Estudios sobre la Balística de Efectos (2º parte)

El trabajo de Marsall Sanow (M & S)

Analizando el trabajo de Marshall Sanow, veremos que algunas conclusiones del FBI son ciertas pero otras no; incluso vemos que la munición elegida fue dejada de lado por otras de mejor perfomance.

Primero debemos tratar de definir qué es poder de detención: es la propiedad que tiene un proyectil que permite detener rápidamente la actividad de un hombre o animal.

Esta definición requiere ser acotada y adoptamos el criterio de M & S.

• 1. Se computa únicamente el efecto de un solo impacto, en cualquier lugar del torso.
• 2. No se computan los impactos múltiples en el torso, ni impactos en la cabeza ni extremidades.
• 3. Hay detención cuando, dentro las limitaciones anteriores:
  - Cesó la actividad agresora inmediatamente después del impacto.
  - Si el agresor se desplazaba, se desploma dentro de los tres metros.
• 4. Estamos hablando de un disparo, en el torso y con cese la actividad agresora. (one shot, one stop).

Los cazadores son los que conocen mejor que nadie qué es poder de detención. Generalmente el animal alcanzado por el proyectil se desorganiza y pierde el control de su actividad: la perdiz deja de volar, la liebre rueda, animales grandes tambalean, dan unos pasos y se desploman, no siendo raro que cuando se los cobra aún estén vivos.

A los 105 años de las primeras pruebas para determinar el poder de detención de la munición de armas de puño con pólvoras sin humo, M & S publican el resultado de una investigación en la que han recogido los efectos reales de este tipo de munición, a través del estudio de más de 10.000 casos. Han encontrado una correlación muy elevada entre los resultados de ensayos en gelatina balística y los resultados observados en la realidad. Esto ha conducido a un método de laboratorio que permite predecir el poder de detención y la profundidad de penetración de distintas municiones.

Estas son las causas que me inclinaron a estudiar este tema y tratar de entender aquéllas características que pudieran entrar en discusión para debatirlas.

En 1982 E. Marshall y E. Sanow, ambos policías de EE UU, publican en un libro (Handgun Stopping Power) información sobre la efectividad de todas las municiones utilizadas en USA, acumulada a través del estudio de más de 10.000 pericias e informes policiales. Es en base a esta información que han podido determinar con un alto grado de fiabilidad cuál es la probabilidad de detención de casi todas las municiones en uso en EE UU.

Buscan correlacionar esta información con diferentes características de la munición o con ensayos de laboratorio. Por primera vez se hace algo científico; en vez de intentar predecir el comportamiento de una munición en base a hipótesis no demostradas o mediante ensayos prácticos sin validez científica, busca la correlación entre los resultados prácticos y los ensayos de laboratorio.

M & S. miden la correlación entre los resultados prácticos de diversas municiones y cada una de las siguientes características medidas en gelatina balística:

• 1. Profundidad de penetración.
• 2. Diámetro del proyectil recuperado después del impacto.
• 3. Volumen de la cavidad permanente.
• 4. Volumen de la cavidad transitoria.

1. Importancia de la profundidad de penetración

Es necesario ante todo, aclarar que los fenómenos de penetración de proyectiles en tejidos vivos (fluidos), materiales de baja resistencia (maderas, plásticos, huesos) y de alta resistencia (metales), son diferentes y se rigen por distintas leyes. No es posible predecir la penetración en un grupo de materiales, extrapolando los resultados calculados u observados en otros.

La penetración en materiales sólidos, de baja o alta resistencia, puede ser fácilmente calculada o medida. No así la penetración en tejidos vivos; donde la medición experimental es imposible. Para medirla, se utilizan sustancias en la que el comportamiento del proyectil y la profundidad de penetración son similares a las de los tejidos vivos; para medir la profundidad de la penetración o el volumen de la cavidad transitoria, la gelatina balística es el medio más adecuado. Recordemos que es Laboratorio más importante de esa época, el National Institute of Justice, dependiente del Departamento de Justicia de los EE UU, quien inicia los ensayos con dicha sustancia en forma oficial.

La arcilla húmeda persiste más en la penetración, con el resultado que si el proyectil es indeformable, la penetración es menor y si es de punta hueca la deformación es mayor, con lo que se alteran más los resultados referente a las experiencias prácticas (autopsias). Las cavidades formadas son fácilmente observables, pero son difíciles de correlacionar como ocurre con la gelatina balística y los tejidos vivos; además, pequeñas variaciones en el contenido de agua, producen grandes variaciones en la viscosidad y en consecuencia en los resultados.

