Desenvolupament d´una bancada de caracterització de propel·lents sòlids per motors de coet

Abstract

Aquest treball presenta el disseny complet d’un banc de proves tipus strand burner destinat a la caracterització de propel·lents sòlids en entorns docents i de recerca. L’objectiu principal ha estat desenvolupar una eina segura, reutilitzable i de baix cost que permeti mesurar la velocitat de combustió de diferents formulacions en condicions de pressió controlada. El projecte inclou un disseny mecànic i electrònic complet, amb la selecció de materials, càlculs estructurals, integració de sensors i automatització parcial del sistema. El disseny s’ha realitzat mitjançant el programari SolidWorks i s’ha dimensionat per suportar pressions internes de fins a 100 bars, seguint les directrius del codi ASME Boiler and Pressure Vessel Code. S’han implementat diverses mesures de seguretat, com la ventilació controlada, les vàlvules manuals d'emergència i el dimensionament adequat dels accessoris i connexions. Pel que fa als sensors, el sistema incorpora un transmissor de pressió i termo-fusibles per detectar el front de flama connectats a una placa Raspberry Pi Pico per monitorar i registrar les dades de pressió i temps en temps real. Els valors mesurats es mostren per una pantalla i s’emmagatzemen en format CSV per a anàlisi posterior. Tot i que inicialment es pretenia limitar el cost a 1000 €, s’ha constatat que aquest llindar és poc realista per a dispositius que operen a altes pressions, i s’ha optat per prioritzar la seguretat i la robustesa estructural, assolint un cost final de 3318,91€. Els resultats obtinguts permeten concloure que s’han assolit quasi totes les fites i requisits definits a l’inici del projecte. Es disposa d’un disseny viable i detallat que pot ser construït i validat experimentalment en treballs futurs. Aquest strand burner pot esdevenir una eina útil en la recerca de propel·lents sòlids, cosa que permet caracteritzacions fiables amb recursos limitats.