Como ya dijimos anteriormente, el fin último de la Balística forense, es a partir de los efectos generados en una superficie, por un proyectil balístico, poder precisar las circunstancias que motivaron dicha acción. Para comprender lo dicho, es necesario conocer los fenómenos que intervienen en la acción de desplazamiento de un proyectil fuera del cañón de un arma de fuego. Como primera aproximación diremos que para que el proyectil sea puesto en movimiento, es imprescindible que se verifique el llamado PROCESO DE DISPARO, el cual secuencialmente se desarrolla de la siguiente manera: Percusión suficiente y centrada en la cápsula fulminante; iniciación del mixto fulminante; llama larga y de energía calórica intensa, que a través de los oídos, hace contacto y activa la carga de proyección (pólvora), idealmente en forma instantánea; luego se sucede la deflagración y generación de moles gaseosos, con aumento de temperatura y de presión (volumen constante); dicha presión debe superar la presión de engarce del proyectil, para separar éste de la vainilla, al mismo tiempo que ésta se dilata y actúa como elemento obturador; una vez liberado el proyectil, éste hace contacto con el rayado balístico, el cual se opone al desplazamiento, siendo este momento en que el proyectil se encuentra con una de las mayores resistencias y por tanto la presión generada deberá ser suficiente para lograr el respectivo cizallamiento; luego de tomado el rayado balístico, el proyectil comienza su recorrido por el ánima del cañón, descendiendo la presión por efecto del aumento de volumen, hasta que éste abandona la boca del cañón del arma, siendo este instante la culminación exitosa del PROCESO DE DISPARO.
Encendido: Efecto de iniciar la combustión de la carga impulsiva de un arma de fuego; en cartuchos metálicos modernos, proceso en el cual la carga del fulminante es aplastada y detonada por la aguja percutora y la o las llamas resultantes encienden la pólvora. En este punto es importante considerar la forma, dimensiones internas y densidad de carga, ya que una combinación errónea de dichos elementos se traduce en anomalías en el encendido.
Anomalías en el encendido
• Encendido errático: Fallas aleatorias de encendido que se presentan en disparos sucesivos; pueden obedecer a varias causas: excesivo espacio de acerrojamiento, falla o mala colocación del fulminante, aguja percutora, muelle real, en revólveres juego longitudinal del tambor, etc.
• Encendido excesivo: Se produce cuando se utiliza un fulminante muy potente para el cartucho; en este caso, el encendido de la pólvora es demasiado rápido, provocando presiones excesivas y erráticas, que ponen en peligro la seguridad y afectan la precisión.
• Encendido pobre: Cuando la potencia del fulminante no es adecuada para provocar el encendido instantáneo de toda la carga impulsiva; puede deberse a un fulminante en mal estado, de material muy duro, o un muelle real débil. Las consecuencias son presiones aleatorias en el ánima o retardos de fuego.
• Encendido prematuro: autoencendido no deseado de un cartucho debido a recalentamiento de la recámara. Puede suceder fácilmente en armas automáticas livianas en las que, después de ráfagas prolongadas, el cañón adquiere una elevada temperatura. Si en tales condiciones, se interrumpe el fuego y queda un cartucho en la recámara, es factible que en muy poco tiempo se produzca su encendido espontáneo. Por esta razón, la mayoría de las armas automáticas livianas tienen acción con cerrojo abierto. Algunas con capacidad de fuego selectivo, disparan con cerrojo cerrado en fuego simple y cerrojo abierto en fuego automático.
PRESION
Presión en el ánima: Es la que ejercen los gases de la combustión contra las paredes del ánima, la culata y la base del proyectil durante el recorrido de éste por el ánima. La presión en el ánima tiene dos valores importantes: la presión máxima y la presión residual; se debe agregar la forma de la curva (relaciones presión-tiempo), cuya integral es el trabajo de los gases contra el proyectil. Lógicamente, para una misma arma y cartucho, la presión en ánima dependerá de la masa y las características de la pólvora, del asentamiento de la bala en la vainilla, del tipo de fulminante utilizado, del desgaste del ánima y de posibles variantes en la bala. En laboratorio, la presión en el ánima se mide disparando un cartucho en un cañón de prueba. Hay dos grandes métodos generales para medir esta presión: el que mide solamente la presión máxima (crusher), y el que permite determinar la forma de la curva (transductor balístico). La presión en el ánima se representa por una curva que muestra la evolución de la presión de los gases desde que se inicia la combustión y durante el recorrido del proyectil en el ánima. Permite observar las condiciones y características de la combustión de la carga de pólvora. Tienen diferentes formas según la pólvora sea progresiva o regresiva.
