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Comprimentos de canos e desempenho

por José Joaquim D'Andrea Mathias

 

Certos comprimentos de canos para Armas Curtas já se tornaram tradicionais para algumas funções. Canos de 2 e 3 polegadas são mais discretos e favorecem a compacidade das armas que os empregam, servindo melhor ao porte pessoal. Canos de 4, 5 e 6 polegadas são empregados há décadas no serviço policial/militar, Tiro desportivo e, mais raramente, em Caça, sendo apresentados como padrão médio em termos de comprimento. Usualmente, os canos de comprimento entre 7 e 14 polegadas são os mais indicados para Caça e tiros de precisão a longa distância, sendo que canos de 15 polegadas de comprimento são considerados o limite do que se convenciona como "Armas Curtas".

Sempre foi suposição geral que armas de canos maiores atiram com mais precisão e potência, existindo também uma tendência de se titular canos menores como imprecisos e ineficientes, reservando-os somente para "uso em pequenas distâncias". No entanto, existe quase uma total ignorância na relação munição/comprimento de cano, fazendo muitos suporem que os maiores canos sempre possibilitam um aumento de velocidade e energia de um determinado calibre, independente da configuração deste.

É certo que canos de maior comprimento produzem aumento real de velocidade e potência de uma munição e favorecem uma consistente precisão. Por outro lado, a síndrome do "quanto maior melhor" pode deixar o cidadão equipado com uma arma pouco adequada para determinado uso.

É fato pouco conhecido que uma munição que tenha desempenho extraordinário em canos reduzidos pode não funcionar bem em comprimentos maiores, como esperaria o proprietário da arma. Também é fato ignorado que as munições para Armas Curtas são preparadas para funcionarem dentro de certas condicionantes de arma e emprego.

Com freqüência tenho ouvido questões tais como "qual o melhor comprimento para esse ou aquele fim", "qual a melhor combinação de arma e munição para essa finalidade" e "como tal munição irá se comportar em determinado comprimento de cano". Buscando responder à maioria dessas perguntas, decidi-me por esta matéria para, na área de Armas Curtas, tentar provar se comprimentos maiores de canos são efetivamente superiores e se qualquer munição terá sempre o seu desempenho ampliado junto com aumento de comprimento do cano.

DEFININDO TESTES
Como muitos dos calibres de Armas Curtas são também empregados em comprimentos maiores do que os já comentados, ocorre a natural conclusão de que obterão, assim, maior desempenho, o que na realidade nem sempre acontece. Munições para Armas Curtas, motivadas pelas particularidades balísticas de cada calibre, resultam em comportamentos diferentes quando empregadas em canos maiores que os tradicionais. Saber como se comportam algumas munições desse tipo de arma em canos longos significa também entender porque maiores comprimentos normalmente resultam em maior velocidade e precisão e como pólvoras e projéteis são afetados ou influenciam o resultado final.

Para melhor entendimento precisamos de bons exemplos. Assim, decidi fixar a matéria em 4 calibres muito conhecidos pela maioria dos Leitores, ou seja, o .22 LR, o .38 SPL, o .357 Magnum e o .44 Magnum. Esses calibres servem de base para algumas experiências com comprimentos variáveis de canos que, postas em gráficos e tabelas, apresentam-nos resultados interessantes.

Para obtenção das velocidades, polegada por polegada, as munições foram disparadas em armas de canos longos que eram, após coletadas as velocidades daquele comprimento (média de 5 disparos), encurtados até o mínimo de 2 polegadas. Com as velocidades de cada comprimento de cano foi possível visualizar com precisão o comportamento de cada munição. Decidi somente fazer uso dos resultados obtidos com munição de fábrica, pois a intenção primária era ver como munições preparadas para operar em canos curtos se comportariam em canos longos.

Em relação aos resultados obtidos, o Leitor deve estar ciente que os mesmos poderão ser diferentes quando relativos a outras armas, sempre influenciados pelas diferenças construtivas de cada uma delas. Mesmo assim, o perfil de comportamento de cada munição será muito próximo aos resultados fornecidos pelos testes.

Mas, antes de comentarmos os valores obtidos, é também necessário uma pequena introdução em balística interna para se entender melhor o que ocorre dentro do cano de uma arma no exato momento do disparo.

