Arco compuesto

En el tiro con arco moderno , un arco compuesto es un arco que utiliza un sistema de palancas, generalmente de cables y poleas , para doblar las palas. ^{[ 1 ]} El arco compuesto fue desarrollado por primera vez en 1966 por Holless Wilbur Allen en North Kansas City, Missouri , y se le otorgó una patente estadounidense en 1969. ^{[ 2 ]} Los arcos compuestos se utilizan ampliamente en la práctica de tiro al blanco y la caza .

Los arcos compuestos suelen estar construidos con materiales artificiales como aluminio y fibra de carbono. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

El sistema de poleas y levas proporciona al usuario una ventaja mecánica , por lo que las palas de un arco compuesto son mucho más rígidas que las de un arco recurvo o un arco largo . Esta rigidez hace que el arco compuesto sea más eficiente energéticamente que los arcos tradicionales, ya que se disipa menos energía en el movimiento de las palas. La mayor rigidez y la construcción más avanzada también mejoran la precisión al reducir la sensibilidad del arco a los cambios de temperatura y humedad.

En la literatura de principios del siglo XX, antes de la invención de los arcos compuestos, estos se describían como "compuestos". ^{[ 5 ]}

El arco compuesto fue desarrollado por primera vez en 1966 por Holless Wilbur Allen en North Kansas City, Missouri , y se le concedió una patente estadounidense en 1969. ^{[ 6 ]}

El soporte central de un arco para otros componentes (palas, miras, estabilizadores y carcajes) se llama empuñadura. Las empuñaduras están diseñadas para ser lo más rígidas posible. La empuñadura central de un arco compuesto suele estar hecha de aluminio , aleación de magnesio o fibra de carbono , y muchas están hechas de aleación de aluminio 7075 .

Las palas están hechas de materiales compuestos a base de fibra de vidrio o, en ocasiones, de madera, y son capaces de soportar altas fuerzas de tracción y compresión. Las palas almacenan la energía cinética del arco; no se almacena energía en las poleas ni en los cables. La potencia de tiro de los arcos compuestos para adultos oscila entre 40 y 80 libras (18 y 36 kg) , lo que puede generar velocidades de flecha de 250 a 370 pies por segundo (76 a 113 m/s) .  

En la configuración más común, hay una leva o rueda en el extremo de cada pala. La forma de la leva puede variar ligeramente entre los diferentes diseños de arco. Existen varios conceptos diferentes para usar las levas para almacenar energía en las palas, y todos ellos se engloban en una categoría llamada excéntricas de arco . Los cuatro tipos más comunes de excéntricas de arco son la leva simple, la leva híbrida, la leva doble y la leva binaria . ^{[ 7 ]} Sin embargo, también existen otros diseños menos comunes, como la leva cuádruple y la articulada. Las levas se suelen describir mediante su índice de "reducción de tensión". A medida que una leva gira, la fuerza necesaria para mantener el arco en posición alcanza un pico y luego disminuye a medida que el arco se acerca a la extensión máxima (una posición conocida como "la pared"). La diferencia porcentual entre la fuerza máxima experimentada durante la tensión y la fuerza necesaria para mantener el arco en extensión completa es la "reducción de tensión". Este valor suele estar entre el 65% y el 80% del peso máximo para arcos compuestos de diseño reciente, aunque algunos arcos compuestos más antiguos proporcionaban una reducción de tensión de solo el 50% y algunos diseños recientes alcanzan reducciones de tensión superiores al 90%. ^{[ 8 ]}

Al tensar la cuerda, la leva gira y ejerce fuerza para comprimir la pala. Inicialmente, el arquero tiene la parte más corta de la leva, lo que representa una desventaja mecánica. Por lo tanto, se requiere un alto aporte de energía. Al alcanzar casi la tensión máxima, la leva ha girado al máximo, el arquero ha obtenido ventaja mecánica y se necesita aplicar la mínima fuerza a la cuerda para mantener las palas flexionadas. Esto se conoce como "liberación". El menor peso de sujeción permite al arquero mantener el arco completamente tensado y disponer de más tiempo para apuntar. Esta liberación permite al arquero disparar con precisión un arco compuesto con un peso de tensión máximo mucho mayor que otros arcos (véase más abajo).

