PIROTECNIA

PIROTECNIA

. È l'arte della fabbricazione dei fuochi d'artificio, composizioni di materie combustibili che producono effetti di fuoco brillanti per varietà, forma, luce e colore. Si usano generalmente per fare spettacoli in occasione di feste oppure anche per segnalazioni militari.

Sembra che i fuochi d'artificio fossero già conosciuti dai Cinesi nei tempi antichissimi e sembra che di là essi siano stati introdotti in Europa verso il sec. XIII, le prime notizie su di essi coincidendo con quelle riguardanti la polvere nera: cenni infatti sui fuochi artificiali si trovano negli scritti di Ruggero Bacone, di Marco Greco, di Alberto Magno. In Italia, i primi a dedicarvisi con un certo successo furono i Bolognesi e i Fiorentini, verso il sec. XIV; si sa infatti dalle cronache del tempo che in occasione delle feste di S. Giovanni e dell'Assunzione in Firenze si dava spettacolo con i fuochi d'artificio: così a Roma in Castel S. Angelo e sulla cupola di S. Pietro. Verso il sec. XVII vi erano due scuole in Europa: quella del nord Europa che aveva come centro Norimberga e quella italiana. La prima, per quanto producesse dei risultati migliori dal punto di vista puramente pirotecnico, non riusciva, però, a competere con quella italiana. i cui fuochi erano elaborati più esteticamente e preparati con maggior numero di accessorî scenici. Un considerevole merito nel progresso della tecnica e dell'estetica dei fuochi ebbero i Ruggieri di Bologna, i veri dominatori in questo campo durante la prima parte del sec. XVIII: non solo diedero spettacoli pirotecnici in molte città d'Italia, ma anche all'estero: celebri quelli di Versailles per le feste di corte di Luigi XV e di Londra in occasione della celebrazione della pace di Aquisgrana nel 1748. Nel sec. XIX i fabbricanti di fuochi artificiali aumentarono notevolmente di numero e da allora in poi gli spettacoli pirotecnici furono un complemento necessario di ogni festa tanto nelle città quanto nelle campagne.

Fin dalla loro origine i fuochi artificiali furono costituiti da un tubetto leggiero, incombustibile, chiuso a una estremità e riempito di miscela analoga alla polvere nera: da questi pezzi montati su armature mobili o fisse e variamente collegati fra loro si ottenevano i più svariati effetti. Tali effetti però furono fino al principio del sec. XIX solo di luce bianca; in seguito, con l'introduzione dapprima del clorato di potassio e in seguito del magnesio e dell'alluminio e quindi di nuove formule di miscele combustibili, si ottennero grandi progressi sia per un migliore effetto estetico per colore, splendore, rapidità di combustione, sia nell'osservanza di norme di sicurezza che tendono a eliminare le probabilità d'infortunio.

Composizioni pirotecniche. - I pezzi elementari dei fuochi artificiali sono riempiti di miscele che bruciano rapidamente e che contengono in sé l'ossigeno necessario alla combustione. Il materiale più adoperato in pirotecnia è la polvere nera finemente macinata, ridotta cioè al cosiddetto polverino, la quale è composta di nitrato potassico (salnitro), che è la materia ossidante, ossia che fornisce l'ossigeno per la combustione, e di carbone e zolfo, che sono le materie combustibili. Variando opportunamente le percentuali di queste materie si può far variare la velocità di combustione della miscela.

I fuochi possono bruciare con fiamma bianca o colorata. La proprietà di bruciare con fiamma di determinato colore è dovuta allo svolgimento di vapori che formano nella fiamma i prodotti atti a colorarla. Le sostanze con cui si ottengono fiamme colorate sono le seguenti: il magnesio e l'alluminio dànno una luce bianca vivissima; il magnesio non è troppo usato per il suo alto prezzo e l'alluminio è pericoloso per la sua facile infiammabilità e per la poca stabilità delle sue miscele con materie ossidanti. Attualmente si cerca di adoperare una speciale lega di magnesio e alluminio usando inoltre, come ossidante, anziché il nitrato di potassio, che non dà sufficiente temperatura alla fiamma, quello di bario. Dallo zinco, dall'arsenico e dall'antimonio o da alcuni loro composti si ottiene una fiamma bianco-azzurrognola. I composti del sodio dànno una fiamma gialla; quelli del calcio una fiamma di color rosso chiaro e quelli di stronzio una fiamma di color rosso carminio; i composti del bario forniscono la fiamma verde chiaro e alcuni del rame la fiamma verde cupo. La fiamma azzurra si ottiene con composti di rame e piombo; quella violetta chiara con composti di potassio; quella violetta scura con dei miscugli di materie che colorano la fiamma in rosso e azzurro.

