Pólvora (Gunpowder)

A pólvora, muitas vezes designada como pólvora negra para diferenciá-la das variantes contemporâneas sem fumaça, representa o primeiro explosivo químico documentado. Sua composição é composta por enxofre, carvão vegetal (principalmente material carbonáceo) e nitrato de potássio (salitre). Nessa mistura, o enxofre e o carvão funcionam como agentes combustíveis, enquanto o salitre atua como oxidante. Historicamente, a pólvora tem sido amplamente aplicada como propelente em armas de fogo, artilharia, foguetes e dispositivos pirotécnicos. Além disso, tem sido empregado como agente explosivo em vários contextos industriais, como pedreiras, operações de mineração e construção de oleodutos, túneis e estradas.

pólvora, comumente chamada de pólvora negra para distingui-la da moderna pólvora sem fumaça, é o primeiro explosivo químico conhecido. Consiste em uma mistura de enxofre, carvão vegetal (que é principalmente carbono) e nitrato de potássio (salitre). O enxofre e o carvão atuam como combustíveis, enquanto o salitre é um oxidante. A pólvora tem sido amplamente utilizada como propulsor em armas de fogo, artilharia, foguetes e pirotecnia, incluindo o uso como agente explosivo para explosivos em pedreiras, mineração, construção de oleodutos, túneis e estradas.

A pólvora é categorizada como um explosivo baixo devido à sua taxa de decomposição comparativamente lenta, temperatura de ignição modesta e baixo brilho resultante (a capacidade de estilhaçar). Os explosivos baixos sofrem deflagração, caracterizada pela combustão em velocidades subsônicas, em contraste com os explosivos altos, que detonam e geram uma onda de choque supersônica. Quando acesa atrás de um projétil, a pólvora gera pressão suficiente para impulsionar o tiro do cano em alta velocidade, normalmente sem exercer força suficiente para romper o cano da arma de fogo. Consequentemente, funciona eficazmente como propulsor, mas é menos eficaz para demolir formações rochosas ou fortificações devido ao seu rendimento explosivo limitado. Apesar dessas limitações, ela permaneceu amplamente utilizada em projéteis de artilharia fundida e em vários empreendimentos de mineração e engenharia civil até a segunda metade do século XIX, coincidindo com a introdução dos altos explosivos iniciais.

A pólvora é reconhecida como uma das Quatro Grandes Invenções da China. Inicialmente concebida por praticantes taoístas para aplicações farmacêuticas, a sua utilização na guerra começou aproximadamente em 904 d.C. A adopção da pólvora sem fumo levou a uma redução nas suas aplicações militares, enquanto a sua ineficiência comparativa em contextos industriais levou à sua substituição por alternativas mais avançadas, incluindo dinamite e misturas de nitrato de amónio/óleo combustível.

Efeitos

Por ser um explosivo baixo, a pólvora sofre deflagração (combustão rápida) em vez de detonação. Esta característica é vantajosa em sistemas propulsores, onde uma onda de choque destrutiva que possa danificar a arma de fogo ou ferir o operador é indesejável. Por outro lado, apresenta uma limitação quando é necessário um efeito explosivo de alto rendimento. Sob tais circunstâncias, o propulsor, particularmente os gases gerados durante a sua combustão, necessita de confinamento rigoroso. Dado o seu oxidante inerente e a taxa de combustão acelerada sob pressão, a ignição da pólvora pode romper recipientes como conchas, granadas ou dispositivos improvisados, como invólucros de "bombas tubulares" ou "panelas de pressão", produzindo assim estilhaços. No entanto, devido ao seu baixo brilho, a pólvora induz menos fraturas e produz uma proporção maior de pedra utilizável em comparação com outros agentes explosivos. Esta propriedade o torna valioso para jateamento de materiais delicados como ardósia ou pedras monumentais como granito e mármore. A pólvora também é altamente adequada para aplicações que incluem munição festiva, sinalizadores, cargas de explosão e propulsão de linhas de resgate. Além disso, é útil na pirotecnia para propulsão de projéteis, como combustível em foguetes e em efeitos especiais específicos.

Durante a combustão, menos da metade da massa da pólvora se transforma em produtos gasosos; a maioria se converte em material particulado. Uma parte dessas partículas é expelida, resultando em desperdício de energia propulsiva, poluição atmosférica e várias desvantagens operacionais, como revelar a localização de um combatente ou criar neblina que obscurece a visão. Outra parte se acumula como uma camada substancial de fuligem dentro do cano, impedindo disparos subsequentes e potencialmente causando mau funcionamento no armamento automático. Além disso, este resíduo contém óxido de potássio ou óxido de sódio, ambos higroscópicos. Ao absorver a umidade atmosférica, esses compostos formam hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio, levando à corrosão em canos de armas de ferro forjado ou aço. Consequentemente, as armas de fogo que utilizam pólvora necessitam de uma limpeza meticulosa e rotineira para eliminar estes resíduos corrosivos.

As cargas de pólvora são compatíveis com as armas de fogo contemporâneas, desde que estas armas não sejam operadas a gás. As armas de fogo modernas mais adequadas para pólvora são espingardas de cano liso, de longo recuo e com componentes críticos cromados, incluindo canos e furos. Essas armas de fogo apresentam incrustações e corrosão reduzidas, facilitando assim a manutenção.

Histórico

China

A primeira menção documentada do que é reconhecido como pólvora na China data do século IX, durante a dinastia Tang. Esta referência inicial apareceu em uma fórmula dentro do Taishang Shengzu Jindan Mijue (chinês: 太上聖祖金丹秘訣) em 808, seguida aproximadamente cinco décadas depois por sua inclusão em um texto taoísta intitulado Zhenyuan miaodao yaolüe (真元妙道要略). O Taishang Shengzu Jindan Mijue descreve uma fórmula específica que compreende seis partes de enxofre, seis partes de salitre e uma parte de erva de nascença. O Zhenyuan miaodao yaolüe registra que “Alguns aqueceram enxofre, realgar e salitre com mel; o resultado foi fumaça e chamas, de modo que suas mãos e rostos foram queimados, e até mesmo toda a casa onde trabalhavam foi incendiada”. Esses textos taoístas sugerem que os alquimistas chineses provavelmente descobriram a pólvora acidentalmente enquanto conduziam experimentos destinados a formular um elixir da vida. Esta origem na medicina experimental é evidente em sua designação chinesa, huoyao (chinês: 火药/火藥; pinyin: huǒ yào/xuojɑʊ/), que se traduz como "remédio contra fogo". O salitre foi reconhecido na China em meados do século I dC, com seus principais centros de produção localizados nas províncias de Sichuan, Shanxi e Shandong. Evidências substanciais indicam a aplicação de salitre e enxofre em diversos compostos medicinais. Um tratado alquímico chinês de 492 documentou que o salitre entrou em combustão com uma chama roxa. Esta observação ofereceu um método prático e confiável para diferenciá-lo de outros sais inorgânicos, permitindo assim aos alquimistas avaliar e contrastar metodologias de purificação. Em contraste, os primeiros registros latinos sobre a purificação do salitre surgiram depois de 1200.

