Calentador de raciones sin llama

Un calentador de raciones sin llama ( FRH ), coloquialmente un calentador MRE , es una forma de envase de alimentos autocalentable incluido en las raciones militares listas para comer (MRE) de EE. UU. desde 1993.

El calentador es una bolsa de plástico llena de polvos de magnesio y hierro y sal de mesa. Cuando se coloca una bolsa de comida en la bolsa y se agrega agua, se produce una reacción exotérmica que hierve rápidamente el agua para calentar la comida.

El Ejército de EE. UU. comenzó a investigar un método químico para calentar comidas en 1973. El FRH se emitió por primera vez en mayo de 1990 y desde 1993 se incluyó un FRH con cada MRE.

Antes del desarrollo del FRH, los miembros del servicio calentaban sus comidas hirviendo las bolsas de comida en una taza de cantimplora calentada sobre un gel Sterno encendido o una estufa portátil . ^{[1] : 5} Esto era lento, especialmente en climas fríos, y se hacía más difícil en condiciones de viento o humedad. También producía una llama visible que era indeseable por la noche. ^{[1] : 2} A veces calentaban las bolsas colocándolas sobre el bloque del motor o el colector de escape de un vehículo caliente. Debido a estos problemas, los miembros del servicio con frecuencia comían sus comidas frías, ya sea por falta de una fuente de calor, falta de tiempo o ambas cosas. ^{[1] : 5}

La investigación y el desarrollo de un calentador de raciones sin llama comenzó en 1973 en el Centro de Investigación, Desarrollo e Ingeniería Natick del Ejército de los EE. UU . en Natick, Massachusetts . Se investigó un producto patentado de calentamiento químico de magnesio y carbono activado por agua. En 1980, Natick se enteró de que la Marina de los EE. UU. había desarrollado un polvo de aleación de magnesio y hierro para dispositivos de flotabilidad y chalecos de buceo calefactados. Esto era más rentable, por lo que se contrató a la Universidad de Cincinnati para desarrollarlo en un prototipo de calentador de raciones de comida preparada, que se llamó Dispositivo de calentamiento de raciones desmontadas (DRHD). Los inventores luego se incorporaron bajo el nombre de Zesto-Therm Inc. y patentaron el producto para calentar comidas (ahora llamado ZT Energy Pad), y comenzaron a venderlo para uso civil. ^{[1] : 2-4}

En 1986, el ejército de los EE. UU. evaluó la almohadilla energética ZT y descubrió que no siempre calentaba la comida adecuadamente y dejaba un residuo sucio en el exterior de las bolsas de comida. Se encuestó a un grupo de discusión de 26 soldados para comparar el calentamiento de una comida preparada con una almohadilla Zesto-Therm en comparación con el método de la taza de la cantimplora calentada con una barra de combustible de trioxano . El 100% prefirió el calentador de raciones sin llama: era compacto, desechable y no requería equipo para transportarlo y limpiarlo. ^{[1] : 4} Sin embargo, era aproximadamente el doble de caro que una barra de combustible de trioxano. Aunque se descubrió que en climas fríos, se necesitarían dos o incluso tres barras de trioxano para calentar adecuadamente la comida, lo que hace que el FRH sea más económico en general. ^{[1] : 27}

Se desarrollaron otros prototipos, como el dispositivo de calentamiento de raciones montado (MRHD), un dispositivo eléctrico que podía alimentarse con la fuente de alimentación de un vehículo y usarse para calentar hasta cuatro raciones a la vez. El MRHD era generalmente preferido a las almohadillas Zesto-Therm, pero no todos los vehículos tenían las conexiones adecuadas para alimentar el dispositivo, y tener un solo dispositivo significaba que los miembros del servicio debían turnarse para usarlo. ^[2]

Se necesitaba desarrollar un paquete para cocinar de forma segura los alimentos mientras se activaba la reacción química. Zesto-Therm ya tenía una línea de bolsas aislantes para cocinar en el mercado, pero se descubrió que eran demasiado caras y poco prácticas para ser entregadas con cada ración de comida preparada. Se desarrolló una bolsa de polietileno de alta densidad que era segura para los alimentos , protegería la sustancia química de la activación accidental durante el almacenamiento, podría soportar las temperaturas requeridas durante la cocción y era transparente para que el miembro del servicio pudiera medir fácilmente una cantidad de agua llenándola hasta una línea impresa en la bolsa. ^{[1] : 10}

