How do bulletproof vests work? - Max G. Levy

Traductor: Minnie Min Hee Lee Revisor: Sebastian Betti

By 1975, Richard Davis had been shot in the chest at close range 192 times.

Para 1975, Richard Davis había recibido 192 disparos en el pecho a quemarropa.

But not only was he completely healthy,

Pero no solo estaba completamente sano,

each of these bullets had been shot by Davis himself

sino que cada una de estas balas fue disparada por el propio Davis

as part of a demonstration to sell his new product:

como parte de una demostración para vender su nuevo producto:

the bulletproof vest.

el chaleco antibalas.

Playing with firearms is always a bad idea,

Jugar con armas de fuego siempre es una mala idea,

but after testing his design on empty vests,

pero después de probar su diseño con chalecos vacíos,

Davis became convinced that taking a bullet himself was the only way

Davis se convenció de que la única forma de demostrar la eficacia del chaleco

to prove the vest’s efficacy.

era recibir un balazo.

And when people saw Davis walk away with just some stinging pain

Y cuando la gente vio a Davis marcharse con solo un dolor punzante

a minor cut,

y un corte menor,

they may have stopped questioning his sanity

es posible que hayan dejado de cuestionar su cordura

and started wondering how such a light, flexible piece of clothing

y hayan empezado a preguntarse cómo una prenda tan ligera y flexible

could stop a bullet.

podría detener una bala.

The secret was in the material:

El secreto estaba en el material:

a synthetic fiber invented a decade earlier

una fibra sintética inventada una década antes

by a material chemist named Stephanie Kwolek.

por una química de materiales llamada Stephanie Kwolek.

Her employers at DuPont had found huge success with nylon,

Sus empleadores en DuPont habían tenido un enorme éxito con el nailon,

the world's first synthetic fiber,

la primera fibra sintética del mundo,

and they wanted Kwolek to create something even stronger

y querían que Kwolek creara algo aún más resistente

they could use to mass produce durable, lightweight tires.

que pudiera usar para fabricar en masa neumáticos ligeros y duraderos.

Like all synthetic fibers, nylon is a polymer:

Como todas las fibras sintéticas, el nailon es un polímero:

a long chain of repeating molecules, or monomers.

una larga cadena de moléculas o monómeros que se repiten.

While some polymers repeat the same monomer over and over,

Si bien algunos polímeros repiten el mismo monómero una y otra vez,

others chain multiple monomers in a steady pattern.

otros encadenan varios monómeros siguiendo un patrón constante.

It’s these two variables—

Son estas dos variables,

which molecules are involved and how they bond to one another—

qué moléculas están involucradas y cómo se unen entre sí,

that give each polymer its unique properties.

las que dan a cada polímero sus propiedades únicas.

So, seeking to build on the strengths of nylon,

Así que, con el objetivo de aprovechar las ventajas del nailon,

Kwolek began a lengthy process of trial and error,

Kwolek inició un largo proceso de ensayo y error,

combining various monomers in novel ways.

combinando varios monómeros de formas novedosas.

And one of these resulting polymers was immediately very weird.

Y uno de estos polímeros resultantes resultó inmediatamente muy extraño.

Named Kevlar, this alternating blend of 1,4-phenylene-diamine

Denominada Kevlar, esta mezcla alternante de 1,4-fenilendiamina

and terephthaloyl chloride combine at the molecular level

y cloruro de tereftaloílo se combina a nivel molecular

to form a series of parallel chains.

para formar una serie de cadenas paralelas.

At rest, these chains align in strict rows,

En reposo, estas cadenas se alinean en filas estrictas,

giving the polymer order and crystalline strength.

proporcionándole al polímero el orden y la resistencia cristalina.

But when pressure is applied, the chains wriggle around,

Pero cuando se aplica presión, las cadenas se retuercen,

allowing the material to flow like a liquid.

permitiendo que el material fluya como un líquido.

This so-called liquid crystal polymer was unprecedented,

Este polímero de cristal líquido no tenía precedentes,

and when Kwolek’s team spun the viscous fluid into a fiber,

y cuando el equipo de Kwolek hiló el fluido viscoso en una fibra,

the results were better than they could have hoped.

los resultados fueron mejores de lo que esperaban.

