Rojos, azules y púrpuras iluminan el cielo cada verano. Pero detrás del espectáculo hay una lección de química fascinante: los fuegos artificiales funcionan gracias a la ciencia de los metales y la energía.
La clave está dentro de cada fuego artificial, donde hay una cápsula que contiene un tubo con pólvora y docenas de pequeños módulos llamados estrellas, que miden alrededor de 3-4 centímetros de diámetro. Estas contienen combustible, un agente oxidante, aglomerante y sales u óxidos de metal —que le dan su tonalidad—. Un detonador con efecto retardado prende la pólvora y hace estallar el cohete una vez que está en el aire. Eso provoca que las estrellas se esparzan y exploten muy lejos del suelo, lo que produce una maravillosa lluvia de luz y color.
El arte de iluminar el cielo
Una vez expuestos al fuego, el combustible de las estrellas y los agentes oxidantes generan calor muy rápidamente, lo que activa los colorantes de metales. Al calentarse, los átomos de los compuestos metálicos absorben energía y provocan que sus electrones se reorganicen desde su nivel más bajo de energía al más alto.
Cuando los electrones vuelven a su estado de reposo, el exceso de energía se emite en forma de luz. Cada elemento químico libera una cantidad diferente de energía, y eso es lo que determinará el color —o la longitud de onda de la luz emitida—.
Cuando el nitrato sódico es calentado, los electrones de los átomos de sodio absorben la energía y se activan. Cuando regresan a su estado de reposo, liberan unos 200 kilojulios por mol, lo que en la práctica se traduce en una luz amarilla.
En la misma línea, la receta necesaria para crear el azul incluye cantidades variables de cloruro de cobre. El rojo proviene de las sales de estroncio y litio, o del carbonato de estroncio, cuando es un rojo más intenso.
Una paleta de colores químicos
Igual que en las pinturas, los colores secundarios se logran combinando ingredientes de los primarios. Una mezcla de cobre —azul— y estroncio —rojo— consigue tonos púrpura.
Los fuegos artificiales llevan entre nosotros cientos de años. A lo largo del tiempo, los químicos expertos en pirotecnia han desarrollado combinaciones que no solo producen asombrosos juegos de luces, sino que además son seguros para su uso.
La física de la explosión
El espectacular despliegue de formas en los fuegos artificiales comienza con una distribución simétrica de estrellas dentro de la carcasa, cargada detrás de la pólvora principal. Al detonarse el burst charge, la presión hace estallar la esfera desde su núcleo, esparciendo las estrellas en todas direcciones de forma radial. Este mecanismo garantiza un patrón uniforme y predecible, aunque pequeñas variaciones en la fabricación pueden alterar levemente la simetría final.
El tamaño del proyectil determina la altitud y la dispersión del efecto visual. Los proyectiles más grandes y potentes alcanzan alturas entre 150 y 300 metros, permitiendo una nube más amplia de estrellas; los más pequeños apenas alcanzan los 100 metros, dando lugar a un estallido compacto.
La altura de detonación, controlada por la longitud del fusible retardante, también ajusta cuándo ocurrirá el momento óptimo para el estallido: esto es clave para lograr una forma reconocible en el cielo, como un anillo, corazón o cascada.
Finalmente, la física del impulso obliga a equilibrar velocidad y presión. El uso de pólvora negra en la carga de elevación genera una explosión inicial que lanza el proyectil. La precisión en esta mezcla y carga es esencial para mantener la coherencia del espectáculo.
Breve historia de los fuegos artificiales
La historia de los fuegos artificiales comienza en la antigua China, hace más de 2000 años. Según registros, durante la dinastía Han (202 a. C.–220 d. C.), se descubrieron los primeros petardos al arrojar cañas de bambú al fuego, que explotaban debido al aire caliente del interior.
Entre los siglos VI y IX, alquimistas buscaban el elixir de la inmortalidad y desarrollaron una mezcla de azufre, carbón y nitrato de potasio que dio lugar a la pólvora negra. Esta se introdujo en tubos de bambú y, eventualmente, en papel, produciendo efectos de luz y estruendo para ahuyentar espíritus.
La pólvora viajó de China a través de rutas comerciales, llegando a Oriente Medio en el siglo XIII y a Europa, poco después. Los gobernantes utilizaban los fuegos artificiales para impresionar y ganar autoridad, iluminando castillos y plazas en ocasiones especiales. Desde entonces, su uso se expandió globalmente: inmigrantes llevaron esta tradición a América, donde los fuegos artificiales se popularizaron en el Día de la Independencia desde 1777.
Hoy en día, lugares como Liuyang (China) son famosos por su producción industrial y técnica avanzada, mientras que innovaciones como los fuegos silenciosos o biodegradables combinan tradición y responsabilidad social.
Fuegos artificiales silenciosos: una innovación emergente
Los fuegos artificiales silenciosos —mejor descritos como de bajo ruido— reducen significativamente la detonación, manteniendo el impacto visual sin el estruendo que acompaña a los shows tradicionales. Esto se logra disminuyendo la cantidad de polvo de flash y priorizando efectos visuales como cometas, luces y fuentes secas o nebulizadores.
Aunque no eliminan completamente el sonido, estas versiones apenas superan los 70–90 dB, muy por debajo de los 120–175 dB de un espectáculo convencional. Este tipo de pirotecnia se está adoptando en algunas ciudades para reducir el impacto en mascotas, fauna silvestre y personas vulnerables o poblaciones sensibles al sonido.
Además de reducir el impacto sobre animales y espectadores, los fuegos artificiales silenciosos promueven una experiencia más inclusiva. Menos ruido significa menos alteraciones auditivas y menos trastorno emocional, especialmente en niños, ancianos y personas con discapacidades sensoriales. Esta innovación está ganando terreno gracias a fabricantes que desarrollan productos adaptados para celebraciones sin el estruendo tradicional.
Cortesía de Muy Interesante
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