Una vez finalizado el diseño, el proceso de adquisición se completó rápidamente. En mayo de 1990, el FRH fue aprobado para su emisión en masa. ^{[1] : 34} Un proceso que normalmente lleva de cuatro a seis años para adjudicar contratos se completó en un año para que el FRH pudiera usarse en la Operación Tormenta del Desierto . ^{[1] : 38} Se compraron 51 millones de FRH por 25 millones de dólares, y aproximadamente 4,5 millones de FRH se enviaron al suroeste de Asia para la Guerra del Golfo. ^{[1] : 35} A partir de 1993, se empaquetó un FRH con cada MRE. ^{[1] : 1}

El calentador de raciones sin llama se entrega en una bolsa de plástico con instrucciones impresas. Dentro de la bolsa hay una pequeña cantidad de polvos metálicos, que son los que realmente calientan la comida. Para calentar una comida, primero se abre la bolsa y se coloca una bolsa de comida sellada dentro. Luego se agrega aproximadamente 1 onza líquida estadounidense (30 ml) de agua a la bolsa, utilizando la línea impresa en la bolsa como marcador. La reacción química comienza inmediatamente y tarda entre 12 y 15 minutos en calentar una bolsa de comida a aproximadamente 60 °C (140 °F). Se recomienda colocar la bolsa dentro de la caja de cartón que se entrega con el MRE para evitar lesiones y mantenerla en posición vertical para que el agua no se escape y detenga prematuramente la reacción. ^[3]

Los calentadores de raciones generan calor mediante un proceso de transferencia de electrones llamado reacción de oxidación-reducción . El agua oxida el magnesio metálico, según la siguiente reacción química:

Mg + 2H ₂ O → Mg(OH) ₂ + H ₂ [+ calor (q)]

Esta reacción es análoga a la oxidación del hierro por acción del oxígeno y se produce a una velocidad similar, demasiado lenta para generar calor aprovechable. Para acelerar la reacción, se mezclan partículas de hierro metálico y sal de mesa (NaCl) con las partículas de magnesio. ^{[3] [4] [5]}

Los metales de hierro y magnesio, cuando se suspenden en un electrolito , forman una celda galvánica que puede generar electricidad. Cuando se agrega agua a un calentador de raciones, se disuelve la sal para formar un electrolito de agua salada, convirtiendo así cada partícula de magnesio y hierro en una pequeña batería. Debido a que las partículas de magnesio y hierro están en contacto, se convierten esencialmente en miles de pequeñas baterías cortocircuitadas que se queman rápidamente, produciendo calor en un proceso que los propietarios de las patentes llaman "celdas galvánicas supercorrosionantes". ^[4]

Una marca de raciones autocalentables utiliza 7,5 gramos de una aleación de magnesio y hierro en polvo, compuesta por un 95 % de magnesio y un 5 % de hierro en peso, 0,5 gramos de sal, además de un relleno inerte y un agente antiespumante. Al añadir una onza líquida estadounidense (30 ml) de agua, esta mezcla puede elevar la temperatura de un paquete de comida de 8 onzas (230 g) en 100 °F (38 °C) en unos 10 minutos, liberando aproximadamente 50 kilojulios (47 BTU) de energía térmica a unos 80 vatios. ^[6]

La principal desventaja de los calentadores a base de magnesio es la producción de gas hidrógeno. Si bien no suele ser un riesgo cuando se utilizan en el campo, puede suponer un peligro de incendio para el uso por parte de los consumidores. Se han desarrollado formulaciones alternativas para eliminar el gas hidrógeno, como la combinación de cloruro de aluminio con óxido de calcio (AlCl3 _{/ CaO) y} pentóxido de difósforo con óxido de calcio (P2O5 _/ CaO ). ^[7]

La Administración Federal de Aviación (FAA) del Departamento de Transporte de los Estados Unidos (DOT) llevó a cabo pruebas y publicó un informe que, en resumen, afirma que "... la liberación de gas hidrógeno de estos calentadores de raciones sin llama es de una cantidad suficiente para representar un peligro potencial a bordo de un avión de pasajeros". ^[8] Esta prueba se realizó en "comidas para calentar" de calidad comercial que consistían en una bolsa de calor sin llama sin cerrar, una bolsa de agua salada, un platillo/bandeja de poliestireno y una comida en un recipiente sellado, apto para microondas/hervir. ^[8]

Los calentadores de MRE que no se hayan activado correctamente deben desecharse como residuos peligrosos . Desechar un calentador de MRE no activado en un contenedor de residuos sólidos va en contra de la ley de los Estados Unidos . Los calentadores de MRE no activados plantean un riesgo potencial de incendio si se mojan al arrojarlos a un vertedero. Los calentadores de MRE deben desecharse en contenedores de residuos sólidos aprobados a bordo de la instalación después de que se hayan activado correctamente. ^[9] El FRH puede desecharse como residuo doméstico después de que se active y se enfríe. ^[10]

• Embalaje activo