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Como moldear granos de propelente tipo "Candy" de sorbitol

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Este material fue publicado originalmente en el Foro de Cohetería Amateur
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Hace un tiempo (en el viejo Foro "Cohetes") propuse hacer una "clinica de motores" en el autódromo de San Vicente para mostrar cómo se hace un candy de 38 mm con un método que -desde luego- no debe ser ni la única ni la mejor manera de hacerlos, es simplemente cómo los hago yo.- Por miles de razones -una de ellas es que lamentablemente el Autódromo no existe más, se vendió- eso nunca se pudo concretar...

Finalmente, hablando con Sergio Gesto surgió una  idea: el "profe" Gesto haría sus primeros propios granos de candy, intercambiando ideas conmigo a través del nuevo Foro de Cohetería Amateur.- De ese modo esa información paso a paso quedará a disposición de todos... y Hoy la reproduzco (condensada) aquí.-

Herramientas básicas:

Voy a mostrar mis moldes para este método que -reitero- desde luego no debe ser ni la única ni la mejor manera de hacerlos, es simplemente cómo hago yo mis motores.-

Bueno, estas son las herramientas a construir, y recomiendo fuertemente hacerse estas herramientas o similares: todo "ahorro" de tiempo en tratar de hacer un candy improvisando sobre la marcha se traducirá en motores ineficientes (si quien los hace tiene suerte) o en lesiones graves (si quien hace los motores NO tiene suerte).- Y como esto no debe ser tratado como una cuestión de suerte sino como la tarea de un ingeniero que está haciendo un motor (ingeniero = engineer,  engine = motor), entonces ES MANDATORIO TRABAJAR CON SERIEDAD e INVERTIR TIEMPO (no gastar o perder tiempo sino invertirlo, que no es lo mismo) en hacernos nuestras herramientas especializadas.. y más cuando esas "herramientas especializadas" son tan simples como lo que vamos a ver ahora:

 

Bueno, en la imagen de arriba, y de atrás para adelante:
Lo que se ve en el fondo de la imágen es uno de mis motores H86 (el que muchos conocen como GOD, por mis iniciales...) y lo puse para dar una idea de tamaño.-
Por delante se ven cuatro tubos de aluminio de 38mm de diámetro externo y de 100 mm de longitud: son los "moldes", aunque en realidad no actúan como tales sino como soporte mecánico para los tubos inhibidores, que son lo que sigue...
Los "tubos inhibidores" se pueden hacer en papel misionero del modo en que explicó Sergio más arriba; los que ven aquí son de tubo comercial de 33 mm de CondorTec.- Los tubos inhibidores también miden 100 mm de largo, igual que los moldes de aluminio...

Unas palabras sobre los tubos inhibidores:
El grosor del inhibidor tiene algunos tips, o al menos comentarios para hacer... en el caso de un motor de 38mm, dos capas de papel misionero (o el tubo de condortec, que es lo mismo) alcanzan  JUSTO para que no se quemen durante el tiempo de funcionamiento y para que hagan lo que se espera de ellos: impedir que el grano se queme desde todas direcciones, haciewndo que lo haga desde dentro hacia afuera y simultaneamente desde las puntas hacia adentro. Cuanto más fino sea el inhibidor, mejor "factor de llenado" tendrá el motor, es decir que tendremos más cantidad de propelente por unidad de volumen en la cámara, logrando una máxima duración para un diseño dado. Simplificando esos conceptos, podemos decir que si uno logra un inhibidor que dure entero el tiempo de quemado, cuanto más fino sea, mejor.

Finalmente, en primer plano se ve el soporte para el moldeo de los granos.- Es una simple tabla de madera, con perforaciones pasantes (de lado a lado) de 10 mm de diámetro; esas perforaciones se usan para sostener las varillas (más correctamente llamadas "mandriles") que formarán el "ánima" hueca de cada grano de propelente.-
De modo concéntrico a esas perforaciones pasantes es necesario efectuar una ranura circular (con sierra "copa" de 38mm) de unos 5mm de profundidad (no pasantes), para sostener alli los moldes de aluminio...
Acá se ve mejor como deben quedar:

 

El modo más sencillo de hacer esto es hacer en primer lugar las ranuras circulares con la sierra "copa" y luego agrandar el agujero para el diámetro del mandril.-

IMPORTANTE: TODAS las medidas de diámetro de mandriles y largo de los granos son para mi motor H86; deben variarse según cada diseño, pero en general eso no varía el modo de hacer un candy que se está publicando en este "cursito"...

