Sobrevivir a los impactos directos de balas en el pecho, detener fragmentos de metal candente de explosiones de artefactos explosivos improvisados y proteger las cabezas de choques en el combate, que de otra manera serían catastróficos, son las ventajas conocidas de la protección corporal de los soldados.
Los soldados de infantería requieren mucho más que armadura; la infantería tiene que maniobrar, ponerse a cubierto, ayudar rápidamente a sus compañeros y, en algunos casos, saltar de las rocas o edificios para evitar el fuego enemigo letal. En resumen, la supervivencia también depende en gran medida de la «velocidad»… y el «peso». Como parte de esto, la fatiga es una variable realista. ¿Cómo se puede esperar que los soldados se desenvuelvan al cien por cien de sus habilidades, después de caminar durante cinco horas por terreno montañoso, mientras llevan más de 100 libras de equipo?
Los soldados de infantería dan prioridad a la aptitud física, pero ¿cuánto más rápido podrían maniobrar usando material nuevo, 14 veces más efectivo que el actual chaleco antibalas? Este objetivo constituye la principal inspiración para un proyecto actual del Laboratorio de Investigación del Ejército, con el que se pretende diseñar un nuevo tipo de protección ligera, un 64 por ciento más resistente a los impactos que el acero y hasta ocho veces más ligera que la protección actual.
Científicos del Laboratorio y de la Universidad de Búfalo han comenzado experimentos relacionados con la reestructuración de materiales microscópicos para aumentar masivamente la capacidad de «absorber impactos» y «disipar energía», dijo a Warrior en una entrevista el Dr. Evan Runnerstrom, Gerente de Programa, Diseño de Materiales.
La actual protección corpora, conocida como Outer Tactical Vest, puede pesar hasta 35 libras. Gran parte de ella está hecha de fibras sintéticas como Kevlar o Dyneema con placas anti-trauma de metal o de cerámica.
El nuevo material que se está empleando es una variación reconfigurada del Polietileno de Peso Molecular Ultra Alto, un material compuesto similar al plástico, conocido por su durabilidad y resistencia a la fuerza extrema, como la penetración de objetos duros y al impacto explosivo. Las variantes del material se utilizan ampliamente en materiales comunes como los cartones de galones de leche de tipo plástico o incluso en prótesis articulares como las extremidades artificiales en humanos. Los científicos definen el material, llamado UHMWPE para abreviar, como «un polímero semicristalino lineal (no ramificado) que puede describirse como un compuesto de dos fases de fases cristalinas y amorfas».
Sin embargo, el material que se está probando ahora está diseñado para crear un nuevo tipo de UHMWPE que es de 10 a 20 veces más resistente que el estándar; esto se logra a través de un elaborado proceso científico diseñado para crear «variaciones estructurales microscópicas» en la composición y el espesor del material, dijo Runnerstrom.
El trabajo está siendo realizado por el Laboratorio de Investigación del Ejército y por científicos investigadores de la Universidad de Buffalo. El Prof. Shenquian Ren, quien lidera el esfuerzo, escribe que alterar las propiedades «térmicas» o térmicas del UHMWPE puede cambiar su rendimiento, reforzando aún más la forma en que se pueden alterar y combinar diferentes filamentos de polímeros para diseñar materiales más resistentes.
«Las propiedades térmicas y mecánicas de los materiales UHMWPE podrían ser explotadas para aplicaciones de protección humana resistentes al impacto», escribe Ren en un artículo científico en una revista de Applied Polymer Materials, titulado «Functional Gradient Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene for Impact-Resistant Armor».
La inspiración para esta configuración del UHMWPE, que ahora persigue Ren, puede atribuirse a la naturaleza, en particular a las conchas de almejas y las perlas. Runnerstrom explicó que un material natural, llamado Nácar para el carbonato de calcio, forma el material iridiscente suave que se encuentra en el interior de una almeja o en la capa externa de perlas. Está compuesto por «pequeños cristales individuales y plaquetas de carbonato», explicó Runnerstrom. Las pequeñas plaquetas de calcio se mantienen unidas por una «mezcla de proteínas».
«En lugar de usar carbonato de calcio, están usando el UHMWPE», agregó, refiriéndose al nuevo esfuerzo.
«Lo interesante es que mediante el uso de materiales bioinspirados podemos diseñar la microestructura de materiales que ya son conocidos y que pueden ser manipulados para darnos un mayor rendimiento», dijo Runnerstrom.
En general, el trabajo podría describirse como investigación básica de alcance futuro, y los científicos dicen que este material podría estar a cinco años de distancia. Sin embargo, las pruebas preliminares de laboratorio muestran que el «material no se rompe y nada pasa por el otro lado».
Hasta ahora no se han realizado pruebas balísticas. No se le ha disparado nada, sin embargo, una vez que los resultados iniciales puedan ser probados a mayor escala, se cree que los resultados serán similares a los prometedores hallazgos iniciales descubiertos en el laboratorio.
Si finalmente se demuestra que el material emergente tiene éxito, podría tener una serie de funciones esenciales de combate, como proteger la cabeza, el cuerpo, las botas e incluso las extremidades de los soldados.
El trabajo de investigación de Ren sobre el tema explica el objetivo final de la investigación.
«Los materiales de las protecciones corporales se diseñan para proteger el cuerpo al absorber la energía al desviar el tajo, los golpes y los ataques penetrantes que se producen durante el choque balístico», escribe Ren.
Fte. Warrior Maven
