Cultura material militar::Melhores projéteis fazem melhores armas::

Já faz algum tempo, examinamos alguns tópicos relativos à teoria e história do tiro e das armas de fogo. Imagino que os assíduos (será que ainda existem?..) talvez ainda lembrem, à esta altura, que o tiro por arma de fogo começou a se desenvolver no final da Idade Média, depois da introdução, no Ocidente, da pólvora negra e das primeiras armas de fogo. Essas tinham diversas limitações, que foram sendo resolvidas conforme a tecnologia, em diversos campos, avançava. A ciência do tiro, de início, era empírica, ou seja, ia se desenvolvendo por uma série de experiências de acerto e erro. Os maiores problemas eram decorrentes da baixa confiabilidade da pólvora, das limitações da metalurgia e dos escassos conhecimentos de física. O tiro é influenciado por diversas variáveis que têm de  ser calculadas a partir de questões matematicamente formuladas. Por sinal, sejamos mais precisos: o tiro é uma questão de matemática e de física. A precisão só pode ser implementada conforme a física se desenvolve e a matemática consegue traduzir, naquela estranha e fascinante linguagem, as questões colocadas pelos artilheiros e atiradores. Dizendo de outra forma: o problema era possibilitar ao atirador certo controle sobre a trajetória do projetil. Esse problema estava ligado à diversas condicionantes.

Por exemplo: qual a carga de pólvora necessária para fazer o projetil voar? Uma quantidade muito pequena tornava o tiro inocuo; muito grande, rebentava a arma. Ferramentas matemáticas (equações) que permitissem calcular a potência da explosão só surgiram no século 18. Até então, era tudo um exercício de experimentação. As quantidades de pólvora iam sendo reguladas, e, após determinadas, passavam a constar de manuais que ensinavam os soldados quais as quantidades corretas. O atirador conduzia, desde o final do século 15, diversas unidades de uma espécie de bisnaga, chamada polvorinho, com as quantidades adequadas de pólvora. Para carregar a arma, esta era posta com a coronha no chão (o “cabo” da “bengala” do tal “canhão-bengala”, harckenbuchse, ou “arcabuz”) e a pólvora despejada lá dentro. Um pouco de estopa era socada, por intermédio de uma vareta, sobre a pólvora e, em seguida, o atirador deixava a bala rolar através do cano, e socava tudo mais uma vez. O passo seguinte era expor a caçoleta e colocar nela um pouco de pólvora de escorva, uma pólvora mais fina destinada a servir de “pavio”. A escorva ficava em outro recipiente, de modo que é possível calcular o número de operações necessárias para carregar um arma, dessa maneira. Era tudo carregado separadamente. Em seguida, o atirador puxava o cão para trás, até que ficasse preso com a mola distendida. Para o disparo, a arma era apoiada numa forquilha (uma coisa dessas podia pesar até vinte quilos…) e o disparo feito. Entre a ignição da escorva e a da carga, ocorria certo tempo, visto que a pólvora negra era de queima lenta. Isso significava que o atirador deveria ficar firme, no momento da primeira explosão, esperando que a carga explodisse – e a primeira explosão gerava um monte e fumaça quente e fagulhas, bem próximo do rosto do coitado… Que Deus protegesse esses primeiros atiradores – até porque eles deviam viver rezando, já que as principais guerras do período eram por motivos religiososos. Nessas guerras, talvez para matar mais rápido a cavalaria católica, o campeão da causa protestante, o Rei Gustavo Adolfo, da Suécia,  durante a Guerra dos Trinta Anos, inventou uma série de importantes inovações teóricas e técnicas, todas relativas à implementação do tiro em combate. Uma dessas foi a introdução do “cartucho”, que não passava de uma carga preparada para uso, na qual eram embrulhados em papel, o projétil, a carga de pólvora e a escorva, levados pelo atirador em um embornal. Esse truque economizava operações e torna o tiro muito mais rápido.

A questão é que, além das armas serem de alma lisa, ou seja, sem raiamento, o projetil ficava meio solto lá dentro. A folga entre a parede interna do cano e o projetil decorria do fato de que ele tinha de deslizar para dentro com alguma facilidade. Só que essa folga tornava o tiro bastante impreciso, uma vez que a pressão exercida pelo gás gerado pela explosão da pólvora acabava sendo desigualmente distribuída, e fazia com que o projetil fosse ricocheteando na parede interna do cano. As consequências resultantes dessa situação acabavam fazendo com que a trajetória final do projetil não pudesse ser minimamente controlada (dependendo da seção do cano da arma com que o projetil se chocasse por último, ele podia iniciar o vôo mais para cima, para baixo ou para os lados). Além do mais, o projetil deixava o cano “trambolhando”, ou seja, numa rotação axial aleatória, que não era suficiente para vencer a resistência do ar de modo uniforme.

