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CÓMO FUNCIONAN LOS SINTONIZADORES DE TIRO

Quienes se hayan acercado en los últimos tiempos a las líneas de tiro en las que se practica la disciplina benc hrest, en particular en la modalidad de carabina libre de bajo calibre (.22 LR), habrán podido observar que la mayoría de los competidores tienen instalado en la boca de los cañones de sus armas un dispositivo cuya función es muchas veces desconocida por quienes son ajenos a esta actividad. Puede decirse que incluso algunos de los mismos usuarios pueden no tener totalmente claro cómo es el principio de funcionamiento de tales accesorios. El propósito de estos dispositivos, denominados sintonizadores de cañón, “barrel tuners” en inglés, es controlar las inevitables vibraciones que se establecen en el cañón de un arma en el momento del disparo de modo de lograr que en el instante en que el proyectil abandona la boca del arma, ésta se encuentre siempre en la misma posición y con la misma orientación. De este modo la dirección en que se dirige la punta que comienza su vuelo libre será la misma disparo tras disparo lo que contribuirá a que el punto de impacto sobre el blanco, a igualdad de otras variables como por ejemplo el viento o las características de la munición, sea siempre el mismo. Ahora bien, cuál es el principio de funcionamiento de estos sintonizadores? Todos sabemos por propia experiencia que si tomamos una varilla de cualquier material: acero, bronce, aluminio, madera o plástico, la fijamos por un extremo, digamos en una morsa, y desplazamos lateralmente un poco el extremo libre y lo liberamos, la varilla comenzará a vibrar con oscilaciones que se irán rápidamente atenuando hasta que la varilla recupere su condición inicial de reposo. Lo que en general percibiremos si efectuamos esta prueba es un movimiento como el indicado en la figura. Lo que normalmente no alcanzaremos a percibir es que la varilla realiza simultáneamente con este movimiento, otros movimientos de menor amplitud y mayor frecuencia que se muestran en las imágenes. Estos movimientos se denominan modos de vibración y cada uno posee una frecuencia de vibración característica que corresponde a lo que se llama su frecuencia natural. Estas frecuencias naturales de vibración dependen del material, geometría, dimensiones de la pieza y forma de sujeción, en este caso una varilla fija en un extremo. El movimiento resultante será la superposición de los modos individuales. Si como es habitual llamamos a estos modos de vibración Modo 1, Modo 2, Modo 3, etc. podríamos comprobar que sus frecuencias naturales de vibración son más altas a medida que vamos a modos más elevados pero que sus amplitudes son cada vez más pequeñas. Por esta última razón, podemos considerar que los Modos 1 y 2 son los más determinantes al momento de fijar la posición de la boca del cañón cuando la punta lo abandona. Es sin embargo necesario tener en cuenta que no sólo la posición de la boca del cañón en el momento en que la punta comienza su vuelo libre es importante para determinar la trayectoria de esta, sino también la orientación o dirección en que apunta el extremo del cañón en ese instante. Si bien podemos considerar que el ejemplo considerado de la varilla con un extremo fijo modela en cierta medida el comportamiento del cañón de un arma larga con uno de sus extremos fijos en la acción, las vibraciones que se establecen en el cañón de un arma en el momento del disparo son más complejas que las ilustradas para el caso de una varilla. Tengamos en cuenta que al producirse la ignición de la pólvora en el cartucho y una vez que la punta abandona la vaina e inicia su trayectoria a lo largo del cañón, tenemos una onda de presión que va impulsando la punta mientras que la presión es contenida por el cañón. Esto produce deformaciones del cañón y vibraciones del mismo que ya no son naturales sino forzadas por el ciclo de presión interna. Recién cuando el proyectil deja la boca del cañón, la presión interna se extingue y comienzan sus modos naturales de vibración. Por esta razón la posición y orientación de la boca del arma cuando sale el proyectil están más determinadas por esas oscilaciones forzadas que por los modos naturales de oscilación que sólo se establecen una vez que la punta ya ha abandonado el cañón. Esto es conceptualmente importante porque en algunos artículos sobre el tema sintonizadores, se argumenta que los mismos funcionan modificando la frecuencia natural del sistema cañón-sintonizador. Si bien es correcto decir que la presencia de la masa del sintonizador cambia las frecuencias naturales de oscilación del cañón, no es esto lo que hace efectivo el uso del sintonizador sino la influencia que el sintonizador tiene sobre las oscilaciones forzadas mientras la punta viaja por el interior del cañón hasta la boca del arma. El agregado de una masa al extremo del cañón, que es en lo que consiste esencialmente un sintonizador, permite modificar de manera más o menos controlada la frecuencia y la amplitud de los modos de vibración. Cálculos hechos mediante computadora empleando la técnica de elementos finitos muestran que la presencia de un sintonizador reduce las frecuencias naturales de oscilación pero aumenta las correspondientes amplitudes con relación al mismo cañón sin sintonizador. Asimismo, el cálculo muestra que pequeños desplazamientos del sintonizador hacia adelante o hacia atrás, del orden del milímetro, tienen un efecto significativo sobre la frecuencia de los modos de oscilación.

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