Pólvora

A China é um dos antigos países civilizados do mundo, a sua seda, a porcelana, a Grande Muralha e o Palácio Imperial são muito conhecidos mundialmente. Mas das suas ricas heranças culturais e históricas, as mais famosas e influentes para o progresso do mundo humano, destacam-se as quatro grandes invenções antigas, ou seja, o papel, a tipografia, a pólvora e a bússola.

A pólvora antiga inventada pela China era uma mistura proporcional de salitre, enxofre e carvão de madeira, chamando-lhe vulgarmente “remédio do fogo”.

Esta invenção deveu-se principalmente à arte antiga chinesa de fundir minerais em busca de “panacéias divinas”, arte que apareceu no período dos Reinos Combatentes (475-221 a.n.e.).

No decorrer desta prática adquiriram-se alguns conhecimentos químicos e ficou-se a conhecer pouco a pouco as naturezas e funções das matérias-primas necessárias ao fabrico da pólvora, descobrindo-se que a mistura destas matérias podia resultar em combustão violenta. Através de repetidas experimentações, os fundidores encontraram por fim a proporção adequada de salitre, enxofre e carvão.

Como esses alquimistas, na obtenção das suas “panacéias divinas”, gostavam de guardar os seus segredos, até hoje não sabemos o ano exato da invenção da pólvora. Segundo Sun Simiao, famoso farmacológico do reinado inicial da dinastia Tang (618-907), que foi o primeiro a registrar por escrito o método de fabrico da pólvora, os cientistas chineses consideraram que a pólvora chinesa foi inventada antes da dinastia Tang.

A pólvora chinesa foi usada na guerra desde o século X, e no século XII apareceram as armas de fogo que se carregavam com pólvora. Tal como a arte do fabrico de papel, a pólvora saiu da China primeiro para a Arábia, e depois para a Europa.

História

Segundo a história, a pólvora foi inventada pelos chineses no século IX quando buscavam o elixir da imortalidade. Irônico, não? Ela é composta, em volume, de três partes de carvão vegetal, 15 partes de salitre e 2 partes de enxofre, triturados e misturados. Esta fórmula básica é a chamada pólvora negra, que queima de média para baixa velocidade, produzindo um enorme volume de gases quentes na forma de fumaça branca. Sabendo como funciona a mente humana, não demorou muito para alguém depositar um pouco de pólvora em um recipiente fechado, colocando depois fogo e obtendo uma bela explosão.

Como foram os chineses que também inventaram os fogos de artifício, foi um passo para seu uso nas guerras: as primeiras armas eram foguetes feitos de bambu, visto que a metalurgia não era uma arte bem dominada na época; portanto, as primeiras armas de fogo, como o canhão e mosquetes, demoraram um pouco para aparecer no teatro de guerra.

As ciências por trás das armas de fogo são a química e a física. A química nos explica como um pequeno volume de pólvora pode gerar um enorme volume de gás em velocidade quando em combustão, enquanto a física nos mostra a forma correta de se aproveitar esta geração e expansão de gases a fim de projetar um objeto, o projétil, em determinada direção e com determinada força.

Não sou mestre nas complexas teorias e fórmulas da física, mas posso descrever: colocando pólvora dentro de um tubo com uma das extremidades fechada, e pela outra ponta se colocando um projétil fechado e vedando a passagem dos gase de forma a criar uma pequena câmara, teremos estão uma arma de fogo. Imaginado um meio de se iniciar a combustão da pólvora, esta irá gerar um enorme volume de gás em velocidade tal que forçará o projétil a sair pela outra ponta em velocidades que vão da subsônica (menos de 300 m/s) a velocidades que passam a do som, as supersônicas.

Podemos classificar a pólvora em:

· Explosiva, de queima média a alta velocidade e, portanto, gerando grande volume de gás em velocidades altas, produzindo explosão se estiver confinada. Na prática, é usada basicamente para fogos de artifício (pólvora negra), visto que existem modernos explosivos com características de manuseio e potência superiores;

· Propelente, de queima mais lenta e constante, usada nas munições.

A pólvora negra gera muita fumaça e resíduos. É um composto relativamente estável e de fácil manuseio, sendo obtido hoje em moinhos de roda, onde enormes rodas de metal pesando até 200 kg trituram e misturam todos os elementos até se obter um pó fino. Dependendo da granulação da pólvora, obtida por outros processos, se obtêm diferentes velocidades de queima. É o principal ingrediente dos fogos de artifício por serem baratas e de fácil fabricação, e o outro uso corrente é nas armas de pólvora negra. No interior do Brasil, ainda se encontram armas caseiras fabricadas de tubos de metal, onde se carrega pela boca a pólvora, bucha e chumbinho. Esta é a mais tradicional arma caipira, eficiente nas mãos dos caboclos que dependem delas para sua defesa e subsistência.

