Inventarea prafului de puşcă

În jurul anului 900, alchimiştii chinezi au avut parte de o surpriză de proporţii când au introdus în foc un amestec de azotat de potasiu, mangal şi sulf. Rezultatul a fost un miros insuportabil, un zgomot asurzitor, un nor alb de fum şi o expansiune puternică şi rapidă de gaze fierbinţi. Curând s-a descoperit că, dacă această pulbere era aprinsă într-un recipient, gazele rezultate puteau să propulseze un obiect cu o forţă considerabilă prin deschizătura recipientului respectiv, aruncându-l la o distanţă destul de mare. Chinezii au folosit această descoperire sub forma „artificiilor” şi ca metodă de semnalizare.

Potenţialul letal al prafului de puşcă însă a fost pus în practică de ingeniozitatea europenilor, luând forma tunurilor de asediu şi a bombelor aruncate prin procedee mecanice, deşi pulberea nu a apărut dintr-o dată, ci după mai multe secole de perfecţionare continuă. Astfel, praful de puşcă a apărut în Europa abia în secolul al XIII-lea. În mod clar, testele care se făceau cu această substanţă ridicau unele probleme.

În timp ce praful negru era destul de sigur atunci când se folosea, amestecul de bază uscat, măcinat manual, putea fi foarte periculos în timpul utilizării. Acest amestec uscat, numit „serpentin”, avea o gamă largă de reacţii practic imprevizibile, de la un fâsâit lent până la o detonare spontană. Mai mult, în timpul transportului, amestecul se separa şi se sedimenta în funcţie de densitatea ingredientelor: sulful în stratul inferior, apoi azotatul de potasiu şi mangalul, cel mai uşor material, la vârf. Acest fenomen necesita reamestecarea pulberii la locul utilizării, proces periculos din cauza formării unui nor otrăvitor şi posibil exploziv de praf.

În jurul anilor 1400 se stabiliseră componentele de bază, dar nu se găsise încă raportul corect în urma căruia să rezulte o pulbere productivă ca exploziv şi pentru armele de foc. Au fost testate mai multe amestecuri şi materiale, dar, fără beneficiile ştiinţei moderne, progresele erau înregistrate în cea mai mare parte în urma observaţiilor tunarilor pe câmpul de luptă. Cu toate acestea, unii dintre ei, dând dovadă de o înţelepciune empirică, au obţinut combinaţii de o precizie uimitoare, deşi teoriile lor, folosite în practică timp de ani de zile, n-au fost dovedite ştiinţific decât multe secole mai târziu.

Una dintre aceste teorii era aceea că granulele mai mari ardeau mai greu, producând astfel o reacţie de ardere mai lentă. Această ipoteză era corectă, deoarece, din punct de vedere chimic, praful de puşcă este o substanţă care arde la suprafaţă. Cu cât suprafaţa specifică a pulberii era mai mică, cu atât aceasta ardea mai lent. Acest aspect era deosebit de important în cazul tunurilor, unde scopul era aruncarea unui proiectil greu la o distanţă cât mai mare fără distrugerea tunului. Aşadar, cu cât granulele pulberii explozive erau mai mari, cu atât gazele de ardere rezultate erau eliberate mai lent. Această creştere treptată a presiunii în spatele proiectilului îmbunătăţea capacitatea tunului de a-l trimite la distanţă.

Odată stabilite proporţiile corecte de material, praful de puşcă nu a mai suferit modificări majore, cu excepţia modului de obţinere. Dacă la început pulberea era măcinată manual cu pistilul într-un mojar, mai târziu au fost introduse pietrele de moară acţionate de apă. Măcinarea umedă a materialelor pentru obţinerea unei paste apoase a ajutat nu numai la reducerea potenţialului exploziv al amestecului, dar i-a conferit şi o omogenitate şi o stabilitate superioare. Pasta sau „suspensia” obţinută era apoi uscată pe o pânză şi concasată cu pive mecanice până la obţinerea unor granule de diferite dimensiuni. Aceste granule erau ulterior trecute prin site pentru a le separa în funcţie de dimensiuni, de la un praf fin până la bucăţi de dimensiunea bobului de porumb. Cele mai fine particule, prea mici pentru a fi folosite, erau reamestecate în suspensie pentru refolosire.

