Es
la ciencia que estudia el movimiento de los proyectiles
(balas o perdigones), por tanto, se ocupa del disparo
incluyendo los efectos sobre: el arma, vuelo del proyectil
y blanco.
Podemos dividirla en: Balística Interna, Balística
Externa y Balística de Efectos.
El cartucho metálico
Funcionamiento
Balística interna
Balística externa
Balística de efectos
Poder de parada
Alcance
Funcionamiento
Básicamente
el funcionamiento de un cartucho metálico es muy parecido
al de un cartucho de escopeta: la aguja del percutor
incide sobre la cápsula del pistón donde está alojado
el explosivo, transmitiéndole cierta energía mecánica
que es absorbida en la deformación de la misma. Uno
o varios granos del explosivo iniciador son alcanzados
y se inflaman transmitiendo un dardo de fuego a la
pólvora.
La pólvora
se inicia con gran desprendimiento de gases a alta
temperatura que aumentan la presión en el interior
de la cámara de combustión del cartucho y aceleran
la reacción del resto de la pólvora. Sigue el proceso
hasta que la presión generada es superior a la fuerza
de engarce de la bala que comienza a desprenderse
y penetra en el cañón abandonando la recámara.
Como consecuencia de la fuerte presión producida la
vaina es comprimida hacia las paredes de la recámara
y el pistón es empujado hacia la aguja del percutor
que lo retiene. Una vez disminuida la presión, cuando
la bala ha abandonado el arma, la vaina recupera sus
dimensiones nominales y puede ser extraida de la recámara
al abrir el arma.
Balística interna
El
proceso desarrollado por la acción del percutor hasta
que la bala abandona el arma y todos los fenómenos
que se producen en ella es estudiado por la balística
interna. Como veíamos, la presión generada por los
gases ha desprendido la bala ,que abandona la vaina
y penetra en el ánima del cañón.
La bala
se encuentra entonces con las nervaturas helicoidales
propias de un cañón rayado que le imprimen un movimiento
de rotación sobre su propio eje. En consecuencia,
la bala adquiere el movimiento de traslación y de
rotación sobre su propio eje antes de salir del arma.
La presión de los gases y el retroceso del arma con
cada disparo son dos parámetros balísticos muy importantes
que limitan las características del conjunto arma-cartucho.
No es soportable una alta presión pues conduciría
a armas muy robustas y pesadas, ni una excesiva alta
velocidad o peso elevado de la bala, que aumentaría
el retroceso hasta niveles difícilmente aceptables.
Los parámetros balísticos de presión y velocidad son
básicos para definir un buen cartucho y suelen ser
proporcionados por casi todos los fabricantes de cartuchería
metálica.
Balística externa
Una
vez la bala ha abandonado el arma comienza a producirse
una serie de fenómenos durante su vuelo hacia el blanco
que son estudiados por la balística externa.
Desde el
primer instante y cesado el impulso proporcionado
por la presión de los gases, la bala sometida a movimiento
de traslación hacia el blanco y rotación sobre su
eje es afectada por la resistencia que el aire opone
al movimiento y por la fuerza gravitatoria.
La resistencia del aire reduce su velocidad mientras
que la fuerza gravitatoria la hace desviarse de su
trayectoria al ser atraída por la tierra. Otros factores
afectan también a la bala aunque su influencia es
significativamente menor, tales como la dirección
del viento, la presión atmosférica, etc.
Está claro que cuanto más rápida sea la bala y menos
pese (dentro de ciertos límites) más derecha irá a
alcanzar su objetivo. Existen, sin embargo, otros
factores que tienen una gran influencia en el comportamiento
del proyectil como el material de que está hecho,
la forma y el equilibrio o distribución del peso.
No volará o describirá la trayectoria igual una bala
de plomo que otra blindada, una con cabeza más plana
que otra más redondeada.
Dado que, en cualquier caso, por efecto de la gravedad
la trayectoria de la bala será siempre hacia la tierra,
es preciso utilizar el alza que permite corregir la
trayectoria entre la ideal y la real. Vamos a disparar
"algo" por encima de la visual rectilínea.
