Curso de Field Target
Autor: Carlos M. “Charly”
6.5. Los reguladores neumáticos. Qué son y cómo funcionan.
En el punto anterior, al hablar de las especificaciones generales de las armas PCP hemos visto por primera vez la palabra "regulador", pero esto ¿qué es? ¿para qué sirve? ¿aporta algo? ¿por qué lo llevan muchos PCP y no las armas de muelle?
Para responder a todas estas cuestiones es necesario explicar con claridad el funcionamiento de los PCP provistos de una precámara. Hoy en día, prácticamente todas las armas neumáticas concebidas con propósitos serios, cuentan con reguladores (el corazón del arma neumática) y siempre es recomendable optar por estas últimas en comparación con las que no lo poseen. También resulta muy valioso el método que permite calcular el núcleo de carga para lograr una máxima precisión en aquellas armas desprovistas de precámara.
Para comprender el funcionamiento de los reguladores tal como se aplican en las armas neumáticas de precarga primero debemos analizar las armas que operan sin regulador. En el siguiente dibujo se representa el mecanismo de un arma de aire pre-comprimido básica, sin regulador.
Cuando el arma es montada, el martillo o percutor es llevado a su posición más retrasada, se realiza un determinado recorrido hasta que el fiador del disparador lo retiene. Esta distancia se denomina “percusión”. Cuando se presiona el disparador, se libera el martillo percutor y se desplaza hacia delante, golpeando el eje de la válvula de disparo, desplazándola de su posición inicial y, permitiendo así que el flujo de aire pase a través del puerto de transferencia, alcance la parte trasera del balín y lo empuje, impulsándolo por el interior del cañón.
El tiempo transcurrido durante el cual la válvula permanece abierta se denomina "período de válvula" o "tiempo de apertura de la válvula" y está medido en milésimas de segundo. A cada disparo, parte del aire del depósito sale y su presión disminuye. A medida que se reduce esta presión, el tiempo en el que la válvula permanece abierta aumenta debido a que la fuerza para su cierre, ejercida por el lado contrario al golpe del martillo es menor, o sea, disminuye la resistencia al golpe del martillo sobre la propia válvula. A medida que aumenta el tiempo de apertura de la válvula, pasa un mayor volumen de aire, pero a menor presión, porque recordemos que ésta ha disminuido en el depósito. El resultado, en los primeros disparos, es un aumento en la velocidad de salida del balín, tras lo cual, se produce una zona donde la disminución de presión se compensa con el aumento en el tiempo de apertura y la velocidad del balín entre disparos es bastante similar. Finalmente, el aumento del tiempo de apertura ya no puede compensar la disminución de la presión y la velocidad de salida decae.
La siguiente figura muestra la velocidad típica en comparación con la curva de la cantidad de disparos en un arma sin regulador.
Observando la gráfica se ver un área en donde la curva es, en cierta medida, consistente o regular. Esto se denomina "rango de presión útil" o "núcleo de carga".
Muchos tiradores determinan esta zona óptima. Para poder hacerlo, el arma debe ser cargada a su máxima presión y deben efectuarse disparos controlados, realizando una cronografía completa (medir la velocidad de salida de cada balín mediante un cronógrafo balístico), a la par que anotan la presión del depósito. Se cuentan los disparos, se registran sus velocidades y se dibuja la gráfica. Se registra la presión al final de la prueba y se resta de la inicial y, con esa información, utilizan sus armas dentro de esos márgenes para obtener la máxima precisión.
Esta cifra es divida entre la cantidad de disparos y el resultado es, aproximadamente, el volumen o grado de disminución de la presión por disparo, dentro del depósito. El arma deberá ser cargada, a partir de ahora, a la presión en donde la gráfica comienza a ser regular y se aprovechan los disparos hasta el momento en que la curva comienza a decrecer.
El regulador se emplea para extender el rendimiento con un buen nivel de presión y una mayor consistencia y regularidad entre disparo y disparo.
¿Qué es un regulador neumático?
Los reguladores se fabrican en diferentes diseños y tamaños. Los diseños varían entre fabricantes, pero el resultado final es el mismo. Un regulador es, simplemente, una válvula, probablemente unos de los dispositivos de regulación más simples son los usados en las antiguas carabinas neumáticas Titan y Falcon.
Despiece del regulador de la BSA Hornet.
La zona que se encuentra alrededor de la válvula de disparo, de material plástico, tiene un espacio de asiento que limita el volumen de aire que permite pasar a través de ella. En este sistema, la velocidad de salida del balín permanece constante en cierto grado durante un rango determinado de varias decenas de bares de presión. La conclusión que se extrae de esto es que no es una función de la presión lo que impulsa al proyectil sino más bien un determinado volumen de aire.