Nos Estados Unidos, e também no Brasil, pratica-se uma modalidade de tiro esportivo usando modernas armas que são réplicas das antigas armas de pólvora negra: o ritual de carregar cada tiro é o que torna divertida a barulheira e fumaceira que segue cada tiro. Depois de uma sessão de tiro, normalmente arma e atirador estão cobertos de fuligem.

A pólvora sem fumaça é um composto de nitrocelulose e outros elementos, e é o propelente das modernas munições de hoje, obtidas a partir de complexos processos de fabricação, onde os grãos podem ter formatos e dimensões diversas para cada aplicação.

Goya – Fabricação de Pólvora em Sierra de Tardienta (1810-1814)

Outro uso da pólvora sem fumaça é o industrial: uma pistola dispara um cartucho especial que finca pinos em estruturas de concreto e metal, processo esse muito utilizado na construção civil para fixar elementos como conduítes, tubulações, luminárias, trilhos para cortinas, etc.

Da pólvora surgiram outras invenções do homem, como os artefatos bélicos, os explosivos usados tanto para a guerra (parabellum) como nos tempos de paz em minerações e demolições, os fogos de artifício para comemorações e entretenimento, os sinalizadores de resgate, os foguetes e mísseis e os satélites de comunicação e monitoramento. Tudo o que o homem cria pode ser usado tanto para o bem como para o mal, e a pólvora não deixa de ser mais um item desta enorme lista de criações que fazem parte do rol de descobertas da humanidade.

Marcelo Kawakami

Pólvora é uma substância que queima com rapidez, usada como propelente em armas de fogo.

Tipos de pólvora

Existem dois tipos de pólvora: pólvora negra e pólvora “sem fumaça” (o termo não é estrito, pois deveria ser “com pouca fumaça”). Quase todas as armas de fogo modernas usam pólvora “sem fumaça”. Enquanto a pólvora negra é classificada como explosivo, a moderna pólvora “sem fumaça” meramente queima rapidamente como descrito a seguir.

A pólvora queima produzindo uma onda de deflagração subsônica ao contrário dos altos explosivos que geram uma onda de detonação supersônica. Isto reduz o pico de pressão na arma, mas também a torna menos capacitada de destruir rochas ou fortificações.

Pólvora “sem fumaça”

Pólvora “sem fumaça” consiste, quase que somente, de pura nitrocelulose (pólvoras de base simples), frequentemente combinada com até 50% de nitroglicerina (pólvoras de base dupla), e algumas vezes com nitroguanidina (pólvoras de base tripla) embebida em pequenas pelotas esféricas ou lâminas e cilindros extrudados usando éter como solvente. Pólvora “sem fumaça” queima somente na superfície dos grãos. Grãos maiores queimam mais vagarosamente, e a taxa de queima é controlada, além disso por uma camada superficial de detenção de chama. A intenção é regular a taxa de queima de modo a que uma pressão relativamente constante seja exercida para propelir o projétil ao longo de todo o seu percurso dentro do cano da arma para se obter a maior velocidade possível. Pólvora para canhões possui os maiores grãos, cilíndricos com até o tamanho de um polegar e com sete perfurações (uma central e as outras seis formando um círculo na metade do caminho entre o centro e a face externa). As perfurações estabilizam a taxa de queima porque, enquanto o exterior se queima em sentido do interior ocorre o inverso dos furos para fora. Pólvoras de queima rápida para armas de fogo são feitas por formas extrudadas com maior área superficial como lâminas ou então por achatamento dos grãos esféricos. A secagem é realizada à vácuo. Os solventes são então recondensados e e reciclados. Os grãos são também revestidos com grafite para prevenir faíscas provenientes de eletricidade estática causarem ignições indesejadas, além de reduzir ou acabar com a tendência dos grãos em se aglutinarem, o que torna o manuseio e carregamento mais fácil.

Pólvora negra

A pólvora negra é composta de ingredientes granulares:

Nitrato de sódio (NaNO3)
Enxofre (S),
Carvão vegetal (provê o Carbono) e
Nitrato de potássio (Salitre – KNO3, que provê o Oxigênio)

A proporção ótima para a pólvora é:

Salitre 74,64%, enxofre 11,64% e carvão vegetal 13,51%.

