La ciencia de los fuegos artificiales: reacciones químicas a 400 metros de altura
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La ciencia de los fuegos artificiales: reacciones químicas a 400 metros de altura

Aunque se han convertido en algo cada vez más sofisticado, todo lo que se ve en un espectáculo de fuegos artificiales es química en acción.

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El poetaGoethe dijo en una ocasión que un loco enamorado sería capaz de hacer fuegos artificiales con el sol, la luna y las estrellas. Pero existe una manera de lograrlo más sencilla y práctica,eso sí, menos romántica:la química. Los fuegos artificiales son pura química.

¿Cómo se explica su funcionamiento? ¿A qué se deben esoscolores? Cada fuego artificial lanzado hacia el cielo es una mezcla de productos químicos y combustible, cuidadosamente calibrados para producir un efecto particular.

A pesar de tener un origen no precisamente lúdicohoy los conocemos por su gran espectacularidad. Dicen que Hong Kong, Río de Janeiro oDubáiestán entre los mejores del mundo en el arte de la pirotecnia. Aquí, en España,podemos presumir de los mágicos momentos que ofrecen en Elche,Murcia o la Comunidad Valenciana.

Los fuegos artificiales son pura química

Aunque las mezclas de los compuestos que nos podemos encontrar en ellos suele ser un secreto que las casas comerciales guardan celosamente, su composición sigue una receta muy concreta: una sustancia química rica en oxígeno y un químico que sirva como combustible.

Lo que vemos, lo que oímos con cada explosión,serápor tanto el resultado de varias reacciones químicas -oxidaciones y reducciones- que tienen lugar dentro de los fuegos artificiales a medida que ascienden al cielo.

Además del carbono, que provee el combustible; el magnesio, que incrementa el brillo y la luminosidad; el calcio, cuya función es dar más intensidad a los colores, existen tres tipos distintos de oxidantes que se encargan de generar el oxígeno que reaccionará durante la combustión:los nitratos, los cloratos y los percloratos.Sus diferencias estriban en la cantidad de oxígeno que ceden en forma de oxígeno molecular. Los nitratos ceden 1/3 del oxígeno que contienen, por el contrario, los cloratos (menos estables y más peligrosos de manejar) y percloratos ceden todo su oxígeno molecular. Estos, combinados con sustancias reductoras, de azufre y de carbono, encargadas de actuar como combustibles, producen la energía de la explosión.

Los enormes ‘booms’ escuchados a nivel del suelo serán entoncesel resultado de una rápida liberación de energía en el aire, que, como si se tratara de un cañón, al reaccionar genera de forma muy rápida una gran cantidad de gases que son los encargados de empujar la bala y salir despedidospor la boca del cañón. Esto produce una onda de choque, una explosión sónica.

¿Cómo se produce el color?

El romántico Goethe se acercaba en parte a la explicación química. Los astrónomos pueden averiguar de qué están hechas las estrellas al ver el tipo de luz que producen. Con la pirotecnia pasa algo similar al observar el color de las llamas cuando se queman diversos productos químicos.

Esto se explica porque el color o colores que aparecen en los fuegos artificiales dependen de los productos químicos que están en ellos. Estas sustancias serán diferentes metales que se queman cuando el fuego artificial se apaga, diferentes metales que emiten colores específicos.

El causante de que una sustancia brille es el calor, metales como por ejemplo el aluminio, magnesio y titanio, se queman y son útiles para aumentar la temperatura de los fuegos artificiales.

Pero existen dos modos en que los fuegos artificiales producen el color: la incandescencia y la luminiscencia. Por una parte, la incandescencia es la luz producida por el calor como consecuencia de que el cuerpo emisor esté a alta temperatura. Sin embargo, presenta un problema, y es que los únicos colores que puede producir son los rojizos yamarillos o, si la temperatura es muy alta, el blanco.

Esto se soluciona gracias a su compañera, la luminiscencia -que atiende a la propiedad que tienen ciertos cuerpos de emitir luz tras haber absorbido energía de otra radiación sin elevar su temperatura-ya que con ella pueden obtenerse todos los colores del espectro visible.

Cuantomás energético sea el salto, más cerca estaremos de los colores azules, mientras que los saltos menos potentesestarán relacionados con la zona roja del espectro.

Para crearlos, los fabricantes de fuegos artificiales conocen aspectos como que el sodio es el responsable de los amarillos y los dorados, el bario produce los verdes, el cobre da lugar al color azul, las sales de estroncio al rojo y el titanio es el responsable de los destellos blancos y plateados.

Una cámara subjetiva muestra suinterior

Saber qué colores genera cada componente no es suficiente para crearfuegos artificiales. Para que funcionen de forma adecuada necesitan seguir unos diseños que hacen que se calienten lo suficiente como para quemar y mostrar colores. Para hacerlo están colocados en cubos de 3 o 4 cm llamados estrellas. Estas contienen un agente oxidante, uno reductor, el componente de color y el neutralizante que mantiene todo unido.

Esos componentesque tienen como objetivo estabilizar la mezcla son agentes aglomerantes que además la protegen de la humedad y garantizan que durante su almacenaje no se eche a perder. Entreestas sustancias suele destacar la goma arábiga.

A través de este vídeo se pueden seguir las diferentes fases por las que pasan los fuegos artificiales: instalación, encendido, despegue y explosión de luz, color y sonido en la mayoría de los casos, incluyendo el aterrizaje. Todo esto sin destrucción de por medio, claro

En nuestros días se están explorando nuevas formas de hacer compuestos pirotécnicos pero con mezclas más amigables con el medio ambiente. Este es el caso de un estudio en el que el uso de combinaciones conalto contenido en nitrógeno hace que se produzca menos humo y partículas.

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