Materiais de placas e capacetes balísticos: o que implica cada um na compra

Uma placa balística de cerâmica destrói a ponta do projétil sobre um suporte de fibra. A placa balística UHMWPE (polietileno de ultra-alto peso molecular) é umas quatro vezes menos densa que a cerâmica de alumina e tolera mal o calor. Também há placas de aramida. Os capacetes de compósito fabricam-se em fibra de vidro, UHMWPE ou aramida, nunca em cerâmica. O caderno de encargos deve pedir nível, norma e tipo (autónoma ou ICW) e o material só com motivo.

Em resumo

• O material é uma consequência, não o requisito: o nível, a norma e o tipo de placa definem o que se compra; o material só se fixa com motivo e sempre com «ou equivalente».
• Cada material traz as suas condições de utilização: a cerâmica exige inspeção após pancadas e quedas; o UHMWPE, armazenamento longe do calor, porque funde por volta dos 130 °C e envelhece com temperaturas elevadas prolongadas.
• Uma placa ICW compra-se com o seu colete: a NIJ 0101.07 só lhe reconhece o nível quando emparelhada com um modelo concreto de proteção flexível. As placas stand alone (autónomas) não têm essa dependência.

De que é feita uma placa balística?

Uma placa balística é uma peça rígida que se introduz no colete ou no porta-placas para proteger o tronco. A norma norte-americana NIJ 0101.07 (2023) chama-lhe proteção rígida. Fabrica-se em cerâmica sobre um suporte de fibra, em polietileno prensado ou em aramida. As placas balísticas da Garanti Kompozit, o fabricante turco que a AHCEBRIAN representa comercialmente, são de cerâmica com suporte ou de polietileno prensado.

• Cerâmica com suporte. Uma face de impacto de alumina, carboneto de silício (SiC) ou carboneto de boro (B4C), colada a um suporte de fibra. Segundo Chen et al. (Materials, 2022), a cerâmica destrói a ponta do projétil, trava-o e distribui a carga pelo suporte. O suporte segura a cerâmica partida e trava o projétil ao deformar-se.
• Polietileno prensado. Camadas de tecido UD de UHMWPE cruzadas a 0° e 90°, impregnadas de resina e prensadas a quente; no estudo de Chen, com 0,97 g/cm³. Não há face dura: o laminado absorve a energia ao deformar-se.
• Aramida. Fibra sintética em tecido ou compósito (Kevlar é uma marca comercial). Alkhatib et al. (Polymers, 2021) ensaiam placas feitas inteiramente de compósito de aramida. Chen et al. (Scientific Reports, 2024) incluem-na, sob a forma de compósito, entre os materiais de suporte, com 1,4 g/cm³. Na gama da Garanti Kompozit aparece em capacetes, não em placas.

A comparação de dureza e custo das cerâmicas é de Chen et al. (2024). A densidade do material não é a da placa: a massa da placa depende do suporte, da capa e da espessura que o nível exija. A tabela serve para perceber a espessura e o peso relativos, não para escolher um nível.

O que é o tecido UD e porque está em coletes, placas e capacetes?

O tecido UD (unidirecional) é uma folha em que todas as fibras correm paralelas, sem trama. Cada folha trabalha numa só direção. Por isso, as folhas empilham-se cruzadas a 0° e 90° e unem-se com resina, calor e pressão (Yi et al., Polymers, 2024, com matriz de poliuretano).

A Garanti Kompozit produz o seu próprio tecido UD de polietileno numa fábrica integrada em Yozgat. Segundo o seu catálogo de 2026, produ-lo de 110 a 160 g/m², em versões para blindagem flexível e rígida. É a matéria-prima comum dos seus coletes, placas, escudos e capacetes, e da sua blindagem de veículos e aeronaves. É ensaiado no seu próprio laboratório balístico. Fabrica-o para os seus próprios produtos; se um projeto precisar de tecido UD, a disponibilidade é analisada em cada consulta, sujeita às autorizações aplicáveis.

Para quem compra placas, isto responde a uma pergunta do processo: quem produz a fibra e onde. A ficha de materiais da norma de 2017 do Home Office britânico pede esse dado, produtor e localização, para cada elemento de fibra prensada. Pede também o tex do fio (gramas por 1000 m), o número de camadas e os adesivos. Um fabricante que produz o seu próprio UD declara esses dados em primeira mão.

Placa balística de cerâmica ou UHMWPE: o que muda na utilização e no armazenamento?

