Alacranes, la diferencia entre los venenosos y no venenosos

En estos últimos tiempos, mucha gente me ha traído ejemplares de estos bichos para que les diga si son de los “malitos” o de los “buenitos”, he aprovechado para quedarme con algunos ejemplares y hacer este pequeño documento para ayudar a distinguir cuales son las características de unos y otros.

Los malitos

La especie venenosa es una, el Tityus trivittatus, es de color miel, bastante mas clara que los otros y es en general mas estilizado, tiene pinzas largas y finas, el aguijón en el extremo de la cola también tiene una característica, si se le observa con una lupa, se verá que tiene una punta bien afilada y otra mas pequeña debajo de esta.

La tercera característica que los diferencia de la especie no venenosa es que en el dorso presenta tres rayas oscuras longitudinales, no siempre puede verse bien esa particularidad, si las otras dos.





Las estilizadas pinzas



Las tres líneas en el dorso



El aguijón y una punta extra

Los buenitos

La otra especie muy común en nuestro país (Argentina) es el Bothriurus bonaerensis , éste presenta una coloración en general mas oscura, pero de acuerdo a la zona, edad y época del año, también puede ser color miel como el Tityus. Las pinzas son redondeadas, parece que llevara guantes de boxeo, en el segmento final de la cola el aguijón simple una sola punta afilada y no presenta las líneas longitudinales en el dorso.





Las pinzas redondas y globosas, el color amarillo claro en este ejemplar, muy similar al venenoso.



El aguijón simple

A modo de ejercicio he agregado una foto en alta resolución donde hay varios alacranes, uno de ellos es venenoso, pueden descargarla y ver las características antes mencionadas y hacer un poco el “ojo” para distinguir a unos de otros. Picar acá

Primeros pasos en la construcción de un fusor nuclear (Segunda parte)

Siguiendo con la descripción de este modelo de fusor de Farnsworth pasaré a describir esta importante parte del mismo.

El inyector de deuterio

Es un ingenioso sistema que inventó y desarrolló Gerardo Meiro en su página http://www.cientificosaficionados.com/deuterador/Suministrador%20de%20deuterio.html se trata de usar un metal precioso llamado paladio, que tiene la particularidad de absorber el hidrógeno como si de una esponja se tratara sin combinarse con él, esta lámina de paladio hace de membrana entre la campana de vacío y un sistema de electrólisis de agua pesada (D2O) dejando pasar de manera constante el deuterio necesario para que las reacciones de fusión se produzcan en el interior del fusor.

El diagrama muestra como esta construido, la parte de color amarillo es un cilindro de teflón mecanizado de manera que de uno de los extremos tiene una tapa donde se encuentra el ánodo, que esta hecho de acero inoxidable, en mi caso usé la cánula de una aguja de hipodérmica de las descartables, se asegura la estanqueidad con una junta tórica en el diagrama verán que están representadas con puntos negros, el dispositivo lleva tres de ellas, en la tapa, en la lámina de paladio y en el acople a la campana de vacío. En el otro extremo del cilindro de teflón esta alojada una varilla roscada mecanizada de tal manera que permita colocar sobre ella la lámina de paladio y la junta que dejará hermético el dispositivo.

La lámina de paladio en mi caso tiene solo 15 mm de diámetro y un espesor de 150 micras, se partió de una lámina comercial

La lámina la compré por ebay a un costo de USA14 con el envío incluido, pesa alrededor de 0,3 gr. (5 grains)

Se procede a golpearla con un martillo bien plano y contra un objeto metálico, pulido a espejo, hasta alcanzar un espesor de unas 150 micras, medidas con un micrómetro.

Si se observa con atención la superficie casi aumento al doble después de la paliza.

Hay que ser muy cuidadoso para no formar cráteres y dejar inútil la placa, cada tanto hay que calentar al rojo con un soplete.

Esta imagen muestra la pieza metálica mecanizada y una espiral de alambre para que la presión no deforme la placa de paladio que queda tan fina.

En esta se muestra la pieza de teflón con su tapa y la pieza donde irá apoyada la lámina que ya esta recortada, hay trozos de paladio que sobraron.

La imagen del deuterador casi listo para acoplar a la campana

El acople a la campana y su junta tórica

Esta es una vista de la lámina de paladio en el fondo de la pieza de teflón, puede verse alrededor de la misma la junta o-ring.