Con los cartuchos más modernos y precisos se puede
prescindir del alza hasta unos 200 m de alcance, ya
que en esa distancia la caída del proyectil es tan
insignificante que puede despreciarse en un blanco
grande.
En consecuencia disparar a más de 200 m requerirá
unos cartuchos veloces y un buen sistema de puntería.
La elección de uno u otro tipo de bala y/o calibre
dependerá del objetivo que pretendamos abatir y del
arma y sistema de puntería que vamos a utilizar. Se
trata de obtener un proyectil dotado de una alta energía
y que sigue una trayectoria lo más rectilínea posible
hasta el blanco.
La medida para expresar la potencia de un proyectil
es el kilográmetro. Para poder calcularla es preciso
disponer de la velocidad y el peso de la bala. Este
valor a la distancia de interceptación o interposición
será el responsable del abatimiento del blanco.
Balística de efectos
La
balística de efectos estudia los fenómenos que se
producen desde el momento en que el proyectil, dotado
de una velocidad y un peso y, por tanto, de una energía,
impacta sobre el blanco.
En este momento la energía cinética
se emplea en deformar el proyectil y penetrar el blanco.
Toda la energía acumulada por la bala con su velocidad
de traslación y rotación va a transformarse hasta
que el proyectil se detenga completamente.
Complejos fenómenos dependientes del tipo de proyectil,
forma y material se van a producir y pueden predecirse
de forma fisicomatemática, sin embargo, en las cacerías
ocurren siempre imprevistos y la teoría o incluso
práctica del laboratorio balístico no es siempre perfectamente
aplicable.
Poder de parada
Si
bien la energía cinética del proyectil a la distancia
de interceptación o interposición es básica para abatir
el blanco, es preciso considerar el denominado poder
de detención o parada.
Entre los
practicantes de la caza mayor siempre se habla de
una determinada potencia de parada para cada pieza
de caza. La potencia de parada se mide multiplicando
la superficie del impacto por la energía del proyectil
en el momento de alcanzar el blanco.
En consecuencia, un mismo blanco puede ser abatido
por distintas armas, calibres y cartuchos siempre
que se alcance el poder de parada mínimo. Esto hace
que hayan surgido los distintos calibres en munición
metálica, distintos tipos de bala, distintas armas
y cartuchos.
Además la elección de uno u otro dependerán no sólo
del blanco sino también del tipo de cacería o aproximación
a la pieza de caza. Caza a un blanco inmóvil a larga
distancia o Caza en batida a un blanco móvil a distancia
inferior.
Alcance
El
alcance depende fundamentalmente del calibre, velocidad
y peso de la bala que se utiliza. En todo caso el
alcance es muy superior al de los cartuchos de perdigones
utilizados en escopetas, aún en el caso de que sean
cartuchos de bala.
Alcance
útil
Es siempre de centenares de metros, muy superior
al de las balas de armas de ánima lisa. Sin embargo,
un cazador consciente no debe disparar a distancias
superiores a 200/300 metros, siempre dependiendo
del arma, el cartucho y las características del
tirador.
Alcance máximo
En
todos los casos llega a ser de varios kilómetros,
siempre fuera del alcance visual. Se debe, por tanto,
estar absolutamente seguro que no hay ninguna persona
en la línea de tiro antes de disparar.
Es importante señalar que no se debe disparar al
aire, pues aunque una "lluvia de perdigones" no
es peligrosa, sí puede serlo una bala que cae desde
algunos miles de metros.
El cartucho de escopeta
Balística interna
Balística externa
Balística de efectos
Alcance
Balística interna
Inicia
con la acción del percutor sobre la cápsula del pistón.
La energía mecánica se emplea en deformar la base
de la misma.
La pasta explosiva es comprimida entre el yunque y
el fondo de la cápsula y se inicia el pistón.
