Munición HEAT

Charles E. Munroe 1919

Corría el año 1885 cuando el químico estadounidense Charles Edward Munroe enunció el llamado "Efecto Munroe" (en ocasiones aparece como "Monroe"). Lo que decía básicamente es que si a una carga de explosivos, se le dota de cierta forma, se puede multiplicar su efecto de perforación. Esto no era nada nuevo, ya que hay constancia de que se empleaba este efecto en minería desde 1792 y para cortar vías de tren un poco después. Pero fue Munroe quien le puso nombre y detalló algunos de sus principios. En 1910 el alemán Egon Neumann (no confundir con John von Neumann) descubrió que si hacía estallar una carga de TNT contra una superficie plana de metal lograba abollarla (misteriosamente no ganó un Premio Nóbel por eso), pero si entre la misma carga de TNT y la superficie metálica se creaba un espacio hueco, como una taza invertida con la parte abierta sobre el metal y el fondo hacia el TNT, entonces se producía la perforación de la lámina metálica al detonar el explosivo. Al igual que el Sr. Munroe, Neumann, también lo puso por escrito y lo anunció a los cuatro vientos, pero nadie les prestó demasiada atención... hasta que llegó la Segunda Guerra Mundial.

Carga de colmena.

En 1941 las unidades de artificieros británicas, y más tarde el resto de la Commonwealth, recibieron unos artilugios llamados "Cargas de Colmena" (Beehive Charge) que servían para hacer agujeros en paredes y techos de edificios así como de vehículos blindados siempre que estuvieran quietos. Estas cargas tenían forma de campana y se sostenían sobre tres patas para proyectar una potente onda de choque hacia abajo. En 1943 los rusos empezaron a distribuir entre sus unidades de infantería la que fuera su única arma antitanque empleada por soldados de a pie durante la guerra: la granada RPG-43. La RPG-43 pesaba 1,2kg, de los cuales la mitad correspondían a la carga explosiva. Esta se lanzaba liberando un muelle que traía incorporado en el mango, con mucha suerte quizás llegara con la suficiente fuerza para hacer detonar la carga que se iniciaba por impacto y con mucha más suerte su cabeza incidiría en 90º con respecto al objetivo, que es el ángulo adecuado para aprovechar toda la potencia del efecto Munroe. Era bastante optimista suponer que se darían todas esas condiciones, pero resultaban extremadamente simples y baratas de producir. En ese mismo año, 1943, aparecieron con poca diferencia de tiempo los tres primeros modelos de lanzadores de granadas antitanque: el Panzerfaust 30M Klein alemán, el PIAT británico y el M1 Bazooka americano. Todos ellos capaces de disparar proyectiles basados en el efecto Munroe, que hoy conocemos como de "Alto Explosivo Anti Tanque" o HEAT por sus siglas en inglés.

Soldado alemán corto de vista disparando un Panzerfaust.

Todas las cabezas HEAT funcionan bajo el mismo principio: un espacio hueco rodeado por explosivo excepto en la zona en la que hace contacto con el blanco. La detonación del explosivo produce tales condiciones de presión y temperatura que los gases, en estado de plasma, ocupan el espacio hueco e intentan salir a través del camino que ofrece menor presión: el blindaje del objetivo. La alta presión fuerza la resistencia elástica del objetivo abollándolo y, con un poco de suerte, la sobrepasa dejando el camino abierto para que los gases incandescentes pasen al otro lado de la pared junto con una lluvia de fragmentos del propio blindaje. Esto ocurre cuando los gases de la detonación alcanzan, dentro del espacio hueco, una aceleración de menos de 1.500m/s. Pero lo realmente interesante ocurre cuando se sobrepasa esa aceleración, eso se logra cuando se emplea la carga explosiva justa para la forma de la cavidad hueca. Lo que separa la carga explosiva del espacio hueco dentro de la cabeza HEAT suele ser cobre, un metal relativamente blando con buenas propiedades de conducción térmica. En el momento de la explosión de la carga, el cobre se deforma violentamente y entra en un estado semi-sólido experimentando una aceleración del orden de los 10.000m/s en tan solo 40μs. Si se pudiera mantener ese ritmo de aceleración durante solo 6 segundos el cobre alcanzaría la velocidad de la luz. Es entonces cuando se produce la perforación hidrodinámica, llamada así porque el cobre está en estado sólido, pero se comporta como si fuera un fluido, esto pudo comprobarse recientemente gracias al uso de la difracción de Rayos X (no tengo idea de lo que es, pero suena interesante ¿verdad que si?).  Empujado por las altísimas presiones del interior del hueco se abre paso a través del blindaje seguido por los gases en estado plasmático. 

