(ESP) Muchos hablan sobre la Fibra de carbono, ya que, el 90% del auto de F1, está compuesto por Fibra de Carbono, pero, ¿alguno de ustedes ha escuchado (alguna vez en la vida) la palabra “Zylon”?, pues, me imagino que la gran mayoría dirá que nunca en su vida habrá odio “semejante cosa”, y bueno, si no fuera por una tarea de la universidad, posiblemente ni yo estuviera hablando sobre “El Zylon”, y de eso será de lo que hablaré en esta oportunidad, así que, sin más por agregar, pues, comencemos…
¿Qué es el Zylon?
El Zylon es la fibra más resistente del mundo, contradice casi todo lo que sabemos sobre tejidos y fibras. La elaboración de Zylon se consigue mediante la mezcla de un polímero llamado PBO (para fenileno benzobisoxazol), forzándolo a través de una máquina giratoria. El PBO tiene una estructura química que es difícil de procesar. La resistencia de Zylon es cerca de diez veces mayor que la del acero - un hilo de Zylon de tan solo 1 mm de espesor puede sostener un objeto de 450 kg. de peso.
El zylon es una fibra sintética de altas prestaciones, desarrollada por la empresa Toyobo, ubicada en Osaka, Japón. Sus creadores presumen que es la fibra con más alta resistencia a la tracción, así como una gran resistencia térmica.
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Propiedades del Zylon
Las extraordinarias propiedades de Zylon la han hecho ideal para ropas de protección, como los uniformes de los bomberos, ropas resistentes al calor. Zylon también es utilizada como material industrial resistente al calor, así como en la fabricación de cables de fibra óptica. En el año 2001, la Administración Nacional para la Aeronáutica y el Espacio (NASA), de Estados Unidos, la utilizó como material de reforzamiento en globos de observación espacial.
Descubrimiento del Zylon
Los principios en que está basado Zylon fueron descubiertos en Estados Unidos hace ya más de 20 años, pero no es fácil comercializar los productos que la utilizan. Toyobo fueron capaces de conseguirlo al aplicar técnicas japonesas de tecnología de fibras y de fabricación.
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Aplicaciones y usos del Zylon
Protección personal: indumentaria (uniformes para bomberos, y militares, ropa resistente al calor, chalecos antibalas...)
Usos industriales: material industrial resistente al calor (fabricación de cables de fibra óptica, material de refuerzo en globos de observación espacial), aeronáutica.
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Más usos del Zylon
Se usa en la Fórmula 1 para la fabricación del habitáculo de seguridad de los monoplazas desde la temporada 2007 y como refuerzo en el visor del casco. Se ha usado en partes del vehículo de exploración MER, (Mars Exploration Rover). Se usó para hacer chalecos antibalas, pero han sido retirados debido a la degradación con el tiempo del producto. El Zylon también se utiliza para la fabricación de cables de fibra óptica, así como también para la fabricación de raquetas de tenis (tanto de para tenis de cancha, como para tenis de mesa). Aparte de todo esto, el Zylon es un material que puede ser utilizado en cosas asombrosas, un ejemplo de esto, es el uso que la NASA al pretender utilizarlo en la fabricación de un ascensor que tendrá lugar entre la tierra y la luna esto sería posible gracias a las propiedades mecánicas y térmicas del zylon. Este se llevaría a cabo dentro de unos diez años.
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Propiedades del Zylon
Propiedades Mecánicas
Tenacidad (N/tex): 3.7.
Fuerza a la tracción (MPa): 5800.
Elongación hasta rotura (%): 2.5 - 3.5.
Propiedades Térmicas
Temperatura de degradación (ºC): 650.
Índice límite de oxígeno (LOI) (%): 68.
Resistencia termomecánica: 85% a 20 ºC después de 1000 horas.
Propiedades Químicas
Absorción de humedad a 20 ºC y 60% de humedad relativa (%): 0.6 – 2.
Resistencia a los disolventes: alta.
Resistencia a la intemperie y los rayos UV: alta.
Resistencia a microorganismos: alta.