Inicialmente, a solução foi colocar os infantes bem juntos, um dos outros, atirando ao mesmo tempo contra uma tropa adversária colocada a uns trezentos ou quatrocentos metros de distância e organizada mais ou menos da mesma forma. A cavalaria atacava pelos lados, tentando desorganizar as fileiras (chamadas “ordens”) adversárias. Quem acertasse mais, vencia. Claro, esta é uma simplificação, mas imaginem a cena.

Ou seja, melhorar o tiro era mais uma questão técnica que militar. Os dois principais problemas que acompanharam o tiro desde sua origem foram (um) a quantidade de energia imprimida ao projétil e (dois) a estabilização do vôo, de modo que a trajetória possa ser controlada. O problema da quantidade de energia começou a ser resolvido com a invenção da pólvora negra; o da estabilização demoraria mais.

A idéia de fazer o projetil girar em torno do próprio eixo (esse movimento é chamado “hélice”, uma linha à qual é imprimida torção constante e proporcional à curvatura) ao longo da trajetória não era nova. De fato, era aplicada, desde a Antiguidade, a projéteis de formato alongado, tais como flechas e dardos, de modo a compensar a resistência do ar. Em sistemas mecânicos de lançamento, imprimir ao projetil um movimento de rotação, ainda que instável, não era difícil. Em flechas, uma carenagem constituída por penas ou qualquer elemento que oponha suficiente resistência à passagem do ar, situada na extremidade posterior do corpo, era suficiente para provocar um movimento giratório. Como o ar é um fluído, a resistência a penetração de um corpo (chamada de “arrasto”) é inversamente proporcional à capacidade desse corpo em rompê-la, ou seja, à diferença entre a quantidade de energia imprimida a ele e a existente no elemento de oposição. O problema seria, então, a quantidade de energia. A invenção da pólvora negra colocou à disposição dos projetistas de armas um processo de geração de energia que resolveu o entrave da quantidade, embora tenha criado outros. Um deles, talvez o principal, foi o descrito mais acima, diretamente relacionado com o formato desses primeiros projetis.

Começou a ser ultrapassado com a invenção do processo chamado “raiamento” (em inglês, rifling, daí a expressão rifle). Tratava-se de escavar, no interior do cano, uma série de sulcos muito rasos, que lhe percorriam o comprimento em um movimento de hélice. O projétil, ao ser violentamente tirado da inércia pela expansão dos gases, passava a correr por esses sulcos e começava a girar sobre si mesmo. O efeito giroscópico da rotação axial estabilizava o vôo, tornando a trajetória mais precisa e previsível.Esse processo foi inventado na segunda metade do século 15, na Europa Central. É provável que, inicialmente, o raiamento tenha visado aproveitar melhor a pressão gerada pelos gases da explosão, visto que as primeiras raias eram retas, e foram aplicadas em armas de caça, de alto luxo. Geralmente, um par de raias dividia o interior do cano em duas seções. (O Museu Histórico Nacional, no Rio de Janeiro, possui um exemplar desse tipo de arma em suas coleções). Havia, entretanto, o problema da dificuldade do carregamento, que ficava mais lento. Pressionar o projétil ao longo do cano, por meio da vareta, o amoldava às raias e fazia o processo funcionar, mas exigia força e certo cuidado. Em armas de caça, isso não era problema; em armas de combate carregadas pela boca, essa operação tinha de ser rápida, e, como já vimos, o projétil simplesmente “escorria” pelo cano, empurrado suavemente até alcançar a câmara. Os especialistas dizem que, em meados do século 18, um soldado dotado de cartuchos conseguia carregar um mosquete Brown Bess em cerca de vinte segundos; já um rifle de caça tomava do atirador cerca de um minuto para um tiro cuja precisão (caso fosse um bom atirador) podia alcançar 400 metros. Determinados rifles, armas de caça de pederneira feitas nos EUA por armeiros de origem alemã, também se distinguiam pelos longos canos, forma de potencializar a expansão dos gases. Ainda no século 18, a habilidade de civis que lidavam com armas de caça, particularmente na Europa Central, levou à criação de tropas especializadas, formadas por homens que sabiam lidar com “canos raiados”: Jägern, Chasseurs, Cazadores.eram os nomes que receberam essas tropas, uma espécie de infantaria ligeira que se deslocava buscando melhores posições para o tiro. Nos último quartel do século 18, a eficiente participação de caçadores civis nas milícias que combateram os ingleses durante a Guerra da Independência dos EUA, e depois nas guerras contra a França, levaram ao estudo, pelos ingleses, de novas táticas baseadas no tiro de precisão, e a formação de tropas especiais, os Corpos de Rifles. No caso, “rifle” designa um soldado equipado com esse tipo de arma. O Departamento de Armamento (em inglês, Board of Ordnance) foi então autorizado a encomendar certa quantidade de rifles de caça fabricados na Prússia, para testes. Uma série de equívocos, ao longo do processo, despertou certa implicância com a nova arma, e atrasou sua adoção. O grosso das tropas de infantaria continuou equipado com mosquetes e o Board começou a buscar, na indústria local, uma arma semelhante.

