño mecánico de una munición mucho más rápida (potencialmente con un diseño diseñado para una mayor penetración o concentración de energía cinética en un área pequeña). El comportamiento de una bala de calibre más "modesto" (o con una explosión inicial menor) cuando golpea una placa "textil" no será absolutamente idéntico en el caso de una bala más rápida y más "bala". poderoso ". Por un lado porque la energía cinética liberada podría permitir que el proyectil penetre en la superficie protectora sin problema - y continúe su trayectoria en el cuerpo del usuario - y por otro lado porque incluso en caso de absorción de la energía la deformación cónica impuesta mecánicamente causaría un daño fisiológico potencialmente tan fatal como si no hubiera ninguna protección. Por tanto, es imperativo que el plato dure:
- Está compuesto por un material más duro que el que se opone (la bola que intenta penetrar).
- Que la absorción de energía se realice (como para placas blandas) en el área más grande posible.
- Que en el impacto (siempre como para placas blandas) el proyectil se estrella o se desintegra al máximo.
- El caso particular de los "impactos múltiples" (la placa capaz de absorber la energía de varios proyectiles en sucesión):
- Nada muy complicado - ver el capítulo "Cerámica - o más bien un material compuesto que incluye cerámica" que detalla la estructura de una placa formada por diferentes capas (revestimiento protector - epoxi, cerámica, material balístico compuesto y potencialmente una capa de espuma fenólica).
- Es esta composición “sándwich” la que permitirá retener principalmente las propiedades de la cerámica (que, como se indicó anteriormente, se fragmentará con el primer impacto). Incluso como material cerámico “pieza”, desde el momento en que el diseño “sándwich” conserva su estructura inicial - en definitiva, la pieza cerámica permanece comprimida en su matriz (antes del primer impacto), conservará sus propiedades mecánicas. El material balístico compuesto seguirá cumpliendo su función de absorber energía.
- Además de la composición "sándwich", entra en juego el tipo de estructura utilizada para la superficie cerámica. Según los ensayos que se citan a continuación, es fundamental que la cerámica no se coloque en una sola pieza sino en varias "baldosas". Esta teja permite mantener intactas las capacidades protectoras de las tejas adyacentes a la teja que absorbió el primer impacto. Qué lógico.
- Basado en una prueba comparativa V50 (velocidad 50 - ver más abajo) realizada por los señores Horsfall y Buckley y Watson et al (mire en google si sus pruebas son de su interés) con placas y placas intactas el resultado indica (dependiendo de la velocidad de la bala en el impacto / con municiones 7,62 / en las placas SAPI de alúmina) una disminución en el rendimiento de 3 a 8%. Esto todavía permite observar que el material mantiene una capacidad de 24 12% más alta que los requisitos de la norma.
- Atención : Incluso si el material hace su trabajo, ¡no podrá protegerlo contra docenas de impactos! En resumen, ¡cubre fissa!
- El caso particular de las placas “autónomas” (la placa que proporciona el nivel de protección que indica, según el estándar elegido para su ensayo, sin ser utilizada en conjunto con otra placa de protección (flexible):
- Nuevamente se trata de una placa protectora (dura) que se habrá beneficiado de un proceso de fabricación o de una estructura que permita su uso por sí sola, sin ser desgastada en conjunto con el soporte de una placa flexible (convencionalmente una placa protectora que se lleva en un chaleco Y una placa rígida encima en un compartimento previsto para este fin). En resumen, puede utilizar esta placa en un "soporte de placa" táctico, lo que reducirá el volumen y el peso representados por la combinación del chaleco con placa blanda + placa dura, así como la comodidad de movimiento del usuario. Obviamente esto también reduce la superficie protectora, pero si estás más o menos seguro de enfrentarte a disparos de calibre más potentes que los "tratados" por una placa flexible ... mejor no te aburras - piensa en el riesgo de daño. fragmentos de metralla ...
- La placa "anti-trauma":
- Sencillo: se trata de una placa flexible adicional (generalmente en fibra, pero antes existía en acero o aluminio) que se empaqueta en un formato mucho más fino que la clásica placa flexible antibalas (pero por lo tanto en el mismo material). La idea no es ofrecer una protección "adicional" sino limitar la deformación cónica en el impacto (y el trauma fisiológico resultante) optimizando la superficie de dispersión de energía y el aplastamiento del proyectil. en el impacto.
Pero entonces, ¿qué tipo de placas para qué tipo de calibres o virutas?
Cada país industrializado - Francia, EE.UU., Alemania, China, Rusia, Inglaterra ... Ha definido, en un momento u otro, un protocolo de prueba que define las capacidades de protección (para metralla, municiones, efecto de explosión y cuchillos) de cada material utilizado. Todos los diferentes protocolos ofrecen (en función de las limitaciones exigidas por las pruebas) una escala que permite determinar qué producto es el más adecuado para el riesgo a tratar.
Bueno, empezamos por casa, ¿eh? Es lo menos que ! Por tanto, el protocolo francés y la escala de evaluación:
- Bueno, hay un pequeño problema: AFNOR (Association Française de Normalization) no ofrece un protocolo específico para materiales antibalas utilizados para protección personal o en vehículos.