Con respecto a medidas y proporciones, el amigo Ricardo Frigerio, un argentino residente en Tenerife, me decía esto:

"en vez de hacer granos de 100 mm por ejemplo , los uso de la mitad 50 mm ya que me dieron problemas los granos largos, me explotaron un par de motores , en cambio con mas cantidad de granos cortos los motores son infalibles. "

Muy buen consejo!!! Es mucho más seguro hacer un grano corto que uno largo porque es menos probable que queden burbujas de aire, pero hay que tener en cuenta una cosa: un mismo motor que tenga -por ejemplo- 200mm de longitud libre en la cámara de combustión puede usar un grano de 200mm, dos de 100, cuatro de 50 y otras combinaciones, pero se comportará de un modo radicalmente diferente en cada caso. Si tomamos los ejemplos extremos, veremos lo siguiente: Si usamos nuestro motor con un sólo grano de 200mm, el motor tendrá un empuje corto, con un pico a la mitad del tiempo de quemado. El mismo motor cargado con cuatro granos de 50mm durará mucho más, pero el empuje máximo será menor y la curva de empuje será muy aplanada.- Esto no quiere decir que el motor del primer ejemplo sea más "potente" que el segundo, porque si integramos matemáticamente ambas curvas de empuje, veremos que el impulso total (empuje/tiempo) será quizá no igual pero si muy similar para ambos motores.- La diferencia radicará en cómo será ese empuje y en lo que cada diseñador y cada cohete requiera y esta explicación es una razón más para volver a decir que lo primero que uno debe hacer NO es un motor: es PENSAR QUE CLASE DE COHETE QUIERE HACER, y se debe aprender a diseñar el cohete, a construir ese cohete, y a pensar en el motor AL MISMO TIEMPO. Sin duda, es un campo apasionante.

Seguimos...

En la imágen que sigue se puede ver cómo están preparados dos de los moldes de soporte ya colocados en la base y con dos tubos inhibidores:

 

Aclaro que con esa base de cuatro moldes es para hacer de a cuatro granos por "colada"; como mis motores H86 usan dos granos, tendría material para dos disparos.- 

En la foto anterior se pueden ver las varillas que se usan como "mandriles"; observese que tienen una pequeña punta torneada, para ubicarlas con facilidad en los agujeros centrales de cada molde; también se ven unos recortes de papel de aluminio del que se usa en la cocina.- Ese es mi "secretito" para que no se pegue el sorbitol/kno3 en la base de soporte...
En la imágen siguiente se observa cómo envolver el papel de aluminio de un lado del tubo inhibidor:

 

Una vez preparado de ese modo, el tubo con el papel de aluminio se inserta en el molde, de este modo:

 

Finalmente. se colocan los mandriles perforando el papel de aluminio y el conjunto queda listo para el llenado, es decir para hacer la "colada":

 

Una vez que se ha preparado cada tubo inhibidor de cartón con su correspondiente "tapón" de hoja de aliminio, todo el soporte debe quedar así (antes de colocar los mandriles):

 

En el dibujo de abajo se observa la secuencia. De DERECHA a IZQUIERDA, vemos el modo de insertar el tubo con el aluminio, luego se ve cómo quedaría en el molde, a continuación se inserta la varilla/mandril y finalmente, en la vista de la izquierda, el conjunto completo, con el mandril atravesando el papel de aluminio:

 

De este modo, a llenar cada molde, el papel de aluminio impide que el "candy" se adhiera al fondo.- Una vez que comienza a enfriarse y a endurecer, es sencillo arrancar el papel de aluminio y se finalizará la tarea una vez que el grano haya endurecido por completo, lijando el borde de cada grano terminado con una lija 80 apoyada sobre una superficie lisa.- Quedan perfectos!!! El tema de "cuando" un grano está endurecido y listo para usar es un asunto interesante, que conversaremos más adelante...

Nota sobre mandriles (varillas para formar el "ánima"):

Es necesario aclarar que los mandriles deben tener el diámetro que surja del cálculo de cada motor.- En este caso, este es un ejemplo de cómo moldear, no de cálculo de motores.-
En cuanto a la terminación, cuando empecé con este método seguí las indicaciones más generalizadas (Nakka y otros) de usar mandrles de acero inoxidable, etc.- Con el tiempo me fui dando cuenta que no es necesario buscar ese tipo de terminaciones: basta con que sean de madera de grano bien apretado (por ejenplo, virapitá) y bien lijadas. Punto.- Sirven las varillas que venden en las artísticas, en Easy, madereras, etc.-

Algo más: para guardar estos granos/motores es necesario usar silicagel (para empezar recomiendo comprar un kilogramo) y recipientes herméticos tipo "tupperware" para guardar los granos terminados...

Continuamos aquí:

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Esta página se actualizó por última vez el 14/06/08.