O modelo escolhido (embora não se saiba exatamente o motivo) foi o Rifle Baker, produzido pela oficina do armeiro Ezequiel Baker, que baseou seu produto numa arma de produção prussiana, utilizada pelas Tropas de Caçadores daquele reino. A arma apresentada tinha muitas características comuns com os mosquetes do exército, os Brown Bess, a começar pelo calibre .75 (19,05 mm), e o cano de 32 polegadas (81,3 cm), se bem que, posteriormente, algumas modificações foram feitas, para adequar a nova arma ao uso da cavalaria. Os rifles eram carregados pela boca e podiam ser equipados com um enorme sabre-baioneta, cuja lâmina media 61 centímetros.

Entretanto, se o raiamento melhorava o rendimento do tiro, não resolvia todos os problemas e ainda criava alguns novos. Um deles era, exatamente, a dificuldade do carregamento. Um manual da época indicava o seguinte procedimento: “O soldado, por seu lado esquerdo, coloca o rifle no chão, com o cano para cima, deixando-o deslizar através da mão esquerda, com cuidado, mantendo-a perto da boca da arma, o polegar esticado ao longo do suporte de madeira do cano, e a coronha apoiada entre os calcanhares. O cano fica entre os joelhos, que devem estar dobrados para a tarefa; o cartucho é posto dentro do cano e a vareta, posicionada entre o indicador e o polegar da mão direita. A vareta, agarrada com a esquerda, e colocada em posição, forçada cerca de três e meio centímetros dentro do cano. O cartucho é então empurrado até cerca de 9 centímetros; o soldado se coloca em posição ereta novamente, retira a vareta com a mão direita e a coloca no suporte.” Um atirador muito bem treinado levaria uns 40 segundos para completar toda a operação.

Apesar dos problemas, o Baker se tornou o primeiro rifle a ser distribuído em grandes números entre as tropas inglesas, a partir de 1801. Conforme a guerra contra Napoleão se desenrolava, novos modelos foram sendo introduzidos, inclusive uma versão mais curta e leve, destinada à cavalaria.

Custaria certo tempo até que os rifles se tornassem comuns. O processo de raiar canos ainda era complexo embora a tecnologia da Revolução Industrial Inglesa tivesse melhorado os materiais disponíveis. O processo continuou a ser feito com ferramentas manuais e envolvia um grau bastante alto de imprecisão, o que não impedia a melhora da qualidade do tiro. Entretanto, passaria ainda algum tempo até que armeiros e atiradores percebessem que ainda havia um terceiro elemento envolvido no processo: o desenho do projétil. Pela comparação com flechas e outros projéteis alongados, os armeiros perceberam que o formato funcionava melhor, em vôo, quando em giro axial. Um outro detalhe que eles perceberam é que, ao ser forçada através do cano, a bala adquiria um formato alongado. Daí até a idéia de dar-lhes o formato cilindro-ogival ou cônico, o passo não foi imediato, mas também não demorou tanto tempo assim. Esse tipo de inovação começou a tornar-se comum em meados do século 19. O que não é estranho, e tem mais relação com a história da ciência do que com a história militar.

Os séculos 18 e 19 foram, sem sombra de dúvida, os séculos da ciência. A pressão exercida pela expansão do sistema econômico sobre o conjunto da sociedade levou a que a atividade científica se tornasse parte integrante do processo produtivo. De observadores e intérpretes da natureza, em busca de um conhecimento racional sobre a realidade, os cientistas se tornaram elementos de uma cadeia cujo objetivo era ampliar a capacidade de produção da indústria. O século 19 se tornaria o século do vapor e do metal, da produção mecanizada e da padronização. Os processos laboratoriais de experimentação foram incluídos na estrutura da indústria, assim como a produção de conhecimento relativa. Isso significa que estava terminando a época do erudito amador, generalista interessado em todas as ciências, foi deixada para trás, com século 18. Os novos métodos permitiam medições que tornavam os resultados das experiências mais precisos.

