Problemi lampo

Un vero problema, quello delle armi da fuoco... E pensare che Ignazio non si rendeva conto affatto di quanto male potessero fare pistole e fucili: altro che potenza della tecnica a servizio della difesa personale e collettiva! Ci volle proprio parecchio per convincerlo che, anche ragionando al suo modo, le armi portavano danno non solo ai “nemici” ma perfino anche ai propri “amici”...

Infatti, anche se può sembrare strano, i problemi principali allo studio di chi si diverte scientificamente con queste cose sono molto spesso incentrati su alcuni aspetti molto particolari. È possibile che il lampo di luce emesso durante l'esplosione di un'arma possa rivelare la posizione di “amici” anche all'occhio nudo di “nemici”? O anche che sistemi elettronici con sufficiente precisione possano identificare da dove proviene il “fuoco”? E ancora: è possibile che il flash emesso diminuisca la visione notturna delle forze “amiche” durante uno scontro a fuoco, mentre invece emetta luce visibile tale da fare identificare il volto del tiratore, se la durata e l'intensità di illuminazione hanno valori sufficientemente elevati?

Fucili e pistole accelerano un proiettile ad alta velocità (anche fino a un migliaio di km/h) attraverso una canna (rigata), mediante la pressione di gas caldi generati dalla combustione rapida di alcuni propellenti (come nitrocellulosa e nitroglicerina). Quando il propellente viene acceso, il proiettile esce dalla canna in circa 1-2 millisecondi, seguito da un breve getto di gas caldi che si espandono: tali gas caldi, come qualunque altra sostanza ad una certa temperatura (come ad esempio un pezzo di ferro incandescente), sono responsabili della emissione di radiazione elettromagnetica, sotto forma di raggi infrarossi, luce visibile o radiazione ultravioletta. Tuttavia, poiché i gas in espansione si raffreddano molto velocemente, la radiazione infrarossa che essi emettono quando fuoriescono dalla canna dura solo per un breve periodo di tempo (meno di 30 millisecondi), e la durata della luce visibile prodotta è ancora più piccola (perché richiede una temperatura maggiore).

Naturalmente, poi, la quantità la visibilità e la durata della radiazione elettromagnetica prodotta dipende da vari fattori, come ad esempio la quantità di propellente utilizzata, la presenza di sostanze chimiche specifiche che riducono il flash, la velocità di combustione del propellente, e quella del proiettile e dei gas in uscita dalla canna. Le cose, poi, possono essere anche molto complicate, poiché, quando il proiettile raggiunge velocità supersoniche, si viene a generare un'onda d'urto, ossia un sottilissimo strato d'aria attraverso il quale la pressione, la temperatura, la densità e la velocità dell'aria cambiano repentinamente. Ora, se i propellenti sono ricchi di combustibile (e poveri in ossigeno), l'intersezione tra i gas propellenti e l'onda d'urto generata dal proiettile supersonico può generare sufficiente calore per riaccendere il carburante incombusto (rimasto tale per il poco ossigeno nella miscela) in presenza dell'ossigeno contenuto nell'aria, e tale fenomeno crea un lampo più luminoso.

Il primo problema evidenziato sopra, la rivelazione luminosa di posizioni “amiche” durante scontri “al buio”, così come quello della possibile diminuzione della visione notturna di forze “amiche” accecate dai flash, viene usualmente risolto aggiungendo sostanze chimiche specifiche alle polveri da sparo che servano a ridurre i flash luminosi, o anche aggiungendo particolari dispositivi alla canna dell'arma. Nel primo caso, gli additivi tendono a ridurre una accensione secondaria del propellente, così che l'energia che viene utilizzata normalmente per produrre luce visibile viene invece adoperata per produrre radiazione infrarossa: si riduce, così, la possibilità di essere avvistati ad occhio nudo, ma non quella di essere riconosciuti elettronicamente dai raggi infrarossi. Invece, nel secondo caso, i dispositivi aggiunti alla canna tendono ad ostacolare e cambiare la direzione delle onde d'urto che si propagano dalla bocca dell'arma, in modo tale da far dissipare un po' della loro energia (e quindi raffreddare), riducendo la probabilità che si produca una riaccensione del combustibile gassoso in presenza dell'ossigeno dell'aria.

Invece, il problema del riconoscimento tramite dispositivi elettronici dell'inizio degli attacchi, delle posizioni dei “nemici” e dell'identificazione di “amici” o “nemici”, a partire dai flash di emissione viene risolto mediante l'uso di sofisticati sensori e tecniche di discriminazione che utilizzano sia la luce visibile che i raggi infrarossi emessi dai gas di sparo, naturalmente con sensibilità ben diverse da quelle offerte dall'occhio nudo.

Rimane una questione ancora aperta la faccenda del riconoscimento del volto del tiratore tramite la poca luce dei flash luminosi, a causa dei pochi studi scientifici sull'argomento, usualmente basati su una percezione soggettiva. In un recente esperimento, ad esempio, su 160 tentativi di riconoscimento del volto di uno di due tiratori, solo nel 54% dei casi l'identificazione è avvenuta correttamente, per cui sembra proprio che vi sia quasi la stessa probabilità di indovinare l'uscita di testa o croce nel lancio di una moneta... L'unica conclusione scientifica è dunque che l'accurata identificazione visuale di un tiratore non è possibile con le armi in commercio; e questo a causa del fatto che la luce del flash è troppo fioca e la durata dello stesso flash è troppo breve.

Certo, altri esperimenti ed indagini sarebbero necessarie, ma non è più interessante dedicarsi ad altri “flash” che la Natura ci offre gratuitamente, come quelli dei jets che si osservano in cielo e prodotti da galassie o buchi neri? Ignazio non ne era pienamente convinto, ma forse o prima o poi...

S. Esposito, fisico