Carga hueca

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Esquema básico de los componentes de una carga hueca.

Se conoce como carga hueca (en alemán Hohl-Ladung) o carga conformada (en inglés Shaped Charge) a una carga explosiva diseñada para dirigir el efecto de la energía del explosivo hacia una zona deseada. Se utilizan diferentes tipos de cargas conformadas para diversos fines, como cortar metal, iniciar armas nucleares, penetrar armaduras o perforar pozos en la industria del petróleo y el gas. En el ámbito militar se emplean principalmente en forma de proyectiles de cañón, granadas, misiles, etc., para perforar blindajes mediante la energía química del explosivo, sin depender de la velocidad a la que sea lanzado.

Funcionamiento

Efecto del ángulo del cono de la carga conformada en la formación del proyectil (bala) y del chorro.[1]

La carga hueca de uso militar interiormente se compone básicamente de un cono metálico, normalmente de cobre (por su bajo punto de fusión), rodeado de un potente explosivo de diseño, quedando la parte interna del cono hueca, de ahí su nombre. La detonación de este artefacto hace que, por el Efecto Munroe, el cono se funda creando un proyectil o chorro dirigido hacia la base del cono que, debido a su alta velocidad de impacto, literalmente rompe el metal de un blindaje en astillas a muy alta velocidad y temperatura que actúan como metralla y elementos incendiarios, causando daños graves a todo lo que esté detrás de esa coraza.

Contrariamente a una idea popular errónea, la carga conformada no depende en modo alguno del calentamiento o la fusión del blindaje para su eficacia; es decir, el chorro de metal fundido en el que se convierte el cono no derrite el blindaje. Su efecto es de naturaleza puramente cinética, golpeando un punto muy pequeño a muy alta velocidad concentrando ahí una gran cantidad de energía; sin embargo, como el proceso genera un calor significativo, a menudo tiene un efecto secundario incendiario importante después de la penetración. Variando el ángulo de apertura del cono, o su forma, se consiguen variaciones en el proyectil generado, cambiando su capacidad de perforación y su distancia de alcance efectivo como veremos a continuación.

Variantes

Cónica

La carga hueca cónica con un ángulo de cono pronunciado es la más habitual y la que mayor capacidad de penetración genera con su chorro, sin embargo tiene un alcance limitado. Además, en el momento de su detonación, la distancia adecuada entre la carga hueca y el blindaje que se desea perforar resulta vital para garantizar el máximo efecto destructivo. Una carga conformada moderna típica de este tipo puede penetrar acero blindado hasta una profundidad de siete o más veces el diámetro de la carga explosiva (diámetros de carga o DC), aunque se han llegado a lograr profundidades de 10 DC y superiores.

  • Formación del chorro perforante durante la detonación de una carga hueca.

  • Velocidades alcanzadas por cada parte del chorro de una carga hueca.

  • Ejemplo de los efectos del chorro sobre un blindaje durante su perforación.

Simple

Una carga hueca cónica simple, normalmente se emplea en los proyectiles HEAT, sean disparados por un cañón de carro de combate, anticarro, en un misil anticarro, granada propulsada por cohete o en un cañón sin retroceso, pero también se emplea en algunas granadas anticarro y algunas minas anticarro.

  • El Panzerfaust alemán de la Segunda Guerra Mundial, una carga hueca disparada mediante un pequeño cañón sin retroceso de un sólo uso.

  • Un RPG-18 soviético de la Guerra Fría. Se puede ver extendido y listo para disparar (arriba) y sección en la que se ve el proyectil en el interior (abajo).

  • Sección de un obús tipo HEAT en el que se aprecia claramente el cono de cobre que dirige la fuerza del explosivo a su parte hueca en forma de chorro.

  • Sección de una munición tipo HEAT para el cañón de de 105 mm de un carro de combate alemán Leopard 1.

En tándem

Para contrarrestar los efectos de una carga hueca se suele aplicar blindaje espaciado o blindaje reactivo. Sin embargo, pronto se encontró la solución para superar estos blindajes extra: se desarrolló la carga en tándem. Esta la suelen equipar las armas anticarro más modernas y consiste en una doble ojiva explosiva, la primera para superar la contramedida y la segunda para perforar el blindaje principal del vehículo.

  • Munición PG-7VR con carga en tándem de 64 mm y 105 mm para RPG-7, efectiva contra carros de combate modernos equipados con blindaje reactivo.

  • Plano de un misil anticarro FGM-148 Javelin en el que se puede ver su carga en tándem.

Linear

Las cargas huecas lineares se suelen emplear en algunos tipos de minas anticarro como la PTM-4 rusa, y en algunos blindajes reactivos explosivos (ERA) como el Nizh ucraniano, uno de los más efectivos contra proyectiles cinéticos.

