Nanomateriales Mejoran los Fuegos Artificiales

Blog original en inglés y traducido por Gustavo Dominguez

Para muchas personas la celebración del 4 de julio no está totalmente completa sin un gran espectáculo de fuegos artificiales. Los efectos sonoros y coloridos son los componentes esenciales que debe tener un buen espectáculo de fuegos artificiales, así la experiencia es mucho más emocionante. Afortunadamente la nanotecnología nos ofrece esta posibilidad para que los efectos de los fuegos artificiales sean más espectaculares que nunca.

Los fuegos artificiales son una mezcla de ingredientes inflamables colocados dentro de un contenedor llamado cartucho. Este cartucho está constituido de pequeños compartimentos llamados estrellas, donde va la mezcla muy precisa de combustibles, oxidantes y sales metálicas que proporcionan la energía necesaria que hace volar a los fuegos artificiales hacia el cielo. La combinación de combustible y agente oxidante es muy esencial, para todos los explosivos, por ejemplo el polvo negro (también conocida como pólvora) es la que proporciona la energía para hacer volar al cartucho en el aire y también controla cuidadosamente el encendido de las estrellas. Por último, las diferentes sales metálicas producen colores característicos – el estroncio produce el rojo, el cobre produce azul, y el bario proporciona el color verde.

Tres sales metálicas emiten sus colores cuando son introducidas en una llama. Esto se conoce como el ensayo a la llama.  Fuente de la imagen

Cada año se incorpora nueva tecnología en los fuegos artificiales lo que trae mejoras tales como formas nuevas, figuras mucho más complejas, y además nuevos efectos de color. Aunque pueda parecer que los pirotécnicos dominan completamente la magia de hacer fuegos artificiales, la nanotecnología puede aportar con nuevos trucos para la caja de herramientas de los pirotécnicos.

Tradicionalmente, las partes constitutivas de los fuegos artificiales tienen pequeñas partículas alrededor de 100 micrómetros (como aproximadamente el ancho de un cabello humano). A esta pequeña escala el combustible y el oxidante se pueden combinar casi instantáneamente y liberar de manera muy rápida la energía lo que hace que las pequeñas partículas de sales de metales muestren su hermoso color. Pero ¿qué sucedería si a los componentes tradicionales se los disminuye 1000 veces hasta llegar a la escala nanométrica? Un grupo de investigadores de la India ya ha hecho precisamente este trabajo con los petardos, y sus primeros resultados son bastante prometedores.

Se ha encontrado que el contacto entre las partículas aumenta cuando los componentes están en un tamaño más pequeño, lo que permite que las reacciones químicas entre ellos se produzcan más rápido. Esta nueva combinación a escala nanométrica aumenta el ruido y la sensibilidad de los fuegos artificiales. La comparación en la producción de sonido en una serie de pruebas determino que se necesita 4 gramos de polvo de destello de tamaño micro para igualar el nivel de ruido (también conocido como el “boom”) de tan sólo 1 gramo de polvo de destello de tamaño nanométrico. De acuerdo con los autores esta característica hace que petardos hechos de polvo nanométrico puedan ser considerados como amigables con el medio ambiente porque se usaría menos material y también significaría que los fuegos artificiales producidos con nanotecnología emitirían menos contaminantes en el humo y otros subproductos. Sin embargo, el aumento de la sensibilidad crearía un problema de seguridad, ya que si los fuegos artificiales producidos con nanopolvos no se manejan correctamente un simple golpe podría ser suficiente para encender los petardos.

El uso de nano polvos en los fuegos artificiales aun está dando sus pasos iniciales. Pero sin lugar a dudas, el uso comercial de polvos nanométricos podría producir fuegos artificiales más poderosos, sonoros y mucho más coloridos lo cual traería más diversión a las personas de todas las edades que ansiosamente esperan cada 4 de Julio.


Para leer el blog original en ingles, presione aquí.

REFERENCIAS
Selvakumar N., Azhagurajan A., Suresh A. Experimental analysis on nano scale flash powder composition in fireworks manufacturing. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2013, 113(2), 615-621.

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