Qué es el kevlar y por qué es tan utilizado en los coches

El kevlar, una fibra sintética desarrollada por DuPont, es conocido por ser mucho más resistente y ligero que el acero. Esta característica, junto con otras, ha hecho que el kevlar encuentre su lugar en una amplia gama de aplicaciones industriales.

La industria automotriz, en particular, ha adoptado este material innovador para reforzar componentes críticos y mejorar las prestaciones de los vehículos. Por eso, merece la pena explorar en detalle las diversas aplicaciones del kevlar en la industria del automóvil.

Qué es el kevlar y para qué se utiliza

El kevlar es el nombre comercial dado a una fibra sintética de alta resistencia desarrollada por la química Stephanie Kwolek en la empresa DuPont en 1965. Es conocida por su elevada resistencia a la tracción y su capacidad para soportar impactos, lo que la hace ideal para una amplia variedad de aplicaciones.

Entre las principales características del kevlar, destacan que es cinco veces más resistente que el acero a igualdad de peso y que, a pesar de su alta resistencia, es muy ligero. También puede soportar temperaturas extremas sin degradarse significativamente y es muy resistente al desgaste y a la corrosión.

Las principales aplicaciones del kevlar son las siguientes:

• Chalecos antibalas: debido a su capacidad para absorber y dispersar energía, es ampliamente utilizado en chalecos y equipos de protección personal.
• Industria automotriz: se usa en neumáticos, frenos y componentes estructurales para mejorar la resistencia y reducir el peso.
• Industria aeroespacial: se utiliza en la construcción de aviones y naves espaciales por su combinación de ligereza y resistencia.
• Deportes: es habitual en la fabricación de equipos deportivos como cascos, raquetas y bicicletas, donde la resistencia y el peso son factores cruciales.
• Aplicaciones industriales: se emplea en cables, guantes de protección y material de construcción.

Cuál es la materia prima del kevlar y cómo se fabrica

La materia prima del kevlar es el para-fenileno-diamina y el cloruro de tereftaloilo. Estos compuestos son derivados de la industria petroquímica y se utilizan para sintetizar las fibras de kevlar a través de un proceso químico específico que consta de cuatro etapas:

1. Polimerización: el para-fenileno-diamina y el cloruro de tereftaloilo reaccionan en una solución, generalmente de ácido sulfúrico, para formar una solución de polímero conocido como poliparafenileno tereftalamida.
2. Extrusión: la solución de polímero se extruye a través de una hilera para formar filamentos largos y continuos.
3. Estiramiento: estos filamentos se estiran y orientan para aumentar la alineación de las cadenas poliméricas, lo que incrementa la resistencia a la tracción del kevlar.
4. Enfibrado: finalmente, los filamentos se entrelazan o se tejen para crear diferentes formas y estructuras textiles según las aplicaciones específicas.

Qué es más fuerte que el kevlar

Existen varios materiales que pueden superar al kevlar en términos de resistencia, dependiendo del tipo de fuerza aplicada y del contexto de uso.

Por ejemplo, el grafeno, considerado uno de los materiales más fuertes conocidos. Es una forma de carbono donde los átomos están dispuestos en una sola capa con estructura hexagonal. Es aproximadamente 200 veces más fuerte que el acero y tiene una resistencia a la tracción extremadamente alta. También es extremadamente ligero y posee excelentes propiedades eléctricas y térmicas.

Los nanotubos de carbono son estructuras cilíndricas formadas por átomos de carbono y tienen propiedades mecánicas y eléctricas excepcionales. Son más fuertes y ligeros que el kevlar, con una resistencia a la tracción significativamente mayor. También son flexibles y conductores de electricidad.

El zylon es otra fibra sintética que tiene una estructura química diferente al kevlar, así como una resistencia a la tracción más alta. Es utilizado en aplicaciones que requieren alta resistencia y durabilidad, como en chalecos antibalas avanzados y en equipos de protección personal.

La Dyneema/Spectra es un compuesto de fibras de polietileno extremadamente resistentes. Estas fibras tienen una alta resistencia a la tracción, siendo 15 veces más fuertes que el acero y más ligeras que el agua. Se utilizan en chalecos antibalas, cuerdas de alta resistencia y en aplicaciones marinas.

Cada uno de estos materiales ofrece ventajas específicas que los hacen superiores al kevlar en ciertos aspectos, aunque también pueden presentar limitaciones y costes más altos dependiendo de la aplicación concreta.

El kevlar en la industria del automóvil

El kevlar se utiliza en la industria del automóvil para mejorar la resistencia, seguridad y eficiencia de diversos componentes:

• Neumáticos: se utiliza en la construcción de neumáticos para mejorar la durabilidad y la resistencia a los pinchazos y al desgaste. Aumenta la vida útil de los neumáticos y mejora el rendimiento en condiciones extremas.
• Frenos: se incorpora en la fabricación de pastillas de freno debido a su resistencia al calor y su durabilidad. Proporciona un rendimiento de frenado más consistente y reduce el desgaste de los frenos.
• Componentes estructurales: es útil en la construcción de paneles y carrocerías ligeras y resistentes, reduciendo el peso total del vehículo, lo que mejora la eficiencia de combustible y el rendimiento.
• Cinturones de seguridad: permite reforzar los cinturones de seguridad, aumentando su resistencia y durabilidad. Proporciona una mayor protección a los ocupantes en caso de accidente.
• Competición: en coches de carreras, se utiliza para fabricar carrocerías debido a su alta resistencia y bajo peso. Mejora la seguridad y optimiza el rendimiento del vehículo en la pista.
• Mangueras y correas: se emplea en mangueras de alta presión y correas de transmisión, aumentando la durabilidad y la resistencia a la abrasión y a altas temperaturas.
• Cubiertas de protección: el kevlar se usa para recubrir cables y conductos, protegiéndolos del desgaste y del impacto. así, prolonga la vida útil de estos componentes y asegura un funcionamiento más fiable.