El fuego
se desplaza hacia la pólvora a través de la boca de
fuego. (Igual que la chimenea en las armas de avancarga).La
pólvora se inflama y aumenta la presión por generación
de gases, también aumenta la temperatura y la velocidad
de combustión.
La presión de los gases logra abrir el cierre del
cartucho de escopeta y la masa a proyectar inicia
su movimiento en el interior del cañón, pasando en
el corto espacio de la longitud del cañón desde velocidad
cero a cientos de metros por segundo. La vaina se
dilata y adopta el tamaño de la recámara sellando
la salida de gases. La cápsula del pistón trata de
desplazarse hacia el percutor y se sigue deformando
contra la aguja, dejando una amplia huella.
Mientras la carga a proyectar (taco y perdigones)
se mueve por el ánima del cañón sigue quemándose la
pólvora y generando más gases que aceleran la carga
a lo largo del cañón.
La carga (taco y perdigones) abandona el cañón y deja
de ser impulsada por la presión de los gases. Ahora
la aceleración del conjunto es negativa por el rozamiento
con el aire y el conjunto pierde velocidad sometiéndose
a los efectos atmosféricos y a la gravedad. Dos parámetros
balísticos son básicos: Presión y Retroceso.
Presión
Como
consecuencia de la combustión de la pólvora una gran
cantidad de gases a alta temperatura se generan en
la cámara de combustión del cartucho. Estos gases
ejercen una fuerte presión contra la vaina comprimiéndola
contra las paredes de la recámara.
La parte más débil del conjunto taco y perdigones
es sometida a la misma presión y al no tener elementos
mecánicos que la contengan comienza a moverse por
el interior del cañón.
La presión en el cartucho es un mal necesario para
cumplir los objetivos del arma. La energía proporcionada
por la presión se transmite a la masa de perdigones
o a la bala, impulsándola fuera del cañón.
Hay un límite máximo para la presión de un cartucho
en un arma que viene determinado por la calidad y
resistencia de la misma y que ha sido comprobado y
tarado en los Bancos Oficiales de Pruebas.
En estos laboratorios balísticos se prueban todas
las armas fabricadas con cartuchos especialmente preparados
para desarrollar presiones superiores a las normales
de los cartuchos comerciales.
La Comision International Permanent pour l'epreuve
des armes de feu portatives et leurs munitions (C.I.P.)
controla la seguridad de las armas de fuego y de las
municiones apropiadas a las mismas en Europa.
Retroceso
El
retroceso de un arma cuando se dispara un cartucho
es una consecuencia directa de las leyes físicas del
movimiento. En el momento en que la carga de perdigones,
el taco y los gases de combustión de la pólvora abandonan
la boca del cañón se está proyectando una masa a elevada
velocidad.
Se cumple el principio de conservación de la cantidad
de movimiento y el arma inicia un movimiento en sentido
contrario al disparo cuya intensidad dependerá de
la velocidad del cartucho, la masa proyectada y la
masa del arma. Es decir:
Mproyectada x Vinicial = Mescopeta xVretroceso
En consecuencia, para un determinado cartucho (carga
de perdigones y velocidad) el retroceso dependerá
de la masa/peso del arma. Las armas más ligeras serán
menos confortables y estarán indicadas para caza o
tiro donde no se disparen un número elevado de cartuchos
por jornada. Por el contrario cuando nos disponemos
a disparar muchos cartuchos, por ejemplo, en el tiro
al plato es conveniente utilizar un arma más pesada.
Dado que el retroceso significa un movimiento por
el que el arma toma una cierta velocidad hacia el
tirador o cazador cabe preguntarse ¿cómo se alcanza
la velocidad de retroceso? ¿Cuál es la aceleración
de retroceso?
Con la utilización de pólvoras vivas la generación
de gases es extremadamente rápida y casi instantáneamente
se alcanza un pico de presión que hace que la masa
a proyectar alcance muy rápidamente la velocidad máxima.
En este caso el retroceso será violento, un golpe
seco.
Cuando se utilizan más progresivas la aceleración
de la carga se produce paulatinamente y el retroceso
es más suave.
