Poder de frenado

La cavitación permanente y temporal provocan efectos biológicos muy diferentes. Un orificio en el corazón causa pérdida de eficiencia de bombeo, pérdida de sangre y, finalmente, paro cardíaco . Un orificio en el hígado o el pulmón produce efectos similares, con el añadido de que el disparo en el pulmón reduce la oxigenación sanguínea; sin embargo, estos efectos suelen tardar más en aparecer que los causados ​​por un daño al corazón. Un orificio en el cerebro puede causar inconsciencia instantánea y probablemente mate a la víctima. Un orificio en la médula espinal interrumpe instantáneamente las señales nerviosas hacia y desde algunas o todas las extremidades, incapacitando a la víctima y, en muchos casos, provocando también la muerte (ya que las señales nerviosas hacia y desde el corazón y los pulmones se interrumpen con un disparo en la parte alta del pecho o en el cuello). Por el contrario, un orificio en un brazo o una pierna que solo afecte al músculo causa mucho dolor, pero es poco probable que sea mortal, a menos que uno de los grandes vasos sanguíneos ( arterias femorales o braquiales , por ejemplo) también se seccione en el proceso.

Los efectos de la cavitación temporal no se comprenden del todo bien, debido a la falta de un material de prueba idéntico al tejido vivo. Los estudios sobre los efectos de las balas suelen basarse en experimentos con gelatina balística , en los que la cavitación temporal provoca desgarros radiales donde se estira la gelatina. Si bien estos desgarros son visualmente atractivos, algunos tejidos animales (pero no el hueso ni el hígado) son más elásticos que la gelatina. En la mayoría de los casos, es improbable que la cavitación temporal cause algo más que un hematoma . Se especula que la cavitación temporal puede dañar los haces nerviosos , creando un efecto de aturdimiento, pero esto no se ha confirmado.

Una excepción a esto ocurre cuando una cavidad temporal muy potente se cruza con la columna vertebral . En este caso, el traumatismo contundente resultante puede golpear las vértebras con la suficiente fuerza como para seccionar la médula espinal o dañarla lo suficiente como para dejar inconsciente, aturdido o paralizado al objetivo. Por ejemplo, en el tiroteo entre ocho agentes del FBI y dos atracadores de bancos en el enfrentamiento del FBI en Miami en 1986 , el agente especial Gordon McNeill recibió un disparo en el cuello de una bala .223 de alta velocidad disparada por Michael Platt. Si bien la bala no impactó directamente en la columna vertebral y la herida no fue fatal, la cavitación temporal fue suficiente para paralizar al agente especial McNeill durante varias horas. De manera similar, la cavitación temporal puede fracturar el fémur si una bala lo roza. ^{[ 14 ]}

La cavitación temporal también puede provocar el desgarro de los tejidos si se aplica una fuerza muy elevada. La resistencia a la tracción del músculo oscila aproximadamente entre 1 y 4 MPa (145 y 580  lbf/in² ⁾ , y el daño será mínimo si la presión ejercida por la cavitación temporal es inferior a este valor. La gelatina y otros materiales menos elásticos tienen una resistencia a la tracción mucho menor, por lo que sufren mayor daño tras ser impactados con la misma fuerza. A velocidades típicas de pistola, las balas crean cavidades temporales con una presión muy inferior a 1 MPa, por lo que son incapaces de dañar los tejidos elásticos con los que no entran en contacto directo.

Las balas de rifle que impactan en un hueso grande (como el fémur) pueden transferir toda su energía al tejido circundante. El hueso impactado suele fracturarse en el punto de impacto.

La fragmentación a alta velocidad también puede aumentar el efecto de la cavitación temporal. Los fragmentos desprendidos de la bala provocan numerosas cavidades permanentes pequeñas alrededor del punto de entrada principal. La masa principal de la bala puede entonces causar un desgarro masivo al estirarse el tejido perforado.

El hecho de que una persona o un animal quede incapacitado (es decir, "detenido") al recibir un disparo depende de un gran número de factores, incluidos los efectos físicos, fisiológicos y psicológicos.

La única forma de incapacitar inmediatamente a una persona o animal es dañar o alterar su sistema nervioso central (SNC) hasta provocar parálisis, inconsciencia o la muerte. Las balas pueden lograr esto de forma directa o indirecta. Si una bala causa suficiente daño al cerebro o la médula espinal, puede producirse una pérdida inmediata de la conciencia o parálisis, respectivamente. Sin embargo, estos objetivos son relativamente pequeños y móviles, lo que los hace extremadamente difíciles de alcanzar incluso en las mejores circunstancias.

