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Nuevos materiales compuestos para cascos resistentes a los impactos

Actualmente, los cascos obligatorios son comunes entre motociclistas y trabajadores de la construcción y es probable que aparezcan nuevas normativas para muchos tipos de actividades recreativas. Investigadores financiados por la Unión Europea desarrollaron nuevos materiales y métodos de procesamiento que dieron como resultado cascos con un rendimiento mejor a una fracción del coste de la tecnología convencional.
Nuevos materiales compuestos para cascos resistentes a los impactos
Los fabricantes de cascos europeos son principalmente pequeñas y medianas empresas (PYME) que necesitan productos nuevos a precios competitivos para seguir siendo rentables. La financiación de la UE para el proyecto PRO-HEAD («Compuestos termoplásticos híbridos para sistemas de protección de la cabeza de alto rendimiento y reciclables») permitió a investigadores europeos desarrollar cubiertas para cascos de alto rendimiento y bajo coste basadas en el empleo de aleaciones de materiales termoplásticos con memoria de forma.

Los materiales termoplásticos son polímeros que pueden licuarse repetidamente con calor, conformarse y solidificarse al enfriarse. Una de sus principales ventajas es que esto los hace muy reciclables. Las aleaciones con memoria de forma son materiales que «recuerdan» sus formas anteriores y, por este motivo, pueden proporcionar una resistencia importante contra los impactos.

El polipropileno (PP) es uno de los termoplásticos más utilizados, pero a menudo es necesario reforzarlo con fibra de vidrio o fibras naturales para conseguir la rigidez y resistencia requeridas por muchas aplicaciones de ingeniería. Los polímeros autorreforzados (SRP) proporcionan una solución a este problema debido a que están compuestos en un 100 % de polímeros sencillos cuyas cadenas moleculares se alinean por sí mismas creando fibras de refuerzo dentro de la matriz de polímero.

Los investigadores intentaron fabricar un compuesto híbrido de material superelástico (Nitinol) y PP autorreforzado. Eligieron el MFT, un SRP ligero basado en una tecnología de fabricación moldeable (MFT) conocido actualmente como Tegris. Este material tiene una rigidez excelente y una resistencia a los impactos significativamente superior a la de los compuestos termoplásticos típicos.

PRO-HEAD consiguió desarrollar un nuevo producto textil de aleación híbrida superelástica con memoria de forma, así como un proceso sencillo de conformado en una única etapa, rentable y respetuoso con el medio ambiente.

Una muestra híbrida plana mostró un aumento del 30 % en la energía de impacto absorbida respecto a la muestra plana de termoplástico simple.

Además, un prototipo de casco de motocicleta mostró un aumento del 10 % en la energía de impacto absorbida, en comparación con un casco convencional reforzado con fibra de vidrio y con el mismo peso.

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