Conceptos Básicos de Balística

Cuando uno compra por primera vez una caja de municiones se encuentra que en ella o con ella va toda una serie de nombres y de datos, de los cuales y posiblemente el único que se entiende es el nombre del fabricante.


Actualizado

Los datos que generalmente aparecen, aunque no siempre, son:

  • Calibre
  • Tipo de bala
  • Peso
  • Coeficiente balístico
  • Trayectoria
  • Distancia recomendada
  • Velocidad
  • Energía cinética
Conceptos Básicos de Balística

Fabricantes

Posiblemente la primera información que uno lee en una caja de balas es el nombre de su fabricante (Winchester, Remington, Federal, Norma, RWS, Sologne, etc). En muchos casos los proyectiles que montan no están fabricados por ellos, sino por casas especializadas como: Nosler, Speer, Sierra, Barnes, Swift, Woodleigh, Hornady, etc. Por ejemplo, la munición Safari Grade de Remington y la TXP de Norma montan el mismo proyectil el A-Frame de Swift. El único fabricante importante de munición que sólo monta los proyectiles que él fabrica es RWS.

Unidades y medidas

Las magnitudes (peso, calibre, velocidad, energía, etc.) que uno encuentra en una caja de municiones vienen expresadas bien en el sistema métrico decimal (fabricantes europeos), bien en el sistema anglosajón (fabricantes americanos). La siguiente tabla intenta recoger las distintas unidades y medidas que se utilizan, así como factores de conversión entre los dos sistemas.

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Denominación de los calibres

La variedad de calibres que se han ido desarrollando desde finales del siglo XIX es muy considerable, en el momento actual el número de calibres de rifle para los que existe munición comercial sobrepasa con creces el número de 100.

Hay básicamente dos sistemas de notación para los calibres:

  • El europeo (p.ej: 6x62, 7x57, 7x64, 8x57, 8x68, 9,3x62, 9,3x74R, etc.)
  • El anglosajón (p.ej: 243, 270, 7 mm RM, 30-06, 300 WM, 338 WM, 35 Whelen, 375 H&H, etc.)

El sistema europeo es el más consistente de los dos, la primera cifra indica aproximadamente el diámetro del proyectil en milímetros y la segunda la longitud de la vaina de la bala también en mm. Por ejemplo, en el 8x68 el diámetro del proyectil es de 8 mm (realmente son 8,20 mm) y la vaina mide 68 mm (realmente 67,5 mm). Algunos calibres llevan una R, que indica que la vaina tiene reborde y, por tanto, está indicada para rifles monotiro o rifles exprés. El sistema europeo se normalizó en 1909 en la convención de Erfurt (Alemania)

El sistema anglosajón es más anárquico, consiste básicamente en un número (calibre) y en una denominación o apellido. El calibre puede referirse al diámetro del cañón o al diámetro del proyectil (el diámetro del proyectil siempre es algo mayor que él del cañón) y, generalmente viene expresado en milésimas de pulgada. Por ejemplo, el 300 es un calibre donde el diámetro del cañón es de 0,300 pulgadas (7,62 mm), mientras que en el 338 el diámetro del proyectil es de 0,338 pulgadas (unos 8,58 mm). Aunque hay excepciones al sistema basado en pulgadas como el 7 mm Remington Magnum.

El apellido se forma generalmente con la inicial o el nombre del introductor de ese cartucho y una M cuando es magnum. La W corresponde a Winchester, la R a Remington, H&H a Holland & Holland, etc. De esta manera se evita confundir el 300 WM (introducido en 1963 por Winchester) con el 300 H&H (introducido por Holland & Holland en 1920) o con el 300 Weatherby Magnum (introducido por Weatherby en 1944). En el caso del 35 Whelen, se tiene un cartucho que monta proyectiles del calibre 35 y que fue introducido en el año 1922 por el coronel estadounidense Townsend Whelen. Hasta 1988, año en el que Remington comienza su comercialización, este calibre fue un calibre artesanal (wildcat).