Problemas del Zylon
El Zylon es un compuesto que ha sido de gran provecho para la humanidad apoyando el avance tecnológico de nuestra sociedad ejemplo de esto está en la utilización del Zylon en la elaboración de chalecos antibalas, como protección en los monoplaza de la fórmula 1 y también son muy utilizado por la NASA como reforzantes para para los globos de observaciones. Pero este material a parte de todas la ventajas que ha generado también ha traído muchos aspectos que han ocasionado factores perjudiciales para la humanidad uno de estos se debe a la poca experimentación que se tiene de este compuesto por lo que no se conoce mucho acerca de este ni de su proceso de elaboración puesto a que la empresa que desarrollo esta “súper fibra” son muy celosos en lo que se refiere a su proceso de fabricación puesto a que este es un producto relativamente nuevo dentro de la industria y de muchas prestaciones económicas debido a su versatilidad y sus múltiples beneficios que ofrece como la flexibilidad, la resistencia térmica la resistencia y lo ligero que es este compuesto, es por esto que no se conoce mucho acerca del aporte negativo de este al ambientes, pero al igual que todos los polímeros este genera un nivel considerable de contaminación en parte debido a su elaboración como tal puesto a que para su elaboración se requiere la emanación de ciertos gases causantes del efecto invernadero producto de la combustión que se requiere para exponer la materia prima de este compuesto para dejarla maleable para luego hacerlo girar para obtener el producto deseado, además este compuesto al degradarse estos contaminas tanto la tierra como el agua puesto a que este no es un compuesto que se obtiene en la naturaleza este crea un desbalance en la naturaleza al ponerse en contacto con un agente externo.
Estructura y Resistencia del Zylon
El PBO tiene una estructura química que es difícil de procesar. La resistencia del Zylon es cerca de 10 veces mayor a la del acero (un hilo de zylon de tan solo 1 mm de diámetro puede sostener un objeto de 450 kg de peso). Cuenta con una excelente resistencia al fuego, soportando temperaturas de hasta 650 grados centígrados y más resistente a impacto que el acero y el carbón.
Fallas del Zylon
Entre uno de los ejemplos de fallas del Zylon, pondríamos el de su uso en los chalecos antibalas, que tuvieron que de fabricarlos con Zylon, debido a la degradación que tuvo con el tiempo. Pero en esta oportunidad nos enfocaremos, más que todo, en ejemplos de fallas del Zylon con respecto a la Fórmula 1. Y Como se dijo anteriormente, “el monocasco e indumentaria usada en la F1, está compuesta por el Zylon”, esta vez nos enfocaremos en dos fallas del zylon que ocurren muy amenudo en la F1 (en cuanto a la rotura de la suspensión y más que todo en el casco).
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Fallas del Zylon en la suspensión de un F1
Uno de los fallos que pueden llegar a ocurrir, es cuando “los cables de Zylon” que se encuentran dentro de las láminas de la suspensión (la cual, está hecha también de zylon), que tras una “colisión de gran impacto que haya tenido un auto de F1”, pues, dicha suspensión se rompe, y por la magnitud del impacto, pues, “el cable de Zylon” se rompe, y hace que el neumático se desprenda de la suspensión, causando que el neumático quede fuera de control, y llegando a provocar, un cierto momento de peligro, que en el peor de los casos, inclusive puede llegar a causar la muerte de cualquiera de los allí presentes (tanto de los pilotos, como de todas las personas que estén presentes en el alrededor del accidente).
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Fallas del Zylon en cascos de pilotos de la F1
En cuanto a las fallas del Zylon, producidos en las viseras del casco de los pilotos de la Fórmula 1, pues, nos enfocaremos en 3 casos:
“El resorte que impactó en el casco de Felipe Massa en el Gran Premio de Hungría de 2009”.
