Fuegos artificiales

Antecedentes

Un fuego artificial es un dispositivo que utiliza combustión o explosión para producir un efecto visual o auditivo. La pirotecnia moderna también incluye dispositivos similares a los fuegos artificiales, como bengalas, fósforos e incluso propulsores de cohetes de combustible sólido utilizados en vuelos espaciales.

Los primeros antepasados ​​de los fuegos artificiales fueron tubos de papel o bambú llenos de carbón y azufre finamente grouridos utilizados en China hace dos mil años. Estos tubos produjeron un destello de fuego y humo cuando se encendieron, pero sin explosión. Los verdaderos fuegos artificiales no existieron hasta que se agregó salitre a la mezcla para crear polvo negro, el primer explosivo químico, mil años después. La pólvora negra probablemente se fabricó por primera vez en China, pero algunos estudiosos sugieren que puede haber sido inventada por los árabes.

Los chinos usaban pólvora negra para fuegos artificiales, señales y armas como bombas y cohetes. La pólvora negra se introdujo en Europa en el siglo XIV como explosivo tanto para fuegos artificiales como para armas. Se aplicó a proyectos de minería y construcción de carreteras a finales del siglo XVII. La pólvora se usó como pólvora hasta que fue reemplazada por nitrocelulosa a fines del siglo XIX y (con fines industriales) por dinamita a principios del siglo XX, pero todavía se utiliza en los fuegos artificiales en la actualidad.

Los fuegos artificiales en China evolucionaron desde simples petardos hasta las extravagantes exhibiciones presenciadas por los exploradores europeos en el siglo XVI. En Europa, los fuegos artificiales comenzaron con explosivos militares adaptados para su uso en la celebración de victorias y progresaron a las elaboradas producciones diseñadas por pirotécnicos italianos en los siglos XVI, XVII y XVIII. (Incluso hoy en día, la mayoría de las grandes empresas de fuegos artificiales en los Estados Unidos están dirigidas por familias italoamericanas). Estos fuegos artificiales italianos generalmente se mostraban en juegos de madera lujosamente decorados, a menudo flotando en cuerpos de agua, tanto por seguridad como para reflejar las hermosas exhibiciones. Por otro lado, los fuegos artificiales alemanes de la época generalmente se disparaban al aire, al igual que los fuegos artificiales de hoy.

Aunque los fuegos artificiales de los maestros italianos eran obras de arte extremadamente complejas e impresionantes, la tecnología de la época limitaba su color y brillo. Durante el siglo XIX, la introducción de aluminio y magnesio aumentó considerablemente el brillo, mientras que el desarrollo de clorato de potasio por parte del químico francés Claude-Louis Berthollet (que estaba tratando de mejorar la pólvora utilizada por las tropas de Napoleón) hizo posible producir colores.

Los fuegos artificiales llegaron al Nuevo Mundo con los primeros colonos y se han utilizado para celebrar el Día de la Independencia, el 4 de julio, desde los primeros días de los Estados Unidos. A principios del siglo XX, estos fuegos artificiales se hicieron más grandes, más poderosos y peligrosos. Entre 1900 y 1930, más de 4.000 personas murieron a causa de los fuegos artificiales. Los gobiernos federales y estatales comenzaron a regular el uso de fuegos artificiales en la década de 1930. Los explosivos se clasifican como Clase A (sustancias peligrosas como dinamita y TNT), Clase B (fuegos artificiales utilizados para exhibiciones profesionales) y Clase C (fuegos artificiales más pequeños destinados a uso privado). Los fuegos artificiales de Clase C no deben contener más de 50 miligramos de explosivo. Algunos estados permiten todas las clases C fuegos artificiales, algunos solo permiten fuegos artificiales "seguros y cuerdos" (fuegos artificiales de clase C que no se mueven ni ), y algunos estados o condados y ciudades prohíben el uso privado de todos los fuegos artificiales. Algunos fuegos artificiales muy peligrosos, como las bombas de cereza, los M-80 y los saludos plateados, están prohibidos en todos los estados, pero continúan fabricándose y vendiéndose ilegalmente. La mayoría de las muertes y lesiones por fuegos artificiales en los Estados Unidos hoy en día son causadas por estos dispositivos ilegales.

