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Desde hace bastante tiempo, varios miembros de Astro Henares estamos diseñando un sistema de cohetes de agua. Aunque parece que ya está todo inventado, en el mundo de la cohetería aun hay espacio para la imaginación.

Empezamos simplemente lanzando una botella de Coca Cola © de medio litro impulsada con una pequeña bomba de pié. Ahora hemos construido dos plataformas diferentes y hemos ido mejorando la aerodinámica de las botellas/cohetes.

Nuestro objetivo es llegar a 100 metros de altura solamente a base de agua y aire. Ahora mismo la máxima altura que hemos alcanzado han sido 95 metros tan sólo con una botella de Coca Cola ©

Material básico
- Botella de Coca Cola © o similar.
- Bomba o compresor de aire.
    - Aguja de inflar balones.
    - Algo para sujetar de forma vertical la botella.
    Y como es lógico:
    - Agua.

    Con este sistema, una botella de 2 litros de capacidad, puede llegar a unos 50 metros de altura.

    La forma de lanzar un cohete de agua es muy sencilla.
    1 - Llenamos la botella con agua hasta 1/3 de su capacidad.
    2 - Cogemos el corcho y clavamos la aguja de inflar balones de tal forma que su punta asome por el otro extremo del tapón, si es necesario cortamos el tapón hasta que la aguja asome bien. O bien, atravesamos el tapón con una pequeña tubería de plástico resistente para poder conectar una aguja más ancha y, por lo tanto, más resistente.
    3 - Ponemos el tapón a la botella.
    4 - Conectamos la bomba de aire o el compresor a la aguja.
    5 - Ponemos la botella en vertical y empezamos a inyectarla aire.
    6 - El tapón de corcho saltará a 3,5 bares de presión.

    Por la tercera Ley de Newton (acción - reacción) la botella expulsará el agua hacia abajo y saldrá impulsada hacia arriba.

    Plataformas de lanzamiento

    Básica

    La plataforma de lanzamiento está pensada para que el cohete alcance una presión mayor que la que soporta el tapón. Esto se consigue sujetando el tapón por la parte inferior y la botella por una pequeña argolla que tiene junto a la boca.

    De esta forma podemos lanzar el cohete a la presión que nosotros queramos y no nos limita ninguno de los componentes del cohete.

    En la fotografía de la derecha, se puede ver la primera plataforma de lanzamiento de cohetes que utilizamos en Astro Henares y su funcionamiento. Adolecía de dos problemas:
    - Sistema de sujeción de la aguja era inestable.
    - Sistema de liberación de la botella.
    plataforma1

    El sistema de sujeción de la aguja se improvisó. El sistema original era conectando el compresor a una pequeña manguera que introducía el aire en la botella, pero este sistema resultó peligroso, en caso de que se soltase la manguera del compresor el agua salía hacia el “operador” del compresor.

    El sistema de sujeción, aun siendo muy robusto, al girar hacia un lado para liberar la botella, esta siempre salía inclinada hacia ese lado. Aunque es una ventaja, porque siempre se sabe hacia que lado saldría, se pierde altura en el vuelo por la misma causa.

    Más avanzada

    En la nueva plataforma hemos intentado solucionar los dos importantes defectos que tenía la anterior, las sujeciones de la aguja y el tapón de corcho y el sistema de liberación de la botella.

    Además, las sujeciones son totalmente regulables en altura, lo que da una gran libertad al colocar tapones y agujas de diferentes longitudes.

    Las partes que tienen que aguantar más esfuerzos (el sistema de sujeción de la botella) están construidas enteramente en aluminio de 1 mm. de espesor y acero. La base es una plancha de polietileno de 5 cm. La plancha que sujeta el tapón es de fibra de vidrio de 2 mm. Y donde va sujeta la boquilla del compresor es un taco de madera pintado con spray metalizado para evitar que se hinche con el agua.

    Este nuevo diseño ha resultado ser muy estable, a 9 bares de presión la botella no tenía ningún tipo de vibración y se mantenía firme en su posición.