Existen un gran número de excepciones en el sistema anglosajón, por ejemplo:

  • El 30-06 (padre o abuelo de todos los cartuchos de calibre 300) es un calibre 300 que fue introducido en 1906 —de ahí el 06— en el rifle Springfield. Su nombre completo es 30-06 Springfield.
  • El 308 W es un calibre 300 no magnum introducido por Winchester, que se indica por su diámetro de proyectil y no por él del cañón, como es habitual en los 300.
  • El 340 Weatherby Magnum es un calibre 338 , pero como es más potente que el 338 WM le pusieron 340, lo mismo pasa con el 378 Weatherby Magnum en comparación con el clásico 375 H&H Magnum.
  • El 30-338 es un 300 con vaina de un 338 WM.
  • En los cartuchos del 22 (0,224 pulgadas) hay toda clase de variaciones (p.ej el 220 Swift fue introducido por Winchester y debe su nombre a la altísima velocidad con que dispara sus balas).

En el anexo se recoge una relación de los calibres más populares.

Calibres artesanales/experimentales (wildcats) y calibres propietarios.

Este tipo de calibres es un fenómeno fundamentalmente estadounidense. Los calibres artesanales/experimentales, wildcat en inglés, son calibres para los que no existen rifles ni munición comerciales. Los rifles son fabricados artesanalmente y la munición se tiene que recargar manual. Varios de los calibres comerciales que actualmente existen tienen orígenes artesanales como: el 35 Whelen, el 22-250 Remington o el 7 mm STW. Actualmente el 338-06 es uno de los calibres artesanales más populares, no es más que un cartucho del 30-06 que monta proyectiles del calibre 338 y sus características son muy parecidas al 35 Whelen, que también es un cartucho del 30-06 pero con proyectiles del calibre 35.

Los calibres propietarios son calibres cuyos rifles y munición son fabricados exclusivamente por una casa y, generalmente destacan por las altas velocidades que sus balas desarrollan. Weatherby es el fabricante de calibres propietarios más famoso, algunos de sus calibres se han convertido en calibres comerciales como el 300 Weatherby Mágnum. Otros fabricantes propietarios son Lazzeroni , A-Square —ambos destacan por las altísimas velocidades de sus calibres— o Dakota.

Expansión/Penetración

Las balas de caza intentan conjugar dos factores: expansión y penetración. El objetivo de la expansión es ceder la mayor cantidad de energía del proyectil al pieza sobre la que se dispara y producir en ésta el mayor canal de herida posible. Mientras que el objetivo de la penetración es poder llegar y dañar los órganos vitales y huesos del animal. Si se favorece la expansión se tiene una bala blanda y sí se favorece la penetración se tiene una bala dura (el extremo de este caso sería una bala blindada).

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Los proyectiles se diseñan para que en el momento del impacto sobre la pieza, la parte superior (cabeza u ojiva) se expanda como una seta, mientras que la parte inferior (cuerpo o culote) permanece intacta para «empujar» el proyectil hacia el interior del animal, proporcionando así la penetración necesaria.

Los factores que afectan a la expansión/penetración de un proyectil son:

Diseño. Es el factor más importante en el binomio expansión/penetración. Una bala blanda se expandirá más y penetrará menos que una bala dura, fijados el resto de parámetros que afectan a la penetración/expansión de un proyectil.

Velocidad. En principio, los proyectiles se diseñan para que se expandan y cedan su energía de forma efectiva entre los 600 m/s y los 850 m/s. A velocidades inferiores para las que se ha diseñado un proyectil, éste no se expandirá adecuadamente y por tanto será menos efectivo. Por el contrario, para velocidades superiores, se corre el riesgo de que la bala en vez de expandirse y penetrar, explote sobre la piel de animal causándole una herida superficial sin apenas penetración. A velocidades muy altas se corre el riesgo de que la bala se fragmente durante el vuelo.

