¿Es Usted de los que celebran el año
nuevo disparando al aire?
¿O conoce a alguien que lo hace?
Aquí daré datos sobre la rapidez en
la caída de esos proyectiles y tengo el propósito de convencerlo de
que no lo vuelva a hacer si antes lo hizo, o de que procure que nadie
lo haga si lo observa, o al menos, que se ponga debajo de un techo de
concreto.
No le pido que intente convencer a un
borracho para que deje de hacerlo, pero piense, y por el bien de Usted
y de quienes están a menos de 500 metros del sitio en que se
encuentra, revise cuál es la obligación moral que le corresponde al presenciar esta clase de acciones.
Por el bien personal, repito, procure
no estar al aire libre cuando ocurre y tampoco debajo de techos
hechos de un material que Usted no sabe cuál es.
Los cines y los centros comerciales
suelen tener techos de lámina de fibra de vidrio. Algo similar a un
plástico muy delgado, que no puede detener una bala cayendo con la
rapidez que aquí le contaré, y que además, viene muy caliente
debido a su fricción con el aire.
El caso más reciente del que yo me he
enterado ocurrió el 2 de noviembre de 2012, en la Colonia Iztapalapa
de la Ciudad de México. Un niño se encontraba dentro de un cine,
viendo una película, cuando se escuchó un zumbido, y después, iniciaron los
estertores de muerte del pequeño. Lo llevaron al hospital en la
cajuela de un auto, seguramente para que no manchara los asientos,
pero murió debido a una bala en el cráneo.
Lo que debía ser un día de asueto
para el niño, terminó en una tragedia porque a menos de 300 metros
del cine festejaban unos sujetos haciendo disparos al aire.
Días después, uno de los trabajadores
del lugar informó que cada vez que sube al techo a limpiar,
encuentra esta clase de proyectiles por decenas. Estamos, entonces,
frenta a una costumbre que ya ha provocado, al menos, una tragedia.
El caso se puede leer en la siguiente
dirección:
http://www.jornada.unam.mx/ultimas/2012/11/12/181837799-bala-perdida-mata-a-nino-de-10-anos-en-cinepolis-iztapalapa/
Desde el punto de vista de la física
el fenómeno es el siguiente:
El cartucho de un arma es un cilindro
que en una de sus paredes contiene un dispositivo conocido como
fulminante. Su función es explotar cuando recibe un golpe, pero su
efecto único es hacer que la carga de pólvora contenido en el
cilindro realice una combustión.
La combustión es un proceso químico
en el que un compuesto se combina con el oxígeno para formar otro
compuesto nuevo a la vez que se libera energía. Con eso da lugar a
un gas a temperatura muy alta, lo cual lo hace expandirse. Cuando se
expande empuja un cono metálico que puede ser de cobre, o de plomo
recubierto de cobre, entre otras variantes.
Un arma tiene una recámara de
ignición. Es donde ocurre lo relatado en el párrafo anterior.
Además, tiene un cilindro cuya longitud puede ser de unos cuantos
centímetros hasta más de medio metro. Su función es servir como
conductor para que la bala tome una dirección específica. Se llama
cañón y tiene en su interior unas ranuras helicoidales que hacen
girar a la bala que sale expulsada por el gas en expansión.
La bala que gira adquiere una propiedad
física que llamamos momento angular. Es un vector, de modo que tiene
magnitud y dirección. Debido a que el momento angular se conserva,
la bala mantiene una orientación y no necesita alas pequeñas, como
las de los cohetes, para avanzar en forma estable.
La industria productora de armas es una
de las más rentables del mundo y el uso más frecuente de ellas es
en contra de otros seres humanos.
Una vez que la bala sale expulsada, su
velocidad inicial depende de las características del arma de que se
trata. Por ejemplo, un rifle calibre 22 despide una bala de plomo de
40 gramos a una rapidez de 283. 65 metros sobre segundo. Pierde su
energía mientras viaja a través del aire pero alcanza cierta altura
que depende del ángulo de tiro.
Cuando la bala empieza a caer se
acelera verticalmente a la vez que mantiene una traslación
horizontal. La pérdida de energía se expresa mediante una
expresión que recibe el nombre de ecuación de fricción viscosa. Se
trata de la fuerza que va deteniendo a la bala y contiene un término
que recibe el nombre de coeficiente de fricción. Otro que depende de
la geometría de la bala, y además, la velocidad al cuadrado.
Esta expresión con la velocidad al
cuadrado es válida mientras la bala se mueva con una rapidez
inferior a la del sonido, que es de aproximadamente 342 metros por
segundo. Cuando se rebasa esa velocidad, la fricción ya no sigue esa
ley.