El dispositivo se llena hasta cierta altura con agua pesada, mezclada con un 5 % de OHNa para hacerla conductora y con la fuente de 2 a 8 v podemos darle mas o menos consumo, eso nos permitirá regular la presión interna de la campana.

Con unos 500 mA el vacío de 5 micras se sube a 15.

El dispositivo en su lugar para las pruebas.

Otros fusores de este tipo usan inyectores de deuterio con electroválvulas, este ingenioso dispositivo permite manejar el caudal de deuterio variando el proceso de hidrólisis.

Primeros pasos en la construcción de un fusor nuclear (Primera parte)

 

(Espero que mis vecinos no lean este título, ya veo que me echan del barrio.)

Desde hace ya bastante tiempo tengo en mente encarar este proyecto que es algo complejo porque requiere de experiencia en varios campos, manejo de técnicas de alto vacío, altísimas tensiones y electrónicas varias y un poco de habilidad mecánica.

A lo largo de varios años he venido preparando el terreno para esto y he acumulado casi todo lo necesario.

En estos días he realizado algunas pruebas como para ir probando los sistemas y si mi laboratorio-taller soporta llegar hasta estos límites de complejidad.

La idea es armar un fusor demostrativo de Farnsworth como para probar todo y de ahí comenzar la experimentación con un fusor de diseño propio buscando la utópica idea de inventar un equipo para generar energía.

Una advertencia: estos tipos de experimentos son extremadamente peligrosos un error trabajando con esas tensiones y corriente es el último, si no se tiene experiencia en manejo de altas tensiones ni pensarlo, menos intentarlo.

Como para entrar en tema les diré que las reacciones nucleares, son las que se producen en el núcleo mismo del átomo modificando la estructura del átomo y transmutando a otro elemento, las reacciones de fisión y la de fusión dos de las mas importantes de estas reacciones son muy exo energéticas, liberan mucha energía, actualmente se usan las usinas nucleares con reactores de fisión, éstos emplean elementos radiactivos pesados, principalmente uranio como combustible estos átomos pesados en la reacción se dividen formando elementos mas livianos, a pesar del avance tecnológico, el manejo de estos reactores resulta peligroso, no olvidemos los dos “grandes” accidentes, el de Chernobyl y el último en Japón después del maremoto en Fukushima, además de eso, esta el problema de los residuos que son miles de veces mas radiactivos que el propio combustible y se va acumulando en especies de cementerios con pocas perspectivas de ser reciclados de manera de que no representen un peligro de contaminación ambiental.  La fusión es también una reacción que ocurre con los núcleos de los átomos, pero en este caso dos núcleos livianos se transforman en uno mas pesado liberando esa tan preciada y necesaria energía, de la somos tan adictos. Esta reacción es la que ocurre en el sol donde el hidrógeno y el helio por reacciones de fusión darán origen a elementos mas pesados.

El combustible en la fusión son los elementos livianos el hidrógeno principalmente que tiene unos isótopos mas pesados llamados deuterio y tritio, estos elementos son bastante comunes en la naturaleza 1 de cada 6000 átomos de hidrógeno es deuterio, la ventaja de usar la fusión es que la reacción es fácilmente controlable y no deja residuos, pero… siempre hay un pero, es que hasta este momento no se ha conseguido fabricar una máquina capaz de producir mas energía que la que se usa para hacerla funcionar, es decir la tecnología no ha logrado todavía hacer una usina de fusión que sea energéticamente rentable, muchos grupos de científicos estudian esto y tratan de encontrarle la vuelta al asunto y se supone que esta es la salida que el planeta requiere en cuanto a energía se refiere y se estima que para el año 2050 será esta la energía que usaremos.