Panes de jabón de lavar constituyen un medio muy fácil de utilizar. Los ensayos son repetibles siempre y cuando se utilizen panes de jabón de igual dureza Shore. El jabón no sirve para predecir los resultados en tejidos vivos, pero es un excelente medio para observar las diferencias de efecto que tienen distintos proyectiles; dado que es un material que absorbe rápidamente humedad y es sensible a la temperatura, los ensayos deben hacerse de inmediato de tomarse la dureza y en el menor tiempo.

Muchos autores sin fundamentos prácticos recomiendan proyectiles con baja penetración. Se fundamentan en que si hay sobrepenetración, la energía se malgasta y existe la probabilidad de heridos inocentes:

• Los estudios se orientaron hacia proyectiles de muy baja penetración. Estos buscaron determinar la energía absorbida por el blanco. Los ensayos de laboratorio con gelatina balística indican para el caso de proyectiles deformables una relación inversa entre el volumen de la cavidad transitoria (probabilidad de detención) y la penetración; pero no es cierto para proyectiles indeformables y menos para aquéllos de muy alta velocidad; éstos forman cavidades transitorias muy importantes y penetran como los proyectiles comunes encamisados.
• La probabilidad que una persona se encuentre alineada entre la pistola y el delincuente es demasiada baja; menos del 5 % de todos los circunstantes heridos lo son por sobrepenetración.
• La penetración mínima, medida en gelatina, debe estar entre 30 y 38 cm, según los autores, el FBI, Falckner (Cnl. Méd. de EE UU famoso en sus estudios a fines de la década del 70 sobre heridas de bala producidas por fusil en su experiencia en Vietnam), etc. En un impacto frontal sin blancos intermedios, esta penetración es suficiente para herir a una persona situada detrás del agresor. En un impacto lateral una persona muy gruesa o muy abrigada, como un blanco intermedio liviano, esta penetración puede ser insuficiente.
• A todo factor igual, es preferible una mayor penetración en tejidos vivos que lo contrario.

Medición de la penetración en los tejidos vivos: La penetración en tejidos vivos es prácticamente similar que en gelatina balística. Los que cuestionan este elemento, deben pensar que un laboratorio de la importancia del NIJ del Dep. Justicia de EE UU, estudió sus ventajas y desventajas y lo adoptó; no fueron M. S. Es como cuestionar que no son idóneos los ensayos balísticos para los chalecos antibala con arcilla tipo Roma Nº 1, para la medición del trauma, porque es muy diferente a la conformación del torso de un cuerpo humano; también implantado por dicho laboratorio.

Es el único medio que da valores correnacionables con la realidad; este método, no sólo es razonablemente preciso, sino que además permite dar una idea de cuáles son las variables que afectan la perfomance de los proyectiles. Cuando se calcula la penetración o la probabilidad de detención de proyectiles deformables, siempre debe tomarse la masa y el diámetro del proyectil recuperado después del impacto en la gelatina. Ver video 1.

La profundidad de penetración es fundamental en la evaluación de una munición. El NIJ consideró innecesaria una gran penetración; en su modelo computerizado se evaluaron únicamente los disparos frontales. En la realidad, la mayoría de los impactos son laterales. Hay que prever que el proyectil debe tener suficiente penetración remanente después de atravesar un brazo, tejidos adiposos, ropa gruesa y en general blancos intermedios.

El NIJ puso énfasis en que la sobrepenetración ponía en riesgo la vida de aquéllos que podían encontrarse atrás. Se ha encontrado este argumento en forma sistemática cada vez que se menciona la penetración de la 9 mm común, sin que los que lo sostienen tuvieren la menor idea de cuál es el riesgo estadístico. Los heridos por encontrarse detrás del delincuente no llega al 5 % del total de los circunstantes heridos. El desconocimiento de este tema es tal que algunos que temen los problemas de sobrepenetración, abogan simultáneamente por munición del tipo subsónica, cuya penetración es superior en un 20 % que la 9 mm común.

La profundidad de penetración no permite predecir la probabilidad de detención ni la eficiencia de la munición.