Preparazione dei pezzi. - I pezzi pirotecnici sono formati da miscele pirotecniche racchiuse entro cartocci; oltre alla miscela, i cartocci talora contengono i fuochi di guarnizione, ossia piccoli fuochi che servono a completare l'effetto del fuoco maggiore. I diversi ingredienti che formano miscele devono anzitutto essere finemente polverizzati. Alla scopo conviene usare un mortaio adatto alla sostanza su cui si opera: si evita, ad esempio, di triturare sali di rame o polvere nera in mortai di ferro. Inoltre gl'ingredienti devono essere triturati separatamente, e poi mescolati, avendo l'avvertenza di formare le miscele definitive usando con molta cautela delle spatole di legno o delle barbe di penna. Volendo ottenere miscele di polvere finissima si possono poi setacciare con staccio di seta. Talvolta il mescolamento degl'ingredienti si fa a caldo o per fusione; solo però per quelle sostanze che, scaldate alla temperatura di fusione, non si accendono: si fonde dapprima la sostanza che ha il punto di fusione più basso e poi vi si versa dentro l'altra sostanza, mescolando fino a completa fusione.

I cartocci sono involucri cilindrici di carta arrotolata su diversi strati, fino a ottenere un conveniente spessore delle pareti, e incollata. La confezione del cartoccio può essere fatta a secco, quando solo l'orlo della carta è incollato, o a umido, quando la colla copre l'intera superficie della carta. Per i fuochi a scintille, i cartocci, che debbono sopportare una forte pressione, non devono bruciare insieme con la composizione: perciò, almeno per gli strati esterni, la carta deve preventivamente essere stata immersa in soluzione che la renda incombustibile. Allo scopo, le sostanze che possono essere impiegate sono il vetro solubile, il solfato di ammonio, l'allume, l'acetato di piombo. L'incombustibilità dei cartocci è necessaria specialmente per quei pezzi pirotecnici che vengono lanciati in aria, come i razzi, affinché, dovunque vadano a cadere, non costituiscano un pericolo d'incendio. Invece, per fuochi a fiamma le pareti si fanno più sottili e con carta resa facilmente combustibile mediante immersione in soluzione di salnitro. Il cartoccio, ultimato ed essiccato, viene poi strozzato a una estremità mediante legatura con spago in modo che resti libera solo una stretta apertura sufficiente per il passaggio, ove occorra, dello stoppino incendivo. Durante il caricamento, l'apertura viene ostruita con carta che poi si toglie per collocarci l'incendivo.

L'introduzione delle miscele nei cartocci è compiuta in due modi: o versando successivamente piccole quantità di miscela per mezzo di una paletta di adeguata grandezza, oppure riempiendo i cartocci per mezzo di un imbuto, nel cui tubo passa una bacchettina di metallo di diametro poco più piccolo di quello del tubo; muovendo la bacchetta dal basso in alto alternativamente si libera, volta per volta, una piceola quantità della miscela, ehe scende nel cartoccio e viene pestata sul fondo dalla bacchetta. Quest'ultimo sistema viene specialmente usato per piccoli cartocci.

Per quanti esperimenti si siano fatti, questi sistemi a mano non hanno mai potuto essere sostituiti con relativi mezzi meccanici. E ciò specialmente per la grande cura che occorre avere nella confezione dei pezzi, onde evitare ogni pericolo di accensione delle miscele.

Al fondo del cartoccio, nel foro lasciato opportunamente libero, si infila l'innesco per produrre a tempo opportuno l'accensione del pezzo. Gl'inneschi più comunemente usati sono gli stoppini; altri sono le micce rapide e lente, le carte incendive, i cordoncini incendivi, gl'inneschi elettrici, le fiaccole da artificiere, le micce di fulmicotone, le cartucce innesco, le candele incendive. La pasta adoperata per la preparazione degl'inneschi è composta di polverino, gomma arabica e alcool; in essa s'immergono cordoncini di cotone (stoppini) o liste di carta (carte incendive). Per la rapida comunicazione del fuoco a molti pezzi pirotecnici si adoperano specialmente gl'incendivi al fulmicotone e gl'inneschi elettrici.

