Los fuegos artificiales son en sí mismos pura química. No solo por las reacciones que posibilitan la explosión, sino también por los fundamentos que permiten obtener la gran gama de colores que garantizan la máxima espectacularidad.
La composición química de las mezclas de compuestos que forman los fuegos artificiales suele ser un secreto de las casas comerciales que se guarda celosamente, sobre todo en lo referido al modo de obtener determinados colores.
Cómo se produce el color
Los fuegos artificiales tienen dos formas de producir color: la incandescencia y la luminiscencia.
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La incandescencia es la emisión de radiación de un cuerpo que está a alta temperatura. La emisión 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. 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.
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 400 nm (azul) y los 700 nm (rojo)).
En los fuegos artificiales, quien emite la radiación son los cationes metálicos que veremos después. 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.
Las sustancias base de toda mezcla pirotécnica son las siguientes:
· Sustancias oxidantes:
Son las encargadas de generar el oxígeno necesario en la reacción de combustión.
Los fundamentales son: nitratos, cloratos y percloratos. Se diferencian en la cantidad de oxígeno que ceden en forma de oxígeno molecular. 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 más comunes podemos destacar al carbono (C) y al azufre (S).
Precisamente, esta fuerza de los gases es la responsable de que en los fuegos artificiales salgan los rayos coloridos en todas las direcciones.
· Pólvora negra:
Es una mezcla de carbono, azufre y nitrato de potasio o nitrato de sodio, en las proporciones adecuadas.
· Sustancias responsables del color:
Suele tratarse de sales o incluso sustancias metálicas. Tienes un resumen en la siguiente tabla:
Color
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Sustancias químicas
|
Rojo
|
Li2CO3,
SrCO3,
Sr(NO3)2, SrC2O4·H2O
|
Naranja
|
CaCl2,
CaSO4·xH2O,
CaCO3
|
Dorado
|
Fe, C,
Aleación Ti-Fe
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Amarillo
|
NaNO3, Na3AlF6, Na2C2O4,
NaHCO3,
NaCl
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Verde
|
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Azul
|
CuCl,
CuSO4·5H2O
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Violeta
|
Mezcla
de compuestos de Sr (rojo) y Cu (azul)
|
Plata
|
Al, Ti,
Mg
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Blanco
|
Al, Mg,
BaO
|
· Otras sustancias:
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.
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