O século 19 foi o século da industrialização da guerra. As guerras napoleônicas foram as últimas travadas com tropas formadas e equipadas segundo a lógica pré-industrial, lutadas por soldados com equipamentos produzidos em oficinas que ainda usavam métodos artesanais. Os novos projéteis são produtos dessa nova organização social. Entretanto, não demoraria muito para que a reorganização do processo produtivo colocasse nas mãos dos soldados armas fabricadas de modo a que as peças fossem o mais parecidas possíveis umas com as outras, de modo que pudessem ser trocadas rapidamente, facilitando tanto a produção quanto a manutenção. Máquinas-ferramentas, movidas a vapor, feitas de melhores materiais, permitiram que medidas mais precisas (os “gabaritos”) tornassem a peças cópias exatas umas das outras. Esses processos foram aplicados tanto às armas grandes, os canhões, quanto às armas portáteis da infantaria. Era uma nova guerra que se avizinhava. Na segunda metade do século 19, operários e soldados se tornavam cada vez mais parecidos, uns com os outros e entre si. Como as armas com que se matavam.::

Cultura material militar::As primeiras armas de fogo da infantaria::

As armas portáteis surgiram quase ao mesmo tempo que os primeiros canhões. Mas “portátil” era apenas maneira de dizer: lá pelo ano 1300 da era cristã, eram, de fato, pequenos canhões fixados na ponta de um forte bastão de madeira ou de ferro, que podiam ser transportados de um lado para outro com maior facilidade, principalmente nas muralhas dos castelos – tanto que aparecem, com freqüência, denominadas “canhões de muralha” ou “de parapeito”.

 De resto, não diferiam muito dos outros canhões:  carregados pela boca (de “antecarga”, no jargão dos especialistas), o interior do tubo era liso, o que tornava o tiro muito pouco preciso. A carga de pólvora era socada no interior do tubo, e sobre ela colocada um bucha de estopa, que se destinava a potencializar a explosão. Essas primitivas armas de fogo tinham um orifício perfurado na extremidade posterior, chamado “luz”, através do qual eram despejada certa quantidade de pólvora e, no momento do disparo, pressionado um bastão aceso, que incendiava a pólvora e iniciava a explosão. Com uma dose de sorte, o jato de gás lançava a bala – inicialmente feita de pedra e, pouco depois, de metal – na direção do alvo. Após o disparo, era necessário esperar certo tempo para que o interior do tubo esfriasse. Em função da baixa qualidade de pólvora, os tubos precisavam ser constantemente limpos, o que tinha de acontecer após no máximo uns dez disparos.

A partir de meados do século 15 começaram a surgir, na Europa Central, armas menores, mais leves, de antecarga, cujos longos canos de metal forjado eram fixados sobre uma armação de madeira.  O sistema de disparo, chamado “fecho”, surgiu conforme o tamanho e o peso da arma diminuíram o suficiente para permitir que o tiro fosse realizado a partir do ombro o atirador. Este tinha de “mirar” (em português, esse verbo vem do espanhol mirar, ou seja “olhar”) o alvo pressionando o rosto contra a extremidade anterior da armação de madeira sobre a qual o cano era fixado, ao mesmo tempo que pressionava o bastão incandescente no interior da “luz”. Essa armação de madeira tinha, inicialmente, forma semelhante a de uma bengala, com um gancho na extremidade posterior, em alemão hake. Sobre essa armação era montado o canhão, büchse. A contração das palavras deu origem ao substantivo hakenbüchse, que passou ao francês antigo como haquebuse, depois arquebuse, e se tornou a portuguesa “arcabuz” (em inglês, arquebus ou harkbus). Esses “canhões de arco” foram as primeiras armas de fogo realmente portáteis. Com o tempo, modificariam o campo de batalha de forma irreversível.

Arcabuz centro europeu (Suhl, atual Alemanha Central), final do século 16. O fecho de mecha é acionado por gatilho.

Tratava-se de uma arma baixa velocidade de boca, utilizada contra tropas equipadas com sistemas de proteção individual chamados “armaduras de infante”. Esse tipo de proteção, uma armadura mais leve e delgada, feita de aço e couro, começou a se tornar comum nos campos de batalha por volta do início do século 15. Beneficiando-se de novas técnicas de metalurgia e novas ligas de metal, esse tipo de armadura era totalmente capaz de parar um tiro de arcabuz, desde que a distância não fosse pequena. Nessa distância, a arma de fogo penetrava até mesmo as armaduras da cavalaria pesada, que, nessa época, já estava em decadência. O resultado foi que a armadura pesada (chamada “de placas”, pois cobria inteiramente o corpo do cavaleiro com placas de metal) começou a ser abandonada, tanto pela cavalaria quanto pela infantaria, até que, no final do século 17, quase não se viam mais armaduras em campo.

