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INSTRUCTOR TACTICO PARA

FUERZAS DE SEGURIDAD

BALISTICA

TEMARIO

INTRODUCCIÓN A LA BALISTICA

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Leyes de Newton

Galileo Galilei (1564-1642) Aparición del Método Científico y los

primeros estudios sobre las leyes de caída de los cuerpos.

Isaac Newton (1643-1727) toma los fundamentos de Galileo, en

sus trabajos respecto del movimiento acelerado y de un modo mas

preciso, enuncia las tres leyes en las cuales se fundamenta la

mecánica clásica.

Primer Ley de Newton.

Cuando un cuerpo esta en reposo o moviéndose con velocidad

constante, sobre una trayectoria rectilínea, la resultante de todas

las fuerzas ejercidas sobre él, es nula o igual a cero.

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Leyes de Newton

Segunda Ley de Newton.

La aceleración de un cuerpo es proporcional a la fuerza

resultante ejercida sobre él, inversamente proporcional a la

masa del mismo y tiene la misma dirección y sentido que la

fuerza resultante.

a α F / m F = m . a

Tercera Ley de Newton

Si un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza dada, el segundo ejerce sobre el

primero otra fuerza de la misma intensidad pero de sentido opuesto.

Principio de acción y reacción.

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FORENSE

CLASIFICACION

INTERIOR

INTERMEDIA

EXTERIOR

EFECTOS

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CARTUCHO1

BALA O PUNTA2

VAINA3

4 POLVORA O PROPELENTE

CAPSULA INICIADORA5

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SITEMAS DE ARMAS

AVANCARGA

RETROCARGA

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SISTEMA PAULY

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Balística Interior

• Se ocupa del estudio de las variables que seproducen a partir del momento de lapercusión. Analiza el movimiento del proyectilen el interior del ánima del cañón, las causasque producen dicho movimiento y los efectosque ocasiona hasta que el mismo abandonael arma.

• Tiene por finalidad el conocimiento en cadainstante y en cada punto, de la velocidad delproyectil (curva de velocidades), la presiónque los gases ejercen sobre él y el resto delsistema y la cantidad de pólvora quemada(leyes de combustión).

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Balística Interior

Las ciencias que predominan en su estudio son:

• La termodinámica cuyas leyes y principios

gobiernan la etapa de generación de gases por

parte de la pólvora propulsiva, muy próximas a

las de los gases ideales.

• La mecánica, en la traslación y rotación del

proyectil

• La resistencia de materiales en lo referente a la

solicitación de los cañones y los elementos

auxiliares del arma.

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Las etapas que se cumplen durante el desarrollo de este

fenómeno son:

• Iniciación. Se produce la combustión del propulsante y conella la generación de una importante cantidad de gases aelevadas temperaturas. Crece la presión interna hastaromper el reposo del proyectil (período de combustión avaso cerrado o a volumen constante).

• Comienza a crecer la velocidad del proyectil, aumentandola generación de gases hasta el momento en que terminade quemarse la carga del propelente (período decombustión a volumen variable).

• Los gases se expanden aumentando aun más la velocidaddel proyectil, hasta que éste termina por abandonar elarma (período de expansión).

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En función de estas etapas mencionadas, las tres

ecuaciones fundamentales de la balística interior son:

Ecuación de Combustión. Se aplica la ley de Noble y Abel.Relaciona las presiones máximas y las cargas ( P presión, Vvolumen y T temperatura), la ley experimental que relacionalas presiones con el modo de combustión de las pólvoras y laley que relaciona el modo de combustión de las pólvoras conla forma de los granos y la disposición de la carga. Rigedurante la combustión a vaso cerrado.

Ecuación de Equivalencia. Relaciona en cada instante laenergía potencial de los gases con la energía cinética o eltrabajo que son capaces de producir. Rige durante lacombustión a volumen variable y el período de expansión delos gases

Ecuación de Inercia. Relaciona las presiones con losmovimientos del proyectil. Se establece mediante laaplicación de las leyes de inercia estudiadas en mecánica.

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La Percusión

• Cuando la cola del disparador es accionada, los

mecanismos entran en acción y dejan en libertad al

percutor el que, impulsado por el muelle principal, se

desplaza hacia delante e incide sobre la cápsula

iniciadora. La mezcla explosiva contenida en ésta se inicia

y detona, en razón de la excitación generada por la

energía contenida en el golpe.

