Les cercaviles de foc i els correfocs són uns dels espectacles més emblemàtics de la cultura popular, especialment als Països Catalans. En aquestes celebracions, els diables i les bèsties corren pels carrers disparant diferents artificis pirotècnics mentre obren pas a celebracions festives, o simulen lluites basades en la tradicional confrontació entre el bé i el mal. Tot i que les cercaviles de foc tenen arrels molt antigues, documentades ja al segle XIV amb el Ball de Diables, no va ser fins al segle XX que van adquirir la forma espectacular que coneixem avui. Les cercaviles de foc combinen tradició, art... i ciència: sense la química no seria possible l'espectacle de llum, color, calor i so que agrada tant a tothom.
El concepte correfoc comença a aparèixer a l'àmbit de les festes populars amb presència de bèsties i diables l'any 1981, quan l'Ajuntament de Barcelona s'inventa aquesta denominació per batejar un acte sense tradició però amb presència de bèsties i diables en el marc de les festes de la Mercè. Des d'aleshores, el concepte correfoc ha quedat com una modalitat d'actuació de bèsties i diables deslligada de les tradicionals cercaviles i processons, i normalment adreçada a la participació activa dels espectadors, però allunyada de la presència del foc de diables i bèsties en actuacions més tradicionals, com al Camp de Tarragona, Penedès, Garraf o Priorat.
Si mirem de més a prop els elements químics implicats, veurem com una sèrie de reaccions transformen l'energia química en els efectes tant visuals com sonors que caracteritzen les celebracions amb foc festiu de bèsties i diables. Quines substàncies són les responsables de generar aquest espectacle?
Els ingredients de la pirotècnia
En una celebració amb foc festiu, els materials pirotècnics utilitzats són combinacions específiques de substàncies químiques que generen colors brillants, espurnes i explosions. Alguns dels elements més habituals en la seva composició són la pólvora negra, els metalls, les sals metàl·liques i els agents oxidants. Cada component aporta el seu gra de sorra perquè esclati l'espectacle.
La pólvora negra és una mescla composta habitualment per:
- 75% de nitrat de potassi (KNO3): actua com a agent oxidant i subministra l'oxigen necessari perquè es produeixi la combustió.
2 KNO3 (s) → 2 KNO2 (s) + O2 (g)
- 15% de carboni vegetal i 10% de sofre: actuen com a combustibles.
C(s) + O2 (g) → CO2 (g)
S(s) + O2 (g) → SO2 (g)
Quan aquestes substàncies reaccionen, s'allibera una gran quantitat d'energia en forma de calor i gasos, que produeix una explosió. Malgrat que la pólvora negra encara s'utilitza en molts espectacles de foc, en l'actualitat s'ha vist complementada per altres tipus de pólvora més moderns, com la de nitrocel·lulosa, també anomenada pólvora sense fum. Aquesta mescla química és més eficient, produeix menys residus i té un impacte ambiental menor. Tot i això, en les celebracions amb foc festiu la pólvora negra continua sent l'element principal.
Equació simplificada de la combustió de la pólvora:
10 KNO3 (s) + 8 C (s) + 3 S (s) → 2 K2CO3 (s) + 3 K2SO4 (s) + 6 CO2 (g) + 5 N2 (g)
Una de les parts més espectaculars dels correfocs és la varietat de colors que produeixen les flames i les espurnes. Aquesta diversitat cromàtica és el resultat de la presència de metalls i sals metàl·liques, que són compostos químics formats per metalls i altres elements. Quan aquests compostos es cremen, emeten llum de diferents colors. Durant la combustió, els metalls produeixen efectes diversos. L'emissió d'energia és variada i dona lloc a colors que, si ens hi fixem bé, podrem distingir.
Això és degut a dos fenòmens, anomenats incandescència i luminescència. El primer fa que les substàncies emetin llum en funció de la seva energia tèrmica. És a dir, quan un material comença a escalfar-se, emet radiació infraroja que no podem percebre. A mesura que la seva temperatura augmenta, aquesta radiació entra a l'espectre visible. D'aquesta manera, si es controla la temperatura a la qual cremen els focs artificials, es pot manipular el color de la llum que emeten. Les substàncies, però, també poden emetre llum sense recórrer a la calor. Mitjançant reaccions químiques podem canviar els nivells d'excitació dels electrons d'una substància, de manera que siguin aquests electrons els que emetin llum i donin lloc al fenomen que anomenem luminescència. Les substàncies més adequades per produir aquest efecte dins de l'espectre visible són les sals inorgàniques d'alguns metalls com el liti, el sodi, el bari, el calci o l'estronci.
Alguns exemples d'aquestes sals metàl·liques i els colors que generen:
- Sals d'estronci (Sr): vermell. Inclouen compostos com el nitrat d'estronci, el carbonat d'estronci i el sulfat d'estronci.
- Sals de calci (Ca): taronja. Alguns compostos comuns són el carbonat de calci, el clorur de calci i el sulfat de calci.
- Sals de sodi (Na): groc. Alguns dels compostos implicats són el nitrat de sodi, l'oxalat de sodi i la criolita.
- Sals de bari (Ba): verd. S'hi poden trobar el nitrat de bari, el carbonat de bari, el clorur de bari o el clorat de bari.
- Sals de coure (Cu): blau. Inclouen compostos com el clorur de coure, el carbonat de coure i l'òxid de coure.
- Combinació de compostos de coure i estronci: morat (morat o violeta).
- Alumini (Al) i magnesi (Mg): platejat. Aquests metalls produeixen espurnes brillants i de color platejat.
- Magnesi (Mg), titani (Ti) i alumini (Al): blanc brillant, i són capaços d'intensificar la brillantor de les espurnes. Per això són molt utilitzats en la fabricació d'espurnes en els correfocs.
Aglutinants: cohesió i seguretat
A banda dels elements que produeixen llum i color, al correfoc també hi trobem uns compostos anomenats aglutinants, substàncies que mantenen unida la barreja i garanteixen una combustió controlada i segura. Alguns dels més utilitzats són la goma aràbiga i la dextrina, que tenen un paper important en la seguretat i la manipulació de la barreja pirotècnica. La goma aràbiga, per exemple, és una substància d'origen natural que s'extreu de les acàcies, mentre que la dextrina es produeix a partir del midó.
Dextrina
Quan s'encenen els petards...
Quan els diables encenen els petards, tots aquests components reaccionen. La combustió de la pólvora negra genera els gasos que s'expandeixen ràpidament i produeixen l'ona de xoc que percebem com una explosió. Simultàniament, els metalls i les sals metàl·liques generen l'espectacle de colors que il·luminen l'entorn.
La naturalesa d'aquesta explosió depèn de la pressió a què se sotmet el cartutx. En el cas dels petards, la pólvora és dins d'un cilindre, generalment fet de de cartró i argila, que produeix una explosió intensa, però amb pocs efectes visuals. En canvi, les carretilles són més grans que els petards i estan formades per diversos tubs connectats que generen una sèrie d'explosions successives, xiulets i diversos efectes visuals gràcies als metalls i sals metàl·liques que contenen.
Així doncs, darrere de cada espurna, cada flama i cada explosió hi trobem un autèntic espectacle químic sense el qual els correfocs no serien possibles.
