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Dicha diferencia estriba en la cantidad de oxígeno que ceden en forma de oxígeno molecular. En el caso de los nitratos (reacción (1), acorde a la estequiometría, de las 3 moléculas de oxígeno que se podrían liberar, solo se libera una. Es decir, que los nitratos ceden un tercio del oxígeno que contienen. Por el contrario, los cloratos y percloratos ceden todo su oxígeno en forma de oxígeno molecular.

• Sustancias reductoras:
Son las encargadas de actuar como combustibles para reaccionar con el oxígeno molecular liberado por los oxidantes, dando lugar a la producción de grandes cantidades de gases calientes. Entre las especies reductoras más comunes en pirotecnia podemos destacar al carbono (C) y al azufre (S). Sus reacciones de combustión dan lugar a la formación de (ver imagen 2).


En este punto quizás sea también instructivo que la mezcla de carbono, azufre y nitrato potásico o nitrato sódico, en las proporciones adecuadas, son los componentes tradicionales de la pólvora negra. Este explosivo junto con otros muchos han sido la fuerza de empuje de la artillería en los ejércitos, mayoritariamente en los últimos seis siglos. Aunque no es el objetivo de este artículo, baste decir que en un cañón, el funcionamiento es muy parecido al de un fuego artificial. La mezcla explosiva (sustancia oxidante más sustancia reductora), al reaccionar genera de forma muy rápida una gran cantidad de gases, que son los encargados de empujar la bala y salir expelidos por la boca del cañón. Sobra decir que durante mucho tiempo, era bastante habitual que en medio del fragor de la batalla, los propios cañones explotasen, por sobrecalentamiento y por la vigorosa fuerza con la que se producen los gases en la reacción de combustión. Entre estos gases, suele ir presente una cantidad de carbono que no reacciona, y que es el responsable del color grisáceo del humo que sale por el cañón (Como se ve en la imagen inferior).

Precisamente, esta fuerza de los gases es la responsable de que en los fuegos artificiales salgan los rayos coloridos en todas las direcciones (pues ahora, a diferencia de los cañones, no hay ningún conducto que dirija los gases a un lugar concreto)

Sin embargo, en el caso de los fuegos artificiales, un tercer elemento resulta clave: el responsable del color. Suele tratarse de sales o incluso sustancias metálicas, que resumimos en la siguiente tabla.


Además de todos los compuestos a los que hemos hecho mención, se suelen adicionar otras sustancias que tienen como objetivo estabilizar la mezcla. Se añaden agentes aglomerantes para cohesionar la mezcla, protegerla de la humedad y garantizar que durante su almacenaje no se eche a perder. Entre estas sustancias suele destacar la goma arábiga.


Hasta ahora, solo hemos prestado atención a la composición y mecanismos de reacción que tienen lugar en los fuegos artificiales, pero no hemos tratado el fundamento de la producción de color, que, al fin y al cabo, es lo que los hace valiosos en el espectáculo.

Existen dos modos en que los fuegos artificiales producen color: la incandescencia y la luminiscencia.

La incandescencia es la emisión de radicación (que en un intervalo de frecuencia o longitud de onda adecuado da lugar al color) como consecuencia de que el cuerpo emisor está a alta temperatura. La emsión de esta radiación suele comenzar en la zona infrarroja del espectro, y a medida que la temperatura aumenta, se desplaza hacia la zona del rojo/amarillo. Una manera de observar este modo de emitir color lo tenemos en nuestras propias casas. Cuando calentamos un horno a altas temperaturas y, con cuidado, miramos a las barras que suelen estar en la parte superior, podemos ver que tienen un color anaranjado. Incluso, si la temperatura es lo suficientemente elevada y la luz de la cocina está apagada, puede verse que el interior del horno está levemente iluminado. El problema que tiene la incandescencia es que los únicos colores que se pueden producir son los rojizos/amarillos, o si la temperatura es muy alta, el blanco.

Por su parte, la luminiscencia, viene a suplir este defecto de la incandescencia, pues con ella sí pueden obtenerse todos los colores del espectro visible. Como hemos comentado, para que haya color es necesario que un cuerpo emita radiación con una longitud de onda adecuada (el espectro visible está aproximadamente entre los 400nm (azul) y los 700nm (rojo).

En el caso de los fuegos artificiales, el cuerpo que emite la radiación son los cationes metálicos de las sustancias que hemos reflejado en la Tabla I. Debido a las grandes cantidades de energía que se liberan en la reacción de combustión, los electrones más externos de estas sustancias metálicas son promocionados a niveles de energía superiores. Sin embargo, los electrones suelen tener vértigo, y en vez de quedarse en un piso superior, tienden a volver rápidamente al nivel energético que ocupaban antes de la excitación. Por ello, para coger el camino de vuelta deben emitir el exceso de energía que han adquirido con la combustión, lo que nos permite observar el color. Cuanto más energético sea el salto, más cerca estaremos de los colores azules, mientras que los saltos menos energéticos estarán relacionados con la zona roja del espectro.




