fuente de calor pirotécnica

Una fuente de calor pirotécnica , también llamada pastilla de calor , es un dispositivo pirotécnico basado en una composición pirotécnica con un encendedor adecuado . Su función es producir una cantidad controlada de calor. Las fuentes de calor pirotécnicas suelen basarse en composiciones de combustible- oxidante similares a la termita (o, a veces, a las composiciones de retardo ), con una velocidad de combustión lenta, alta producción de calor a la temperatura deseada y baja o nula producción de gases.

Las fuentes de calor pirotécnicas pueden activarse de diversas maneras. Los métodos más comunes son la cerilla eléctrica y el fulminante .

Las fuentes de calor pirotécnicas se utilizan a menudo para la activación de baterías térmicas , donde sirven para fundir el electrolito. Existen dos tipos principales de diseño. Uno utiliza una tira de mecha (que contiene cromato de bario y polvo de circonio metálico en un papel cerámico) a lo largo del borde de las pastillas calefactoras para iniciar la combustión. La tira de mecha se dispara normalmente mediante un encendedor eléctrico o un detonador mediante la aplicación de corriente eléctrica. El segundo diseño utiliza un orificio central en el conjunto de la batería en el que el encendedor eléctrico de alta energía dispara una mezcla de gases calientes y partículas incandescentes . El diseño con orificio central permite tiempos de activación mucho más rápidos (decenas de milisegundos) en comparación con los cientos de milisegundos del diseño con tira en el borde. La activación de la batería también se puede lograr mediante un fulminante de percusión , similar a un cartucho de escopeta . Es deseable que la fuente pirotécnica no contenga gases. La fuente de calor estándar suele consistir en mezclas de polvo de hierro y perclorato de potasio en proporciones de peso típicas de 88/12, 86/14 y 84/16. Cuanto mayor sea el nivel de perclorato de potasio, mayor será la producción de calor (nominalmente 200, 259 y 297 calorías/gramo, respectivamente). El tamaño y el grosor de los gránulos de perclorato de hierro tienen poca influencia en su velocidad de combustión; sin embargo, el efecto de la densidad, la composición y el tamaño de partícula tienen un efecto significativo en la velocidad de combustión y pueden usarse para ajustarla al perfil de producción de calor deseado. ^{[ 1 ]} Otra composición en uso es circonio con cromato de bario . ^{[ 2 ]} Otra mezcla es 46,67 % en peso de titanio , 23,33 % de boro amorfo y aproximadamente 30 % de cromato de bario . Otra más es 45 % en peso de tungsteno , 40,5 % de cromato de bario , 14,5 % de perclorato de potasio y 1 % de aglutinante de resina de acetato de alcohol vinílico . ^{[ 3 ]}

Las reacciones que producen componentes intermetálicos , por ejemplo, circonio con boro , pueden utilizarse cuando se desea un funcionamiento totalmente libre de gases, un comportamiento no higroscópico e independencia de la presión ambiental. ^{[ 4 ]}

El papel térmico se puede preparar impregnando papel o una cinta de fibra de vidrio con una suspensión de la mezcla de combustible y oxidante. ^{[ 4 ]}

Una fuente de calor pirotécnica puede formar parte directamente de una composición pirotécnica; por ejemplo, en los generadores químicos de oxígeno se utiliza una composición con un gran exceso de oxidante. El calor producido por la combustión de la composición se utiliza para la descomposición térmica del oxidante. Las composiciones de combustión relativamente fría se utilizan para la producción de humo coloreado o para la dispersión de aerosoles, por ejemplo, de pesticidas o gas CS , proporcionando el calor de sublimación del compuesto deseado.

Un componente moderador de fase de la composición, que forma junto con los productos de combustión una mezcla con al menos una temperatura de transición de fase distinta , puede utilizarse para estabilizar la temperatura de combustión como una forma de material de cambio de fase . ^{[ 5 ]}