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Os artefatos pirotécnicos são essencialmente
produtores de luz. Assim sua aplicação depende da
intensidade e tempo de produção de luz.
O uso em iluminação e sinalização corresponde a inúmeros
artefatos, compreendidos dentro dos limites:
Para iluminação: 80 a l milhão CD, tempo de 7 s a 5m,
e peso de 0,3 a 3 kg.
Para sinalização: 10 a 100 mil CD, tempo de 6s a l h, e
peso de 0,005 a l kg.
Como regra , quanto maior o tempo , menor a luz. Na área
militar ha artefatos simplescomo armadilhas iluminativas
com 40 mil CD e pecas especiais como Fotoflash que
iluminam um quilometro quadrado.
Para sinalização ha pecas de 2 gramas com 5 mil CD e
pecas flutuantes, como faróis, que emitem 50 CD por uma
hora.
Nestes casos a visibilidade é muito importante. E
devemos entender como visibilidade o efeito produzido no
olho humano, pelas emissões do pirotécnico. Esse efeito
é dependente das condições atmosféricas, o que
permite melhorar a perceptibilidade através de uma
adequação entre a fonte luminosa e o ambiente.
Em principio, quanto mais curto é o comprimento de onda
da luz menor será a transmissão no ar e
consequentemente maior a perda nas partículas de pó e
umidade do ar.
Por isso, para condições diversas convém considerar
detalhes de contraste, cor, reflexibilidade e persistência,
quando se deseja otimizar o efeito de iluminação ou
sinalização.
Esses requisitos determinam particularidades de composição
e preparo desses artefatos.
NA PRATICA
Na fabricacao de artefatos pirotecnicos luminosos para
sinalizadores, pecas militares eoutros, as principais
etapas sao:
Preparo
Preparar a matéria prima significa conferir a qualidade
química, o grau de umidade, o teor de acidez, e a
composição exata. O nitrato de potássio, p.e., pode
ter 10% de nitrato de sódio misturado, ocasionando
deliquecencias indesejáveis.Moer , secar, e evitar oxidação
são etapas de preparo.
Mistura
Consiste em agregar os produtos entre si para obter uma
mescla física evitando a combinação química e as reações
prematuras. Cada composição tem um ordem de mistura,
sendo a regra básica acrescentar o oxidante lentamente
no total dos combustiveis.Assim como se acrescenta o
acido a'agua. Isso evita acidentes graves, caso venha a
ocorrer inflamação involuntária.
Alguns produtos devem sofrer homogenizacao antes de
receber os demais. Na produção de PN faz-se uma
homogenizacao do carvão e enxofre antes de colocar o
oxidante.
Óleos e resinas dependem de tratamentos de pulverização
separados. Quando usa-se uma resina com catalisador,
acrescenta o catalisador na resina e depois colocam-se os
outros produtos.
A mistura deve ser feita em peneiras simples de malha
igual a soma dos diâmetros dos diversos grãos que compõem
o misto.Usar peneira malha60 para misturar 3 produtos de
malha 80 não resulta em boa mescla. Melhor seria usar
peneira de malha 30 ou 40.
O uso de tambores com esferas pode ser útil nos mistos
iluminativos rápidos. Trata-se de solução adequada a
aceleração de mistos lentos, desde que insensíveis a
fricção e golpes. A batedeira é indispensável com
aglomerantes líquidos ou viscosos.
O cone misturados em "V"ou "Y"exige
cuidados com a densidade dos materiais, e com acidentes
resultantes da mistura pó-ar.
Os tambores tipo drageadores(similares a um pneu de
caminhão) tem aplicação em misturas que solicitam
calor concomitantemente
por sopro ou condução.
Prensagem
A acomodação dos mistos em seu corpo de uso, é feita
normalmente por derrame quando ha adesivos, ou por
compactacao mecanica, principalmente prensagem, na ausência
de aglomerantes fortes.
Prensas lentas , hidráulicas, são de uso mais difundido.
O comportamento do manômetro deve ser observado para
saber-se a pressão total que o embolo da prensa exerce
sobre a mistura.
Manter a pressão exata por cm2 de mistura
é fator determinante. Regra geral: sabendo-se a pressão
total exercida, divide-se pela área quadrada da seção
transversal da vela, para obter a prensagem em kg por cm2.