Elementi di un fuoco d'artifizio. - Gli elementi che compongono un fuoco d'artifizio possono essere fissi (fuochi fissi) e aerei (fuochi aerei).

I fuochi fissi sono quelli destinati a bruciare da fermo o semplicemente muovendosi con un'armatura qualsiasi. Tra i fuochi fissi sono molto usate le fontane, che gettano fuoco e scintille a forma di fontana. Sono chiusi all'estremità del cartoccio, sopra la legatura, da uno straterello di argilla forata al centro per l'introduzione dello stoppino e l'uscita del getto di fuoco. Si dividono in fontane "da giuoco", che sono fisse verticalmente e si accendono una dopo l'altra, "da giardino" come le prime, ma che si accendono contemporaneamente, e "a rotelle" per far girare degli assi mobili: queste ultime hanno composizione più viva e foro più piccolo perché il getto esca con maggiore forza. La composizione della miscela è a base di polvere, carbone, nitro e zolfo; volendo il fuoco più brillante, accompagnato da scintille, si aggiunge limatura di ferro o di acciaio.

Le botte o castagnole servono a produrre scoppî all'inizio e alla fine dello spettacolo. Sono a polvere o a composizione fulminante (clorato di potassa, zolfo e carbone, o clorato di potassa e antimonio). Gli scoppî di questi ultimi sono molto più forti.

I fuochi di bengala o lance si adoperano per illuminare disegni di templi, castelli, stemmi, ecc. Le lance hanno il cartoccio più fino di quello dei bengala; ambedue si caricano con l'imbuto e la bacchetta. Possono produrre fuochi di diverse successive colorazioni e allora vengono caricati con strati di composizione diversamente colorata. La successione delle colorazioni deve essere la seguente: bianco, verde, rosso con interposizione di azzurro, giallo o violetto.

Le candele romane sono fontane con cartoccio molto lungo, in cui a composizioni vive si alternano stelle: queste riposano su piccole cariche di polvere che hanno lo scopo di proiettarle fuori. Una varietà delle candele romane sono i mosaici, i quali invece di stelle lanciano fuori dei globetti di fuoco, che lasciano dietro di loro una lunga coda di scintille.

Oltre a questi, abbiamo gli sbruffi, che servono a lanciare stelle con accompagnamento di scoppio, mentre i mortaretti lanciano granatine; le fiamme, specie di bengala molto grossi che dànno un gran splendore a luce bianca o colorata, e i tracchi, che bruciando formano una striscia di fuoco a sinusoide.

I fuochi aerei sono quelli che fanno il loro effetto in aria, come i razzi, i carciofi, le bombe.

I razzi sono i più comunemente usati: si compongono di una canna tubolare che è un cartoccio, come quello usato per le fontane, riempito dalla composizione pirotecnica (generalmente polvere nera e carbone), e che ha nella carica un lungo foro tronco-conico detto "anima". Tale foro, che attraversa per circa ²/₃ la lunghezza del cartoccio, ha lo scopo di far estendere l'accensione a quasi tutta la carica simultaneamente, per dare, col maggior volume di gas prodotti, maggior forza al lancio del razzo. Il foro si forma lasciando nel cartoccio, mentre si carica, una spina tronco-conica e pestando la composizione con bacchette opportunamente forate. La parte non attraversata dal foro si chiama massiccio e serve a dare il lancio ai fuochi di guarnizione (stelle colorate, castagnole, razzetti, bengala, ecc.) contenuti nel calice, altro cartoccio più sottile del primo, attaccato alla parte superiore di questo, in modo da fare con esso un unico cilindro. I fuochi di guarnizione del calice sono separati dalla composizione da uno straterello di argilla attraverso il quale passano gli stoppini, immersi nel massiccio, che servono all'accensione dei fuochi di guarnizione. Nella parte inferiore dell'anima si colloca l'apparato incendivo e infine al corpo del razzo si attacca, con legature, una cannuccia detta governale o bacchetta di direzione, che serve a dirigere il razzo. Vi sono diverse varietà di razzi: il razzo a carciofo: quest'ultimo attaccato superiormente al razzo prende fuoco contemporaneamente; il razzo a catena, composto di due razzi uniti ad angolo sulla stessa bacchetta di direzione: sale girando con doppia coda di fuoco; razzo con guarnizione di razzetti sovrapposti; razzi consecutivi, cioè un razzo grande con uno più piccolo sovrapposto con un'unica bacchetta di direzione; razzi a paracadute: nel calice contengono polvere e una scatoletta di latta con polvere di bengala e un piccolo paracadute: quando il razzo giunge al termine della corsa, lo scoppio della polvere contenuta nel calice accende la mistura della scatola facendo uscire il paracadute e il razzo scende lentamente illuminato dal fuoco della miscela di bengala.

