Cohete de agua

Universidad Tu00e9cnica Federico Santa María
Departamento de Industrias

ILN221 - Gestión energética I

Proyecto Cohete de Agua
Informe final
Grupo 4
Integrantes:
Ignacio Godoy
Miguel Hurtado
Alfredo Latorre
Karla Monsalve

Profesor:
Rodrigo Demarco

2 de Septiembre de 2013, Valparaíso, Chile.

Índice
Pág.
Resumen Ejecutivo

2

Introducción

3

Alcance

4Formulación del diseño
i.

Principio de operación del cohete

5

ii.

Pérdidas: Identificación y cuantificación

8

iii.

Cálculo de la trayectoria del cohete

10

Conclusiones

16

1

Resumen ejecutivo
La finalidad del proyecto que a continuación se expone es la de construir un cohete cuyo
funcionamiento viene dado por una mezcla de agua y aire comprimido. Éste debe serconstruido
con una botella de 2 litros además de otros materiales reciclados o de fácil acceso y bajo costo, y
deberá realizar una trayectoria de vuelo similar a una trayectoria parabólica para alcanzar un
objetivo situado a 50 metros de distancia en línea recta. Además del cohete se debe construir una
plataforma para su lanzamiento, la que es de libre diseño pero se debe contemplar también el usode materiales reciclados en su construcción.
Luego de finalizada la construcción del cohete y la plataforma de lanzamiento es
importante tener en consideración la seguridad e integridad de todos los participantes de cada
uno de los grupos de trabajo, es por eso que a la hora del lanzamiento del cohete es fundamental
mantenerse a una distancia segura del lugar de éste. El proceso de tiro delcohete es
relativamente sencillo, puesto que consiste en llenar la botella con el volumen de agua deseado,
poner y asegurar el corcho con el pasador metálico y luego agregar el aire suministrado por el
compresor hasta la presión requerida, que por reglas del proyecto no puede exceder de los 90 PSI,
luego se retira el pasador mediante una cuerda amarrada a éste la cual es jalada y de esta formael
agua es expulsada del cohete el cual emprende su vuelo que finaliza en el objetivo a 50 metros de
distancia.
Es importante destacar que el cumplimiento del objetivo requerido parece algo difícil ya
que la extensión de terreno el cual el cohete debe sobrevolar se aprecia bastante grande como
para lograr ser abarcada con la propulsión generada solo con aire comprimido y un volumen de
aguatan pequeño (inferior a 1 litro), sin embargo la teoría entrega resultados positivos los que
posteriormente se ven reflejados en la práctica.

2

Íntroduccion
El presente, detalla el procedimiento experimental realizado en la asignatura Gestión
Energética I, por alumnos de Ingeniería Civil Industrial de la Universidad Técnica Federico Santa
María. Se ha propuesto un objetivo general acumplir dentro del semestre lectivo. Además se han
realizado presentaciones periódicas de los distintos avances. El proyecto ha sido propuesto por el
profesor Rodrigo Demarco y además el grupo cuenta con el asesoramiento del profesor Krystian
Muñoz.
El objetivo principal es alcanzar un blanco ubicado a 50 metros de la plataforma de
lanzamiento, con un cohete impulsado con un sistema depropulsión a base de agua y aire
comprimido, éste se construirá con una botella de bebida retornable de plástico y otros materiales
reciclados. Se estima que realizará un movimiento parabólico. Es importante considerar las
distintas condiciones ambientales y propias del entorno para el análisis teórico del lanzamiento.
Por otra parte, el sistema de propulsión se fundamenta en la salida de agua desde labotella hacia el exterior a raíz de la presión ejercida por el aire dentro de ésta al momento de
liberar el sistema.
Para cumplir con el objetivo planteado, es necesario desarrollar un algoritmo matemático
que en base a la mecánica de fluidos y cinemática, permita calcular el valor de las únicas variables
sobre las cuales se tendrá control al momento del lanzamiento: ángulo con la...