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Estampido de Boca y el uso de Silenciadores - Parte 1

Un repaso sobre el estampido de boca y el uso de silenciadores en las armas de fuego portátiles

Autor: Oscar Enrique Vanzetti Fecha de publicación: 11/09/2017

Conociendo el porqué y el cómo de la existencia del ruidoso efecto llamado estampido de boca, tratado aquí de manera sencilla y sin la total profumdidad que representa la denominada Balística Intermedia, los tiradores con armas de fuego deberían conocer que pueden prevenir de manera adecuada la aparición de una lesión auditiva transitoria o, peor aún, permanente, la que lo acompañará durante toda su existencia. También la reducción o disminución del estampido durante el disparo de un arma de fuego puede ser de gran valor y utilidad en el campo de acción policial o militar. Además de lo mencionado supra debe tenerse en consideración la importancia que los fenómenos producidos en la denominada Balística Intermedia revisten para la Medicina Legal, tal como se menciona brevemente en el texto de la siguiente nota.

El estampido de boca es la onda sonora que se escucha durante el disparo. (1)

Al estampido también se lo conoce también como estallido, detonación o explosión, y se produce en la boca de fuego del arma en el momento de efectuar un disparo por la salida del proyectil y de un importante flujo de gases con características singulares.

Algunos autores discriminan, tanto en armas de puño como largas, el efecto de los gases según estos fluyan o se encuentren:

1- Cerca de la boca de fuego: antes de salir el misil al exterior del arma, el aire se encuentra dentro del ánima como una columna ubicada delante del proyectil, la cual emerge primero que éste y a la que se le puede sumar parte de los gases de la combustión que se adelantan al mismo por filtrarse entre él y las paredes del ánima (sería el llamado viento balístico), todo lo cual se mueve a muy alta presión, y

2- Cuando fluyen fuera de la boca: emergiendo del cañón después de la salida del proyectil haciéndolo violentamente, con alta temperatura y con una velocidad que si es superior a la del sonido en el aire, como ocurre la mayoría de las veces en diferentes armas de fuego aunque la velocidad del proyectil al emerger sea subsónico, producen una onda de presión que constituye la llamada onda de choque (también conocida como rebufo).

Teniendo en cuenta el comportamiento de los gases antes mencionados y entrando en el tema en cuestión, corresponde hablar aquí del estampido de boca y del fogonazo.

I- Origen del Estampido

Se puede describir dos tipos o etapas del estampido:

1°) El producido por la trasmisión del sonido como energía mecánica, o sea por el rápido desplazamiento de las moléculas de aire que llegan al oído como ondas longitudinales de presión; y por la velocidad del proyectil que si es supersónica origina una onda sónica de choque u onda de Mach a nivel de la boca de fuego. Estos gases salen a la atmósfera en forma de un chorro a muy alta presión y velocidad propagándose en todas direcciones (se la puede imaginar a la onda por su formato como a un globo inflado), contribuyendo ello a que el sonido se desplace, por la mayor densidad de los gases a ese nivel, a velocidades mayores que en el aire puro exterior, o sea a velocidad supersónica. Dicha onda de choque penetra incluso, en parte, por la boca de fuego del arma, y

2°) El originado por el rápido fogonazo que producen a nivel de la mencionada zona la salida de los gases muy calientes (junto con restos de pólvora incombusta, otros gases y residuos) porque al expandirse a gran velocidad y rapidez inflaman el oxígeno y otros gases de la atmósfera circundante originando una llama visible a simple vista.

Ambos fenómenos producen agitación y vibración del fluido gaseoso presente en los alrededores de la boca del arma, produciendo a su vez un aumento de la presión (o mejor dicho una sobrepresión) de los gases y del aire, todo lo cual da origen al llamado estampido de boca.

Este estampido (cómo todo sonido o ruido) se puede medir de dos maneras (tratando de hacerlo simple y no complicar al lector):

a) Por la intendidad o potencia, en decibeles o decibelios (dB), la que depende de la cantidad de energía que presiona a las moléculas de la atmósfera, pendiendo ello de la relación existente entre la sobrepresión originada ya mencionada y los valores de la presión atmosférica.