• Toda la acción se realiza en un tiempo (retardo a la

percusión), que depende de la cadena cinemática de los

mecanismos que intervienen en la acción. Es un tiempo

pequeño (de 2 a 6 milisegundos). La velocidad con la que

el percutor incida en la cápsula, crece en importancia en

la medida con la que es capaz de reducir el retardo y,

unida a la masa del percutor, establece la energía de

percusión. CEsBa Rosario


La Percusión

E = ½ m v² = ½ p/g v²En cada caso particular ha de ser la adecuada. Casocontrario se corre el riesgo de una falla de iniciación, o larotura de la copita de la cápsula por una percusiónexcesiva. Los valores de energía mínima se pueden

apreciar en el siguiente cuadro.

Cápsula Tipo Energía

Small Pistol 0,0167 kgm

Large Pistol 0,0167 kgm

Large Rifle 0,034 kgm

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La Ignición

Cuando la mezcla iniciadora, es golpeada por el percutor

contra el yunque, se inicia la combustión bajo la forma de

una detonación.

Esta ignición tiene lugar en un período de tiempo muy

pequeño, del orden de dos décimas de milisegundo

(retardo a la ignición).

La eficiencia de la misma tiene una dependencia directa

con el calor y el largo de llama producida, que han de ser

las que correspondan para el tipo de pólvora, el volumen

de carga, el tamaño y forma de la cámara de combustión

(vaina) y el diámetro de los oídos que comunican ésta con

el alojamiento de la cápsula iniciadora.CEsBa Rosario


La Ignición

La detonación de la sustancia iniciadora de la

cápsula debe tener el volumen de generación de

gases, longitud de llama, temperatura y presión,

suficientes como para introducirse en la carga de

pólvora a través de los espacios entre granos,

tendiendo a lograr el encendido simultáneo de todos

ellos.

Esta detonación que transforma entre 20 o 30

miligramos de mezcla explosiva iniciadora, en una

centésima de milisegundo, en una masa blanca de

gases calientes, es la que produce el fenómeno de

ignición prácticamente instantánea de la pólvora.CEsBa Rosario


Combustión de la Pólvora. Desarrollo de Gases

Cuando los granos de pólvora se han encendido,

comienza la producción de gases y con ella, el incremento

de la presión interna del sistema.

La superficie interior de la vaina y el resto de la pólvora se

calienta; aumenta la velocidad de combustión de la

pólvora (dependiente del aumento de presión), junto con

la generación de gases por unidad de tiempo.

Los gases a elevada temperatura y gran presión aceleran

la combustión de los granos.

La presión crece súbitamente, las paredes de la vaina se

dilatan apoyándose sobre el interior de la recámara y el

culote, sobre el plano anterior del cierre.CEsBa Rosario



Al retener la recámara a la vaina, firmemente, la

expansión se extiende al gollete y la bala queda libre y

comienza a moverse impulsada por la presión de los gases

en su culote, iniciando su vuelo hacia el estriado.

En este instante, una pequeña porción de los gases se

adelantan a la bala en su posición en el ánima y tienden a

filtrarse entre el gollete de la vaina y la recámara.

Al tomar el rayado, la bala sella su camino hacia delante y

de esta manera, quedan confinados detrás de la bala.

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Mientras tanto los granos continúan quemando, la presión

de los gases aumentan hasta alcanzar su valor máximo que

suele coincidir con el momento de la toma del estriado por

parte de la bala. Esto dependerá del grano de pólvora, su

tipo (más o menos progresiva) masa y dureza de la bala y la

longitud de la zona cilíndrica de la misma; también del

grado de forzamiento entre bala y tubo cañón.


Según la bala hace su recorrido por el ánima, la cámara de

combustión donde continúa ardiendo la pólvora, aumenta y

en determinado momento, con la bala aumentando

considerablemente su velocidad, ese incremento de la

cámara de combustión le gana la carrera al desarrollo de

los gases y la presión comienza a descender.