A primeira fórmula química da pólvora foi documentada no trabalho da dinastia Song do século XI, o Wujing Zongyao (Fundamentos Completos dos Clássicos Militares), de autoria de Zeng Gongliang entre 1040 e 1044. O Wujing Zongyao contém entradas enciclopédicas detalhando várias misturas, que incorporavam produtos petroquímicos, juntamente com ingredientes como alho e mel. O texto descreve um fósforo lento adequado para dispositivos lança-chamas que utilizam o princípio do sifão, bem como para fogos de artifício e foguetes. As fórmulas para essas misturas, conforme apresentadas no livro, contêm no máximo 50% de salitre – uma concentração insuficiente para uma explosão, resultando em um efeito incendiário. De autoria de um burocrata da corte da dinastia Song, o Essentials mostra evidências limitadas de influência imediata nas práticas militares. A sua aplicação não está registada nas crónicas de conflitos do século XI contra os Tanguts, e a China viveu em grande parte a paz durante este período. No entanto, a pólvora tem sido empregada em flechas de fogo pelo menos desde o século X. Seu desdobramento militar inicial documentado ocorreu em 904, utilizado como projéteis incendiários. Ao longo dos séculos subsequentes, os chineses reconheceram o potencial militar da pólvora, levando à sua transformação em armas na China como bombas, lanças de fogo e canhões de mão. Armamentos explosivos, incluindo bombas, foram recuperados de um naufrágio na costa do Japão, datado de 1281, durante as invasões mongóis do Japão.

Em 1083, a corte Song iniciou a produção de centenas de milhares de flechas de fogo para abastecer suas guarnições. As bombas e os primeiros proto-canhões, denominados "lanças de fogo", ganharam destaque no século 12 e foram implantados pelas forças Song durante as Guerras Jin-Song. O primeiro uso registrado de lanças de fogo pelas forças Song contra os Jin ocorreu durante o Cerco de De'an em 1132. No início do século 13, os Jin empregaram bombas envoltas em ferro. Os projéteis foram posteriormente incorporados às lanças de fogo e foram desenvolvidos barris reutilizáveis. Inicialmente feitos de papel endurecido, esses barris acabaram sendo fabricados em metal para aumentar sua resistência à pressão explosiva da pólvora. Em 1257, certas lanças de fogo eram capazes de disparar maços de balas. No final do século 13, as lanças de fogo de metal evoluíram para 'eruptores', que eram proto-canhões projetados para disparar projéteis co-viativos (misturados diretamente com o propelente em vez de serem assentados sobre ele com um chumaço). O mais tardar em 1287, estes se transformaram em verdadeiros canhões, especificamente o canhão de mão, com um cano de metal, um orifício de toque e uma câmara de pólvora.

Oriente Médio

Iqtidar Alam Khan postula que os mongóis introduziram a pólvora durante as invasões da Pérsia e da Mesopotâmia. Os muçulmanos supostamente adquiriram conhecimento sobre pólvora entre 1240 e 1280, período durante o qual o estudioso sírio Hasan al-Rammah documentou receitas, métodos de purificação de salitre e descrições de dispositivos incendiários à base de pólvora. A terminologia de Al-Rammah, que inclui referências ao salitre como "neve chinesa" (árabe: ثلج الصين thalj al-ṣīn), fogos de artifício como "flores chinesas" e foguetes como "flechas chinesas" sugerem uma origem chinesa para o conhecimento da pólvora. Por outro lado, Ahmad Y. al-Hassan afirma que a pólvora era comum na Síria e no Egito no final do século XII ou início do século XIII, citando a atribuição de seu conhecimento por al-Rammah a "seu pai e antepassados". Na Pérsia, o salitre foi identificado como "sal chinês" (persa: نمک چینی}, romanizado: namak-i chīnī) ou "sal do sal chinês pântanos" (نمک شوره چینی namak-i shūra-yi chīnī).

Hasan al-Rammah documentou 107 receitas de pólvora em seu trabalho, O Livro da Equitação Militar e Dispositivos de Guerra Engenhosos (árabe: الـفـروسـيـة و الـمـنـاصـب الـحـربـيـة, romanizado: al-Furūsiyya wal-Manāsib al-Ḥarbiyya), com 22 detalhando especificamente formulações de foguetes. A composição média de 17 dessas 22 receitas de foguetes (75% de nitratos, 9,06% de enxofre e 15,94% de carvão) reflete de perto a formulação ideal contemporânea de 75% de nitrato de potássio, 10% de enxofre e 15% de carvão. Este tratado também descreve fusíveis, bombas incendiárias, potes de nafta, lanças de fogo e inclui uma ilustração e descrição do que é considerado o primeiro torpedo. Este torpedo foi conhecido como o "ovo que se move e queima". Era composto por duas chapas de ferro fixadas entre si e seladas com feltro. O dispositivo achatado em forma de pêra continha pólvora, limalhas de metal, "boas misturas", duas hastes e um foguete substancial para propulsão. Com base na ilustração anexa, sua função pretendida era deslizar pela superfície da água. Lanças de fogo foram implantadas em conflitos entre as forças muçulmanas e os mongóis em 1299 e 1303. Al-Hassan afirma que o Sultanato Mameluco empregou "o primeiro canhão da história" durante a Batalha de Ain Jalut em 1260 contra os mongóis, supostamente usando uma fórmula explosiva de pólvora com proporções de composição ideais quase idênticas. No entanto, outros historiadores aconselham prudência em relação às afirmações sobre o uso de armas de fogo islâmicas entre 1204 e 1324, observando que os textos árabes medievais tardios usavam o termo naft tanto para a pólvora quanto para a substância incendiária anterior, nafta.

A primeira evidência documental existente de canhões no mundo islâmico se origina de um manuscrito árabe do início do século XIV. Embora a identidade do autor permaneça incerta, especula-se que seja Shams al-Din Muhammad, que faleceu em 1350. As ilustrações deste manuscrito, datadas de aproximadamente 1320-1350, retratam várias armas de pólvora, incluindo flechas de pólvora, bombas, tubos de fogo e lanças de fogo ou armas rudimentares. O texto detalha uma arma de pólvora designada como midfa, que lançava projéteis de um tubo fixado em uma coronha usando pólvora. Este dispositivo é classificado como canhão por alguns estudiosos, enquanto outros discordam. Um desafio na identificação de canhões em textos árabes do início do século XIV decorre do termo midfa, que aparece entre 1342 e 1352, mas não pode ser definitivamente confirmado como referindo-se a verdadeiras armas de mão ou bombardas. Registros contemporâneos de canhões de cano de metal no mundo islâmico não surgem até 1365. Needham postula que o termo midfa originalmente denotava o tubo ou cilindro de um projetor de nafta, essencialmente um lança-chamas. Após o advento da pólvora, seu significado evoluiu para significar o tubo de lanças de fogo e, posteriormente, o cilindro de armas de mão e canhões. Paul E. J. Hammer afirma que o Sultanato Mamluk comprovadamente utilizou canhões em 1342. J. Lavin indica que as forças mouras empregaram canhões durante o cerco de Algeciras em 1343. Shihab al-Din Abu al-Abbas al-Qalqashandi documentou um canhão de metal disparando uma bola de ferro em algum momento entre 1365 e 1376. Os mosquetes foram introduzidos no Império Otomano em 1465. Em 1598, o autor chinês Zhao Shizhen caracterizou os mosquetes turcos como superiores aos seus homólogos europeus. O tratado militar chinês Wubei Zhi (publicado em 1621) posteriormente detalhou os mosquetes turcos incorporando um mecanismo de cremalheira e pinhão, uma característica não documentada nas armas de fogo europeias ou chinesas daquela época.

A produção de pólvora controlada pelo Estado do Império Otomano, facilitada pelas primeiras cadeias de abastecimento de nitro, enxofre e carvão de carvalho de alta qualidade da Anatólia, desempenhou um papel crucial na sua expansão entre os séculos XV e XVIII. No entanto, a produção sistemática de pólvora turca diminuiu significativamente no século XIX, alinhando-se com o declínio do poder militar do império.