Las balas pueden afectar indirectamente al SNC al dañar el sistema cardiovascular, impidiendo que este suministre suficiente oxígeno al cerebro para mantener la consciencia. Esto puede deberse a una hemorragia por la perforación de un vaso sanguíneo grande o un órgano vascularizado, o a daños en los pulmones o las vías respiratorias. Si el flujo sanguíneo al cerebro se interrumpe por completo, el cerebro aún dispone de suficiente sangre oxigenada para 10-15 segundos de actividad consciente, ^{[ 15 ]} aunque con una eficacia que disminuye rápidamente a medida que la víctima pierde el conocimiento.

A menos que una bala dañe o altere directamente el sistema nervioso central, una persona o animal no quedará incapacitado de forma instantánea y completa por daños fisiológicos. Sin embargo, las balas pueden causar otras lesiones incapacitantes que impiden realizar ciertas acciones (una persona herida en el fémur no puede correr) y la respuesta fisiológica al dolor derivada de lesiones graves incapacitará temporalmente a la mayoría de las personas.

Varios artículos científicos revelan los efectos de las ondas de presión balística en las heridas y la incapacitación, incluidas las lesiones del sistema nervioso central por impactos en el tórax y las extremidades. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]} Estos artículos documentan los efectos de las heridas a distancia para los niveles de transferencia de energía de rifle y pistola.

El trabajo reciente de Courtney y Courtney proporciona un apoyo convincente al papel de una onda de presión balística en la creación de efectos neuronales remotos que conducen a la incapacitación y lesiones. ^{[ 20 ] [ 21 ]} Este trabajo se basa en los trabajos anteriores de Suneson et al. donde los investigadores implantaron transductores de presión de alta velocidad en el cerebro de cerdos y demostraron que una onda de presión significativa llega al cerebro de los cerdos disparados en el muslo. ^{[ 17 ]} Estos científicos observaron daño neuronal en el cerebro causado por los efectos distantes de la onda de presión balística originada en el muslo. Los resultados de Suneson et al. fueron confirmados y ampliados por un experimento posterior en perros ^{[ 18 ]} que "confirmó que existe un efecto distante en el sistema nervioso central después del impacto de un misil de alta energía en una extremidad. Se encontró una onda de presión oscilante de alta frecuencia con gran amplitud y corta duración en el cerebro después del impacto en la extremidad de un misil de alta energía..." Wang et al. Se observaron daños significativos tanto en el hipotálamo como en el hipocampo, regiones del cerebro afectadas por los efectos remotos de la onda de presión balística.

El shock emocional, el terror o la sorpresa pueden provocar que una persona se desmaye , se rinda o huya al recibir un disparo. Existen numerosos casos documentados de personas que han perdido el conocimiento instantáneamente cuando la bala solo les impactó en una extremidad, o incluso cuando falló por completo. Además, la detonación y el fogonazo de muchas armas de fuego son considerables y pueden causar desorientación, deslumbramiento y aturdimiento. Las granadas aturdidoras y otros dispositivos de distracción menos letales se basan exclusivamente en estos efectos.

El dolor es otro factor psicológico y puede ser suficiente para disuadir a una persona de continuar con sus acciones.

La cavitación transitoria puede intensificar el impacto de una bala, ya que la compresión tisular resultante es idéntica a la de un traumatismo por impacto contundente. Es más fácil percibir el impacto de un disparo si existe una cavitación transitoria considerable, lo que puede contribuir a la incapacitación psicológica.

Sin embargo, si una persona está suficientemente enfurecida , decidida o intoxicada , puede simplemente ignorar los efectos psicológicos de recibir un disparo. Durante la época colonial, cuando los miembros de las tribus nativas entraron en contacto con las armas de fuego por primera vez, no existía un condicionamiento psicológico que les hiciera creer que recibir un disparo podía ser fatal, y la mayoría de las potencias coloniales finalmente buscaron crear armas más eficaces para detener a los atacantes.

Por lo tanto, estos efectos no son tan fiables como los efectos fisiológicos para detener a las personas. Los animales no se desmayan ni se rinden si resultan heridos, aunque pueden asustarse por el fuerte ruido y el dolor de un disparo, por lo que los mecanismos psicológicos suelen ser menos efectivos contra los animales.

La hipótesis de transferencia de energía establece que, en general, para las armas pequeñas, cuanta más energía se transfiere al objetivo, mayor es su poder de detención. Postula que la onda de presión ejercida sobre los tejidos blandos por la cavidad temporal de la bala impacta en el sistema nervioso con una sacudida de choque y dolor, provocando así la incapacitación.

