Cálculos de Velocidad de Explosiones
Las explosiones pueden ser utilizadas para calcular la velocidad de un personaje. Cuando se produce la detonación y la explosión se expande una distancia determinada se puede obtener el período de tiempo que ha tardado en recorrer esa distancia, y de esa manera utilizar ese período de tiempo para obtener un valor de velocidad del personaje.
¿Cuándo puede usarse?
Para utilizar el método se debe determinar que el origen de la explosión sea un explosivo, o dicho de un modo más específico, una substancia reactiva que contiene grandes cantidades de energía potencial que producen la explosión en caso de ser liberados de manera abrupta, lo que a menudo es acompañado por otras formas de energía como la luz, el calor, el sonido y la presión.
Por esto mismo las explosiones que son causadas a través de poderes sobrenaturales, láseres, relámpagos, etc. no pueden utilizarse para este tipo de cálculos.
Para obtener un resultado se debe determinar el peso del explosivo usado, ya sea hallando o asumiendo de manera razonable el tipo de explosivo usado y hallar la distancia que la bola de fuego o la onda de choque se ha expandido en ese período de tiempo.
Cuando se sabe cuánto se movió el personaje en relación a la explosión
Paso 1: Asumir el tipo de explosivo
El tipo de explosivo que se suele ver con mayor frecuencia en la ficción son C4 y TNT.
El C4 es un tipo de explosivo plástico que puede ser moldeado como arcilla, presentándose en paquetes rectangulares o cúbicos. Este tipo requiere un detonador para explotar.
En caso de que no se pueda determinar que el explosivo es C4 (sea confirmado o representado de forma similar) lo mejor es utilizar TNT en su lugar.
Paso 2: Determinando el peso del explosivo usado
El peso/masa que determinemos a través de los siguientes métodos serán el "peso de la carga".
Método 1: Volumen y densidad
Este método puede ser utilizado si el explosivo (sea una bomba o un similar) es visible. En primer lugar uno debe escalar el volumen del explosivo.
Para hallar la masa se debe multiplicar el volumen de la explosión por la densidad del explosivo utilizado.
La densidad promedio del TNT es 1,654g/cm3 [1].
La densidad promedio del C4 es 1,72658g/cm3 [2].
Se debe tener cuidado de usar las dimensiones correctas.
Método 2: Tamaños y densidades típicas
Los explosivos pueden presentarse en tamaños característicos.
Por ejemplo, un paquete de C4 suele medir alrededor de 5x3,8x28cm, con un peso de 0,57kg[2].
Si no se conoce el peso, pero sí su volumen, uno puede hallar el primero usando la densidad (ver método 1).
Método 3: Relación con el radio de la bola de fuego
Este método sólo debe ser utilizado cuando los otros dos no son posibles al ser el menos certero.
La relación entre el tamaño de la bola de fuego y el peso es:
D = 8,5 x M0,341
Donde M es la masa del explosivo en libras y D es el diámetro de la bola de fuego en pies[3].
Para este tipo de explosivo se asume el uso de TNT.
Paso 3: Escalar el radio de la explosión
Lo siguiente que debemos hacer es hallar el radio de la explosión que se ha extendido durante el período de tiempo. Es importante remarcar que el período de tiempo comienza cuando la explosión comienza y no antes.
Para hacer esto usamos los métodos de scaling tradicionales.
Este método se usa estrictamente para escalar cuánto se ha expandido la onda de choque y no la bola de fuego. Por lo que, de ser posible, se debe estimar el tamaño de la onda de choque, pero debido a que eso no suele ser posible de hallar se asume que la bola de fuego se termina extendiendo con la onda de choque. Si se ve que la bola de fuego se expande a distancias más grandes esto ya no puede ser asumido.
El resultado de este scaling es el "alcance" que vamos a utilizar.
Paso 4: Hallando el período de tiempo
Para hallar el período de tiempo podemos usar esta calculadora.
Para el Explosive Type (Tipo de Explosivo) usaremos el que determinamos en el Paso 1.
Para la Charge Weight (Peso de la carga) usaremos el peso/masa estimado en el Paso 2. Recuerda convertirlo a kilogramos antes de ingresarlo.
Puede ser necesario convertir "Free-Air Data" a "Surface Data". La función predeterminada de esta calculadora considera la explosión hecha en la superficie, lo que significa que calcula una explosión hemisférica donde uno de los lados es bloqueado y restringido por el suelo. Cuando una explosión ocurre en el aire, o se expande en todas direcciones sin restringirse desde ningún lado, el peso del explosivo debe ser dividido a la mitad para tomar en consideración este efecto[4].
Para el Range (Alcance) usaremos el radio determinado en el Paso 3. Recuerda convertirlo a metros antes de ingresarlo.
Una vez ingresados los datos hacemos click en "Calculate Blast Parameters" y recibiremos una lista de los valores calculados.
El único valor que nos interesa es el "Time of Arrival (ms)" (Tiempo de llegada en milisegundos). Ese valor es el período de tiempo que buscamos. Usando ese valor podemos calcular la velocidad de cosas que hayan pasado durante el tiempo en que la explosión se expandió hasta el rango utilizado. El valor indicado That value is the timeframe we wanted to determine. Using that one can calculate the speed of things that happened in the time the explosion expanded to the used range. El valor debe ser convertido a segundos para calcular otras hazañas.
