¿Qué es el acero blindado?

El acero blindado, acero de protección o acero “antibalas” es, como su nombre indica, un acero que ofrece protección frente a amenazas externas en forma de proyectiles.

Existen diferentes aceros utilizados para aplicaciones de blindaje, como aceros inoxidables, aceros al manganeso o aceros Hadfield, entre otros. Sin embargo, los aceros blindados más utilizados son los aceros endurecidos martensíticos. Los principales compuestos químicos activos en los aceros endurecidos son el hierro (Fe) y el carbono (C). En general, sus propiedades se obtienen mediante diferentes cantidades de carbono, otros elementos de aleación como el cromo, el níquel y el molibdeno, junto con procesos especializados de tratamiento térmico.

El proceso de tratamiento térmico consiste por lo general en endurecimiento y templado, en función del grado. El endurecimiento consiste en calentar el acero hasta una temperatura en la que los cristales cúbicos de hierro cambian de su forma a temperatura ambiente como estructura ferrítica (centrada en el cuerpo) a su forma a alta temperatura como estructura austenítica (centrada en la cara). Esta temperatura suele ser de entre 700 y 900 grados, según el contenido de aleación y el equipo utilizado.

Cuando el acero ha entrado en estado austenítico, se procede al revenido del acero, lo que implica su rápido enfriamiento hasta casi la temperatura ambiente. Con este enfriamiento rápido se “congela” una solución en estado sólido de átomos de carbono en la matriz de hierro y se forman retorcidos cristales cúbicos ferríticos. Los cristales retorcidos ofrecen una resistencia muy alta. Esa versión cúbica retorcida de los cristales de hierro se denomina martensita; de ahí el nombre de “aceros blindados martensíticos”.

Se puede aplicar un segundo proceso de tratamiento térmico, denominado templado, para hacer que el acero sea más dúctil, maleable en estado frío y menos sensible al agrietamiento por fatiga. En las últimas dos décadas, con las mejoras en la tecnología de fabricación del acero, se hizo posible fabricar aceros con menos impurezas, lo cual elimina la necesidad de templar siempre el acero para obtener las propiedades mecánicas clave.

En general, los aceros blindados se definen por su dureza, que en la mayoría de los casos se mide y clasifica según la escala de dureza Brinell (HB).

Diferentes aceros blindados: clases y usos

Acero de protección contra explosiones

Los aceros de protección contra explosiones son aceros en el rango de 370-460 Brinell. Están diseñados específicamente para proteger contra impactos de alta energía y ondas de minas, artefactos explosivos improvisados (AEI) e incluso granadas. En la actualidad, la mayoría de aceros de protección contra explosiones utilizados son de 440 Brinell, los cuales ofrecen una buena combinación de dureza y tenacidad.

Los aceros de protección contra explosiones se utilizan normalmente en el piso/casco de vehículos blindados. Para mantener el nivel más alto de protección e integridad en un vehículo, la sección de casco o piso se fabrica a partir de una sección de placa muy ancha. Estas placas se doblan en prensas fuertes y largas (preferiblemente de 800 o más toneladas), en muchos casos hasta de una longitud mayor a seis metros. La forma más común del casco es en V: esta forma específica bajo un vehículo permite redirigir las fuerzas de explosión.

Los aceros de protección contra explosiones deben ser muy resistentes para absorber una gran cantidad de energía de explosión. Es difícil realizar pruebas de explosiones realistas, por lo que la resistencia del material frente a impactos a 40 grados Celsius bajo cero es la forma más común de probar y comparar aceros de protección contra explosiones. Estos aceros se refieren principalmente a las clases de explosión en el estándar STANAG 4569 de la OTAN. El contenido de carbono varía del 0.12 al 24 %.