Not only were the fibers flexible and resistant to heat, acid,

Las fibras no solo eran flexibles y resistentes al calor, a los ácidos

and various chemicals,

y a varios productos químicos,

when woven together, they were also stronger than steel.

sino que, cuando se tejían juntas, eran más fuertes que el acero.

Metals are incredibly sturdy because of their unique atomic bonds.

Los metales son increíblemente resistentes gracias a sus enlaces atómicos únicos.

Where non-metal molecules are typically held together by the attraction

Dado que las moléculas no metálicas suelen estar unidas por la atracción

between a nucleus and a set number of electrons,

entre un núcleo y un número determinado de electrones,

metal nuclei are surrounded by a sea of shared electrons.

los núcleos metálicos están rodeados por un mar de electrones compartidos.

It takes a ton of energy to overcome the strength and resiliency

Se necesita una tonelada de energía para superar la fuerza y la resistencia

of these countless bonds.

de estos innumerables enlaces.

So when a bullet hits a steel plate,

Cuando una bala impacta una placa de acero,

the material can usually absorb all the impact’s energy

el material suele absorber toda la energía del impacto

before the metal is pierced.

antes de perforar el metal.

Compare this to a bullet hitting wood.

Compare esto con una bala chocando una madera.

The bonds holding wood together require much less energy to break,

Los enlaces que mantienen la madera unida requieren menos energía para romperse,

which is why bullets can travel much further through wood than metal.

por lo que las balas pueden atravesar la madera mucho más que el metal.

Kevlar’s atomic bonds are also weaker than metal’s.

Los enlaces atómicos del Kevlar también son más débiles que los del metal.

But it compensates with a huge number of hydrogen bonds.

Pero lo compensa con una gran cantidad de enlaces de hidrógeno.

While not as strong as the atomic bonds within molecules,

Aunque no es tan fuerte como los enlaces atómicos dentro de las moléculas,

the attraction of hydrogen atoms and oxygen atoms between molecules

la atracción de los átomos de hidrógeno y oxígeno entre las moléculas

also requires a huge amount of energy to overcome.

también requiere una enorme cantidad de energía para superarla.

And when threads of Kevlar’s polymer chains are woven into fabric,

Y cuando las cadenas poliméricas de Kevlar se hilan en tejido,

this strength is multiplied.

esta fuerza se multiplica.

When a bullet hits Kevlar, the mesh of highly aligned, liquid-like chains

Cuando una bala impacta el Kevlar, la malla de cadenas

altamente alineadas y de aspecto líquido

absorb huge amounts of energy,

absorbe enormes cantidades de energía,

wiggling wildly while still clinging to their neighboring chains

agitándose salvajemente sin dejar de aferrarse a las cadenas vecinas

via hydrogen bonds.

mediante enlaces de hidrógeno.

And even if a bullet does have enough energy to penetrate the Kevlar,

Y si una bala tuviera suficiente energía para penetrar el Kevlar,

it would be moving considerably slower with much less destructive force.

se movería considerablemente más despacio y con una fuerza mucho menos destructiva.

Of course, Kevlar is not immune to everything.

Por supuesto, el Kevlar no es inmune a todo.

Strong forces can still be felt through the fabric,

Las fuerzas fuertes aún pueden sentirse a través del tejido,

and its fibers gradually lose strength under ultraviolet light.

y sus fibras pierden fuerza gradualmente bajo la luz ultravioleta.

Additionally, new liquid crystal fibers hold up better against acid.

Además, las nuevas fibras de cristal líquido resisten mejor los ácidos.

Pero el invento de Kwolek todavía es uno de los materiales más versátiles

But Kwolek’s invention remains one of the most versatile

and widely used materials on Earth.

y utilizados en la Tierra.

Today, companies rely on Kevlar’s lightweight impact resistance

Hoy en día, las empresas confían en la resistencia a los impactos ligeros

and durability in helmets, kayaks, spacecraft, and automobiles.

y la durabilidad del Kevlar para cascos, kayaks, naves espaciales y automóviles.

Speakers sometimes use Kevlar because it can push air efficiently

Los altavoces a veces usan Kevlar porque puede empujar el aire con eficiencia

and quickly come to a dead stop when you pause your music.

y llegar rápidamente a un punto muerto cuando se pausa la música.

And yes, it also makes excellent tires.

Y sí, también fabrica excelentes neumáticos.