A proporção básica de seus elementos constituintes é:

2 partes de Enxofre : 3 partes de Carvão mineral : 15 partes de Salitre

Descobrimos uma melhor formula para a pólvora negra!

Salitre 63%, enxofre 18% , carvão vegetal 19%!

Deixando a pólvora negra com uma combustão mais rápida!

Um mito urbano comumente associado a pólvora negra é de que o carvão mineral (ou então grafite) sejam preferidos com relação ao vegetal, por conterem mais carbono. Isso é a mais falsa lenda. A queima de pólvoras usando esses materiais vai ser, medíocre, se muito (considerando que acenda). A razão para essa lenda, talvez venha do fato da estequiometria da pólvora ser um bocado confusa..

O carbono da reação escrita lembra ‘carbono puro’ que é grafite ou carvão, mas não é isso na realidade: o que causa a rápida reação são os chamados “materiais voláteis” presentes no carvão que além disso deve ser pouco denso; por isso é de origem vegetal e preparado com o maior cuidado de madeiras escolhidas a dedo (a mais famosa é o carvão do salgueiro, mas outros tipos de madeira pouco densas são usados também). A carbonização da madeira também é uma arte em si ; o processo de carbonização, se falho, levará a pólvoras bem inferiores. Esse processo é feito simplesmente usando a madeira na forma de pequenos pedaços dentro de um recipiente metálico com um pequeno furo. O recipiente é aquecido POR FORA. Isso faz a água evaporar da madeira e escapar na forma de vapor pelo pequeno orifício ; depois que a água vai embora, os materiais celulósicos e lignínicos da madeira começam a se modificar, e a serem parcialmente carbonizados; após certo tempo, se extingue o fogo e deixa o carvão formado esfriar lentamente e sem abrir o recipiente (caso contrario o oxigênio atmosférico reagiria com o carvão quente formado, fazendo-o ignitar).

Ainda sobre a reação da pólvora negra, podemos dizer que existem várias reações que supostamente ocorrem na mistura e ao mesmo tempo. a mais simples, talvez, é :

2KNO3 + S + 3C —> K2S + N2 + 3CO2

Mas na literatura existem várias outras, como por exemplo :

4KNO3 + S2 + 6C —> 2K2S + 2N2 + 6CO2

16KNO3 + 6S + 13C —> 5K2SO4 + 2K2CO3 + K2S + 8N2 + 11CO2

2KNO3 + S + 3C —> K2S + 3 CO2 + N2 2KNO3 + S + 3C —> K2CO3 + CO2 + CO + N2 + S 2KNO3 + S + 3C —> K2CO3 + 1.5 CO2 + 0.5 C + S + N2

l0KNO3 + 3S + 8C —> 2K2CO3 + 3K2SO4 + 6CO2 + 5N2

Etc.

A graduação de tamanhos dos grãos de pólvora negra vão do áspero Fg, usado em rifles de grande calibre e pequenos canhões, passando pelo FFg (médios e pequenos calibres de rifles), FFFg (pistolas) e FFFFg (pistolas curtas e garruchas de pederneira).

Apesar de a pólvora negra não ser verdadeiramente um alto explosivo, geralmente o é classificado pelas autoridades em virtude de sua fácil obtenção.

História

A pólvora primeiramente descoberta na China no Século IX. A descoberta, aparentemente, foi feita por acidente por alquimistas que procuravam pelo elixir da longa vida, e as primeiras referências à pólvora aparecem como avisos em textos de alquimia para não se misturarem certos materiais uns com os outros.

Por volta do século X a pólvora começou a ser usada com propósitos militares na China na forma de foguetes e bombas explosivas lançadas de catapultas. a primeira referência a um canhão surge em 1126 quando foram utilizados tubos feitos de bambu para se lançarem mísseis contra o inimigo. Eventualmente os tubos de bambu foram substituídos por tubos de metal, e o mais antigo canhão na China data de 1290. Da China, o uso militar da pólvora parece ter se espalhado para o Japão e a Europa.

Foi usada pelos mongóis contra os Húngaros em 1241 e foi mencionada por Roger Bacon em 1248, no entanto há quem atribua também ao monge franciscano alemão Berthold Schwarz a sua redescoberta. Por volta de meados do século XIV, os primeiros canhões são mencionados extensivamente tanto na Europa quanto na China. O salitre necessário na obtenção da pólvora negra era conseguido a partir do “cozimento” de fezes de animais.

