De que cor é a química? Esta é a razón do colorido dos fogos artificiais (e así lógrano)

Os fogos artificiais combinan pólvora, combustible e colorantes metálicos para lograr efectos visuais / Ilustración artística: Sora/ERR

Vermellos, azuis e púrpuras iluminan o ceo cada verán. Pero detrás do espectáculo hai unha lección de química fascinante: os fogos artificiais funcionan grazas á ciencia dos metais e a enerxía.

A clave está dentro de cada lume artificial, onde hai unha cápsula que contén un tubo con pólvora e ducias de pequenos módulos chamados estrelas, que miden ao redor de 3-4 centímetros de diámetro. Estas conteñen combustible, un axente oxidante, aglomerante e sales ou óxidos de metal, que lle dan a súa tonalidade. Un detonador con efecto retardado prende a pólvora e fai estalar o foguete unha vez que está no aire. Iso provoca que as estrelas se esparexan e exploten moi lonxe do chan, o que produce unha marabillosa choiva de luz e cor.

Unha vez expostos ao lume, o combustible das estrelas e os axentes oxidantes xeran calor moi rapidamente, o que activa os colorantes de metais. Ao quentarse, os átomos dos compostos metálicos absorben enerxía e provocan que os seus electróns reorganícense desde o seu nivel máis baixo de enerxía ao máis alto.

Cando os electróns volven ao seu estado de repouso, o exceso de enerxía emítese en forma de luz. Cada elemento químico libera unha cantidade diferente de enerxía, e iso é o que determinará a cor, ou a lonxitude de onda da luz emitida.

Cando o nitrato sódico é quentado, os electróns dos átomos de sodio absorben a enerxía e actívanse. Cando regresan ao seu estado de repouso, liberan uns 200 kilojulios por mol, o que na práctica tradúcese nunha luz amarela.

Na mesma liña, a receita necesaria para crear o azul inclúe cantidades variables de cloruro de cobre. O vermello provén dos sales de estroncio e litio, ou do carbonato de estroncio, cando é un vermello máis intenso.

Igual que nas pinturas, as cores secundarias lógranse combinando ingredientes dos primarios. Unha mestura de cobre (azul) e estroncio (vermello) consegue tons púrpura.

Os fogos artificiais levan entre nós centos de anos. Ao longo do tempo, os químicos expertos en pirotecnia desenvolveron combinacións que non só producen asombrosos xogos de luces, senón que ademais son seguros para o seu uso.

O espectacular despregamento de formas nos fogos artificiais comeza cunha distribución simétrica de estrelas dentro da carcasa, cargada detrás da pólvora principal. Ao detonarse o burst charge, a presión fai estalar a esfera desde o seu núcleo, esparexendo as estrelas en todas direccións de forma radial. Este mecanismo garante un patrón uniforme e predicible, aínda que pequenas variacións na fabricación poden alterar levemente a simetría final.

O tamaño do proxectil determina a altitude e a dispersión do efecto visual. Os proxectís máis grandes e potentes alcanzan alturas entre 150 e 300 metros, permitindo unha nube máis ampla de estrelas; os máis pequenos apenas alcanzan os 100 metros, dando lugar a un estalido compacto.

A altura de detonación, controlada pola lonxitude do fusible retardante, tamén axusta cando ocorrerá o momento óptimo para o estalido: isto é clave para lograr unha forma recoñecible no ceo, como un anel, corazón ou fervenza.

Finalmente, a física do impulso obriga a equilibrar velocidade e presión. O uso de pólvora negra na carga de elevación xera unha explosión inicial que lanza o proxectil. A precisión nesta mestura e carga é esencial para manter a coherencia do espectáculo.

A historia dos fogos artificiais comeza na antiga China, hai máis de 2.000 anos. Segundo rexistros, durante a dinastía Han (2.02 a. C.–2.20 d. C.), descubríronse os primeiros petardos ao lanzar canas de bambú ao lume, que explotaban debido ao aire quente do interior.

Entre os séculos VI e IX, alquimistas buscaban o elixir da inmortalidade e desenvolveron unha mestura de xofre, carbón e nitrato de potasio que deu lugar á pólvora negra. Esta introduciuse en tubos de bambú e, eventualmente, en papel, producindo efectos de luz e estrondo para escorrentar espíritos.

A pólvora viaxou de China a través de roteiros comerciais, chegando a Oriente Medio no século XIII e a Europa, pouco despois. Os gobernantes utilizaban os fogos artificiais para impresionar e gañar autoridade, iluminando castelos e prazas en ocasións especiais. Desde entón, o seu uso expandiuse globalmente: inmigrantes levaron esta tradición a América, onde os fogos artificiais popularizáronse no Día da Independencia desde 1.777.

Hoxe en día, lugares como Liuyang (China) son famosos pola súa produción industrial e técnica avanzada, mentres que innovacións como os lumes silenciosos ou biodegradables combinan tradición e responsabilidade social.

Os fogos artificiais silenciosos (mellor descritos como de baixo ruído) reducen significativamente a detonación, mantendo o impacto visual sen o estrondo que acompaña aos shows tradicionais. Isto lógrase diminuíndo a cantidade de po de flash e priorizando efectos visuais como cometas, luces e fontes secas ou nebulizadores.

Aínda que non eliminan completamente o son, estas versións apenas superan os 70–90 dB, moi por baixo dos 120–175 dB dun espectáculo convencional. Este tipo de pirotecnia está a adoptarse nalgunhas cidades para reducir o impacto en mascotas, fauna silvestre e persoas vulnerables ou poboacións sensibles ao son.

Ademais de reducir o impacto sobre animais e espectadores, os fogos artificiais silenciosos promoven unha experiencia máis inclusiva. Menos ruído significa menos alteracións auditivas e menos trastorno emocional, especialmente en nenos, anciáns e persoas con discapacidades sensoriais. Esta innovación está a gañar terreo grazas a fabricantes que desenvolven produtos adaptados para celebracións sen o estrondo tradicional.

FONTE: Laura G. de Rivera/muyinteresante.com