Europa

As primeiras descrições ocidentais da pólvora são encontradas em textos de autoria do filósofo inglês Roger Bacon em 1267, especificamente em suas obras Opus Majus e Opus Tertium. Na Europa continental, as primeiras receitas documentadas de pólvora, atribuídas a Marcus Graecus ou Marcos, o Grego, datam entre 1280 e 1300 e estão contidas no Liber Ignium, também conhecido como o Livro dos Fogos.

Certos relatos históricos sugerem o potencial uso de armas de pólvora pelas forças mongóis contra adversários europeus durante a Batalha de Mohi em 1241. Professor Kenneth Warren Chase atribui a introdução da pólvora e seus armamentos relacionados na Europa aos mongóis. No entanto, uma rota de transmissão definitiva permanece não estabelecida. Embora os mongóis sejam frequentemente identificados como o vector mais provável, Timothy May destaca que “não há provas concretas de que os mongóis usassem regularmente armas de pólvora fora da China”. May observa ainda que "os mongóis usaram a arma de pólvora em suas guerras contra os Jin, os Song e em suas invasões do Japão". Os registros históricos indicam que a produção de pólvora começou na Inglaterra, na Torre de Londres, em 1346, com uma casa de pólvora dedicada estabelecida lá em 1461, e três fabricantes reais de pólvora empregados em 1515. A produção e o armazenamento de pólvora também ocorreram em outras fortificações reais, incluindo Castelo de Portchester. A Guerra Civil Inglesa (1642-1645) estimulou significativamente o crescimento da indústria da pólvora, especialmente após a revogação da Patente Real em agosto de 1641.

Durante o final do século XIV na Europa, a pólvora passou por refinamento através do processo de corning, que envolvia a secagem da substância em pequenos grânulos para aumentar sua eficiência e consistência de combustão. Ao mesmo tempo, os produtores europeus iniciaram a purificação sistemática do salitre, empregando cinzas de madeira ricas em carbonato de potássio para precipitar o cálcio do licor de esterco e utilizando sangue de boi, alume e fatias de nabo para clarificar a solução resultante.

O período da Renascença testemunhou o desenvolvimento de duas escolas europeias distintas de filosofia pirotécnica: uma na Itália e outra em Nuremberg, Alemanha. Na Itália, Vannoccio Biringuccio, nascido em 1480, pertencia à guilda Fraternita di Santa Barbara. Ele divergiu do sigilo habitual ao documentar seu conhecimento abrangente em um livro vernáculo intitulado De la pirotechnia. Este trabalho foi publicado postumamente em 1540, teve nove edições ao longo de 138 anos e foi posteriormente reimpresso pela MIT Press em 1966.

Em meados do século XVII, os fogos de artifício ganharam uma popularidade sem precedentes como entretenimento em toda a Europa, frequentemente apresentados em resorts e jardins públicos. A publicação de Deutliche Anweisung zur Feuerwerkerey em 1748 disseminou as técnicas pirotécnicas de forma tão completa que "a fabricação de fogos de artifício se tornou uma ciência exata". Em 1774, Luís XVI ascendeu ao trono francês aos 20 anos. Ao perceber a falta de auto-suficiência da França em pólvora, ele estabeleceu uma Administração da Pólvora, nomeando o advogado Antoine Lavoisier para liderá-la. Apesar de suas origens burguesas, Lavoisier acumulou uma riqueza considerável após se formar em direito por meio de uma empresa contratada para coletar impostos reais, o que lhe permitiu seguir as ciências naturais experimentais como uma vocação.

Durante séculos, a França, sem acesso ao salitre a preços acessíveis – uma mercadoria controlada pelos britânicos – dependeu de titulares de garantias reais conhecidos como salitrenos. Esses indivíduos exerceram o droit de fouille, ou “direito de cavar”, que lhes permitiu confiscar solo rico em nitro e desmantelar paredes de currais sem compensar os proprietários. Consequentemente, os agricultores, os cidadãos ricos e até mesmo comunidades inteiras recorreram ao suborno destes petermen e do aparelho administrativo associado para proteger as suas estruturas e impedir a extracção de salitre. Posteriormente, Lavoisier iniciou um programa intensivo destinado a aumentar a produção de salitre. Ele reformou e mais tarde aboliu o droit de fouille, investigou técnicas ideais de refinação e produção de pó, implementou sistemas robustos de gestão e manutenção de registos e estabeleceu estruturas de preços que estimularam o investimento privado em instalações de produção. Apesar de o salitre das recém-criadas obras de putrefação de estilo prussiano ainda não ter sido disponibilizado (um processo que requer aproximadamente 18 meses), a França conseguiu um excedente de pólvora num único ano, permitindo as exportações. A Revolução Americana beneficiou notavelmente deste excesso de oferta. Através de testes meticulosos e ajustes precisos nas proporções e durações de moagem, a pólvora produzida em moinhos, como o de Essonne, perto de Paris, alcançou superioridade global e acessibilidade em 1788.

No final do século XIX, os físicos britânicos Andrew Noble e Frederick Abel empreenderam esforços para melhorar as propriedades da pólvora. Seu trabalho forneceu os princípios fundamentais para a equação do gás Noble-Abel, que é crucial para a compreensão da balística interna.

O final do século XIX testemunhou um declínio significativo na indústria da pólvora após o advento da pólvora sem fumaça. Após a Primeira Guerra Mundial, a maioria dos fabricantes britânicos de pólvora consolidaram-se numa única entidade, "Explosives Trades Limited", levando ao encerramento de numerosas instalações de produção, incluindo as da Irlanda. Esta empresa consolidada posteriormente transformou-se na Nobel Industries Limited, que, em 1926, tornou-se um componente fundamental da Imperial Chemical Industries. Ao mesmo tempo, o Ministério do Interior retirou a pólvora de sua categoria de “Explosivos Permitidos”. Pouco depois, em 31 de dezembro de 1931, o antigo Curtis & A fábrica de pólvora Glynneath de Harvey, localizada em Pontneddfechan, no País de Gales, encerrou as operações e foi posteriormente destruída por um incêndio em 1932. O último moinho de pólvora operacional na Royal Gunpowder Factory, Waltham Abbey, sofreu danos de uma mina de pára-quedas alemã em 1941 e nunca retomou a produção. Esta tendência continuou com o fechamento e demolição da seção de pólvora na Royal Ordnance Factory, ROF Chorley, no final da Segunda Guerra Mundial, e a cessação das operações na fábrica de pólvora Roslin da ICI Nobel em 1954. Consequentemente, a unidade de Ardeer da ICI Nobel na Escócia, que abrigava uma fábrica de pólvora, permaneceu a única instalação na Grã-Bretanha a fabricar pólvora. A área de produção de pólvora da unidade de Ardeer foi finalmente fechada em outubro de 1976.

Índia

A pólvora e o armamento associado foram introduzidos na Índia durante as invasões mongóis. Embora os mongóis tenham sido derrotados por Alauddin Khalji do Sultanato de Deli, alguns soldados mongóis permaneceram no norte da Índia após a sua conversão ao Islão. De acordo com o Tarikh-i Firishta (1606-1607), Nasiruddin Mahmud, o governante do Sultanato de Delhi, orquestrou uma impressionante exibição pirotécnica para o enviado do governante mongol Hulegu Khan em sua chegada a Delhi em 1258. Esta demonstração de Nasiruddin Mahmud teve como objetivo projetar sua autoridade e dissuadir quaisquer incursões mongóis semelhantes ao Cerco de Bagdá (1258). Além disso, as armas de fogo, especificamente o top-o-tufak, estavam presentes em vários reinos muçulmanos em toda a Índia já em 1366. Posteriormente, a aplicação da guerra com pólvora tornou-se generalizada na Índia, exemplificada por eventos como o Cerco de Belgaum em 1473, liderado pelo Sultão Muhammad Shah Bahmani.