Sin embargo, existen algunos arcos compuestos orientados a jóvenes con baja potencia de apertura, sin reducción de tensión y con una longitud máxima de apertura deliberadamente mayor que la que alcanzaría la mayoría de los jóvenes arqueros. Esto hace que el arco funcione de manera muy similar a un arco recurvo, con la longitud de apertura determinada por el punto de anclaje preferido del arquero. Esto elimina la necesidad de ajustar la longitud de apertura del arco o usar un arco diferente para cada arquero (o cambiar de arco a medida que el arquero crece). Un ejemplo de este tipo de arco es el Genesis, que es equipo estándar en el Programa Nacional de Tiro con Arco en las Escuelas de EE . UU.

Las cuerdas y cables de los arcos compuestos suelen estar hechos de polietileno de alto módulo y están diseñados para tener una gran resistencia a la tracción y una mínima elasticidad, de modo que el arco transfiera su energía a la flecha de la forma más eficiente y duradera posible. En los primeros modelos de arcos compuestos, los cables solían ser de acero recubierto de plástico.

La función de los sistemas de levas (conocidos como excéntricas) es maximizar el almacenamiento de energía durante todo el ciclo de tensado y proporcionar una reducción de la fuerza al final del ciclo (menor peso de sujeción en el tensado máximo). Un arco recurvo tradicional tiene una curva de peso de tensado muy lineal, lo que significa que a medida que se tensa el arco, la fuerza de tensado aumenta con cada pulgada de tensado (y es más difícil en el tensado máximo). Por lo tanto, se almacena poca energía en la primera mitad del tensado y mucha más energía al final, donde el peso de tensado es mayor. El arco compuesto funciona con un perfil de peso diferente, alcanzando su peso máximo en las primeras pulgadas del tensado y manteniéndose más plano y constante hasta el final del ciclo, donde las levas se "liberan" y permiten un peso de sujeción reducido. Esta manipulación del peso máximo a lo largo del tensado (logrado por la forma elíptica de las levas que cambia el apalancamiento y la ventaja mecánica) es la razón por la que los arcos compuestos almacenan más energía y disparan más rápido que un arco recurvo o un arco largo de peso máximo equivalente . El diseño de las levas controla directamente la aceleración de la flecha. Lo que se denomina una "leva suave" acelera la flecha de forma más gradual que una leva "dura". Los arqueros principiantes suelen usar una leva suave, mientras que los más experimentados pueden optar por una leva dura para ganar velocidad. Existen arcos con una gran variedad de levas, desde suaves hasta duras. Algunos sistemas de poleas utilizan una sola leva en la parte inferior del arco y una rueda tensora redonda en la parte superior, en lugar de dos levas idénticas. Este diseño elimina la necesidad de un cable de control independiente y, en su lugar, utiliza una sola cuerda larga que parte de la leva inferior, pasa por la rueda superior y regresa a la leva inferior. Un cable de conexión independiente une la leva inferior con la pala superior.

Cuando se tensa un arco compuesto, las palas se acercan entre sí por la acción de los cables, a diferencia de un arco largo o recurvo, donde las palas se flexionan en la dirección de la cuerda. Esta diferencia permite que los arcos compuestos modernos tengan palas casi horizontales en lugar de inclinadas. La configuración horizontal o paralela de las palas minimiza el retroceso y la vibración que siente el arquero al soltar la flecha, ya que las fuerzas que actúan hacia arriba en la pala superior y hacia abajo en la inferior se anulan entre sí.

El sistema de poleas suele incluir bloques recubiertos de goma que actúan como topes de tensión. Estos proporcionan una "pared" sólida contra la que el arquero puede tensar el arco. Estos topes se pueden ajustar para adaptarse a la longitud de apertura óptima del arquero, lo que le ayuda a lograr un punto de anclaje constante y una fuerza uniforme aplicada a la flecha en cada disparo, aumentando así la precisión. ^{[ 9 ]}

Los arqueros que usan arcos compuestos suelen utilizar un disparador mecánico para sujetar y soltar la cuerda. Este se acopla a la cuerda cerca del punto de inserción de la flecha (el punto de encaje) y permite al arquero soltar la cuerda apretando un gatillo o aumentando ligeramente la tensión. El uso de un disparador proporciona una liberación más consistente que el uso de los dedos, ya que minimiza la oscilación de la flecha, inevitable al soltar la cuerda directamente con los dedos. Tensar un arco compuesto solo con los dedos aumenta la probabilidad de torcer la cuerda, lo que podría desencajarla de las poleas. El uso de un disparador mecánico suele ser necesario para evitarlo.