Si bien el uso privado de fuegos artificiales está muy restringido, las exhibiciones públicas se han vuelto cada vez más elaboradas. Las computadoras se utilizan para medir el tiempo de los fuegos artificiales con precisión, por lo que se pueden coreografiar al ritmo de la música. En ocasiones, los láseres se utilizan para producir efectos visuales únicos. Hoy en día, los fuegos artificiales se fabrican y exhiben en todo el mundo, particularmente en Europa, América Latina, Estados Unidos y Japón.

Materias primas

Un fuego artificial moderno consiste en un caparazón de plástico, papel maché o papel pesado que rodea compartimentos separados por cartón. Un pequeño compartimento en la base del caparazón contiene polvo negro para impulsar los fuegos artificiales hacia el cielo desde un mortero hecho de hierro . aluminio, plástico o cartón pesado. Un compartimento más grande contiene trozos de una mezcla de productos químicos que producen luz y color cuando se calientan. Estos trozos se conocen como estrellas. En los fuegos artificiales estadounidenses y europeos, las estrellas se mezclan con pólvora negra dentro de un compartimento cilíndrico. El polvo negro explota para encender las estrellas y esparcirlas por el cielo. En los fuegos artificiales asiáticos, las estrellas rodean la pólvora negra en un compartimiento esférico para producir una exhibición más simétrica. En lugar de pólvora negra y estrellas, un compartimento puede contener pólvora destellante, que produce una luz brillante repentina y una explosión fuerte. Los distintos compartimentos de los fuegos artificiales están unidos a mechas hechas de hilos mezclados con granos de pólvora.

El polvo negro consiste en una mezcla de sal-pedro (nitrato de potasio), carbón y azufre en una proporción de 75 a 15 a 10 por peso. El polvo flash consiste en una mezcla de clorato de potasio o perclorato de potasio, azufre y aluminio. Las estrellas consisten en un combustible que se quema para proporcionar calor, un agente colorante que proporciona color cuando se calienta y un oxidante para quemar el combustible. Los combustibles pueden ser de combustión lenta, como el carbón, la dextrina (derivada del almidón de maíz) o la goma roja (una secreción de un árbol) para producir una imagen tenue y duradera, o de combustión rápida, como el aluminio, el magnesio o el titanio. para producir una pantalla brillante y de corta duración. El azúcar se puede utilizar como combustible para producir humo. Los agentes colorantes incluyen aluminio, magnesio o titanio (blanco), carbono o hierro (naranja), compuestos de sodio (amarillo), compuestos de cobre (azul), carbonato de estroncio (rojo) y nitrato de bario o clorato de bario (verde). Los oxidantes son compuestos que contienen oxígeno altamente reactivos, como el perclorato de potasio o el perclorato de amonio. También contienen cloro, que reacciona con los compuestos de cobre, estroncio y bario en el agentes colorantes para producir los cloruros inestables de estos elementos que realmente proporcionan el color.

El
proceso de fabricación

Haciendo las estrellas

• 1 Los ingredientes utilizados para preparar las estrellas se obtienen de empresas de suministro de productos químicos y se almacenan en barriles. En el momento de la mezcla, los productos químicos se extraen de los barriles, se pesan y se tamizan dos veces a través de pantallas de latón para eliminar los grumos. (Se usa latón porque no produce chispas). Los polvos tamizados se colocan en una hoja grande de papel y se mezclan suavemente a mano. Los polvos también se pueden mezclar dentro de un tambor giratorio o un recipiente estacionario con paletas giratorias. Estos dispositivos deben usarse con mucho cuidado para evitar generar calor a través de la fricción o atrapar partículas de polvo entre las partes móviles.
• 2 El polvo mezclado se coloca en barriles y se lleva de la sala de mezcla a la sala de despiece. Se mezcla con agua para formar una masa suave. Los trozos de la masa se colocan en grandes moldes de madera forrados con papel con forma de hogazas de pan. La masa se empaqueta firmemente en el molde con un mazo de madera. (La masa húmeda es mucho más segura de manipular que el polvo seco).
• 3 Las hogazas de masa, que pesan alrededor de 35 libras (16 kg) cada una, se desmoldan sobre un banco de trabajo cubierto con cartón grueso espolvoreado con polvo negro. Los panes se cortan en una dirección para formar rodajas y luego se cortan en la otra dirección para formar dados. Las dimensiones de los dados pueden oscilar entre 0,06 y 2 pulgadas (0,16 y 5 cm). La pólvora se adhiere a los dados húmedos y los ayudará a arder cuando se enciendan los fuegos artificiales. Los dados se dejan secar sobre pantallas cubiertas de papel.

