::: Juan :::

Que es la Cohetería Experimental Amateur (C.E.A.)?

La Cohetería Experimental Amateur (C.E.A.) es la actividad relativa al estudio y la experimentación al nivel amateur de la cohetería comprendiendo el diseño, el ensayo y la fabricación de todas las partes del cohete, incluyendo al motor cohete y el propulsante. Es una actividad donde se combinan diversas disciplinas como computación, química, matemáticas, electrónica, mecánica, aerodinámica, electricidad, manufactura de piezas, etc.
Es experimental porque no se suele basar en diseños ya estudiados ni elementos prefabricados.
Es amateur porque se refiere a alguien que lo hace primariamente por "amor al arte" (leí que proviene del idioma Francés y significa "amador, o sea el que ama") y no porque obtenga un rédito económico. Una actividad importante es la construcción de los motores, el sistema de recuperación, rastreo, etc. En general esto implica la fabricación de todas estas partes mas que el uso de kit o partes ya prefabricadas.

En cuanto a la propulsión en la C.E.A. se dividen tradicionalmente los sistemas en los siguientes tipos:
           1- Propulsantes sólidos
           2- Propulsantes líquidos
           3- Propulsantes híbridos
En esta pagina WEB se da preferencia a los combustibles sólidos e híbridos, los cuales para pequeños proyectos son los mas eficaces en cuanto a la relación complejidad/prestación.

Otras formas para practicar cohetería

Si bien la orientación principal del presente sitio es hacia la Cohetería Experimental Amateur (C.E.A.) no quedan excluidos otras formas de cohetería como ser el modelismo espacial, los cohetes propulsados con agua, etc. Por eso se brinda información que es de utilidad para dichas actividades, las cuales también sirven para alentar el desarrollo futuro de la C.E.A.
El modelismo espacial es una actividad hermana a la C.E.A.. Tiene como diferencia que los motores son adquiridos comercialmente, mientras que en la C.E.A. son fabricados al igual que el resto de las partes del cohete.

Finalidad del sitio WEB

Este sitio es una contribución a la actividad de la C.E.A. al nivel mundial y en particular a la comunidad hispanohablante de la cual formo parte.
En mi reingreso a la actividad a fines del año 2001 he visto que no hubo cambios significativos en cuanto a tecnologías ni materiales, salvo en la parte de electrónica donde los avances fueron espectaculares. Sin embargo la poderosa herramienta de comunicación que es Internet revolucionó el mundo de la C.E.A., ya que permite compartir experiencias fácilmente con gente de todo el planeta. Algunas personas han presentado sus trabajos para que sean compartido por todos los entusiastas de la C.E.A. o llamada A.E.R. en idioma inglés que significa "Amateur Experimental Rocketry". Destaco especialmente la labor del canadiense Ricardo Nakka.

Aparte de alguna literatura disponible sobre cohetería me he nutrido mucho de la información de Internet y deseo agregar un poco a ella. Sé que mi contribución es insignificante respecto a toda la información que hay en Internet, y en la literatura, pero considero que debo hacer mi pequeño aporte a ella.
Señalo que hay muchas páginas presentando los trabajos hechos en el área de la C.E.A., pero en muy pocas se brinda información que sea de aplicación practica, en especial en lo que se refiere al cálculo y a la fabricación de motores y sistemas de recuperación.

Generar vocaciones para las áreas técnicas.
Está reconocido que el desarrollo de un país está ligado a su desarrollo tecnológico. A su vez este está ligado a la capacidad de sus recursos humanos, los que provienen de un sistema educativo y se inician en función de una vocación. Desde hace tiempo la generación de vocaciones para el área técnica se ha reducido y con visión de futuro es importante generar interés por las áreas técnicas. La cohetería con fines educativos brinda un excelente medio para hacerlo por varios motivos. Desde la antigüedad el Hombre ha elevado sus ojos hacia las estrellas y por ello hay un interés en poder acercarse a ellas. El camino que nos permite esto es la tecnología de las ciencias espaciales. La cohetería con fines Educativos tiene la particularidad de requerir la aplicación de muchas ciencias, como ser matemática, física, química, electrónica, usos de programas de simulación, desarrollo de proceso, mecanizados, etc. Por eso entendemos que la cohetería con fines educativos es una llave que nos abre la posibilidad de inculcar conocimientos y de generar vocaciones en el área técnica.

Metas planteadas y proyecto integrador XTA

Introducción
Al inicio de mi reingreso en la actividad de la cohetería una de las primeras tareas fue definir cuales son las metas que me planteaba. Definida la meta el camino se delinea casi automáticamente, permitiendo optimizar los recursos y esfuerzos. Esta meta podrá cambiar para ir actualizándose en función de la experiencia acumulada, pero siempre se fijará una meta.

División de los desarrollos en etapas
Se dividieron las metas en varias etapas, para que a partir de proyectos sencillos se pueda:
    1. Ir resolviendo los problemas inherentes a esta actividad e ir acumulando experiencia.
    2. Verificar la correlación entre los desarrollos matemáticos y la práctica.
    3. Desarrollar y probar los medios de manufactura.
    4. Tener un alto número de pruebas para mejorar la confianza de los proyectos y generar datos estadísticos.

Metas
Las metas son lograr determinadas alturas de apogeo, las cuales fueron definidas en forma arbitraria. Apogeo es la máxima altura que alcanza el cohete. También se considera que se deberán gestionar los permisos correspondientes de las autoridades para realizarlos.