O almirante otomano Seydi Ali Reis, após o seu naufrágio, é responsável pela introdução das primeiras formas de armas de matchlock, que os otomanos utilizaram contra os portugueses durante o cerco de Diu em 1531. Posteriormente, uma grande variedade de armas de fogo, especialmente armas de grande calibre, tornou-se evidente em regiões como Tanjore, Dacca, Bijapur e Murshidabad. Canhões de bronze foram recuperados em Calicut, a antiga capital dos Zamorins, que remonta a 1504.

O imperador Mughal Akbar iniciou a produção em massa de matchlocks para o Exército Mughal. O próprio Akbar teria atirado pessoalmente em um proeminente comandante Rajput durante o Cerco de Chittorgarh. Os Mughals também adotaram o uso de foguetes de bambu, principalmente para fins de sinalização, e empregaram sapadores – unidades especializadas encarregadas de minar fortificações de pedra substanciais para colocar estrategicamente cargas de pólvora.

O imperador mogol Shah Jahan implementou matchlocks mais avançados, apresentando uma síntese de designs otomanos e mogóis. Shah Jahan também se envolveu com potências europeias na sua província de Gujarāt, uma fonte importante de salitre para a produção europeia de pólvora durante o século XVII. Bengala e Mālwa também estiveram envolvidas na produção de salitre. Os holandeses, franceses, portugueses e ingleses estabeleceram Chhapra como um centro principal para o refinamento do salitre. Após o estabelecimento do Sultanato de Mysore por Hyder Ali, oficiais militares franceses foram contratados para instruir o Exército de Mysore. Hyder Ali e seu filho Tipu Sultan foram os pioneiros na introdução de canhões e mosquetes modernos; seus militares também se tornaram os primeiros na Índia a adotar uniformes padronizados. Durante a Segunda Guerra Anglo-Mysore, Hyder Ali e seu filho Tipu Sultan implantaram foguetes Mysoreanos contra as forças britânicas, alcançando vitórias táticas significativas em várias ocasiões. Os foguetes Mysoreanos serviram como precursores do desenvolvimento do foguete Congreve, que os britânicos empregaram extensivamente durante as Guerras Napoleônicas e a Guerra de 1812.

Sudeste Asiático

A introdução de canhões em Majapahit ocorreu durante a tentativa do exército chinês de Kublai Khan de invadir Java em 1293, liderado por Ike Mese. A História de Yuan registra o envio mongol de canhões (chinês: 炮—Pào) contra as forças de Daha. O Reino de Ayutthaya utilizou canhões em 1352 durante sua campanha contra o Império Khmer. Em dez anos, quantidades substanciais de pólvora estavam presentes no Império Khmer. No final do século, a dinastia Trần também empregava armas de fogo. Embora a compreensão da fabricação de armas à base de pólvora tenha surgido após a malsucedida invasão mongol de Java, e o precursor das armas de fogo, a arma de pólo (bedil tombak), esteja documentado no uso javanês em 1413, a experiência para produzir armas de fogo "verdadeiras" desenvolveu-se consideravelmente mais tarde, após meados do século XV. Este conhecimento foi introduzido pelas nações islâmicas da Ásia Ocidental, muito provavelmente pelos árabes. Embora o ano exacto da introdução ainda não esteja confirmado, é geralmente aceite que não seja anterior a 1460. Antes da chegada dos portugueses ao Sudeste Asiático, as populações indígenas já possuíam armas de fogo rudimentares, como o arcabuz de Java. A influência portuguesa nos armamentos locais, após a captura de Malaca em 1511, levou ao desenvolvimento de uma nova arma de fogo híbrida, conhecida como istinggar.

Ao chegarem ao arquipélago, os portugueses designaram a arma giratória de carregamento pela culatra como berço, enquanto os espanhóis a chamaram de verso. No início do século XVI, os artesãos javaneses já fabricavam localmente peças de artilharia substanciais; vários deles persistem até hoje e são chamados de "canhões sagrados" ou "canhões sagrados". Esses canhões variavam de 180 a 260 libras, com pesos entre 3 e 8 toneladas e comprimentos de 3 a 6 metros.

Viajantes holandeses e alemães documentaram a prática generalizada da colheita de salitre, mesmo nas aldeias mais modestas. Esta substância foi extraída da decomposição de grandes montes de esterco acumulados intencionalmente para esse fim. A pena holandesa por posse não autorizada de pólvora envolvia amputação. Posteriormente, as autoridades coloniais holandesas proibiram a propriedade e a produção de pólvora. O Coronel McKenzie, citado em The History of Java (1817), de Sir Thomas Stamford Raffles, afirmou que o enxofre da mais alta qualidade originou-se de uma cratera de montanha situada perto do estreito de Bali.

Historiografia

Com relação à gênese da tecnologia da pólvora, o historiador Tonio Andrade observou: "Os estudiosos hoje concordam esmagadoramente que a arma foi inventada na China." Os historiadores atribuem amplamente a origem da pólvora e das armas de fogo à China, citando extensa documentação que traça a progressão da pólvora de uma substância medicinal a uma substância incendiária e explosiva, e o desenvolvimento da arma de fogo de uma lança de fogo a uma arma metálica, uma trajetória histórica sem paralelo em outras regiões. Andrade elucida ainda que a diversidade significativa nas formulações da pólvora chinesa, em comparação com as da Europa, serve como "evidência de experimentação na China, onde a pólvora foi inicialmente usada como incendiário e só mais tarde se tornou um explosivo e um propulsor... em contraste, as fórmulas na Europa divergiram apenas ligeiramente das proporções ideais para uso como explosivo e propulsor, sugerindo que a pólvora foi introduzida como uma tecnologia madura."

A trajetória histórica da pólvora está sujeita a considerável debate acadêmico. Um desafio significativo na pesquisa da história inicial da pólvora decorre da disponibilidade limitada de fontes primárias contemporâneas aos eventos. Freqüentemente, os relatos iniciais potencialmente detalhando a aplicação da pólvora na guerra foram documentados séculos depois, potencialmente influenciados pela própria época do cronista. As complexidades de tradução resultaram em imprecisões ou interpretações amplas, às vezes aproximando-se da licença artística. A terminologia ambígua complica ainda mais a diferenciação entre armamento baseado em pólvora e tecnologias análogas que não utilizam pólvora. Uma ilustração proeminente envolve um relatório da Batalha de Mohi, na Europa Oriental, que descreve uma "lança longa" emitindo "vapores e fumaça malcheirosos". Este relato tem sido interpretado de forma diversa pelos historiadores como o ataque inaugural com gás à base de pólvora na Europa, a implantação inicial de canhões no continente, ou simplesmente a utilização de um gás tóxico sem envolvimento de pólvora. Traduzir com precisão textos alquímicos chineses originais, que muitas vezes empregam explicações metafóricas, para a terminologia científica moderna e precisa do inglês apresenta uma dificuldade considerável. Os primeiros documentos que podem referir-se à pólvora ocasionalmente apresentam mudanças semânticas em sua linguagem. Por exemplo, o significado do termo árabe naft evoluiu de nafta para pólvora, e a palavra chinesa pào transformou sua denotação de trabuco para canhão. Essa evolução linguística alimentou debates sobre as origens etimológicas precisas da pólvora. Bert S. Hall, um historiador da ciência e da tecnologia, observa que "É evidente, no entanto, que os historiadores empenhados em argumentos especiais, ou simplesmente com seus próprios machados para moer, podem encontrar material rico nessas matas terminológicas."

