La Pirotecnia

pirotecnia

Los cohetes son sólo la forma más simple –a la vez que desagradable– de un antiguo arte que es la pirotecnia, que significa “la ciencia del fuego”. Iniciada en China hace mas de mil años, hasta hoy, la pirotecnia ha producido maravillosos espectáculos llamados fuegos artificiales. A pesar de su interés comercial y bélico se ha publicado muy poco sobre la pirotecnia esta ciencia que abarca desde los fuegos artificiales hasta los cohetes espaciales, pasando por los fósforos.

La pólvora fue inventada en China hace más de 1,000 años. Cuando el monje inglés Roger Bacon fue acusado de brujería en 1242 por crear explosiones, tuvo que revelar la composición de la pólvora que le había llegado de China. La llamada “pólvora negra” sigue siendo básicamente el mismo compuesto que inventaron los chinos para sus misiles y cohetes: nitrato de potasio (salitre), carbón de leña y azufre, en una proporción al peso de 75%, 15% y 10%. Usada en armas, canteras y construcción, la pólvora es barata, no es tóxica y no afecta al medio ambiente y, mientras esté seca, se puede almacenar por largo tiempo.

Aunque la fórmula de la pólvora no podía mantenerse en secreto, las que se derivaron de ella tenían demasiado valor para hacerlas de dominio público. Los militares ocultaban cualquier mejora en sus armas de fuego y los pirotécnicos los secretos de sus despliegues luminosos. Recién en la segunda mitad del siglo XX la búsqueda de combustibles sólidos para cohetes llevó a analizar el arsenal de los pirotécnicos. El análisis reveló tecnologías que van desde los cohetes chinos hasta el combustible del transbordador espacial.

Todo explosivo, para una combustión instantánea, requiere de un elemento portador de oxígeno. Mientras que la combustión normal toma oxígeno de la atmósfera, el explosivo debe contener un combustible y oxígeno propio. Una chispa o el calor producido por un golpe es el “detonador. La expansión produce el ruido y la alta temperatura hace que el explosivo emita luz.

Diversos elementos, a diferentes temperaturas, producen diferentes colores. Combinarlos es un arte y los pirotécnicos usan diversos combustibles para dar el efecto deseado. Los hay orgánicos (carbón de leña o azúcar que arden a baja temperatura), no metálicos, como el azufre, el silicio y el boro que liberan energía sin producir gas, y metálicos. Los metales más usados son el aluminio, el magnesio y el titanio, que arden a altas temperaturas produciendo una luz muy fuerte. Cuanto más alta la temperatura, mayor la energía y más corta la onda de luz; los objetos más calientes emiten en azul o blanco (todo el espectro) y los menos calientes en rojo.

Una carga de fuegos artificiales con aluminio o magnesio y perclorato de potasio, a 3,000 grados, explota con una potente luz blanca. No todas las partículas usadas en pirotecnia son explosivas. Algunos polvos metálicos, dispersados y calentados por la explosión, crean la lluvias de colores de las luces de bengala. Las partículas de hierro y carbón que arden a 1,500 grados, producen chispas doradas. El sodio da una potente luz anaranjada, siendo el nitrato de sodio con magnesio un componente de las bengalas militares.

Un pequeño grupo de metales da los colores de los fuegos artificiales. El hidróxido y cloruro de estroncio emiten un rojo intenso. El cloruro de bario el verde; el azul, es cloruro de cobre. El orden en que deben encenderse y esparcirse determina la composición, empaque y detonación. El resultado es una obra de ingeniería y arte.

El secreto está en los materiales usados y la forma en que son envasados y disparados. Generalmente son de proyectiles cilíndricos, de 7 a 30 centímetros de diámetro de metal, cartón o plástico. La pólvora al extremo del proyectil lo eleva el proyectil y enciende un fusible a la altura deseada. Al explotar se encienden las partículas distribuidas en forma irregular. Un polvo que explota hace ruido con un flash, y partículas que arden lentamente forman lluvias de colores. Los fuegos artificiales japoneses usan una carga interior que, distribuyendo partículas en forma de crisantemo, que pueden quemarse o caer en forma de lluvia.

De la pirotecnia se deriva la mayoría de los elementos generadores de calor instantáneo usados en los fósforos hasta los cohetes espaciales, que se basan en la emisión controlada de calor. En el fósforo el oxidante es el cloruro de potasio, con azufre. Los primeros fósforos se encendían mojando un palito con cloruro de potasio en ácido sulfúrico, lo que fue prohibido por causar incendios. Los fósforos actuales requieren fricción para encender, por lo cual se llaman “de seguridad”.

Compuestos similares a los de la pirotecnia se usan para controlar la secuencia de encendido en los cohetes espaciales. Las granadas de humo y otros artefactos militares usan elementos de este tipo que emiten calor para desviar cohetes buscadores. La emisión de gas a través de un tubo también se usa en fuegos artificiales para producir silbidos.

A través de los siglos los pirotécnicos han descubierto productos que sirven para retardar explosiones, producir calor controlado o gas en muy poco tiempo. Componentes de sodio y nitrógeno producen en milésimas de segundo el gas que infla las bolsas de aire del auto. Por último, las quinientas toneladas de combustible sólido de aluminio y perclorato de amonio que ponen en órbita al transbordador, le deben mucho a los siglos de experimentación de los pirotécnicos.

Esta entrada fue publicada en Ciencias y etiquetada en , , . Agregue este enlace permanente a sus marcadores.

2 respuestas para La Pirotecnia

  1. Pingback: Tweets that mention La Pirotecnia « Tomas en Linea -- Topsy.com

  2. luis dice:

    cuales son las medidades para carga expulsora con perclorato de potasio

Agregue un comentario

Su dirección de correo no se hará público. Los campos requeridos están marcados *

*

Usted puede utilizar las etiquetas HTML y atributos: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>