8.09 La gelatina balistica
La gelatina balistica è un materiale semitrasparente, di aspetto identico a quello della gelatina alimentare, preparato in maniera tale da simulare il comportamento dei tessuti umani ed animali. Il colore va dal neutro totalmente trasparente al bianco al giallo al rosso, a seconda dei materiali usati per caricare il supporto. In pratica è una gelatina con una densità ed un comportamento viscoelastico e plastico simile a quella dei tessuti.
E' comunemente usata nei laboratori di balistica per studiare il trasferimento di energia di un proiettile qualora attinga un bersaglio umano o animale. La trasparenza o semitrasparenza infatti consentono di seguire il percorso del proiettile nel tessuto simulato; di individuare i possibili fenomeni di cavitazione; ed anche a tracciare la eventuale frammentazione del proiettile stesso a causa dell'impatto.
Accoppiando poi un blocco di gelatina balistica ad uno stroboscopio, e/o ad una fotocamera ad alta velocità, si ha un sistema completo di misura per studiare l'andamento temporale della cessione di energia da parte del proiettile ad un materiale.
Questo materiale ha quindi a che fare con la balistica lesionale, o comunque con la balistica terminale, e con la balistica forense.
Storicamente la gelatina balistica fu messa a punto per studiare i traumi balistici. Certamente fornisce delle indicazioni utilissime in questo campo della balistica sperimentale. Però la gelatina balistica è un modello fisico semplificato del sistema biologico che vuole simulare, se non altro perché si tratta di un materiale omogeneamente denso, mentre nel corpo animale si hanno strati successivi e diversi: pelle, muscolo, ossa, legamenti, vasi sanguigni.
Quindi bisogna sempre tener presente che la gelatina balistica è un buon modello per alcuni aspetti del corpo animale, ma non per altri, e quindi darà risultati immediatamente riconducibili ed applicabili al corpo animale solo in determinati casi.
Materiali simili, ma non trasparenti/semitrasparenti, sono ad esempio il sapone balistico, o la plastilina balistica. Questi materiali non essendo trasparenti, dopo l'impatto vengono sezionati longitudinalmente. In questo caso si è principalmente interessati alla forma della cavità creata dal proiettile e non all'evoluzione temporale.
I normali calcoli di tiro per la determinazione della traiettoria di un proiettile in genere sono condotti in aria, in certi casi anche trascurandone l'effetto, e danno traiettorie graficamente belle pulite, se si fanno un po' troppe approssimazioni danno perfetti tratti di parabola. Il tratto grafico è pulitissimo. Il mondo sembra ordinato e semplice. I vortici e le dilatazioni o compressioni dell'aria lungo la traiettoria non sono neanche presi in considerazione, e di certo nell'uso comune non sono neanche visualizzati. Si è quindi condotti a pensare, se non si pone una certa attenzione, che anche nell'attraversare un bersaglio solido il "foro" prodotto sia come un filo pulito, del diametro del proiettile nella sua zona di estensione massima. Non è affatto così, e basta aver visto una fotografia del passaggio di un proiettile nella gelatina balistica per rendersene conto.
Sui siti di vendita online la si trova sia pronta sia in polvere, da disperdere in acqua.
Non è comunque impossibile fabbricarla in casa, e su internet si trovano tutorial dedicati. Tuttavia per misure serie conviene rivolgersi ad una ditta specializzata: ne esistono anche in Italia, ed i prezzi sono simili. Il punto è che una ditta, rispetto al fai-da-te, garantisce oltre al materiale anche due elementi essenziali: la riproducibilità delle misure, nel senso che un parallelepipedo comprato oggi ha le stesse caratteristiche di uno comprato tra un anno; e l'aderenza ad un determinato modello, cioè il fatto che le caratteristiche fisiche del blocchetto di gelatina sono simili a quelle del tessuto di interesse.
La solidità e consistenza di una gelatina possono essere stimati con una prova standard, che consiste nell'applicare un pistone di diametro 12.7 mm alla superficie del panetto di gel. Il gel è standardizzato ad una concentrazione del 6.67%, e dopo la preparazione viene lasciato riposare 17h a 10°C. Poggiando un peso sul pistone, ovviamente il pistone si abbassa; bisogna registrare l'abbassamento, e quando è di 4mm segnarsi il peso applicato. La massa del pesetto, espressa in grammi, che porta ad un abbassamento di 4mm, è chiamata "grado Bloom", dal nome della persona che ha messo a punto questa procedura di misura.
Quale grandezza fisica esattamente si misuri con questa procedura non è affatto chiaro. Dal punto di vista metrologico è soddisfacente quanto infilare un dito nel gel ed inventarsi un modo per quantificare la sensazione. Di certo un gel non si comporta in maniera lineare, quindi se ad esempio trovate che per arrivare a 4 mm ci vogliono 150 g non aspettatevi che per arrivare a 2 mm ce ne vogliano 75 g, o che per arrivare a 8 mm ne bastino 300 g. Inoltre facendo le misure in casa gli errori di misura sono alti, e lo seguire le specifiche di standardizzazione non è proprio immediato (quantomeno serve un termostato affidabile, e grande quanto il panetto di gelatina; e una bilancia molto buona, per arrivare ad una concentrazione corretta). Comunque è uno standard, e ci sono macchine apposite per fare la misura, che al contrario delle misure fatte in casa portano ad una buona riproducibilità.
E non si tratta di uno standard balistico soltanto: l'industria pasticciera ne fa un largo uso. La si trova nelle caramelle gommose, nei dolci, negli yogurt, nelle marmellate. Una gelatina alimentare tipicamente richiede tra i 100 ed i 150 gradi Bloom, ma si arriva anche a 240; dipende dal dolce che si vuole preparare. Un tessuto umano è in genere più consistente di un dolce. Coerentemente, non stupisce che le gelatine balistiche si aggirino attorno ai 250 gradi Bloom.
C'è da dire che nell'industria pasticciera non si è interessati all'impatto di un oggetto (il proiettile!) sulla gelatina, bensì alla gradevolezza culinaria; i "gradi Bloom" di una gelatina sono considerati come un indice del "potere gelificante" della gelatina stessa, è quello che interessa. Nell'arte culinaria inoltre si assume un comportamento lineare, per cui su pasticceriainpillole.it si trova che:
Se in ricetta sono richiesti 10 g di gelatina 200 Bloom vorrà dire che ne dovrò mettere 12,5 g di gelatina 160 Bloom vale a dire 10 x 1,25 dove 10 sono i grammi di gelatina richiesti in ricetta e 1,25 rappresenta il coefficiente di conversione.
Questa relazione lineare è perfettamente sensata per le gelatine alimentari commerciali. Funziona benissimo. Utilizzatela come consigliato e farete degli ottimi dolci. Ma non è detto che sia valida anche per (tutte) le gelatine balistiche, che talvolta sono materiali più complessi, specialmente per le gelatine balistiche fatte in casa con ricette più o meno di fantasia.
Ma allora perché non si usa la gelatina alimentare nei laboratori di balistica? Basterebbe comprare la gelatina in polvere e diluirla in modo da raggiungere la consistenza in gradi Bloom cercata. Costerebbe meno.
Il punto è che i gradi Bloom sono solo una parte della storia. Non sono l'unico parametro su cui basarsi, se si vuole che il panetto di gelatina risultante sia un buon modello dei tessuti biologici.