La química detrás de los colores de fuegos artificiales

Crear colores de fuegos artificiales es un esfuerzo complejo, que requiere un considerable arte y la aplicación de la ciencia física. Excluyendo propulsores o efectos especiales, los puntos de luz expulsados ​​de fuegos artificiales, denominadas 'estrellas', generalmente requieren un productor de oxígeno, combustible, aglutinante (para mantener todo donde debe estar) y un productor de color. Hay dos mecanismos principales de producción de color en fuegos artificiales, incandescencia y luminiscencia.

La incandescencia es luz producida por el calor. El calor hace que una sustancia se caliente y brille, inicialmente emitiendo luz infrarroja, luego roja, naranja, amarilla y blanca a medida que se calienta cada vez más. Cuando se controla la temperatura de un fuego artificial, el brillo de los componentes, como el carbón, se puede manipular para que tenga el color (temperatura) deseado en el momento adecuado. Metales, como el aluminio, magnesioy titanio, arden muy intensamente y son útiles para aumentar la temperatura de los fuegos artificiales.

La luminiscencia es luz producida usando energía fuentes distintas al calor. A veces, la luminiscencia se llama 'luz fría' porque puede ocurrir en temperatura ambiente y temperaturas más frías. Para producir luminiscencia, la energía es absorbida por un electrón de un átomo o molécula, lo que hace que se excite, pero inestable. La energía es suministrada por el calor de los fuegos artificiales ardientes. Cuando el electrón vuelve a un estado de energía más bajo, la energía se libera en forma de un fotón (luz). La energía del fotón determina su longitud de onda o color.

En algunos casos, las sales necesarias para producir el color deseado son inestables. El cloruro de bario (verde) es inestable a temperatura ambiente, por lo que bario debe combinarse con un compuesto más estable (por ejemplo, caucho clorado). En este caso, el cloro se libera al calor de la combustión de la composición pirotécnica, para luego formar cloruro de bario y producir el color verde. El cloruro de cobre (azul), por otro lado, es inestable a altas temperaturas, por lo que los fuegos artificiales no pueden calentarse demasiado, pero deben ser lo suficientemente brillantes como para ser vistos.

Los colores puros requieren ingredientes puros. Incluso pequeñas cantidades de impurezas de sodio (amarillo-naranja) son suficientes para dominar o alterar otros colores. Se requiere una formulación cuidadosa para que demasiado humo o residuos no enmascaren el color. Con los fuegos artificiales, como con otras cosas, el costo a menudo se relaciona con la calidad. La habilidad del fabricante y la fecha en que se produjeron los fuegos artificiales afectan en gran medida la exhibición final (o la falta de ella).

¡Solo empacar químicos colorantes en una carga explosiva produciría un fuego artificial insatisfactorio! Hay una secuencia de eventos que conducen a una exhibición hermosa y colorida. Encender el fusible enciende la carga del elevador, que impulsa los fuegos artificiales hacia el cielo. La carga de elevación puede ser polvo negro o uno de los propulsores modernos. Esta carga se quema en un espacio confinado, empujándose hacia arriba a medida que el gas caliente es forzado a través de una abertura estrecha.

El fusible continúa ardiendo en un retraso de tiempo para llegar al interior de la carcasa. El caparazón está lleno de estrellas que contienen paquetes de metal sales y material combustible. Cuando el fusible alcanza la estrella, los fuegos artificiales están muy por encima de la multitud. La estrella se separa, formando colores brillantes a través de una combinación de calor incandescente y luminiscencia de emisión.