A disseminação da pólvora representa outro ponto significativo de discórdia nas análises históricas contemporâneas. Embora as descobertas textuais e arqueológicas substanciem uma génese chinesa tanto para a pólvora como para as armas de fogo, os mecanismos precisos pelos quais a tecnologia da pólvora migrou da China para o mundo ocidental continuam a ser um assunto de discussão académica contínua. As razões por trás da difusão rápida e de várias décadas da tecnologia da pólvora em toda a Eurásia, em contraste com o atraso de séculos para que outras inovações chinesas, como o papel, a bússola e a impressão, cheguem à Europa, ainda não são totalmente compreendidas.

Composição

A pólvora compreende uma mistura granular dos seguintes constituintes:

• Um nitrato, predominantemente nitrato de potássio (KNO₃), que funciona como oxidante, fornecendo oxigênio para a reação química;
• Carvão vegetal, que serve como fonte de combustível, fornecendo carbono e outros elementos combustíveis para a reação, muitas vezes simplificado como carbono (C);
• Enxofre (S), que além de atuar como combustível, reduz a temperatura de ignição da mistura, acelerando consequentemente a taxa de combustão.

O nitrato de potássio constitui o componente mais crítico, tanto em volume como em termos de contribuição funcional, pois a sua decomposição durante a combustão liberta oxigénio, facilitando assim a rápida oxidação dos restantes constituintes. Para mitigar o risco de ignição inadvertida causada pela eletricidade estática, os grânulos de pólvora contemporâneos são comumente revestidos com grafite, uma medida que inibe o acúmulo de carga eletrostática.

O carvão não é composto de carbono puro; em vez disso, contém celulose parcialmente pirolisada, indicando decomposição incompleta da madeira. O carbono, na sua forma pura, apresenta propriedades distintas do carvão convencional. Embora o carvão possua uma temperatura de autoignição comparativamente baixa, a temperatura de autoignição do carbono puro é significativamente mais alta. Conseqüentemente, uma formulação de pólvora incorporando carbono puro entraria, na melhor das hipóteses, em combustão de maneira análoga a uma cabeça de fósforo.

A composição padrão para pólvora utilizada por pirotécnicos existe desde 1780. Esta formulação normalmente consiste em 75% de nitrato de potássio (também conhecido como salitre), 15% de carvão vegetal de madeira macia e 10% de enxofre por peso. No entanto, estas proporções têm variado historicamente entre diferentes séculos e nações, e podem ser ajustadas com base na aplicação pretendida do pó. Por exemplo, tipos de pólvora negra de alta potência, inadequados para armas de fogo, mas eficazes para detonação de rochas em pedreiras, são designados como pólvora explosiva. Normalmente contêm 70% de nitrato, 14% de carvão e 16% de enxofre. A pólvora também pode incorporar o nitrato de sódio, mais econômico, como substituto do nitrato de potássio, com proporções potencialmente tão baixas quanto 40% de nitrato, 30% de carvão e 30% de enxofre. Em 1857, Lammot du Pont abordou um desafio primário associado às formulações mais baratas de nitrato de sódio ao patentear o pó explosivo "B" da DuPont. Seu processo patenteado envolvia misturar o pó, após sua fabricação convencional a partir de torta prensada, com pó de grafite por 12 horas. Este procedimento criou um revestimento de grafite em cada grão, reduzindo significativamente suas propriedades higroscópicas.

É importante notar que nem a aplicação de grafite nem de nitrato de sódio em formulações de pólvora era inteiramente nova. A técnica de lustrar grãos de pólvora com grafite era uma prática estabelecida desde 1839. Além disso, a pólvora explosiva à base de nitrato de sódio era produzida no Peru há muito tempo, utilizando nitrato de sódio extraído de Tarapacá, região hoje localizada no Chile. Em 1846, duas fábricas no sudoeste da Inglaterra já produziam pólvora com esse mesmo nitrato de sódio. A hipótese é que esse conhecimento tenha sido introduzido na Inglaterra por mineiros da Cornualha que retornavam de contratos no Peru ou, alternativamente, que o colecionador de plantas William Lobb identificou o potencial do nitrato de sódio durante suas expedições na América do Sul. Lammot du Pont provavelmente estava ciente do uso de grafite e, potencialmente, também das operações de fabricação inglesas. Consequentemente, sua patente reivindicava especificamente a *combinação* de grafite com pó à base de nitrato de sódio, em vez de qualquer uma das tecnologias individuais.

Em 1879, a pólvora militar francesa compreendia 75% de salitre, 12,5% de carvão e 12,5% de enxofre, enquanto a pólvora militar inglesa do mesmo ano continha 75% de salitre, 15% de carvão e 10% de enxofre. Os foguetes britânicos Congreve utilizaram uma composição de 62,4% de salitre, 23,2% de carvão e 14,4% de enxofre, que mais tarde foi modificada na pólvora britânica Mark VII para 65% de salitre, 20% de carvão e 15% de enxofre. Esta considerável diversidade em formulações é diretamente atribuível às suas aplicações específicas. Pólvoras projetadas para foguetes, por exemplo, se beneficiam de uma taxa de queima mais lenta, permitindo aceleração prolongada do projétil. Por outro lado, pós para armas de fogo, como pederneiras, cap-locks ou matchlocks, necessitam de uma taxa de queima mais alta para obter rápida aceleração do projétil em uma distância mais curta. Os canhões normalmente empregavam pólvoras com taxa de queima mais baixa para evitar falhas catastróficas, já que taxas de queima mais altas geralmente resultavam na explosão da arma.

Composições Alternativas

Além da pólvora negra convencional, existem vários outros tipos de pólvora historicamente significativos. A "pólvora marrom", por exemplo, está documentada como contendo 79% de nitro, 3% de enxofre e 18% de carvão por 100 partes de pólvora seca, com um teor de umidade aproximado de 2%. Em 1884, a Rottweil Company na Alemanha introduziu o Prismatic Brown Powder, uma variante de grão grande que foi posteriormente adotada pela Marinha Real Britânica. A Marinha Francesa, no entanto, optou por um produto fino de granulação não prismática de 3,1 milímetros, conhecido como Cacau de Queima Lenta (SBC) ou "cacau em pó". Esses pós marrons alcançaram uma redução ainda maior na taxa de queima ao incorporar apenas 2% de enxofre e utilizar carvão derivado de palha de centeio incompletamente carbonizada, o que também conferiu sua coloração marrom característica.

O pó Lesmok, introduzido pela DuPont em 1911, representava um dos vários propelentes semifumadores disponíveis na indústria, caracterizado por sua composição tanto de pólvora negra quanto de nitrocelulose. Este produto foi comercializado para empresas como a Winchester, principalmente para uso em armas de fogo de pequeno calibre .22 e .32. Na época de sua introdução, o Lesmok era considerado menos corrosivo do que os pós sem fumaça então predominantes. No entanto, foi somente na década de 1920 que a verdadeira causa da corrosão foi identificada nos Estados Unidos como resíduo de cloreto de potássio originário de primers sensibilizados com clorato de potássio. A maior quantidade de incrustações de pólvora negra dispersa eficazmente os resíduos do primer. A incapacidade de mitigar a corrosão do primer através da dispersão levou erroneamente à crença de que os pós à base de nitrocelulose eram inerentemente corrosivos. Lesmok possuía volume suficiente de seu componente de pólvora negra para ajudar na dispersão de resíduos de primer, mas seu volume geral era menor do que o da pólvora negra pura, necessitando consequentemente de limpeza menos frequente do furo. Winchester cessou as vendas do Lesmok em 1947.

