1. FUEGOS ARTIFICIALES: ¿POR QUÉ SON DE
COLORES?

2. INTRODUCCIÓN
 Asignación del tutor
 Selección del tema mediante experimentos
◆ Reacciones Redox que cambian de colores
◆ Reacciones de neutralización ácido-base
◆ Fuegos de colores por la combustión de metales
 Decisión final:
Fuegos artificiales
 Búsqueda de
información

3. ESTRUCTURA DEL TRABAJO
 Introducción
 Parte teórica
◆ Historia de los fuegos artificiales
◆ Actualidad de los fuegos
artificiales
 Parte práctica
◆ Ensayos a la llama
◆ Sales con etanol
◆ Creación de un piromusical
 Conclusión

4. OBJETIVOS
 Descubrir nuevos aspectos sobre el mundo de la
pirotecnia
 Conocer el motivo por el cual son de colores
 Aprender el funcionamiento de un fuego artificial
 Diferenciar entre pirotecnia y fuegos artificiales
 Averiguar el lugar que ocupa España a nivel mundial
 Conocer el coste de un espectáculo pirotécnico
 Saber cómo se hace un piromusical mediante un
ordenador

5. HISTORIA DE LOS
FUEGOS
ARTIFICIALES

6. ORIGEN
 Está vinculado a la pólvora, que proviene de China.
 La pólvora negra se utilizo por primera vez el año
904 dC.
 Al principio, la utilización de la pirotecnia estaba
limitada a ceremonias religiosas.
 La pirotecnia se divide en dos partes, la militar i la
civil.  Los chinos usaban cañas de bambú llenas
de pólvora negra para producir petardos.
 Después, sustituyeron las cañas por tubos
de papel.
 Más tarde, alrededor de 1200 dC, nacieron
los primeros coetes.

7. EXPANSIÓN HACIA EUROPA
 Hay diferentes interpretaciones sobre quiénes fueron los responsables de la expansión
◆ los
hacia Europa: mongoles
◆ los árabes
◆ Marco Polo
◆ Cruzadas medievales
 En Europa, se uso la pólvora con finalidades militares.
 Posteriormente, se crearon los cañones pirotécnicos.
 En el renacimiento, emergieron dos escuelas de
investigación pirotécnica. Una en Italia y la otra en Alemania.
 En el siglo XIX, gracias al francés Chertier, se inició la etapa moderna de la
pirotecnia, porque añadió el KCl y el Sr(NO3)2 en la composición.
 Los estudiosos publicaron ,en el Boletín de la Sociedad Química de
París, las combinaciones para producir fuegos artificiales.
 Fueron monocromos hasta el siglo XIX porque sólo se usaba el Na.
 La introducción del color rojo se debe a la extracción del Estroncio
 del SrCO3 por primera vez el 1807, por Davy.
 El tipo de pólvora más común es la compuesta por un
75% de nitrato de potassio, 15% de carbono y 10% de
azufre.

8. ACTUALIDAD DE LOS
FUEGOS
ARTIFICIALES
Una frase que podría resumir qué es la pirotecnia sería: “La pirotecnia es
arte y fuego, peligro y creación, juego de luces que rompe la oscuridad y
engalana las celebraciones de carácter religioso o civil de nuestro país.”–
Periodista Línea Capital.

9. DESCRIPCIÓN
 Los fuegos artificiales son una clase de artefactos explosivos
pirotécnicos, utilizados con fines:
 Estéticos
 De entretenimiento
 Religiosos
 Son unos cohetes coloreados, elevados mediante cañones, que se
disparan con motivos festivos en las ciudades o pueblos generalmente por
la noche.
 Cuando los fuegos de artificio tienen finalidad artística y se organizan en
dos o más alturas, se habla de un castillo de fuegos artificiales, castillo de
fuegos o, simplemente, castillo.
 Es muy común hacer concursos.