El proyecto

Para empezar les comentaré como es el reactor de Philo Farnsworth o fusor de confinamiento electrostático

El dispositivo

Como puede verse hay dos rejillas, la externa con forma geodésica esta hecha con alambre acerado de 1 mm y soldada con plata, la interior es una espiral de wolframio (tungsteno) de o.5 mm esta rejilla debe ser de este material porque durante el proceso levantará altísimas temperaturas, esta rejilla esta en el centro de la otra, se puede improvisar un aislador tubular que la sostenga con los tubos de descarga de las lámparas de iluminación de sodio de las calles, estar fabricadas con una cerámica transparente muy resistente PCA (Poly Crystaline Alumina)

Foto rejillas y lámpara de descarga de sodio

Vemos el cilindro de alúmina de la lámpara ya instalado en la tapa de la cámara de vacío

Las dos rejillas, la externa de forma geodésica y la interna en forma de espiral

El sistema de vacío

Para estas pruebas es necesario un vacío bastante importante, es necesaria una bomba mecánica y una difusora para que en forma cómoda se alcancen las 10 o 20 miras necesarias para que la reacción se produzca

A la izquierda la difusora de fabricación casera refrigerada con el fan de computadora y a la derecha la bomba mecánica

También hace falta un sistema de medida de vacío, en mi caso estoy usando el medidor del PFDC http://www.cientificosaficionados.com/tbo/medidores%20vacio/medidor%20de%20vacio.htm

Foto del medidor y entrada de la sonda PT100

La entrada de la sonda de vacío PT100

La electrónica de la zonda y como instrumento un multimetro digital de los económicos

Para que se produzca la fusión dentro del dispositivo será necesario inyectar deuterio y mantener a la vez la presión entre esos rangos que antes comenté de 10 a 20 micras, en definitiva son solo trazas de deuterio lo necesario.

Este dispositivo lo estoy experimentando, por el momento en la cámara ya tengo la salida donde se inyectará el hidrógeno pesado.

La foto muestra el inyector del deuterio a la izquierda y en el centro de la tapa de la campana de vacío el aislador fabricado con una bujía que lleva la tensión negativa a la rejilla pequeña.

En la próxima entrega mostraré la fuente de alimentación, el detector de neutrones, y otros detalles

Este es un video de prueba, sin el deuterio necesario para la fusión, las trazas en el interior son de aire, sin embargo puede verse el “poissor” y las “cornetas” tipicos de este tipo de dispositivos, el poissor es un plasma que se encuentra exactamente en el centro de la rejilla pequeña, es como un sol en miniatura, ese plasma esta formado por cargas positivas del gas ionizado .

 

Continuará….

Biodigestor experimental con botellas PET

Atendiendo a que son muchas las visitas a mi blog buscando información sobre biodigestión (el 15% del total) y muchos me hacen preguntas sobre posibles usos de materiales biológicos que no son conocidos en mi zona o no han sido probados, como excrementos de cuy o de llamas, he armado un BD didáctico donde se puedan hacer pruebas ya sea cambiando la alimentación del mismo o también las condiciones de temperatura y otros factores.

Se utilizan para este proyecto envases PET (Polietileno Tereftalato) son esas botellas de gaseosas, jugo, soda o agua no retornables.

La maqueta es funcional es decir genera metano o biogas y tiene dos partes, el biodigestor propiamente dicho que esta construido con un bidón de 5 litros de agua mineral y la parte del gasómetro que son dos envases, uno de 5 litros y otro de 2

Construcción del BD

El bidón de 5 litros debe estar en perfecto estado sin rajaduras ni perdidas, se practican 2 perforaciones en el mismo, una arriba y otra a un costado como muestra la figura

Se utilizan para la boca de entrada y la de salida caños de PVC de 0.5 pulgada, el caño largo abajo tiene un corte en chanfle, por el se ingresara el “alimento”, llega hasta el fondo, el caño de salida donde se obtendrá el liquido digerido que se usa como abono esta hecho con dos codos y unos trozos de caño,  para unir y dejar estanco el recipiente, usé una pistola de soldar plástico, y arriba de eso con silicona (Silastic 732 rtv) es fundamental que no tenga perdidas, como en mi modelo había algunas perdidas usé silicona para sellar todo

Se ve el tubo de entrada

El tubo de salida, se hace de esta forma para que quede con un sello hidráulico que no permita que escape el gas, igual que el sifón de la pileta de la cocina o el inodoro

Además del tubo por donde saldrá el gas he agregado otro tubito por donde pasa un alambre que servirá para agitar el contenido,  el alambre deberá llegar hasta el fondo del bioreactor para que mueva el sedimento

Como trabaja el BD? Sistema de vasos comunicantes

El biodigestor trabaja siempre lleno en este modelo, cuanto mas volumen tenga mayor producción de biogas, hice este video demostrativo para que se entienda claramente como funciona, la física del BD,  en este caso llené con agua.