A continuación se muestra el comportamiento de un proyectil Swift Scirocco a diferentes velocidades, donde se puede observar como a bajas velocidades el proyectil tiene una menor expansión, lo cual se traducirá en una mayor penetración ya que se comportará casi como un proyectil blindado.

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Densidad seccional. La densidad seccional se define como el peso del proyectil dividido por cuadrado del calibre del proyectil. A igualdad de factores contra mayor sea la densidad seccional de un proyectil, mayor será su penetración, por tanto, la bala de menor peso penetrará menos pero se expandirá más rápidamente. La idea intuitiva detrás del concepto de densidad seccional es muy simple, fijado el diámetro la única manera de aumentar la densidad seccional de un proyectil es aumentar su peso; por tanto, éste tendrá más peso para «empujar» el proyectil, logrando de esta manera una mayor penetración. Mediante la expansión se consigue que la densidad seccional del proyectil disminuya bruscamente y que pierda capacidad de penetración.

La densidad seccional juega un papel fundamental en las características aerodinámicas de una bala. El coeficiente balístico (C) es igual a la densidad seccional (DS) dividida por un coeficiente (F), llamado de coeficiente de forma —un proyectil poco aerodinámico tendrá un coeficiente de forma alto—.

C = DS / F

Por consiguiente, cuanto mayor sea la densidad seccional de una bala, mayor será su coeficiente balístico y más larga su trayectoria al ceder su energía de forma más gradual. Generalmente los coeficientes balísticos se sitúan entre 0,3 y 0,5. Un coeficiente por debajo de 0,3 se puede considerar como pobre, mientras que uno por encima de 0,5 como excelente. Muy posiblemente el proyectil de caza con mejor coeficiente balístico es el GameKing de Sierra que alcanza valores cercanos a 0,6.

La densidad seccional de un proyectil se puede mejorar aumentando el peso de éste, pero siempre dentro de unos límites marcados por la energía que desarrolla el cartucho y por la estabilidad del proyectil:

  • Por encima de un cierto peso, el proyectil empezará a presentar problemas de velocidad y trayectoria al no tener su cartucho la suficiente energía para impulsarlo.
  • Fijados el diámetro y la densidad del proyectil, la única forma de aumentar su densidad seccional es incrementado su longitud, pero ésta no debe ser superior a cinco veces al diámetro de la bala para que no se produzcan problemas de estabilidad durante el vuelo.

Algunos calibres presentan densidades seccionales mejores que otros, como son los casos del 7 mm y del .338 que tienen densidades seccionales muy buenas en sus proyectiles más pesados. Por ejemplo, una bala de 250 grains del calibre .338 tiene mejor densidad seccional (0,313 libras/pulgada al cuadrado) que un proyectil de 275 grains de un .375 (0,274 libras/pulgadas al cuadrado) y, por tanto, penetrará mejor.

Peso. Las balas de mayor peso se diseñan para los animales de mayor tamaño. En consecuencia, a igualdad de diseño las balas de mayor peso tendrán una mayor penetración y una expansión más lenta, para poder alcanzar los órganos vitales/huesos del animal sobre el que se dispara. Esta es la razón por la cual, la bala KS de 224 grains —proyectil pensado para animales de gran tamaño— es excesivamente dura para la fauna ibérica, mientras que la KS de 180 grains resulta adecuada.

J.P. Menu en su libro Dominar la caza con rifle recomienda los siguientes pesos de proyectil en función del peso del animal.

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Diseño del proyectil

Este apartado tiene como fin exponer los elementos que interviene en el diseño de una bala.

Estructura del proyectil

La mayoría de los proyectiles tienen una estructura compuesta por: 1) un núcleo de plomo, cuyo fin es aportar la mayor cantidad de peso al proyectil; y 2) una camisa exterior de latón (70% cobre — 30% zinc) que envuelve al núcleo, cuyo objetivo es por un lado soportar las tensiones a las que se ve sometidas el proyectil durante el disparo y, por otro, ser suficientemente dúctil para deformarse en el momento del impacto.