10. COMPOSICIÓN
 La composición básica de un fuego artificial consta de 6 partes principales:

11. AGENTE
COMBUSTIBLE
OXIDANTE
 El carbón vegetal es el combustible más  Función: es producir el oxígeno
empleado en los fuegos artificiales y necesario para poder quemar la mezcla
conocido como pólvora. que hay dentro de la carcasa. Estos
 Son elementos orgánicos, como carbón o oxidantes pueden ser:
termita, que hacen que ocurra la reacción ◆ Nitratos: sólo dan una tercera parte
REDOX. Por ejemplo: de su oxígeno:
C(grafito) + O2 → CO2 XNO3 → XNO2 + 1/2 O2
◆ El combustible (C) libera electrones
(reduciendo así el oxidante). ◆ Cloratos: en cambio, éstos se
C → C4+ + 4 electrons reducen completamente. Sin
◆ El agente oxidante (O2 ) se reduce embargo, esta reacción puede llegar
cuando captura electrones. a ser extremadamente explosiva.
2XClO3 → 2XCl + 3O2
O2 + 4 electrons → 2 O2-
Durante este proceso, se forma un producto ◆ Percloratos: contienen más oxígeno
relativamente estable. pero es menos probable que estallen
Sin embargo, sólo una pequeña cantidad de debido al incremento de estabilidad.
energía se requiere para iniciar la XClO4 → XCl + 2O2
combustión y el resultado es una liberación
masiva de energía.

12. AGENTES AGENTES
REDUCTORES COLORANTES
 La tercera parte de un fuego artificial es  Para producir diferentes colores a los
el agente reductor. fuegos artificiales, se utilizan diferentes
compuestos químicos.
 Quema el oxígeno de los agentes
oxidantes para producir gases  Por lo tanto, para producir un fuego de
calientes. un cierto color, se tiene que rellenar la
carcasa con el elemento químico
 Los más comunes son: el azufre y el correspondiente o un compuesto de
carbón vegetal. Estos reaccionan con el éste. Unos cuántos ejemplos:
oxígeno para formar, respectivamente:
◆ Dióxido de azufre
S + O2 → SO2
◆ Dióxido de carbono
C + O2 → CO2
 Mezclando los dos agentes
reductores, es posible controlar la
velocidad de reacción.

13. REGULADORES AGLUTINADORES
 Se pueden añadir algunos metales para  Los aglutinadores son esenciales para
regular la velocidad de la reacción. mantener unida la mezcla del fuego
artificial.
 Cuanto mayor sea el área superficial del
metal, más rápida será la reacción.  El aglutinador más común es conocido
como dextrina.
Teoría de colisión: puesto que el
estado de división de los reactivos
influye a la velocidad de reacción.
+ + +  En realidad, los aglutinadores no
División Superficie Velocidad empiezan a trabajar hasta que el fuego
artificial no ha sido lanzado.
 Por ejemplo, la combustión de la
madera. Cuanto más desmenuzada  Son muy inestables para almacenarlos
esté, más rápido reaccionará. con el fuego artificial. Por lo tanto, son
potencialmente peligrosos.

14. FUNCIONAMIENTO
El funcionamiento básico de un fuego artificial es la
combustión de una mecha que, cuando llega al
caparazón, explota originando una figura al cielo.
ESTRELL El caparazón contiene la
AS
CAPARAZÓ pólvora, pequeñas piezas de
N metal, las estrellas que producen el
color y el aglutinador que mantiene
todo unido.
Estos trozos de
metal se
El color del fuego MECHA oxidan, se
artificial está calientan y
deter- minado por comienzan a
los productos
destellar.
químicos
mezclados con el Cuando la mecha alcanza la
metal. Azul CARGA
cobre ASCENDENTE pólvora del caparazón, estallan los
Verde metales oxidantes hacia fuera
bario creando los fuegos artificiales.
Rojo
estroncio
Otros metales u otras Para que llegue al cielo hacen
combinaciones de falta unos tubos propulsores
metales pueden producir
llamados morteros.
otros colores.

15. PÓLVORA
 La pólvora es una mezcla compuesta de:
◆ 75% de nitrato de potasio (KNO3)
◆ 15% de carbón
◆ 10% de azufre
 Este combustible proporciona el empujón de la mayoría de los fuegos
artificiales, y está rigurosamente ajustado a la carcasa.
 Los tres átomos de oxígeno del KNO3, proporcionan el aire que permite que se
produzca la combustión de los otros dos ingredientes, el carbono y el azufre.

