Hoe werken sterretjes (vuurwerk)

Naast knalerwten is er ook een ander soort vuurwerk wat de het hele jaar door gebruikt mag worden: sterretjes. Dit vuurwerk geeft bij verbranding prachtige sterreneffecten. In dit artikel gaan we kijken wat voor pyrotechniek bij sterretjes word toegepast.

 

WAARSCHUWING!

Dit artikel is om lezers te helpen informatie te verkrijgen over de werking van vuurwerk. Het is geen gids voor het bouwen van eigen vuurwerk, probeer nooit vuurwerk uit elkaar te halen. Vuurwerk is complex en moet met veel zorg gemaakt en gebruikt worden, met name om potentieel fatale ongelukken te voorkomen.
Dit is de reden waarom dit artikel geen specifieke chemische formules bevat.

 

OPBOUW

1.    Staaldraad

Dit vormt de basis van de sterretje.

2.    Sterretjes coating

Dit is een pyrotechnisch mengsel.

 

Afbeelding 1 – doorsnede sterretje

De werking van de sterretjes heeft te maken met het pyrotechnisch mengsel.

Waaruit bestaat het pyrotechnisch mengsel voor sterretjes?

Het pyrotechnische mengel bestaat uit hoofdzakelijk uit vier componenten:

Brandstof

Basis van het brandstof zijn metaalpoeders, hiervoor kunnen verschillende soorten toegepast worden afhankelijk van de gewenste soort ‘sterretjes’.

-       Witte sterretjes: aluminium, magnesium, magnalium.

-       Oranje sterretjes: ijzer.

-       Helder witte sterretjes: Titanium.

-       Geel/gouden sterretjes: Ferrotitanium.

Ook worden er andere soorten brandstoffen toegevoegd om de brandsnelheid te beïnvloeden. Dit betreft zwavel en houtskool.

Oxidator (oxyderensmiddel)
De oxidator heeft een belangrijke functie bij sterretjes.

1.    Het produceert zuurstof voor de brandstof

2.    Tijdens de reductie van de oxidator ontstaat gas, deze reactie zorgt ervoor dat stukjes brandend metaalpoeder word weggeschoten uit het pyrotechnisch mengsel.

De oxidator veroorzaakt dus het sterretjes effect.

De meest toegepaste oxidator is kaliumnitraat.

Hiervoor zijn meerdere redenen:

-       Het is een stabiele stof wat niet reageert met andere chemicaliën.
-       Het is instaat om bij reductie veel zuurstof te produceren.
-       Daarnaast is kaliumnitraat vergeleken met andere nitraten niet erg giftig of schadelijk.
Andere toegepaste oxidatoren zijn o.a. bariumnitraat en strontiumnitraat.

Toevoegingen

Om de kleur van de sterretjes te beïnvloeden kan men gebruik maken van toevoegingen zoals chlorides, nitraten of metaalpoeders, voorbeelden hiervan zijn o.a. barium, strontium of koper.

Bindmiddel

Voor de pyrotechnische mengsel van sterretjes word gebruik gemaakt van bindmiddel. Bindmiddel zorgt ervoor dat het pyrotechnisch mengsel een vast geheel word.
Meest toegepaste bindmiddel is ‘witte dextrine’, dit is een groep van koolhydraten wat middels pyrolyse uit zetmeel gewonnen word.

 

Hoe worden de sterretjes gemaakt?
Van deze vier omschreven componenten word met behulp van water een pasta gemaakt.
De staaldraden worden in de pasta gedoopt, hierna moet het pasta drogen zodat het een vaste substantie word.  

 

Afbeelding 2 – het staaldraad kan in verschillende vormen gebogen worden.

Wist je dat…

Er ook handgemaakte sterretjes te koop zijn?

De ‘Hanahana sterretjes’ uit Japan worden met de hand gemaakt en is geheel van natuurlijke materialen.

Zo word de buskruit geproduceerd met stoffen uit de wortel van een volwassen Miyazaki Denneboom.
Doordat het handgemaakt word is er zelfs een wachtlijst voor de mensen die de hanahana sterretjes willen aanschaffen.
Dit en het gebruik van puur natuurlijke producten zorgt ervoor dat dat ze alles behalve goedkoop zijn, elke doos kost ongeveer $100 en bevat 40 sterretjes.

Afbeelding 3 – doos hanahana sterretjes

 

WERKING
 

Bij het aansteken van de sterretje vinden twee reacties plaats:

1.    Verbranding van de metaalpoeder en overige brandstoffen (zwavel en/of houtskool)

2.    Reductie van de oxidant

Hierbij komen gassen vrij, waaronder zuurstof wat de verbranding van de brandstof bevordert. Bij deze reactie worden de brandende metaalpoeders weggeschoten en krijgt men het sterretjes effect.

 

Afbeelding 4 – Het ontbranden van een sterretje

 Wist je dat…
De snelheid waarmee de sterretjes verbranden ongeveer 5 millimeter per seconde is?
Als je sterretjes hebt van 30 centimeter dan heb je 60 seconden plezier!
 

Wist je dat…

Er ook kunstwerken worden gemaakt met behulp van sterretjes en andere soorten vuurwerk?
Tobias Kipp en Timo Pitkämö zijn de artiesten die hiervoor bekend staan, zij noemen deze stijl ‘pyrografie’.

Sterretjes word soms onterecht koud vuur genoemd, maar bij de brandpunt kan de sterretje gemakkelijk een temperatuur bereiken tussen de 1000 en 1600 °C.

Ook met dit vuurwerk moet men dus zorgvuldig omgaan.