1ms = 0,001s.
Cuando se desconoce cuánto se ha movido el personaje en relación a la explosión
Esta calculadora puede ser utilizada para obtener un resultado. Los valores a ser utilizados y el resultado se explican a continuación:
La Start Distance (Distancia inicial) es la distancia entre el personaje y el origen de la explosión en el momento en que ésta última se activa. El valor debe ser introducido en metros.
La Charge Weight (Peso de la carga) es el peso del explosivo. Ver Paso 2 del método anterior para saber cómo determinar esto. El valor debe ser introducido en kilogramos.
El valor "Degree of Derivation from Expansion Direction" (Grado de derivación desde la dirección de expansión) es un ángulo introducido en radianes. Este valor se utiliza para describir la dirección en la que el personaje ha esquivado. Si imaginas una línea entre el punto donde el personaje está al comienzo en relación del origen de la explosión, entonces 0 (cero) significa que el personaje se mueve siguiendo la línea en dirección opuesta al punto de origen de la explosión. Si el personaje toma otra ruta, entonces el Grado de derivación es el ángulo entre el camino 0 y el camino que el personaje toma. Por ejemplo, correr directamente hacia la explosión es π.
El valor Explosive Type es el tipo de explosivo usado que puede ser determinado en el Paso 1 del método antes explicado.
El valor "Escapes Shockwave until extended" (Escape de la onda de choque hasta su expansión) es el valor que determina cuánto se extendió la onda de choque hasta que alcanzó al personaje o hasta que se detuvo su expansión. En otras palabras, mide cuánto tuvo que moverse el personaje para escapar por completo de la onda de choque. Si logra escapar por completo de la onda de choque y la misma no fue restringida durante su expansión, este espacio puede ser dejado en blanco.
El valor "Speed to outrun Explosion" (Velocidad para huir de la explosión) es la velocidad, en metros sobre segundos (m/s), necesaria para escapar de la onda de choque de la explosión. Es el resultado más importante que necesitamos.
El valor "Time of arrival at Start Distance" es el tiempo que le toma a la onda de choque llegar a la Distancia inicial que fue introducida. El resultado es en milisegundos (ms).
El valor "Closest to Shockfront at" (Distancia más cercana al frente de choque) es un valor de control. Busca especificar la distancia que la onda de choque recorre desde el origen de la explosión hasta el punto más cercano al personaje antes de que éste se mueva (Ver Speed to outrun Explosion). El valor es en metros.
Problemas frecuentes a tener en cuenta
- El error de Pi: Cuando el Grado de derivación se acerca a Pi, el valor de Velocidad para huir de la explosión que arroja la calculadora como resultado se vuelve menos preciso. Concretamente, se vuelve más pequeño de lo que debería. La razón de que esto ocurra puede ser vista cuando el Grado de derivación utilizado es Pi. En este caso el personaje correría hacia el origen de la explosión, lo que haría imposible huir de la misma de esta forma, por lo que el programa arrojará resultados erróneos o infinitos. En la práctica sólo se obtendrá un valor extremadamente alto. Esto se debe a que el programa sólo revisa que la onda de choque se aleje del origen más que del personaje en intervalos de 0,1 metros. En esencia, el valor de velocidad que uno puede obtener aquí será tan alto que en uno de los controles el personaje seguirá enfrente de la onda de choque para haber recorrido todo el camino hacia el otro lado de la explosión y la onda de choque al momento del siguiente valor de control. Esto representa al personaje corriendo a través de la explosión, siendo alcanzado por esta, pero como el programa no revisa la posición del personaje durante ese movimiento (si se trata de velocidades suficientemente altas) no hace cuenta de este hecho.
- No escapar de la explosión: Cuando se declara que el personaje ha escapado de la explosión si ha abandonado el alcance a partir del origen de la misma en un punto donde la onda de choque puede ser medida de manera aproximada. Esto significa que para Distancias iniciales muy largas el personaje podría no necesitar moverse demasiado en comparación a la onda de choque. Si el valor para huir de la explosión se vuelve menor a la velocidad del sonido, esta puede ser la razón.
- ¿Qué ocurre cuando se escapa de la bola de fuego, pero no de la onda de choque?: En este caso el valor de Distancia más cercana al frente de choque se vuelve más importante. En tanto ese valor sea menor al radio de la bola de fuego, la estimación sigue siendo correcta. En otro caso, introduce el valor de Escape de la onda de choque al radio de la bola de fuego.
Referencias
- ↑ wikipedia:Trinitrotoluene
- ↑ 2,0 2,1 wikipedia:C-4 (explosive)
- ↑ https://web.archive.org/web/20201106164014/http://www.boomershoot.org/general/Effects.htm#Fireball
- ↑ https://books.google.de/books?id=8E6fVA6qrVkC&pg=PA62&lpg=PA62&dq=peak+side+on+pressure+tnt&source=bl&ots=uDFj7kSgJB&sig=nUzN7bqCo313rsw1sRlBqN0XkbA&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjDwo6W-uPMAhWDtxoKHaS2DVcQ6AEIKjAD#v=onepage&q=peak%20side%20on%20pressure%20tnt&f=false
Ver también
Discusiones
Hilos de discusión que involucran a Cálculos de Velocidad de Explosiones
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