Las partes del proyectil son:

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  • Ojiva o cabeza.
  • Cuerpo o culote.
  • Núcleo.
  • Camisa.
  • Punta.
  • Base.
  • Ranura o acanaladura. Muchos proyectiles llevan una ranura en su camisa cuya finalidad es introducir en ella el borde final del cuello de la vaina (crimping).

Mecanismos de expansión

La expansión del proyectil se logra a través de los siguientes mecanismos:

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  • Punta blanda (soft point). La camisa exterior no envuelve totalmente el núcleo dejando la punta al descubierto, en el momento del impacto el plomo actúa como un fluido deformando y expandiendo la cabeza del proyectil.
  • Grosor de la camisa. Contra mayor sea el grosor de las paredes de la camisa menor será la expansión de la bala.
  • Punta redonda (rounded nose) o chata (flat nose). Las balas de punta redonda o chata ofrecen una mayor superficie frontal en el momento del choque facilitando de esta manera la expansión. Los proyectiles con este tipo de punta tienen coeficientes balísticos pobres y su uso se centra en tiros a corta y media distancia. Cabe señalar que los proyectiles de punta chata se emplean en rifles de palanca cuyos cargadores de balas son tubulares, ya que en este tipo de armas las balas de punta aguzada no se deben utilizar por motivos de seguridad.
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  • Cabeza o punta hueca (hollow point). La camisa exterior envuelve totalmente el núcleo de plomo dejando en la en la cabeza un hueco. En el momento del impacto la punta hueca desencadena una rápida y violenta expansión. La punta hueca se utiliza fundamentalmente en los calibres pequeños destinados a la caza de animales ligeros, donde se busca más la expansión que la penetración por el tamaño reducido de las piezas sobre las que se dispara. Es necesario advertir que los proyectiles de alta precisión para competición son de cabeza hueca pero no ofrecen ninguna expansión, ya que se diseñan para que el peso del proyectil se concentre en el cuerpo y así lograr una mayor estabilidad.
  • Punta de plástico (plastic point). Básicamente son proyectiles de punta hueca a los que se les añade una punta de plástico duro con los siguientes fines: 1) mejorar la aerodinámica del proyectil; 2) proteger la punta de deformaciones; y 3) iniciar la expansión en el momento del impacto. Cabe señalar que en algunos proyectiles la punta de plástico sólo sirve para proteger la punta de posibles golpes, como en la bala de punta de plástico de Norma.

Mecanismos de penetración

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La penetración se consigue logrando que culote del proyectil no se deforme y «empuje» la cabeza expandida hacia el interior del pieza.

En el momento del impacto los proyectiles pierden parte de la masa de su núcleo, disminuyendo por ello su capacidad de penetración. Para evitar este problema algunos proyectiles unen el núcleo a la camisa, bien a través de una soldadura química como puede ser el caso de los proyectiles del fabricante Swift: Scirocco y A-Frame; bien a través de algún sistema de unión mecánica como el proyectil Interlock de Hornady que emplea un anillo interno.

Principales diseños

Los principales diseños de los proyectiles son:

