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DIÓXIDO DE CARBONO
Antes de que el buceo se convirtiera en un deporte popular, la única forma de manejar rifles y pistolas desde una fuente portátil de potencia comprimida era recurrir al dióxido de carbono. Hacia fines del siglo XIX Paul Guiffard patentó esos hermosos rifles que funcionaban con cilindros de gas intercambiables. Más tarde muchos armeros y fabricantes de rifles,
especialmente en USA, adoptaron ese sistema, siendo Crosman tal vez el más conocido. El sistema es aún muy empleado en USA, pero no tanto en este país 8. La razón por la que no es popular en el Reino Unido es que su empleo hace que el arma
requiera certificación, es decir, se la considera de tipo FAC (Fire Arms Certification), siendo por lo tanto considerada en iguales términos que un arma de fuego, lo cual restringe su uso.
En USA el gas es barato y se consigue fácilmente, no requiriéndose ninguna certificación. Por otra parte, en tiempo frío reduce la presión y la velocidad de los disparos cae a valores a veces inaceptables. Hemos experimentado con rifles operados con dióxido de carbono, o CO2 (según su fórmula química), que se obtiene en bombonas para la fabricación de agua gaseosa.
Generalmente lo encontramos poco satisfactorio como propelente, ya que por su baja presión de trabajo no produce velocidades mejores que las que se obtienen con aire comprimido. Por ser un gas más pesado que el aire y más viscoso, no fluye con tanta facilidad como aquél. El dióxido de carbono tiene propiedades muy diferentes a las del aire. En la fig. 17.1 se
vé un gráfico muestra su característica principal: en cualquier punto por debajo de la línea el gas está licuado, es decir, se trata de un líquido, mientras que por encima de la línea está en estado de vapor, es decir, gaseoso. Esto significa que un cilindro con CO2 a una temperatura digamos que de 20° centígrados, estará a una presión de 812 PSI (56 Bares), con un contenido de las dos fases en equilibrio, es decir, líquido y gas a la misma temperatura y presión. Si se aumenta la temperatura parte del líquido se evaporará, aumentará la presión y se llegará a otro punto de equilibrio con menos líquido y más gas.
Si se permite salir algo de vapor, tal vez para disparar un proyectil, la presión dentro del cilindro caerá e inmediatamente una parte del líquido “hervirá” para producir gas que aumente nuevamente la presión y restablezca el punto de equilibrio. Pero este proceso requiere una cierta cantidad de calor, necesaria para transformar algo de CO2 de líquido a gas, y ese calor se extrae en lo inmediato de toda la masa del cilindro y su contenido, es decir, la temperatura del conjunto descenderá, y con ello el punto de equilibrio también, hasta que se iguale la temperatura con el medio ambiente circundante. Esto es frustrante para quienes usan este tipo de armas, pues la presión, y por lo tanto la velocidad del disparo, se irán reduciendo si se efectúan varios disparos en rápida sucesión. La cifra sugerida de 20° C (o 68° F) puede ser típica de un día de verano en el Reino Unido, pero vimos que en ese caso la presión es de tan solo 812 PSI, no muy alta si se compara con la que se obtiene del aire de un tubo de buceo. El dióxido de carbono tampoco es un gas fácil de contener en recipientes, pues muchos
de los materiales aptos para sellar aire no son adecuados para CO2. Los O'rings para aire absorben CO2 y se expanden hasta parecer gusanos. El poliuretano es adecuado en estos casos.
Muchos usuarios de armas neumáticas están familiarizados con la simple técnica de rellenar sus depósitos desde otro depósito más grande con mayor cantidad de aire a mayor presión. Es una operación simple consistente en conectar ambos recipientes, abrir las válvulas y controlar la presión del recipiente receptor. Esto no es tan simple con CO2. Para asegurarse de que el recipiente receptor reciba la mayor cantidad de CO2 es conveniente que su temperatura sea lo más baja posible: sería ideal enfriarlo en un congelador, pero desde ya esto es poco práctico. Si el depósito no está frío el CO2 entrante como líquido se evaporará rápidamente, llenando el recipiente a la presión de equilibrio e impidiendo que entre más CO2 en forma líquida. Cuanto más frío esté el recipiente receptor mayor será la cantidad de CO2 que entre como líquido. Además, el recipiente de carga se debe ubicar por arriba del receptor, preferentemente boca abajo para que su válvula de salida esté sumergida en líquido.