La influencia de la progresividad de la pólvora en
el retroceso es apreciable para los tiradores que
disparan muchos cartuchos continuadamente en el campo
de tiro.
El límite medio admisible en velocidad de retroceso
se sitúa alrededor de 5 m/s, velocidades mayores comienzan
a ser muy molestas.
En todo caso existe un límite para el conjunto arma-cartucho
que como hemos visto depende del peso del arma, carga
del cartucho y velocidad inicial del disparo
Balística externa
Se
inicia con la salida de los proyectiles hasta que
impactan en el blanco. El vuelo es afectado por la
resistencia del aire, la gravedad y por las condiciones
atmosféricas (viento, lluvia, densidad del aire, etc)
Velocidad
De
los cuatro parámetros balísticos básicos (Presión,
Velocidad, Plomeo y Retroceso) la velocidad y el plomeo
son los que más atención reciben por los tiradores.
En realidad la velocidad es por razones obvias el
parámetro balístico más apreciado no sólo por la influencia
que tiene en el tiro de interceptación, sino porque
el blanco será abatido por los efectos de la energía
residual de los perdigones en el momento del impacto
y éste depende directamente de la velocidad.
La velocidad y el tiempo de vuelo de los perdigones
dependen de la velocidad inicial de la carga en la
boca del cañón y de la capacidad de los perdigones
de mantener esta velocidad.
Esta capacidad está directamente relacionada con la
masa de las esferas y, por tanto, con su diámetro,
y de las condicones ambientales en que se produzca
el sisparo. A mayor diámetro (número más bajo) mayor
velocidad residual.
Parecería lógico aumentar sensiblemente la velocidad
de los perdigones en la boca del cañón, sin embargo,
esto produciría distintos efectos negativos como un
considerable aumento de la presión en la recámara
que exigiría armas más robustas y pesadas, además
de aumentar notablemente el retroceso y, por tanto,
el confort en el uso del cartucho.
Por otro lado, la resistencia opuesta por el aire
varía con el cuadrado de la velocidad del perdigón
y si aumentamos al doble la velocidad en boca la resistencia
del aire se multiplica por cuatro.
En consecuencia una carga de perdigones a alta velocidad
inicial pierde velocidad mucho más rápidamente que
otra carga con velocidad más moderada. Por tanto,
a medida que nos alejamos de la boca del cañón las
dos cargas empiezan a igualar sus velocidades.
Los perdigones de mayor diámetro aunque ofrecen mayor
resistencia al aire al presentar una mayor superficie
de contacto mantienen mejor la velocidad por su mayor
masa.
Las modernas pólvoras progresivas de simple base proporcionan
a los cartuchos una alta velocidad con presiones contenidas
y confortable retroceso.
Hasta ahora sólo hemos considerado el factor velocidad
inicial en la boca del cañón. Sin embargo, cabe preguntarse
¿cómo se ha alcanzado esta velocidad en la boca del
cañón? Hay diversos modos de impulsar la carga desde
la recámara hasta el extremo del cañón según el tipo
de pólvora empleado. Una pólvora viva producirá un
pico de presión alto y una extrema aceleración de
la carga que en un corto espacio pasará a la máxima
velocidad. Sin embargo, aumentará el efecto negativo
del retroceso y producirá una deformación en los perdigones
empeorando el plomeo.
Una pólvora progresiva no alcanzará un pico alto de
presión sino que mediante una combustión más lenta
mantendrá la presión más alta en el cañón durante
un espacio superior de tiempo. En consecuencia, la
carga tendrá más espacio y tiempo para alcanzar la
máxima velocidad, la aceleración será más baja con
lo cual mejorará el retroceso y se deformarán menos
los perdigones. Con estas póvoras se alcanzan mejores
plomeos y velocidades residuales más altas.
Plomeo
Se
puede definir el plomeo de una forma estática como
la distribución de los perdigones sobre un plano
perpendicular al disparo a la distancia de interceptación.