BALÍSTICA INTERNA
A pólvora, quando queima na atmosfera, produz gases que em alguns casos podem se expandir até aproximadamente 1.000 vezes o volume original sólido da carga. Quando confinados pela câmara, esses gases produzirão grande pressão, pois estarão ampliando dezenas e dezenas de vezes o volume original da carga de pólvora. Raciocinando em frações de segundos, vamos ter a carga de pólvora tomando boa parte da câmara e, no exato momento do disparo, veremos a queima gradual da mesma e a expansão dos gases resultando num rápido aumento de pressão. Essa pressão, não tendo por onde escapar, irá agir sobre o único ponto móvel da câmara, ou seja, o projétil. Sob a ação do aumento de pressão, o projétil será iniciado no cano e progressivamente acelerado.

O máximo de pressão que aquela carga de pólvora irá gerar é chamado de pico de pressão. Se, por algum motivo, o projétil não se deslocar ou tiver obstrução ao se iniciar no cano, o pico de pressão será tão alto e conseguido tão depressa, que resultará numa boa explosão... e uma arma em cacos.

No disparo normal, a arma não explode porque existe compensação por parte do projétil que, se deslocando através do cano, aumenta o volume da câmara e "amortece" o pico de pressão a níveis suportáveis pela arma. Em outras palavras, isso quer dizer que a pressão irá crescer numa progressão menor do que aquela que resultaria em explosão justamente porque o projétil, ao se deslocar, soma mais volumes à câmara, facilitando a expansão dos gases. Por essa relação da pressão da expansão dos gases com o deslocamento do projétil é que se pode considerar o disparo de uma munição como uma explosão controlada, tal qual ocorre nos motores de combustão interna.

Com o progressivo deslocamento do projétil através do cano, os gases podem melhor se expandir e a pressão diminuir. Se o cano for muito comprido, em algum ponto a pressão não será suficiente para suplantar o atrito projétil/cano e, como resultado, a velocidade do projétil começará a decrescer.

O atrito projétil/cano é, muita das vezes, determinado pelo tipo de material que constitui ou recobre a parte externa desse projétil. Projéteis encamisados em cobre, latão ou "Tombac" possuem um coeficiente de atrito superior a os projéteis constituídos de chumbo puro ou liga de chumbo. Além disso, os projéteis em liga de chumbo são lubrificados para que o atrito com o cano não derreta a sua superfície, facilitando o seu deslocamento. Por esse motivo é que projéteis de mesmo peso mas de constituições diferentes (liga de chumbo e encamisado) podem resultar em velocidades iniciais e pressões de câmara distintas. No meio termo se encontram os projéteis de Nylon, cujo recobrimento facilita de alguma maneira o deslocamento dentro do cano pela redução do atrito.

EXEMPLOS
Para começar a ilustrar o comportamento das munições em diferentes comprimentos de canos, tomemos o primeiro gráfico (Grf-01), observando o desempenho do .22 LR Standard. Para essa munição, nota-se que a máxima velocidade é obtida com o comprimento de 18 polegadas de cano, decrescendo a partir daí. O .22 LR Standard testado tem desempenho satisfatório com canos curtos e médios, porém, o que podemos concluir é que, após as 18 polegadas, quando os gases da queima da pólvora se expandiram aproximadamente 36 vezes em relação ao volume sólido original, ocorre o ponto máximo no qual a pressão consegue acelerar o projétil. Os comprimentos acima de 18" marcaram velocidade decrescentes, aparentemente indicando que a pressão restante não consegue mais vencer o atrito entre projétil e cano da arma testada.

Ao se testar a munição .22 LR High Velocity (Grf-02) nas mesmas condições que o .22 LR Standard, podemos observar que esta apresenta uma pequena mas constante aceleração até o comprimento de 20 polegadas de cano, quando inicia uma sutil desaceleração. Esse comportamento pode ser explicado pelo tipo de propelente empregado nesse tipo de munição (High Velocity) e nível de pressão de câmara que esta trabalha. Como esse tipo de munição opera com uma carga mais "forte" que o .22 LR comum, os gases gerados na ignição da pólvora conseguem acelerar o projétil por algumas polegadas a mais de cano.

O .22 LR nos oferece um bom exemplo, pois o pequeno volume de câmara deste calibre em relação ao grande volume representado pelo cano nos dá uma relação volume/comprimento dificilmente reproduzida em outros calibres. Comparativamente, uma carabina em .22 LR com 20" de cano teria a mesma relação que um fuzil .38 SPL com 28" de cano.