 

Blindaje perforado agregado

 

Aceros de protección antibalas

Aceros de construcción

Para la sección de transporte de carga de un vehículo, por lo general se usa un acero de construcción: esto se debe a que el acero no solo debe ser flexible y soldable, sino que además debe presentar la máxima resistencia a la carga cíclica y a la fatiga. Todos los “aceros contra explosiones”, así como los aceros de grados 500 Brinell y 550 Brinell, son adecuados para aplicaciones de “acero de construcción”. Los fabricantes de vehículos identificarán de inmediato las marcas y tipos de acero inferiores en función de las características y la facilidad de uso en taller: el agrietamiento, la incapacidad de doblar/maleabilidad y la soldabilidad limitada son buenos indicadores de aceros inferiores que deben evitarse.

Blindaje de alta dureza (HHA): acero 500 Brinell (477-540 HB)

Los aceros de blindaje de alta dureza (HHA o HH) son los más comunes a nivel mundial y sus propiedades se definieron originalmente de acuerdo con el estándar militar estadounidense MIL-DTL-46100.

Los aceros HHA deben ser flexibles, soldables y no sensibles a la fatiga. Por lo general se usan como aceros de construcción portadores de carga. El contenido de carbono en el acero HHA normalmente es de alrededor del 0.27 %. Para detener un proyectil estándar de la OTAN SS109 de calibre 5.56 mm estándar, normalmente se necesita un acero de 6.5 mm de espesor.

Blindaje de muy alta dureza (VHH): acero 550 Brinell (530-590 HB)

Estos aceros son principalmente de tipo 500 con un contenido de carbono ligeramente mayor, de alrededor del 0.31 %. Los aceros HHA deben ser flexibles, soldables y no sensibles a la fatiga.

Para detener un proyectil estándar de la OTAN SS109 de calibre 5.56 mm estándar, normalmente se necesita un acero de 5.5 mm de espesor.

“Acero agregado”

Como su nombre indica, un acero agregado es un acero que se puede incorporar a un cuerpo o construcción ya existente. Los aceros agregados en muchos casos se unen mediante pernos como solución de “blindaje espaciado”.

Blindaje de acero de dureza ultra alta (UHH): 600 Brinell (580-640 HB)

Algunos usuarios consideran que el acero blindado de tipo 600 Brinell todavía es poco habitual y ningún proveedor de acero recomienda los aceros de tipo 600 como material de construcción, pese a que muchos clientes actualmente fabrican cuerpos/construcciones de carga en estos tipos de acero.

Junto con los avances recientes en las capacidades de fabricación de acero y el refinamiento de las composiciones químicas mediante investigación y el desarrollo, los aceros 600 Brinell son flexibles y se pueden utilizar de forma general sin agrietarse inmediatamente durante el uso.

A diferencia de los grados HHA y VHH, las composiciones químicas UHH presentan mayor variación entre los diferentes fabricantes, ya que cada uno adopta un enfoque diferente e intenta obtener diferentes propiedades mecánicas.

Para detener un proyectil estándar de la OTAN SS109 de calibre 5.56 mm estándar, normalmente se necesita un acero de 5.0 mm de espesor.

Acero de blindaje de dureza extremadamente alta (XHH): 650 Brinell (630-700 HB)

Los aceros blindados XHH se consideran raros y poco frecuentes en la actualidad. No todos los productores realizan aceros blindados XHH y actualmente se fabrican principalmente para realizar agregados. La soldadura y el doblado son posibles hasta cierto punto, sin bien no se suelen recomendar. Los aceros XHH comienzan a mostrar un comportamiento de fractura que recuerda a los materiales cerámicos.

Blindaje espaciado

El blindaje espaciado se emplea principalmente para protección frente a munición de perforación de blindajes. La característica más importante del blindaje espaciado es el hueco de aire o “espaciado”. Se puede considerar que son diseños relativamente simples: dos placas de acero ubicadas en paralelo con un espacio intermedio. En muchos casos, un espacio de aire de 10 mm es suficiente para detener niveles de amenaza muy altos.

Los métodos típicos de montaje de armaduras espaciadas consisten en fijar mediante pernos una placa de acero blindado a una base de acero de construcción. Un ejemplo muy común es comenzar con una protección EN1522 FB6 (SS109) –acero de tipo 500 Brinell de 6.5 mm– y como agregado una placa de tipo 500 Brinell de 4.0 mm con un espaciado de 10 mm. Esta solución permite una protección EN1522 FB7: 7.62 x 51 AP. Con esta solución, se pasa (incluidas tolerancias) del acero independiente de 15 mm a una combinación de 11 mm que ofrece un ahorro de peso del 25 por ciento y una reducción de costes en acero.

