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Introduzione

Fuochi d’artificio Sostanze chimiche in grado di dar luogo a reazioni di esplosione accompagnate da fenomeni luminosi e sonori, e in genere da produzione di fumo. Lo studio dei metodi per la preparazione e l’impiego di tali sostanze è detto “pirotecnica”.

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Costituenti dei fuochi artificiali

La maggior parte dei fuochi d’artificio è costituita da composti chimici capaci di liberare ossigeno, quali ad esempio il nitrato di potassio (salnitro), e da sostanze che reagiscono con questo elemento sviluppando calore e luce, come il carbone e lo zolfo. Una miscela di salnitro, zolfo e carbone costituisce la polvere pirica (o “polvere nera”), ampiamente usata a scopi ricreativi prima di essere adibita strettamente all’uso militare. Nel XIX secolo il nitrato di potassio venne sostituito dal clorato di potassio, un composto che tuttora è impiegato nella fabbricazione di fuochi artificiali.

Molte sostanze infiammabili, come l’amido, la gomma, il saccarosio e le resine naturali, sono usate nelle miscele esplosive al posto del carbone e dello zolfo. I colori brillanti dei fuochi d’artificio sono prodotti incorporando in queste miscele particolari composti metallici.

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Tipi di fuochi artificiali

Nella maggior parte dei fuochi artificiali la miscela esplosiva, o “carica”, è contenuta in contenitori di carta che vengono incendiati per mezzo di una miccia o di uno stoppino. Tra gli artifici più comuni troviamo il petardo, usato principalmente per produrre rumore; la candela romana, un contenitore cilindrico sistemato nel terreno, che produce lapilli luminosi di vari colori a intervalli di tempo regolari; la ruota, o girandola, gruppi di piccoli fuochi posizionati su un supporto circolare che, una volta accesi, provocano una rapidissima e appariscente rotazione di quest’ultimo; il sole, simile alla ruota ma con i fuochi disposti in modo da non ruotare e provocare solamente “raggi” di scintille; la spirale, un tubo arrotolato a forma di spirale che ruota velocemente dopo essere stato acceso.

I più spettacolari ed elaborati sono però i fuochi artificiali propriamente detti: si tratta di razzi che esplodono alti nel cielo e producono effetti luminosi e sonori di vario tipo, usati in particolari manifestazioni ricreative. Sono considerati fuochi artificiali anche i razzi di segnalazione e i fumogeni impiegati a scopo militare.

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Fuochi militari e fumogeni

I fuochi pirotecnici forniscono un metodo di segnalazione particolarmente utile in condizioni di scarsa visibilità. La pistola Very, inventata dall’ufficiale navale statunitense Edward Wilson Very nel 1877, ha un aspetto simile a quello di una normale pistola con canna corta e di grosso calibro; spara piccole sfere colorate, che somigliano a quelle prodotte da alcuni petardi. I proiettili rossi rappresentano universalmente un segnale di pericolo, mentre diverse combinazioni di rosso, verde e bianco assumono significati differenti secondo i codici standard. Fuochi che vengono sparati in aria e scendono poi lentamente grazie a un piccolo paracadute sono usati per fornire un’adeguata illuminazione durante le operazioni militari.

I più importanti fuochi militari sono però i fumogeni. Nel periodo fra le due guerre furono messi a punto diversi sistemi per produrre fumo molto denso, a base di composti chimici quali l’acido clorosolfonico o il tetracloruro di titanio. Agli inizi degli anni Quaranta del Novecento alcuni scienziati statunitensi, fra cui Irving Langmuir, cominciarono ad analizzare le sospensioni dal punto di vista teorico, deducendo che l’efficacia del fumo dipende in modo sostanziale dalla dimensione delle particelle che lo costituiscono; fumi composti da particelle di raggio pressoché uguale risultano molto densi e opachi. Fu inoltre dimostrato che, mentre i fumi neri o colorati assorbono la radiazione luminosa, quelli bianchi la disperdono, risultando più efficaci dal punto di vista militare (la luce dispersa può infatti confondere l’osservatore).

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Applicazioni industriali e per la sicurezza

I fuochi artificiali trovano numerosi impieghi anche nel settore industriale. La termite, realizzata con alluminio granulare, è usata ad esempio nelle saldature.

Speciali torce vengono disposte lungo le strade per segnalare agli automobilisti la presenza di interruzioni, di lavori in corso o di altri pericoli, e sono utilizzate dalle navi e dagli aerei per le comunicazioni visive quando tutti gli altri sistemi non sono operativi.

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Cenni storici

L’arte di mescolare e di confezionare sostanze diverse è molto antica, e probabilmente esisteva in Cina molti anni prima di svilupparsi in Europa. I cinesi costruivano razzi da guerra ed esplosivi fin dal VI secolo, e le tecniche che essi utilizzavano si diffusero in Arabia nei secoli successivi. Alcuni storici sostengono che la polvere da sparo venne introdotta in Cina durante il dominio della dinastia Sung (960-1279), e varie cronache cinesi fanno menzione dell’uso di razzi contro gli invasori mongoli nel 1279. Generalmente vi è pieno accordo sul fatto che siano stati i mongoli a introdurre la polvere da sparo in Europa, intorno al 1241. La prima testimonianza autorevole dell’uso di questa sostanza risale comunque al 1258.

Le armi e la polvere da sparo erano fabbricati da esperti militari, che producevano anche i fuochi artificiali per le celebrazioni delle vittorie o per le manifestazioni in tempo di pace. Verso la metà del XIX secolo i fuochi d’artificio divennero popolari in tutto il mondo, e ancora oggi gli spettacoli pirotecnici sono assai diffusi e godono di immutato successo. I rischi associati all’uso dei fuochi artificiali ne scoraggiano l’impiego non controllato o da parte di non specialisti.