A pesar de ello, es lo suficientemente importante como para

continuar impulsando a la bala hasta que finaliza su

recorrido y sale por la boca del arma. Incluso, si la caída de

presión no es muy violenta, la velocidad del proyectil

aumenta todavía un poco más después de salir al exterior,

por el último impulso que recibe del fogonazo de los gases

que salen detrás de ella.

Justamente éste fenómeno, es uno de los fundamentos

utilizados por los autores que justifican la existencia de la

balística intermedia

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La Bala que parte del reposo y recorre el ánima, con unmovimiento variable acelerado hasta salir por la boca,emplea un cierto tiempo en ese recorrido.

Tiempo de Recorrido en el Anima.

El cálculo de ese tiempo podría estimarse con cierto error,dividiendo la velocidad en boca por la longitud del ánima;pero la realidad es que la aceleración de la bala es siempremayor en la primer mitad del tubo que en el resto. Esto sedebe a que el empuje de los gases es siempre mayor alprincipio.

Como ya hemos visto, la presión máxima en las armasportátiles, se suele alcanzar al inicio de la toma del estriadopor parte de la bala.

Luego la aceleración de la bala no responderá a una funciónlineal, sino parabólica. Datos experimentales, permitenestimar el tiempo de recorrido en el ánima entre 0,8 y 1milisegundos, para la mayoría de los casos.

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Tiempo Total de Desarrollo de la Balística Interior

Resumiendo los datos brindados en los puntos que

anteceden, una idea aproximada del tiempo total del

desarrollo de la balística interior de las armas de pequeño

calibre portátiles, queda reflejado en el siguiente cuadro.

Variable Entorno de Tiempo

Retardo a la Percusión De 2 a 6 milisegundos

Retardo a la Ignición 0.2 de milisegundo

Recorrido del Anima De 0,8 a 1 milisegundo

Tiempo Total De 3 a 7,2 milisegundo

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Las Presiones en la Recámara

Es uno de los factores principales a tener en cuenta

a la hora de diseñar un sistema arma-cartucho.

La presión máxima generada en el momento del

disparo, no debe exceder a la que el sistema es

capaz de resistir.

Por supuesto, si el problema es el diseño de un

arma para un determinado cartucho preexistente,

ella deberá soportar hasta una presión de un 30 %

superior a la normal.

Ella es la presión con la cual se deben ensayar las

armas antes de llegar a manos del usuario.

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Las Presiones en la Recámara

La presión en la recámara viene determinada por una serie

de factores de los cuales ya nos hemos ocupado.

El tipo de pólvora, su cantidad y la densidad de carga;

masa, material, forma y longitud de la bala; el calibre, el tipo

y paso del rayado, el forzamiento, etc.

Pero el desarrollo de una presión excesiva en un arma, en el

momento del disparo, puede sobrevenir en no pocas

ocasiones, por causas en buena parte ajenas a cuantas

hemos señalado y a las que no siempre se le concede la

debida importancia.

Un ligero exceso en la carga de pólvora, que en condiciones

normales no superaría los márgenes de seguridad

establecidos, en un cartucho que ha estado expuesto un

largo tiempo al sol en un día caluroso, puede ser la causa

de un serio accidente.CEsBa Rosario


La Cámara de Combustión

La vaina del cartucho es la cámara donde se produce la

combustión de la pólvora y su forma no es caprichosa.

Desde los tiempos de la pólvora negra, las vainas eran

prácticamente cilíndricas, con una ligera conicidad que

asegurase una fácil extracción y tan largas como era

necesario para alojar la carga de pólvora.

Su diámetro era casi igual a la del ánima, quedando

asentadas en las recámaras merced a la pestaña que

levantaban en el culote.

La pólvora negra ardía viva e instantáneamente, el único

inconveniente que presentaba era la desmesurada longitud

de recámara resultante, cuando se proyectaba un arma larga

de gran potencia, que debía disparar un cartucho con una

vaina de gran longitud. CEsBa Rosario



En el primer empleo de pólvoras sin humo en vainas

cilíndricas, diseñadas originalmente para cartuchos de

pólvora negra, surgieron los inconvenientes inherentes a la

baja velocidad de combustión de estos nuevos propelentes.

Sobraba espacio en estas largas vainas y la presión era tan

reducida que la combustión de la pólvora resultaba

incompleta en el momento en el que la bala abandonaba el

tubo cañón.

