Un cohete de agua, también llamado cohete de botella, es un tipo de cohete de modelismo espacial que usa para impulsarse el agua contenida a presión en una botella de plástico. La propulsión del cohete de agua se basa en que el agua es lanzada fuera de la botella por un gas a presión, normalmente aire comprimido, lo que impulsa el cohete según la Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacción.
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Qué son los cohetes de agua
Un cohete de agua o cohete de botella, es un tipo de cohete utilizado en modelismo espacial que usa para impulsarse el agua contenida a presión en una cámara presurizada, generalmente una botella de plástico.
La propulsión del cohete de agua se basa en que el agua es expulsada fuera de la botella por un gas a presión, típicamente aire comprimido, lo que impulsa el cohete según la Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacción.
Básicamente la propulsión del cohete de agua consiste en un sistema en el que una parte de su masa (el agua) va a ser expulsada hacia atrás, lo que generará un empuje que propulsará al resto del sistema hacia delante, por el Principio de conservación del momento lineal, que establece que la cantidad de movimiento total del sistema debe permanecer constante.
La energía mecánica necesaria para expulsar el agua se almacena en el sistema como energía potencial en forma de gas a presión. Al expulsar el agua esta energía se irá convirtiendo en energía cinética, debido al movimiento que adquiere tanto el agua como el cohete.
Para garantizar la estabilidad de vuelo del cohete, el centro de masas tiene que encontrarse siempre delante del centro de presión aerodinámica. Empíricamente se estima que la distancia óptima entre ambos es aproximadamente el doble del radio del cohete, ya que para distancias inferiores el vuelo puede resultar inestable.
El centro de masas es el punto en el cual se puede considerar concentrada toda la masa del sistema, mientras que el centro de presión aerodinámica es el punto en el cual se pueden considerar concentradas todas las fuerzas que frenan el movimiento del cohete debido a la resistencia del aire.
Cómo construir un cohete de agua
Los pasos básicos para construir un cohete de agua son los siguientes:
- Una botella de plástico con su boca colocada hacia abajo servirá de tanque, actuando la boca como tobera. También se pueden utilizar varias botellas alineadas.
- Se rellena de agua la botella en su mayor parte.
- Se coloca un tapón con una válvula que permita introducir aire a presión por medio de una bomba de bicicleta, un compresor de aire o bombonas de gases no inflamables como CO2 o nitrógeno. En ocasiones se introduce alguna sustancia efervescente o un gas explosivo.
- Se acciona el mecanismo de liberación a distancia, generalmente mediante un cordel o cable, lo que provocará la despresurización y el lanzamiento.
Comprar un cohete de agua
Si construir un cohete no es una opción, existen packs prefabricados de cohetes que ofrecen varias ventajas: vienen con las piezas ya creadas y el encaje es perfecto, la calidad y potencia del cohete está controlada y son más seguros y normalmente son de calidad superior, por lo que duran más.
Seguridad
Los cohetes de agua pueden resultar peligrosos si no se manejan de forma adecuada o si los materiales de construcción fallan, por lo que conviene tomar diversas medidas de seguridad, tales como:
- Usar gafas de seguridad durante su manejo.
- No usar partes metálicas ni vidrio en las zonas del cohete que van a soportar la presión, ya que podrían actuar como metralla.
- Mantenerse a una distancia de seguridad prudencial tanto cuando se realice la presurización como en el momento del lanzamiento.
- Nunca se debe intentar abrir con las manos para lanzarlos, usar siempre un mecanismo de liberación, ya que el chorro de agua de un cohete tiene la suficiente fuerza como para causar serias lesiones.
- Lanzar los cohetes únicamente en zonas abiertas y alejadas de los viandantes.
Cohetes de vapor
Una variante de los cohetes de agua son los cohetes de vapor o cohetes de agua caliente, cohetes que utilizan vapor de agua como sistema de propulsión.
Antes del lanzamiento, el agua contenida en el cohete se calienta, lo que provoca un aumento de presión. Esta presión mantiene el agua como agua sobrecalentada, en lugar de transformarse en vapor de agua, ya que la temperatura de ebullición del agua aumenta con la presión.
En el momento del lanzamiento, el recipiente a presión se abre a través de una boquilla o tobera, de tal manera que el agua que pasa a través de la boquilla hierve y se convierte instantáneamente en vapor de agua, de modo que la expansión a alta velocidad del vapor a través de la boquilla genera la fuerza de reacción necesaria para impulsar el cohete.