“El accidente fatal de Maria De Villota, en el que (el casco con visera de Zylon) no pudo amortiguar con total éxito (por mucho que pudiera), el golpe frontal de una rampa (un poco elevada) de un tráiler en unas pruebas privadas del equipo Marussia F1 Team en 2012”
“El accidente fatal de Jules Bianchi en el que (parecido al caso de Maria De Villota) perdió el control de su auto, y se impactó directamente contra una grúa en el Gran Premio de Japón de 2014”
Fallas del Zylon en el casco de Massa
El primer caso fue con el que la Fórmula 1 decidió implementar el zylon en las viseras de los cascos de todos los pilotos que participen en la F1. Y este fue, el famoso caso de “El resorte que impactó en el casco de Felipe Massa en el GP de Hungría de 2009”. Quien sobrevivió de aquel violento accidente contra el muro de contención, gracias a la visera que soportó en buena medida, al impacto que tuvo antes, con un resorte de 800gr a 240 km/h. Tras esto, Massa sufrió conmoción cerebral y fractura de cráneo y por momentos se temió que perdiera el ojo izquierdo, zona en la que se le formó un hematoma. Al año siguiente, Massa volvía a las pistas, y hasta la fecha no a tenido ningún tipo de secuelas, por el accidente ocurrido. Siendo el polietileno el material del cual, estaba compuesto la visera para aquel entonces, el cual, lo hacía algo impenetrable a cualquier objeto que impactase directamente contra el piloto.
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Fallas del Zylon en el casco de María De Villota
El accidente fatal de Maria De Villota, fue por un golpe frontal contra una rampa (un poco elevada) de un tráiler, y que a pesar de que la visera de Zylon amortiguó un poco el golpe, y la visera no sufrió ninguna fractura, pues, a ella le genero un traumatismo craneal muy grave, tanto en el ojo derecho como en la parte frontal del cerebro (ambos tenían lesiones muy graves), y no fue sino hasta los 4 días (después del primer día de cirugías), que pudo recuperar el conocimiento progresivamente. Lamentablemente, 1 año y 3 meses después, Maria falleció debido a las secuelas causadas por dicho accidente.
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Fallas del Zylon en el casco de Jules Bianchi
Bianchi perdió el control de su auto a 213 kilómetros por hora y golpeó la grúa a 126 km/h, sólo 2,61 segundos después. El auto golpeó la grúa con un ángulo de 55 grados, de tal manera que el morro del alerón delantero, se metió por debajo de la parte trasera del vehículo de extracción. Y a pesar de que la visera de Zylon amortiguó un poco el golpe, pues, el problema fue que el auto de Bianchi se metió debajo de la grúa y fue presionado desde arriba por la parte baja de la misma. Funcionó como un freno, con una deceleración abrupta y en este proceso hubo contacto entre el casco y la grúa, tras lo cual, sufrió una fuerza de 254G, causándole un traumatismo craneal muy grave, dejándolo inconsciente, y posteriormente en estado de coma. Lamentablemente, Jules falleció 9 meses después de estar en coma.
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Análisis del Zylon
Se puede concluir, que, El Zylon o PBO (para fenileno benzobisoxazol), al igual que los demás polímeros presenta aspectos positivos y negativos dentro de los aspectos negativas al medio ambiente tendríamos que, la inadecuada eliminación de los polímeros contribuye en buena parte a la degradación ambiental por acumulación de basura. Muchos artículos de plástico son peligrosas armas destructivas. Por ejemplo, las bolsas plásticas pueden ser causantes de asfixia si se recubre la cabeza con ellas y no se logra retirarlas a tiempo. Especies como la tortura gigante, mueren al ingerir bolsas plásticas que flotan en el mar, confundiéndolas con esperma de peces, su alimento habitual. La no biodegradación impide su eliminación en relleno sanitario y además disminuye notablemente la presencia de colonias bacterianas en torno a los plásticos. La incineración puede generar compuestos.
Y bueno, eso es todo por hoy, mañana (viernes 07 de abril de 2023), subiré a mi canal de youtube (de nombre “Ferraristi”), un video explicando (con un poco más de detalles) lo que escribí en este post. Y bueno, ¡muchas gracias por ver! ¡Que tengan un feliz fin de semana! ¡¡¡Saludos!!!
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(ENG) Many people talk about Carbon Fiber, since 90% of the F1 car is made of Carbon Fiber, but, have any of you heard (ever in your life) the word "Zylon", well, I imagine that most of you will say that you have never in your life heard "such a thing", and well, if it wasn't for a college assignment, possibly even I wouldn't be talking about "The Zylon", and that's what I will talk about in this opportunity, so, without further ado, let's start...
What is Zylon?