 

El gasómetro

Este modelo tiene un gasómetro separado del BD, unido a él por medio de una manguera, usaremos para estos fines una vía de las que se usan para pasar suero a las personas y para el gasómetro un PET de 5 litros como el del BD y otro de 2.25l

La vía de suero y los dos PET, el de 5 litros ya esta cortado

Acá puede verse el PET grande lleno de agua y el mas chico dentro del otro, le hice algunas marcas para luego cuando comience a generar gas ver cuanto produce a diario, para que se mantenga en su sitio le agregue dos guías a los costados y unos trozos de tergopor  en la parte del pico de la botella donde van las tubuladuras un anillo de hierro (la parte central de un rodamiento) para que haga mas presión.

Esta foto muestra el dispositivo armado  y lleno de agua para verificar la estanqueidad del mismo.

Como se carga el BD por primera vez

Para llenar el BD por primera vez conviene ponerle materia orgánica mas o menos el 30%  del volumen total y además un inoculo es decir algo que contenga bastantes bacterias de las que nos interesan, las anaerobias, estas se encuentran en las heces de porcinos vacunos y equinos, pero conviene buscar en el desagüe de algún criadero o tambo, donde el barro es casi negro y se ven burbujas que salen a la superficie, con unos 250 gr de este barro (para este BD de 5 litros), es muy importante este inoculo, de él va a depender el tiempo para que el BD este operativo, de hecho el mejor inoculo sería conseguir el barro de un biodigestor que este funcionando, el resto de la primera carga pueden ser residuos orgánicos o heces de animales.

Este fue el inoculo que agregue al BD, lo recomiendo especialmente ya que en muy pocas horas comenzó a generar metano, se trata de rumen, los vacunos tienen varios estómagos, en realidad varios compartimentos donde va pasando el alimento, una vez come el animal lo manda a al 1er estomago, durante un tiempo está ahí y luego lo regurgita nuevamente a la boca y el animal hace el rumeado, mastica nuevamente ese contenido del primer estómago y lo envía a otro compartimento, en este hay bacterias , hongos y otros microorganismos que trabajan en anaerobiosis, este es el contenido que nos interesa, si se llegan a algún lugar donde faenan animales van a conseguir este material.  Como se ve en la imagen parecen heces de vaca, no tiene prácticamente olor y es muy rico en bacterias anaerobias, de hecho en 24Hs que puse este inoculo  comenzó a generar.

Ya esta cargado, con ese rumen y sorgo, el sorgo es muy buen productor de biogas, unos 30 o 40 grs bien molido para empezar estará bien.

Hecho esto no le agregaremos mas material orgánico hasta que empiece a producir el gas, conviene ir removiendo el contenido con el agitador que hicimos con el alambre, cada tanto iremos controlando el pH del liquido, que debe estar entre 6,5 y 7,5 una vez empieza a producir. El primer día medí el pH del contenido y estaba en 7,36, si no se dispone de un instrumento puede hacerse con unas cintas.

Midiendo el pH a los 3 días del cargado del BD, esta un poco bajo, según dijimos el pH óptimo es de 6,5 a 7,5 sin embargo en esta etapa de la digestión que es fermentativa el medio es mas ácido, entre 5,5 y 6,5 así es que dejaremos correr el tiempo he iremos midiendo. A los pocos días agregue agua con cal para alcalinizar porque el pH se había bajado a menos de 5

Como esperar no es mi fuerte, le he pedido a Dios paciencia pero ya!! ya!!! como dice un amigo, he puesto al BD en una estufa de cultivo ya descripta en este blog

La he puesto a una temperatura de 30° (este termostato electrónico tiene un +/- 2°C).  He puesto para homogeneizar la temperatura dentro del recinto un pequeño ventilador de PC, que esta soplando sobre las resistencias, el transformador que se ve es para alimentar ese fan

Un pequeño video de la llama de metano que se obtuvo a la semana de cargar el BD, la llama es bastante tenue por lo que hubo que filmar de noche y la calidad no es buena

 