1. Primera etapa: Booster reutilizable.
Su función sería dar un fuerte impulso inicial de breve duración para lograr la estabilidad del vuelo. Esto permite tener un rampa de lanzamiento relativamente corta. Al tener rampas cortas (unos 6 metros) se reducen los costos de su fabricación y su traslado. El motor tendría poco tiempo de combustión: del orden de unos pocos segundos. El combustible seleccionado será basado en dextrosa, o sorbitol, y nitrato de potasio. Esto permite tener un muy bajo de costo de fabricación, tanto por el costo del combustible (costo tipo 1,5 U$S/Kg.) como por el costo de la tobera y carcaza. Su baja eficiencia se compensa al hacer un motor mas grande. La recuperación se realiza con paracaídas.

2. Segunda etapa: Sostenedor (Sustainer) equipado con un motor tipo híbrido.
Su función será impulsar el cohete en régimen subsónico a través de las capas mas densas de la atmósfera. Tendría como oxidante oxido nitroso y el combustible seria un polímero. El costo del combustible para este tipo de esquema se podría decir que es un costo medio (costo tipo 4 U$S/Kg.). Se seleccionó un motor híbrido no solo por un tema de costos sino por un tema de seguridad, ya que en esta etapa se requiere una importante cantidad de propulsante. De utilizarse un combustible sólido se generan riesgos importantes durante su fabricación y transporte, al ser híbrido y tener separado el combustible del oxidante se minimiza el riesgo de incendio o explosión.

3. Tercera etapa: Dardo (Dart) equipado con un motor de combustible compuesto.
Su función será llevar la carga útil al apogeo. Es una etapa tipo "Dardo" pero motorizada. Este tipo de cohete se caracteriza por ser de reducida sección y alta velocidad de vuelo. Al tener una baja sección y masa se incrementa mucho su eficiencia. Para reducir la masa del mismo se utilizará un combustible de alta performance, posiblemente basado en perclorato de amonio y un polímero sintético. Este combustible es caro (costo tipo 14 U$S/Kg. ) pero no se requiere gran cantidad, por lo que el costo total no sería alto. También la tobera será de reducidas dimensiones.

Esquema de un cohete, de 3,15 metros de largo, de estas características se da en la siguiente figura:

Como combustible sólido recomendado sugiero los de tipo Candy o por fusión de azucares. Por ello presento mucha información para usar estos tipos de combustibles.
Estos son combustibles que requieren observar algunas medidas específicas de seguridad durante su preparación y almacenamiento. La información disponible en Internet (básicamente del sitio en Internet de Ricardo Nakka) permite tener un combustible barato y bien caracterizado.
Mi experiencia me muestra que hay diferencias entre los datos que tomo de Internet con lo que mido, pero el desvío no es significativo.
En cuanto a las cargas pirotécnicas para eyección de paracaídas, ignitores, etc. recomiendo utilizar Pólvora Negra FFF comercial que se vende en las armerías.

Dentro del área de la cohetería experimental mi área de mayor interés, y especialización, es la investigación y desarrollo de combustibles para hacer motores cohetes. Innegablemente es un área que me gusta y la elección de mi carrera profesional como Ingeniero Químico muestra una fuerte inclinación hacia las áreas Química y de Procesos. Me interesa, y suelo probar, distintos tipos de combustibles. Los oxidantes están basados en nitratos (potasio, amonio, sodio) y/o percloratos (potasio, amonio), los ligantes/combustibles pueden ser polímeros sintéticos (Polibutadieno Hidroxil Terminado HTPB, plastisol de PVC, copolimeros de PVC, thiokol, siliconas, poliester, bunas, epoxys, etc.), hidrocarburos (tipo asfalto) y los del tipo "Candy" o de azucares, etc. También investigo mezclas químicas para ignitores, cargas de eyección, mezclas fumígenas, etc.

Sistema de símbolos y unidades utilizadas

Los símbolos y términos usados se basan preferentemente en el llamado sistema métrico, o "International System of Units" (SI Units). Hay casos en los cuales se utiliza en nuestro medio otro sistema de medidas como por ejemplo en la denominación de caños donde se utiliza todavía el sistema Ingles, en pulgadas. En estos casos mantengo lo que resulta usual en aras de mantener las cosas simples. También por este motivo mantengo los símbolos que son usuales en la literatura, donde predomina el idioma inglés, tomados de "Solid Propulsion Nomenclature Guide" CPIA Publ. 80, Chemical Propulsion Information Agency, Johns Hopkins Univ. Mayo de 1965.

Uso de materiales biodegradables

Considero que la seguridad es una prioridad, o sea es el cuidado de uno mismo y del resto de las personas involucradas en este tipo de actividad. Pero también puntualizo el cuidado del ambiente que nos rodea. Si bien no es mandatorio se trata de recuperar los cohetes para su posterior reutilización, realizar motores reutilizables, utilizar combustibles biodegradables, tanto es así que algunos de ellos se componen de elementos que se utilizan en la alimentación humana.
También se pone especial cuidado en tratar de usar materiales que no dañen nuestro medio ambiente. Hay una gran cantidad de elementos que son reciclados, lo que da un beneficio económico al reducir costos. El tema de los cohetes impulsados por agua y aire comprimido es un buen ejemplo de aplicación de estos conceptos. Se usa botellas ya descartadas, CD usados, bandejas de alimentos, etc. El elemento impulsor es agua y la energía se puede tomar del ser humano, al bombear con un inflador de neumáticos de bicicleta.

	El sitio de Cohetería Experimental Amateur de Juan Parczewski Juan Parczewski´s Amateur Experimental Rocketry WEB Site
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