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Artigo: "O Fogo de Artifício"

Artigo: "O Fogo de Artifício"

Dada a aproximação desta época festiva é inevitável não falar dos espetáculos de fogo de artifício que são uma tradição bastante enraizada numa grande parte da comunidade mundial. Nestes espetáculos, o elemento cor é um dos fatores mais importantes para aumentar o deslumbre e a magia dos mesmos. Assim, quimicamente falando, por trás destas explosões coloridas há uma explicação que evidencia a relação da química com a nossa temática: A COR. Ao longo deste artigo esperamos que fiquem a conhecer uma das mais espetaculares manifestações da química no nosso quotidiano. 

     O fogo de artifício tem como componente essencial a “concha” que consiste na deposição de pólvora negra juntamente com pequenos globos de material explosivo – as “estrelas” (fig. 1)


Fig.1: esquema de uma “concha”

     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. Todos os fenómenos que observamos, luz, cor e som, resultam da interação entre estes compostos químicos. Durante a explosão, o agente oxidante (constituído por nitratos, cloratos ou percloratos) reage com o agente redutor (combustível) de forma violenta. Esta é uma reação exotérmica visto que ocorre uma expansão brusca de materiais em fase gasosa dada pela libertação intensa de calor responsável pela cor e pelo brilho dos espetáculos de fogo de artifício. Como consequência, é criada uma onda de choque que é por nós escutada no momento da explosão. 

     As cores provenientes do fogo resultam de um processo designado por luminescência, que consiste na emissão de luz por uma substância, quando submetida a algum tipo de estímulo. Neste caso, a energia libertada na explosão é absorvida pelos átomos dos metais presentes na composição da “estrela”, excitando os seus eletrões do estado fundamental para níveis de energia superiores. No momento em que os eletrões regressam ao estado fundamental ocorre libertação de energia sobre a forma de radiação visível, o que dá origem à cor que observamos. Esta pode ser clarificada através do uso de metais, como o alumínio e o magnésio, na composição da concha. As cores que observamos resultam da mistura química que está presente nas estrelas, e estas colorações apenas dependem do sal utilizado na mistura.

Exemplos mais frequentes de sais utilizados e respetiva cor (fig. 2):

  • Sais de estrôncio (Sr)/ lítio (Li) - ex: carbonato de estrôncio – cor vermelha
  • Sais de cálcio (Ca) - ex: cloreto de cálcio– cor laranja
  • Sais de sódio (Na) - ex: cloreto de sódio– cor amarela
  • Sais de bário (Ba) - ex: cloreto de bário – cor verde
  • Sais de cobre (Cu) - ex: cloreto de cobre – cor azul


Fig.2: elementos químicos commumente utilizados para a obtenção da cor do fogo de artifício

MAS CUIDADO! 

As propriedades destes sais tornam a pirotecnia uma ciência química exigente devido às consequências que acarretam: 

  • Possíveis queimaduras;
  • Efeitos tóxicos;
  • Danos visuais e auditivos;
  • Poluição ambiental.

     Os percloratos utilizados como explosivos no interior das estrelas são rotulados como prejudiciais à saúde humana e, por isso, os químicos têm procurado substituí-los. Assim, de forma a prevenir acidentes que perturbem a integridade física quer de quem assiste como de quem é responsável pelo espetáculo, é necessário garantir a estabilidade de alguns destes compostos, controlar rigorosamente a temperatura de explosão e impedir a contaminação de mistura de cores. Dentro dos impactos ambientais que o fogo de artificio pode causar, está o barulho gerado pela explosão que tem um forte impacto na vida dos animais domésticos assim como na dos selvagens, uma vez que, o mesmo assusta-os e por isso, abandonam o seu habitat, ficam vulneráveis e consequentemente, correm inúmeros perigos como atropelamentos. Outro dos aspetos a ponderar nesta época é a queima dos fogos de artificio uma vez que, segundo um estudo realizado, a contaminação da atmosfera pode aumentar cerca de 72% após a finalização da queima dos mesmos. Esta alteração da composição da atmosfera deve-se principalmente ao aumento da concentração de gases poluentes como NOx ,CO e SOx na mesma. Estes foram destacados como os principais agravantes do aquecimento global.


DE UM PONTO DE VISTA MAIS ECOLÓGICO... 

     Tendo em vista minimizar os impactos ambientas supramencionados, em alguns espetáculos é possível substituir a pólvora por um sistema de gás compressor no momento do lançamento do foguete, reduzindo assim a quantidade de gases poluentes libertada para a atmosfera. 

     De forma a obter não só uma combustão completa e escassa libertação de fumos, como também diminuir a quantidade de sais e intensificadores de cor utilizados são empregues compostos com elevada percentagem de nitrogénio, como os derivados do triazole e da tetrazina (fig. 3), ou de oxigénio, como a nitrocelulose, uma vez que a libertação de energia dos mesmos não envolve reações de oxidação do carbono que ocorrem na pirotecnia tradicional e que são muito prejudiciais para o ambiente. Assim, será possível contemplar este magnífico cenário sem que interfira significativamente na nossa pegada ecológica.


Fig.3: bistetrazoleaminotetrazina: composto pirotécnico rico em nitrogénio

     Com isto podemos constatar que o fogo de artificio não é apenas um espetáculo colorido, mas sim uma dança sincronizada entre elementos químicos que não deve ser subestimada.  


BIBLIOGRAFIA:

As cores das folhas ao longo do ano
As cores das flores ao longo do ano
As cores dos frutos ao longo do ano
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