Vés al contingut

Vidre antibales

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
La Gioconda darrera d'un vidre blindat del tipus emprat a tot el Museu del Louvre.

El vidre antibales, vidre blindat, vidre resistent a les bales o blindatge transparent, és un material fort i òpticament transparent especialment resistent a la penetració de projectils. Com qualsevol altre material, no és del tot impenetrable. Sol estar fet d'una combinació de dos o més tipus de vidre, un de dur i un altre tou.[1] La capa més tova fa que el vidre sigui més elàstic, de manera que pot flexionar-se en lloc de trencar-se. L'índex de refracció de tots els vidres utilitzats a les capes antibales ha de ser gairebé el mateix per mantenir la transparència del vidre i permetre una visió clara i sense distorsions a través seu. L'espessor del vidre antibales varia de 3⁄4 a 3+1⁄2 polzades (19 a 89 mm).[2][3] El vidre antibales s'utilitza a les finestres dels edificis que requereixen aquest tipus de seguretat, com joieries i ambaixades, així com en vehicles militars i privats.

Fabricació

[modifica]
Visualització aproximada d´un vidre antibales, compost per capes de làmines de plàstic (gris) i capes de vidre (blau).

El vidre antibales es fabrica amb capes de vidre laminat. Com més capes hi hagi, més protecció oferirà el vidre. Quan és necessari reduir el pes, es lamina per exemple policarbonat (un termoplàstic ) a la cara segura per aturar l'estellament. L'objectiu és fabricar un material amb l'aspecte i la claredat del vidre estàndard, però amb una protecció eficaç contra les armes lleugeres. Els dissenys de policarbonat solen consistir en productes com Armormax, Makroclear, Cyrolon: un revestiment tou que es cura després de ser esgarrapat (com els polímers elastomèrics a base de carboni) o un revestiment dur que evita les esgarrapades (com els polímers a base de silicona).[4]

El plàstic dels dissenys laminats també proporciona resistència a l'impacte d'agressions físiques amb objectes contundents i esmolats. El plàstic ofereix poca resistència a les bales. El vidre, molt més dur que el plàstic, aixafa la bala, i el plàstic es deforma, amb l'objectiu d'absorbir la resta de l'energia i impedir-ne la penetració. La capacitat de la capa del policarbonat per aturar projectils amb energia variable és directament proporcional al gruix,[5] i els vidres antibales d'aquest disseny poden tenir fins a 3,5 polzades de gruix.[3]

Les capes de vidre laminat es fabriquen a partir de làmines de vidre unides amb làmines plàstiques, per exemple PVB butiral de polivinil, TPU poliuretà termoplàstic, o EVA etilvinilacetat. Quan es tracta amb processos químics, el vidre es torna molt més resistent. Ja es laminaven els vidres dels vehicles de combat durant la Segona Guerra Mundial. En aquella època eren molt gruixuts i extremadament pesats.[6]

Estàndards de prova

[modifica]
Prova balística d'un vidre antibales

Els materials resistents a les bales es proven fent servir una pistola per disparar un projectil des d'una distància determinada contra el material, seguint un patró específic. Els nivells de protecció es basen en la capacitat de l'objectiu per aturar un tipus específic de projectil que viatja a una velocitat específica. Els experiments suggereixen que el policarbonat falla a velocitats inferiors amb projectils de forma regular en comparació dels irregulars (com els fragments), cosa que significa que les proves amb projectils de forma regular donen una estimació conservadora de la seva resistència.[7] Quan els projectils no penetren, es pot mesurar la profunditat de l'abonyegament deixada per l'impacte i relacionar-la amb la velocitat del projectil i el gruix del material.[5] Alguns investigadors han desenvolupat models matemàtics basats en els resultats d'aquest tipus de proves per ajudar-los a dissenyar vidres antibales que resisteixin amenaces específiques previstes.[8]

Avenços de la dècada del 2000

[modifica]
Vidre blindat de l'aparador d'una joieria després d'un intent de robatori.

El 2005, es va informar que investigadors militars nord-americans estaven desenvolupant una classe de blindatge transparent que incorporava oxinitrur d'alumini (ALON) com a capa exterior de "placa d'impacte". El fabricant d'ALON va demostrar que el vidre/polímer tradicional requeria 2,3 vegades més gruix que el d'ALON per protegir contra un projectil.50 BMG.[9] L'ALON és molt més lleuger i rendeix molt millor que els laminats de vidre/polímer tradicionals. El "vidre" d'oxinitrur d'alumini pot evitar amenaces com els projectils perforants del calibre 50 utilitzant un material que no és prohibitivament pesat.[10][11]

Ceràmica espinela

[modifica]

Certs tipus de ceràmica també es poden utilitzar per a blindatges transparents a causa de les seves propietats de major densitat i duresa en comparació amb el vidre tradicional. Aquests tipus de blindatges transparents de ceràmica sintètica poden permetre blindatges més prims amb un poder de detenció equivalent al del vidre laminat tradicional.[12]

