Comparación de materiales para EPI: Kevlar (fibras de para-aramida) vs HPPE (hilo compuesto de polietileno de alto rendimiento)

Los equipos de protección individual (EPI) están muy reglamentados y son obligatorios en muchos oficios. Con tantos tipos de EPI en el mercado como el Kevlar, que es una marca común de materiales para-aramida, y el hilo compuesto de polietileno de alto rendimiento (HPPE), es difícil saber qué material funcionará mejor en su entorno para sus trabajadores. Para facilitarle la decisión, aquí tiene un desglose de los pros y los contras de las para-aramidas y el HPPE.

Resistencia y durabilidad

Kevlar

El kevlar (material para-aramida) se introdujo a escala comercial como EPI en los años sesenta y setenta. A día de hoy, es conocido por su resistencia. En el momento de su creación, las fibras de para-aramida tienen una resistencia de alrededor de 2,03/2,06 N/tex. N/tex es lo mismo que GPa/g/cm^3 - equivalen a un millón de newton-metros por kilogramo. N/tex es una medida de fuerza por densidad lineal. 

Las fibras de para-aramida son fibras sintéticas unidas mediante enlaces de hidrógeno en cadenas poliméricas rígidas. El proceso de fabricación de las fibras de para-aramida, así como su estructura cristalina, las hace vulnerables al debilitamiento con el paso del tiempo.

¿Qué debilita las fibras paraamídicas?

Las fibras de para-aramida son naturalmente amarillas. Cualquier aditivo, incluidos los tintes, debilita estas fibras. Dicho esto, el lavado de las fibras de para-aramida también compromete su enlace de hidrógeno y deja el material más débil que cuando salió de la fábrica. 

En general, las fibras de para-aramida pierden un 15 por ciento de su resistencia tras ocho ciclos de lavado. Este porcentaje puede ser aún mayor si se añade lejía a la colada, ya que eso hace que las fibras se descompongan. Dado que muchos detergentes incluyen una pequeña cantidad de lejía en la solución, no siempre es posible evitar por completo este deterioro del material. 

Los rayos ultravioleta y la humedad también debilitan el material. Esto significa que las para-aramidas no son ideales para entornos de trabajo al aire libre donde brilla el sol y la gente suda. Cualquier humedad, como el sudor de una persona, alarga las fibras. Cuando las fibras se estiran, se altera la composición molecular del material. Las fibras de para-aramida son también más pesadas que las fibras de HPPE por término medio, lo que las convierte en un material más caluroso y menos transpirable para trabajar y aumenta la probabilidad de que una persona transpire.

HPPE

El HPPE tiene la mayor relación resistencia a la tracción/masa de todas las fibras disponibles. Es 15 veces más fuerte que el acero, con una resistencia a la tracción de unos 3,8-3,9 N/tex. Su composición molecular es resbaladiza y químicamente inerte, lo que hace que el material sea más resistente a la abrasión que las fibras de para-aramida. También es más resistente cuando se enfrenta a una fuerte fuerza abrasiva. 

El HPPE no se ve afectado por la humedad (por ejemplo, el sudor) ni por la radiación UV. Esto significa que es capaz de mantener su integridad molecular a pesar de los duros entornos de trabajo, como los días de verano en el sureste de Estados Unidos dentro de plantas sin control ambiental o bajo la luz solar directa. 

Debido a su capacidad para resistir la abrasión y a su resistencia general, los materiales de HPPE son los mejores productos para los trabajadores de las industrias del vidrio, el reciclaje de residuos, el afilado de cuchillos, el procesamiento de alimentos, la producción de chapas metálicas y la fabricación de automóviles.

Temperatura

Kevlar

Las fibras de para-aramida no se funden. Sin embargo, empiezan a degradarse a temperaturas superiores a 500°C. Esto significa que no arden hasta que se exponen a temperaturas de casi 1.000 °F. Por esta razón, las fibras de para-aramida son utilizadas a menudo por las tropas militares. La resistencia de las para-aramidas y su capacidad para soportar temperaturas extremas las convierten en un excelente equipo de protección en zonas de combate, donde los ataques hostiles pueden producirse rápidamente y sin previo aviso. 

Las fibras de para-aramida también son las más adecuadas para las personas que trabajan en hornos o fuegos, o muy cerca de ellos, o con equipos de soldadura. Estas fibras suelen ser el principal material de EPI utilizado por los bomberos.