Los rifles que usan CO2 siempre emplean el sistema de disparo por percusión para liberar gas en el cañón, habiendo sido Paul Guiffard el primero en usar este dispositivo. Existe sin embargo una dificultad, especialmente si el rifle se dispara apuntando hacia arriba: la válvula de disparo dejará pasar algo de líquido hacia el cañón, donde inmediatamente intentará transformarse en gas, pues la presión es inferior a la del depósito. Como esta expansión es muy rápida el CO2 no podrá absorber suficiente calor del entorno (transformación adiabática) y se enfriará violentamente llegando a pasar a estado sólido
(hielo seco), lo cual bajará la presión y la velocidad del disparo, que seguramente arrojará algo de nieve carbónica por la boca, detrás del proyectil. Algunos diseños modernos de pistolas ubican el depósito de CO2 en la culata, con lo cual la válvula de disparo queda siempre más arriba, en la zona gaseosa del depósito, no existiendo en este caso el problema antedicho. Se ha intentado con dudosos resultados el uso de CO2 en rifles de precisión para competición, pero los inconvenientes han superado a las ventajas y cayeron en desuso. Habiendo hasta ahora hablado de aspectos negativos del CO2, pasemos a situaciones en las que su uso puede ser conveniente. El muy individualista armero John Bowkett (uno de los artífices en el diseño de los rifles BSA) ha construido recientemente unas armas realmente únicas y eficientes usando este gas. Se trata de diseños que aseguran el trabajo de la válvula de disparo sólo en fase gaseosa, reduciendo así efectos refrigerantes adversos, y empleando también calibres muy grandes, que ofrecen mayor eficacia a partir del CO2. Probablemente la principal ventaja del CO2 es el número de disparos que se puede obtener de un volumen relativamente chico de líquido, ya que en el cambio de fase (líquido a gas) se forma mucho gas a partir de poco líquido. Si a esto se suma la posibilidad de mantener la temperatura de todo el conjunto constante, también se tendrá uniformidad en la presión y por lo tanto en la velocidad, siempre y cuando no se hagan disparos en rápida sucesión, que provocarían enfriamiento. El gran volumen de gas disponible de una carga de CO2 líquido ofrece suficiente energía para alimentar rifles o pistolas semiautomáticas, de las cuales la pistola Crosman 600 es tal vez el mejor ejemplo. Aquí el gas no sólo impulsa al proyectil sino también al mecanismo de alimentación de balines desde un cargador, y lo ubica en la recámara listo para el siguiente tiro. El cargador contiene diez proyectiles que se pueden disparar uno tras otro tan rápido como se vuelva a oprimir el gatillo.
Considerando el papel del CO2 en los rifles a gas creemos razonable decir que tiene muchas ventajas en el campo del tiro no demasiado serio, pero cuando se requiere gran potencia, precisión y consistencia, las armas neumáticas precargadas con aire tienen todas las de ganar.
Antes de que el buceo se convirtiera en un deporte popular, la única forma de manejar rifles y pistolas desde una fuente portátil de potencia comprimida era recurrir al dióxido de carbono. Hacia fines del siglo XIX Paul Guiffard patentó esos hermosos rifles que funcionaban con cilindros de gas intercambiables. Más tarde muchos armeros y fabricantes de rifles,
especialmente en USA, adoptaron ese sistema, siendo Crosman tal vez el más conocido. El sistema es aún muy empleado en USA, pero no tanto en este país 8. La razón por la que no es popular en el Reino Unido es que su empleo hace que el arma
requiera certificación, es decir, se la considera de tipo FAC (Fire Arms Certification), siendo por lo tanto considerada en iguales términos que un arma de fuego, lo cual restringe su uso.
En USA el gas es barato y se consigue fácilmente, no requiriéndose ninguna certificación. Por otra parte, en tiempo frío reduce la presión y la velocidad de los disparos cae a valores a veces inaceptables. Hemos experimentado con rifles operados con dióxido de carbono, o CO2 (según su fórmula química), que se obtiene en bombonas para la fabricación de agua gaseosa.
Generalmente lo encontramos poco satisfactorio como propelente, ya que por su baja presión de trabajo no produce velocidades mejores que las que se obtienen con aire comprimido. Por ser un gas más pesado que el aire y más viscoso, no fluye con tanta facilidad como aquél. El dióxido de carbono tiene propiedades muy diferentes a las del aire. En la fig. 17.1 se
vé un gráfico muestra su característica principal: en cualquier punto por debajo de la línea el gas está licuado, es decir, se trata de un líquido, mientras que por encima de la línea está en estado de vapor, es decir, gaseoso. Esto significa que un cilindro con CO2 a una temperatura digamos que de 20° centígrados, estará a una presión de 812 PSI (56 Bares), con un contenido de las dos fases en equilibrio, es decir, líquido y gas a la misma temperatura y presión. Si se aumenta la temperatura parte del líquido se evaporará, aumentará la presión y se llegará a otro punto de equilibrio con menos líquido y más gas.