Un decibel es una expresión logarítmica, y según la Real Academia Española "es una unidad de intensidad acústica y equivale a 0,1 belios que es la unidad que surge del cociente entre la presión que produce una onda y una presión tomada como referencia. El témino belio deriva de Bell, apellido de un notable fisico escocés nacionalizado estadounidense: Alexander Graham Bell (1847-1922)"

El oído humano puede normalmente percibir ruidos o sonidos con una intesidad entre 30 y 70 dB, la voz cuchicheada 30 dB, entre moderada a normal alcanza aproximadamente los 50 a 60 dB y la voz gritada unos 90 dB. (2), y

b) Por la frecuencia, que indica la calidad del sonido (agudo, grave) y que se mide en ciclos por segundos o hertz o hercios (Hz), que sería la cantidad de veces por un segundo que se repite una onda sonora. Nuestros oidos, si están sanos, pueden escuchar sonidos de frecuencia entre 20 y 20.000 Hz.

"Según estudios del US Army-Frankfor Arsenal, en un fusil la frecuencia del sonido de un disparo es del orden de los 650 a 700 Hz, mientras que en una pistola pude llegar a los 1.500 Hz". (3)

Cuando más alto es el tono del sonido, mayor es la frecuencia.

Según Oscar Albino el nivel de ruido que provoca el disparo de un arma de fuego es:

Calibre .22 LR: 140 dB
Calibre 9 mm Para: 154 dB
Calibre .45: 160 dB
Una Sten Mk III silenciada: 127dB, aproximadamente igual que un arma de aire comprimido.

A nivel o por encima de los 100 dB se entra en la zona de dolor de oídos y se corresponde con la posibilidad de sufrir una lesión auditiva. (4)

Para proteger el oído y evitar lesiones, especialmente las de carácter permanente, el ser humano debe utilizar protectores auditivos cuando la sobrepresión sobrepasa el 0.2 % de la presión atmosférica (1). Existen numerosos modelos y fabricantes de estos aparatos.

El estampido antes mencionado, en las armas de bajo calibre, puede ser morigerado por el uso de los llamados silenciadores colocados en la boca de fuego del arma, que en verdad deberían se llamados atenuadores o reductores de ruido ya que el mismo no puede ser eliminado por completo.

Para poder explicar adecuadamente el fenómeno que estamos tratando, es necesario exponer con más detenimiento, si bien algo dijera al respecto, sobre como actúan a nivel de la boca de fuego del arma los gases producidos por la deflagración de la pólvora contenida en la vaina del cartucho:

1°) La onda de choque: es originada por la salida de los gases por la boca de fuego a muy alta presión y temperatura originando ondas de presión que si se desplazan a una velocidad mayor a la del sonido en el aire (aproximadamente 344 m/s), producen la mencionada onda de choque u onda de Mach.

Se puede distinguir una onda de choque primaria que estaría constituida por la columna de gases que se desplazan por el interior del cañón hallándose situados por delante del proyectil y preceden la salida de éste, como ya vimos. Aquí la onda de choque tiene una forma casi esférica. (1) (Ver figuras N°1 y 2)

FIGURA N° 1: Formación de la onda de choque primaria antes de la salida del proyectil - Figura modificada tomada de (1)
FIGURA N° 2: Imagen real de la expansión de la onda de choque primaria - Figura tomada de (1)

Según Oscar Albino "esta columna de la primer salida de gases debe ser rota, lo que se puede conseguir con un diafragma de goma, que deje pasar después al proyectil [...] para lograr disminuir la velocidad y la temperatura de los gases al salir del ánima pero antes de abandonar el silenciador". (5)

Cuando el proyectil abandona la boca de fuego alejándose de ella, el gas que lo impulsaba y que ejercía presión sobre la base del mismo se libera bruscamente en el aire y constituye la onda de choque principal o segunda onda que es la más violente e importante en la producción del ruido por un disparo (5), y que está conformada por una onda de presión que no es esférica porque su forma está alterada por la presencia del proyectil y por el chorro de gases proyectados a muy alta velocidad. (1) (Ver figura N° 3)

FIGURA N° 3: Expansión de la onda de choque principal - Figura modificada ad hoc tomada de (1)

Aquí, el misil con velocidad supersónica produce una perturbación de la atmósfera que se propaga como una onda esférica de condensación.

En la figura N° 4 puede observarse un proyectil subsónico en ese momento, según Oscar albino, con una velocidad de 340 m/s, que origina "una notable onda de condensación por delante de su nariz y que por efecto de una onda secundaria originada en el cuerpo del mismo pareciera que está atravezando una hoja de papel" (5). Pero cuando un misil sobrepasa la velocidad del sonido en el aire que es variable según la temperatura ambiente (344 m/s a 20° C), produce una onda sónica audible (sonic boom) y por delante de él se forma una onda de choque que se desplaza a mayor velocidad que la onda sonora.