Haciendo los descansos

• 4 Los dados secos ahora son estrellas. Se trasladan a la sala de empaque para ser colocados en contenedores de cartón. Se coloca un tubo de cartón hueco en el centro del recipiente cilíndrico y se vierten suavemente estrellas a su alrededor. Un recipiente grande puede contener hasta 900 estrellas (alrededor de 4,4 libras [2 kg]). Cuando el recipiente está lleno, se vierte polvo negro dentro del tubo hueco y se retira el tubo. El polvo llena los espacios entre las estrellas y servirá para encenderlas y dispersarlas. Se coloca una tapa de papel en el recipiente lleno, ahora llamado "descanso".
• 5 La rotura se envuelve con una cuerda pesada, un proceso conocido como clavado. El clavado se realiza atando un extremo de un carrete grande de cuerda a la rotura y enrollando la cuerda a su alrededor. Cuando la rotura está completamente cubierta, la cuerda se corta y se ata. Algunas roturas no tienen púas, sino que están hechas en lugar de plástico o cartón más pesado para resistir el estrés del lanzamiento. Un fusible de tiempo (un fusible corto, de combustión lenta que hace que la ruptura explote una cierta cantidad de tiempo después de que se lanza) se inserta en la ruptura y se envuelve en papel grueso. Las roturas envueltas se mueven a la sala de pegado para envolverlas en papel pesado empapado en pasta. luego se deja secar durante unos dos días. El papel se endurece a medida que la pasta se seca para formar un sello fuerte y hermético.
• 6 Algunas pausas, conocidas como saludos, se llenan de pólvora flash en lugar de estrellas y pólvora negra. El polvo flash se mezcla de la misma manera que los productos químicos utilizados para hacer estrellas. Luego se vierte en recipientes de cartón que son más gruesos y resistentes que otras roturas. Esto permite que se acumule más presión antes de que estalle el saludo, lo que resultará en una explosión más fuerte. Estos saludos luego se agregan y pegan como otros saltos.

Hacer las conchas

• 7 Las pausas en seco se trasladan a la sala de acabado para ensamblarlas en carcasas. Las cáscaras más simples consisten en un pequeño compartimento de pólvora negro combinado con una sola rotura. Debido a su estructura esférica, las conchas asiáticas siempre contienen solo una ruptura. Debido a que las carcasas estadounidenses y europeas son cilíndricas, se pueden apilar más de una ruptura, de modo que la carcasa mostrará múltiples ráfagas de diferentes colores cuando explote. Los proyectiles de rotura múltiple suelen constar de un pequeño compartimento de pólvora negra, roturas de tres o cuatro colores y un saludo. Algunas cáscaras grandes contienen hasta 10 roturas, y al menos una concha gigantesca se ha hecho con 22 roturas. El armazón se ensambla apilando los componentes, colocando un fusible de arranque (un fusible largo y de combustión rápida que se usa para encender la pólvora negra que lanza los fuegos artificiales), envolviéndolos en papel grueso y atando el paquete con una cuerda. Los fuegos artificiales terminados se etiquetan y almacenan hasta que se necesiten.