16. LANZAMIENTO
 Dentro del mortero o tubo de lanzamiento, está situado el caparazón.
 Cuando la mecha eléctrica es activada des de un ordenador, hace que la carga
ascendiente se queme.
 El lanzamiento se produce una vez la mecha entra al núcleo. El efecto de
acción-
reacción, es decir,
propulsión, explica
el lanzamiento.

17. EXPLOSIÓN EN EL CIELO
 El núcleo se llena rápidamente de llamas.
Cuando se ha quemado la parte más
superficial del núcleo, se quema la pólvora.
 Los gases calientes en expansión
(producidos por la combustión de la pólvora)
se escapan del cohete a través de la
boquilla.
 Este boquilla está construida de arcilla y
puede soportar el calor intenso de las llamas
que pasan a través suyo.
 Sin embargo, la presión de los gases hace
explotar la carcasa.
 De este modo, se queman las estrellas que
darán los colores llamativos en el cielo.

18. SEGÚN LA TEORIA DE BOHR:
1. Los electrones se mueven alrededor del núcleo en ciertas capas, denominadas niveles
energéticos principales o niveles cuánticos principales. Mientras que el electrón se
mueva en un mismo nivel energético no absorbe ni emite energía; se encuentra en
estado estacionario.
2. La energía total de un electrón no puede tener un valor cualquiera sino ciertos valores
muy determinados y cuantizados. Estos valores de energía corresponden a cada nivel
cuántico. A cada nivel se le asigna un número entero (n = 1,2,3...).
3. Cuando el electrón pasa de un nivel cuántico de más energía a otro de menos,
no emite gradualmente energía, sino que lo emite de una sola vez, de manera
discontinua y cuantizada. Su valor es igual a la diferencia de energía entre
los dos niveles energéticos.
 Sin embargo, cuando un electrón absorbe energía, tanto por acción térmica como
luminosa o cualquier otra, salta a un nivel de más contenido energético. Cómo es un
estado inestable, se queda muy poco tiempo y vuelve a niveles energéticos inferiores.
Esto, lo hace emitiendo energía radiante.
 El paso de un electrón de un nivel de energía a otro se denomina transición
electrónica. La energía emitida o absorbida en una transición electrónica de un
átomo, es la energía del quantum correspondiente a la transición o fotón. Por lo
Efinal – Einicial = ΔE = ε = h · v
tanto:

19. INTERPRETACIÓN DEL ESPECTRO
VISIBLE DEL HIDROGENO
 El hidrogeno es el elemento químico más simple. Un átomo de hidrógeno está
formado por un protón y un electrón, que gira alrededor del protón. El electrón
puede girar en diferentes órbitas y en cada una de ellas, tendrá una energía
diferente.
 La serie Balmer del espectro de emisión del hidrógeno (n = 2), está formada
por cuatro rayas correspondientes a transiciones del electrón.
 Sabiendo la energía que tiene un electrón a sus diferentes niveles, se puede
calcular la energía del fotón que se emite en cada transición.

20.  La energía de cada fotón se relaciona con la longitud de ola y esta
corresponde a un color determinado, cuando la luz emitida es luz visible:
 El espectro de emisión visible del hidrogeno es el siguiente:

21. COLOR SEGÚN EL ELEMENTO
Los colores de los fuegos artificiales son generados por 2 mecanismos diferentes:
 INCANDESCENCIA
La incandescencia es la luz producida por calor. El aumento de
temperatura calienta un material hasta hacerlo brillar.
Este material, empieza emitiendo al infrarrojo, después
rojo, naranja, amarillo y, finalmente, luz blanca a medida que se va
volviendo más caliente.
Cuando la temperatura de un fuego artificial se controla, se puede
manipular la brillantez de los componentes y el color.
Metales como el aluminio, el magnesio o el titanio, queman emitiendo
mucha brillantez y son utilizados para incrementar la temperatura de un
fuego artificial.

22.  LUMINISCENCIA
La luminiscencia es la luz producida mediante fuentes de energía
diferentes del calor.
Se consigue con el paso de un electrón de su estado fundamental a un
estado excitado.
Este estado corresponde a la energía de su estado fundamental más la
energía absorbida del exterior. Por lo tanto, es más inestable y tiene más
energía.
Este átomo inestable volverá a su estado fundamental de
energía, emitiendo la energía sobrante en forma de fotón (luz).
Dependiente de la energía del fotón emitido (dependiente de la frecuencia
de la onda emitida), se emitirá una luz de un color o de otro.

