Mis alumnos lanzaran un globo a la estratosfera

A principios de año, en unas experiencias con cohetes de agua en mi asignatura (física), algunos de los chicos modificaron uno de estos cohetes para llevar a bordo un celular para que filmara el vuelo, después de ver el video se desató la locura y quisieron “volar mas alto”, y el profe César se dijo: “aprovecha gaviota, que no te veras en otra”, no es fácil entusiasmar alumnos :) . Así empezamos a masticar la idea de mandar un globo estratosférico.

Son alumnos de 5to año del IPEMyA 188 Dr Antonio Pérez de Villa Huidobro en la provincia de Córdoba.

El globo de látex, que debe ser del tipo meteorológico ya que en el transcurso del vuelo sufrirá grandes cambios de temperatura y volumen, la tropopausa, que es el límite entre la tropósfera y la estratósfera, es extremadamente fría, pueden alcanzarse los -75 °C y si no fuera de calidad el látex se podría endurecer y ponerse quebradizo, ésta es la parte del vuelo mas crítica donde suelen romperse los globos, esperemos éste no sea el caso.

Para esta altura del año ya tenemos casi todo, el globo de 300 grs y la carga útil que serán dos celulares nuevos Nokia 500, que nos donó la cooperativa eléctrica de Villa Huidobro, con cámara de 5Mp, uno irá filmando y el otro mantendrá activo un gps con un sistema de trackeo para el recupero luego del vuelo, también por gentileza de AMSAT Argentina y en especial de Ignacio Mazzitelli, que nos ha mandado de regalo una sonda meteorológica marca Vaisala con su paracaídas,  esta sonda en tiempo real nos dará información de temperatura, presión, altitud, humedad y a su vez coordenadas de ubicación ya que también cuenta con un gps .



Estos globos ascienden hasta la estratosfera, que es una capa de la atmósfera que esta entre los 12 y 50 Km de altura, allí la presión atmosférica disminuye tanto que el globo se dilata a varias veces el tamaño que tenía en la superficie, hasta que el látex cede y explota, inmediatamente debajo del globo va un pequeño paracaídas que al dejar de ser jalado se despliega y va a amortiguar la caída de la carga útil.

http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1ESO/atmosfera/contenidos3.htm

El globo, para que ascienda, debe ser inflado con un gas mas liviano que el aire, puede llenarse con hidrógeno o con helio, el hidrógeno es mas económico, pero resulta muy peligroso porque es explosivo y en un proyecto como este no es opción, así que usaremos helio, un gas inerte con el que se suelen inflar globos de cumpleaños, tenemos dos garrafas descartables donadas por el Centro de Ganaderos de Villa Huidobro que hacen un volumen total de unos 0,85 m3.

La fecha estimativa de lanzamiento es el 4 de octubre de 2013 a las 10h00, hora argentina, si las condiciones atmosféricas así lo permiten y si el ANAC (Administración Nacional de Aviación Civil, la entidad que autoriza el uso del espacio aéreo) nos da el permiso correspondiente, que esta siendo gestionado, no se pueden hacer estos experimentos sin esta documentación ya que el globo va a atravesar dos veces la altitud de las rutas aéreas y podría causar algún problema a alguna aeronave que eventualmente pasara en ese momento.

Según algunas predicciones que hemos hecho usando un predictor de la Universidad de Cambridge, http://www.cusf.co.uk/, desde Villa Huidobro el globo se desplazaría con rumbo ESTE hasta unos 220 Km con un tiempo de vuelo de 2h35, hasta una zona cercana a la ciudad de Venado Tuerto en la provincia de Santa Fe. Esto es estimativo y solo ilustrativo de este documento, la predicción debe hacerse un rato antes del lanzamiento.



Este tipo de proyectos muchas veces excede la planificación curricular de la asignatura, tengo que agradecer la apertura y apoyo de las autoridades directivas que siempre me alientan, personalmente creo que si bien es importante terminar una planificación, es muy importante también aprovechar cuando se encuentra interés espontáneo por algún tema, estimular al alumno aunque se escape de la currícula, en este proyecto han (y he) aprendido sobre capas atmosféricas, vientos en las capas superiores, temperaturas a distintas altitudes, efectos de la presión atmosférica en gases encerrados en el globo, velocidades de ascenso y descenso, calculo de las mismas, decodificación de señales digitales, trackeo con gps, manejo de software variados, uso de editores de video y aún otras cosas que se me escapan ahora.

Algunos detalles:

Sobre la radiosonda Vaisala

La radiosonda alimentada por una fuente externa para pruebas, cuando sea lanzada irá con dos baterías de celular en serie, la batería que trae la sonda es algo pesada.

Este dispositivo nos va a proporcionar en tiempo real, datos de temperatura, humedad, presión y altitud, a su vez tiene también un gps incorporado que nos dirá en que lugar esta el globo, dato muy importante para terminar bien este proyecto y recuperar la carga útil. Todos estos datos los emite la propia sonda en un formato digital en una señal que podrá recibirse desde la “sala de telemetría” en 402,7 Mhz (UHF), esto se hace con un receptor para esta frecuencia que a su vez esta conectado a un ordenador que con un programa llamado sondemonitor que decodificará ese sonido que se recibe.

En la imagen se ve la antena de 10 elementos que se usará para recibir la señal de la radiosonda, va montada en el trípode de un telescopio.

Alito dejá es perro! :)

El receptor es un TM733 de Kenwood, pero puede usarse un dongle (receptor SDR) que cuesta apenas unos 10 U$A con buenos resultados.

El frente del receptor, la señal a fondo de escala.

Cualquier persona que tenga un receptor en esta frecuencia podrá recibir la señal de la sonda e incluso decodificarla con el programa mencionado aunque se encuentre a muchos kilómetros de distancia.

El soft sondemonitor muestra a la izquierda, una ventana con los datos de presión altitud, temperatura y humedad, en esta imagen los datos del gps están en cero porque no estaba agregado en el programa el archivo “almanaque” que puede descargarse de internet. En la ventana grande están las curvas de presión temperatura y humedad

Un video de los chicos explicando con sus palabras la aventura

Continuará…