1. ¿Por qué un cohete no se abre en el instante en que se enciende y cuántos segundos antes hay que encenderlo?
Cuando la música da un golpe fuerte, el cohete se abre. Para el público, parece instantáneo. Sin embargo, los fuegos artificiales no se abren en el momento exacto en que se encienden. La esfera sale del tubo, sube al cielo y luego se abre. Para las esferas de calibre 10, se dice que el tiempo desde el encendido hasta la apertura (incluyendo el ascenso) es de aproximadamente 6,5 segundos [1]. Es como contar hasta seis y esperar un poco más.
Por lo tanto, si queremos que la apertura coincida con la nota musical, debemos encender la mecha unos 6,5 segundos antes. No sincronizamos el encendido, sino la apertura. Pero, ¿es este tiempo de espera igual para todos los cohetes?
2. ¿Por qué las esferas de fuegos artificiales más grandes tardan más en abrirse?
El tamaño de la esfera se expresa en “号” (gō). Según los datos de una empresa de fuegos artificiales, el tiempo estimado desde el encendido hasta la apertura varía: para el calibre 3 son 3,0 segundos; para el 5, 4,0 segundos; para el 10, 6,5 segundos; para el 20, 10,0 segundos; y para el 30, 12,0 segundos [1]. A mayor tamaño, mayor tiempo de espera.
Este tiempo lo determina la mecha, que actúa como un temporizador. En las esferas grandes, la mecha es más larga [2]. Una esfera de calibre 10 se dice que tiene un diámetro de apertura de unos 300 metros [7], por lo que su espera es considerable.
Es curioso cómo aumentan los números. Entre el calibre 3 y el 30, el número del calibre es 10 veces mayor. Pero el tiempo de espera pasa de 3,0 a 12,0 segundos, es decir, 4 veces más (12,0 ÷ 3,0). Aunque el número del calibre se multiplica por 10, el tiempo no se multiplica por 10. Para sincronizar la música, hay que ajustar el momento de encendido según el tipo de esfera. ¿Lo hace una persona mirando un reloj?
3. ¿Cómo sabe el ordenador cuándo debe encender cada esfera con ignición eléctrica?
En los grandes espectáculos de los años 2020, es común usar ignición eléctrica. Con tubos conectados por cables, se puede encender desde lejos y el momento de disparo se programa previamente en un ordenador [2].
Los fuegos artificiales que se sincronizan con la música suelen llamarse "Music Star Mine". No es solo música de fondo; un programa sincroniza la ignición con la música [4]. Un artículo explica que se calcula todo, desde el lanzamiento hasta la extinción, y se programa en unidades de 1/30 de segundo [5]. Si convertimos los 6,5 segundos de espera a estos intervalos, son 195 fotogramas (6,5 × 30).
La empresa Nihonbashi Marutamaya explica que realizó el primer espectáculo en Japón que sincronizó fuegos y ordenadores. Según sus documentos, fue en 1995 [6]. Es la explicación de la empresa; conviene tomarla como tal. Pero, ¿el tiempo que tarda la señal eléctrica en llegar causa errores?
4. ¿Cuánto dura la corriente eléctrica que enciende el cohete?
¿Cuánto dura la corriente de ignición? En un ejemplo de una patente extranjera, se indica que se aplican unos 12 voltios y hasta 5 amperios al componente de ignición durante unos 12,5 milisegundos, y el ordenador puede cambiar al siguiente encendido en menos de 1 milisegundo [8]. Un milisegundo es una milésima de segundo.
12,5 milisegundos son 0,0125 segundos. Si dividimos el tiempo de espera de la esfera de calibre 10 (6,5 segundos) entre este tiempo, el resultado es aproximadamente 520 veces mayor (6,5 ÷ 0,0125). Esto significa que el tiempo de envío de la señal eléctrica es mucho más corto que el tiempo que tarda la esfera en subir y abrirse.
En este ejemplo, la mayor parte de la espera depende de la esfera misma. Sin embargo, este dato no nos dice si hay retraso en la llegada de la señal. Además, es un ejemplo de una máquina de una patente extranjera y puede no coincidir con los equipos usados en Japón. Entonces, ¿el tiempo de espera de la esfera es siempre idéntico?
5. ¿Por qué se ajusta el reloj del sistema durante el espectáculo de fuegos artificiales?
Las patentes extranjeras explican que el sistema controla el lanzamiento, no la apertura. El tiempo entre el lanzamiento y la apertura es casi constante, pero puede variar según el tipo de esfera o el lote de fabricación [3].
En el diseño de esta patente, el operador puede adelantar o retrasar ligeramente el reloj base durante el espectáculo para corregir el conjunto [3]. Es decir, hay diseños donde una persona hace el ajuste final. Otra solución es compartir la hora de la música. Usando códigos de tiempo de audio (como SMPTE), se sincronizan efectos sonoros y varios lugares de lanzamiento lejanos [8]. La música y los fuegos se mueven mirando el mismo reloj. Las patentes son descripciones de diseños y no necesariamente reflejan cómo operan todos los espectáculos en Japón.
Hasta aquí, la apertura coincide con la música. Pero, ¿qué pasa con el sonido que llega a nuestros oídos?
6. ¿Por qué oímos el sonido del fuego artificial después de ver su luz?
A veces, pasa entre 2 y 3 segundos desde que vemos la luz del fuego artificial hasta que oímos el sonido. Esto depende del lugar desde donde miramos [2]. Hay una diferencia natural entre la luz y el sonido en los fuegos artificiales.
La sincronización con la música (poner la apertura en el tiempo musical) es diferente a la diferencia entre ver la luz y oír la explosión. Los espectáculos con música sincronizan el momento en que la esfera se abre en el cielo, no el momento en que se enciende ni cuando el sonido llega a tu oído. Para poner esa apertura en el tiempo musical, el encendido comienza segundos antes, se calcula la espera por esfera, la señal eléctrica enciende la mecha y, durante el show, se ajusta el reloj.
Esta diferencia entre luz y sonido se puede comprobar con tus propios ojos y oídos.
7. Cómo contar los segundos entre la luz y el sonido de un fuego artificial
Si vas a un espectáculo de fuegos artificiales, cuando veas el destello, cuenta mentalmente "uno, dos, tres" y detente cuando oigas el "boom". Se dice que a veces tarda entre 2 y 3 segundos [2]. En lugares con mucha gente, presta atención a tu alrededor y hazlo desde un lugar seguro.
En casa, puedes simular el cálculo del encendido. Elige una canción y marca un momento donde la música suene fuerte. Mide con un cronómetro desde el inicio de la canción hasta ese momento. Luego, inicia la canción y el cronómetro al mismo tiempo. Golpea la mesa suavemente cuando falten 6 segundos para el momento fuerte (si el golpe es a los 20 segundos, golpea a los 14). Luego cuenta hasta 6. ¿Coincide el final de la cuenta con el golpe musical? Como la espera del calibre 10 es de 6,5 segundos, con 6 segundos queda un desfase de 0,5 segundos. Si ves cuál ocurrió primero, entenderás por qué se ajustan los relojes en los espectáculos reales.
Para leer más, puedes consultar la página de fuegos artificiales de Honda Kids [2] o la columna de Mitsubishi Electric [4].