Os fogos de artifício, uma tecnologia secular, são um símbolo das celebrações do Dia da Independência - mas também são uma maravilha da ciência e da engenharia modernas. Continue a ler para descobrir a ciência por trás dos fogos de artifício que você verá em todo o país hoje à noite.
1. A fórmula química para fogos de artifício foi inventada por acidente. Em algum momento durante o século 10, os chineses começaram a fazer fogos de artifício com pólvora (o primeiro explosivo químico conhecido só havia sido descoberto recentemente). Mas os estudiosos acreditam que os inventores descobriram a fórmula química da pólvora - enxofre, nitrato de carvão e potássio, ou salitre - durante as tentativas de criar um elixir da imortalidade. Com o tempo, os chineses desenvolveram uma grande variedade de fogos de artifício que produziam diferentes tipos de efeitos visuais, e o pirotécnico tornou-se uma profissão respeitada na sociedade chinesa.
2. Fogos de artifício são projetados para não explodir. Contraintuitivamente, os químicos projetam fogos de artifício para queimar o mais lentamente possível, em vez de explodir rapidamente. Uma queima lenta significa que um fogo de artifício produzirá um efeito visual por mais tempo, cobrindo uma área maior do céu. Para conseguir isso, os químicos usados em combustíveis e oxidantes - tipicamente metais como alumínio ou magnésio para combustível, e peroligados, cloratos ou nitratos para oxidantes - têm grãos relativamente grandes, na faixa de 250 a 300 mícrons, aproximadamente do tamanho de um grão de areia. Além disso, os químicos evitam misturar bem o combustível e o oxidante, dificultando a queima.
Pellets embalados dentro de fogos de artifício contêm substâncias químicas que produzem as cores vivas que vemos no céu. (Wikimedia Commons) 3. Cores diferentes são produzidas por diferentes produtos químicos . As cores vivas visíveis quando fogos de artifício explodem são o resultado de estrelas pirotécnicas - pelotas de produtos químicos que geram certas cores ou produzem efeitos de faíscas quando queimadas. Quando a carga de ruptura é ativada, o combustível principal explode primeiro, transferindo energia para as substâncias químicas do corante, o que faz com que os elétrons desses produtos químicos entrem em estado excitado. Então, momentos depois, quando os químicos corantes esfriam e os elétrons retornam ao seu estado básico, eles liberam a energia extra como radiação colorida quando estão voando pelo céu. A cor específica depende do produto químico: compostos com estrôncio e lítio queimam um vermelho intenso, enquanto o cálcio queima laranja, o sódio queima amarelo, o bário queima verde e o cobre queima azul.
4. Formas de fogo de artifício são produzidas pelo design inteligente . Para obter fogos de artifício de formas incomuns, como anéis duplos, corações ou estrelas, os técnicos empacotam os combustíveis e os corantes dentro de um tubo em diferentes formações. Um núcleo central de combustível, cercado por um anel de pellets, produzirá um fogo de artifício circular, enquanto uma camada dupla de pellets criará um anel duplo no céu. Se os pellets forem misturados no interior com o combustível, as faixas de cor se espalharão juntas a partir de um ponto central, como no padrão “willow tree”. Para formações especialmente complicadas, como um coração ou estrela, as pastilhas de corante são coladas a um pedaço de papel na forma desejada. Quando o combustível queima, ele inflama o papel, enviando os corantes voando no mesmo padrão.
5. Fogos de artifício poluem. Apesar de toda a diversão de shows de fogos de artifício, eles têm uma desvantagem. Anteriormente, escrevemos sobre como a pirotecnia pode assustar e até matar populações de aves. Eles também podem prejudicar a vida selvagem de uma maneira mais insidiosa - introduzindo metais pesados, compostos de carvão com enxofre e perolizam em corpos locais de água. Fogos de artifício são frequentemente lançados sobre lagos e rios, e estes subprodutos da combustão podem prejudicar os ecossistemas aquáticos ao longo do tempo. Poluentes transportados pelo ar também podem afetar os seres humanos, especialmente aqueles que sofrem de asma.