Si se permite salir algo de vapor, tal vez para disparar un proyectil, la presión dentro del cilindro caerá e inmediatamente una parte del líquido “hervirá” para producir gas que aumente nuevamente la presión y restablezca el punto de equilibrio. Pero este proceso requiere una cierta cantidad de calor, necesaria para transformar algo de CO2 de líquido a gas, y ese calor se extrae en lo inmediato de toda la masa del cilindro y su contenido, es decir, la temperatura del conjunto descenderá, y con ello el punto de equilibrio también, hasta que se iguale la temperatura con el medio ambiente circundante. Esto es frustrante para quienes usan este tipo de armas, pues la presión, y por lo tanto la velocidad del disparo, se irán reduciendo si se efectúan varios disparos en rápida sucesión. La cifra sugerida de 20° C (o 68° F) puede ser típica de un día de verano en el Reino Unido, pero vimos que en ese caso la presión es de tan solo 812 PSI, no muy alta si se compara con la que se obtiene del aire de un tubo de buceo. El dióxido de carbono tampoco es un gas fácil de contener en recipientes, pues muchos
de los materiales aptos para sellar aire no son adecuados para CO2. Los O'rings para aire absorben CO2 y se expanden hasta parecer gusanos. El poliuretano es adecuado en estos casos.
Muchos usuarios de armas neumáticas están familiarizados con la simple técnica de rellenar sus depósitos desde otro depósito más grande con mayor cantidad de aire a mayor presión. Es una operación simple consistente en conectar ambos recipientes, abrir las válvulas y controlar la presión del recipiente receptor. Esto no es tan simple con CO2. Para asegurarse de que el recipiente receptor reciba la mayor cantidad de CO2 es conveniente que su temperatura sea lo más baja posible: sería ideal enfriarlo en un congelador, pero desde ya esto es poco práctico. Si el depósito no está frío el CO2 entrante como líquido se evaporará rápidamente, llenando el recipiente a la presión de equilibrio e impidiendo que entre más CO2 en forma líquida. Cuanto más frío esté el recipiente receptor mayor será la cantidad de CO2 que entre como líquido. Además, el recipiente de carga se debe ubicar por arriba del receptor, preferentemente boca abajo para que su válvula de salida esté sumergida en líquido.
Los rifles que usan CO2 siempre emplean el sistema de disparo por percusión para liberar gas en el cañón, habiendo sido Paul Guiffard el primero en usar este dispositivo. Existe sin embargo una dificultad, especialmente si el rifle se dispara apuntando hacia arriba: la válvula de disparo dejará pasar algo de líquido hacia el cañón, donde inmediatamente intentará transformarse en gas, pues la presión es inferior a la del depósito. Como esta expansión es muy rápida el CO2 no podrá absorber suficiente calor del entorno (transformación adiabática) y se enfriará violentamente llegando a pasar a estado sólido
(hielo seco), lo cual bajará la presión y la velocidad del disparo, que seguramente arrojará algo de nieve carbónica por la boca, detrás del proyectil. Algunos diseños modernos de pistolas ubican el depósito de CO2 en la culata, con lo cual la válvula de disparo queda siempre más arriba, en la zona gaseosa del depósito, no existiendo en este caso el problema antedicho. Se ha intentado con dudosos resultados el uso de CO2 en rifles de precisión para competición, pero los inconvenientes han superado a las ventajas y cayeron en desuso. Habiendo hasta ahora hablado de aspectos negativos del CO2, pasemos a situaciones en las que su uso puede ser conveniente. El muy individualista armero John Bowkett (uno de los artífices en el diseño de los rifles BSA) ha construido recientemente unas armas realmente únicas y eficientes usando este gas. Se trata de diseños que aseguran el trabajo de la válvula de disparo sólo en fase gaseosa, reduciendo así efectos refrigerantes adversos, y empleando también calibres muy grandes, que ofrecen mayor eficacia a partir del CO2. Probablemente la principal ventaja del CO2 es el número de disparos que se puede obtener de un volumen relativamente chico de líquido, ya que en el cambio de fase (líquido a gas) se forma mucho gas a partir de poco líquido. Si a esto se suma la posibilidad de mantener la temperatura de todo el conjunto constante, también se tendrá uniformidad en la presión y por lo tanto en la velocidad, siempre y cuando no se hagan disparos en rápida sucesión, que provocarían enfriamiento. El gran volumen de gas disponible de una carga de CO2 líquido ofrece suficiente energía para alimentar rifles o pistolas semiautomáticas, de las cuales la pistola Crosman 600 es tal vez el mejor ejemplo. Aquí el gas no sólo impulsa al proyectil sino también al mecanismo de alimentación de balines desde un cargador, y lo ubica en la recámara listo para el siguiente tiro. El cargador contiene diez proyectiles que se pueden disparar uno tras otro tan rápido como se vuelva a oprimir el gatillo.
Considerando el papel del CO2 en los rifles a gas creemos razonable decir que tiene muchas ventajas en el campo del tiro no demasiado serio, pero cuando se requiere gran potencia, precisión y consistencia, las armas neumáticas precargadas con aire tienen todas las de ganar.