Zylon is the strongest fiber in the world, it contradicts almost everything we know about fabrics and fibers. Zylon is made by blending a polymer called PBO (for phenylene benzobisoxazole) and forcing it through a spinning machine. PBO has a chemical structure that is difficult to process. Zylon's strength is about ten times greater than that of steel - a Zylon thread only 1 mm thick can hold an object weighing 450 kg (1,000 lb).
Zylon is a high-performance synthetic fiber developed by the Toyobo company, located in Osaka, Japan. Its creators boast that it is the fiber with the highest tensile strength, as well as high thermal resistance.
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Properties of Zylon
Zylon's extraordinary properties have made it ideal for protective clothing, such as firefighters' uniforms and heat-resistant clothing. Zylon is also used as a heat-resistant industrial material, as well as in the manufacture of fiber optic cables. In 2001, the U.S. National Aeronautics and Space Administration (NASA) used it as a reinforcing material in space observation balloons.
Discovery of Zylon
The principles on which Zylon is based were discovered in the United States more than 20 years ago, but it is not easy to commercialize products using it. Toyobo were able to achieve this by applying Japanese fiber technology and manufacturing techniques.
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Applications and uses of Zylon
Personal protection: clothing (firefighter and military uniforms, heat resistant clothing, bulletproof vests...).
Industrial uses: heat-resistant industrial material (manufacture of fiber optic cables, reinforcement material in space observation balloons), aeronautics.
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More uses of Zylon
It has been used in Formula 1 for the manufacture of the safety cockpit of single-seater cars since the 2007 season and as reinforcement in the helmet visor. It has been used in parts of the Mars Exploration Rover (MER). It was used to make bulletproof vests, but has been withdrawn due to degradation over time of the product. Zylon is also used in the manufacture of fiber optic cables, as well as in the manufacture of tennis rackets (both court and table tennis). Apart from all this, Zylon is a material that can be used in amazing things, an example of this is the use that NASA intends to use it in the manufacture of an elevator that will take place between the earth and the moon, this would be possible thanks to the mechanical and thermal properties of Zylon. This would take place in about ten years.
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Properties of Zylon
Mechanical Properties
Toughness (N/tex): 3.7.
Tensile strength (MPa): 5800.
Elongation at break (%): 2.5 - 3.5.
Thermal Properties
Degradation temperature (ºC): 650.
Limiting Oxygen Index (LOI) (%): 68.
Thermo-mechanical resistance: 85% at 20 ºC after 1000 hours.
Chemical properties
Moisture absorption at 20 ºC and 60% relative humidity (%): 0.6 - 2.
Solvent resistance: high.
Resistance to weathering and UV rays: high.
Resistance to microorganisms: high.
Zylon Problems
Zylon is a compound that has been of great benefit to mankind supporting the technological advancement of our society, an example of this is the use of Zylon in the development of bulletproof vests, as protection in single-seater Formula 1 and are also widely used by NASA as reinforcements for observation balloons. But this material apart from all the advantages it has generated has also brought many aspects that have caused detrimental factors for humanity one of these is due to the little experimentation that has this compound so not much is known about this or its manufacturing process since the company that developed this "super fiber" are very jealous in what refers to its manufacturing process since this is a relatively new product in the industry and many economic benefits due to its versatility and its many benefits it offers such as flexibility, thermal resistance, strength and lightness of this composite, This is why not much is known about the negative contribution of this to the environment, but like all polymers it generates a considerable level of pollution in part due to its elaboration as such, since its elaboration requires the emanation of certain gases that cause the greenhouse effect due to the combustion required to expose the raw material of this compound to make it malleable and then spin it to obtain the desired product, Furthermore, when this compound degrades, it contaminates both the soil and the water, since it is not a compound that is obtained in nature, it creates an imbalance in nature when it comes into contact with an external agent.
Structure and Resistance of Zylon
PBO has a chemical structure that is difficult to process. Zylon's strength is about 10 times that of steel (a zylon thread only 1 mm in diameter can hold an object weighing 450 kg). It has excellent fire resistance, withstanding temperatures up to 650 degrees Celsius and is more resistant to impact than steel and carbon.