FIGURA N° 4: Proyectil 8 mm a velocidad 340 m/s - Figura tomada de (5)

También se puede explicar con más precisión diciendo que: "la súbita expansión de los gases crean una onda positiva con presiones de 22 gramos por cm² que dura 15 milisegundos y le sigue una onda negativa con presiones de 0,5 g/cm² y con duración de una décima de segundo". (6)

Una vez que los gases salieron a la atmósfera la presión de los mismos disminuye rápidamente y por lo tanto aumentan su velocidad y causan en la base o culote del misil una tercera onda de choque la cual provoca una ligera aceleración positiva con aumento de la velocidad del proyectil que puede considerarse intrascendente. (1)

Pero un hecho de mayor importancia acontece por lo antes mencionado y es que se modifica la trayectoria normal del misil haciendo que tome un vuelo inestable, porque él sale del cañón con un movimiento ángular de cabeceo describiendo una figura circular tanto con la ojiva como con la cola, denominandose a este desequilibrio efecto yaw, guiño, viraje o bostezo (o transient yaw en inglés), describiendo la punta una figura con forma de cono que es permanentemente variable (5) y diferente para cada tipo de bala, constituyéndose en un elemento de inestabilidad del proyectil. El vértice del mencionado cono asienta sobre el centro de gravedad (CG) o centro de masas (CM) del mismo y se puede definir como "la desviación existente entre el eje longitudinal del misil y la tangente a la línea de vuelo, o sea a su trayectoria, representado aquí por el vector Vr" (7), movimiento que normalmente debe ir disminuyendo a medida que avanza en su volido hacia el blanco, pero que nunca es igual a cero.

También se puede definir al efecto yaw como el ángulo existente entre el eje longitudinal del proyectil y la dirección de la trayectoria en la cual está viajando. Un yaw grande reduce la estabilidad y también la precisión. (8) (Ver figuras N° 5 y 6).

FIGURA N° 5: Vista de un proyectil con el ángulo j de cabeceo o Yaw formado entre el eje longitudinal del mismo y el vector velocidad Vr (velocidad remanente) que es tangente a la trayectoria del misil - Figura modificada tomada de (5)
FIGURA N° 6: Cono de nutación con su vértice en el centro de gravedad (CG) o centro de masa (CM) - Figura tomada de (5)

Del movimiento giroscópico del proyectil se originan dos movimientos combinados que se superponen y que son conocidos como movimientos de precesión y nutación, de los que no entraré en mayores detalles, y que se representan como vectores con centro o base en el centro de masas (CM) o centro de gravedad (CG) del misil, siendo movimientos que deben ir menguando su amplitud a medida que avanza en su volido hacia el blanco, hasta su estabilización. (1). Simplificando, se puede decir que por el movimiento de precesión la trayectoria toma una forma parecida a un tirabuzón y que la nutación es una breve oscilación que se sobrepone al movimiento de precesión. (Ver figuras N° 7 y 8). El centro de gravedad es el único punto del proyectil que describe exactamente su trayectoria. (9)

FIGURA N° 7: Vista de los movimientos de precesión y nutación decrecientes - Figura tomada de (1)

Dicha inestabilidad es corregida por el movimiento giroscópico del proyectil, la resistencia del aire que se opone a su avance (5) y por la fuerza de gravedad (1), lo que permite al misil, a cierta distancia de la boca del fuego del arma, conseguir la denominada estabilidad balística y que por ello el proyectil impacte en el blanco con la punta hacia adelante. Por ejemplo un proyectil calibre 9 mm Parabellum se estabiliza aproximadamente a los 45 metros y el de un FAL calibre 7,62 x 51 mm a los 61,2 m. (9)

Dice el Dr. Osvaldo H. Raffo, "la precesión es un "guiño circular": el proyectil se desplaza dibujando un cono; la nutación es una rotación hacia delante a lo largo del eje longitudinal del proyectil, en forma de roseta de pequeños círculos alrededor de un círculo mayor (como el cilindro de un revólver). (10)

Para la Medicina-legal son de gran importancia estas perturbaciones que causan inestabilidad del misil apenas sale de la boca del arma y que duran fracciones de segundo, ya que si el mismo tiene un volido inestable al impactar a corta distancia, de manera oblicua o de costado en un blanco de papel o en un individuo vivo no se producirá un orificio de entrada de formato circular clásico sino que tendrá un aspecto alargado parecido a una boca-llave, que en inglés se denomina key hole. También puede ocurrir que el proyectil no pueda atravesar un blindaje balístico a la mencionada distancia.