Un incremento en la densidad de carga resultaba prohibitivo

por los valores de presión que se alcanzaban.

Fue necesario preparar pólvoras sin humo de características

similares a las de la negra y un importante acortamiento de

las recámara y vainas.

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Estas condiciones iniciales, se conservan actualmente en losviejos sistemas para arma corta, pero resulta imposiblemantenerlos en armas largas de gran potencia.

Las recámaras y vainas agolletadas, junto con las modernaspólvoras progresivas sin humo, han resuelto el problemaplanteado.

El espaldón que une al cuerpo de la vaina, ligeramentecónico, con el gollete no solo permite lograr una cámara decombustión de volumen ajustado a las necesidades sino que,además, durante la generación de gases estos sonretenidos, los hace retroceder en su camino de expansióncontribuyendo a mantener los valores de presión acorde a lonecesario, favoreciendo la combustión.

Como resultado, las presiones aunque más elevadas sontambién más uniformes mejorando la velocidad inicial y lapresión.

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Es la relación entre el peso de la carga propulsora y el

volumen disponible en el interior de la vaina, limitado por el

asiento de la bala.

Δ = p/V

Siempre resulta conveniente una elevada densidad de carga

con el objetivo de lograr un cartucho compacto y que el oído

que comunica el alojamiento de la cápsula iniciadora esté en

contacto permanente con el propelente. De esta manera la

iniciación de la carga resulta uniforme y con ella, las

velocidades.

En cartuchos de gran potencia, las mejores densidades de

carga son aquellas comprendidas entre el 75 y el 90 %.

Alrededor del 50 % como mínimo es una densidad de carga

suficiente para la cartuchería de pistola y revólver.

Densidad de Carga

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Densidad de Carga

Elevadas densidades de carga en general no ocasionan

inconvenientes, si la presión se mantiene en los límites

establecidos.

Por el contrario, bajas densidades de carga son fuente de

innumerables inconvenientes.

Según en que parte se acomode la pólvora en el momento

del disparo, la ignición resulta irregular, retrasada, fría y en

consecuencia la velocidad y precisión se ven alteradas

arrojando valores dispares e irregulares.

En los casos de tiros de polígono donde se requieren

reducidas velocidades para disminuir la cantidad de

movimiento que recibe el tirador, las densidades de carga

resultan ser muy bajas.

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Densidad de Carga

En tal caso se recurre al artilugio de rellenar el espacio

vacío, colocando entre la pólvora y la bala, un tapón de

material combustible (en base a nitrocelulosa). De esta

manera el propelente queda confinado y se evita el

fenómeno recientemente aludido.

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Cálculos Balísticos

Como ya se mencionó el estudio de la balística interior

implica analizar el fenómeno químico de la combustión de la

pólvora, el físico de la expansión de los gases generados y el

mecánico del movimiento del proyectil. Para este fin, los

fundamentos de este análisis lo conforman las leyes de la

pirostática y de la pirodinámica. La pirostática, o estudio

de la combustión de la pólvora en vaso cerrado, analiza el

caso de los explosivos accionando sobre sí mismos, sin

producir trabajo exterior. La pirodinámica estudia las causas

de las explosiones y los efectos mecánicos de los

explosivos; llamándose explosión al fenómeno producido por

un grande y rápido aumento de volumen, acompañado de

efectos mecánicos poderosos.

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El Sistema como Máquina Térmica

El cartucho metálico, semimetálico o de cualquier

otro tipo de material de los utilizados en la

actualidad, no resulta ser una pieza más del arma;

tampoco se lo puede considerar como un ente

totalmente aislado.

Es uno de los dos componentes del sistema

químico, térmico y mecánico denominado Arma-

Cartucho.

La catalogación más adecuada resulta de su

encuadramiento dentro de las llamadas Máquinas

Térmicas. Por esto lo compararemos con un

clásico motor a explosión, el cual lo es por

excelencia. CEsBa Rosario



El motor convencional transforma la energía

almacenada por la naturaleza, en sus formas más

diversas, por ahora el caso más común es el de

las gasolinas o naftas, en energía mecánica que

puede ser transmitida a máquinas, mediante

diferentes mecanismos, o ser utilizada con otros

fines.