EFP

Formación del proyectil por la explosión de una carga conformada con un cono metálico de ángulo amplio.

Un penetrador formado por explosión, proyectil formado por explosión, o EFP por sus siglas en inglés (Explosively Formed Penetrator), es un tipo especial de carga conformada diseñada para penetrar blindajes desde una distancia de separación mucho mayor que una carga hueca estándar, siendo efectivo a decenas de metros a costa de una menor capacidad de penetración. Como sugiere el nombre, el efecto de la carga explosiva es deformar la placa de metal en forma de bala y acelerarla hacia un objetivo. Esto se logra con un ángulo de cono muy amplio, 160º por ejemplo, en el que no se forma el destructivo chorro de las cargas huecas de limitado campo de acción, sólo un proyectil. Este fenómeno físico se conoce como Efecto Misznay-Schardin.

Cita
«Un EFP de 20 cm de diámetro arroja una bala de cobre de 3 kg a Mach 6, o 2.000 metros por segundo. En comparación, una bala calibre .50, uno de los proyectiles de armas ligeras más devastadores en el campo de batalla, pesa menos de 57 gramos y tiene una velocidad inicial de 900 metros por segundo.»
Rick Atkinson. The Washington Post

Los proyectiles formados por explosión fueron desarrollados por primera vez como perforadores de pozos por compañías petroleras estadounidenses en la década de 1930, y fueron utilizados como armas por primera vez en la Segunda Guerra Mundial por parte de los húngaros con sus minas 43M TAK y 44M LŐTAK. Actualmente se suelen emplear en minas que golpean el carro de combate por la parte inferior, en minas direccionales que lo hacen desde un lateral cuando este pasa por una ruta determinada, o en armas de ataque indirecto que atacan desde la parte superior, que suele ser la más vulnerable.

En servicio

Segunda Guerra Mundial

La carga hueca en el momento de su desarrollo podía ser utilizada como una carga explosiva de colocación manual, como mina, o como granada, pero pronto se descubrió que podía ser disparada en forma de proyectil como una munición más de cañón (HEAT), o desde dispositivos portátiles para la infantería como cañones sin retroceso o lanzacohetes portátiles.

Granadas anticarro

Una de las primeras armas basadas en el principio de operación de la carga hueca en entrar en servicio fue la No. 68 AT grenade, una granada anticarro para fusil británica puesta en servicio en noviembre de 1940. Con solo 156 gramos de explosivo tenía la capacidad de perforar un blindado enemigo de la época, especialmente en el techo o en la parte trasera, que eran las partes menos blindadas. Los alemanes pusieron en servicio su carga hueca adhesiva "Panzerknacker" en noviembre de 1942. Esta era muy destructiva, pero un arma de último recurso, pues había que colocarla personalmente en el blindado enemigo.

  • Un miembro de la Home Guard británica mostrando un fusil Lee-Enfield preparado para disparar una granada anticarro No. 68. Agosto de 1942.

  • Carga hueca magnética alemana Hafthohlladung, apodada Panzerknacker, encontrada por un soldado británico en Normandía.

Cañones anticarro

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HEAT

La ventaja de usar los proyectiles de carga hueca en los cañones es que pueden ser disparados por piezas largas de alta velocidad o por cañones cortos tipo obús de baja velocidad, ya que al poder destructivo de la ojiva HEAT no depende de la energía cinética con la que es disparada. Un ejemplo de este último caso es el cañón corto 7,5 cm KwK 37 alemán, un modelo de baja velocidad diseñado en los años 1930 para disparar munición explosiva contra cañones y posiciones fortificadas enemigas, como complemento de armas anticarro y en apoyo de la infantería. El KwK 37 era ineficiente con munición perforante, por lo que pasó a usar habitualmente munición de carga hueca Granate 38HL contra los nuevos blindados soviéticos a partir de finales de 1941. La sorpresa que crearon entre los militares alemanes tanques tan bien blindados como el T-34 y el KV-1 provocaron que incluso cañones anticarro de pequeño calibre como el 3,7 cm PaK fueran adaptados a munición HEAT, en este caso con el proyectil de avancarga Stielgranate 41.

En cualquier caso la carga propelente que disparaba un proyectil de este tipo debía ser relativamente baja, comparable a la de una munición de alto explosivo, pues una velocidad tan alta como la de un proyectil perforante habría resultado en un mayor giro del proyectil en su trayectoria y reduciría el efecto de la carga hueca. Debido a la baja velocidad, la precisión y alcance de estos proyectiles eran limitados. Debido a ese menor alcance, especialmente en los cañones cortos y ligeros antes mencionados, obligaba a un peligroso combate cercano, pero prácticamente garantizaba la destrucción de cualquier carro de combate enemigo.