FIGURA N° 8: Esquema donde se ven los movimientos de precesión y nutación que van decreciendo con el avance del proyectil - Figura tomada de (9)

El estudio de los fenómenos que se incluyen en esta monografía, que no están tratados en su extensa totalidad y con la debida profundidad, corresponden al campo de la denominada Balística Intermedia, también llamada Balística de Transición, que posee una duración total de fracciones de segundo y se extiende hasta una distancia de pocas decenas de metros de la boca de fuego, hasta que dejan de actuar sobre el proyectil los gases que lo impulsaron.

FIGURA N° 9: Vista de la fase final antes de la contracción de la onda de choque - Figura modificada tomada de (1)
FIGURA N° 10 : Proyectil alejándose de la boca del arma mostando los gases que todavía actúan sobre él.

2°) El fogonazo "es la luz emitida en las proximidades de la boca por el gas propulsante caliente y las reacciones químicas que se producen al mezclarse con el aire circundante". (1)

Se pueden sonsiderar cuatro tipos o etapas en el fogonazo:

  • a- "El previo, formado por las partículas y gases que dentro del cañón se "filtran" entre las paredes del mismo y el proyectil adelantándose hasta ubicarse delante de la ojiva, y que originan una luz visible. (Ver figura N° 11)
  • b- El fogonazo primario, producido por los gases calientes que salen al exterior por la boca y que producen un brillo de poca intensidad.Una vez en el exterior estos gases se expanden y enfrían rapidamente.
  • c- El fogonazo intermedio, producido después del fogonazo primario, cuando los gases vuelven a calentarse.
  • d- El fogonazo secundario, al producirse la inflamación del hidrógeno y del monóxido de carbono originados por la combustión de la pólvora al mezclarze con el oxígeno constituyendo una llamarada más brillante". (1)
FIGURA N° 11: Vista del fogonazo previo - Figura tomada de (1)

Este último fogonazo en las armas de pequeño calibre no suele producirse por la falta de elementos necesarios para su existencia.

Finalmente, "es posible que aparezca una fina banda de luz en la estela del proyectil compuesto por partículas calientes y restos del propulsante quemado". (1) (Ver figura N° 12)

FIGURA N° 12: Vista de los diferentes tipos de fogonazos. - Figura modificada tomada de (1)

Citas Bibliográficas

1) GONZÁLEZ MORALES Agustín E.: Fundamentos de Balística. Editorial Noray. 2000.
2) DIAMANTE Vicente: Compendio de Otorrinolaringología. Editorial Promed. 2010.
3) MARINO Juan: El gran libro de los silenciadores y de las armas silenciadas. Editorial de Vecchi. 1994.
4) VANZETTI Oscar E.: El tiro y el porqué de la prevención de lesiones sobre el aparato auditivo. Full Aventura. Marzo de 2008.
5) ALBINO Oscar : Balística de armas menores. Edición del Autor. 2004.
6) FERNÁNDEZ G. y FERNÁNDEZ J.: El trauma acústico.II parte. Revista Armas y Tiro. Año VIII, N° 42. 1970.
7) BELLAMY Ronald & ZAJTCHUK Russ: Convencional Warfare, Blast, and Burn Injuries. The Physics and Biophysics of Wound Ballistic. Chapter 4.
8) BUSSARD Michael: Ammo Encycloprdia. 4th Edition. Blue Book Publications. USA. 2012.
9) SÁENZ Jorge: Balística de armas menores. Mundo Gráfico Salta Editorial. 1ª ed. 2016.
10) RAFFO Osvaldo: Tanatología. Investigación de homicidios. Editorial Universidad. 1° edición. Bs As. 2006.
11) Redacción Armas.es: Silenciadores: cómo funcionan, su historia y tipos. Octubre 2016. Traducido por Jorge T. Rey.
(http://www.armas.es/reportajes/33-reportaje-mundo-armas/33384-silenciadores-como-funcionan-su-historia-y-tipos)
12) Di MAIO Vincent J. M.: Heridas por armas de fuego. Ediciones La Rocca. 1999.
13) HISTORICAL FIREARMS [Armas de Fuego Históricas]. Traducido por Jorge Tierno Rey, autor de El Blog de Tiro Táctico. Mayo 2016.

Otras Fuentes Consultadas

- WIKIPEDIA, la enciclopedia libre.
- HOGGS I.V & WEEKS J.: Il grande libro delle pistole di tutto il mondo. De Vecchi
Editore. Milano. 1979.
- HUEBNER Siegfied: Silencers for Hand Firearms.Palladin Press. Colorado. USA.
1976.
- HOGG Ian & WEEKS John: Military Small Arms of the Twentieth Century. Follet
Publishing Co. Chicago. USA. 1973.

Oscar Enrique Vanzetti Médico Legista

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