Efectes del medi ambient

[modifica]
Vidre blindat exposat a la intempèrie

Les propietats del vidre antibales es poden veure afectades per la temperatura i per l'exposició a dissolvents o a la radiació UV, normalment procedent de la llum solar. Per això, els termoplàstics que formen part de l'estructura es formulen resistents a la radiació UV, cosa que inclou la capa d'unió, per exemple de TPU. Amb el temps, el policarbonat es torna més trencadís perquè és un polímer amorf (necessari perquè sigui transparent) que avança cap a l'equilibri termodinàmic.[4]

L'impacte d'un projectil sobre el policarbonat a temperatures inferiors a -7 °C crea de vegades estellament, trossos de policarbonat que es desprenen i es converteixen ells mateixos en projectils. Els experiments han demostrat que la mida de la estella està més relacionada amb el gruix del laminat que amb la mida del projectil. El trencament comença en els defectes superficials causats per la flexió de la capa interior de policarbonat i les esquerdes es desplacen "cap enrere" fins a la superfície d'impacte. S'ha suggerit que una segona capa interior de policarbonat pot resistir eficaçment a la penetració del trencament.[4]

Vidre amb cambra d'aire

[modifica]

El tipus més recent de blindatge corbat transparent per a vehicles té una cambra d'aire entre el vidre i el policarbonat. El blindatge de nivell IIIA (9 mm d'alta velocitat) consta de 8 mm de vidre laminat (cara d'impacte),[13] una cambra d'aire de 1 mm i 7 mm de policarbonat. Aquesta solució atura les bales de manera totalment diferent. El vidre, en ser dur, deforma la bala entrant. La bala deformada penetra completament al vidre i després és detinguda pel policarbonat flexible. La reducció de pes respecte del policarbonat tradicional revestit de vidre és del 35%, amb un pes de 0,25 quilograms per metre quadrat per al nivell NIJ 06 IIIA (NIJ 07 HG2). També és més prim (16,2 mm) davant del policarbonat revestit de vidre convencional (21 mm).[14]

Referències

[modifica]
  1. ↑ «How Ballistic Glass Is Made». Insulgard Security Products, 08-07-2020. [Consulta: 11 maig 2021].
  2. ↑ Bertino, AJ, Bertino PN, Forensic Science: Fundamentals and Investigations, Cengage Learning, 2008, p. 407
  3. ↑ 3,0 3,1 «Bullet Resistant Glass & Laminates: Military Vehicles Humvees Protection». Usarmorllc.com, 31-12-2013. Arxivat de l'original el 2014-05-01. [Consulta: 4 agost 2014].
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 ; Blair, P.W.; Milford, A.J. «The effect of temperature on the impact behaviour of glass/polycarbonate laminates.» (pdf-1.17 Mb). International Journal of Impact Engineering. Elsevier Science Ltd, 30, 30?, 11-03-2003, pàg. 31–52. DOI: 10.1016/S0734-743X(03)00046-0 [Consulta: 15 setembre 2013].
  5. ↑ 5,0 5,1 «Deformation and Failure of Polycarbonate during Impact as a Function of Thickness.» (pdf-443Kb). Proceedings of the Society for Experimental Mechanics (SEM) Annual Conference, June 1–4, 2009, Albuquerque New Mexico, USA. Society for Experimental Mechanics Inc, 01-06-2009. Arxivat de l'original el 2013-10-04. [Consulta: 15 setembre 2013].
  6. ↑ Shah, Q. H.
  7. ↑ Chandal D, Chrysler J. A numerical analysis of the ballistic performance of a 6.35 mm transparent polycarbonate plate. Defense Research Establishment, Valcartier, Quebec, Canada. DREV-TM-9834, 1998.
  8. ↑ Cros PE, Rota L, Contento CE, Schirer R, Fond C. Experimental and numerical analysis of the impact behavior of polycarbonate and polyurethane liner Phys IV, France 10:Pr9-671 – Pr9-676, 2000.
  9. ↑ Surmet's ALON® Transparent Armor 50 Caliber Test
  10. ↑ Lundin, Laura. «Air Force testing new transparent armor». Air Force Research Laboratory Public Affairs, 17-10-2005. [Consulta: 16 febrer 2021].
  11. ↑ «Sapphire gem based transparent armor protects soldiers from snipers». Fox News, 18-10-2018. [Consulta: 16 febrer 2021].
  12. ↑ «Ceramic Transparent Armor May Replace “Bullet-Proof Glass”». Arxivat de l'original el 30 de agosto de 2011. [Consulta: 2 diciembre 2023].
  13. ↑ Nationwide Structures Inc. «Ballistic Charts». Nationwidestructures.com. [Consulta: 4 agost 2014].
  14. ↑ Company specifications from Total Security Solutions and/or Pacific Bulletproof. Retrieved May 9, 2011

Enllaços externs

[modifica]
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Vidre antibales
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Vidre_antibales&oldid=36510097»