Pós sem enxofre

O surgimento de pós sem fumaça, exemplificado pela cordite, durante o final do século XIX exigiu o desenvolvimento de cargas de escorva sensíveis a faíscas, como a pólvora. No entanto, o enxofre presente nas pólvoras convencionais induziu problemas de corrosão quando usado com Cordite Mk I. Este desafio levou ao desenvolvimento e introdução de várias pólvoras sem enxofre, disponíveis em diversos tamanhos de grãos. Estas formulações normalmente compreendem 70,5% de salitre e 29,5% de carvão. Semelhante à pólvora negra, essas variantes sem enxofre foram fabricadas em diferentes tamanhos de grãos. No Reino Unido, a variante mais finamente moída foi designada como pó farinhento sem enxofre (SMP). Os tamanhos de grãos mais grossos foram categorizados como pólvora sem enxofre (SFG n), com exemplos incluindo 'SFG 12', 'SFG 20', 'SFG 40' e 'SFG 90', onde o sufixo numérico indica o menor tamanho de malha da British Standard Sieve (BSS) através do qual nenhum grão passaria.

A principal função do enxofre na pólvora é diminuir sua temperatura de ignição. Uma reação química representativa para pólvora sem enxofre é apresentada abaixo:

Pó sem fumaça

O termo pólvora negra surgiu no final do século 19, predominantemente nos Estados Unidos, para diferenciar as composições anteriores de pólvora das recém-desenvolvidas pós sem e sem fumaça. Os pós sem fumaça exibiram características volumétricas semelhantes à pólvora negra, mas produziram substancialmente menos fumaça e menos subprodutos de combustão. A pólvora sem fumaça possui características de combustão distintas (pressão versus tempo) e é capaz de gerar pressões elevadas e aumentar o trabalho por unidade de massa. Tais propriedades representam um risco de falha estrutural em armamentos mais antigos projetados para pólvora negra. Os pós sem fumaça variavam em coloração do marrom-amarronzado ao amarelo ou branco. A maioria desses pós semifumantes a granel foi descontinuada na década de 1920.

Granularidade

Serpentina

Na Europa do século XV, a pólvora seca inicial era chamada de "Serpentina", uma designação que potencialmente se referia a Satanás ou a uma peça de artilharia predominante que a utilizava. Seus constituintes foram triturados em almofariz e pilão, processo que pode se estender por até 24 horas, obtendo-se uma consistência fina e semelhante a farinha. As vibrações induzidas pelo transporte frequentemente levavam à segregação dos componentes, necessitando de remixagem no local. Além disso, se a qualidade do salitre fosse abaixo do ideal (por exemplo, contaminado com nitrato de cálcio altamente higroscópico) ou se o pó tivesse envelhecido (devido às propriedades levemente higroscópicas do nitrato de potássio), a resecagem era necessária em condições úmidas. A poeira gerada durante a remediação da pólvora em campo apresentava um risco significativo à segurança.

Antes das inovações na fabricação de pólvora da Renascença, o carregamento de canhões e bombas constituía uma habilidade especializada. Pó fino carregado incorretamente, distribuído aleatoriamente ou excessivamente comprimido, entraria em combustão de forma incompleta ou muito lenta. Convencionalmente, a câmara de pólvora de carregamento da culatra, localizada na parte traseira da peça de artilharia, era preenchida até aproximadamente metade da capacidade com pólvora serpentina, garantindo que não fosse excessivamente comprimida nem excessivamente solta. Uma rolha de madeira foi então inserida para selar a câmara do cano durante a montagem, seguida pela colocação do projétil. Um espaço vazio calculado com precisão era essencial para a combustão eficiente da carga. Após a ignição através do touchhole, a turbulência gerada pela combustão superficial inicial facilitou a rápida exposição do pó restante à chama.

A introdução de pó em lata significativamente mais potente e manejável transformou este procedimento operacional. No entanto, a serpentina continuou a ser empregada em peças de artilharia mais antigas até o século XVII.

Corning

Para garantir a oxidação e combustão rápida e eficaz dos propelentes, seus constituintes combustíveis devem ser triturados até os menores tamanhos de partícula possíveis e completamente homogeneizados. No entanto, uma vez misturados, os fabricantes verificaram que, para um desempenho balístico ideal, o produto final deveria compreender grãos individuais e densos, projetados para propagar a ignição rapidamente de um grão para outro, de forma análoga à maneira como a palha ou os galhos se inflamam mais facilmente do que uma massa de serragem.

Durante o final do século XIV, tanto a Europa quanto a China aprimoraram a pólvora por meio da moagem úmida, um processo que envolve a adição de líquidos, como bebidas destiladas, durante a trituração dos ingredientes, seguida pela secagem. da pasta úmida resultante. Este princípio de mistura úmida, inicialmente desenvolvido para pólvora para inibir a segregação de ingredientes secos, encontra aplicação contemporânea na indústria farmacêutica. Descobertas subsequentes indicaram que a formação da pasta em bolas antes da secagem rendeu pólvora que exibiu absorção reduzida de umidade atmosférica durante o armazenamento e melhor transportabilidade. Essas bolas foram então pulverizadas em um morteiro pelo artilheiro imediatamente antes do uso, um método que perpetuou o problema de tamanho e empacotamento inconsistentes das partículas, levando a resultados imprevisíveis. No entanto, quando partículas de tamanho apropriado foram selecionadas, foi alcançado um aumento substancial na potência propulsiva. A formação manual da pasta úmida em torrões do tamanho de um milho, ou seu processamento através de uma peneira, em vez de bolas maiores, resultou em um produto seco que foi carregado de forma significativamente mais eficiente. Esta melhoria resultou do facto de cada peça minúscula criar o seu próprio espaço de ar circundante, facilitando assim uma combustão consideravelmente mais rápida em comparação com o pó fino. Esta pólvora "enlatada" demonstrou um aumento de potência variando de 30% a 300%. Por exemplo, uma ilustração indica que para impulsionar um projétil de 21 kg (47 lb) eram necessários 15 kg (34 lb) de serpentina, enquanto apenas 8,2 kg (18 lb) de pólvora eram suficientes.

Para garantir que os constituintes secos em pó sejam completamente misturados, unidos para extrusão e subsequentemente cortados em grãos uniformes, os processos de redução de tamanho e mistura são conduzidos enquanto os ingredientes estão úmidos, normalmente com água. Após 1800, a formação de grãos manual ou à base de peneira foi substituída por um método em que a torta úmida era prensada em moldes. Esta técnica de prensagem aumentou a densidade e extraiu o líquido, produzindo bolo de prensagem. A duração desta prensagem variou, influenciada por fatores ambientais como a umidade atmosférica. O produto duro e denso resultante foi então fragmentado em pedaços minúsculos, que foram separados por peneiras para produzir um produto padronizado feito sob medida para aplicações específicas: pólvora grossa para canhões, pólvora de granulação mais fina para mosquetes e a mais fina para armas pequenas e escorvas. O uso de pólvora excessivamente fina em canhões freqüentemente levava ao estouro prematuro antes da saída do projétil, atribuível a um rápido aumento de pressão inicial. Por outro lado, a pólvora Mammoth, caracterizada por seus grãos grandes e projetada para o canhão de 15 polegadas de Rodman, mitigou significativamente esse problema, reduzindo a pressão de pico para apenas 20 por cento daquela gerada pela pólvora de canhão convencional.

Investigações empíricas conduzidas em meados do século 19 determinaram que a taxa de queima dentro de um grão individual de pólvora negra, ou uma massa fortemente compactada, se aproxima de 6 cm/s (0,20 pés/s). Em contraste, a taxa de propagação da ignição entre os grãos é de aproximadamente 9 m/s (30 pés/s), representando uma diferença de mais de duas ordens de grandeza.