A pólvora foi usada pela primeira vez para lançar projéteis de uma arma portátil de tamanho semelhante ao dos rifles atuais na Arábia, por volta de 1304

Na China assim como na Europa, o uso da pólvora em canhões e armas de fogo foi atrasado pela dificuldade em se obter tubos de metal suficientemente resistentes que pudessem conter a explosão. Este problema pode ter criado o falso mito de que os chineses usaram a descoberta somente para a manufatura de fogos de artifício. De fato, a pólvora utilizada para propelir projéteis de canhão e foguetes foi utilizada extensivamente na conquista da Mongólia no Século XIII e um aspecto da Guerra do Leste Asiático depois disso. As muralhas da cidade de Beijing (Pequim), por exemplo, foram especificamente projetadas para suportar um ataque de artilharia e a Dinastia Ming mudou a capital de Nanjing para Beijing especialmente por causa das colinas em volta de Nanjing, que eram bons locais para os invasores disporem sua artilharia.

Do século XV até o Século XVII se viu um desenvolvimento generalizado na tecnologia da pólvora tanto na Europa quanto no extremo Oriente. Avanços na metalurgia conduziram ao desenvolvimento de armas leves e os mosquetes. A tecnologia de artilharia na Europa gradualmente ultrapassou a da China e essas melhorias tecnológicas foram transferidas de volta à China pelas missões jesuítas que foram postas a prova pela manufatura de canhões pelo último imperador Ming e o primeiro Qing.

Em 1886, Paul Vieille inventou na França a pólvora “sem fumaça” chamada de Poudre B. Feita de nitrocelulose gelatinosa misturada com éter e álcool, ela era passada através de rolos para formar finas folhas que eram cortadas com uma guilhotina para formar grãos de tamanhos desejados. A pólvora de Vielle foi usada pelo rifle Lebel e foi adotada pelo Exército Francês no final dos anos 1880.

O exército francês foi o primeiro a usar a Poudre B mas não foi muito depois que outros países europeus seguiram seu exemplo. A pólvora de Vieille revolucionou a eficiência das armas curtas e dos rifles. Primeiramente porque não havia, praticamente, a formação de fumaça quando a arma era disparada e depois porque era muito mais poderosa do que a pólvora negra dando uma precisão de quase 1.000 metros aos rifles.

Em 1887 Alfred Nobel também desenvolveu a pólvora “sem fumaça”. Ela se tornou conhecida como cordita ou cordite, uma pólvora mais fácil de carregar e mais poderosa do que a Poudre B.

A pólvora “sem fumaça” possibilitou o desenvolvimento das modernas armas semi-automáticas e das armas automáticas. A queima da pólvora negra deixa uma fina camada de resíduo que apresenta propriedades higroscópicas e corrosivas. O resíduo da pólvora “sem fumaça” não exibe nenhuma dessas propriedades. Isto torna possível uma arma de carregamento automático com diversas partes móveis, que sofreriam de emperramento se utilizassem pólvora negra.

Referência

Gunpowder: Alchemy, Bombards, & Pyrotechnics, Jack Kelly, Basic Books. ISBN 0-465-03718-6

Fato Histórico 

Durante a Dinastia Han, alquimistas taoistas, ao pesquisar um elixir da imortalidade, produziram vários incêndios ao fazer testes com os ingredientes enxofre e salitre (nitrato de potássio). Um desses alquimistas depois escreveu um texto de alquimia, chamado “O Livro da Ligação dos Três”, que alertava sobre a mistura de certas substâncias.

No Século 8, ao final da Dinastia Tang, foi descoberta uma fórmula para fazer pólvora. Feita de uma combinação de salitre e enxofre com carvão, a pólvora ou “huo yao” foi usada inicialmente para fazer fogos de artifício e chamas para sinalização. Mais tarde, foram inventadas as granadas de mão simples, atiradas sobre o inimigo por meio de catapultas.

Durante a Dinastia Song, a pólvora era usada em rifles e foguetes. O exército Song também comprimia pólvora em canos de bambu, além de usá-la como uma forma primitiva de sinalização. Em 1126 d.C., um oficial local chamado Li Gang registrou a defesa da cidade de Kaifeng com o uso de canhões, que causaram um grande número de vítimas em uma tribo nômade de saqueadores.

Muitas misturas antigas da pólvora chinesa continham substâncias tóxicas, como compostos de mercúrio e arsênico, e podem ser consideradas como uma forma primitiva de guerra química.

Fonte: portuguese.cri.cn/www.arscientia.com.br/saber.sapo.mz/www.discoverybrasil.com