COHETE HIDRÁULICO

LAURA JULIETH TOVAR CASTILLO

JENNIFER PAOLA TORRES ROJAS

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES

FACULTAD DE INGENIERIA

TECNOLOGIA EN GESTION DE PROCESOS INDUSTRIALES

BOGOTA D.C.

2013

COHETE HIDRÁULICO

LAURA JULIETH TOVAR CASTILLO

JENNIFER PAOLA TORRES ROJAS

Presentado a:

JAVIER BOBADILLA

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES

FACULTAD DE INGENIERIA

TECNOLOGIA EN GESTION DE PROCESOS INDUSTRIALES

BOGOTA D.C.

2013

INTRODUCCIÓN

En el siguiente trabajo conoceremos el funcionamiento, realización y aplicación de un

cohete hidráulico, basado en investigaciones realizadas por diferentes personas para

comprobar así las aplicaciones y desarrollo de las técnicas del proceso de un cohete de

agua.

Para esto mostraremos la parte teórica y experimental de otros cohetes realizados, y

así mismo una experiencia personal para demostrar las teorías de probabilidad del

funcionamiento, y los cumplimientos en los lineamientos estipulados en una

competencia de cohetes hidráulicos.

OBJETIVO

GENERAL

Fundamentar la realización de un cohete hidráulico basado en la precisión del mismo,

para lograr las exigencias y lineamientos propuestos en la competencia de cohetería

hidráulica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

- Lograr tener la precisión de lanzamiento deseada de acuerdo a las diferentes

distancias estipuladas.

- Realizar la estructura necesaria para la realización del cohete de acuerdo a los

estándares establecidos.

- Identificar las probabilidades de aciertos y desaciertos en el lanzamiento del

cohete.

- Realizar una base que estabilice y logre el lanzamiento deseado.

MARCO TEORICO

Como Introducción haremos un breve recuento de la invención de los cohetes de agua

y su evolución hasta nuestros días.

HISTORIA DE LOS COHETES DE AGUA

En la década de 1960, el Japón importó cohetes de agua de juguete fabricados en

Alemania y los Estados Unidos. A mediados de 1980 se realizaron competiciones de

cohetes de agua en Escocia.

Las botellas de polietileno tereftalato (PET) para bebidas gaseosas, que es el material

que se utiliza generalmente para fabricar cohetes de agua, fueron empleadas por

primera vez en 1974 en los Estados Unidos de América y su uso aumentó rápidamente

a medida que se difundían entre los consumidores. Posiblemente, el primer material

impreso acerca de la construcción de cohetes de agua con botellas de PET apareció en

la edición de agosto de 1983 de la revista estadounidense “Mother Earth News”.

En la actualidad, la construcción y el lanzamiento de cohetes de agua se realizan de

varias maneras en distintas partes del mundo. Los modelos de cohetes son populares

en los Estados Unidos y escuelas, museos de ciencias, etc.se organizan actividades de

construcción de cohetes de agua; se encuentran a la venta diversos modelos de

cohetes de agua para armar. En Europa los modelos de cohetes para armar han sido

más populares que los cohetes de agua. Sin embargo, estos últimos tienen una larga

tradición en varios países tales como Inglaterra, Francia y Escocia. En 2001, por

ejemplo, Inglaterra inició una competición llamada “Wáter Rocket Challenge“.

En muchos países de Asia, entre ellos China, Corea, Filipinas, Indonesia, Sri Lanka,

Viet Nam, Singapur e India, los cohetes de agua son cada vez más populares y va en

aumento el número de competiciones. En 2005 se emprendió una iniciativa

internacional sobre cohetes de agua destinado a los jóvenes del Asia y el Pacífico, con

el propósito de promover la educación de las ciencias espaciales.

El Centro de Educación Espacial JAXA ha introducido los cohetes de agua en

Colombia, Chile y España.

APLICACIÓN DELCOHETE HIDRAULICO

A lo largo de los años se han concebido y propuesto variadas formas de cohetes de

agua para distintos propósitos. El tipo de cohete más simple y básico utiliza una o dos

botellas de PET para hacer el cuerpo, que luego se carga con agua y aire. Para un

resultado de vuelo significativamente mejorada, predominan dos diseños más

importantes: cohetes agrupados consistentes en un atado de muchas botellas de PET

que expelen su agua simultáneamente; y cohetes multi-etapa que comprenden dos,

tres o hasta más cohetes colocados uno encima del otro. En los mecanismos se ha

incorporado mucho ingenio y conocimientos prácticos, lo que permite que múltiples

cohetes funcionen uno tras otro. Algunos cohetes han sido adaptados para que

transporten diversas cargas útiles, tales como uno que lleva una cámara para fotografía

aérea y otro cargado con un paracaídas para asegurar su recuperación después del

vuelo. Se han concebido y perfeccionado varios tipos de interruptor, por ejemplo los

diseñados para permitir que la cámara tome una ráfaga de fotos cuando el cohete llega

a su apogeo y otros que despliegan el paracaídas sin fallar.

Cohete tipo básico (una sola etapa) El tipo de cohete más simple, utiliza una o Dos botellas de PET

Cohete de varias etapas Utiliza dos, tres o más botellas

Cohete con paracaídas integrado Diseñado para desplegar el paracaídas En vuelo para permitir la recuperación de Cohete y su carga

Cohete de tipo experimental Toma fotografías aéreas mediante cámaras De imagen fija o de vídeo.