Formulações modernas

As metodologias contemporâneas da Corning começam com a compressão de pó preto fino em blocos de densidade consistente, especificamente 1,7 g/cm³. Nos Estados Unidos, os grãos de pólvora foram categorizados usando as designações F (para fino) ou C (para grosso). O diâmetro do grão exibiu uma relação inversa com o número de Fs e uma relação direta com o número de Cs, variando de aproximadamente 2 mm (§34§⁄16 in) para 7F a 15 mm (9⁄16 in) para 7C. Para diâmetros de furo de artilharia superiores a aproximadamente 17 cm (6,7 pol.), Foram fabricados grãos ainda maiores. O pó padronizado DuPont Mammoth, desenvolvido por Thomas Rodman e Lammot du Pont para implantação durante a Guerra Civil Americana, apresentava grãos com diâmetro médio de 15 mm (0,6 pol.), Com bordas suavizadas em um barril de vidro. Outras variantes incluíam grãos comparáveis ​​em tamanho a bolas de golfe e tênis, destinados ao uso em armas Rodman de 20 polegadas (51 cm). Em 1875, a DuPont introduziu a pólvora hexagonal para artilharia de grande porte, que era produzida por prensagem com placas moldadas que incorporavam um pequeno núcleo central - aproximadamente 38 mm (§1819§+§2122§⁄§2324§ pol.) de diâmetro, semelhante a uma porca de roda de vagão, onde a abertura central se expandia à medida que o grão queimava. Em 1882, os fabricantes alemães também iniciaram a produção de pólvoras de granulação hexagonal de dimensões comparáveis para aplicações de artilharia. No final do século 19, os esforços de fabricação concentraram-se em tipos padronizados de pólvora negra, variando de Fg, utilizado em rifles e espingardas de grande calibre, até FFg (para armas de fogo de médio e pequeno calibre, como mosquetes e fuzis), FFFg (para rifles e pistolas de pequeno calibre) e FFFFg (para pistolas curtas e de calibre extremamente pequeno e, mais comumente, para armar pederneiras). Um grau mais grosseiro, designado A-1, foi desenvolvido para peças de artilharia militar. Esses graus foram classificados usando um sistema de telas, com partículas superdimensionadas retidas em uma malha de 6 fios por polegada, A-1 em 10 fios por polegada, Fg em 14, FFg em 24, FFFg em 46 e FFFFg em 60. As multas, categorizadas como FFFFFg, eram normalmente reprocessadas para mitigar os perigos associados à poeira explosiva. No Reino Unido, as pólvoras de serviço primário foram classificadas como RFG (rifle granulado fino), com diâmetros de grão de um a dois milímetros, e RLG (rifle granulado grande), para diâmetros de grão entre dois e seis milímetros. Alternativamente, os grãos de pólvora podem ser categorizados pelo tamanho da malha da peneira BSS, que representa o menor tamanho de malha que não retém grãos. Os tamanhos de grãos reconhecidos incluem Pólvora G 7, G 20, G 40 e G 90.

O mercado substancial de armas de fogo antigas e réplicas de pólvora negra nos Estados Unidos impulsionou o desenvolvimento de substitutos modernos da pólvora negra, como os pellets Pyrodex, Triple Seven e Black Mag3, desde a década de 1970. Esses produtos, que devem ser diferenciados dos pós sem fumaça, são projetados para gerar menos incrustações (resíduos sólidos), preservando o tradicional sistema de medição volumétrica de cargas. No entanto, as alegações relativas à redução da corrosividade destes substitutos têm sido objeto de controvérsia. Ao mesmo tempo, novos produtos de limpeza formulados especificamente para armas de pólvora negra também surgiram para atender a esse segmento de mercado.

Química

Uma equação química fundamental e frequentemente referenciada que representa a combustão da pólvora é apresentada abaixo:

2 KNO₃ + S + 3 C → K₂S + N§4_{5§ + 3 CO§67§.}

Uma equação mais estequiometricamente equilibrada, mas ainda assim simplificada, é a seguinte:

A reação química da pólvora é representada como: 10 KNO₃ + 3 S + 8 C → 2 K₂CO§45§ + 3 K§6_{7§SO§89§ + 6 CO§1011§ + 5 N§1213§.}

Historicamente, as proporções precisas dos constituintes da pólvora exibiram uma variabilidade considerável ao longo da era medieval, à medida que as formulações foram refinadas através de experimentação empírica e adaptadas às tecnologias militares em evolução.

A combustão da pólvora não ocorre como uma reação singular, tornando complexa a previsão de seus subprodutos. Uma investigação específica revelou que sua combustão rendeu 55,91% de produtos sólidos, compreendendo (em ordem decrescente de quantidade) carbonato de potássio, sulfato de potássio, sulfeto de potássio, enxofre, nitrato de potássio, tiocianato de potássio, carbono e carbonato de amônio. Os produtos gasosos constituíram 42,98% do rendimento, incluindo dióxido de carbono, nitrogênio, monóxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, hidrogênio e metano, juntamente com 1,11% de água.

Quando formulada com proporções apropriadas, a pólvora que utiliza o nitrato de sódio mais abundante e econômico em vez do nitrato de potássio tem um desempenho comparável. A pólvora libera 3 megajoules por quilograma e contém inerentemente seu próprio oxidante. Esta densidade de energia é inferior à do TNT (4,7 megajoules por quilograma) ou da gasolina (47,2 megajoules por quilograma durante a combustão, embora a gasolina necessite de um oxidante externo; por exemplo, uma mistura otimizada de gasolina e O2 produz 10,4 megajoules por quilograma quando contabilizada a massa do oxigênio). Além disso, a pólvora exibe uma densidade de energia comparativamente baixa quando comparada com a "sem fumaça" contemporânea. propelentes, necessitando de quantidades substanciais para alcançar altas cargas de energia com projéteis pesados.

Produção

A produção da pólvora negra mais potente, conhecida como pó de farinha, exige o uso de carvão vegetal. O salgueiro do Pacífico é considerado ideal, embora alternativas como o amieiro ou o espinheiro também sejam viáveis. Historicamente, entre os séculos 15 e 19 na Grã-Bretanha, o carvão derivado do espinheiro-almieiro era altamente valorizado para a fabricação de pólvora, enquanto o choupo era empregado pelos Estados Confederados Americanos. O processo de fabricação envolve reduzir os ingredientes a partículas finas e misturá-los o mais intimamente possível. Inicialmente, isso foi conseguido usando almofarizes e pilões ou moinhos de estampagem semelhantes construídos com materiais que não produziam faíscas, como cobre ou bronze. Esses métodos foram posteriormente substituídos pelo princípio do moinho de bolas rotativo, empregando componentes de bronze ou chumbo que não produzem faíscas. Historicamente, a produção britânica utilizou moinhos de mármore ou calcário operando em leitos de calcário; no entanto, em meados do século 19, isso fez a transição para rodas de pedra calçadas de ferro ou rodas de ferro fundido rodando sobre bases de ferro. Durante a moagem, a mistura foi umedecida com álcool ou água para diminuir o risco de ignição acidental. Esse amortecimento também facilita a incorporação completa do salitre altamente solúvel nos poros microscópicos do carvão de grande área superficial.

No final do século XIV, os fabricantes de pólvora europeus iniciaram a prática de adicionar líquido durante o processo de moagem. Esta inovação teve como objetivo aumentar a eficiência da mistura, reduzir a geração de poeira e, consequentemente, diminuir o risco de explosão. A pasta resultante de pólvora umedecida, denominada torta de moinho, era então moldada em grãos ou grãos para secagem. A pólvora em lata não só exibiu preservação superior devido à sua área de superfície reduzida, mas também foi reconhecida pelos artilheiros como sendo mais poderosa e mais simples de carregar em armas de fogo. Posteriormente, os fabricantes de pó padronizaram esse processo forçando a torta de moagem através de peneiras, substituindo assim a corning manual.

