Los blindajes corporales de titanio. Por Jake Ganor, de Diamond Age.

Subscribe

El blindaje corporal ha evolucionado a la par que las armas frente a las que protege. Hoy día existen blindajes que con poco espesor y peso ofrecen protección frente a los proyectiles de alta velocidad que dispara un fusil de asalto. Pero la carrera del blindaje nunca se detiene. La clave radica en lograr mayor protección con menor peso y grosor, dentro de unos costes asumibles. Ello depende lógicamente de los materiales, aleaciones y compuestos utilizados: metales y aleaciones, cerámicas, aramidas. El titanio y sus aleaciones se utiliza ampliamente en la industria aerospacial, y puede tener también sus aplicaciones en blindajes, pero su peso, propiedades, coste, son factores a tener en cuenta. En el siguiente artículo puedes hacerte una idea al respecto.

(Este artículo es una traducción de su original en inglés Titanium Armor, escrito por Jake Ganor ─director de Diamond Age─ y publicado en el blog de la empresa con fecha 4 de mayo de 2018)

Los blindajes corporales de titanio.

Por Jake Ganor, de Diamond Age.

Las primeras aleaciones de titanio ─incluida la famosa Ti6Al4V, que actualmente representa más del 50% de la producción total de titanio─ se desarrollaron en EE.UU. a finales de los años 1940. Poco después de su aparición, una evaluación de Pitler y Hurlich indicó que estas nuevas aleaciones resultaban prometedoras frente a proyectiles de armas portátiles. A pesar de múltiples investigaciones, experimentos y estudios posteriores ─que incluyeron el desarrollo de aleaciones tremendamente duras (dureza 62 HRC)─, realizados a lo largo de los años 1950 y 60, nunca se dotó de blindaje corporal de titanio a soldados estadounidenses o de la OTAN. Solo hay una excepción: las dotaciones de embarcaciones fluviales en Vietnam, que se dotaron con un chaleco ligero de titanio y nylon como protección frente a fragmentos, sin pretender detener proyectiles de alta velocidad; no fue más que el análogo ligero de los chalecos de acero y nylon que llevaban las dotaciones de vuelo en la 2ª Guerra Mundial.

Durante el periodo de diez años que va de 1996 a 2006, aproximadamente, el titanio disfrutó de un pequeño resurgimiento en EE.UU. como material para blindaje: varias empresas privadas estadounidenses estudiaron el uso de placas de blindaje corporal de titanio monolítico, en 2005 los Army Research Labs [Laboratorios de Investigación del Ejército de Tierra estadounidense] investigaron el polvo metálico de titanio prensado en caliente como blindaje, y el chaleco blindado DragonSkin ─de la ya desaparecida empresa del mismo nombre─ utilizaba un blindaje a base de baldositas de un compueso de titanio y cerámica. Al final, ninguno de estos intentos tuvo mucho éxito.

Los soviéticos, a diferencia de los estadounidenses, utilizaron ampliamente el titanio como material para blindaje corporal. En 1979, poco después del inicio de la Guerra Soviético-Afgana, el chaleco blindado 6B2 dotó a las tropas sobre el terreno en Afganistán. El 6B2 estaba formado por una matriz de placas de aleación de titanio, de un grosor de tan solo 1,25 mm, unidas a 30 capas de tejido de aramida. El chaleco tenía una funda de nylon, con cierres de Velcro. Hay que tener en cuenta que en aquella época el Velcro era algo muy novedoso, así que su aparición en chalecos soviéticos supuso especulaciones sobre los orígenes del chaleco.

Todo el conjunto pesaba 4,8 kg, incluyendo la parte frontal y la de la espalda. Se consideró protección suficiente frente a fragmentos y proyectiles de baja velocidad, pero el chaleco 6B2 de ninguna manera podía detener proyectiles de alta velocidad. De hecho, existe constancia de que ni siquiera podía detener proyectiles del calibre 7,62×39 mm disparados desde distancias entre 300 y 500 metros. Por lo tanto, el chaleco 6B2 era muy parecido en muchos aspectos al chaleco de protección frente a fragmentos de la era de Vietnam, incluso en apariencia, pero considerablemente más pesado.

El chaleco 6B2 se sustituyó muy pronto por el chaleco 6B3TM, una versión aún más pesada, en la que el grosor de las placas de titanio se incrementó hasta los 6,5 mm. Esta modificación aumentó el peso del chaleco hasta los 12 kg.

A continuación volvió a sustituirse por el chaleco 6B3TM01, una versión con placas de 6,5 mm de grosor delante y 1,25 mm en la espalda*.

*Se trata de una reminiscencia del pasado. Tanto Alejandro Magno como otros estrategas del siglo XVI, recomendaban que se llevara poco o ningún blindaje en la espalda, «aduciendo que era innecesario, y que su ausencia disuadía a la caballería de darle la espalda al enemigo». Esto es, hasta cierto punto, ridículo en la guerra moderna: estudios epidemiológicos indican que la espalda recibe justamente tantas heridas como la parte delantera, concretamente de fragmentos. No obstante, la espalda no quiere tanta protección frente a disparos de fusil, dado que también suele ser habitual que el 70-80% de los heridos de bala en el campo de batalla lo fueran en la parte delantera. Las heridas de bala en la espalda son considerablemente menos habituales. 

