La química de los fuegos artificiales: una relación explosiva

En la víspera de San Juan es típico iluminar el cielo con hogueras y fuegos artificiales. Por eso no queremos dejar pasar la ocasión de daros a conocer la química de los fuegos artificiales.

¿Sabías que esta exhibición de pirotecnia es pura química? Los brillantes colores que rompen el cielo se consiguen gracias a la combinación de diferentes elementos químicos mientras que la explosión de los cohetes no sería posible sin la reacción química producida por la pólvora.

Por eso el origen de los fuegos artificiales está íntimamente asociado a la invención de este material en el siglo IX. Los alquimistas chinos utilizaban la pirotecnia para espantar a los espíritus malignos y pronto los fuegos artificiales, de la mano de la fórmula química de la pólvora, viajaron por la Ruta de la Seda, llegando a los países europeos. A día de hoy, la química de los fuegos artificiales es conocida en todo el mundo.

FÓRMULA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA PÓLVORA

La responsable de que los fuegos artificiales estallen y produzcan su sonido característico es la pólvora. Como sabes, esta no se utiliza solo en pirotecnia sino también para desarrollar armas de fuego y proyectiles o para utilizarla en minería. Por todo ello se trata de uno de los inventos más importantes de la historia de la humanidad.

Originalmente la fórmula química de la pólvora consistía en una mezcla de nitrato potásico (conocido como salitre), carbón y azufre, normalmente en una proporción de 75 % de nitrato de potasio, 15 % de carbón y 10 % de azufre. Sin embargo, la “pólvora” que se utiliza a día de hoy tiene una composición química diferente, ya que se ha mejorado con el descubrimiento de nuevos materiales, como la nitroglicerina o el clorato de potasio, el cual produce una combustión más rápida.

Al principio, el proceso de producción de la pólvora también entrañaba muchos riesgos. Fue Alfred Nobel quien mejoró el procedimiento, aunque no se libró de que algunos de sus laboratorios se destruyeran accidentalmente mientras tanto.

¿Por qué explota la pólvora?

La reacción química de la pólvora que hace que esta explote se debe al intercambio de electrones entre los diferentes ingredientes. Es decir, se trata de una reacción de reducción-oxidación (reacción redox) que da lugar a la combustión.

Todo esto es posible porque la fórmula química de la pólvora incluye un combustible (el carbono) y un agente oxidante (el nitrato potásico), mientras que el tercer ingrediente clave de la pólvora, el azufre, estabiliza la fórmula. Pero no es suficiente con la pólvora para crear fuegos artificiales tan llamativos y coloridos como con los que celebramos San Juan y otras festividades.

¿HAY QUÍMICA DETRÁS DEL COLOR DE LOS FUEGOS ARTIFICIALES?

Fue en China donde se descubrió la pólvora, cuya composición química produce la explosión de los cohetes. Sin embargo, es gracias a los italianos que los fuegos artificiales son tal y como los conocemos ahora, ya que fueron ellos quienes les dieron color añadiendoles cloruros de metal.

En función del color que se quiera conseguir se añade a su fórmula un elemento químico u otro. Por ejemplo, el sodio (Na) crea estallidos dorados, el titanio (Ti) da lugar a destellos plateados y blancos, el cobre (Cu) produce el color azul y el bario (Ba) el verde. Cuando entran en juego otros elementos químicos se logran también otros efectos visuales y se modifica el brillo y la intensidad.

EFECTOS DE LOS FUEGOS ARTIFICIALES EN EL MEDIO AMBIENTE

Aunque los fuegos artificiales son un espectáculo asombroso que ha emocionado a la humanidad a lo largo de los siglos, los residuos que generan pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. Por eso los científicos y los pirotécnicos están investigando para buscar alternativas menos contaminantes mediante el uso de materiales y procesos más respetuosos con el medio ambiente. La concienciación de la sociedad sobre la importancia de la química verde hace que los esfuerzos se enfoquen especialmente en desarrollar avances científicos que cuiden de la salud de las personas y del planeta y que mantengan, o incluso mejoren la eficacia, del producto tradicional.