La función del regulador es la de mantener una presión constante de salida mientras que la presión de entrada (la que hay en el depósito) puede resultar variable. En el arma neumática, el regulador, no sólo controla el flujo de aire, sino que, principalmente regula la presión de la cámara de la válvula de disparo. Algunos reguladores tienen una tasa de recuperación muy lenta, otros operan, prácticamente, en forma instantánea. Como destaqué antes, solamente la presión no es suficiente para impulsar al balín, también debe existir un volumen suficiente de aire a esta presión para impulsar al proyectil a la velocidad deseada. En consecuencia, un sistema regulador eficiente, también debe incluir una cámara secundaria de tamaño suficiente como para llevar a cabo la tarea.
¿Cómo funciona un regulador?
La mayoría de los fabricantes de reguladores no desean exponer sus secretos. La realidad sobre este tema es que sus diseños están basados en el equipamiento destinado al submarinismo con pequeñas modificaciones para ajustarse a las necesidades de un arma neumática. Sin tener la intención de mostrar un diseño en particular y para probar el funcionamiento, el siguiente dibujo está tomado de un manual de entrenamiento para submarinistas de 1975, anterior a las carabinas PCP de hoy en día. Este diseño de regulador se denomina “válvula de pistón de flujo balanceado”.
El aire entra en el regulador desde el depósito y pasa a través del pistón hasta llegar a la cámara de la válvula de disparo. A medida que aumenta la presión, también aumenta la fuerza sobre el extremo delantero del pistón. A medida que la fuerza aumenta sobre el pistón, el resorte que se encuentra detrás de él comienza a comprimirse. Este proceso continúa hasta que el eje del pistón hace contacto con el asiento de plástico (normalmente politetrafluoroetileno o poliacetal) y bloqueando el flujo de aire. Cuando se efectúa el disparo, la presión de aire existente en la cámara de la válvula de disparo cae y el resorte impulsa al pistón hacia delante, haciéndolo abandonar su asiento y permitiendo que el aire a alta presión fluya dentro de la cámara de la válvula nuevamente, repitiendo el ciclo.
La presión en la cámara de la válvula de disparo está determinada por el tamaño de la cabeza del pistón y por la resistencia del resorte. Estas dimensiones pueden variar entre los distintos fabricantes, todos los reguladores de armas neumáticas en fabricación, actualmente, no presentan las mismas dimensiones.
Ejemplo de diseño de regulador para colocar en el interior del cilindro de aire de un PCP.
Existen, sin embargo, varios reguladores disponibles que emplean este diseño básico. Típicamente, el regulador está calibrado a una presión que se encuentra en un punto hacia la parte final del “núcleo de carga” de manera que la disminución paulatina en la presión del depósito tendrá muy poco o ningún efecto sobre la velocidad del proyectil.
Esto no siempre es así. Algunas personas desean disparar a muy altas velocidades con proyectiles pesados y fuerzan sus armas al límite. Debido a que el arma va a funcionar tan cercana a sus límites, es necesario aplicarle varias modificaciones. Esto puede incluir la prolongación del golpe del pistón, conductos de transferencia de mayor tamaño, aumento en la tensión del resorte percutor, alterar la válvula de disparo o el resorte de válvula, etc.
Ejemplos de situación del indicador de la presión del depósito en diferentes PCP. No todos disponen de dicho elemento de medida.
Todas estas son opciones que afectarán significativamente el funcionamiento del arma. Toda arma de aire precomprimido es un SISTEMA DINÁMICO, lo que significa que todos estos factores se encuentran en un estado de equilibrio y cada uno de ellos tiene un determinado efecto sobre otro. A menos que alguien esté completamente familiarizado con estos principios, los ajustes y modificaciones deben ser llevados a cabo por un armero especialista en armas neumáticas.
Pros y Contras de los reguladores.
Los reguladores prolongan la cantidad de disparos por carga y brindan una gran consistencia entre disparos. Para el que tirador que compite en disciplinas de aire, sea contra blancos convencionales, bench-rest, siluetas de FT o tiro en polígono cerrado a 10 metros, los reguladores resultan ser un elemento básico del equipamiento y prácticamente un requisito.
La contra de este tipo de reguladores es que son dispositivos mecánicos y consecuentemente, pueden fallar. Dependen en gran medida de las juntas tóricas o arandelas de sellado conseguir la hermeticidad al paso del aire entre diferentes puntos. Con el tiempo y el uso estas arandelas, fabricadas en goma, se deterioran y llegan a romperse. También están sometidas al desgaste, ya que la válvula se desplaza hacia delante y hacia atrás, las arandelas que forman el muelle de recuperación (pueden rozar contra las paredes del cuerpo del regulador o simplemente, del uso, pierden sus propiedades), el asiento de la válvula y la zona donde recibe el golpe del martillo. Es solamente una cuestión de tiempo o de cantidad de disparos antes de que se requiera un cierto grado de mantenimiento. Esto puede dejar a un tirador en una situación delicada si se encuentra en una competición cuando se produzca el fallo. Si utilizas mucho tu arma neumática, debes tener en cuenta hacerle un mantenimiento anual.
Afortunadamente, las juntas tóricas no son caras y básicamente son el principal motivo de las reparaciones.
Rev. 06/11/2017
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