A pressao varia entre 400 e 1200 kg por centimetro
quadrado. Polvora negra 700 kgCm2- Mistos de Cor: 1000
kgCm2 . Mais pressao mais lenta a queima,[ até 20% . eaté
l5% mais de Candelas.] Fachos, Sinais deSalvamento,
Estrelas etc 900 a 1000 KgCm2. Terra para isolamento 400
KgCm2. Motor -foguete 700 KgCm2.
A figura ilustra o tubo de metal ou
matriz onde se coloca o tubo de papelao que recebe o
misto. Um puncão serve para comprimir o misto Serve
tambem para expulsar o tubo prensado de dentro da matriz.
A tampa inferior da matriz , ou base , é removivel. Na
frente da prensa hidraulica, protegendo o operador ha uma
chapa metalica. .
.
Os incrementos não devem ser maiores em altura que o diâmetro
ou seção do corpo, se deseja-se regularidade de queima
da vela. O uso de durometros é eficaz no CQ (controle de
qualidade). Não se deve prensar a próxima camada sobre
a superfície vítrea da anterior. Punções cônicos ou
desenhados aumentam a superfície de contato entre as
camadas, ou incrementos, melhorando a regularidade da
queima.
O de pó de vidro, impalpável, tipo aerosil (malha 500)
na mistura facilita a fluidez de carregamnento do
material em matrizes estreitas ou rebuscadas. , mas não
é muito usado.
Misturas que possuem mã homogenizacao pela presença de
partículas muito grandes ou pesadas, não podem sofrer
vibrações, pois separam-se as partículas, criando núcleos
indesejáveis na vela. Normalmente os incrementos ou
camadas são dosadas volumetricamente, com auxilio de
colheres próprias. O ideal é que cada camada
corresponda a uma fração , em peso da vela total.
Escorva
Nos iluminativos, o iniciador ascende uma mistura
colocada sobre a face superior do corpo prensado. Essa
mistura pode ser colocada através de adesivos ou em uma
armação separada. Uma tela de algodao, p.e.,
impregnada, ou discos de cartão com perfurações cheias
de misto. Esta mescla, sobreposto ao corpo da vela é
chamado de escorva. É de fácil acendimento, sem
compactacao e resistente ao ambiente.
Escorva e fite-faire tem essencialmente a mesma funcão.
Para a escorva o uso de produtos simples é mais
recomendada. Isso garante o acendimento em qualquer
circunstancia. Pólvora negra preparada é de alta
confiabilidade. As misturas complexas, na escorva,
costuma trair o resultado final.
Acabamento
Ao fim da confecção da vela, o acabamento é necessário
ao ganho de durabilidade. Usam-se vernizes para evitar a
umidade, e envolucros para atenuar choques térmicos e
outros.
O processo descrito aplica-se a maioria dos artefatos
iluminativos, na sua parte essencial: a vela.
Essa vela resulta assim de camadas de mistos. Iniciando
por um extremo a primeira camada é a escorva , a segunda
o traçado, e as seguintes são o próprio misto
iluminativo.
O sistema de camadas é essencial a um calculo de calor
produzido. Quanto maior o poder iluminativo, maior é a
dificuldade de ascender e manter acesa a vela. As camadas
permitem um controle no aproveitamento do calor, mantendo
sob cuidado a aceleração da queima .
Como o efeito iluminativo é proporcional a quantia de
produto em combustão , por segundo, uma mesma mistura
acelerada produz mais luz, mas desperdiça material. Com
camadas iniciais fortes, toda a vela queima mais rápido.
Ha um escalonamento térmico a ser respeitado. Para
evitar desperdícios, as camadas inicias devem ser
proporcionalmente lentas. As ultimas também, pois elas
se aproveitam do calor gerado durante toda a queima da
vela. Assim logra-se mais tempo de iluminação.
Os incrementos centrais é que costumam ser mais rápidos
e portanto o ponto de referencia para o projeto da vela.No
projeto a diretriz é fabricar o
misto básico, acrescentando aceleradores ou retardadores
conforme a sua posição ao longo da vela.