Voltando a observar e comparar os gráficos das munições .22 LR, nota-se que a munição .22 LR CCI Stinger Hyper Velocity (Grf-03), que quase se constitui uma exceção entre a família .22, consegue acelerar o seu projétil com constância, independentemente do comprimento de cano. Isso nos serve de base para indicar a principal variável na relação entre comprimento e velocidade: a pólvora.

As pólvoras modernas são elaboradas para queimar dentro de certas condicionantes e em determinadas velocidades que fazem com que a pressão não seja obtida instantaneamente e sim de forma controlada. Dentre todo o quadro de pólvoras do mercado, temos as que possuem características de queima mais rápida, atingindo o pico de pressão quando o projétil pouco se deslocou no cano, as de queima média ou intermediárias e as pólvoras de queima mais lenta ou progressivas, ou seja: aquelas que obtêm o pico de pressão com o projétil num ponto mais distante da câmara. Isso significa afirmar que pólvoras de queima rápida conseguem acelerar bem projéteis em canos curtos e pólvoras de queima lenta dão melhores resultados em maiores comprimentos de cano.

Em relação ao .22 Stinger, essa munição é evidentemente montada com uma pólvora muito lenta que, combinada com um projétil leve, produz pico de pressão em ponto bem adiante da câmara, facilitando sua constante aceleração.

Existem outras variáveis que interferem na relação de comprimento e velocidade, mas o tipo de queima de pólvora, se lenta, média ou rápida, é que primariamente mais influência tem sobre o desempenho de uma munição.

O próximo gráfico a ser estudado, o de munições .38 SPL, certamente irá interessar a maioria dos Leitores, pois no Brasil essa munição é empregada tanto em revólveres quanto em carabinas. Armas de cano longo, de 16 ou 20 polegadas de comprimento, disparando .38 SPL são de interessante observação pois, acima de tudo, constituem adaptações que empregam munição essencialmente desenvolvida para revólveres.

A munição escolhida para os testes é uma representante da categoria +P, tendo sido preparada para operar com eficiência em armas de canos tradicionais, ou seja, até 6" de comprimento. Quando disparada em comprimentos normais de revólver, a munição .38 Spl +P (Grf-04) funcionou da forma esperada, com ganhos de velocidade de 62 pés/seg. entre 2 e 3", 53 pés/seg. entre 3 e 4", 27 pés/seg. entre 4 e 5" e 10 pés/seg. entre 5 e 6" de comprimento de cano.

Quando disparada em canos de comprimento superiores a 6 polegadas, a munição aparentemente indicou a possibilidade de ocorrer algo próximo do que aconteceu com o .22 LR Standard. No comprimento máximo de 14 polegadas, notamos uma possível tendência de redução de velocidade indicando que, caso a munição fosse disparada numa carabina Puma de 20 polegadas, o resultado seria mais modesto que o obtido no comprimento testado de 13 polegadas. Infelizmente, a tendência não foi passível de ser confirmada pela simples ausência de cano para o teste. Mesmo assim, é possível afirmar que munições desenvolvidas para atingir a máximo desempenho em canos curtos nem sempre dão bons resultados quando empregadas em canos maiores.

No exemplo do .38 SPL +P escolhido para o teste, se confirmada a tendência de redução da velocidade em comprimentos maiores que 14", o possível causador da perda de desempenho será, quase com certeza, o tipo de pólvora utilizado. Como as fábricas de munições têm que fixar uma base de funcionamento para seus produtos, as cargas +P são elaboradas para obter o melhor desempenho em canos entre 2 e 6 polegadas, pois destinam-se ao uso defensivo. Quando utilizados em comprimentos que não aqueles previstos pela fábrica para uso ideal, o resultado pode ser inferior ao esperado.

Neste ponto, cabe discorrer sobre a Recarga de munições, pois por seu intermédio é possível fazer o mesmo trabalho que as fabricas realizam para preparar as munições comerciais. Isso significa dizer que, recarregando a sua própria munição, é possibilitado ao Leitor fazer uso de componentes e combinações adequados ao comprimento de cano de suas armas.