REALIZACIÓN DEL COHETE HIDRAULICO

MATERIALES

Estructura Cohete:

- Dos botellas de agua H20.

- Válvula TR415.

- Cartón Paja

- Pegante UHU

- Cinta aislante.

- Papel Contanc

Base:

- 2 Retablos de madera

- Bisagra

- Palo de balso

Otros:

- Agua

- Bomba de Aire con manómetro.

El principal objetivo del cohete hidráulico es que se desplace por medio de la propulsión a reacción. Esta se genera aprovechando una reacción resultante del agua que está siendo expulsada por el aire comprimido que contiene el cohete.

DIAGRAMA DE REALIZACIÓN

Para comenzar es muy importante la documentación e investigación de las variables

físicas que intervengan en la práctica, y se tomen en cuenta los errores experimentales

durante las fases del desarrollo del cohete, y de esta manera generar acciones

correctivas y oportunidades de mejora.

A continuación demostrará una imagen que representa lo que física y

matemáticamente debe ocurrir en el lanzamiento del cohete.

CUERPO DEL COHETE: Para elaborar el cohete lo primero que hicimos fue cortar una parte del pico de una de

las botellas para poder unirlas, luego de haber cortado las botellas las unimos con la

cinta aislante y pegamento. Después de ello hicimos los alerones (3) uno a cada lado,

con el fin de darle estabilidad en el momento del lanzamiento y su trayectoria en curso,

después de ello hicimos un revestimiento con contac para que al momento de hacer los

lanzamientos tuviera una mayor resistencia, rigidez y aumentar su impermeabilidad.

Para realizar la base de lanzamiento, utilizamos dos retablos con una superficie lisa con el objeto de disminuir la fuerza de rozamiento que se pudiese presentar o generar en el lanzamiento del cohete estos retablos fueron unidos con una bisagra en unos de sus extremos, con el fin de graduar los ángulos de lanzamiento. En la parte interior de los retablos realizamos unos agujeros para fijar palos de balso de diferentes tamaños permitiendo así la variación de los ángulos.

VIVENCIA EXPERIMENTAL

Durante el desarrollo experimental se presentaron varios inconvenientes uno de ellos relacionado con la válvula ya que la utilizada no permitida la salida a presión del agua. En el primer ensayo de lanzamiento, pudimos evidenciar que la válvula utilizada no era la más idónea ya que era una limitante en la cantidad de agua expulsada afectado la fuerza inicial de expulsión, adicional a esto se presentó una inestabilidad del cohete generando movimientos erráticos de forma circular podemos condicionar dicho comportamiento a la falta de alerones o la organización espacial de los mismos (es decir reorganización geométrica en el cuerpo del cohete) Luego de los resultados obtenidos en la primera fase experimental, y habiendo evidenciado los errores presentados se tomaron acciones correctivas tales como el cambio de la válvula y reorganización y adición de los alerones con el fin de alcanzar el objetivo propuesto para la competencia La vivencia práctica, se desarrolló en un área demarcada por diferentes distancias, para determinar la capacidad de alcance del cohete.

La competencia se desarrolló en dos fases:

1. Tres lanzamientos donde se obtuviera 120 puntos 2. Un lanzamiento con el puntaje más alto y precisión en el punto establecido.

Con base a las experiencias previas al momento de la competencia se determinó aumentar el volumen de agua para lograr un alcance más preciso en el punto establecido.

Durante la competencia se presentaron algunos errores, por lo que se determinó que la precisión de cohete estaba fallando, esto debido a que la base de lanzamiento era demasiado lisa y generaba inestabilidad para el cohete, por lo cual tocó sujetarlo para que pudiese tener una mejor dirección, adicional a eso la proporción de agua y aire al interior del cohete no fue la indicada para lograr el alcance y la precisión establecida.

Veamos las imágenes:

CONCLUSIONES

Nos damos cuenta que la física es importante, y aunque muchas veces no vemos la importancia en nuestro diario vivir, con este experimento comprobamos que tiene gran aplicabilidad en el funcionamiento de todo lo que está al nuestro alrededor.

Demostramos que a pesar de las investigaciones realizadas, es importante que en la parte experimental se calcule hasta el más mínimo detalle para lograr cumplir aquellos objetivos propuestos, teniendo en cuenta las diferentes variables que pueden afectar en el momento de la competencia.

Después de la experiencia vivida, nos damos cuenta que la parte teórica y la práctica tienen que estar unidas de manera concisa y consolidada, ya que en el momento de la competencia a pesar de que funcione unas veces, el margen de errores en los diferentes lanzamientos es de un porcentaje alto.

Podemos demostrar con la elaboración de un cohete hidráulico, como todos los temas vistos en clase se ven reflejados en la aplicación de este experimento.

BIBLIOGRAFIA

GIANCOLL DOUGLAS C. Física para Ciencia e Ingenieria, Cuarta Edición. Pearson Educatión, México, 2008.

Material obtenido por servicios en línea en Noviembre de 2013 disponible en: http://www.mundonets.com/normas-apa/

Material obtenido por servicios en línea de Iván Carlos Machín Morera, en Noviembre de 2013 disponible en: http://www.tayabeixo.org/encuentros/trabajos_xxi_ena/La%20Fisica%20de%20Misiles%20y%20Cohetes.pdf

Material obtenido por servicios en línea de Organismo de Exploración Aeroespacial del Japón, en Noviembre de 2013 disponible en: http://teresaml.blogaliza.org/files/2011/01/Fisica_manual_cohetes.pdf