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Opinião
Artigo de opinião da autoria de Paulo Ribeiro Claro, docente do DQ
A passagem de ano e a dança do fogo de artifício
Fogo de artifício
Professores e investigadores, de vários ramos do saber da Universidade de Aveiro, apresentam algumas curiosidades próprias desta quadra. Paulo Ribeiro Claro, professor no Departamento de Química da Universidade de Aveiro, 'troca por miúdos' a complexa reação química necessária à explosão do fogo de artificio. Um fenómeno habitual por todo o País, especialmente em festas populares e na noite da passagem de ano.

Quem não fica deslumbrado com a explosão de cores e formas que ilumina o céu, durante um espetáculo de fogo de artifício, na noite de fim de ano?

O fogo de artifício não é mais do que uma dança sincronizada de elementos químicos que recriam no céu as cores do arco-íris. Quase todos já assistimos e ficámos fascinados por este espetáculo de reações químicas que teve a sua origem quando a química ainda não existia como ciência. Há registos da utilização de misturas incendiárias em celebrações religiosas na Ásia por volta de 2000 a.C. No entanto, a pólvora – principal componente do fogo de artifício – foi descoberta apenas no século IX, quando um alquimista chinês aqueceu acidentalmente uma mistura de salitre, enxofre e  carvão. Os primeiros mestres pirotécnicos eram, na verdade, alquimistas que mantinham em segredo as suas receitas geradoras de fogos coloridos.

O componente fundamental do fogo de artifício é a “concha”, normalmente um tubo de papel cheio com pólvora negra e pequenos globos de material explosivo chamados “estrelas”. Cada “estrela” contém quatro ingredientes químicos: um material combustível, um agente oxidante, um composto metálico responsável pela cor e um aglutinante para manter estes componentes unidos.

Toda a luz, cor e som resultam destes compostos químicos. Durante a explosão, o agente oxidante e o combustível reagem de forma violenta, libertando calor intenso e materiais em fase gasosa. É a expansão brusca destes materiais gasosos que cria a onda de choque que nos chega aos ouvidos como o som da explosão. E é o calor libertado nesta reação o responsável pelo brilho e cor do fogo de artifício, através de dois fenómenos: a incandescência e a luminescência.

A incandescência é a emissão de luz por aquecimento – e todos conhecemos a cor vermelha-alaranjada emitida pelas brasas de carvão ou pelo ferro... em brasa . Metais como alumínio ou o magnésio, quando aquecidos a elevadas temperaturas, emitem uma luz branca muito brilhante. Estes elementos são muitas vezes adicionados à pólvora da concha para aumentar o brilho da explosão.

Por seu lado, as cores do fogo de artifício resultam essencialmente do processo designado por luminescência: o calor libertado na explosão é absorvido pelos átomos dos metais presentes na composição da “estrela”.  Quando absorvem energia, os átomos dos metais ficam com os seus electrões – digamos – “desarrumados”, fora das suas posições próprias. Quando voltam a arrumar os seus electrões nas posições mais estáveis, os átomos libertam a energia em excesso, mas agora sob a forma de radiação visível, ou seja, luz colorida. A cor da luz emitida varia consoante o metal utilizado: o vermelho é normalmente obtido com sais de estrôncio ou de lítio; o cor de laranja é característico de sais de cálcio, como o cloreto de cálcio; o amarelo é facilmente obtido com sais de sódio, sendo vulgarmente utilizado o cloreto de sódio – o sal das cozinhas; o verde é obtido com Cloreto de bário... enquanto que o azul é obtido com cloreto de cobre.

As propriedades destes sais tornam a pirotecnia uma ciência química exigente: é preciso garantir a estabilidade de alguns destes compostos, controlar rigorosamente a temperatura de explosão e impedir a contaminação que mistura as cores. E só assim é possível garantir a beleza da química a iluminar o céu em noites de festa.

Nota: texto adaptado de “A Química das Coisas”, Universidade de Aveiro, 2012

 

Paulo Ribeiro Claro
Departamento de Química da Universidade de Aveiro

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