Es decir, sobre una pantalla testigo se observa
y cuantifica la distribución de los impactos individuales.
Sin embargo, podemos considerar el plomeo desde
un concepto más dinámico y real como el movimiento
de la nube de perdigones desde la boca del cañón
hasta el blanco. En efecto, cuando la carga de perdigones
abandona la boca del cañón, el taco pierde rápidamente
velocidad y se separa de la masa de los perdigones
que más o menos agrupada avanza a unos 400 m/s hacia
el blanco.
Se empieza a producir un huso esférico cuyas dimensiones
longitudinal y transversal no dejan de aumentar
conforme nos alejamos del arma. La longitud del
huso aumenta como consecuencia de las distintas
fuerzas de desaceleración que sufren los perdigones
en función de la masa, es decir, diámetro. En efecto
todos los perdigones, aun los de una medida determinada,
no son exactamente iguales y aquellos con menor
masa se verán menos afectados por la resistencia
del aire y por tanto se retrasarán. Por el contrario
aquellos perdigones cuya masa es mayor (diámetro
mayor) mantendrán mejor su velocidad y se adelantarán
al conjunto de perdigones cuyas masas (o diámetros)
estén entre valores intermedios. Tenemos, por tanto,
un huso esférico con perdigones que no tienen todos
la misma energía y que por tanto llegarán al blanco
en tiempos distintos.
Por otro lado, el huso esférico aumenta sus dimensiones
transversales a consecuencia de las deformaciones
sufridas por algunos perdigones en el momento del
disparo o cuando circulaban por el interior de cañón,
o bien al colisionar con el choke del arma. Estos
perdigones se desvían de la trayectoria del disparo.
Si interponemos, a una cierta distancia, una pantalla
testigo perpendicular al eje de la trayectoria podemos
observar que los perdigones centrales del huso esférico
con mayor velocidad son los primeros en alcanzarla,
después lo harán los perdigones que forman el núcleo
del huso y por último los perdigones menos energéticos
que forman la cola del huso.
Esta es la razón por la cual en el tiro de interceptación
con escopeta es preferible adelantar más el disparo
que retrasarlo, al adelantarlo algunos de los perdigones
centrales o posteriores alcanzarán el blanco.
Balística de efectos
El
blanco es siempre un material más denso que el aire.
Dos efectos se producen al alcanzarlo:
Penetración
de la bala o los perdigones.
Deformación
del proyectil por la resistencia a ser penetrado.
La energía
cinética desaparece conforme el proyectil o los perdigones
penetran en el blanco.
Alcance
El
alcance de un cartucho de escopeta es la máxima distancia
lineal a la que se producen efectos como consecuencia
de la energía residual de los perdigones.
Depende
de distintos factores relacionados con el arma, el
cartucho y las condiciones exteriores del disparo.
Parámetros como el calibre, la velocidad inicial,
las condiciones atmosféricas, altitud o el tamaño
del perdigón tienen una gran importancia en el alcance.
Cabe distinguir tres alcances:
Alcance efectivo
Es
la distancia máxima a la que el blanco es abatido
por impacto de uno o varios perdigones. Depende del
tipo de pieza y se establece entre 35/40 m. para los
cartuchos normales.
Los cartuchos especiales (alta velocidad, magnum)
pueden tener alcances efectivos mayores.
Alcance máximo normal
Es la distancia a que los perdigones caen al
suelo después de un disparo horizontal sobre terreno
llano. Se establece entre 150 y 350 m. dependiendo
del nº de perdigón (nº 10 ó nº 1).
Alcance máximo accidental
Es la distancia máxima que pueden alcanzar
los perdigones como consecuencia de un fallo en el
cartucho o en el arma en el momento del disparo en
caso de fusión de os perdigones, creándose un solo
proyectil.
Esta distancia se establece en aproximadamente 700
m. Esto significa que en ningún caso se debe disparar
sobre edificios, coches o personas aun cuando la distancia
sea mayor del alcance máximo normal, para prevenir
los accidentes provocados por una munición o arma
defectuosa.
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