En el caso de los sistemas arma-cartucho, la

energía K almacenada en el propelente o pólvora

se transforma en:

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Energía cinética o de traslación del proyectil (Ecp)

Energía de rotación del proyectil (Ecr)

Energía cinética de retroceso

Energía cinética de los gases de combustión

Energía consumida por el rozamiento del proyectil

Calor de combustión transferido al arma y al cartucho

Calor latente de los gases de combustión, que dejan el

arma detrás del proyectil.

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El Sistema como Máquina Térmica Luego:

De la energía térmica liberada durante la

combustión del propulsante, solo una parte se

transforma en aprovechable. Esto sucede en

cualquier máquina térmica.

En nuestro caso, esa energía aprovechable se

traduce en proporcionar al proyectil una adecuada

velocidad en boca y, en el caso de las armas con

ánima estriada, su necesaria velocidad de rotación

de estabilización CEsBa Rosario


Balística Intermedia

Se ocupa del estudio de las variables que seproducen a partir del momento en que elproyectil abandona la boca del tubo cañón,pero continúa bajo los efectos de laexpansión de los gases de combustión de lapólvora.

Resulta una etapa fundamental, en la cual sedefinen muchas de las variables queterminarán por afectar el correcto vuelo delproyectil en su llegada al blanco.

Continúan vigentes algunas de las leyesanalizadas para la balística interior, pero conel proyectil en vuelo y las variables de labalística exterior. CEsBa Rosario


Balística Exterior

Se ocupa del estudio de las variables que se

producen a partir del momento en que el

proyectil abandona la boca del tubo cañón, y

han cesado los efectos de la expansión de

los gases de combustión de la pólvora.

Muchas personas creen que las balas vuelan

en una línea recta. Esto es falso. En realidad

viajan en una trayectoria parabólica que se

vuelve más y más curva con el incremento de

la distancia de vuelo y la disminución de su

velocidad.

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LA RESISTENCIA DEL AIRE

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Para un determinado proyectil y velocidad, la resistencia del aire

es proporcional a su densidad

Con proyectiles de igual forma y calibre distinto, en un mismo

medio, la resistencia es proporcional a la sección

Para proyectiles de igual masa y calibre, pero de forma

exterior diferente, la resistencia es proporcional al llamado

coeficiente de forma “i”.

Para cualquier proyectil, la resistencia del aire es proporcional a

una cierta función de la velocidad

R = . d² . . i

4f(v)

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RANGO EN

[m]

762 m por

sobre el

nivel del

mar

1.524 m

por sobre

el nivel

del mar

3.048 m

por sobre

el nivel

del mar

100 0,05 0,08 0,13

200 0,10 0,20 0,34

300 0,20 0,40 0,60

400 0,40 0,50 0,90

500 0,50 0,90 1,40

600 0,60 1,00 1,80

700 1,00 1,60 2,40

800 1,30 1,90 3,30

900 1,60 2,80 4,80

1000 1,80 3,70 6,00

El punto de impacto se eleva a medida que aumenta la altitud

Los valores están dados en MOA

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VELOCIDAD DEL PROYECTIL

Ondas de compresión preceden al proyectil, V0 < Vsonido

Los proyectiles que viajan lentamente, crean variaciones de

presión (ruido) que viajan a la velocidad del sonido y que

se adelantan al proyectil. El flujo de aire se ajusta y las

variaciones se disipan. CEsBa Rosario



Los proyectiles que vuelan a la velocidad del sonido,

experimentan un importante incremento de la resistencia del

medio a su avance, ya que las variaciones de presión se

acumulan en lugar de disiparse. El proyectil ha alcanzado a las

ondas de presión que va creando con su desplazamiento.

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Variaciones de Presión


Cuando V0 > Vsonido, el proyectil precede a las ondas y como no

se equilibran las presiones por delante del proyectil, se forma un

frente cónico de choque (onda de choque). Crece bruscamente la

presión. La explosión sónica es el sonido asociado a la onda de

choque.CEsBa Rosario


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EFECTO BERNOULLI O MAGNUS

FUERZA DE

SUSTENTACIÓN

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EFECTO CORIOLIS

Es el que experimenta cualquier objeto que se desplaza de

norte a sur, o al revés, sobre la superficie de una esfera

como la Tierra, que está rotando sobre su eje.