El número relativamente mayor de piezas móviles requiere un mantenimiento adicional y crea más puntos potenciales de fallo, y disparar en vacío tiene más probabilidades de dañar o destruir un arco compuesto debido a la mayor cantidad de energía almacenada y liberada.

A diferencia de los arcos tradicionales, los ajustes de longitud de apertura y de liberación, así como la sustitución de la cuerda o los cables, a menudo requieren una prensa para arcos, una herramienta especializada que se utiliza para comprimir las palas y así aliviar la tensión de los cables y la cuerda.

Los arcos compuestos suelen ser más pesados ​​que los arcos recurvos y los arcos largos. Su peso relativamente bajo en comparación con un arco recurvo hace que el arco compuesto sea más sensible a ciertos errores de técnica cuando el arquero está completamente tensado. En particular, es más fácil que el arquero gire el arco alrededor del eje vertical, lo que provoca errores de izquierda a derecha, y también una suelta brusca o repentina puede tener mayor efecto.

Las flechas utilizadas con arcos compuestos no difieren significativamente de las utilizadas con arcos recurvos, siendo generalmente de aleación de aluminio , fibra de carbono o una combinación de ambos materiales. Las flechas de madera no se utilizan comúnmente en arcos compuestos debido a su fragilidad. La mayoría de las flechas que se usan hoy en día son de fibra de carbono. Una distinción importante en cuanto a flechas entre arcos recurvos y arcos compuestos es la rigidez de la flecha. Los arcos compuestos y los arcos recurvos de tiro al blanco con empuñaduras de corte central tienden a ser muy tolerantes en cuanto a la selección de rigidez. Los arcos compuestos modernos suelen estar equipados con flechas sustancialmente más rígidas que las que usaría un arco recurvo de longitud y potencia equivalentes. Otra ventaja de la empuñadura de corte central es que la flecha no necesita doblarse alrededor de la empuñadura (casi nada o casi nada) durante el disparo. El ajuste fino se puede lograr ajustando el reposaflechas o el punto de encoque en la cuerda, en lugar de cambiar la longitud y el peso de la punta de la flecha.

Los fabricantes producen astas de flecha con diferentes pesos, diferentes rigideces y diferentes longitudes dentro del mismo modelo de asta para adaptarse a diferentes pesos y longitudes de tensión, y que se ajustan a los diferentes estilos, preferencias y atributos físicos de los arqueros.

La rigidez (espina dorsal) de la flecha es un parámetro importante para encontrar flechas que se disparen con precisión desde cualquier arco en particular (véase la paradoja del arquero ), ya que la espina dorsal varía según la construcción y la longitud de la flecha.

Otra consideración importante es que la IBO (Organización Internacional de Caza con Arco) recomienda al menos 5 granos por libra (0,71 gramos por kilogramo) de potencia de tiro como margen de seguridad. Esto significa que un arco con una potencia de 60 libras (27 kg) necesitaría una flecha de al menos 300 granos (19 gramos) con punta. Disparar flechas más ligeras que esta recomendación conlleva el riesgo de dañar el arco, de forma similar a lo que ocurre al disparar en vacío, lo que a su vez puede causar lesiones al arquero o a cualquier persona que se encuentre cerca. Disparar flechas demasiado ligeras también anula la mayoría de las garantías del fabricante. ^{[ 10 ]} 

La longitud de apertura estándar de AMO (Archery Manufacturers and merchants Organization, nombre anterior del organismo ahora conocido como Archery Trade Association) es la distancia desde la cuerda en máxima apertura hasta el punto más bajo de la empuñadura más 1,75 pulgadas (4,4 cm) . ^{[ 11 ]} Debido a que la fuerza de apertura puede aumentar más o menos rápidamente, y luego disminuir más o menos rápidamente al acercarse a la apertura máxima, los arcos con la misma fuerza de apertura máxima pueden almacenar diferentes cantidades de energía. Norbert Mullaney ha definido la relación de energía almacenada a fuerza de apertura máxima (SE/PDF). Esta suele ser de alrededor de un pie-libra por libra-fuerza (3 julios por kilogramo-fuerza ) , pero puede alcanzar 1,4 ft⋅lb/lbf (4,2 J/kgf) .   

