Las unidades de presión de cobre o CUP , y las unidades de presión de plomo relacionadas o LUP , son términos aplicados a las mediciones de presión utilizadas en el campo de la balística interna para la estimación de las presiones de la cámara en las armas de fuego . Estos términos fueron adoptados por convención para indicar que los valores de presión se midieron mediante manómetros trituradores de cobre y trituradores de plomo respectivamente. En los últimos años, han sido reemplazados por la adopción de manómetros piezoeléctricos más modernos que miden con mayor precisión las presiones de la cámara y generalmente dan valores de presión significativamente más altos. Esta nomenclatura se adoptó para evitar la confusión y el intercambio potencialmente peligroso de valores de presión y estándares realizados por diferentes tipos de manómetros. Por ejemplo, tiene poco sentido describir una presión máxima como 300 MPa, [ cita requerida ] y en caso de que la presión se haya medido según el procedimiento CUP, debe denotarse como 300 MPa (CUP). [ dudoso – discutir ]
La presión es un parámetro físico fundamental que se define como la fuerza dividida por el área. La unidad de presión en el Sistema Internacional de Unidades moderno es el pascal (equivalente al newton por metro cuadrado). Por lo tanto, la presión de una cámara medida con un manómetro de trituradora de cobre se expresaría en MPa (CUP) en el ISU. [ aclaración necesaria ]
La estimación de la presión utilizando unidades CUP y LUP se realiza mediante una pistola trituradora especial , que utiliza presión aplicada a un pistón para aplastar un cilindro de cobre o plomo cuidadosamente fabricado y calibrado . La cantidad de deformación se compara con la cantidad de aplastamiento producido por diferentes presiones. Los cilindros de cobre se utilizan a altas presiones, como las generadas por la mayoría de los cartuchos de pistola y rifle , y los cilindros de plomo se utilizan para presiones bajas, como las generadas por los cartuchos de escopeta . La pistola trituradora tiene un orificio en la recámara que está conectado a un pistón y, al disparar, este pistón se somete a la presión del disparo. Luego, el pistón actúa sobre el cilindro calibrado, aplastándolo ligeramente. La longitud del cilindro aplastado se mide y se compara con una tabla de longitudes resultantes de aplastar cilindros con cantidades dadas de presión, y la fuerza correspondiente es el valor de presión CUP o LUP. La organización de estándares estadounidenses Sporting Arms and Ammunition Manufacturers' Institute (SAAMI) publicó estándares de nivel de presión CUP para muchos cartuchos. [1] [2]
Si bien los números CUP y LUP se concibieron para ser comparables con el poder de aplastamiento de una presión dada, los números no son equivalentes. Dado que un pulso de presión más baja y de mayor duración puede aplastar el cilindro tanto como un pulso de presión más alta y de menor duración, las presiones CUP y LUP con frecuencia registran presiones pico más bajas que las reales (medidas por un transductor ) en hasta un 20 %. Por ejemplo, la presión máxima SAAMI para el 7,62 × 51 mm se indica como 430 MPa; el .45-70 , en el otro extremo, se indica como 190 MPa. Los estándares SAAMI para un cartucho determinado se expresan en MPa.
Si bien no es posible contar con fórmulas de conversión precisas para convertir entre presiones reales y presiones indicadas por la trituradora, existen ecuaciones de conversión de aproximación linealizadas en rangos estrechos de presiones para estimar lecturas de presión piezoeléctrica dadas las presiones de la trituradora.
Por ejemplo, Denton Bramwell ha publicado una fórmula de aproximación de conversión que cubre únicamente presiones de trituradora SAAMI entre 28 000 y 54 000 CUP:
Asimismo, existe una fórmula de aproximación de conversión para estimar entre las presiones de trituradora CIP (europea) (que se registran en múltiplos de 50 bar) y las clasificaciones piezoeléctricas, en consonancia con diferentes suposiciones para las condiciones de prueba de trituradora CIP frente a SAAMI:
Hasta la invención de los transductores de medición en la década de 1960, las pistolas trituradoras eran el único método fiable para estimar las presiones de la cámara. Con la disponibilidad de transductores económicos y fiables desde la década de 1960 para realizar mediciones reales de la presión de la cámara, la industria casi universalmente ha comenzado a alejarse de las pistolas trituradoras para estimar las presiones de la cámara, a favor de realizar mediciones reales. Los transductores también son más rápidos de usar en la práctica, ya que no requieren la medición cuidadosa de los cilindros de cobre o plomo después del disparo. Además, los transductores son capaces de registrar presiones instante a instante durante todo el ciclo de disparo. Por lo tanto, a largo plazo, el uso de un transductor es menos costoso, ya que no requiere el uso de cilindros de metal desechables en una pistola trituradora, y también reduce la mano de obra necesaria para analizar los resultados de las pruebas.
Un resultado de esta transición al uso de transductores de medición es, por ejemplo, que un manual de recarga de Speer de 1987 enumera todas las presiones SAAMI en CUP, mientras que las referencias actuales enumeran casi todas las presiones en MPa. Otro resultado es que ahora los márgenes de diseño se determinan mejor, lo que tiene el efecto de aumentar la seguridad a largo plazo de disparar miles de balas en un arma. Con estimaciones basadas en armas trituradoras, los márgenes de seguridad reales nunca podrían evaluarse con precisión, a menos que se disparen realmente decenas de miles de balas en un arma de muestra.