Universo Medible IV: Proyecto CODICA (Cohetería para la divulgación de ciencias aerospaciales)
CODICIA es una practica educativa que busca interactuar con estudiantes de formación media y mostrarles una perspectiva experimental de las ciencias aeroespaciales. Para este fin se harán pruebas de lanzamientos de cohetes de agua a los cuales se les cambia el tipo de aleta, ojiva y el nivel de agua, el fin es determinar experimentalmente el mejor modelo de cohete y que propiedades aerodinámicas le otorgan este merito.
Objetivo
Generar un acercamiento a las ciencias aeroespaciales mediante el estudio de las propiedades aerodinámicas de un cohete realizando practicas experimentales con cohetes de agua, a los cuales se les cambian partes como la ojivas, las aletas y el nivel de agua, para determinar el mejor modelo.
Metodología
- Fase 1: revisión bibliográfica (Coheteria, aerodinámica).
- Fase 2: Diseño y construcción de la lanzadera.
- Fase 3: Diseño y construcción de los modelos de cohetes.
- Fase 4: Pruebas y registro de información.
- Fase 5: Análisis de datos y conclusiones.
Desarrollo
El proyecto se desarrollo con jóvenes del grado 10 cuya edad oscila entre los 14 y 15 años oriundos de la ciudad de Bucaramanga y quienes pertenecen a los colegio, politécnico de Bucaramanga y Cooperativo Comfenalco. El tiempo destinado al desarrollo del proyecto es de alrededor de 10 meses, en los cuales se realizan reuniones los fines de semana ,en las instalaciones de la Universidad Industrial de Santander (UIS) en los cuales se realizan reuniones para realizar las diferentes fases del proyecto.
Fase 1: Conceptos básicos
Esta fase se realizan capacitaciones acerca de los temas afines al proyecto, divididas en tres sesiones .
- Sesión 1: Aerodinámica de fluidos, principio de elevación y y fundamentos de coheteria.
- Sesión 2: Teoría acerca de la construcción de cohetes de agua, diseño en detalle y análisis del funcionamiento del cohete y de cada una de sus partes.
- Sesión 3: Coheteria a gran escala, historia de la coheteria, cohetes en la actualidad, satélites y su funcionamiento, desarrollo aeroespacial en el Colombia (pequeños satélites como los Cube-Sat).
Fase 2: Diseño Y Construcción de Lanzadera
Esta fase consiste en el diseño y la construcción de una lanzadera de cohetes de agua, la cual permite hacer lanzamientos tanto a un angulo de 90° como de 45° ademas que con el uso de un manómetro se mide la presión en el interior del cohete.
- Sesión 1: Revisión bibliográfica acerca de lanzaderas de cohetes y listado de materiales para la construcción.
- Sesión 2: Construcción de la lanzadera.
Fase 3: Diseño y construcción de los modelos de cohete
En está etapa se plantean y construyen los cohetes, se formulan los tipos de aletas y ojivas, se hacen pruebas del funcionamiento de la lanzadera con cohetes de prueba.
- Sesión 1: Selección del tipo de aletas y ojivas van a se utilizadas.
- Sesión 2: Construcción de los cohetes.
- Sesión 3: Pruebas de funcionamiento de lanzadera.
Fase 4: Pruebas y registro de información
Las pruebas de lanzamiento se desarrollaron en una cancha de rugby, durante las pruebas se conto con una fuente constante de agua y un sistema desmontable para las aletas el cual permite cambiar rápidamente entre cada tipo de aleta, las ojivas se construyeron sobre varios cohetes del mismo tipo.
Se hicieron 46 lanzamientos combinando 4 modelos de aletas con 4 ojivas y tres niveles de agua (571ml, 708ml y 885ml), en cada sesión se repitieron varios lanzamientos, esto debido a las condiciones ambientales.
- Sesión 1: Lanzamiento de 15 cohetes.
- Sesión 2: Lanzamiento de 15 cohetes.
- Sesión 3: Lanzamiento de 16 cohetes.
Fase 4: Análisis de datos
Se realiza el respectivo análisis de datos en Python, con los resultados de este análisis se discute acerca del funcionamiento aerodinámico de los cohetes y se determina cual es el mejor modelo.
- Sesión 1: Capacitación en manejo y análisis de datos en Python.
- Sesión 2: Capacitación en manejo y análisis de datos en Python.
- Sesión 3: Realización de Ejercicios prácticos de análisis de datos.
- Sesión 4: Procesamiento y análisis de los datos obtenidos durante las prácticas de lanzamiento.
Conclusiones
- El nivel de agua influye en la distancia alcanzada, lo cual se puede evidenciar en los resultados obtenidos donde en promedio se evidencia que a medida que aumenta el nivel de agua disminuye la distancia alcanzada.
- Se logró satisfactoriamente introducir los conceptos Aeroespaciales en jóvenes de grado décimo, lo cual se evidencio en la disposición, actitud a la hora de realizar las actividades así como por medio de una prueba diagnostica.
- Debido al desarrollo de la primera versión de este proyecto y los resultados obtenidos se decide continuar con una versión un poco más avanzada del proyecto a petición de los estudiantes.
- Como se evidencia en las gráficas que se muestran en la fase de análisis de datos, para las diferentes ojivas la aleta dos proporciona mayor estabilidad durante el lanzamiento.