Como se calcula la cantidad de mezcla que debe agregarse  una vez  que empieza a producir

Para este cálculo tendremos en cuenta la siguiente tabla

Temperatura ambiente en °C	10	15	20	25	30	35
Tiempo de digestión	90	60	45	32	30	25

Datos tomados del libro “El camino de la Biodigestión” del ingeniero Groppelli  que recomiendo enfáticamente

Si estamos con un promedio de temperatura de unos 22° podemos extrapolar y considerar que el tiempo de digestión serán unos 40 días

Entonces:

5 litros  que es el volumen total del BD/40 días= 0,125 litros

Todos los días vamos a agregar 125 cc de la mezcla

Como se calcula la preparación de la mezcla

Siempre la mezcla tendrá un 10% de sólidos totales.

Para saber cuantos sólidos tiene determinado residuo orgánico se hace lo siguiente, se pesan unos 100 gr del residuo fresco y luego se lo pone en el horno de la cocina al máximo una hora (es de lindo esto… ja ja) , se vuelve a pesar y luego se deja otro rato y se vuelve a pesar, cuando ya el peso no varíe podremos sacar el porcentaje de sólidos totales de ese residuo, por ejemplo si son heces  frescas de vaca veremos que de los 100 gr solo quedarán unos 20 gr, el %  de sólidos será entonces el 20.

Como la mezcla debe tener un 10% de sólidos, si alimentamos con heces de vaca para 125 cc de mezcla necesitaremos 12.5 gr de sólidos

Si  20 de sólidos están en 100 gr los 12.5 estarán en  12.5x100/20= 62,5 gr de material fresco

Se pesan los 62.5 gr de heces frescas y se agrega agua hasta 125 cc

Esto se hace solo la primera vez, luego se toma la medida en un recipiente que contiene los 62,5 gr y hasta donde tenemos que agregar agua, no hay que ser súper estricto en el peso si va un poco mas o un poco menos no hay problemas

Otro ejemplo:

Si alimentamos con sorgo, que tiene mas o menos un 98% de sólidos, el cálculo es igual

12,5x100/98= 12,75gr

Pesamos los 12,75 gr y agregamos agua hasta 125 cc

De esta forma podemos hacer los cálculos con cualquier material, lo feo es calentar la caca en el horno :-)

Resumiendo: La cantidad de mescla por día depende de la temperatura ambiente, a mas temperatura mas rápido es el proceso de digestión, si tarda 30 días, el volumen del BD se divide por 30 y eso nos da el volumen que agregamos cada día.

La mezcla tiene siempre un 10% de sólidos.

Tabla de porcentaje de sólidos aproximada en distintos “combustibles” para el biodigestor

Tipo de residuo	% de Sólidos
Estiércol vacuno	18
Estiércol porcino	18
Desechos de huerta	11
Residuos de comida	20
Sorgo	98
Estiércol de aves	45

Otra tablita que esta en el libro antes mencionado, es para que no tengan que cocinar el popo en el horno y saber de antemano que porcentaje de sólidos tienen algunos de los materiales orgánicos.

Espero les haya gustado y les sea de utilidad

Un saludo

César

Un tablero de pruebas para el taller

 

Recomendación, estos trabajos pueden resultar peligrosos si los ponen en práctica personas sin un mínimo de conocimientos en electricidad, se trabaja con la tensión de la red y se pueden recibir descargas peligrosas sobre todo en los países donde se trabaja con 220v.

Los tableros de electricidad en el taller son una herramienta casi indispensable, muchas veces queremos probar algún artefacto eléctrico que nos han regalado o hemos traído de la chatarra o queremos reparar y nos entra la duda si conectarlo a la línea o no y mas de una vez hemos hecho volar los fusibles, este sencillo tablero nos proporciona la herramienta justa para realizar esas verificaciones.

Este tiene dos circuitos serie, uno de 100W y otro de 500W

Como saben los circuitos serie son aquellos en los que los elementos están uno a continuación del otro como los vagones de un tren

Como es un circuito serie:

En la imagen se ve un foco que esta conectado a la línea de alimentación y tiene dos puntas de prueba, si las unimos, el foco se enciende, si a esa puntas las ponemos en los terminales de otro foco de la misma potencia veremos que ambos focos encienden a media intensidad, si el foco a probar en de menor potencia que el del tablero este se encenderá casi hasta su máximo brillo y el otro apenas, por el contrario si el dispositivo a probar tiene mucho mas consumo que el foco del tablero este último se encenderá a pleno, por eso la necesidad de tener dos circuitos de distinta potencia en el tablero.