23. En este espectro electromagnético se puede ver la relación entre la
frecuencia de una onda de la zona del visible y su color. También se
puede ver el paso de las ondas infrarrojas.
De este modo, la adición de diferentes sales a la mezcla de
deflagración, dará al fuego artificial un color u otro. Sales de diferentes
metales queman emitiendo luz a diferente longitud de onda, es
decir, queman dando luz de diferente color.
Por otro lado, la adición de polvo de algunos metales como el hierro o el
aluminio, crea el efecto de chispas brillantes a la combustión.

24. Los colores que vemos explotando al cielo, son producidos por los
elementos con el espectro visible de emisión característico descrito a la
tabla:

25. TIPOS DE EFECTOS
 Dentro de los fuegos artificiales se pueden distinguir diferentes
efectos, dependiendo de la forma del cañón u otras variedades:
PEONIA CRISANTEMO
◆ Rotura esférica de estrellas ◆ Rotura esférica de estrellas
◆ Sin efecto de cola ◆ Con efecto de cola
◆ Es el tipo más frecuente ◆ Hay variantes con uno, dos o tres pistilos en el interior de
los
pétalos.

26. PALMERA KAMURO
◆ Carcasa que contiene estrellas ◆ Explosión densa de estrellas de oro
relativamente grandes ◆ Dejan un rastro intenso y descienden lentamente
◆ producen un efecto de una palmera ◆ Existen unos de plata pero son más rápidos

27. COMETA ANILLOS
◆ Tipo de fuego artificial con una ◆ Carcasa que contiene estrellas con arreglos especiales
cabeza muy grande para crear una forma de anillo
◆ tienen una cola muy larga ◆ Las variantes incluyen caras sonrientes, corazones y
tréboles
◆ Normalmente, se suelen tirar unos cinco o más, puesto
que quizás que el efecto no se vea bien desde todas
las
direcciones
A pesar de que estos son los efectos principales, pueden
haber variantes con más pistilos de colores o diferentes
formas.

28. FUNCIONAMIENTO DE UNA FÁBRICA
PIROTÉCNICA
Cada caseta tiene una función diferente.La distribución básica de la
fábrica se divide en tres partes principales:
LA SECCIÓN DE CREACIÓN DE PÓLVORA
LA SECCIÓN DEL COLOR
LA ZONA DE MONTAJE

29. COSTE
El precio de un fuego artificial es variado, puesto que se tiene que hacer
una distinción entre:
Si se trata de un espectáculo doméstico, para un grupo reducido de
personas, existen una gran cantidad de páginas web donde los puedes
aconseguir por alrededor de unos 30€ cada uno de ellos.
En cambio, el coste de un castillo de
fuego para una gran ciudad, como
Barcelona o Madrid, puede llegar a ser muy
elevado. Un precio razonable para un castillo
bastante aconseguido de 17 minutos sería de
unos 30.000 € (números redondos).
Además, si se trata de piromusicals u otros
efectos el precio se puede incrementar mucho
más.
Además, si se trata de piromusicales u otros
efectos el precio se puede incrementar mucho
más.

30. EVOLUCIÓN: PIROMUSICALES Y
EFECTOS MULTIMEDIA
 El gran avance de la informática y de la electrónica han abierto
puertas a esta actividad.
◆ Inflamadores eléctricos
◆ Un ordenador que permite programar las órdenes de fuego.
 Estos grandes adelantos han hecho posible que podamos disfrutar de
piromusicales. Las notas de una canción son acompañadas por la
explosión de los fuegos artificiales.

31.  Además, existen otros tipos de espectáculos que, en realidad,
son piromusicales pero contienen un valor añadido; los
efectos multimedia.
◆ En Barcelona por el día de la Mercè en la fuente de
Montjuïc hay efectos multimedia.
 Otro punto importante en la
evolución de los fuegos artificiales, es la investigación de
fuegos artificiales ecológicos.

