¿Qué hay detrás del color en los fuegos artificiales?

En Agosto, en España, se realizan la mayoría de las fiestas populares. Y no hay mayor inicio y fin de fiesta que los fuegos artificiales. Hace unos días hablábamos del color y su significado físico. Hoy vamos a ver qué sustancias químicas dan lugar a los colores en la pirotecnia.

La Estructura de los Fuegos Artificiales

Hay 6 ingredientes esenciales en estos PELIGROSOS (no lo olvidéis) divertimentos:

  1. Combustible: libera la energía.
  2. Oxidante: liberan oxígeno para quemar la mezcla.
  3. Reductor: produce gases calientes. Su mezcla controla la velocidad de reacción.
  4. Regulador: regulan (como su propio nombre indica) la velocidad de reacción en el aire por el área superficial de reacción.
  5. Colorante: lo más importante para que todo el espectáculo no sea ruido y humo.
  6. Aglutinante: mantienen unida la mezcla una vez lanzados los fuegos artificiales.

Lo principal, ante todo, es la pólvora para provocar la explosión. Está compuesta de alrededor de un 75% de KNO(oxidante), 15% carbón (combustible) y 10% azufre (reductor). Se usa en dos partes importantes.

La parte principal es una esfera que contiene todos los ingredientes, que explotará en aire, y que llenará todo de luz y color. La otra parte es en el mortero (un cilindro con nombre propio). La carga ascendente eleva la esfera al aire y enciende la mecha para que se produzca la explosión posterior.

La esfera contiene pólvora, y el resto de los elementos rodean esta pólvora. Los colores salen de unas bolitas llamadas estrellas.

La Luz de los Fuegos Artificiales

Esencialmente se dan dos fenómenos luminosos: la incandescencia y la luminiscencia. En la incandescencia, la alta temperatura provoca que una sustancia emita radiación en la región infrarroja del espectro. Después emite radiación roja, naranja, amarilla y, finalmente, blanca.

La luminiscencia, se debe esencialmente a los espectros atómicos. Es decir, el hecho de que cada elemento absorbe y emite energía (tras ser excitado) a distintas longitudes de onda. Si estas longitudes de onda están dentro de la región del visible, las llamamos colores. En un laboratorio, podemos llevar a incandescencia una sal metálica para comprobar qué colores produce la excitación del metal.

El Color de los Fuegos Artificiales

El color se controla con diferentes sales (algunas veces se trata de un metal o de una aleación metálica en polvo, pero es menos habitual) debido al espectro de emisión de los metales que las forman:

  • Rojo: Li2CO3, SrCO3, Sr(NO3)2, SrC2O4·H2O.
  • Naranja: CaCl2, CaSO4, CaCO3.
  • Dorado: Fe, C, Fe-Ti.
  • Amarillo: NaNO3, Na3AlF6 (criolita), Na2C2O4, NaHCO3, NaCl.
  • Verde: BaCl2, Ba(NO3)2, Ba(ClO3)2, BaCO3.
  • Azul: · CuO·As2O3+Cu(CH3COO)2, CuCl, CuSO4·5H2O, CuH·AsO3.
  • Morado: Mezcla de rojos y azules.
  • Plateado: Al, Ti.
  • Blanco: Al, Ti, Mg.

Si los cationes dan color, los aniones de la sal dan la temperatura.

Al producirse la mezcla, estas sales reaccionan con los agentes oxidantes para dar óxidos e hidróxidos. Posteriormente se producen otras nuevas especies que son las realmente responsables de los colores observados (incluso llama la atención que se producen algunos compuestos de estequiometía no convencional, como el SrCl, el CaCl o el BaCl, donde los alcalinotérreos están actuando con valencia +1 en lugar de+2. Esto se debe a que se trata de especies que pueden existir a elevadas temperaturas.

 El zinc se utiliza para crear efectos de humo blanco, así como para generar destellos con aspecto de estrellas en los fuegos artificiales. El magnesio incrementa el brillo y la luminosidad. El antimonio da un efecto glitter, que marca los halos de los brillos. El calcio da más intensidad a los colores.

La región espectral situada entre el verde y el azul no está delimitada claramente en la pirotecnia. Es uno de los objetivos actuales de esta industria.

La Contaminación de los Fuegos Artificiales

Primero, se liberan metales pesados. No sólo los anteriormente mencionados, sino que además se emplea Plomo, Cromo o Antimonio. Estos permanecen en el aire que después respiraremos, aguantando incluso días dependiendo de las condiciones climatológicas.

También se generan gases como NO2, SO2, CO o CO2. Es peligroso respirarlos, pero en grandes concentraciones y con las condiciones necesarias, pueden dar lugar a materia particulada.

Por último, el perclorato usado como oxidante contamina las masas de agua, perjudicando a la vida acuática.Por eso es importante tener cuidado con los espectáculos pirotécnicos acuáticos. Y también puede ser peligroso beber agua contaminada por perclorato (dependiendo de la dosis, como todos los venenos).

Hay que disfrutar de los fuegos artificiales y las fiestas, pero siempre con precaución (no deja de ser peligroso), con conciencia y con moderación.

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Adán Correa Álvarez

Fan del gato de Schrödinger. Quiero una nariz superlativa. En esta casa se siguen las reglas de la termo. Dinámica. A veces me hacen falta subtítulos. Complejo. Graduado en Ciencias Químicas porque me gustaba la Investigación. Ahora Investigo cómo encontrar trabajo con las Ciencias Químicas. Mientras tanto, divulgo.

2 comentarios sobre “¿Qué hay detrás del color en los fuegos artificiales?

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