En el siguiente video podemos apreciar el funcionamiento de una cabeza HEAT cuando entra en contacto con el blanco.

El efecto de perforación hidrodinámica es un tema complejo sobre el que se trabajaba mediante la técnica de "ensayo y error" hasta 1970, cuando se obtuvieron modelos teóricos que permitían cierto grado de precisión a la hora de predecir los efectos de este fenómeno del que aún hoy no se tienen todos los datos. 

Las parrillas en los laterales de los carros T34 ofrecían excelentes
resultados contra municiones HEAT y para promover barbacoas.

A partir de 1943 la amenaza de las cabezas HEAT contra los vehículos blindados era una grave preocupación de los comandantes (y aún más de las tripulaciones) de los vehículos blindados. Una contramedida bastante efectiva ensayada por los rusos fue la de atar a las zonas vulnerables de sus vehículos las parrillas de las camas o los tejidos metálicos de puertas y portones de casas abandonadas. De esa forma limitaban la capacidad de los proyectiles HEAT de alcanzar las paredes de los carros, forzando una detonación prematura que dispersaba el chorro de plasma en el aire a varios centímetros del blindaje o inutilizando el mecanismo de detonación. Se cree que esta fué la primera contra-medida a la munición HEAT y, en forma más refinada, se sigue empleando bajo el nombre de "Slat Armor".

En 1961 la URSS puso en servicio el lanzagranadas más famoso de todos los tiempos: el RPG-7. Originalmente preparado para lanzar una ojiva de carga hueca HEAT propulsada en dos etapas: la primera consiste en una carga de pólvora que impulsa la granada hasta unos 10 o 20 metros, distancia suficientemente segura para el tirador para que entre en funcionamiento el motor del cohete que impulsará el proyectil estándar PG-7v hasta unos 500 metros. Hoy por hoy existe una amplia variedad de proyectiles disponibles para tareas concretas (de fragmentación, termobáricas, de doble cabeza en tándem, etc.) lo que aumenta considerablemente su versatilidad. Dada la popularidad que ha alcanzado esta arma, aún hoy se sigue fabricando con algunas pequeñas modificaciones pero manteniendo su sencillez y fiabilidad original, lo que implica una excelente relación entre coste y prestaciones.

Teniendo en cuenta las características y efectos de esta munición es fácil entender que se mantuviera como la principal arma antiblindaje durante los dos primeros tercios del siglo XX. Actualmente han sido desplazadas en su rol de munición portátil anti-carro gracias al desarrollo de blindajes reactivos, compuestos por diversas capas de materiales cerámicos, plásticos y metálicos, además de otros dispositivos que fuerzan la detonación prematura de las cabezas de guerra HEAT (como rejillas y cadenas) antes de alcanzar las paredes de los vehículos. Aunque aún se utiliza el efecto "Munroe" en proyectiles más pesados lanzados por vehículos como los misiles Hellfire o Javelin. Los carros de combate más modernos, aunque incorporan estas medidas de protección, siguen siendo vulnerables a la acumulación de múltiples impactos consecutivos o simultáneos aún de cabezas HEAT anticuadas, o a pocos disparos bien colocados en zonas "delicadas" como las orugas, los aparatos de puntería/vigilancia, depósitos externos de combustible, el punto de unión entre el chasis y la torreta, etc. Durante las dos guerras de Irak se reportaron numerosas bajas de carros M1 Abrams por las situaciones antes descritas. Además, los blindados más ligeros, como APC, IFV y diversos vehículos de transporte, reconocimiento y apoyo siguen siendo vulnerables a estos dispositivos inventados hace más de 200 años