Essas primeiras armas de fogo ainda tinham muitas limitações. O mecanismo de disparo, o “fecho” (em inglês lock), era composto por uma peça em formato de “S” (por esse motivo chamada de “serpentina”) fixada na armação de madeira porum eixo móvel. Movida pelo atirador, essa peça aproximava a mecha (match) da luz. Uma novidade introduzida no final do século 14 era um ressalto, semelhante a uma pequena pia, que envolvia a “luz”. Essa peça passou a ser chamada de “caçoleta” (em inglês, flashpan). Dentro era colocada uma quantidade de pólvora chamada “escorva”. A mecha, nessas armas, era literalmente um pavio de algodão embebido em alguma substância de queima lenta que, por isso, não apagava, mas era suscetível à chuva e à umidade, além de, por motivos óbvios, ser muito visível à noite – situações que podiam deixar o atirador na mão. Além do mais, o choque da peça que mantinha o pavio no lugar com a “luz” geralmente apagava a brasa, que tinha de ser novamente acendida após o tiro. Em meados do século 15, sistemas de molas e travas passaram a permitir que um simples toque de dedo (bem, não tão simples – a coisa era muito dura) acionasse a peça e colocasse no lugar.

Pistola de origem singalesa, século 18. O fecho de mecha é perfeitamente visível, inclusive com a mecha em posição.

Esse aperfeiçoamento facilitou a pontaria da arma, uma vez que diminuiu o número de movimentos necessários para o disparo: o atirador não tinha mais de mover o braço. A caçoleta também acabou afetada pelo novo sistema: por volta do final do século 16, começaram a ser introduzidos nas armas uma espécie de “tampa” que mantinha a pólvora isolada da brasa até o momento do disparo. Conforme o atirador acionava o gatilho, a serpentina , liberada, era lançada para frente. A pancada empurrava a tampa e expunha a escorva. Essa foi a origem do “fecho de pressão” (snaplock), que seria aperfeiçoado e se manteria como processo dominante ao longo de mais de três séculos.

O problema é que levava um instante entre a ignição da escorva e a ignição da carga de pólvora no interior do cano. Esse intervalo de tempo comprometia a precisão do tiro e condicionava a tática, que, a partir do século 16, buscava a concentração de fogo. Levaria certo tempo para ser resolvido.

A partir de meados do século 16, começaram a aparecer novos mecanismos de fecho. O “fecho de rodete”, um mecanismo semelhante ao dos modernos isqueiros, mas muito mais complexo, foi um deles, e é notável. Um mecanismo de corda acionado pelo atiraador tracionava uma mola presa a uma roda de superfície áspera, na lateral da arma. Sobre a roda, uma pedra de pirita fixada em uma braçadeira móvel (que passou a ser chamada de “cão”, ou, em inglês, cock – “galo”talvez devido ao formato) era mantida sobre a roda, sem tocá-la. Quando o atirador acionava o gatilho, a roda começava a girar ao mesmo tempo que a braçadeira se soltava, colocando a pedra de pirita numa distância suficiente para ser friccionada pela roda. As fagulhas resultantes incendiavam a escorva e faziam a arma disparar. O sistema era eficaz, embora difícil de fazer, caro e muito sujeito a defeitos. Chegou a ser distribuído para tropas de cavalaria, ao longo do século 17, pois podia ser facilmente operado sobre um cavalo. Mas era uma arma de luxo, de fabricação cara e demorada.

Pistola alemã de fecho de rodete, provavelmente do final do século 16, estilo de arma de cavalaria (notável pelo desenho da coronha). Os detalhes do mecanismo são bem visiveis, embora a pedra de pirita não esteja no lugar.

O fecho de rodete, embora não tivesse tido vida longa, deu início a uma inovação que seria marcante: o uso da pederneira. Isso significa, genericamente, a utilização de uma pedra para gerar faíscas. De fato, o sistema de rodete não era verdadeiramente “de pederneira”, apesar de utilizar o princípio da fricção para gerar faíscas. Os sistemas de pederneira verdadeiros utilizavam o princípio do “fecho de pressão” (snaplock): o cão, que passou a ter forma de “meio S”, era mantido em posição após ser puxado para trás pelo atirador, por um sistema de molas e trava. Ficava preso ao “gatilho” (do espanhol gatillo – “pescoço longo”; em inglês, trigger), e quando este era pressionado, solvava uma mola de pressão que o lançava violentamente para frente. O resultado desse movimento era o choque com uma peça vertical, de metal rugoso, que integrava-se à tampa da caçoleta. Uma pedra presa ao cão produzia fagulhas, que incendiavam a escorva. Esse sistema começou a aparecer por volta de meados do século 16. O desenvolvimento iria levar algum tempo, e podemos dividi-lo em três sistemas distintos: chenapan, miquelete e flintlock. Todos utilizam o “fecho de pressão” e uma pedra de pederneira (silex pirômaco – em inglês, flint) para produzir as faíscas. Esses sim, são “de pederneira”.