Mudam três coisas: a espessura, o que é preciso verificar depois de uma pancada e a temperatura que a placa aguenta no armazém.

Espessura

Com a mesma massa por unidade de superfície, o material menos denso ocupa mais espessura. O UHMWPE é cerca de quatro vezes menos denso do que a alumina e cerca de 2,5 vezes menos do que o carboneto de boro. Por isso, uma placa só de polietileno costuma ser mais espessa. De quanta massa precisa cada construção para um nível concreto, só o diz o relatório de ensaio do modelo.

Pancadas, quedas e inspeção

A cerâmica é dura e frágil, e nem todos os seus danos se veem. Chen et al. (2022) indicam, entre os danos das placas de cerâmica com suporte, a rotura da cerâmica, a delaminação entre camadas e outros invisíveis, como microfissuras. A NIJ 0101.07 exige que as placas cheguem ao ensaio sem fissuras, lascas nem variações de espessura, e submete-as a um condicionamento de durabilidade ao impacto (ASTM E3078/E3078M-23).

O guia 039/17 do Home Office recomenda inspecionar a proteção, no máximo, de 12 em 12 meses, verificá-la após qualquer pancada e substituí-la sempre após um impacto balístico ou de arma branca. Para placas de cerâmica, recomendamos perguntar ao fabricante, antes de adjudicar, como se verifica uma placa depois de uma queda e com que critério se retira de serviço.

Temperatura

O UHMWPE é um termoplástico: a tabela de Chen et al. (2024) situa a sua fusão nos 130 °C. Muito antes de fundir, o calor envelhece-o. Um estudo do NIST (Tsinas et al., Polymers, 2022) envelheceu fibras de UHMWPE entre 43 e 115 °C e observou rotura de cadeias, mais acentuada quanto mais alta a temperatura. Em laminados UD, Yi et al. (2024) mediram que o limite de elasticidade e a rigidez (módulo) diminuem quando a temperatura sobe entre −20 e 80 °C.

A norma de 2017 do Home Office prevê um ensaio opcional que pré-condiciona os painéis durante 24 horas a +50 °C ou a −20 °C. Assim simula que a proteção foi guardada nessas condições antes de ser usada. Se a proteção for aprovada, o certificado e a etiqueta indicam-no. O guia 039/17 pede que seja guardada longe da luz solar direta, de fontes de calor e de humidade excessiva.

A nossa posição: se as placas vão passar tempo em veículos, guaritas ou armazéns sem climatização, não peça «cerâmica» nem «polietileno». Peça um ensaio após condicioná-las à temperatura prevista.

Placa stand alone ou ICW: porque importa mais do que o material?

Porque decide o que se compra: uma placa isolada ou um sistema de placa e colete. A NIJ 0101.07 distingue proteção flexível, proteção rígida autónoma (stand alone) e proteção rígida ICW (in conjunction with, «em conjunto com»). A placa ICW só proporciona o nível declarado quando emparelhada com um modelo concreto de proteção flexível; para a certificar, esse colete tem de constar da lista de produtos conformes da 0101.07 (secções 1.3 e 10.1). A norma do Home Office também avalia as placas isoladas ou em conjunto com um painel flexível certificado.

Na prática, uma placa autónoma pode ser usada noutro porta-placas. Uma placa ICW comprada sem o seu colete, ou colocada noutro, perde a base da proteção que o seu relatório declara. Duas placas do mesmo material podem exigir compras diferentes.

Um exemplo de gama real: as placas GRPB da Garanti Kompozit são de cerâmica ou de UHMWPE, autónomas ou ICW; as ICW foram pensadas para usar com o colete flexível do próprio fabricante. Fabricam-se ortopédicas ou ligeiras, de curvatura simples, dupla ou múltipla, e cada lote é verificado segundo o plano de qualidade antes de sair da fábrica. O nível de cada modelo é fornecido a pedido.

1. Capa exterior.
2. Face de impacto cerâmica.
3. Suporte de camadas UD prensadas.
4. Painel flexível do colete atrás (caso ICW).
5. Pormenor do suporte: folhas de fibras retas e paralelas, sem tecer, cruzadas a 0° e 90°.

A curvatura também conta. A NIJ 0101.07 exige um disparo na coroa das placas curvas, o ponto mais alto da face de impacto, onde as curvaturas se cruzam. O fornecedor deve entregar um desenho cotado que a localize. O NIJ justifica-o porque aí os materiais ou o método de fabrico podem tornar a placa mais vulnerável.