HPPE

El HPPE es un plástico de polietileno, lo que significa que arde rápidamente. El HPPE empieza a disolverse a temperaturas de 220 °F o superiores, lo que supone un riesgo para la seguridad de las personas que trabajan en entornos con altas temperaturas. 

En lugar de arder, el polietileno se funde a altas temperaturas. Esto es una ventaja cuando se quiere reciclar el material, pero una desventaja si ese plástico caliente y licuado entra en contacto con la piel de una persona. Por lo tanto, el HPPE no debe utilizarse en lugares donde puedan producirse altas temperaturas inesperadas, ya que el material podría fundirse sobre la piel de una persona, dejando quemaduras importantes. Por esta razón, las fibras de HPPE están prohibidas en los contratos de ropa militar.

Personalización

Kevlar

Como ya se ha dicho, el Kevlar es de color amarillo en su forma natural. Recuerde que cuando se altera el color o la transpirabilidad del material, éste se debilita. Por ejemplo, los militares suelen solicitar fibras de para-aramida negras para camuflaje. Aunque la diferencia de resistencia no es directamente visible para la persona que lleva la prenda, es evidente y también puede reducir la longevidad del producto. Las fibras de para-aramida se conservan mejor tal cual cuando salen de las hileras de la hilatura en seco por chorro húmedo.

HPPE

El HPPE es totalmente personalizable. Sus fibras se producen mediante un proceso de hilado en gel y su composición molecular no se debilita como consecuencia de los aditivos. Por lo tanto, los clientes pueden añadir suavizantes, tintes, aceites y diferentes fibras protectoras a su HPPE sin consecuencias. Al HPPE también se le puede añadir poliéster de alta visibilidad ANSI y cinta de visibilidad por reflexión para hacerlo más visible en trabajos de construcción o en zonas peligrosas, como las carreteras. 

Los fabricantes han empezado a mezclar aceite de CBD con HPPE para ayudar a mantener el dolor y promover un entorno de trabajo tranquilo. Los fabricantes también suelen añadir algodón u otros materiales suaves para que el EPI resulte más atractivo y cómodo para los trabajadores. Otra personalización habitual es añadir orificios para los pulgares, presillas para los pulgares y espaldas de malla. 

Los orificios para los pulgares y los bucles evitan que el EPI se desplace mientras los trabajadores mueven los codos o levantan objetos pesados, y la parte posterior de malla aumenta la transpirabilidad y favorece la refrigeración. Con todas las características personalizables del HPPE, su resistencia molecular y su flexibilidad, suele requerir una mayor inversión inicial en comparación con las para-aramidas. Sin embargo, la durabilidad de los productos de HPPE puede suponer un ahorro de costes a largo plazo, ya que se sustituyen con mucha menos frecuencia que los EPI de para-aramida.

El veredicto

Aquí están los "ganadores", basados en los elementos que hemos esbozado en este artículo. El material de EPI preferido cuando se tienen en cuenta los siguientes elementos son:

Alta temperatura - El EPI de para-aramida Kevlar gana

• La fibra para-aramida es el EPI preferido en entornos expuestos a altas temperaturas.
• Es el material preferido cuando se trata de trabajar en la lucha contra incendios, soldar, trabajar cerca de hornos, etc.

Resistencia y durabilidad - HPPE gana

• El HPPE es un material mucho más fuerte (tenacidad) que el Kevlar (tejido de para-aramida) y muy resistente a los cortes y a la abrasión.
• El HPPE no se degrada con la luz UV y el sudor como el EPI de para-aramida Kevlar y puede durar hasta 6 veces más. 
• Es el material preferido cuando se trata de trabajar en las industrias del vidrio, el reciclaje de residuos, el afilado de cuchillos, el procesado de alimentos, la producción de chapas metálicas y la fabricación de automóviles, entre otras.

Personalización - HPPE Gana

• Los hilos compuestos de HPPE son totalmente personalizables sin comprometer su resistencia superior.
• El EPI de para-aramida Kevlar se debilita como consecuencia de los aditivos y los colores personalizados; por lo tanto, es necesario sustituirlo más a menudo.

En última instancia, no existe un material correcto o incorrecto. Su elección dependerá de su entorno de trabajo. Sin embargo, ahora que conoces los puntos fuertes y débiles de cada material y los entornos para los que son más adecuados, puedes tomar una decisión informada con la que te sientas bien.