Si vamos a probar un velador por ejemplo, usaremos el de 100W y si queremos probar una plancha que tiene mucho mas consumo necesitaremos el de 500W.

Con este dispositivo tan simple podemos probar cualquier artefacto eléctrico, motores, transformadores, revisar electrodomésticos etc sin peligro de hacer saltar fusibles o el disyuntor diferencial, además se pueden ver perdidas, si alguno de los cables del dispositivo llegara a tocar con el gabinete, otra ventaja que posee es la de actuar como resistencia limitadora de corriente y evitar quemar componentes que por malas conexiones o fallas directamente entrarían en corto haciendo desastres.

Reitero que siempre hay que tener la precaución de no tocar las puntas de pruebas porque igual podemos recibir descarga.

Instrumento del Tablero

Aunque no es estrictamente necesario tener un instrumento, he colocado un voltímetro que esta indicando la tensión de la línea, que también sirve como piloto para saber si hay energía en el tablero. He usado el instrumento de un multímetro muuuuuyyyyy chino que era de la peor calidad que he visto, sin embargo tenía un instrumento grande y vistoso, si no quieren poner el instrumento pueden poner unas clavijas para conectar el tester ahí.

Podemos ver que ya sufrió la cirugía, la amoladora axial es una herramienta espectacular!!!

El instrumento que usé es de corriente continua DC y según reza en el panel es de 100uA, como la línea tiene corriente alternada requiere de un circuito adicional

El instrumento ya conectado en el tablero, al costado izquierdo se ve la plaqueta que tiene los diodos 1n4148 y el preset de 10K para ajustar, a la derecha el divisor de tensión con las dos resistencias la de 100k y la de 10K, he puesto cinta tapando el mecanismo de la aguja, normalmente traen una tapa plástica, este no la tenía, además es conveniente tapar con cartón una vez se haya verificado y ajustado todo el conjunto.

El diagrama del tablero

 

Para que resulte mas fácil el conexionado he puesto en el diagrama distintos colores de cables, el negro y el rojo para las conexiones que van a cada uno de los terminales de la línea de 220, el marrón para la toma a tierra y los azules los que vienen de los sistemas en serie y del foco de iluminación.

Acá preparando los distintos componentes con sus chicotes de distinto color

En esta puede verse que he unido todos los del mismo color que van a los 220, el rojo y el blanco en este caso y los amarillos van a los focos y resistencias

El modelo terminado y ya conectado a la alimentación, el instrumento esta marcando los 220v

Por sobre el voltímetro pueden verse un rollito de cable y otro cable simple en U , se preguntarán para que es, como muchas veces es  muy importante saber el consumo de lo que estamos probando y no disponía de un amperímetro, me conseguí una pinza amperométrica, muy china también, que puede conseguirse por unos U$A 10 y nos va a servir muy bien para ver los amperes y calcular la potencia en watts de lo que estemos probando.

Como estas pinzas miden corrientes bastante altas, tienen dos escalas, una de 200 amperes y otra de 1000 A como para ver el consumo de una casa completa, el querer medir por ejemplo un dispositivo que consuma 1 A prácticamente se hace imposible porque esta en el rango de error de la misma, así que he hecho un pequeño truco, la pinza debe usarse pasando solo uno de los cables por dentro de ella y actúa como un transformador, si aumentamos las vueltas que pasan por dentro de la pinza aumentaremos también proporcionalmente la lectura, así es que haciendo un rollo de 10 vueltas en lugar de tener por ejemplo una lectura de 5 tendremos una de 50 solo debemos acordarnos de dividir por 10 la lectura.

Por ejemplo en este caso la lectura es 10,6 A, eso indica que la corriente real es 10,6/10= 1,06A

Para calcular la potencia (W) en watts del equipo que estamos midiendo

W= I*V donde I es la corriente y V los voltios de la línea que medimos con el otro instrumento

W= 1,06 * 220= 233watts

Cohetes de agua en Física!!!!

