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A fabricação de pirotécnicos e foguetes , iniciada com a descoberta da pólvora, no oriente, passou por diversos estágios, recebendo aperfeiçoamentos oriundos da pesquisa empírica. As guerras foram indubitavelmente a principal razão do engajamento de homens de excepcional inteligência na industria pirotécnica.
Observando hoje a subida de um foguete espacial muitos de nos encaramos esse espetáculo como obra da ciência, e da invenção humana. Pensamos dever isso a homens de gênio, sem os quais não teríamos sequer chegado a lua , quanto mais a outros planetas. Em certo sentido isso é verdade. Mas precisamos entender que nenhum golpe de gênio inventivo poderia colocar mil satélites em orbita, ou vinte mil foguetes de sinalização nos navios que cruzam os oceanos neste momento. Isso é obra do fabricante .
Uma coisa é conceber um foguete , outra coisa é colocar l00 por dia no ar, como na guerra do Golfo.
Tornar útil esse universo de inventos e teorias sobre foguetes e pirotécnicos, sem sempre foi tarefa fácil. Os construtores antigos mantinham o mesmo segredo que os construtores modernos.Planos de fabricação, resultados de testes, e toda tecnologia da área foi sempre mantida em sigilo. Isso fica evidente quando verificamos que apenas alguns países são capazes de fabricar algum tipo de foguete.
Em tese, qualquer nação do mundo moderno poderia ter uma fabrica de foguetes, quando não para uso militar , para uso em meteorologia ou comunicações. A falta de tecnologia, (representada por pessoal técnico e projetos industriais ) é o obstáculo.
Os relatórios e planos industriais recolhidos pelos Aliados, ao termino da Segunda Guerra, bem como a transferencia de pessoal especializado, deram inicio a uma verdadeira industria de foguetes. Afinal a passagem da teoria á pratica , do laboratório á fabrica não era tão complexa como parecia.
Todavia o sigilo que na industria pirotécnica já era grande, na industria bélica ou espacial tornou-se absoluto.
A proposta das paginas seguintes é uma tentativa de desmistificar todo esse mistério que envolve a tecnologia da industria pirotécnica , em sentido amplo.
E tornar simples o que os textos sobre pirotécnicos e foguetes mistificaram . Uma aventura que apenas arranha a superfície do problema.
Não podendo justificar amplamente as soluções propostas, a técnica é sempre colocada de modo objetivo e direto. O conhecimento teórico será sempre exigido, para o entendimento, sob pena de se considerar simplista a proposta pratica. Contudo é um custo a ser suportado no intuito de despertar o interesse e estimular novas técnicas.
Um lance no sentido do fabricante, contra o status do cientista .
Afinal não se pode negar que assim como os fogos de artificio , que hoje não vão muito alem dos shows de fim de ano, também a industria bélica de foguetes , mísseis e pirotécnicos esta em declínio .
Mesmo assim , a técnica de construir foguetes, ou bombas de fogos, não morreu.
Nas paginas seguintes, o enfoque é industrial, e deve ser de fácil entendimento para os técnicos . Ao leigo vão faltar partes e detalhes. Em verdade esses detalhes foram omitidos deliberadamente para evitar que leitores afoitos precipitem-se em experiências pessoais perigosas. Com o amadurecer do conhecimento, a cautela aumenta , e alcançam-se os detalhes que parecem faltar.
Inicialmente uma visão didática sobre fogo e como projetar um artefato pirotécnico.
Vamos ver um apanhado geral sobre os espetáculos pirotécnicos e as bombas . Como bombinhas , estrelinhas , vulcões e os milhares de fogos de artificio que existem já são bem conhecidos, vamos nos deter apenas em alguns pontos não muito conhecidos.
Depois vamos tratar de foguetes de modo pratico. Para isso os foguetes descritos e possíveis de construir serão pequenos . Um missel ou um foguete para transportar um satélite não são mais que ampliações dos que vamos ver.
Logo passaremos por partes técnicas construtivas de uso geral em pirotecnia e industriais bélicas.
Fumaças coloridas é um capitulo pirotécnico pouco conhecido. Poucos textos tratam desse assunto.
Por ultimo a parte industrial de testes. O controle industrial e alguns artefatos militares .
Uma ligeira passagem pelos efeitos especiais para cinema.
As formulas e composições foram distribuídas ao longo dos capítulos .

Um pouco de historia

De um modo bem simples podemos definir pirotécnicos como :

A composição química de um agente
oxidante e um combustível que produzem uma reação
exotermica , auto-sustentável.

