RENDIMIENTO DEL ARCO Y PENETRACIÓN DE LA FLECHA
El articulo analiza como se genera la energia de la flecha, como la misma es transmitida a la presa y lo que esto implica en terminos practicos. Como los principios de física son universales estas líneas serán de validez tanto para el arquero como para el fusilero.
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RENDIMIENTO DEL ARCO Y PENETRACIÓN DE LA FLECHA
El siguiente artículo analiza en detalle la capacidad para generar energía que posee el arco y lo que esa energía significa para el cazador en términos prácticos. Desconozco quien es su autor, pero ante el mismo me quito el sombrero por esta magnifica pieza que cumple con el trabajo de presentar en forma magistral un tema mas bien complejo.
El articulo me fue enviado por un arquero ibérico, Joan Catala, el cual transcribo textualmente. Joan es el autor de “Mi primer rebeco” publicado en estas paginas unos meses atrás.
Deseo mencionar, a forma de reconocimiento, que considero a los arqueros como los cazadores más meritorios y completos, y que en mi parecer se llevan las palmas por el esfuerzo que ponen en la partida y por el grado de habilidad que desarrollan con sus armas rudimentarias.
Creo que de ellos mas de uno de nuestros “colegas” podría beneficiarse siguiendo sus reglas de ética y aprendiendo de sus técnicas de búsqueda y aproximación. Mi reconocimiento entonces a estos señores de los cuales tenemos tanto que aprender.
Daniel Stilmann.
Mucho se ha hablado y escrito acerca de la penetración de la flecha,
y es una constante preocupación para la mayoría de nosotros que pretendemos cobrar animales de caza mayor arco y flechas. Mucha de la información que nos llega, lo hace de empresas que comercializan sus propios productos y utilizan términos de ingeniería y medidas que soportan la venta de dichos productos. Ciertamente, en algún momento de nuestra experiencia como cazadores, un hueso bloqueará la penetración de nuestra flecha de manera significativa y nuestro equipo deberá estar ajustado para afrontar esta eventualidad la mejor manera. Muchos fabricantes de flechas indican que 45 libras por pie de energía esta bien para caza mayor de talla media y 50 libras por pie para la gran caza mayor, no incluyendo el búfalo. No obstante, la energía no es un indicador directo de la penetración de la flecha. Es un concepto un poco complejo, y la mejor comparación que se me ocurre es la de echar un vistazo a un motor de explosión para intentar explicar de lo que hablo.
Por ejemplo,
un motor de 200 caballos se puede utilizar para arrastrar un trailer de 100 toneladas en un tractor ó para correr a 260 kilómetros hora en un deportivo. El tractor está limitado a 30 kilómetros por hora y el deportivo tendrá un o problema para arrastrar un trailer de 2 toneladas. El motor es el mismo aunque la diferencia principal está en como se usa esa potencia para ó bien desarrollar velocidad ó para desarrollar potencia de arrastre. Le energía es similar en que representa la capacidad global que tenemos pero no indica como usaremos dicha capacidad. Podrás usarla para producir velocidad ó para maximizar la capacidad de penetración. Para tener más de ambas (como en el motor) necesitarás más energía.
La medida más acertada de la capacidad de penetración es en momentum. Es una medida directa de la penetración y predice ó bien el tiempo que tarda un proyectil en pararse o la distancia que recorre hasta que se para ó la resistencia que encuentra durante ese período de tiempo. La energía bruta es la fuente de potencia que lleva el momentum es cualquier proyectil. Cuanto mayor sea la energía (como en los caballos del motor) más probable será que el momentum sea mayor. No obstante, como en el coche y el tractor, puedes generar velocidad o potencia de penetración y el peso de la flecha va a ser el factor que decidirá si conviertes la energía en velocidad ó en capacidad e penetración.
La Energía (cinética) se compone de la masa de la flecha multiplicada por la velocidad que lleva y multiplicada por la velocidad de nuevo,
así que la velocidad tiene gran incidencia en la Energía. Así, te puedes imaginar que los fabricantes de flechas de carbono estarán deseando utilizar la energía como medida. El momentum es la única medida directa y real de la capacidad de un proyectil para penetrar cualquier sustancia desde el aire a algo más sólido, y la medida se consigue multiplicando la masa de la flecha por su velocidad. Así, en el momentum el peso es tan importante como la velocidad, a diferencia de la energía, en la que la velocidad prima.
Cuanto más lento sea un proyectil, más eficaz será utilizando la energía potencial que tenga. Esto es especialmente cierto para arcos transfiriendo la energía a la flecha. Cuanto más eficaz el arco y más pesada la flecha, más energía se transmitirá del arco a la flecha. La energía se pierde en llevar las palas del arco hacia delante así como la cuerda (efecto lastre), y una pequeña porción de energía se pierde en ruido, vibraciones y calor. Dado que la energía se calcula con la masa por la velocidad al cuadrado, cuanto más rápidamente se recupere la pala del arco de su recorrido y más rápida sea la cuerda en su recorrido, mayor será la energía que absorban (palas y cuerda) y menor la que se quede en la flecha, que es a donde queremos que vaya.
Para dar una visión clara de esto,
hemos hecho una serie de pruebas en un modelo por ordenador de un arco recurvado disparando flechas desde 450 a 700 grains. Esto claramente muestra la relación entre la velocidad y la energía transferida del arco a la flecha. La energía que el arco mantiene tiene su propia cantidad de momentum y los niveles relativos de momentum para cada peso de flecha lanzada por el arco. Se puede ver que los niveles de energía comparando las flechas más pesadas con las más ligeras son del 12% mayor.