32. PRÀCTIQUES

33. PRÀCTICA 1: Ensayos a la
OBJETIVOS: llama
 Reconocer la presencia de determinados metales, por el color
que aparece al exponer sus compuestos en la llama de un
mechero.
 Conocer de donde proceden los diferentes colores de los fuegos
artificiales.
 Producir fuegos de diferentes colores.
MATERIALES Y PRODUCTOS EMPLEADOS
 Diferentes compuestos:
 9 botellas con pulverizador
 - NaCl - H3BO3
 Mechero de Bunsen
 - KCl - AsS
 Erlenmeyer
 - CaCl2 - HgS
 Vas de precipitado
 - FeSO4 - SrCl2
 Embudo
 - CuCl2
 Papel de filtro
 Etanol
 Manta ignífuga

34. RESULTADOS OBTENIDOS:

35. OBSERVACIONES
 Hay sales que se diluyen mucho.
 Los resultados obtenidos en este experimento no son buenos
puesto que no se observa bien el color porque hay poca sal
diluida, y se quema muy rápido.
 Además, pueden quedar restos al mechero Bunsen, que hacen
que salgan los colores anterior.
 Hemos conseguido una variante de este experimento.

36. PRÀCTICA 2: Sales con etanol
OBJETIVOS:
 Reconocer la presencia de determinados metales, por el color
que aparece al quemarlos con alcohol.
 Producir fuegos de diferentes colores.
MATERIALES Y PRODUCTOS EMPLEADOS
 6 recipientes resistentes al calor  Diferentes compuestos:
 Cuchara  - NaCl - H3BO3
 Encendedor  - KCl - CaCl2
 Manta ignífuga  - Sr(NO3)2 - CuCl2
 Etanol

37. RESULTADOS OBTENIDOS:

38. PRÀCTICA 3: Creación de un
piromusical
OBJETIVOS:
 Realizar un piromusical de duración máxima 1 minuto.
REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA
1. Seleccionar un programa de Internet y descargarlo. En mi
caso, “FWsim”.
2. Seleccionar una canción. En mi caso, Oh Fortuna de Carmina
Burana.
3. Cortar la canción al momento justo, mediante un programa como
el “Windows Movie Maker”.
4. Escoger un fondo y probar diferentes formas y colores.
5. Ver tutoriales por YouTube.
6. Seguir las instrucciones del tutorial y crear tu piromusical.

39. OBSERVACIONES
 Es bastante complicado ya que soy novata en este mundo.
 Sólo puedo conseguir un piromusical bastante simple pero
suficiente.
RESULTADOS OBTENIDOS

40. CONCLUSIÓN
Las conclusiones principales que he sacado son las siguientes:
 La hipótesis del trabajo ha sido más que resuelta, tanto teórica como
prácticamente.
 He adquirido muchos conocimientos sobre el mundo de los fuegos de artificio.
 Me ha sorprendido la cantidad de química que ha escondida detrás este mundo.
Gracias al trabajo he podido entender conceptos químicos un poco complejos.
 Me he dado cuenta que España es un país que exporta una gran cantidad de
pirotecnia al extranjero.
 Cómo ya sabía, los estadounidenses son los mayores consumidores de fuegos
artificiales.
 Los fuegos artificiales, petardos, y fuentes de colores son especialmente caros.
Además de tener un precio elevado, son muy contaminantes. Habría que investigar
nuevos fuegos artificiales más ecológicos por el medio ambiente.
 Gracias a la tercera y última práctica que hice, he aprendido a hacer un piromusical
mediante un programa informático.
 Cómo he tenido que traducir muchas páginas, me ha ayudado a reforzar mi inglés.

41. Por todo esto, estoy muy satisfecha del trabajo que he realizado, puesto que
personalmente he aprendido a ser más constante y más responsable. Me ha
ayudado a sintetizar y resumir con más facilidad. La realización de este trabajo no ha
sido fácil pero ha valido la pena, y estoy contenta de cómo ha quedado.
Para futuros interesados en el tema, se podría hacer una investigación sobre los
petardos y las fuentes de colores, que son más económicos y fácilmente asequibles.
Además, haría falta más información tanto en libros como la Internet, en castellano o
catalán.

42. GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Turno abierto de preguntas