Mesmo no Brasil, onde a variedade de propelentes do mercado não passa de uma dezena, pode-se adotar uma correta combinação de pólvora e projétil para se obter melhores resultados em canos curtos ou longos. Entenda o Leitor que a opção pela Recarga de munição não tem a finalidade de colocar as munições de fábrica em segundo plano. Porém, todos sabem que "um terno confeccionado sob medida por alfaiate geralmente veste melhor que outro comprado pronto".

A observação do comportamento do .357 Magnum (Grf-05) reforça a afirmativa da grande influência do tipo de propelente empregado, pois é sabido que esse flexível calibre faz uso de grandes quantidades de pólvora de queima progressiva. Aliás, somente com o desenvolvimento desse tipo de pólvora é que foi possível o aparecimento das munições da categoria Magnum.

Para atingir as velocidades obtidas com pólvoras Magnum, fazendo uso de propelentes de queima mais rápida, o custo em alta pressão comprometeria sensivelmente a vida útil de qualquer arma. Como as pólvoras progressivas liberam mais controladamente a sua energia (leia-se aqui que a pressão sobe menos bruscamente), é possível acelerar um projétil com pressão alta, mas a níveis toleráveis pela arma. Tendo a característica de queima lenta e sendo usadas em quantidade maior que outros tipos de propelentes, as pólvoras progressivas conseguem manter a expansão dos gases num volume suficientemente alto para que a pressão continue atuando sobre o projétil por um maior período.

O Leitor deve observar o gráfico do 357 Magnum, onde é saliente o fato do projétil ir obtendo melhores velocidades junto ao aumento do comprimento do cano, seguindo exatamente o exemplo da munição .22 LR Stinger. A pequena diferença entre a velocidade do revólver Ruger e a Contender em 6 polegadas deve-se mais à perda de pressão no espaço entre tambor e cano, chamado de "gap".

Graças a seu tipo de propelente, a munição .357 Magnum mantém um ganho constante de velocidade, o que resulta em boa média para cada polegada de cano.

O .44 Magnum (Graf-06) faz uso do mesmo tipo de propelente que o .357 Magnum, porém numa quantidade maior, dado o seu maior volume de câmara. O gráfico de suas velocidades, obtidas num fuzil especialmente preparado, indica que até no comprimento exagerado de 30" a munição testada mantinha uma pequena porém persistente aceleração. Ao tipo de propelente usado no .44 Magnum deve-se somar o fato desse calibre possuir um projétil quase 2 vezes mais pesado que o .357 Magnum testado. Sendo mais pesado e possuindo maior inércia, esse projétil aparenta a característica de sofrer menos o "freio" representado pelo atrito com o cano da arma e decréscimo de pressão, em grandes comprimentos.

Mesmo com a vantagem das munições tipo Magnum obterem ganhos de velocidade em canos muito longos, deve-se observar que os dois calibres escolhidos ainda constituem adaptações na área de Armas Longas. O comprimento mais equilibrado para essa categoria de munição parece ser mesmo o de 20" de cano, comprimento adotado nas carabinas Puma de exportação, com reconhecido sucesso.

Discutida a influência e características de queima das pólvoras, surgem outras questões: existem outras condicionantes que afetam a velocidade inicial e qual a melhor combinação de munição e comprimento de cano?

OUTRAS INFLUÊNCIAS
A velocidade de um projétil, independentemente do comprimento do cano, pode ser influenciada por diversos detalhes da arma e também da montagem da munição. Comprimentos maiores de cano apenas tornam certas influências mais aparentes. Variáveis, tais como diâmetro interno do cano, seu grau de polimento e número e passo das raias fazem com que até armas aparentemente idênticas, de número de série consecutivo, apresentem velocidades diferentes. Acrescente-se também, além do já referido peso do projétil, o tipo de construção deste, se encamisado (o já referido atrito maior) ou de liga de chumbo, e teremos um "coquetel" de variáveis que dificulta a formação de um padrão geral de desempenho. Mas, todas essas variáveis não têm o mesmo grau de importância que apresenta o peso do projétil, esse sim de grande influência na pressão inicial da câmara, queima da pólvora, pico de pressão e, consequentemente, velocidade inicial. O peso do projétil e o tipo de pólvora empregado são, juntos, os maiores responsáveis pelo desempenho da munição, seja em canos curtos ou longos.