Zylon failures
Among the examples of Zylon failures, we could mention its use in bulletproof vests, which had to be manufactured with Zylon, due to the degradation it had over time. But this time we will focus, more than anything else, on examples of Zylon failures with respect to Formula 1. And as it was said before, "the monocoque and clothing used in F1, is composed of Zylon", this time we will focus on two Zylon failures that occur very often in F1 (in terms of suspension breakage and mostly in the hull).
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Zylon failures in the F1 suspension
One of the failures that can occur, is when "the Zylon cables" that are inside the suspension blades (which, is also made of zylon), that after a "high impact collision that has had a F1 car", well, this suspension breaks, and by the magnitude of the impact, well, "the Zylon cable" breaks, and causes the tire to detach from the suspension, causing the tire to be out of control, and causing a certain moment of danger, which in the worst case can even cause the death of anyone present (both the drivers and all the people present around the accident).
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Zylon failures in F1 driver helmets
As for the Zylon failures, produced in the helmet visors of Formula 1 drivers, well, we will focus on 3 cases:
"The spring that impacted Felipe Massa's helmet at the 2009 Hungarian Grand Prix".
"Maria De Villota's fatal accident, in which (the Zylon visored helmet) could not successfully (as much as it could), cushion the front impact of a (slightly elevated) trailer ramp at a private testing for the Marussia F1 Team in 2012."
"Jules Bianchi's fatal accident in which (similar to Maria De Villota's case) he lost control of his car, and impacted directly into a crane at the 2014 Japanese Grand Prix"
Zylon failures on Massa's helmet.
The first case was with which Formula 1 decided to implement zylon on the visors of the helmets of all drivers participating in F1. And this was the famous case of "The spring that hit Felipe Massa's helmet at the Hungarian GP in 2009". Massa survived that violent accident against the retaining wall, thanks to the visor that supported in good measure, the impact he had before, with a spring of 800gr at 240 km/h. After this, Massa suffered concussion and skull fracture and at times it was feared that he would lose his left eye, an area in which a hematoma had formed. The following year, Massa returned to the racetrack, and to date he has had no after-effects of the accident. Being polyethylene the material of which the visor was composed at that time, which made it somewhat impenetrable to any object that impacted directly against the pilot.
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Failures of the Zylon on Maria De Villota's helmet
The fatal accident of Maria De Villota, was due to a frontal hit against a ramp (a little elevated) of a trailer, and although the Zylon visor cushioned a little the blow, and the visor did not suffer any fracture, it generated a very serious cranial traumatism, both in the right eye and in the front part of the brain (both had very serious injuries), and it was not until 4 days later (after the first day of surgeries), that she could recover consciousness progressively. Sadly, 1 year and 3 months later, Maria passed away due to the after-effects of the accident.
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Zylon failures on Jules Bianchi's helmet
Bianchi lost control of his car at 213 km/h and hit the crane at 126 km/h, only 2.61 seconds later. The car hit the crane at a 55-degree angle, so that the nose of the front wing, tucked under the rear of the extraction vehicle. And although the Zylon visor cushioned the blow a bit, well, the problem was that Bianchi's car went under the crane and was pressed from above by the lower part of the crane. It worked like a brake, with an abrupt deceleration and in this process there was contact between the hull and the crane, after which, he suffered a force of 254G, causing him a very serious head trauma, leaving him unconscious, and subsequently in a coma. Sadly, Jules passed away 9 months after being in a coma.
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Analysis of the Zylon
It can be concluded that Zylon or PBO (for phenylene benzobisoxazole), like other polymers, has both positive and negative environmental aspects, including the inadequate disposal of polymers, which contributes in large part to environmental degradation due to the accumulation of waste. Many plastic items are dangerous destructive weapons. For example, plastic bags can cause suffocation if the head is covered with them and they are not removed in time. Species such as giant tortoises die when they ingest plastic bags floating in the sea, mistaking them for fish sperm, their usual food. Non-biodegradation prevents their disposal in landfills and also significantly reduces the presence of bacterial colonies around plastics. Incineration can generate compounds.
And well, that's all for today, tomorrow (Friday April 07, 2023), I will upload to my youtube channel (named "Ferraristi"), a video explaining (with a little more details) what I wrote in this post. And well, thank you very much for watching! Have a happy weekend! greetings!!!!
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