Antonio José Sánchez
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Los fuegos artificiales tienen su origen en China, en la región llamada Liu Yang. Allí un hombre llamado Li Tang desarrolló las primeras fórmulas, de allí se sabe es la primera mezcla explosiva llamada polvo negro, que fue procesada artesanalmente a partir de la dinastía Tang (s.VII-X).

En un principio, la utilización de la pirotecnia estaba limitada a las ceremonias religiosas, en las que se la usaba para espantar a los malos espíritus. En el siglo XI con la dinastía Song comienza a popularizarse, pero por siglos se seguirá fabricando de manera artesanal. La leyenda dice que un cocinero de la antigua China halló una mezcla de sulfuro, salitre y carbón de leña, mezcla de por sí, más que inflamable y posible de estallar en un espacio pequeño. Su primer fin tuvo que ver con celebrar la prosperidad y la paz y espantar espíritus malignos. Los chinos, una vez que descubrieron las propiedades de ese polvo negro, siguieron investigando para perfeccionarla. A partir de obtener una fórmula mejorada, encontraron que podía ser utilizada fácilmente como combustible para los cohetes que usaban para sus festividades.

Los primeros cohetes que fueron pirotecnia, estaban construidos en madera, tallados a mano, artesanales, con la dimensión imaginaria de un dragón, esto ya es en el Siglo VI. Por esta misma época, comenzaron a propulsar sus flechas en las avanzadas de batalla con este polvo negro. Así, impulsaron el ataque contra los mongoles, por ejemplo. Fue el principio de movimiento de estos cohetes a propulsión lo que dio origen a la pirotecnia. A partir de distintas expediciones que llegaron a la China, se expandió el conocimiento de este polvo negro combustivo. Así partió del lejano Oriente y llegó al Medio Oriente y se hizo conocida en Arabia. Estamos hablando de las inmediaciones del siglo XI. Los mongoles se adjudican el uso de la pólvora china, ya por los alrededores del 1200.

En 1258 existe un primer registro escrito en Europa del uso de pirotecnia. Pero hasta el siglo XIX una característica esencial faltó en la pirotecnia: el color. La pirotecnia comenzó a utilizar entonces una combinación de clorato de potasio y de varias sales metálicas que propugnaban una fusión en colores brillantes. Las sales de estos metales en sus reacciones químicas y físicas producen diversos colores, a saber: el estroncio al quemarlo reacciona y sufre una transformación que visualmente da el color rojo. Así por otra parte, el cobre transforma en azul, el vario brilla intensamente en color verde, y el sodio, estalla en amarillo. El magnesio, el aluminio y el titanio se descubrió que originaban el color blanco o bien, el destello o flash que produce el estallido.


Aunque el invento haya sido de los chinos, en Europa superaron en lo que a pirotecnia se refiere a los orientales. Así ya en el siglo XIV, plena Edad Media, coincide en Europa el uso de pirotecnia con la invención de nuevas armas y la utilización para ellas de la pólvora. Los mismos primeros fabricantes de pirotecnia, fueron los que aportaron la idea de usar la pólvora para las primeras armas. Es entonces que surge el uso de este polvo negro para fines militares. Los fabricantes de fuegos artificiales también harán uso de este polvo negro y sus diversos compuestos para elaborar los fuegos que, pirotecnia mediante, enmarcarán no sólo guerras sino también victorias y celebraciones en tiempos de paz. Es ya en el Renacimiento, que emergen dos escuelas de investigación en pirotecnia. Una en Italia y la otra en Nüremberg, Alemania.

La escuela italiana de pirotecnia profundizó el estudio de los fuegos artificiales ya elaborados, y la escuela alemana produjo importantes avances al respecto, en una línea más apoyada en lo científico. Ambas escuelas agregaron perceptibles adelantos en la pirotecnia y es a mediados del siglo XVII que la pirotecnia estalla en Europa en fuegos artificiales de un esplendor sin precedentes. La pirotecnia desfiló con todas sus luces, por todos los cielos de Europa en cada festejo y en cada celebración, destellando tanto en parques populares como en los jardines privados más fastuosos, incluyendo claro, las haciendas reales. Es a mediados del siglo XIX que los fuegos artificiales llegan a hacerse populares en Estados Unidos y la industria de la pirotecnia adquiere allí, como en la ahora Canadá, niveles de afición a tal punto de causarse graves daños en la población por su uso indebido y no controlado. China es recién en 1949, instalada la República Popular de China, que se industrializa la pirotecnia, con la apertura de grandes establecimientos fabriles, el comienzo de la fabricación en serie y la exportación a gran escala.

En estos momentos, en China, 9 de cada 10 familias viven directa o indirectamente de la pirotecnia y es donde se fabrica el 65% de la producción mundial. Actualmente, en estos países como en Argentina, la utilización de fuegos de artificio, pirotecnia o fuegos artificiales, está regulada bajo normas nacionales y su fabricación y venta, debe seguir estrictas normas, cuya trasgresión, acarrea importantes penalidades que pueden llevar incluso, a la cárcel, dados los gravísimos daños que se ha observado en su uso malogrado.




Fuente: maquinariapro