    Tapones

    La principal función del tapón es mantener el agua dentro de la botella mientras se le está metiendo aire a presión. Al meter aire a presión, el tapón tenderá a salir, para poder soportar más de 3,5 bares es necesario sujetarlo por su parte inferior.

    Los tapones pueden ser tanto de corcho natural como de aglomerado o silicona, cualquiera de los tres dan buenos resultados siempre y cuando no se pase de su presión límite.

    En nuestro tapón, para facilitar la inyección del aire introdujimos una tubería que lo atraviesa por completo, de esta forma, la boquilla del compresor encaja a presión e impide que haya pérdidas de agua.

    Ya hemos probado tres tipos de tapones diferentes, de corcho natural, de aglomerado y de silicona (todos se utilizan en botellas de vino). Tapón de corcho y de aglomerado, como están diseñados para que “respire” el vino, el agua se vaporiza a través de ellos cuando se pasa de 5 bares de presión. Tapón de silicona, son los que se usan en vinos baratos y por lo tanto no es tan necesario que “respire” el vino, tiene unas fibras longitudinales que cuando el tapón está nuevo o prácticamente nuevo, aguanta perfectamente 8 bares de presión sin que se vaporice el agua, pero, una vez están dados de sí, su longitud disminuye y las fibras se abren, entonces, el agua se vaporiza a través de él a 5,5 bares de presión.

    Resistencia

    La máxima resistencia de una botella de Coca Cola es de 11 bares, a partir de esta presión comienza a hincharse y revienta. La explosión es muy fuerte y peligrosa.

    Si se pretende unir varias botellas para aumentar la capacidad del cohete hay que tener en cuenta que la cinta americana y el loctite estallan exactamente a 4 bares de presión.

    Para unir varias botellas se debe usar SIEMPRE resina epoxy o pegamento especial para tuberías de PVC a alta presión. Son los únicos pegamentos que aguantan las presiones y los esfuerzos que sufre un cohete de agua.

    Aerodinámica

    La aerodinámica es casi el factor más importante. Es un gran limitante a la hora de que nuestro cohete ascienda. La diferencia entre una buena o mala aerodinámica puede suponer un 75% menos de altura durante el vuelo.

    El último diseño de cohetes, es más aerodinámico que todos los anteriores, los basados en botellas de agua, en la siguiente sección podéis ver más información sobre este nuevo diseño.

    Cohetes experimentales

    Ahora mismo estamos trabajando con dos nuevos diseños de cohetes de agua, uno esta construido a base de tuberías de PVC de alta presión y el otro diseño es para poder añadir al agua jabón para que así dure más tiempo el impulso del cohete. Este último diseño tardará más tiempo en funcionar, debido a la dificultad para diseñarlo.

    Cohete de PVC de alta presión

    Construcción

    Este cohete está construido a partir de tuberías de PVC que soportan 16 bares de presión. En la parte superior de la tubería se ha colocado un tapón, también de PVC perfectamente pegado con pegamento industrial especialmente indicado para este tipo de tuberías. Para la salida de agua, actualmente tiene un reductor 40 - 20, pero la salida en proporción al diámetro del cohete es muy grande, por lo que pierde gran parte de su impulso. Los alerones son de fibra de vidrio y la nariz (punta del cohete) es madera tallada convenientemente para mejorar su aerodinámica.


    cohete2-2

    Tamaño
    Mide de largo 120 cm y de diámetro 4 cm. Los alerones miden 5 cm y tienen un grosor de 2 mm.

    Ventajas:
    - La aerodinámica es muy superior a la de una botella de agua.
    - Las uniones de las diferentes piezas son más resistentes y con una mayor estanqueidad. Además es mucho más seguro durante su uso debido a que al tener una forma mucho más regular y suave, el vuelo es más estable.
    Desventajas
    - Su peso es mucho mayor que el de una botella de agua. En concreto este cohete pesa entorno a 1 kg. mientras las botellas son apenas 100 gramos con toda la carga útil (paracaídas)
    - La actual salida de agua es excesivamente grande, habría que reducirla hasta unos 5 mm de abertura.

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