  • Clásico. Consta de un núcleo central de plomo, donde el culote se logra mediante el ensanchamiento de las paredes de la camisa en la parte inferior y en la base del proyectil. Ejemplos: Core-Lokt de Remington, Power Point de Winchester, Hi Shok Soft Point de Federal, T-Mantel y KS de RWS, Alaska, Vulkan y Oryx de Norma.
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  • Balístico. Son proyectiles de diseño clásico que se caracterizan por tener un alto coeficiente balístico, que se logra dotando a la cabeza una punta de plástico, a la cabeza de un diseño aguzado (también llamado spitzer) y al cuerpo de un diseño de cola de bote. Otra de las características que se exige a este tipo de bala es una buena expansión en tiros a larga distancia, ésta se consigue a través de los siguientes mecanismos: 1) punta blanda o cabeza hueca; y 2) camisa delgada. Por tanto, este tipo de proyectil puede mostrar un comporta-miento muy expansivo en tiros a corta distancia. Ejemplos: GameKing de Sierra, Ballistic Silvertip de Winchester, Ballistic Tip de Nosler, Scirocco de Swift.
  • Doble núcleo. Existen dos tipos de proyectiles de doble núcleo:
    • Sin partición. La parte inferior del núcleo es de un plomo más duro que él de la parte superior, que se logra aleando el plomo (95%) con antimonio (5%). De esta forma se consigue que el núcleo en su parte inferior no se deforme y actúe como culote. Ejemplos: TUG, DK y TIG de RWS, Grand Slam de Speer.
    • Partición. Trasversal a la camisa existe un tabique que separa al núcleo en dos partes, la superior que se deformará y la inferior que actuará de culote. Ejemplos: Nosler Partition, Bear Claw de Federal, la Partition Gold de Winchester y la A-Frame de Swift.
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  • Monometálicas. En este tipo de bala no tiene un núcleo de plomo que se expanda en el momento del impacto, sino que tiene una cabeza monometálica –de ahí su nombre— con una hendidura central, que actúa como cabeza hueca. Su expansión se caracteriza por ser en forma de pétalos o piel de plátano, y no en forma de seta. Generalmente son balas duras o muy duras. Ejemplos: Fail Safe de Winchester, Barnes XLC, ABC de Hinterberger.
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  • Blindadas (full metal jacket). En este caso la camisa de la bala recubre totalmente al núcleo de plomo o el proyectil está hecha de un solo metal. Su objetivo es lograr la máxima penetración, por consiguiente, su expansión es nula. La cabeza en este tipo de balas es redonda por ser la forma que presenta una mejor penetració. Ejemplos: Barnes Solid, Trophy Bonded Sledgehammer, Woodleigh Solid.
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  • Otros diseños. Otros diseños son: fragmentación (ejemplo: GPA de Sologne), cavitación (ejemplo: Sauvestre).

Clasificación de las balas de acuerdo a su «dureza»

Esta relación de proyectiles no pretende ser exhaustiva sino una mera orientación.

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Trayectoria

La trayectoria del proyectil no es una línea recta sino que es una línea curva, debido a los efectos de:

La fuerza de la gravedad. La fuerza de la gravedad atraerá al proyectil hacia el centro de la Tierra, si el disparo se realizase en el vacío la trayectoria del la bala sería parabólica hasta el momento de impacto contra el suelo.

La resistencia del aire. La resistencia del aire frenará al proyectil, haciendo que éste vaya perdiendo de forma progresiva energía y velocidad. El aire proporciona al proyectil una cierta fuerza ascensional, que en el inicio de la trayectoria provoca que la bala se eleve por encima de la línea cero (es el mismo fenómeno que aprovecha el saltador de esquí cuando se inclina hacia delante en el momento del salto).

Durante la parte inicial de su trayectoria, el proyectil viaja por encima de la línea cero (línea que une la boca del cañón con el blanco sobre el cual se dispara), alcanza un máximo de altura (flecha de la trayectoria) y empieza a perder altura, cruza la línea cero (punto de cruce) y acaba impactando en el suelo.

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La trayectoria se expresa mediante tablas (tabla de balísitica), donde se tabula la distancia del proyectil a la línea cero generalmente en intervalos de 50 m (50 yardas) entre los m (0 yardas) y los 300 m (300 yardas). Por tanto, cuanto menor sea la distancia del proyectil a la línea cero más tensa es la trayectoria de la bala y mayor su rasante. Junto a la trayectoria en cada punto se dan dos datos adicionales del proyectil: la velocidad y la energía cinética.

