Los fuegos artificiales, una tecnología centenaria, son un símbolo icónico de las celebraciones del Día de la Independencia, pero también son una maravilla de la ciencia y la ingeniería modernas. Siga leyendo para descubrir la ciencia detrás de los fuegos artificiales que verá en todo el país esta noche.
1. La fórmula química para fuegos artificiales fue inventada por accidente. En algún momento durante el siglo X, los chinos comenzaron a hacer fuegos artificiales con pólvora (el primer explosivo químico conocido había sido descubierto recientemente). Pero los estudiosos creen que los inventores encontraron la fórmula química de la pólvora (azufre, carbón y nitrato de potasio, o salitre) durante los intentos de crear un elixir de inmortalidad. Con el tiempo, los chinos desarrollaron una amplia variedad de fuegos artificiales que produjeron diferentes tipos de efectos visuales, y el pirotécnico se convirtió en una profesión respetada en la sociedad china.
2. Los fuegos artificiales están diseñados para no explotar. Contrariamente a la intuición, los químicos diseñan fuegos artificiales para quemar lo más lentamente posible, en lugar de explotar rápidamente. Una quema más lenta significa que un fuego artificial producirá un efecto visual durante más tiempo que cubrirá un área mayor del cielo. Para lograr esto, los productos químicos de combustible y oxidante utilizados, generalmente metales como aluminio o magnesio como combustible, y percolatos, cloratos o nitratos para oxidantes, son de grano relativamente grande, en el rango de 250 a 300 micras, aproximadamente del tamaño de un grano de arena. Además, los químicos evitan mezclar bien el combustible y el oxidante, lo que dificulta que se quemen.
Los pellets embalados dentro de los fuegos artificiales contienen productos químicos que producen los colores vivos que vemos en el cielo. (Wikimedia Commons) 3. Los diferentes colores son producidos por diferentes productos químicos . Los colores brillantes visibles cuando explotan los fuegos artificiales son el resultado de estrellas pirotécnicas: gránulos de sustancias químicas que generan ciertos colores o producen chispas cuando se queman. Cuando se enciende la carga explosiva, el combustible principal explota primero, transfiriendo energía a los químicos colorantes, lo que hace que los electrones de estos químicos se muevan a un estado excitado. Luego, momentos después, cuando los químicos colorantes se enfrían y los electrones vuelven a su estado base, liberan la energía extra como radiación colorida cuando vuelan por el cielo. El color específico depende de la sustancia química: los compuestos con estroncio y litio queman un rojo intenso, mientras que el calcio quema naranja, el sodio quema amarillo, el bario quema verde y el cobre quema azul.
4. Las formas de fuegos artificiales son producidas por un diseño inteligente . Para lograr fuegos artificiales con formas inusuales, como anillos dobles, corazones o estrellas, los técnicos empaquetan el combustible y los químicos colorantes dentro de un tubo en diferentes formaciones. Un núcleo central de combustible, rodeado por un anillo de gránulos, producirá un fuego artificial circular, mientras que una doble capa de gránulos creará un doble anillo en el cielo. Si los gránulos se mezclan en el interior con el combustible, las rayas de color se extenderán juntas desde un punto central, como en el patrón del "árbol de sauce". Para formaciones especialmente difíciles, como un corazón o una estrella, los gránulos de colorante se pegan a un trozo de papel en la forma deseada. Cuando el combustible se quema, enciende el papel, enviando los colorantes volando en el mismo patrón.
5. Los fuegos artificiales contaminan. A pesar de toda la diversión de los espectáculos de fuegos artificiales, tienen un inconveniente. Anteriormente hemos escrito sobre cómo la pirotecnia puede asustar e incluso matar a las poblaciones de aves. También pueden dañar la vida silvestre de una manera más insidiosa: al introducir metales pesados, compuestos de azufre y percolato en los cuerpos de agua locales. Los fuegos artificiales a menudo se lanzan sobre lagos y ríos, y estos subproductos de la combustión pueden dañar los ecosistemas acuáticos con el tiempo. Los contaminantes en el aire también pueden afectar a los humanos, especialmente a aquellos que sufren de asma.