Presión máxima: valor máximo instantáneo de la presión en el ánima generada por los gases de la combustión de la pólvora. Además del valor en sí, importa la relación tiempo, es decir, en que momento se produce. En armas largas, la presión máxima puede oscilar normalmente entre los 3.000 y los 4.000 kg/cm2, estando la mayoría en los 3.500 kg/cm2 (5,56x45, 3.500; 7,62x51, 3.500. Para armas cortas, los valores son menores (9x17 mm,1.500 Kg/cm2; 9x19 mm, 3.000 Kg/cm2; .38 SW, 1.800 Kg/cm2; .38 SPL, 1.500 Kg/cm2; .357, 2.500 Kg/cm2; 7,65 Browning, 1.800 Kg/cm2).
Un cartucho de fogueo para arma larga genera aproximadamente 1.000kg/cm2
Presión residual: Es la presión remanente en el ánima cuando el proyectil abandona la boca del cañón del arma; es de importancia y se aplica en el diseño de armas semiautomáticas, porque debe tener un valor máximo seguro para permitir la apertura del cerrojo; influye asimismo en el retroceso del arma. También conocida como presión en la boca.
Una vez iniciada la deflagración de la carga de proyección, por medio de un elemento denominado iniciador, los gases generados por esta descomposición química de pólvora, desarrollan una presión en la recámara, la cual actúa sobre el culote del proyectil, permitiendo su desplazamiento. Para su mejor compresión, puede subdividirse en las siguientes etapas:
a) Fase Pirostática: Esta fase comprende desde que se inicia la deflagración de la pólvora, hasta el período en el cual se vence la presión de engaste (30 Kg. x cm^2) que sostiene al proyectil con la vainilla. Es importante recordar que el movimiento del proyectil no se inicia hasta que se ha alcanzado una presión tal, en la recámara, que sea capaz de vencer la presión de forzamiento del proyectil, respecto del rayado balístico.
b) Fase Pirodinámica: Esta fase comprende desde que se inicia el movimiento del proyectil, hasta que termina de deflagrar la pólvora. En esta fase se evidencian lo siguientes fenómenos.
• Término de deflagración de la pólvora
• Movimiento del proyectil
• Se alcanza presión máxima
• Se efectúa la transformación dinámica de la masa gaseosa
c) Fase de expansión: Comprende desde el momento en el cual termina la deflagración del propelente y el proyectil abandona el arma. En esta etapa se pueden distinguir los siguientes fenómenos:
• Movimiento del proyectil
• Movimiento de la masa gaseosa
Relación de expansión: La proporción que existe entre el volumen de la vainilla más el del cañón, versus la capacidad de la vainilla.
Densidad de carga: Es la proporción de la carga de proyección versus el volumen de la vainilla. Esta información se utiliza para establecer las mejores cargas a efectos de obtener encendidos estables sin igniciones erráticas.
Tiempo de encendido: Lapso desde el impacto de la aguja percutora contra el fulminante hasta que hay suficiente presión para que el proyectil abandone la vainilla.
Tiempo de percusión: Tiempo que transcurre desde que se libera el martillo / percutor hasta que la aguja golpea al fulminante. Es menor en las acciones con recámara cerrada, donde solamente el martillo/percutor debe moverse; mayor en las de recámara abierta, en las que el cerrojo debe desplazarse y atacar un cartucho antes de producir el disparo. Es deseable el menor tiempo a fin de reducir las posibles variaciones de puntería; en los fusiles militares standard de repetición, la menor demora la tenía el Gew 98 alemán, con 0,005 segundos; en los semiautomáticos, parece ser el Garand M1 con 0,0022 seg. Para fusiles de tiro al blanco se comercializan mecanismos que permiten mejorar estos valores, en los que se trabaja reduciendo el recorrido de la aguja percutora o incrementando su masa, un muelle real más potente, una menor caída del martillo, etc.
Tiempo de fuego: Lapso transcurrido desde la liberación del fiador hasta la llegada del proyectil a la boca del cañón. Es la suma del tiempo de percusión, del tiempo de encendido y del tiempo de ánima. Es un indicador de la máxima cadencia de fuego que puede obtenerse en un arma monotubo; en fusiles militares es de alrededor de 4 milisegundos.
Tiempo de ánima: Tiempo que transcurre desde que el proyectil comienza a moverse en la vainilla hasta que llega a la boca del cañón, en un fusil Springfield M1903, calibre .30-06, con una bala de 9,7 gramos (150 grains) y una Velocidad inicial de 823 m/s se ha medido un tiempo de 0,0098 s, o sea casi un milésimo de segundo.
Autoencendido: Este fenómeno se debe al recalentamiento de la recámara, así como el cañón y produce la deflagración o detonación de la munición antes que se realice el tiro. Se da normalmente en armas automáticas y morteros.
