El blindaje líquido es un material que se encuentra en investigación en instituciones de defensa y universidades de todo el mundo, incluido el Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos (ARL). [1] [2] [3] Algunas de las primeras investigaciones en esta área se realizaron en el Instituto Tecnológico de Massachusetts [4] y la Universidad de Delaware [5] en 2003. El blindaje líquido se presentó inicialmente como una forma de aumentar la capacidad de supervivencia de los soldados en funciones de alto riesgo manteniendo su movilidad, como informó NPR en una entrevista con profesores del MIT y un almirante estadounidense. [6]
Por lo general, consiste en Kevlar empapado en uno de dos fluidos: un fluido espesante por cizallamiento o un fluido magnetorreológico . [7] Ambos fluidos muestran el comportamiento de un fluido no newtoniano , comportándose como un líquido bajo presión baja o normal y como un sólido bajo mayor presión o campos aplicados. El fluido espesante por cizallamiento normalmente está hecho con polietilenglicol y la parte sólida está hecha de nanopartículas de sílice . Este líquido se empapa en todas las capas de un chaleco de Kevlar . [8] El fluido magnetorreológico consiste en partículas magnéticas (típicamente de hierro) en un fluido portador como el petróleo. Responden a los campos magnéticos aumentando drásticamente su viscosidad, actuando casi como un sólido. [9]
BAE Systems ha estado investigando un chaleco de Kevlar similar con un fluido entre capas de polímero. BAE adquirió la empresa de investigación estadounidense Armor Holdings , que estaba realizando investigaciones basadas en suspensiones de partículas de sílice. [10] [11]
Los fluidos utilizados para este propósito son no newtonianos . Los fluidos espesantes por cizallamiento (o STF), que son lo mismo que los dilatantes, son un tipo de fluido no newtoniano. Los fluidos magnetorreológicos (o MRF) son otro tipo de fluido no newtoniano que también pertenecen a una clase de fluidos conocidos como fluidos inteligentes .
Durante una prueba balística, el requisito es que el proyectil se detenga y su penetración no debe superar los 4,4 cm (1,73 pulgadas). En 2003, un experimento realizado por Lee mostró mucho sobre las propiedades balísticas del blindaje líquido. El experimento mostró la diferencia de resistencia entre el Kevlar estándar y el STF-Kevlar. Se observó que el STF podía experimentar un aumento extremo y brusco de la viscosidad y, como resultado, volvía a convertirse en un líquido fluido casi tan rápido como se volvía sólido. Estos experimentos mostraron visualmente que el blindaje líquido tiene propiedades balísticas superiores a las de los tejidos puros. Se demostró que solo cuatro capas de STF-Kevlar ofrecen la misma cantidad de protección que diez capas de Kevlar estándar. Además, se descubrió que el STF-Kevlar tiene poco o ningún aumento de grosor y rigidez.
En la prueba de caída de torre, se realizan dos pruebas en muestras de Kevlar puro y STF-Kevlar. La prueba demostró que el STF-Kevlar pudo mostrar un resultado ligeramente mejor que el Kevlar puro. Las muestras demostraron una profundidad similar, pero el Kevlar puro mostró más extracción y extensión del hilo. Los observadores descubrieron que el STF-Kevlar pudo resistir la prueba de perforación mejor que el Kevlar puro. Más tarde, en una prueba de perforación con impacto de púas, el STF-Kevlar demostró resultados significativamente mejores que el Kevlar puro. Mientras que en otra prueba de perforación con impacto de púas, el STF-Kevlar mostró pequeñas cantidades de distorsión en el tejido de la tela.
En la prueba cuasiestática, el impactador de la hoja del cuchillo penetró tanto la muestra de Kevlar puro como la muestra de STF-Kevlar. Sin embargo, la muestra de STF-Kevlar mostró una zona de daño más pequeña y menos hilos cortados. La explicación es que la muestra de STF-Kevlar se enfrentó a una carga significativamente mayor. Se presenta como que el STF-Kevlar pudo resistir la punzada de manera más eficiente, y se hizo muy evidente porque mostró su rendimiento visualmente. Esta información se hizo más clara cuando en otra prueba, el STF-Kevlar y el Kevlar puro mostraron resultados muy diferentes. El Kevlar puro fue penetrado solo con un pequeño desplazamiento, lo que demuestra que el Kevlar puro no pudo resistir la penetración de manera efectiva. Mientras tanto, el STF-Kevlar no mostró signos de penetración incluso cuando se ajustó al desplazamiento máximo de 33 mm (1,3 pulgadas).
La característica más notable de la armadura líquida es su capacidad de mantenerse flexible y, al mismo tiempo, brindar niveles razonables de protección. La prueba se realiza aplicando pesos a los ángulos entre una posición original y una nueva posición para determinar la flexibilidad de las muestras de Kevlar. Durante el experimento, se demostró que el STF-Kevlar tenía una protección más vital contra golpes contundentes. La prueba muestra que el STF-Kevlar tenía flexibilidad pero también protección contra golpes contundentes.
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