Haciendo pequeños fuegos artificiales

• 8 Los fuegos artificiales pequeños, destinados al uso privado, se fabrican de forma muy parecida a los grandes, pero por lo general son de construcción más simple y contienen mucho menos explosivo. Los fuegos artificiales pequeños incluyen petardos (tubos de papel que contienen una pequeña cantidad de explosivo), fuentes (conos de papel llenos de productos químicos que liberan chispas de colores) y velas romanas (tubos largos de papel llenos de una pequeña cantidad de explosivo y varias estrellas pequeñas que disparan una a la vez). Algunos fuegos artificiales pequeños no contienen ningún explosivo y pueden ser tan simples como una sola sustancia química envuelta en papel o papel de aluminio. Los ejemplos incluyen bolas de humo (llenas de una sustancia química que libera humo de color) y serpientes (llenas de dicromato de amonio, que se quema lentamente y produce un largo rastro de ceniza). Las bengalas se fabrican sumergiendo un alambre de metal en una suspensión que contiene un combustible, un oxidante, un agente colorante y gránulos de aluminio, que proporcionan las chispas.

Lanzamiento de los fuegos artificiales

• 9 Los fuegos artificiales profesionales suelen ser lanzados por las mismas empresas que los fabrican. Si se va a utilizar una pieza fija (una pantalla en el suelo que forma una imagen o palabras con destellos de colores llamados lanzas), el diseño que se va a formar se esboza en papel cuadriculado y se envía a los carpinteros que construyen un marco de madera con listones de madera delgados. en la forma del diseño. Si la música acompañará a los fuegos artificiales, se planea que el tiempo de la exhibición coincida con el tempo de la música.
• 10 Varias horas antes de que comience el espectáculo (o unos días antes, para un espectáculo muy grande), el equipo llega con todo el equipo necesario, incluidos extintores de incendios y botiquines de primeros auxilios. Los morteros para lanzar los proyectiles se colocan en sus lugares adecuados. Los grandes se colocan en agujeros excavados en el suelo o en bidones de acero llenos de arena. Los morteros más pequeños se colocan en estanterías de madera. El proyectil adecuado para cada mortero se coloca en su lugar. Se ensamblan los marcos de las piezas fijas, se colocan las lanzas en las lamas y se colocan los fusibles en las lanzas. Cuando comienza la exhibición, las lanzas y los morteros se encienden en los momentos adecuados, ya sea con largas bengalas de mano o con cables eléctricos conectados a una centralita. Después del espectáculo, la tripulación destruye de forma segura cualquier trapo sin detonar.

Control de calidad

El factor de control de calidad más importante en la fabricación de fuegos artificiales es la seguridad. Las fábricas de fuegos artificiales están protegidas de los intrusos por vallas de tela metálica, alambre de púas . portones cerrados, puertas de acero y cerraduras a prueba de manipulaciones. Dentro de estas fábricas, se toman numerosas precauciones para evitar accidentes.

La electricidad es el mayor peligro. Una pequeña chispa puede disparar una habitación llena de explosivos. Todos los enchufes eléctricos están ubicados fuera del edificio. Para evitar generar electricidad estática, todos los trabajadores deben usar ropa 100% algodón. Tocan una placa de cobre antes de entrar en un edificio para eliminar cualquier electricidad estática que puedan estar transportando. Alrededor de las pantorrillas del trabajador se usan correas elásticas con cables que se arrastran hasta el piso de grafito, para drenar la electricidad estática hacia las varillas de conexión a tierra enterradas debajo del edificio. Todo el trabajo se detiene y todos los trabajadores abandonan el edificio si existe la posibilidad de que se acerque una tormenta eléctrica.

Se utilizan muchas otras medidas de seguridad. Todo el trabajo se realiza a mano, para evitar máquinas que puedan producir calor o chispas. En invierno, los edificios se calientan con agua caliente en lugar de aire caliente, lo que podría provocar una explosión. Los edificios son pequeños, por lo que nadie está a más de uno o dos pasos de una salida. Todas las salidas tienen puertas que se abren de par en par al menor toque. Los productos químicos explosivos nunca se mezclan cuando están húmedos, porque cuando se secan pueden liberar gases que podrían encenderlos.