 

Los cohetes de agua son una divertida forma de enseñar conceptos de física, voy a enfocar este trabajo en la construcción de los mismos y sobre el tema específico donde lo puse a la práctica en el aula.

Para comenzar, una advertencia, si bien esto parece inofensivo las precauciones hay que tomarlas, el chorro de agua sale con tanta fuerza que es capaz de romperle un dedo a alguien que ponga la mano en la salida, igual si una persona es impactada por el cohete puede causarle daños, así que mucho cuidado!!

Que es un cohete de agua?

Se trata de una botella PET, la de las gaseosas que son descartables, acondicionada con unas aletas, una tobera y como combustible propelente se le agrega mas o menos 1/3 parte de agua, con un inflador se le da presión hasta 7 Kg/cm^2, no mas de eso, la tobera tiene un seguro que cuando se llega a la presión deseada se libera provocando la salida a gran velocidad del líquido que por tercera ley de Newton (acción y reacción) hace despegar al cohete hasta alturas considerables.

Construcción del cohete

Se parte de 2 botellas de 2,25 litros a una se la corta mas o menos a la mitad y a la otra se la deja entera y será el motor del cohete.

La botella verde será el motor, importante es ver que no este pinchada o rajada o tenga algún rasguño profundo ya que será la que debe aguantar la presión del aire comprimido, las botellas de este tipo están preparadas para aguantar hasta 9Kg/cm^2 así que lo máximo que le daremos será 7 Kg para evitar alguna explosión.

Se enchufa la parte cortada tal como muestra la imagen y se pega con cinta de embalar el largo total de este modelo es de 55cm y un peso de 148 gr.

Se preparan con plástico o cartón 3 o 4 aletas, en mi caso usé 4 aletas de 10x10 cm hechas con un plástico que se usa para carteles, parece un cartón corrugado, pero plástico, uno de los costados se corta con el perfil de la botella para poder pegarlo , deben quedar perfectamente a 90° cada aleta, se pega con la pistola de soldar plástico, luego se corta el ángulo

 

En la parte superior necesitaremos agregar un lastre para que sea estable en el vuelo, alrededor de 50 grs, en mi caso tenía a mano limaduras de hierro, así que en un tubo de pvc de 1/2 pulgada al que le agregué un corcho en el fondo puse las limaduras

 

que pese los 50 grs  (falto un poco casi 47 gr) y luego por la tapa de la botella que cortamos ingresé el tubo.

El tubo de pvc debe ser justo de un largo que apoye la parte inferior en la otra botella para que quede bien centrada la carga

Al cohete hay que pintarlo de un color que haga buen contraste con el cielo para que se vea bien, si lo pintan de azul o celeste la visualización no será la adecuada y cuando hagan la filmación no se verá.

 

El Vampiro I ya esta listo.

La tobera

Para el lanzador y la tobera usaremos los acoples rápidos para mangueras de jardín, el macho tiene una rosca que no es la misma que la de la botella, por lo que con cuidado hay que cortarlo con una sierra,

El gris es el macho entero y el negro ya esta reformado para ser usado como tobera, para rosca usamos la misma tapa del PET a la que le haremos un agujero.

 

Para el lanzador necesitamos una base sólida, lo que tenía a mano era una llanta vieja de un auto y con una arandela y tres trozos de hierro quedó de esta manera

 

El agujero de la arandela es tal que puede pasar la rosca de la otra parte del acople rápido,  que hay que cortar con la sierra para que podamos poner unas abrazaderas, dejaremos solo unos mm de rosca para que la tuerca plástica que lleva pueda sujetar al conjunto, también esa tuerca hay que cortarla.

Va doble brida bajo para asegurar la estanqueidad del sistema, no debe perder aire por ningún lado

 

Por el orificio pasamos un caño de cobre que hará de guía, la parte móvil (de color naranja) cuando se jala hacia abajo destraba, la abrazadera tiene dos chapas perforadas que llevan sendos alambres hacia el sistema disparador.

Cuando se tira de la piola los alambres tiran hacia abajo esa parte móvil y la presión hace salir al cohete.

 

Con otra brida se conecta una manguera reforzada al caño de cobre y en el extremo una válvula de bronce de las que se usan en ruedas de camiones.