Más adelante en la guerra, cuando ya se introdujeron nuevos modelos de cañones más efectivos como los PaK 40 y PaK 43, el motivo para usar la munición de carga hueca era que resultaba más económica de fabricar. Los informes de combate indicaron que los Gr. HL eran muy efectivos a distancias de hasta 500 metros y eran más baratos de producir que los proyectiles perforantes estándar. Por este motivo y para ahorrar munición del tipo perforante PzGr.39, más costosa, se instruyó a las tripulaciones de todo tipo de carros de combate y a las tropas anticarro para que usaran la munición de carga hueca con la mayor frecuencia posible, cuando el blindado enemigo estaba lo suficientemente cerca como para que el impacto fuera seguro.

Armas anticarro portátiles

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Lanzacohetes portátil, cañón sin retroceso

Por otra parte, las cargas huecas, con su gran capacidad destructiva basada en energía química en lugar de energía cinética, permitieron el desarrollo de nuevas armas anticarro portátiles que podían ser portadas por un solo hombre. Armas que darían mejores capacidades de lucha contra los blindados a la infantería y harían obsoletos a los cañones anticarro remolcados. Entre los dispositivos portátiles de infantería utilizados en la Segunda Guerra Mundial, encontramos como ejemplos el cañón sin retroceso alemán de un sólo uso Panzerfaust, introducido en 1943 y capaz de atravesar unos 200 mm de acero; el famoso lanzacohetes estadounidense M1 Bazooka, cuyos primeros modelos aparecieron ya en 1942, y su equivalente germano, el "Panzerschreck". Estos dos últimos no tenían tanta capacidad de perforación pero ofrecían una distancia de tiro mayor.

  • Lanzador de cargas huecas británico PIAT, tenía un alcance efectivo de unos 105 metros.

  • Proyectil de carga hueca propulsado por cohete para el lanzador RPzB 54 Panzerschreck. El alcance efectivo de esta arma era 150 m.

Guerra de Ucrania

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HEAT, CLGP, Misiles anticarro de la Guerra de Ucrania, Lanzagranadas anticarro de la Guerra de Ucrania

En la Guerra de Ucrania podemos encontrar cargas huecas simples y dobles entre la amplia variedad de municiones HEAT empleadas en los carros de combate, en los misiles lanzados a través de los cañones de los tanques de origen soviético (CLGP), en todos los misiles anticarro, en cañones antitanque como el MT-12 Rapira, en cañones sin retroceso como el SPG-9 Kopyo y en las armas ligeras antitanque empleadas por la infantería tipo RPG y similares.

  • Sección de un cartucho completo HEAT de 105 mm para carro de combate alemán Leopard 1.

  • Sección de un proyectil HEAT estabilizado por aletas (HEAT-FS-T) modelo 3BK-14M para el cañón de 125 mm de un carro soviético T-72.

Además, también se pueden encontrar cargas conformadas de tipo EFP en algunos tipos de minas y sistemas de artillería de precisión.

Sin embargo, no todas las cargas huecas se usan como arma, también se ha encontrado su utilidad a la hora de proteger el blindaje de un carro de combate de los proyectiles perforantes. El blindaje reactivo explosivo Nizh ucraniano, que emplea cargas huecas lineares, es uno de los más efectivos contra proyectiles cinéticos.

  • Módulo de blindaje reactivo explosivo Nizh, formado por múltiples cargas huecas lineares.

Referencias

  1. ↑ Walters y Zukas (1989).

Este artículo fue redactado por Adrián Hermida para WikiTanks en base a las siguientes fuentes:

  • Donald R. Kennedy. History of the Shaped Charge Effect, The First 100 Years — USA – 1983, Defense Technology Support Services Publication, 1983.
  • Joseph Carleone (1993). Tactical Missile Warheads. Progress in Astronautics and Aeronautics Series (V-155), AIAA, ISBN 1-56347-067-5.
  • Norfolk Tank Museum. Types of Ammunition. norfolktankmuseum.co.uk
  • The Museum of Technology, The Great War and WWII. museumoftechnology.org.uk
  • R F Eather, BSc & N Griffith, OBE MSc. Some Historical Aspects of the Development of Shaped Charges – Ministry of Defence, Royal Armament Research and Development Establishment – 1984 - AD-A144 098
  • W.P. Walters, J.A. Zukas (1989). Fundamentals of Shaped Charges. John Wiley & Sons Inc., ISBN 0-471-62172-2.
  • Zaloga, Steven J. (2016). Bazooka vs Panzer: Battle of the Bulge 1944. Bloomsbury Publishing. ISBN 9781472812513.
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