Los niveles más bajos de energía de flecha en las flechas más ligeras son un resultado directo de que las palas y la cuerda del arco se recupere a velocidades muy altas y absorban mucha energía, dejando menos a la flecha. Ahora, cuando echas un vistazo a los niveles del momentum, verás que la flecha más pesada tiene un 32% más de momentum que la más ligera. Esto predice con precisión que la flecha más pesada penetrará un 32% más profundamente que la más ligera, y que esta extra penetración se consigue con el mismo arco.
Es una verdadera pena
que no se hayan dimensionado adecuadamente las categorías de “Cazador con arco” en las competiciones de campo para permitir adecuar las dimensiones de arcos y flechas adecuadas para un uso responsable por los cazadores que hace muy difícil para esos cazadores competir en las competiciones de 3D y campo debido al amplio uso de flechas ligeras en dichas competiciones. Si eres un cazador responsable que utilizas flechas pesadas, apoya a tu asociación para tener una sección de competición que obliga a usar 9-10 grains de peso de flecha por libra de potencia del arco que se use.
Hay más aspectos referentes a la penetración que precisan ser observados. Hace poco leía que un tipo que había estado experimentando con la penetración de las flechas decía que si duplicas la velocidad, cuadriplicas la resistencia. En otras palabras, cuanto más rápido es el proyectil, más resistencia encuentra.
Esto explica porqué una flecha atravesará un cubo de arena y una bala, con niveles de velocidad y momentum mayores no lo hará.
Cada elemento del material que esta siendo penetrado deberá ser acelerado para apartarse del punto donde está penetrando el proyectil. Explicado de otra manera, si tiras a un nadador a una piscina, si el nadador entra despacio en la piscina, no hay resistencia al entrar al agua.
Si se tira desde un trampolín a 5 metros del agua, la resistencia y el impacto es mucho mayor. Y si saltásemos a, digamos 500 metros de altura, el impacto haría que nos matásemos. La única diferencia es la velocidad a la que la entrada en el agua se produce. Así, a más velocidad, mayor resistencia al proyectil.
Es interesante ver que si al doblar la velocidad se cuadriplica la resistencia,
al extrapolar este valor nos muestra que por cada 5 pies por segundo de aumento de velocidad la resistencia se incrementa un 6%. Veamos pues lo que algunos fabricantes de flechas nos cuentan.
Una energía de flecha de 45 libras por pie (apto para caza mayor de talla media) desplegada por una flecha de 650 grains a una velocidad de 177 pies por segundo genera un momentum de 0,51 (cuanto mayor el valor, mayor la penetración y este nivel sería adecuado para toda la caza mayor exceptuando la mas grande).
Una energía de flecha de 50 libras por pie (para caza mayor) pero con una flecha de 450 grains lanzada a 225 pies por segundo desarrolla un momentum de 0,45 (no demasiado buena para caza mayor).
Así que en este caso, las 45 libras por pie de energía mejorarán las 50 del otro arco en un 13%, haciendo esta aseveración irreal. Este súper rendimiento ha sido conseguido utilizando flechas pesadas ajustadas al arco. No obstante, la flecha más veloz encontrará más resistencia que la lenta y pesada haciendo que la penetración de esta última sea aún mayor.
La penetración real de la flecha pesada y lenta sería incluso mayor del 13%, factor sugerido por los niveles de momentum ya que los niveles de velocidad mayores encontrarían mayor resistencia, además de un menor momentum, para conseguir la ansiada penetración.
Las 50 libras por pie de energía de flecha si pesase 650 grains tendrían un momentum de 0,54 y una velocidad de 187 pies por segundo es ideal para caza mayor, incluso la más grande. Teniendo un 20% más de penetración y debido a su incremento de velocidad, encontrará una resistencia añadida de un 12% (dado un incremento global de sólo un 8%, 20% menos 12% debido a un nivel mayor de velocidad). No obstante si las 50 libras por pie de energía de flecha tuvieran la masa suficiente para mantener su velocidad a 177 pies por segundo, el peso de flecha tendría que ser 720 grains y el momentum asociado sería de 0,57, o sea un 27% mayor, lo cual nos da una penetración adecuada para los animales más grandes.
Esto muy complejo pero de importancia vital si queremos poner a punto nuestro arco para que funcione como esperamos.
Compaginar el peso de nuestras flechas con la potencia del arco en función del tamaño de los animales a abatir es una decisión a tomar por cada cazador. Cuando nos enfrentamos a los animales más duros y correosos, deberemos ser muy cuidadosos con la potencia del arco y el peso de la flecha. Si usamos flechas ligeras, puede que tengamos que pagar un alto precio, sobre todo si tropezamos con un hueso y no disponemos del adecuado momentum para producir una penetración adecuada para una muerte rápida.
Algo en lo que pensar respecto a la penetración nos aparece cuando las flechas están adecuadamente ajustadas al arco y su vuelo es correcto. Esa potencia de arco y peso de flecha son adecuadas para la caza mayor que se caza habitualmente, desarrollando una velocidad adecuada para ser precisos a 20 metros. La precisión en la colocación de la flecha es un factor clave en la penetración de las flechas, pero no importa lo bueno que seas tirando, ya que en un momento u otro encontraras hueso en uno de tus tiros, por lo que mantén las distancias tan cortas como te sea posible y utiliza flechas pesadas para maximizar la penetración en los tiros y minimizar las distancias de recuperación de los animales tirados.
Y sobre todo, disfruta de la caza.
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