Esta última versión pesaba aproximadamente 9 kg en total. Tras decir todo esto, resulta tremendamente improbable que placas de titanio de 6,5 mm de grosor detuvieran proyectiles del calibre 7,62×39 mm o del 5,56×45 mm a velocidades próximas a la de salida de la boca de fuego, pero podría funcionar a distancias de enfrentamiento de entre 200 y 500 metros o más.

En 1985, a mediados de la guerra, se presentó el chaleco 6B4. Este era un chaleco blindado fabricado con carburo de boro y aramida, similar al que dotó a ciertos soldados en Vietnam, indudablemente con mucha mayor capacidad de protección que los chalecos de titanio que le precedieron. Las placas de cerámica se utilizaron ampliamente en modelos posteriores del blindaje soviético y ruso, aunque, hasta no hace tanto, el blindaje corporal en Rusia comprendía placas de titanio y acero.

Parece que en los últimos años se ha abandonado por completo el uso de titanio; actualmente el modelo de chaleco blindado ruso más avanzado, el 6B46, utiliza placas de blindaje «Granit» 5A, que parecen fabricadas íntegramente con carburo de silicio y aramida.

 

Propiedades balísticas y mecánicas de aleaciones de titanio utilizadas en blindajes modernos

La Ti6Al4V es una aleación de titanio alfa-beta compuesta de un 90% de Titanio, un 6% de Aluminio y un 4% de Vanadio. Tiene una densidad de 4,43 g/cm3, una dureza de 334 HB, un límite elástico [yield strength] de 880 MPa, una resistencia a la tensión [tensile strength] de 950 MPa, una tenacidad de 17 J en prueba de impacto Charpy y una elongación del 14 % en 2 pulgadas. Tiene una resistencia al corte-cizallamiento [shear strength] de solo 550 MPa.

El titanio ruso de blindaje también es una aleación de titanio compuesta de un 3% de Aluminio, un 5,15% de Vanadio, un 3,65% de Cromo, y trazas de boro, circonio y molibdeno. Tiene una dureza de 387 HB y una densidad de 4,62 g/cm3. Se desconocen sus otras propiedades, pero es razonable asumir que posee mayor límite elástico y resistencia a la tensión y menor elongación y tenacidad en prueba de impacto Charpy que el Ti6Al4V.

Para muestras del mismo peso, los Army Research Labs han determinado que el rendimiento balístico del Ti6Al4V es superior en un 7% aproximadamente al de la aleación rusa anteriormente mencionada. Repito, en muestras del mismo peso [es decir, las muestras varían en espesor en virtud de la densidad de la aleación para mantener un mismo peso]. El Ti6Al4V es aproximadamente un 5% más ligero, lo que quiere decir que las dos aleaciones rinden prácticamente igual con grosores equivalentes. Las diferencias en sus propiedades mecánicas no parecen demasiado importantes; la aleación más ligera rinde mejor en gran medida debido a su ligereza. Si las aleaciones de titanio todavía son de interés para los desarrolladores de blindaje corporal, me imagino que será una prioridad desarrollar una aleación ligera de titanio ─puede que con una mayor parte de aluminio en la aleación─.

En cualquier caso, tal y como expresan claramente los párrafos anteriores, ambas aleaciones de titanio poseen una excelente relación resistencia-densidad y ambas son comparables en cuanto a dureza al acero del blindaje homogéneo laminado [rolled homogenous armor (RHA)]. Lo que resulta menos obvio es la propensión del titanio a fallar vía penetración [plugging], lo que reduce considerablemente su utilidad como material para blindaje independiente [standalone]. Cuando una placa de aleación de titanio recibe el impacto de un proyectil de alta velocidad, deformación cortante [shear strain], velocidad de deformación [strain rate] y temperatura pueden aumentar hasta valores muy altos en una superficie muy pequeña. La relativamente poca resistencia al corte-cizallamiento [shear strength] del titanio, junto con sus muy malas propiedades de transferencia de calor, lo hacen susceptible por su propia naturaleza a fallar catastróficamente en tales situaciones por medio de un fenómeno que se conoce como corte-cizallamiento adiabático por penetración [adiabatic shear plugging]. Este problema resulta prácticamente insalvable cuando se utilizan blindajes de aleación de titanio de poco grosor, ¡el típico de los blindajes corporales! Por esta razón, creo que no es seguro que haya grandes avances en cuanto al titanio como material para blindaje corporal.

(Este artículo es una traducción de su original en inglés Titanium Armor, escrito por Jake Ganor ─director de Diamond Age─ y publicado en el blog de la empresa con fecha 4 de mayo de 2018)

Aceptamos donativos, si quieres apoyarnos. ¡Gracias! 
Si te gusta lo que publicamos, utiliza la actual moneda de cambio: comparte, sigue, gusta en Redes Sociales. Regístrate aquí para recibir notificaciones por correo electrónico.

.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Información básica sobre protección de datos Ver más

  • Responsable Jorge Tierno Rey .
  • Finalidad Moderar los comentarios. Responder las consultas.
  • Legitimación Tu consentimiento.
  • Destinatarios Servidores tirotactico.net.
  • Derechos Acceder, rectificar y suprimir los datos.