Esse aprimoramento foi baseado na redução da área de superfície de uma composição de maior densidade. No início do século XIX, os fabricantes aumentaram ainda mais a densidade através da prensagem estática. A torta úmida foi colocada em uma caixa quadrada de 60 centímetros, submetida a uma prensa de rosca e comprimida até a metade de seu volume original. O "bolo de prensagem" resultante possuía uma dureza comparável à da ardósia. Essas placas secas foram então quebradas com martelos ou rolos, e os grânulos foram classificados em vários graus por meio de peneiras. Nos Estados Unidos, Éleuthère Irénée du Pont, que adquiriu a experiência de Lavoisier, rolou os grãos secos em barris rotativos para arredondar as bordas, aumentando assim a sua durabilidade durante o transporte e o manuseio. Este processo evitou que os grãos pontiagudos se arredondassem durante o transporte, o que de outra forma produziria um "pó de farinha" fino e alteraria as características de queima.

Um avanço subsequente envolveu a produção de carvão para forno, obtido pela destilação da madeira em retortas de ferro aquecidas, em vez de queimá-la em covas de barro. Esse método permitiu um controle preciso da temperatura, o que influenciou a potência e a consistência do produto final da pólvora. Em 1863, em resposta ao elevado custo do salitre indiano, os químicos da DuPont desenvolveram um processo utilizando potássio ou cloreto de potássio extraído para converter o abundante nitrato de sódio chileno em nitrato de potássio.

Em 1864, a Gatebeck Low Gunpowder Works em Cumbria, Grã-Bretanha, estabeleceu uma instalação para produzir nitrato de potássio usando um processo químico fundamentalmente idêntico. Este método é atualmente conhecido como 'Processo Wakefield', em homenagem aos proprietários da empresa. O processo teria utilizado cloreto de potássio proveniente das minas de Staßfurt, perto de Magdeburg, Alemanha, que recentemente se tornou acessível em volumes industriais.

Ao longo do século XVIII, as instalações de produção de pólvora dependiam progressivamente da energia mecânica. Apesar desta mecanização, os desafios na produção, particularmente no que diz respeito à regulação da humidade durante a fase de prensagem, persistiram até finais do século XIX. Uma publicação de 1885 observou: "A pólvora é um espírito tão nervoso e sensível que, em quase todos os processos de fabricação, ela muda sob nossas mãos conforme o clima muda." A duração necessária para pressionar para atingir a densidade desejada pode variar por um fator de três, dependendo da umidade atmosférica.

Status legal

As Recomendações das Nações Unidas sobre o Transporte de Mercadorias Perigosas, juntamente com várias autoridades nacionais de transporte, como o Departamento de Transportes dos Estados Unidos, categorizam a pólvora (pólvora negra) como um Grupo A: substância explosiva primária para transporte devido à sua alta inflamabilidade. Por outro lado, dispositivos totalmente montados que incorporam pólvora negra, como fogos de artifício ou motores de foguete modelo Classe D, são normalmente designados como Grupo D: Substância detonante secundária, ou pólvora negra, ou artigo contendo substância detonante secundária para fins de transporte, dada a sua reduzida suscetibilidade à ignição em comparação com a pólvora solta. Todos esses materiais explosivos são classificados na Classe 1.

Outros usos

Além de sua função como propulsor em armas de fogo e artilharia, a principal aplicação alternativa da pólvora negra envolvia seu uso como agente explosivo em pedreiras, mineração e desenvolvimento de infraestrutura, incluindo construção de ferrovias. Ao longo do século XIX, excluindo períodos de conflito militar como a Guerra da Crimeia ou a Guerra Civil Americana, as aplicações industriais consumiram um volume maior de pólvora negra do que a sua utilização em armamento. A dinamite substituiu progressivamente a pólvora negra para esses fins. Embora o mercado de explosivos industriais permaneça substancial hoje, ele é predominantemente dominado por compostos explosivos mais contemporâneos, em vez de pólvora negra.

A partir da década de 1930, a pólvora ou pólvora sem fumaça encontrou aplicação em várias ferramentas de construção industrial, incluindo armas de rebite, armas de choque para animais e splicers de cabos. A "pistola de pinos", um dispositivo acionado por pólvora, permitia a inserção de pregos ou parafusos em concreto sólido, uma capacidade não alcançável com ferramentas hidráulicas. Esta tecnologia continua a ser significativa em diversas indústrias, embora os seus cartuchos normalmente utilizem pós sem fumaça. Além disso, espingardas industriais têm sido utilizadas para remover anéis de materiais teimosos em fornos rotativos operacionais (por exemplo, para produção de cimento, cal ou fosfato) e clínquer em fornos ativos, com ferramentas comerciais especializadas aumentando a confiabilidade desse método.

Além de suas aplicações primárias em armamento, mineração, pirotecnia e construção, a pólvora tem sido utilizada ocasionalmente para vários outros fins:

• Após a Batalha de Aspern-Essling em 1809, Dominique-Jean Larrey, cirurgião do Exército Napoleônico, supostamente usou pólvora para temperar um caldo de carne de cavalo para seus pacientes feridos devido à escassez de sal. Além disso, servia como agente esterilizante em navios quando o álcool não estava disponível.
• Os marinheiros britânicos, na ausência de tinta convencional, empregaram pólvora para criar tatuagens. Isso envolvia picar a pele e esfregar o pó na ferida resultante, uma prática chamada tatuagem traumática.
• Em 1673, Christiaan Huygens conduziu experimentos com pólvora em uma tentativa inicial de construir um motor de pólvora; no entanto, seus esforços não tiveram sucesso. As tentativas modernas subsequentes de replicar sua invenção produziram resultados negativos semelhantes.
• Em 1853, perto de Londres, o Capitão Shrapnel apresentou uma aplicação de pólvora negra no processamento mineral, demonstrando uma técnica para esmagar minérios contendo ouro, impulsionando-os de um canhão para uma câmara de ferro. Esta demonstração teria gerado “muita satisfação” dos participantes. Shrapnel antecipou sua utilidade nas minas de ouro da Califórnia e da Austrália; no entanto, a invenção não ganhou força, pois já estavam sendo adotadas máquinas de britagem de operação contínua que ofereciam uma trituração mais confiável.
• A partir de 1967, o artista Ed Ruscha, residente em Los Angeles, começou a utilizar a pólvora como meio artístico para uma coleção de obras em papel.

Inicialmente, a pólvora foi fabricada para aplicações terapêuticas. Foi ingerido para aliviar problemas digestivos, inalado para tratar problemas respiratórios e aplicado topicamente para tratar problemas dermatológicos, como erupções cutâneas ou queimaduras.

Balística

• Balística
• Berthold Schwarz
• Motor de foguete de pólvora negra
• Substituto da pólvora negra
• Propelentes líquidos carregados a granel
• Indústria de explosivos de Faversham
• Revista Pólvora
• Conspiração da Pólvora
• Guerra de pólvora
• Tecnologia da dinastia Song

Notas de rodapé

Notas

Referências

• Armas e Pólvora
• Oare Gunpowder Works, Kent, Reino Unido
• The DuPont Company on the Brandywine Uma exposição digital produzida pela Biblioteca Hagley que cobre a fundação e a história inicial dos depósitos de pólvora da DuPont Company em Delaware
• "Página de Química da Pólvora de Ulrich Bretschler". Acessado em 1 de maio de 2007.{{cite web}}: CS1 maint: serviço de arquivamento obsoleto (link)
• Receitas de pólvora negra
• ""Pólvora Negra" pesquise no DTIC". Acessado em 10 de junho de 2013.{{cite web}}: CS1 maint: serviço de arquivamento obsoleto (link)