Vamos observar os resultados dos testes elaborados por Wiley Clapp, articulista da revista norte-americana "Guns & Ammo", para um importante artigo sobre velocidade de munições .44 Magnum. Wiley fez uso de munição montada com projéteis de 200 e 300 "grains" que obtiveram, em canos de 10 1/2 polegadas, respectivamente, as velocidades de 1.453 e 1.388 pés/seg. Quando as mesmas munições foram disparadas em canos de 2 1/2 polegadas, as velocidades iniciais foram de 1.110 pés/seg. para o projétil de 300 "grains" e 1.047 pés/seg. para o de 200 "grains". Esses valores fornecem duas constatações: primeiro, vemos que o projétil de 200 "grains", que no comprimento de cano de 10 1/2 polegadas obteve a maior velocidade, no cano de 2 1/2 polegadas foi superado em velocidade inicial pelo projétil de 300 "grains". A Segunda constatação nos diz que o mesmo projétil de 200 "grains" apresentou uma perda de velocidade acumulada de 406 pés/seg., enquanto o projétil de 300 "grains" perdeu 278 pés/seg.

As marcas obtidas nos testes de Wiley Clapp nos direcionam a confirmar que o peso do projétil auxilia na pressão de câmara e na melhor queima da pólvora. Posto de forma prática, pode-se afirmar que num "snubby" de 2 polegadas em calibre .38 Spl, por exemplo, um projétil de 160 "grains" aceleraria de forma mais eficaz que um projétil de 110 "grains", isso, é claro, mantido o mesmo tipo de pólvora. Mantido o mesmo tipo de propelente, o projétil mais pesado favorece, pela sua inércia inicial, uma melhor ignição da pólvora em canos muito curtos.

Pólvoras de queima rápida ou lenta e projéteis leves ou pesados são variáveis que, somadas aos diversos comprimentos de cano, podem deixar o leitor confuso na escolha de uma melhor combinação de arma e munição. O mais correto é iniciar a escolha fixando o emprego a ser dado á arma e o desempenho desejado. Assim, como uma boa sugestão para munições defensivas, onde é necessário alta velocidade e energia, recomenda-se projéteis de peso leve/médio montados com propelentes de queima rápida para melhor desempenho em canos entre 2, 3, 4 e 5 polegadas. No caso de munição para Caça, para mais impacto e penetração, uma boa combinação será projéteis pesados propelidos por pólvoras de queima média ou lenta, em armas de comprimentos maiores que 6" de cano. Projéteis leves terão melhores resultados em armas de comprimentos médios, provavelmente entre 4 e 18 polegadas de cano, onde a maioria das pólvoras atua bem com esse tipo de projétil.

QUANTO MAIOR, MELHOR?
É certo que na correta escolha de uma arma deve-se levar em conta a praticidade, pois na busca de maior desempenho seria desastroso um cidadão usar como arma defensiva um revólver de 8 polegadas, por exemplo. Em outro sentido, sair para caçar com uma arma de cano muito curto pode deixar o proprietário da arma com um conjunto pouco eficiente em precisão e energia.

Neste ponto da matéria faltou somente comentar sobre outra característica que invariavelmente acompanha as armas de grandes comprimentos de cano, ou seja, a precisão. No auxilio desta característica, as armas de grande comprimento de cano contam com a vantagem de uma maior distância entre miras e maior peso, atributos que fazem com que a arma esteja mais alinhada com o alvo e mais estável no momento do tiro. Existe também o fato do comprimento de canos acima de 3 polegadas serem mais favoráveis a estabilizar corretamente o projétil, isto não sendo, mesmo assim, uma regra, pois a estabilidade do projétil depende também de muitos outros fatores. Armas de canos curtos podem ser tão ou mais precisas que outras com longos canos, mas exigem mais empenho no correto alinhamento de miras e controle de disparo.

Por tudo já comentado nesta matéria, o Leitor pode concluir que qualquer definição sobre canos compridos serem melhores que canos curtos dever ser acompanhado de um "depende". É fato que maiores comprimentos de cano extraem o máximo desempenho de uma munição, isto dependendo desta ser correta para o comprimento da arma a ser empregada. Armas de canos curtos também podem obter velocidade e precisão, tendo a vantagem de serem mais portáteis. E onde houver falta de desempenho da munição de fábrica, o Leitor sempre poderá lançar mão do recurso de recarregar sua própria munição, adaptando esta às características de sua arma.

Versão atualizada e ampliada de artigo originalmente apresentado na Revista Magnum no 26.