Marsall Sanow observaron que la correlación es negativa; es decir, que proyectiles que penetran poco, tienen mayor probabilidad de detención, pero con con un coeficiente muy bajo (aprox. un 37 %). Esto se debe a que estos proyectiles, aún con un coeficiente elevado de shock, sólo tienen una alta probabilidad de detención en el caso de impactos frontales y siempre que no existan blancos intermedios. La munición con proyectiles indeformables de alta velocidad tienen una penetración elevada combinada con una relativamente alta probabilidad de detención.

Si se observa la fig. 2, se tiene en la ordenada, poder de detención (porcentajes) y en la abcisa profundidad de penetración (pulgadas); el Poder de Detención. decrece en función de la penetración.

Para evaluar una nueva munición, debe asegurarse una penetración mínima de 15 pulgadas o 400 milímetros en gelatina. Valores mayores en cualquier caso son una ventaja y no un inconveniente.

2. Diámetro del proyectil después del impacto)

Los proyectiles expansivos deben guardar una relación entre su velocidad y el diámetro de expansión. Si la velocidad o la expansión son excesivas, el proyectil se desintegra parcialmente perdiendo masa, diámetro y en consecuencia efectividad.

Esta es la razón de la baja perfomance de proyectiles de punta hueca, así como los Hydrashock, que si bien logran una máxima deformación a velocidades relativamente bajas, cuando exceden sus velocidades para las cuales han sido diseñados, cuando se prueban en gelatina como en la práctica, pierden su efectividad por su parcial desintegración. El proyectil Hydrashock fue diseñado para expandir con muy bajas velocidades. Es el mejor para utilizar en calibre .45 donde tiene una velocidad entre 250 y 280 m/seg. Esta misma construcción se desintegra si sobrepasa los 350 m/seg.

En el fig. 7, puede observarse que el Poder de Detención crece en función del diámetro recuperado. (Ordenada S.P. - %; abcisa, diámetro recuperado, en pulgadas ? para velocidades bajo los 1.300 pies por segundo).

El diámero y la masa de los proyectiles recuperados en gelatina son iguales que los recuperados en seres humanos.

Para establecer la correlación entre la probabilidad de detención y el diámetro del proyectil recuperado, M & S han tenido que adoptar dos coeficientes que interactúan:

3. Volumen de la cavidad permanente

Se calcula multiplicando la penetración alcanzada en gelatina balística por las diferentes superficies del proyectil después del impacto. M & S han tenido que establecer diferentes coeficientes de correlación según la velocidad del proyectil; sabemos que la penetración es diferente para proyectiles expansivos que exceden su velocidad de diseño, por lo tanto si se multiplican dos variables, ambas con bajas correlaciones, no pueden esperarse una buena predicción en los resultados. Vemos la fig. 8 que está realizado para proyectiles con velocidades por debajo de 1.300 pie por segundo; el Poder de Detención crece en función del crecimiento de la cavidad ( en pulgadas cúbicas). Por esta causa M & S buscan en la cavidad transitoria una mejor correlación ( una de las críticas que se realizan).

4. Volumen de la cavidad transitoria

Cuando el proyectil penetra en un fluido como la gelatina, la presión generada provoca una cavidad que luego se contrae inmediatamente (como el efecto memoria en las gomas). La formación de esta cavidad fue registrada por el Dr. Di Magio mediante fotos de alta velocidad y un flash de rayos X, método muy sofisticado y fuera del alcance de los laboratorios balísticos.

El volumen de la cavidad puede medirse cortando la gelatina en rebanadas y midiendo la extensión de las rajaduras producidas. Hay varios métodos para efectuar esta medición; el adoptado por M & S es el propuesto por el Dr. Martín Fackel del US ARMY WOUND BALISTIC LABORATORY y consiste en tomar como radio de la cavidad en cada corte, el promedio de las dos rajaduras más largas. Puede observarse que los resultados obtenidos tienen una muy alta correlación con los publicados por M & S. Si el diámetro de expansión del proyectil o la profundidad de la penetración tienen correlaciones bajas y requieren de diferentes coeficientes en función de la velocidad, en cambio el volumen de la cavidad transitoria tiene una correlación con los resultados prácticos de k = 0,80, que es muy elevada.

En la fig. 9 , se observa también el crecimiento del Poder de Detención en función del crecimiento de la cavidad temporaria (medida en pulgadas cúbicas). En este caso para la mayor cavidad le corresponde un alto porcentaje de detención (95,5 %).