O sistema chenapan foi o primeiro a surgir. A palavra chenapan, usada na Espanha, Itália e França, é uma variação de snaphance, que, segundo é aceito pela maioria dos especialistas, deriva do alemão schnapphahn, “galo bicador”. O funcionamento segue, com variações de desenho, o processo do “fecho de pressão”. As peças do sistema são mantidas no lugar por molas de pressão que ficam encaixadas no interior do fecho. A versão miquelete é basicamente igual, mas o mecanismo de molas ficava na parte exterior do fecho. O miquelete apareceu na Espanha, no final do século 16.

No final do século 16, a maioria dos exércitos nacionais e das forças armadas autorizadas estavam dotadas parcialmente com armas do tipo descrito acima. Embora centenas de variações sejam descritas, a partir de bibliografia e de artefatos conservados em museus, o sistema se manteria suas características básicas até a primeira metade do século 19.

O fecho de pederneira (flintlock, em inglês) propriamente dito, guarda semelhanças com os dois sistemas descritos acima. O aperfeiçoamento mais notável era no desenho da chapa seladora da caçoleta, que se tornou menor e mais eficiente na função de isolar a escorva do exterior. Esse novo desenho, característico dos mosquetes Brown Bess do exército inglês e do Charleville francês, evitava a perda de pólvora quando a arma estivesse em movimento.

Armas de pederneira eram geralmente de antecarga, embora, ao longo dos séculos 17 e 18 tenham surgido exemplares carregados pela culatra (de “retrocarga”). O baixo nível das técnicas metalúrgicas e de forjaria, entretanto, tornava a vedação da câmara um problema de difícil solução, tornando o tiro ainda mais ineficaz. Outro problema era a imprecisão. As armas disparavam projetis redondos, feitos de uma liga de chumbo e estanho. O alcance era pequeno, algo da ordem de 400 metros. Os problemas eram diversos, a começar pela baixa potência da pólvora negra. Os canos de alma lisa tornavam a trajetória imprevisível, com uma tendência à deflecção. Essas duas ordens de problemas só seriam resolvidas com a introdução de pólvoras químicas, que explodiam mais rapidamente e de forma mais estável. A estabilidade da trajetória já tinha uma solução proposta desde o final do século 15 – o raiamento do cano. A idéia parece que já tinha ocorrido a diversos armeiros centro-europeus, mas, outra vez, as técnicas de metalurgia tornavam o processo complicado e caro. Tudo isso teria de esperar até que a segunda fase da Revolução Industrial revolucionasse a indústria::

Cultura material militar::Princípios básicos do tiro, em linguagem que até um militar entende::

Piadinha sem graça do redator… De fato, os militares, independente do posto, estão entre os profissionais cuja formação, além de rigorosa, é contínua. A imagem que a sociedade tem da profissão militar vem das características das corporações, baseadas nos princípios da hierarquia e da disciplina. Mas, se o objetivo aqui não é propriamente fazer piada com os militares, e nem a apologia deles, talvez o tema seja interessante para uma outra postagem. O assunto do dia (ou da noite – causa:: nunca tem horário…) mas falar sobre um dos processos básicos com os quais eles (e muitos outros profissionais) lidam: o tiro. Afinal, o tiro é como o amor: todo mundo acha que sabe o que é, até o momento de colocar em palavras. Mas os sete leitores (contadinhos…), a esta altura, já devem ter percebido que o objetivo de causa:: não é explicar o amor – pois explicar o tiro é infinitamente mais fácil…::

Segundo os dicionários, “tiro” é o ato ou efeito de tirar, atirar ou arremessar alguma coisa. Quando se fala em “tiro”, está-se falando em arremessar um projetil, ou seja, qualquer corpo lançado por impulsão súbita em função de alguma força aplicada a ele. Nesse processo, a existência de um alvo (o que é visado pelo arremesso) não é uma pré-condição, mas geralmente o uso da palavra traz, implícita, a existência de um objetivo visado pelo arremesso do projetil.

Arremessar projéteis é uma das ações mais antigas praticadas pelo homem. Já foi  dito que significa impulsionar um corpo. Explicando de modo mais preciso, trata-se de conseguir, através da aplicação de energia cinética sobre um corpo inerte, implementar a energia potencial existente nele. Isso equivale a dizer que a velocidade impressa ao corpo pela impulsão (pelo “tiro”), somada ao peso desse corpo, o torna teoricamente capaz de superar obstáculos situados ao longo da trajetória percorrida, sendo o principal deles a reação física de outro corpo situado em algum ponto do trajeto. Ou seja: atire uma pedra em um passarinho, e essa o derruba se o somatório da energia impressa a ela mais aquela contida nela for maior que a energia gerada pelo passarinho ao voar (ou pousado, ação em que também é gerada energia). Quanto maior a velocidade, maior a energia gerada pelo corpo em movimento (qualquer um que já levou um encontrão de um sujeito pesado correndo por uma calçada sabe do que estamos falando aqui…).