El inflador puede ser uno común de motos o uno chino como el que se muestra

 

La ventaja es que se ponen en el encendedor de cigarrillos del auto y listo, vienen con un medidor de presión

Hay que darle presión hasta los 7 Kg/cm^2 de la escala amarilla, o lo que es lo mismo unos 100 psi

Una experiencia docente con los cohetes de agua

En mi caso estaba enseñando energía potencial gravitatoria en 5to año del Instituto Los Sagrados Corazones y decidí incorporar este práctico, dividí el curso en tres grupos de 10 y les propuse un concurso, cada grupo debería presentar un trabajo armando uno de estos cohetes, lanzarlo y hacer cálculos pertinentes para determinar la EPG del cohete cayendo desde la máxima altura que pudiera alcanzar.

Si recuerdan el cálculo de la energía potencial gravitatoria es

EPG= m G h

Donde m es la masa en Kg, G es la aceleración de la gravedad 9,8 m/seg^2 y h es la altura.

El problema, como se ve, esta en averiguar la altura máxima a la que llega el cohete, primero se propuso cronometrar la caída, un observador largaba un cronómetro en el preciso momento que el cohete dejaba de subir y comenzaba su caída, los resultados no fueron buenos debido a que no es fácil verificar ese exacto momento.

Los mismos chicos propusieron filmar el lanzamiento y con el análisis cuadro a cuadro del video con un programa de edición de video como virtualdub por ejemplo, ver ese exacto momento en que la aeronave empieza a caer, fue muy interesante porque  se lograron ver detalles que a simple vista o que con fotos comunes no se podían ver, las cámaras filman a 30 fps (fotogramas por segundo)

Un fotograma que muestra el chorro de agua coloreada de uno de los lanzamientos.

Este método resulto bastante bueno, pero los cohetes son bastante voluminosos y empezamos a pensar que la resistencia por rozamiento era grande y nuestras medidas no eran exactas, en un caso se midieron unos 5 segundos y fracción

En el cálculo de la altura, debemos calcular primero la velocidad

Vf= V0 +G t

Vf= velocidad final, V0 es velocidad inicial que en este caso es cero, G es aceleración de gravedad y t es el tiempo

Vf= G t= 9.8m/seg^2 * 5= 49 m/seg

Para calcular la altura

2Gh= Vf ^2-V0^2

h= (49 m/seg)^2/2G= 122. 3 metros. 

Si  bien estos cohetes van alto, difícilmente puedan superar los 100 mts, así que decidimos buscar otra alternativa. Se pensó en medir el ángulo con un especie de teodolito, pero uno de los chicos propuso algo simple e inédito, atarle un hilo al cohete así que se experimentó esa  forma usando para tal fin una caña de pescar y reel con sedal de 0.20m

 

Puede verse a mis chicos de 5to del Instituto Los Sagrados Corazones, el Vampiro I y la caña con la que medimos la altura.

C representa la tanza,  A es la distancia desde el lugar de lanzamiento hasta el de lugar de caída y B es la altura

Midiendo con el topómetro casero

Como ejemplo ilustrativo las medidas que hicimos fueron:

A= 50.69 metros (Había bastante viento el día que hicimos la prueba y el cohete se desvió mucho)

C= 78,44 metros, la tanza es muy liviana y finita en el reel pueden entrar unos 150 mts de tanza de 0.20mm

El cálculo de la altura resultó:

B= 59,8 metros,  por tanto la EPG= m. G. h= 0.149x 9.8x 59.8= 87 Julios

Al Vampiro I le dimos 5Kg/cm^2 de presión porque tenía una falla la tobera y perdía algo de agua.

Si calculamos la energía que acumulaba la botella,  considerando que la presión era de 5Kg/cm^2 y que el volumen libre era de unos 2 litros, (perdía bastante agua por la tobera), de todas maneras es solo un cálculo grueso que nos da la pauta de si los resultados están en rangos posibles, tampoco confío mucho en el medidor de presión del inflador chino ese :-).

E= P. V

Donde P es la presión en Kg/m^2, V es el volumen en m^3 del cohete,

E= 50.000 Kg/m^2  0,002 m^3= 100 Julios

Tiene bastante color , no? habría un 13% de perdida de energía.

Un video del lanzamiento de uno de los cohetes de mis alumnos