Na pratica fazemos assim . Preparamos o misto basico.Digamos
60 % de nitrato, 30% de combustível e l0% de
aglutinantes. Escolhemos o corpo desejado e prensamos por
igual. Todas as camadas iguais. Queimamos e anotamos a
velocidade , intensidade e outros. Depois vamos para a
adequação. Para acelerar a queima colocamos um
iniciador mais forte, e maior quantidade de traçado..
Podemos fazer alguns incrementos mais rápidos colocando
aceleradores nessas porções, intercalando com camadas
de misto normal. Ou podemos retardar a queima da vela com
camadas retardadas e um iniciador mais fraco. Diminuímos
a proporção e quantidade do traçado.
Em conclusão, uma vela não é exatamente igual , de
ponta a ponta . Ela é uma combinação de mistos, para
que possamos obter o efeito desejado. Um exemplo que
deixa isso bem claro, é a bengala dos fogos de artifícios,
que possuí camadas de cores diferentes e também pólvora
simples de modo que quando a vela queima ,a luz pisca em
cores diferentes e emite tiros.
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RESUMINDO
Escolhidos os produtos quimicos, conforme a formula,
preparamos esses produtos, moendo, secando e peneirando
separados. Pesamos cada um separado, e visturamos em um
recipiente, na ordem. Passamos na peneira varias vezes
para misturar-los e homogenizar.Essa mescla é o misto.
Depois colocamos em uma embalagem ,ou prensamos em
matrizes, ou acomodamos em tubos. É a
vela. Depois colocamos o iniciador ou
escorva. Tudo isso é a parte ativa do artefato
pirotecnico.
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Mistos Brancos
Produto formula 1 formula 2 formula3 Nitrato de Bario 590 49 57 Aluminio Escuro 120 10 11 Magnesio 180 9 10 Polvora ternaria 70 22 15 OleoLinhaça 40 2 2 Gilsonite Pó(betume) - 8 2
Em Fogos de Artificio uma formula usada é :
Nitrato de Bário 30 = Alumínio Escuro 8 = Trisulfeto de
Antimônio 24 =Enxofre 20 = Salitre (nitrato de potássio)
72 =.
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Misto Azul
Produto .............Formula 1............... Formula 2
______________________________________________________
Clorato de Potássio 65 ............................70
Sulfato Cobre Anidro 18..........................20
PVC........................ 4..............................
2
Lactose ...................10.............................
8
Nos mistos azuis a luz deve ser fraca (menos de l0 mil CD).
Sem clorato a solucão é usar Nitrato de Bario, com sais
de cobre e cobre metalico em pó.
Ativadores opticos , como hexacloro, PVC etc. sao
importantes. Magnesio eAluminio não são bem
vindos.
Misto Verde
Produto ..................Formula 1........................
Formula 2
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Magnésio ....................170
....................................14
Nitrato de Bário ..........700
....................................64
PVC ...........................50
......................................14
Pólvora Ternária...........30.......................................
-
Óleo Linhaça ...............30.......................................
2
Gilsonite ........................-
........................................6
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Pós metálicos de cobre malha 50/l00 (2%) é benvindo.
Hexacloretano pode substituir PVC como fonte de Cloro.
Os resíduos, restos de mistos, devem ser
espalhados na terra em terreno aberto,á intempérie.
Nunca deixe amontoados nos cantos ou enterrado aos montes
em valas ou poços .Evite queimar. No terreno eles se
dissolvem .Amontoados geram explosões.
Inflamabilidade de resinas e gomas
Considerando a velocidade de queima , comparativamente ,
em centimetros por minuto, podemos verificar que nem
todas as resinas sinteticas sao boas para pirotecnia. O
ideal é fazer testes com as resinas que se tem
disposniveis. As colas, e adesivos.
Resina- .......Velocidade de queima (Os
valores são referenciais apenas)
Poliester ........1 a 3
PVC.............. 2.5 a 4
ABS............... 0.8
Acetato Celulose 4 a 6
Celofane.......... 5 a 8
Rayon.............. 2.5 a 4
Polietileno........ 0.2 a l
Os coopolimeros de Cloreto e e Acetato de Vinila ,
dissolvido em acetona tem bons resultados(Hostaflex l3l)