Ao longo de sua existência como inventor de processos e construtor de artefatos, o homem buscou aperfeiçoar instrumentos que aplicam e potencializam o princípio do arremesso. Mas até o momento em que a pólvora foi inventada, os meios disponíveis de arremessar conseguiam transferir quantidade relativamente pequena de energia para o projétil. A pólvora permitiu, pela primeira vez, uma forma mais-ou-menos controlada de explosão, ou seja, de uma súbita e grande liberação de energia, sob a forma de altas temperaturas, produção de gases e conseqüente aumento de volume. A energia transferida, por exemplo, para uma flecha, é gerada, em princípio, nos processos vitais do arqueiro e concentrada através do arco, mas é limitada pelos diversos momentos de perda: parte dela é usada pelo próprio arqueiro, parte se perde no arco, parte na corda, e assim por diante. A única forma de aumentar a energia transferida seria aumentar o tamanho do sistema atirador, para que este possa transferir mais energia para o projetil. É o caso, por exemplo, de um trabuco, uma espécie de catapulta enorme, geralmente associada à Idade Média (embora elas existissem desde a Antiguidade Clássica): o sistema transfere a própria energia potencial, mais a dos operadores, através de meios que somam as duas quantidades num resultado suficiente para tirar uma pedra bem grande (de até duzentos quilos) da inércia. É claro que, na trajetória até o alvo, parte da energia imprimida ao projetil se perderá, mas outra quantidade será somada pela velocidade impressa pela gravidade atuando durante a queda.  

Até aqui estamos falando de meios puramente mecânicos de gerar energia. A forma de aumentar a transferência é aumentar a velocidade com que se dá a mesma, até gerar um processo chamado de “explosão”.

Geralmente, quando se fala em explosão, se pensa em “explosivo”, ou seja, um produto químico. Entretanto, uma explosão pode ser provocada por meios puramente mecânicos – por exemplo, o rompimento de um balão de borracha, quando se põe ar demais dentro dele. O excesso de ar e a incapacidade das paredes em se expandir provocam o rompimento e a liberação súbita, em velocidade, do gás preso lá dentro. Por sinal, o sentido original do verbo latino explodere é exatamente esse: designa o ato de expulsar ruidosamente, romper. Na explosão do balão, não existe processo químico envolvido, a velocidade de saída do ar é produto do aumento do volume, da pressão, e a incapacidade da borracha em opor resistência à energia resultante desses fatores, energia que, em última análise, é transferida pelo soprador. A explosão de um balão desses não chega a provocar dano porque a maior parte da energia é perdida em romper a parede de borracha e sobra pouca para provocar ondas de pressão no ambiente externo.

Com um explosivo químico é diferente. Na explosão desses compostos, a energia resulta da reação interna que desagrega as moléculas e transforma o estado sólido em estado gasoso. No aumento de volume que se observa então, a perda de muito menor. A energia cinética provocada pela mudança de volume provoca ondas de pressão ao redor do local onde ocorre. Quanto maior a velocidade da onda, mais violentos são os resultados (mais dados sobre o processo aqui).

A pólvora, durante muito tempo o único explosivo químico amplamente disponível, foi inventada na China, provavelmente por volta do século 9. Seu uso militar começa a ser registrado em manuscritos do século 10, como forma de implementar o arremesso de projéteis. A pólvora usada nessa época (e durante os oitocentos anos seguintes) era a chamada “pólvora negra”, mistura de minerais facilmente obtidos no meio ambiente ou por processos de transformação simples: nitrato de sódio (NaNO3 conhecido como salitre) ou nitrato de potássio (KNO3, outra forma de salitre), enxofre (S) e carvão (geralmente vegetal, provendo carbono). A proporção de cada um desses minerais varia, mas em geral situa-se sempre na medida de duas partes de enxofre, três de carvão e quinze de enxofre, o que dá mais-ou-menos 74,5 por cento, 11,5 por cento e 13,5 por cento de cada um desses materiais.

Não se sabe como os chineses tiveram a idéia de usar pólvora para impulsionar projéteis, mas é possível que esse uso tenha resultado da observação do efeito de fogos de artifício, arte muito difundida na China e na Índia. Segundo manuscritos antigos, é do século 10 a colocação de certa quantidade de pólvora em um bambu fechado numa das extremidades, e uma pedra na outra. O processo não funcionava muito bem porque a tendência era que o bambu rebentasse sem lançar adiante o projetil.