Pero no se ha descrito cómo funciona en realidad el blindaje espaciado. Según algunas teorías, el proyectil se altera y se retuerce en el espaciado de aire tras el impacto con la primera de las dos placas de la solución. Sin embargo, una hipótesis más probable es que la primera capa ralentiza al proyectil lo suficiente como para que no penetre en la placa interna. Es muy común que la placa interna sea de acero tipo 500 Brinell (acero de construcción) y la exterior de acero tipo 600 Brinell o 650 Brinell, que es el “agregado”.

 

Blindaje perforado

En algunos aspectos, el blindaje perforado es similar a la armadura espaciada, pero la capa frontal consiste en una o varias placas con agujeros (perforaciones). Los agujeros tienen un patrón regular y suelen ser más pequeños que el calibre de la munición contra la cual debe proteger su diseño.

El principio de funcionamiento del blindaje perforado es que el proyectil se altera y se retuerce, lo cual reduce su capacidad para perforar el blindaje. Realizar las perforaciones puede ser costoso, ya que deben hacerse antes del endurecimiento del blindaje o, si se realizan después del endurecimiento del blindaje, se deben llevar a cabo de tal manera que el material no se caliente echando a perder su dureza.

Si se realizan antes del endurecimiento, los métodos para las perforaciones son el corte por láser o el punzonado, si bien pocos fabricantes pueden realizar estas operaciones y luego endurecer con éxito el acero. Se pueden realizar perforaciones y cortes con láser, pero puede ser un proceso lento y costoso, al tratarse de miles de agujeros.

Si se realiza tras el endurecimiento, las opciones son el taladrado y el corte por chorro de agua. Ambos métodos requieren mucho tiempo y son costosos debido a la cantidad de agujeros requeridos.
Un ejemplo típico del uso de armadura perforada es la protección contra 7.62 x 54 mm AP (Dragunov). En lugar de usar un acero blindado tipo 500 Brinell de 16 mm, se puede usar un acero blindado tipo 500 Brinell de 6.5 mm más un acero blindado perforado tipo 600 Brinell de 4.0 mm. Con esta solución se puede lograr una reducción de peso de más del 40 por ciento.

 

Adquirir acero blindado: una guía simple

Existen varios fabricantes a nivel mundial que ofrecen placas de acero contra explosiones o antibalas, la mayoría de ellos ubicados en Europa. Para tomar decisiones informadas sobre el tipo de blindaje de acero que se necesita, se puede responder a estas preguntas:

• ¿Qué protección necesito? ¿Contra qué tipo de munición (calibre, geometría, perforación de blindaje, etc.)? ¿Contra qué velocidad de ataque y ángulo deberá proteger el blindaje?
• ¿Cuál es el límite de peso que puede tener el acero? ¿Existe un límite de peso o restricción en el vehículo o aplicación que se debe proteger?
• ¿Qué costo puedo enfrentar? ¿Puedo optar por un acero blindado más caro de tipo 550 Brinell o 600 Brinell en lugar de un tipo 500 Brinell?
• ¿Cómo se debe procesar el acero? En este punto se debe considerar si el material se cortará, soldará o doblará.
• ¿Debo comprar directamente al productor del acero o a un distribuidor o almacén? La mayoría de productores serios de acero blindado están disponibles para la compra directa, a fin de ahorrar dinero, obtener certificaciones y garantías completas, así como soporte para los productos.
• ¿Comprar existencias o realizar una orden directa de producción? ¿Es mi cantidad lo suficientemente grande y tengo tiempo para adquirir una orden de producción a fin de ahorrar dinero o necesito comprar del inventario?
• ¿Cómo puedo obtener ayuda? Una compañía seria de acero dispone de personal al que puede acudir para recibir asesoramiento respecto de la adquisición y el uso del acero.

 

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