La rotación de la Tierra (hacia el Este), provoca que los

cuerpos en movimiento (masas de aire, aguas oceánicas o

proyectiles), se desvíen hacia la derecha en el hemisferio

norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. La magnitud

de la desviación depende de la velocidad del objeto y de su

latitud.

Es cero en el Ecuador y máxima en los polos. Los objetos

que se mueven rápido se desvían más que los que se

mueven lentamente. El efecto de Coriolis no tiene influencia

en la energía del movimiento y modifica sólo la dirección.

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BALISTICA DE EFECTOS

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FACTORES DE INCAPACITACION

Fisiológicos

Psicológicos

Psicofisiológicos

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PSICOLOGICOS

La incapacitación resulta totalmente impredecible.

Se ha comprobado que la reacción humana puede variar

desde una total indiferencia, a la incapacitación instantánea

aunque el disparo hubiese fallado al blanco.

Generado por situaciones difundidas por los medios de

comunicación masivo, particularmente la televisión y el

cine, se ha popularizado que ante un impacto de bala, el

cuerpo humano debe naturalmente desmoronarse y caer al

suelo.

El Dr. Wolberg lo denomina el síndrome "MI DIOS, ME

HAN PEGADO UN TIROCEsBa Rosario


PSICOFISIOLOGICOS

Causa estudiada en los últimos años por los especialistas

en heridas balísticas. La sobrevaloración de la transferencia

de energía.

El Dr. Martin Fackler, en la reciente publicación de “Wound

Ballistics Review”, identifica a este colapso inconciente

como Desmayo Emocional.

Es un mecanismo psicofisiológico originado en una causa

psicológica conocido como “shock neurogénico” o “shock del

dolor”.

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PSICOFISIOLOGICOS

Emociones fuertes pueden causar la dilatación de los vasos

sanguíneos diseminados por el cuerpo.

Estos vasos tienen un sistema muscular que les permiten

contraerse o dilatarse según necesidad. Usualmente están

semicontraídos, pero impulsos del sistema nervioso

simpático pueden producir su dilatación completa,

aumentando la capacidad vascular.

No tiene relación alguna con los efectos causados por el

proyectil.

Resulta impredecible, y en raras ocasiones afecta a los

delincuentes con antecedentes en enfrentamientos

armados.

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FISIOLOGICOS

Mecanismos de generación de la herida.

“Canal de herida" o "cavidad permanente“.

Su tamaño o volumen define a los órganosafectados y el flujo de sangre que se perderá.

Resulta razonablemente predecible en función delas características del proyectil y la zona deimpacto.

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“Cavidad Temporaria"

Formada por el estiramiento lateral del tejido.

Ondas de presión generadas por la fuerza centrífuga queproduce el giro del proyectil.

El daño provocado dependerá del límite elástico del tejidoafectado.

La velocidad a la que trabajan los proyectiles.

En al caso de armas cortas, no debe tenerse en cuenta parapredecir el canal de herida.

En este mismo caso, efectos extremadamente variables,erráticos e incluso inexistentes.

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Composición y Estado del Blanco

FACTORES QUE GENERAN LA HERIDA

Angulo de Ataque en el Impacto

Elasticidad de los

Tejidos

Huesos

Blancos Interpuestos

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Metodos de Evaluación

Ganado vivo y cadáveres

humanos (Thompson-Lagarde)

Información de la Calle

(Marshall y Sanow)

Arcilla Balística

Gelatina Balística

Jabón Balistico

Machos de Cabras de los

Alpes Franceses (Test de Estrasburgo)

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FACTORES QUE GENERAN LA HERIDA

Velocidad

Masa

Energía Cinética

Configuración

del Proyectil

Ec = ½ m . v 2

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Munición para Fuerzas de Seguridad

Tipos y Conceptos en el Diseño de las

Municiones

Fragmentables

Ultralivianas de

Alta Velocidad

Deformables

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Deformables

Hydra Shock

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Deformables

Silvertip

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Deformables

Starfire

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Fragmentables

Glaser Safety Slug

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Ultralivianas de Alta Velocidad

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Variada Oferta de Alternativas

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CONFIGURACION DEL PROYECTIL

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