La química nos ayuda a entender cómo se compone la pólvora de nuestros cartuchos. Conocer no solo la composición, sino también las cantidades óptimas, nos permite utilizar los rifles con total seguridad y fiabilidad.
Un poco de historia. El polvo negro también se conoce como pólvora y es una sustancia que arde progresivamente. Al tener un poder explosivo bajo, la pólvora se considera el explosivo más inofensivo que existe, por lo que incluso se vende libremente en los Estados Unidos de América.
Su composición química es salitre, carbón vegetal y azufre. Actualmente no hay información cierta sobre su invención, pero algunos historiadores se ven llevados a pensar que su origen se remonta a China muchos siglos antes de Cristo. Adoptando esta teoría, se puede suponer que estas mezclas habrían sido importadas a Europa por los árabes, durante y después de las Cruzadas en Tierra Santa.
Durante muchos siglos, el uso de pólvora negra o pólvora para la producción de armas de fuego y cañones se vio obstaculizado por el problema de crear barriles de metal capaces de resistir la explosión. Las mejoras en la metalurgia, a lo largo de los años, permitieron la creación de armas más pequeñas, con la creación del mosquete. Posteriormente, la pólvora encontró cada vez más espacio en paralelo con los avances tecnológicos en el campo de la metalurgia y la industria de guerra.
Llegando al día de hoy, veamos qué es, cómo se fabrica y cómo funciona lo que ahora llamamos pólvora.
Actualmente, la pólvora conserva la misma composición química, pero en el campo pirotécnico se le agrega silicona, que tiene una acción repelente al agua y protege el polvo de la humedad.
Muchos de los propulsores que todos usamos hoy en día para los cartuchos están basados en nitrocelulosa (Ne), una sustancia inflamable que se obtiene nitrando la celulosa (el principal componente de la madera) con ácido nítrico, en presencia de ácido sulfúrico concentrado. La nitrocelulosa así obtenida tiene el aspecto de una pasta, que es inutilizable por ser insoluble y no trabajable.
Para que sea procesado y utilizado en armas, debe solubilizarse con alcohol y solventes a base de éter para que sea plástico y viable. Tras este tratamiento, se transforma en hilos o láminas delgadas, de las que se obtendrán cilindros o copos de diversas longitudes y formas, es decir, que posteriormente acabarán en los dispensadores.
Muchos propulsores en el mercado llevan las siglas Ne, pero casi nunca lo son realmente, ya que se utilizan algunas sustancias químicas que sirven para adaptar sus características (principalmente la velocidad de combustión) al uso específico al que están destinados. Estas sustancias están formadas por aditivos y por su composición química no deben considerarse explosivos reales. En la composición de los propulsores actuales a menudo se elige un explosivo real, la nitroglicerina, generalmente denominada Ngl.
El ngl se obtiene nitrando glicerina, una sustancia muy densa con sabor dulzón y es un explosivo muy potente, pero también excesivamente sensible a los golpes y al calor, por lo que como tal no puede ser utilizado en armas de fuego, pero (también muy de forma limitada ) como explosivo de mina. Sin embargo, Ngl se utiliza como solvente para Ne, con el fin de modificar este último con el objetivo de obtener un explosivo de lanzamiento más estable y eficiente.
Los propulsores de doble base, es decir, los que comprenden mezclas en proporciones variables de Ne y Ngl, ofrecen muchas ventajas, como alta densidad, mayor potencia o contenido energético y, finalmente, mayor estabilidad.
Los propulsores así concebidos se dividen en cuatro formas principales: cilindros, láminas cuadradas o romboidales, gránulos redondeados irregulares con estructura porosa y discos. También existe otra categoría de propulsores, que tiene la apariencia de pequeñas esferas llamadas Ball Powder, o incluso Spherical Ball Powder, o más simplemente BP.
Los explosivos de lanzamiento tienen una velocidad de combustión bastante controlada, con el fin de hacerlos arder a diferentes velocidades desde el inicio hasta el final de la combustión del grano, con un desprendimiento de gas gradual y no instantáneo. Cuando se enciende, un grano de propulsor se quema y se consume desde la superficie hacia el interior, con una reducción de superficie y volumen.
El sistema de control de la velocidad de combustión, todavía muy utilizado en la actualidad, es de tipo mecánico o estructural: al perforar el grano propulsor en toda su longitud, su superficie permanece constante de principio a fin, ya que el grano perforado arde tanto desde la superficie externa hacia la en el interior y desde la superficie del agujero hacia el exterior.
Uno de los primeros tipos de propulsor concebido de esta manera fue la solenita, un propulsor extruido de doble base producido en Italia para cargar los cartuchos de fusiles modelo 1891 desde principios del siglo XX.
Durante la Segunda Guerra Mundial, Dupont De Nemours produjo otro tipo de propulsor para las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos, destinado a cañones de varios calibres, cuyos granos tenían hasta 7 perforaciones longitudinales. Este polvo se produjo en grandes cantidades (miles de toneladas), que quedaron sin usar con el fin del conflicto, hasta el punto de que Olin-Winchester piensa en usarlos para la fabricación de los primeros polvos Ball. Añadiendo cantidades variables de Ngl, Olin-Winchester obtuvo un compuesto que se redujo a esferas de diferentes tamaños sumergiéndolo y tratándolo con un compuesto químico especial. La patente de Olin todavía se utiliza hoy en día, obviamente con las mejoras que hizo posible la ingeniería industrial moderna, para producir los BP actuales. La combustión de un propulsor en granos perforados se define como neutra (velocidad de combustión neutra), y si bien representa una evolución significativa con respecto a la de la pólvora negra, aún no es capaz de satisfacer las necesidades de los cartuchos más modernos, en particular los bola para armas estriadas.
Para satisfacer estas necesidades, el propulsor se trata con disuasivos o flegmatizantes, sustancias que ralentizan la velocidad de combustión inicial, obligándola a arder lentamente al principio y rápidamente hacia el final. Los aditivos utilizados para controlar la velocidad de combustión se definen como flegmatizantes o disuasorios, aumentan la estabilidad, mientras que la disminución de la temperatura de combustión se obtiene con la adición de refrigerantes, generalmente aceites minerales. Los propulsores así obtenidos se denominan diferenciados y progresivos (velocidad de combustión progresiva), es decir, lentos al principio y rápidos al final.
Todos los propulsores que se utilizan en la actualidad son de tipo progresivo.
También existen propulsores de tipo medio-progresivo destinados a cartuchos magnum para escopetas, aquellos para revólveres y cartuchos para pistolas semiautomáticas de alta intensidad.
Finalmente, los tipos destinados a rifles estriados son todos de alta y muy alta progresividad.
Es importante recordar que en cualquier cartucho, utilizando el mismo propulsor, la dosis necesariamente debe disminuirse a medida que aumenta el peso de la bola, pero para obtener alta velocidad y potencia incluso con bolas pesadas, será necesario recurrir al uso de propulsores más progresivos.