Por otra parte, conociendo el volumen de la cavidad producida en gelatina por una munición desconocida y en base a la regresión lineal calculada sobre valores medidos de las cavidades, se puede estimar la probabilidad de detención mediante la siguiente fórmula:

Pd. = (0,92 . Vol.) + 0,56

5. Observaciones generales

Hay dos aspectos fundamentales en el trabajo de M & S que lo distinguen de otros trabajos realizados:

• a. Es una teoría que se basa en la observación y la medición de miles de casos reales, determinándose la probabilidad de detención de diversas municiones.
• b. Se ha buscado comprobar la información obtenida en la práctica, con ensayos de laboratorio para determinar su correlación.
• c. Se ha encontrado una correlación significativa con la cavidad transitoria.
• d. Los ensayos en gelatina son reproducibles, es decir que el mismo proyectil genera la misma cavidad cada vez que se realiza el ensayo en condiciones de laboratorio.

6. Poder de detención

Entonces, qué es lo que hace una bala para "parar" una agresión; cuándo se considera que se detiene absolutamente; puede ser por:

• a. Daño neurológico
• b. Pérdida de presión sanguínea
• c. Reacción psicológica
• d. Podemos agregar una cuarta: daños al sistema nervioso por efecto de la elevación de la presión, sin llegar a dañar el cerebro o la columna

a. El cerebro y la médula son las únicas partes del cuerpo humano que contienen suficiente material neurológico para ser blancos rentables de un disparo por un arma de puño. Un proyectil que llegue al cerebro o dañe la médula, será de una eficacia inmediata. En el primer caso, la persona quedará inmovilizada inmediatamente e incapaz de funcionar en forma coordinada; en el segundo caso, la persona generalmente perderá el control de su cuerpo de la herida hacia abajo. Eso por supuesto, incluye las piernas haciendo que la persona caiga al piso. Esta es la buena noticia; la mala es que ni la médula ni el cerebro son blancos acertables, ya que son muy difíciles de alcanzar con un arma de puño en situaciones típicas en el tiro defensivo. (Ver las experiencias del polígono de Aberdeen).

b. El sistema circulatorio mueve la sangre a través del cuerpo bajo presión; sin presión sanguínea no puede haber movimiento de sangre, por lo tanto no hay circulación. El término shock es usado por profesionales para describir una condición en la cual el sistema circulatorio no puede mantener la presión sanguínea normal. Cuando ésto ocurre aparecen los signos delatadores del shock siendo la pérdida de conocimiento el primero. El cerebro humano es por lo tanto muy sensible a las bajas repentinas en la presión sanguínea.

Los proyectiles de las armas de puño pueden estar muy limitados a lo que pueden lograr, pero son muy capaces de causar severos daños a los principales componentes del sistema circulatorio (corazón, aorta y arterias pulmonares). El resultado de estos daños es indudablemente una baja repentina y generalmente irreversible en la presión sanguínea. Estas son las buenas noticias, las malas son que la pérdida de la conciencia puede tardar entre 15 a 30 segundos en manifestarse y aún más, bajo ciertas circunstancias.

c. El tercer factor es la reacción psicológica de la persona al haber recibido un impacto. Este es el factor más difícil de predecir. Están desde las personas muy sugestionables que se sienten heridas aún sin habérselas impactado, hasta aquéllas que siguen en acción pese a haber recibido varias heridas mortales.

d. El último que surge y basado en las experiencias realizadas con munición de alta velocidad, es un factor que puede resultar definitorio: daños al sistema nervioso por efecto de la elevación de la presión, sin dañar el cerebro o la columna.

Para entender el fenómeno debemos encontrar en los principios estudiados en la mecánica de los fluidos.

• Cuando un proyectil hace impacto en una masa de fluido (en este aspecto el cuerpo puede ser considerado como tal), desplaza violentamente cierta cantidad de material cuya resistencia al desplazamiento genera presión; a mayor velocidad mayor presión. El agua no ofrece mucha resistencia a quien se zambulle desde el borde, pero aquel que ha caído mal desde un trampolín alto, ha comprobado fehacientemente esta ley.
• Es posible calcular la presión que ejerce un proyectil a una distancia ? r ? del punto de impacto, mediante una fórmula bastante aproximada:
  