E assim podemos supor que no principio isso deu-se pela mistura acidental de salitre e carvão. Talvez na Índia , ou Oriente Médio, onde ha muitas minas de salitre, por volta do ano 3000 A.C.. Ha menção de uso de misturas incendiarias e fumaças em celebrações religiosas e entretenimentos na Arábia, China , Egito , Grécia e Índia por volta de 2000 A.C. Alexandre , O Grande , fez uso de misturas incendiarias em guerras por volta de 365 A.C. Temos referencias a queima de luzes coloridas nos Circus Romanos , ao tempo de Augustus (Ano 27 A.C.)
Foguetes chineses e romanos são descritos por volta do século X nos ataques mongois ( Ano l232). Ha registros comerciais de pólvora na Bélgica , Inglaterra e Escócia, nos anos de l3l3 e l327.
Atribui-se a Claude F. Ruggieri o desenvolvimento de chamas coloridas em fogos de artificio, no século passado. O clorato de potássio base dos modernos fireworks é mencionado em formulações de l786. Em l850 o seu uso era comum. É desse ano também a inclusão do magnésio nas composições. A pistola Very que lança sinais foi patenteada em l878.
No livro de Alan St. Brock, A history of Fireworks ( George G. Harrap and Co. Ltd. London) ha referencia a Lla Pyrotechnie de Jean Appeier , livro de l630, bem como Elemens de Pyritechnie de C. Ruggieri de l80l- l812.
Sempre ligada a guerras ou eventos festivos a pirotecnia, como arte do fogo , chegou ao nosso século como base para uma industria de fogos de artificio, material bélico, e foguetes espaciais.
Ao tempo da Primeira Guerra desenvolveram-se inúmeros artefatos bélicos , como traçadores de tiro, sinalizadores , fumaças toxicas, e bombas incendiarias para uso pelos aeroplanos.
Durante a Segunda Guerra a pirotecnia militar avançou muito , principalmente no sentido dos foguetes, separando-se definitivamente dos fogos de artifícios. A industria cresceu e saiu do artesanato, e do resultado aleatório.
Estima-se que somente os EUA produziram 48 milhões de bombas incendiarias durante o período da guerra.

FOGO

Para que exista fogo é necessário que se reunam estes três factores

Calor <==> Oxigénio <==> Combustivel

Na falta de um , não ha fogo.
.
Entenda-se como oxigênio qualquer composto que o contenha . O ar atmosférico. O oxigênio em sais , líquidos ou gasoso.

Combustível é todo produto que pode ser oxidado. Os mais fáceis de oxidar são os produtos organicos, a base de carbono. Os mais difíceis são os inorgânicos , já parcialmente oxidados.

Calor é qualquer radiação acima do zero absoluto. Uma fonte de menos 5 graus, ainda assim fornece calor.

As fontes de calor, são , entre muitas , as reações químicas exotermicas, ou seja , produtos quaisquer que unindo-se desprendem calor.

Nos produtos pirotécnicos, não ha necessidade de ar atmosférico para a produção da queima. A maioria dos fogos e similares queima , p.e., submersos na água.

Alias a água nem sempre é eficiente na extinção da chama de fogos. Normalmente isola-se o fogo dos pirotécnicos , impedindo a propagação, mas não ha como extingui-los enquanto houver produtos.

Duas coisas importantes são : a temperatura do fogo e a quantidade de calor (kilocalorias) emitida.
A facilidade com que os produtos queimam , costumam ser explicados por uma palavra: afinidade. Ela explica a facilidade com que dois produtos se combinam, e sua importância para iniciar e sustentar o fogo.

Artefato Pirotécnico

Palitos de Fósforos
Fogos de Artificio
Bombas e Foguetes
Sinalizadores Marítimos

São produtos pirotécnicos que produzem :
Fogo,
Fumaça,
Calor,
Forca, Ruído, Espetáculo, etc.

E foram fabricados a partir de dois produtos básicos:
Polvoras e Mistos

Sendo que polvoras e mistos apenas se diferenciam na velocidade de queima. Numa escala de 0 a 5 mil metros de velocidade de queima por segundo temos:

5000 m/s..................... ...400m/s ..................0m/s...................
________________________________________________
| Alto Explosivo | Explosivo | Polvoras | Mistos
==========================================
Dentro da idéia do fogo, o artefato pirotécnico tem oxidante e combustível. O calor somente aparece no momento do uso.

Mistos rápidos são pólvora , e polvoras lentas são mistos

Para qualquer pirotécnico temos:

OXIDANTE + COMBUSTÍVEL + UTILITÁRIO

Oxidante Combustível --------> Para causar a reação básica

+ Utilitário --------------> Que permite o resultado esperado

O componente utilitário , a partir da reação básica , é o responsável pelo trabalho ou efeito que se pretenda obter do artefato pirotécnico.