Los defensores de esta teoría sostienen que el efecto de incapacitación es similar al observado en eventos de traumatismo por fuerza contundente sin conmoción cerebral, como un puñetazo que deja inconsciente al cuerpo, un jugador de fútbol americano "conmocionado" como resultado de una entrada fuerte, o un bateador golpeado por una bola rápida . El dolor en general tiene un efecto inhibidor y debilitante en el cuerpo, lo que hace que una persona bajo estrés físico se siente o incluso se derrumbe. La fuerza que ejerce sobre el cuerpo la cavidad temporal es una compresión supersónica , como el latigazo de un látigo. Mientras que el latigazo solo afecta una corta línea de tejido en la espalda de la víctima, la cavidad temporal afecta un volumen de tejido aproximadamente del tamaño y la forma de un balón de fútbol americano . Esta teoría se ve reforzada por los efectos mencionados de las drogas sobre la incapacitación. Se sabe que los analgésicos , el alcohol y el PCP disminuyen los efectos de la nocicepción y aumentan la resistencia de una persona a la incapacitación, ^{[ 22 ]} todo ello sin tener efecto sobre la pérdida de sangre.

La energía cinética depende de la masa del proyectil y del cuadrado de su velocidad. En general, el tirador busca transmitir una cantidad adecuada de energía al objetivo mediante el proyectil. En igualdad de condiciones, los proyectiles ligeros y rápidos tienden a tener más energía que los pesados ​​y lentos.

La sobrepenetración perjudica la capacidad de detención en términos de energía. Esto se debe a que una bala que atraviesa el objetivo no transfiere toda su energía a este. Las balas más ligeras tienden a penetrar menos en los tejidos blandos y, por lo tanto, es menos probable que se produzca una sobrepenetración. Las balas expansivas y otras variaciones en la punta pueden aumentar la fricción de la bala al atravesar los tejidos blandos y/o permitir rebotes internos en el hueso, lo que ayuda a prevenir la sobrepenetración.

Los proyectiles no penetrantes también pueden tener poder de detención y respaldar la hipótesis de transferencia de energía. Ejemplos notables de proyectiles diseñados para proporcionar poder de detención sin penetrar el objetivo son las balas de goma flexibles (comúnmente conocidas como "balas de perdigones") y las balas de goma , tipos de munición de letalidad reducida .

La fuerza ejercida por un proyectil sobre el tejido es igual a la tasa local de pérdida de energía cinética de la bala, con la distancia${\displaystyle \mathrm {d} E_{k}/\mathrm {d} x}$(la primera derivada de la energía cinética del proyectil con respecto a su posición). La onda de presión balística es proporcional a esta fuerza de frenado, y esta fuerza de frenado es también el origen tanto de la cavitación temporal como del daño inmediato.

El choque hidrostático es una teoría controvertida de la balística terminal que afirma que un proyectil penetrante (como una bala) puede producir una onda de presión sónica que causa "daño neural remoto", "daño sutil en los tejidos neurales" y/o "efectos incapacitantes rápidos" en objetivos vivos. Los defensores de la teoría sostienen que el daño cerebral por choque hidrostático tras un disparo en el pecho se produce en humanos con la mayoría de los cartuchos de rifle y algunos cartuchos de pistola de mayor velocidad. ^{[ 19 ]} El choque hidrostático no es el choque de la cavidad temporal en sí, sino la onda de presión sónica que se irradia desde sus bordes a través del tejido blando estático.

Esta hipótesis se basa en un supuesto análisis estadístico de incidentes de disparos reales, provenientes de diversas fuentes (generalmente agencias policiales). Considera el historial de incidentes de disparos para una determinada carga de munición de fábrica y recopila el porcentaje de "detenciones con un solo disparo" logradas con cada carga específica. Dicho porcentaje se utiliza, junto con otra información, para predecir la efectividad de esa carga para lograr una "detención con un solo disparo".

Esta corriente de pensamiento sostiene que cuanto mayor sea el orificio en el objetivo, mayor será la hemorragia y, por lo tanto, mayor la probabilidad de que el objetivo sea neutralizado con un solo disparo. Según esta teoría, dado que la bala no atraviesa completamente el cuerpo, se produce una transferencia de energía y una sobrepenetración.

La teoría se centra en el fenómeno de "cavitación permanente" que produce una herida de bala. Un orificio grande daña más tejido. En casos extremos, una bala más pesada (que conserva mayor impulso que una bala más ligera del mismo calibre) puede "sobrepenetrar", atravesando completamente el objetivo sin gastar toda su energía cinética.

Como se mencionó anteriormente, existen muchos factores, como los niveles de drogas y alcohol en el cuerpo, el índice de masa corporal , las enfermedades mentales , los niveles de motivación y la ubicación del disparo en el cuerpo, que pueden determinar qué bala matará o al menos afectará catastróficamente a un objetivo en una situación dada.