Los coeficientes que acompañan pueden
ser 0.47 si se trata de un proyectil esférico, o 0.50 si es cónico.
Para las personas con entrenamiento
suficiente en la mecánica newtoniana y en las ecuaciones
diferenciales, es recomendable un trabajo de muy buena calidad. Fue
elaborado por Paola La Rocca y por Francesco Riggi, se llama:
“Projectile motion with a drag force: were the Medievals right
after all?, fue publicado en Physics
Education, July 2009 44 (4). Se encuentra en la siguiente dirección:
Una de las armas más utilizadas es la
pístola de 9 milímetros, que tiene un diámetro de 9.01 m.m. y en
el cilindro del cartucho lleva espacio para 0.86 mililitros de
pólvora. La masa de la bala depende de a empresa que fabrica el
cartucho, varía desde 7.5 gramos en el caso de Cor-Bon, hasta 9.5
gramos en el de Remington y Winchester. La velocidad de salida de la
bala también depende de la empresa fabricante: es de 410 m/s en el
caso de Corn-Born, hasta 300 m/s en el de Remington.
Según los reportes policiacos, una
bala de ese calibre fue disparada el 2 de noviembre desde un sitio
colocado a cerca de 300 metros del cine donde un niño veía una
película acompañada de su padre. El usuarion imprudente apuntó
hacia arriba en un ángulo seguramente superior a 45 grados con
respecto a la horizontal y jaló el gatillo. El proyectil describió
inicialmente una parábola, pero la trayectoria empezó a deformarse
como consecuencia de la acción de la fuerza de fricción viscosa.
Después de llegar al punto más alto, la trayectoria se combó hacia
abajo y viajó hacia el techo de un cine cuyas láminas eran de fibra
de vidrio. Perforó el mismo, y también, un plafón de adorno que
también cumplía el papel de absorber los sonidos para evitar que el
eco deforme la audición original. En ese punto estaba muy cerca de
lo que en física llamamos velocidad terminal de un cuerpo que cae.
La gráfica siguiente pertenece al artículo de Paola La Rocca y Francesco Riggi que he citado y recomendado párrafos más arriba. Ilustra en forma excelente lo que hemos relatado.
La velocidad terminal se presenta
cuando la fuerza de gravedad se equilibra con la fricción viscosa.
En cuyo caso el proyectil cae con velocidad constante. Por ejemplo,
los paracaídas son diseñados de modo tal que esa velocidad terminal
sea muy pequeña.
El cálculo de la rapidez terminal de
las balas es complicado y la medición en base a experimentos también
es difícil. Sin embargo, existen datos en el sentido de que, cuando
vienen cayendo, la rapidez de caída de las balas deja de crecer
cuando alcanza como mínimo 162.5 Km/hora, y en otros casos, llega
hasta 216.31 Km/hora. Depende del calibre del proyectil y de su masa
que, como ya mencionamos, difiere de unos fabricantes a otros.
Para darnos una idea de estos números
conviene compararlos con las velocidades a las cuales lanzan los
pitchers de beisbol más rápidos en la historia de este deporte en
los Estados Unidos. Uno de ellos es Rich Gossage, quien intimidaba a
los bateadores con las velocidades superiores a las 100 millas por
hora de sus lanzamientos (160 kilómetros por hora). Una forma de
apreciar esa rapidez es observar el siguiente video de 52 segundos.
El lector puede imaginar un objeto con
forma de bala, de punta aguda y metálico, cayendo sobre nuestras
cabezas. ¿Qué nos ocurriría?
Si la persona afectada tiene la
“suerte” de no ser golpeada en la cabeza por la bala, ésta puede
penetrar su cuerpo y alojarse en su interior con un riesgo variable,
pues depende del sitio en el cual se incrusta. Un caso discutido
medicamente, con una radiografía en donde se aprecia una bala, se
puede encontrar en la figura 1 de la publicación susceptible de ser
consultada en la dirección siguiente:
Cuando se desarrollan celebraciones de
año nuevo, y otras fiestas semejantes, por cada disparo que Usted
escucha hay uno de esos proyectiles cayendo. La inmensa mayoría de
la población no se horroriza porque no sabe lo que está sucediendo.
Lo mejor es no hacerlo, pero debido a
que es peligroso tratar de persuadir a los borrachos que ya tienen su
pistola en la mano, lo menos que podemos hacer es resguardarnos de
tanta barbarie e ignorancia.