  Pr (presión sub "r") : (1,25 . k . f. g . Ec . d ) / m . r
  P = Presión en Kg / cm2
  k . f = Coeficiente de forma
  g = Densidad del líquido (1,0 para tejidos vivos y gelatina)
  Ec = Energía cinética
  d = Diámetro del proyectil
  m = Masa del proyectil
  r = Distancia del impacto
• Un proyectil cal. .22 LR genera una presión del orden de los 15 bar, un 9 mm o un .45 encamisados unos 30 bar; las municiones más potentes llegan a 120 bar; para dar una medida de magnitud una cubierta de automóvil se infla a 1,5 bar.
• El pico de presión se alcanza después del impacto en un tiempo del orden de los 50 microsegundos. La onda de presión generada se transmite a todo el cuerpo a una velocidad de 1.400 m/seg. , es decir que el proyectil no ha salido del cuerpo cuando la onda de presión ha atravesado todo el organismo desde la cabeza a los pies. Esta presión de cortísima duración se extiende como una onda por todo el cuerpo, perdiendo intensidad a medida que se extiende su distancia al punto de impacto; a un radio de 10 cm para un proyectil de 9 mm común o de 60 cm para un proyectil de alta velocidad, la presión aún tiene valores importantes.

La transmisión de órdenes o impulsos en el sistema nervioso se hace a través de las sinapsis, delicadísimos sistemas celulares donde se efectúan intercambios eléctricos y químicos. Se supone que la onda de presión al atravesar el organismo es la que produce la paralización del sistema nervioso. Durante mi jefatura al frente del Laboratorio de Armamentos de la Escuela Superior Técnica, se realizaron todas las pruebas y ensayos balísticos para evaluar la munición KRD calibres 9 mm y .38 , de acuerdo a requerimientos del Renar. Su fabricante el Ing. Carlos Lamm, estudioso de los efectos de la munición de alta velocidad (los franceses desarrollaron la Haute Vitesse), se basó en datos científicos cuyas conclusiones tienen razonabilidad, aunque difíciles de probar prácticamente.

7. Conclusiones

a. La extensa información publicada por M & S no deja dudas que descartando la reacción psicológica, la probabilidad de detención está íntimamente ligada a la pérdida de presión sanguínea y al coeficiente de shock. La primera ya la hemos analizado que salvo impactos en lugares muy neurálgicos, difíciles de conseguir, no ?para la agresión? inmediatamente; de acuerdo a M & S , un solo impacto en el torso de .357 Mg., llega a tener una probabilidad de detención cercana al 90 %; un cazador de elefantes realiza su disparo a una distancia de 50 a 80 metros, es decir que éste debe ser abatido en un plazo no mayor a los 5 segundos, tiempo evidentemente corto si se debe esperar los efectos de una hemorragia.

b. En cuanto a la segunda hay dos caminos para lograr ese efecto:

• Proyectiles de velocidad intermedia, de 350 a 400 m/seg, que aumentan su diámetro con el impacto.
• Proyectiles de alta velocidad, 480 a 550 m/seg, indeformables.

c. Cada tipo de munición tiene sus limitaciones; los primeros tienen problemas de aceptabilidad en nuestro país por parte de la justicia y los medios. Su eficacia se reduce contra vehículos y blancos intermedios La munición rígida de alta velocidad se desvía fácilmente por obstáculos intermedios y pierde rápidamente la energía cinética con ángulos de impacto pronunciados y/o cuando atraviesa elementos gruesos como abrigos; sin embargo atraviesa con ángulo de incidencia normal a chalecos antibala nivel III A. Está prohibida por el Renar, sin embargo ambas ayudan a reducir víctimas inocentes, pues requieren menor cantidad de disparos para abatir a un delincuente y al perder rápidamente la energía cinética, se disminuyen los rebotes.

d. Dado el minucioso estudio de M & S , al que agregamos el anexo I, efectividad de la munición en base a la estadística en la calle y el anexo II, resultado de los calibres de armas de puño en gelatina, podemos inducir qué tipo de munición elegiríamos para defensa. Observen los diferentes valores que son similares en ambos anexos. Descartamos las de alta velocidad.

e. La perfomance es ideal cuando un impacto produce heridas penetrantes en el pecho, pero sin tener en cuenta el ángulo; es decir el disparo penetra completamente el cuerpo, sin salir, descargando teóricamente toda la energía cinética.

f. Penetración poco profunda o poco confiable con un arma en modo automático, descalifica la munición para defensa.

g. La penetración ideal es de 15 pulgadas o 400 mm.

Continuaremos con la elección de nuestro calibre para la defensa y analizaremos las discrepancias con Marshal Sanow.