- Sin embargo, tenga en cuenta:
- Normas NF A36-800-2 y NF A50-800-2 (Chapas de acero laminadas en caliente soldables para blindaje - Parte 2: método de prueba de disparo)
- El estándar NF P 78-401 (reemplazado por el estándar europeo NF EN 1063 - Vidrio en el edificio - Acristalamiento de seguridad - Prueba y clasificación de resistencia al ataque de bala)
- El estándar NF EN 1522 / 1523 (ventanas, puertas, cierres y persianas - Resistencia a balas - Prescripciones y clasificación)
- En definitiva, no hay comentario ...
El protocolo americano y la escala de calificación:
- Todos conocen el estándar establecido por el NIJ. ¡Pero a los ricos les gusta hacerlo a lo grande! Por tanto, esto da:
- Los estándares definidos por el NIJ (Instituto Nacional de Justicia - el organismo federal estadounidense de investigación científica y estándares):
NIJ Standard 0101.07 - Resistencia balística (calado)
NIJ Standard 0101.06 - Resistencia balística
Requisitos provisionales de la norma 2005 de NIJ para resistencia balística
NIJ Standard 0101.04 - Resistencia balística
NIJ Standard 0101.04 Revision A - Resistencia balística
NIJ Standard 0101.03 - Resistencia balística
NIJ Standard 0115.00 - Stab Resistance
NIJ 0104.02 Standard - Cascos antidisturbios y protectores faciales
NIJ Standard 010600 - Cascos
NIJ Standard 0117.00 - Estándar de seguridad pública para trajes de bomba
NIJ Standard 0108.01 - Materiales de protección balística
FBI body armor prueba protocolo 2008
Procedimiento de prueba del casco HP White 401-01b
- Los estándares definidos por el ejército estadounidense:
MIL-STD-662F, MILITAR ESTÁNDAR: PRUEBA BALÍSTICA DE V50 PARA EL ARMOR
El protocolo alemán y la escala de calificación:
- Con mis disculpas, no puedo encontrar una versión de los documentos en francés o en inglés, por lo que le doy la versión original en alemán - todavía tiene que usar el traductor de Google eh ...
- El organismo de certificación alemán. (Vereinigung der Prüfstellen für angriffshemmende Materialien und Konstruktionen) definió las siguientes normas:
Soporte VPAM KDIW2004: 18.05.2011
Soporte VPAM KDIW 2004: 12.05.2010
Stand de VPAM HVN 2009: 12.05.2010
VPAM APR 2006 Edition: 2009-05-14
Soporte VPAM BSW 2006: 14.05.2009
El protocolo ruso y la escala de calificación:
- El GOST (para aquellos interesados en una traducción del documento, envíeme un mensaje, sabemos cómo hacerlo internamente).
El protocolo de inglés y la escala de evaluación:
- Se recuerda que el instituto científico inglés primero definió un protocolo específico para los materiales fabricados para la protección contra cuchillos y jeringas 2013.
- El organismo de certificación inglés: el HOSDB (Subdivisión de Desarrollo Científico del Ministerio del Interior) definió los siguientes protocolos:
Estándares de armadura corporal HOSDB para la policía del Reino Unido (2007)
Estándares de armadura corporal HOSDB para policías del Reino Unido (2007) Pieza 1: Requisitos generales
Estándares de armadura corporal HOSDB para la policía del Reino Unido (2007) Parte 2: Resistencia balística
Estándares de armadura corporal HOSDB para la policía del Reino Unido (2007) Parte 3: Resistencia a cuchillos y púas
El protocolo chino y la escala de evaluación:
- Espero que tengas algunas nociones de inglés, esta es la única versión que encontré, excluyendo chino y mandarín, por supuesto ...
- El estándar se define con el nombre:
La escala y el protocolo de evaluación de la OTAN (STANAG): solo para vehículos y aeronaves:
- Este protocolo se expresa en volúmenes 2 (vuelo NATO AEP-55 STANAG 4569 1 y vuelo 2)
- No está destinado a elementos de protección personal, sino exclusivamente para vehículos y aeronaves.
- La tabla del estándar está disponible aquí:
Protocolo y escala de calificación de Australia y Nueva Zelanda:
- Cabe señalar que este protocolo solo tiene en cuenta las pistolas y el calibre de caza .12
- El estándar se define con el nombre:
POCO CONSEJO ANTES (Y DESPUÉS) DE LA COMPRA:
- Piense en la movilidad y la comodidad del movimiento: estar quieto bajo el fuego enemigo es estar muerto
- Ningún material protector le garantiza que un proyectil no penetrará. Tenga confianza en su material, pero de manera razonada, no se exponga de manera inútil
- Cuando una placa (flexible o rígida) ha sufrido un impacto o una degradación significativa ... ¡ya no está operativa!
- Cuando evalúes el peso de tu chaleco o tus platos, ten en cuenta el transporte de tu bolsa, tus municiones, tus armas ...
- Compra placas "anti-trauma". El costo es menor y en cualquier caso menor que el dolor y el consecuente riesgo letal de daño fisiológico causado por la deformación interna de sus placas flexibles en el impacto.
- ¡Recuerde que los materiales eficientes tienen toda la vida! Más allá de la garantía brindada por el vendedor o el fabricante, debes considerar que el material ya no está operativo
- Observe las instrucciones de mantenimiento y protección (humedad, exposición a rayos UV, exposición a solventes, etc.) indicadas por el vendedor o el fabricante.
- ¡Practica manipular tus armas y los accesorios que llevas con tu chaleco o con el portaplacas en la espalda! Mejorará tus sensaciones como tus reflejos