Los americanos generalmente dan dos trayectorias, una trayectoria corta donde el punto de cruce se sitúa a 100 yardas y una larga donde el punto de cruce se sitúa bien a 150 yardas (calibres de rasante media) ó a 200 yardas (calibres de buena rasante). En Europa es costumbre dar una sola trayectoria con el punto de cruce a 100 m, que se complementa con el dato de la distancia más recomendada (las iniciales en alemán son GEE). La distancia recomendada es la distancia medida desde la boca del cañón al punto de cruce de una trayectoria cuya flecha es de cuatro centímetros.

Un concepto parecido a la distancia más recomendada es la distancia máxima sin corrección, que es la distancia máxima a la que puede llegar un proyectil sin que su trayectoria sobrepase en ningún momento una flecha de 10 cm (4 pulgadas aprox.). Por tanto, dentro de la distancia máxima sin corrección cualquier impacto estará como máximo a 10 cm del lugar donde se apuntaba.

Energía cinética

La energía cinética (E) de un proyectil es una función de su masa (m) y de su velocidad (v), donde:

E = (1/2) x m x v2

La energía es un factor importante ya que da una indicación de cómo es de potente el cartucho que se emplea, pero es una medida que considerada aisladamente puede ser engañosa. Por ejemplo, el 257 Weatherby Mágnum con un proyectil de 117 grains tiene una energía cinética de 4.080 julios (3.007 ft lb) en la boca del cañón, el 35 Whelen con un proyectil de 200 grains tiene en la boca del cañón una energía de 4.310 julios (3177 ft lb). Pese a que el 257 Weatherby tiene sólo un 5,6% menos de energía cinética que el 35 Whelen, todo el mundo utilizaría el 35 Whelen en una montería por su mayor poder de parada.

Cantidad de movimiento (momentum)

Esta es la razón por la cual se ha propuesto utilizar otra magnitud tomada de la física, la cantidad de movimiento (momentum en inglés) para medir el poder de parada de un determinado calibre. La cantidad de movimiento (CM) es igual a la masa del proyectil por su velocidad (en términos matemáticos la cantidad de movimiento es la derivada de la energía cinética respecto a la velocidad).

CM = m x v

Si se toma el ejemplo anterior es fácil calcular que la cantidad de movimiento del 35 Whelen con la bala de 200 grains —en la boca del cañón— tiene un 35% más de cantidad de movimiento que el 257 Weatherby con el proyectil de 117 grains. La cantidad de movimiento al igual que la energía cinética no se pueden tomar aisladamente sino hay que analizarlas tomando junto a otros factores como el diseño del proyectil, la densidad seccional, etc.

Una medida parecida a la cantidad de movimiento es el knock-out (K.O.) de Taylor –medida «inventada» por el famoso cazador profesional John «Pondoro» Taylor— que no es más que esta magnitud multiplicada por el diámetro del proyectil (d).

K.O. Taylor = m x v x d = CM x d

Energía cinética vs cantidad de movimiento

La utilización de la energía cinética o de la cantidad de movimiento como parámetro para medir el poder de un determinado proyectil no es más que el reflejo de las dos concepciones o escuelas en torno a la balística. Por un lado, estaría la escuela americana partidaria del uso de proyectiles ligeros y rápidos, por tanto, serían los defensores de la energía cinética como parámetro del poder de una determinada bala. Mientras que por el otro, estaría la escuela británica/africana que defiende el uso de proyectiles pesados y lentos y, por consiguiente, partidarios de la cantidad de movimiento.

Posiblemente ambas concepciones sean correctas dependiendo de la situación, en animales pequeños (alimañas, pequeños cérvidos, etc) es preferible buscar una rápida expansión del proyectil, lo que conlleva la utilización de proyectiles ligeros a altas velocidades. A medida que aumenta el tamaño y la corpulencia del animal, es necesario una mayor penetración para poder llegar hasta las partes vitales, lo que implica proyectiles lentos y pesados que favorezcan la penetración sobre la expansión.

Anexo: Principales Calibres

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