La eficiencia de los arcos también varía. Normalmente, entre el 70 y el 85% de la energía almacenada se transfiere a la flecha. Esta energía almacenada se denomina energía potencial . Cuando se transfiere a la flecha, se denomina energía cinética . El producto de SE/PDF y la eficiencia se puede llamar factor de potencia. Hay dos estándares de medición de esta cantidad: ATA y velocidad IBO. ATA se define como la velocidad inicial de una flecha de 350 granos (23 gramos) cuando se dispara desde un arco con un peso de tensión máximo de 70 ± 0,2 lbf (311,38 ± 0,89 N) y una longitud de tensión de 30 ± 0,25 in (76,20 ± 0,64 cm) . La velocidad IBO se define como la velocidad inicial de una flecha con un peso de 5 granos (0,32 g) por libra de peso de tensión. Si bien muchos fabricantes miden las velocidades IBO utilizando una fuerza de tensión de 70 lbf (310 N) y una longitud de apertura de 30 pulgadas (76 cm) , el estándar IBO permite una fuerza de tensión de hasta 80 ± 2 lbf (355,9 ± 8,9 N) y no especifica una longitud de apertura. ^{[ 12 ]} La velocidad IBO promedio para la mayoría de los arcos compuestos en el mercado ronda los 310–320 pies por segundo. ^{[ 13 ]}                       

La altura del apoyo es la distancia desde el punto de pivote de la empuñadura hasta la cuerda en reposo. Generalmente, una menor altura del apoyo resulta en una mayor potencia de tiro, pero a costa de un arco menos tolerante a los errores del arquero y con un golpeteo de cuerda más brusco.

Los arcos compuestos se utilizan ampliamente en la práctica de tiro al blanco o tiro con arco 3D y en la caza . ^{[ 14 ] [ 15 ]}

En los torneos, las reglas de competición para arqueros de arco compuesto permiten arcos con un sistema de puntería que consiste en una mira trasera sostenida dentro de la cuerda; sin embargo, en otras categorías se permiten miras delanteras fijadas al cuerpo del arco. ^{[ 16 ]} Algunas miras delanteras son magnificadoras y/o ajustables para objetivos a diferentes distancias. Algunas miras tienen múltiples pines configurados para objetivos a diferentes distancias.

En los torneos de tiro con arco regidos por World Archery , los arqueros de arco compuesto pueden usar miras que incorporan lentes de aumento o prismas. Estas "miras de aumento" mejoran la puntería del arquero al ampliar la diana, proporcionando una visión más clara de las zonas de puntuación. Además, dichas miras pueden incluir funciones como ajustes de deriva y elevación, así como dispositivos de nivelación para facilitar una puntería precisa. Sin embargo, todos los componentes deben ser no eléctricos y no electrónicos para cumplir con la normativa de equipamiento. ^{[ 17 ]}

• Tiro con arco 3D : tiro con arco competitivo en condiciones de caza al aire libre. Páginas que muestran breves descripciones de dianas de redirección. 
• Leva binaria : diseño para el sistema de poleas de un arco compuesto. 
• Arco con cable – Tipo de arma de largo alcance 
• Arco compuesto : arco hecho de cuerno, madera y tendones laminados juntos. 
• Ballesta – Arma de largo alcance similar a un arco 
• Arco largo inglés – Tipo de arma de largo alcance 
• Arco plano – Tipo de forma de arco en tiro con arco 
• Arquero a caballo : usar un arco y flechas mientras se monta a caballo. Páginas que muestran breves descripciones de objetivos de redirección. 
• Arco laminado – Tipo de arco de tiro con arco 
• Arco de tiro con arco – Tipo de arco 
• Yumi – Arco asimétrico japonés 

• "El arco compuesto: veinticinco años después de la patente de Allen de diciembre de 1969" ( Archivado el 23 de julio de 2011 en Wayback Machine ): artículo extenso.
• Fotografías de arcos compuestos de la década de 1970.
• ¿Cómo funciona un arco compuesto?