De qualquer forma, a idéia básica das armas de fogo já está presente nesse processo: um tubo com uma extremidade fechada e outra aberta. A extremidade fechada precisa ter um orifício que ligue a câmara interior ao exterior. Na câmara dentro do tubo coloca-se certa quantidade de pólvora e, próximo da extremidade aberta, um projetil, que pode ser qualquer coisa que caiba no espaço existente dentro do tubo sem obstruí-lo totalmente. No orifício será inserido um material (pano, corda ou coisa do gênero) que queime, de modo a atingir a pólvora. Quando essa inflama, queima rapidamente produzindo grande quantidade de gás que, por sua vez, gera grande pressão, que tende a se espalhar de modo desigual pela câmara, devido a resistência menor oposta pela área parcialmente obstruída pelo projetil e pelo ambiente externo (a atmosfera que entra pelo tubo). O resultado é a impulsão do projetil, lançado para a frente numa trajetória que se estenderá até que as forças em oposição esgotem a energia gerada pela expansão do gás – nesse momento, o projetil irá literamente cair no chão – ou ser interrompida por um obstáculo.

O processo parece simples – e é, até certo ponto – mas envolve uma série de fatores que se somam até torná-lo extremamente complexo. Começa com o fato de que a eficiência do tiro está diretamente ligada à eficiência do propelente (vamos passar a chamar a pólvora assim…), ou seja, a maneira como ele entra em combustão e explode. A velocidade da queima, que converte a mistura sólida em gás não pode ser nem muito rápida nem muito lenta: se for muito rápida, a geração de gás será menor, o que implica perda de energia; se for muito lenta, a expansão do gás também será, o que implica, do mesmo jeito, em perda de energia.

A pólvora negra é um composto bastante estável e fácil de manusear. O processo de fabricação sempre foi mais-ou-menos o mesmo: os componentes, reunidos nas proporções corretas, são triturados em moinhos de roda, nos quais enormes rolos de pedra ou (atualmente) metal, muito pesados, misturam os elementos até que tomem a forma de um pó fino. De tempos em tempos, a coisa tem de ser mascerada (misturada com água) para evitar a desagregação da mistura e o perigo de explosão espontânea, que não é pequeno. A granulação é obtida depois da secagem e de um processo de peneiragem, que uniformiza os grãos. Em seguida, um processo de agitação, em um recipiente em forma de caixa, “vitrifica” os grãos, deixando-os com uma aparência brilhante.

A velocidade de queima depende da granulação, e, a depender do tempo e da forma de mistura e peneiragem, os grânulos terão tamanho e formato diversos, e com base nesses tamanhos é obtida combustão mais rápida ou mais lenta e menor ou maior geração de gás.  Quanto mais homogênea for a queima, mais eficiente será o processo de geração de gás. Mas esse processo só foi totalmente controlado com a invenção das pólvoras químicas, no século 19.

A eficiência da queima e da geração de gases, por si só, não resolve os diversos problemas físicos do tiro. Desde a invenção dos primeiros canhões, armeiros e atiradores perceberam que o projetil, uma vez disparado, tendia a assumir uma trajetória irregular. O motivo é simples, e o problema resultante ainda não foi totalmente resolvido: o meio ambiente, ao longo da trajetória, opõe diversas formas de resistência ao avanço do projetil. No início, a solução foi tornar o projetil esférico, de modo a diminuir a oposição do ar. (Aqui é bom lembrar que os primeiros canhões, tanto no Oriente quanto no Ocidente, disparavam balas de pedra, material mais fácil de ser trabalhado, mas que tinha inúmeras desvantagens, a começar pela baixa dureza e pelo peso limitado.) O disparo fazia com que o projetil assumisse um movimento de rotação axial aleatório, que dependia de fatores imprevisíveis. Além do mais, a arte do tiro, ao longo de muito tempo, foi uma prática empírica. Ninguém sabia exatamente quais eram os fatores e padrões a serem seguidos. Por exemplo, a quantidade de pólvora a ser usada era desconhecida, e cada artilheiro seguia a própria intuição. Dá para imaginar a freqüência com que ocorriam acidentes de tiro. Principalmente porque a artilharia surgiu em um ambiente tecnológico bastante primitivo. Na Europa os primeiros canhões, surgidos no final do século 13, eram tubos forjados. A técnica de forja e a qualidade do metal resultavam num produto, para dizer pouco, não-confiável, que estourava com certa facilidade. Demoraria algum tempo até que fossem aperfeiçoados os processos de fabricação de tubos (que passaram a ser fabricados em bronze, por uma técnica de fundição que produzia peças sem costuras, ou seja, sem pontos fracos). Por sinal, o desenvolvimento das armas de fogo seria bastante lento – basta dizer que os sistemas variaram muito pouco, passando à forma moderna apenas na segunda metade do século 19. Inovações realmente revolucionárias iriam modificar as armas de fogo, grandes e pequenas: os novos materiais, baseados no ferro produzido em siderúrgicas, os novos desenhos, tanto de canos como de mecanismos de culatra, os novos desenhos de projéteis, de formato ogival, e os novos propolentes.

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