Acest proces îi permitea celui care folosea amestecul să-şi aleagă dimensiunea preferată a granulei. Granulele cele mari erau ideale, după cum am menţionat mai sus, pentru producerea unei acumulări treptate a gazelor arse, necesară aruncării unui obuz dintr-un tun. Granulele de dimensiune medie erau preferate pentru armele cu rază medie de acţiune, precum carabinele şi muschetele, iar pulberea fină era destinată pistoalelor, care aveau cele mai mici şi mai uşoare proiectile şi raza cea mai scurtă de acţiune. Tot acest proces se desfăşura cu cea mai mare grijă. Pe măsură ce praful de puşcă a început să fie mai bine cunoscut, iar calitatea lui a fost îmbunătăţită, a devenit o substanţă foarte puternică, iar dacă era folosită o cantitate prea mare, explozia putea spulbera chiar arma cu care se trăgea.

Materialele au fost optimizate în continuare. Progresele înregistrate pentru obţinerea mangalului pur au fost extrem de importante, la fel şi descoperirea faptului că tipurile diferite de lemn folosit pentru mangal produceau cantităţi diferite de gaze, fiind astfel potrivite mai multor scopuri. De exemplu, mangalul de salcie produce o cantitate mai mică de gaze decât cel de brad sau de nuc şi mult mai mică decât cel de corn. Astfel, mangalul din lemn de salcie era preferabil pentru acumularea lentă de gaze necesară unui tun, spre deosebire de emisia rapidă de gaze a mangalului din lemn de corn, utilizat la armele de calibru mic.

În final, în perioada în care toate îmbunătăţirile aduse amestecului fuseseră perfectate şi supuse unei evaluări ştiinţifice amănunţite, praful de puşcă a fost înlocuit cu substanţe explozive pe bază de nitroceluloză, cunoscute sub numele de „pulbere fără fum” sau „fulmicoton”. În afara avantajului că trăgătorul nu mai putea fi descoperit din cauza norului mare de fum alb produs de praful de puşcă, aceşti explozivi obţinuţi din plante erau mult mai stabili în timpul depozitării şi permiteau un control superior al vitezei de ardere.

În principiu, cu toate îmbunătăţirile aduse în epoca modernă, praful de puşcă n-ar fi putut să depăşească niciodată impedimentele reprezentate de faptul că producea 40% gaze de explozie şi 60% particule solide dispersate care uzau ţevile armelor, astfel încât acestea nu puteau fi păstrate curate şi exista oricând pericolul să ia foc. Este cert faptul că praful de puşcă a condus omenirea la metode moderne de distrugere şi a aprins scânteia - dacă este permis acest joc de cuvinte - interesului pentru chimie. Ironia este că această invenţie a parcurs un ciclu complet, iar în prezent a ajuns să fie folosită la fel cum o utilizau chinezii la început: pentru semnalizare şi ca artificii.

Check Also

Inventarea telegrafului

Ceea ce este interesant de remarcat este că Samuel F.B. Morse, inventatorul telegrafului, şi-a început …

Inventarea telefonului

Inventarea telefonului Inventarea telefonului, Invenţii, Telefon În mod ironic, inventarea telefonului a fost marcată de o lipsă …

Inventarea tancului

Ca armă militară, tancul a schimbat pentru totdeauna aspectul bătăliilor terestre. Acesta a apărut ca …

Inventarea şurubului

Se spune că în timpul unei vizite în Egipt, filozoful grec Arhimede ar fi realizat un …

Inventarea submarinului

Nu este nevoie să ne gândim prea mult pentru a putea aprecia efectul submarinului asupra …