Estampido de boca: Ruido violento producido por el disparo, debido a la perturbación atmosférica (onda de choque) en la boca del cañón después de la salida del proyectil, resultante de la expansión de los gases de la pólvora en el aire.
Llama de boca: gases producto de la combustión: monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno, metano, carbón libre, etc. que liberados del ánima a alta temperatura entran en violenta combustión con el oxígeno del aire, con la consiguiente producción de llamas. Asimismo por los granos de pólvora que siguen quemando. También se le conoce como fogonazo.
Salto del proyectil: Recorrido del proyectil en la garganta del ánima, desde la vainilla hasta tomar el estriado; esta distancia es un fracción de la longitud de la garganta. Se ha comprobado que el salto o vuelo libre contribuye a disminuir la presión máxima en el ánima sin afectar la precisión. Para una misma arma y cartucho, depende la forma de la ojiva y profundidad de asentamiento de la bala.
Vibración del cañón: Vibración ocasionada en el disparo, que se puede descomponer en: (1) la producida por el salto del proyectil, desde la vainilla hasta tomar el rayado, y su posterior recorrido por el ánima, incluido el efecto del torque, y (2) el efecto látigo, al abandonar la boca. Esta vibración puede afectar seriamente la precisión en tubos muy livianos o con una marcada disminución de su diámetro externo desde la culata hacia la boca. Es de sentido aleatorio y depende de la rigidez de la montura de la acción en la caja.
Torque:
• Mecánica: Fuerza que produce rotación
• En armas de fuego: Reacción del cañón a la rotación del proyectil durante su recorrido por el estriado, que tiende a hacer girar el arma en sentido contrario. Es notoriamente sensible en armas de mano de gran potencia, como así también en algunos fusiles con cañones muy livianos y altas Velocidades iniciales.
Retroceso: Efecto mecánico, impulso y movimiento hacia atrás de un arma de fuego como consecuencia del disparo. Balísticamente se considera y determina como un vector coincidente con el eje del cañón. Básica y principalmente es una relación de masas arma-proyectil, y son tres las causas del retroceso:
• Reacción por la aceleración del proyectil desde reposo hasta la velocidad en la boca; es llamado el retroceso inicial, y en general para su cálculo no se consideran ni la fricción del proyectil en el ánima ni el peso (inercia) de la columna de aire en el ánima por delante del proyectil; ocasionalmente y en armas de mano muy potentes, se considera un efecto de la fricción, el torque.
• Reacción por la aceleración de la masa de la carga impulsiva (vena gaseosa) dentro del cañón, a una velocidad que para el cálculo se considera como la mitad de la velocidad en la boca del proyectil.
• Reacción por la salida de los gases detrás del proyectil, que actúa sobre el arma de manera similar a un motor cohete. Para un mismo cartucho y bala, cuanto mayor sea el peso del arma, y si ésta tienen freno de boca, menor será el retroceso; si el arma está bien firme apoyada contra el hombro, parte del peso del tirador se considera agregado al peso del arma. No confundir retroceso con culatazo, que es el efecto que siente el tirador. El retroceso origina el salto de boca. Balísticamente, el retroceso es una energía cinética y se mide en Kgm o pié-libras. Dicha energía de retroceso se puede medir con un aparato especial llamado dinamómetro.
Culatazo: Efecto físico y psicológico que siente el tirador como consecuencia del retroceso del arma al producirse el disparo. Depende de la potencia del arma, pero también en medida apreciable de la forma y firmeza con que se la sostiene, influyendo el peso y conformación del tirador, que tenga cantonera de goma, etc. Para una misma arma, los efectos del culatazo varían de un tirador a otro. Para armas muy potentes reviste importancia la posición de tiro, siendo la de pie la que más amortiguación asegura, y la costado la más peligrosa, coloquialmente, patada; es común que se utilice simplemente el término "retroceso" por culatazo.
Pivoteo: Levantamiento de la boca del cañón de un arma de fuego por el retroceso del disparo. Es debido a la diferencia de altura entre el eje del ánima y el punto de apoyo en el tirador (hombro para armas largas, mano para cortas), que generalmente está por debajo de aquel. Sobre el pivoteo influyen diferentes formas de la caja/marco y de sostener/empuñar el arma; para disminuir sus efectos se colocan compensadores y aún se practican aberturas en la parte superior del cañón, cerca de la boca, para crear una reacción opuesta. El pivoteo (salto de boca) se produce principalmente después que el proyectil ha abandonado el cañón y no afecta significativamente la puntería de ese disparo, pero si provoca demoras en volver a apuntar. Debe tenerse en cuenta que parte del movimiento se produce cuando el proyectil está todavía en el ánima y que ese efecto y la vibración del cañón se suman algebraicamente.