I carciofi, detti anche vortici o razzi da tavola, sono delle fontane che girano dapprima su sé stesse formando un girasole, e poi sempre girando s'innalzano in forma di colonna di fuoco. Sono formati da una fontana piuttosto lunga a cui si praticano due buchi lateralmente, alle estremità, e altri quattro lungo una direttrice del cilindro, e si uniscono i primi due fra loro con uno stoppino e gli altri quattro con altro stoppino. Si lega poi il cilindro su un pezzo di cerchio di un setaccio, con i quattro buchi della direttrice volti in basso, e si accende su un tavolo: i due buchi laterali fanno girare il carciofo e gli altri quattro lo fanno sollevare. Si possono unire due o più carciofi attorno a un perno comune, dando luogo ai carciofi composti, generalmente muniti anche di guarnizioni (bombe, oppure paracadute, ecc.).

Le bombe o granate sono cartocci pieni di piccoli fuochi che, lanciati dai mortai, arrivano a una certa altezza e scoppiano lanciando in tutte le direzioni i fuochi contenuti. Il mortaio è di ferro, tenuto verticalmente da una base di legno duro; per piccole granate, il mortaio può essere di cartone. Le granate si dividono in semplici e composte. Le prime sono a scoppio unico e possono essere a stelle, a pioggia, a serpentelli, a granatine, a paracadute, luminose, ecc.; le seconde sono quelle che, giunte a una certa altezza, scoppiano due, tre, quattro, anche dieci volte, lanciando a ogni scoppio fuochi differenti.

Oltre ai fuochi fissi e aerei, vi sono i fuochi di guarnizione, piccoli fuochi che stanno nell'interno di altri maggiori; di essi i più comuni sono le stelle, i serpentelli e le colombe, che sono piccole fontane, le girandolette, i lumi a botta, le piogge di fuoco, le piogge con lumi sotto, le stelle a serpentelli, le fiammette a vario colore, tutti simili a fontane o a bengala.

Mediante le combinazioni dei sopradescritti elementi di fuochi, ai quali fu conservata la vecchia denominazione tradizionale, si costruiscono, secondo la fantasia e il gusto degli artificieri di professione, i pezzi più o meno complessi, la cui accensione simultanea o successiva dà luogo allo spettacolo pirotecnico.

Così, oltre agli svariati tipi di razzi, sia isolati, sia a mazzetti, sia a grandi mazzi, si formano le cosiddette ruote luminose, orizzontali, o verticali, o aeree, i girasoli, i soli fissi, i soli giranti, i soli di fontane, le farfalle o girandole volanti, le colonne giranti, i castelletti a sbruffi, le batterie di botte e di candele romane, i dischi di fuoco, ecc.

Qui però importa segnalare come anche nell'arte dei fuochi di artificio già sono apparsi i segni di una moderna evoluzione. In passato uno spettacolo pirotecnico si componeva secondo norme e tradizioni, quasi convenzionali e immutabili. Oggi in luogo di una successione di fantasmagorie luminose e di scoppî rimbombanti, disposti in serie, senza legame, e se vogliamo anche di notevole effetto, si è compreso che la pirotecnia può fornire materia a un linguaggio espressivo suggestivo e armonioso, e si tende a trattarne motivi luminosi con gusto artistico.

Pirotecnia militare. - La pirotecnia militare utilizza i fenomeni luminosi, o altri fenomeni, che accompagnano la combustione di adatte miscele, a scopo di segnalazioni o d'illuminazione o per il lancio di messaggi, ecc. Essa comprende razzi da segnalazione diurna o notturna, con paracadute o senza, razzi sibilanti e razzi lanciamessaggi, proiettili illuminanti e incendiarî, bombe fumogene, pallottole a scie luminose per armi portatili o per mitragliatrici antiaeree, torce, ecc.

Nella pirotecnia militare si comprendono anche i mezzi accessorî, intermediarî più idonei a ottenere dalle cariche di esplosivi gli speciali effetti richiesti per ogni singolo caso d'impiego. Per questi v. esplosione; esplosivi.