De que se fabricam os capacetes balísticos e quando fixar o material?

Um capacete balístico de compósito fabrica-se em fibra de vidro, UHMWPE ou aramida, sozinhos ou combinados; os capacetes não levam cerâmica. Salvo motivo concreto, o caderno de encargos não deveria fixar o material. A revisão de Liang et al. (Applied Composite Materials, 2021) classifica os capacetes balísticos atuais, pelo material, em três tipos: de UHMWPE, de aramida e híbridos, que combinam ambas as fibras ou outras. O estudo do NIST citado lembra que muitos painéis flexíveis, placas e capacetes dependem da fibra de UHMWPE. As precauções de temperatura valem também para um capacete de polietileno.

A Garanti Kompozit fabrica capacetes PASGT, MICH, ACH e ECH em UHMWPE, aramida ou híbridos. A sua gama ACH mostra como se responde a um caderno de encargos que fixa o material. O ACH standard tem calota de UHMWPE. O ACH de aramida mantém a mesma geometria e os mesmos acessórios, para os cadernos de encargos que pedem esse material. O capacete GG-BRH contra espingarda, da mesma família, é de UHMWPE. Níveis, pesos e relatórios pedem-se a partir da página de capacetes balísticos da Garanti Kompozit.

Se o seu caderno de encargos fixa a aramida, convém saber porquê. Há motivos defensáveis: um requisito de temperatura que o UHMWPE não comprove em ensaio, ou a continuidade com capacetes e acessórios já em serviço. Se o motivo for apenas o hábito, fixar o material reduz a concorrência sem melhorar a especificação.

Como se escreve o material num caderno de encargos?

Pedindo desempenho e documentação, e fixando o material só quando um motivo o justifique. É a nossa posição, enquanto representantes de um fabricante que oferece placas de cerâmica e de polietileno:

1. Nível e norma. O nível exigido, a norma com a sua edição e as suas adendas, sempre com «ou equivalente».
2. Tipo de placa. Autónoma, ou ICW com o modelo de colete flexível com que foi certificada, que passa então a fazer parte do fornecimento.
3. Ficha de materiais. Os dados do anexo B da norma do Home Office de 2017 para cada elemento cerâmico ou de fibra prensada.
4. Condições de utilização. Temperatura de armazenamento, peso máximo por placa, curvatura e tamanhos.
5. Material, só com motivo. Que o motivo conste do caderno de encargos e que o requisito se possa verificar com um ensaio.

Dois exemplos de redação:

«Placa rígida autónoma de nível (nível exigido) segundo (norma, edição e adendas) ou equivalente, comprovado por relatório de um laboratório acreditado segundo a ISO/IEC 17025, na sua edição em vigor, ou equivalente. O concorrente apresentará uma ficha de materiais: tipo, espessura, densidade e dureza Vickers de cada elemento cerâmico; número de camadas, adesivos e produtor de cada elemento de fibra prensada.»

«As placas manterão o nível exigido após um pré-condicionamento de 24 horas a +50 °C, conforme o ponto 9.2.2 da Home Office Body Armour Standard (2017), ou ensaio equivalente.»

A segunda cláusula pede o comportamento com calor em vez de um material: deixa concorrer qualquer material e obriga a demonstrá-lo. Um último aviso: a classificação de cada placa, capacete ou tecido para efeitos de controlo de exportação faz-se produto a produto com a autoridade competente.

O que pedir ao fabricante antes de adjudicar

1. Que nível, norma e edição tem cada modelo? Com o respetivo relatório de ensaio e, se a norma for NIJ, a sua situação na lista de produtos conformes.
2. É autónoma ou ICW? Se for ICW, com que modelo exato de colete, e se este está incluído na proposta.
3. Entrega a ficha de materiais? Com produtor e localização da cerâmica e da fibra.
4. Entre que temperaturas se armazena e se utiliza? E que ensaio o comprova.
5. Como se inspeciona em serviço? Periodicidade, método após uma queda, critério de retirada e controlo por lote.

Se está a preparar um caderno de encargos ou a comparar propostas, pode pedir à AHCEBRIAN a ficha técnica dos coletes e placas da Garanti Kompozit. Diga-nos que organismo ou empresa representa, para que utilização e em que quantidades. Enviamos-lhe níveis, normas de ensaio e relatórios depois de identificada a operação e verificadas as autorizações que exija.