FOGUETES A ÁGUA

Uma atividade politicamente correta...

Autor: Ricardo Menezes (AAFAA)

  

Estas são minhas anotações pessoais a respeito desse passatempo

divertido, barato e educacional. Chegue mais e conheça as técnicas,

as idéias e as regras de segurança que fazem com que os FAA

(foguetes a água) sejam tão interessantes para crianças de todas as

idades!

Um foguete a água é simplesmente o que o próprio nome já diz: um foguete que utiliza

água e ar comprimido para impulsioná-lo. Note que de início pode até parecer

brinquedinho de criança mas não é. Se você adotar esse hobby vai ter muitas horas

de desafio intelectual e de satisfação por construir veículos com alta tecnologia. Sem

exagero.

 

Segurança

Não é por acaso que começo com esse ítem. Se não há segurança,

agimos irresponsavelmente com nós mesmos e com as demais

pessoas. Não caia nessa! Garanta a segurança primeiro - depois

curta o seu foguete à vontade!

Siga o nosso código de segurança:

    Imagine uma bola de futebol chutada pelo Roberto Carlos (ou pelo Rivelino, para os

saudosos) vindo na sua direção. Agora triplique (é isso mesmo) a velocidade e dê uma

forma cilíndrica a ela. Você não vai querer ficar na frente, não é mesmo?

1) Cuidado!

Só utilize garrafas de PET apropriadas para líquidos gaseificados (refrigerantes).

Outros tipos de garrafas não suportam a pressurização usada nos foguetes. Prefira as

de formato cilíndrico e de paredes lisas.

Murphy era um otimista. Prepare-se para o pior, sempre. Garrafas podem explodir, a

base de lançamento pode virar, o gatilho pode travar prendendo o foguete... Instale

uma torneira de emergência em sua plataforma e ensaie abortar o lançamento.

Mantenha eventuais espectadores bem longe da área de lançamento. Não esqueça

que carros e casas podem ser muito danificados se cair um foguete em cima deles.

Não tente aparar um foguete cujo pára-quedas não abriu. É desastre na certa. Seja

esperto: use capacete (de construção civil, de skate ou de bicicleta).

Tenha sempre um adulto por perto. Eles não são necessariamente melhores

fogueteiros - apenas têem seus sentidos mais apurados para detectar perigo. Não

existe "perigômetro" mais eficaz e barato. Se você ainda não é adulto, não se

envergonhe e chame aquele tio ou tia bacana pra lhe acompanhar (aproveite e

convença-os a fazer foguetes também).

2) Nunca...

Use qualquer outro tipo de garrafa que não seja de plástico de PET. De vidro, nem

pensar!

Carregue um foguete com mais pressão do que aquela em que ele foi testado.

Aponte-o para uma direção onde não possa acompanhar toda a trajetória até o

impacto com o solo (por cima de árvores, casas, mar, etc.)

Lance seu foguete perto de casas, carros ou linhas elétricas e telefônicas.

Use uma garrafa que mostre sinais de amassado, vincos ou enfraquecimento do

material.

Use qualquer outro tipo de gás que não seja o ar do ambiente.

Use qualquer outro tipo de massa de reação que não seja a água comum (adicionar

um pouco de anilina para dar um colorido é perfeitamente aceitável e causa um

grande efeito!).

Faça lançamento com vento forte. Vento zero é o melhor.

3) Sempre...

Tenha muito cuidado com a pressurização. Até uma bomba de pneu de bicicleta pode

chegar a 6 Bars.

Verifique se a água dentro da garrafa está parada antes de disparar. Se ainda estiver

balançando o foguete sairá desgovernadamente!

Tenha uma biruta montada e preste atenção a ela. O vento sempre muda de repente.

4) Mandamentos:

Construção: Meu foguete será construído de materiais leves, principalmente

plásticos, sem nenhuma parte metálica.

Propulsão: Usarei apenas água e ar comprimido dentro dos limites de segurança para

cada garrafa empregada.

Resgate: Meu foguete será equipado com dispositivo de resgate que garantirá sua

reutilização e retorno com segurança ao solo.

Peso: Meu foguete não pesará mais do que 1,5kg ao ser lançado.

Estabilidade: Verificarei a estabilidade de meu foguete, determinando seu centro de

gravidade (CG) e de pressão (CP) antes do primeiro vôo.

Sistema de lançamento: O dispositivo que eu usar para lançar meus foguetes

permitirá que eu faça o disparo a, no mínimo, 3m de distância, e terá uma forma de

despressurizar a garrafa com segurança em caso de emergência.

Segurança no lançamento: Não deixarei que ninguém toque a garrafa nem  que se

aproxime da base de lançamento uma vez iniciado o procedimento de pressurização.

Condições de vôo: Não lançarei meus foguetes com vento forte, perto de edificações,

de fios elétricos ou telefônicos, de árvores altas, de onde passem aeronaves em baixa

altura, ou sob qualquer outra condição que possa ser perigosa para pessoas ou

propriedades.

Fios elétricos: Jamais tentarei resgatar um foguete que tenha ficado preso em fios

elétricos ou em outros lugares perigosos.

Direção de lançamento: Não farei nenhum lançamento cuja trajetória leve a algum

alvo no solo ou no ar, nem permitirei qualquer tipo de carga explosiva, inflamável ou

de substâncias perigosas. Todos os lançamento serão feitos dentro de 30º da vertical.

Testes de pré-lançamento: Quando estiver realizando atividades de pesquisa ou

desenvolvendo novo projeto, farei o possível para determinar sua confiabilidade por

meio de testes e ensaios estáticos ou em solo. Farei o lançamento de foguetes em

teste em completo isolamento de pessoas que não estejam efetivamente participando

do ensaio. 

Tecnologia

Um foguete a água é como um foguete espacial, com a diferença de que é em menor

escala. Prepare-se para saber o que é Centro de Gravidade, Ângulo de Ataque,

Arrasto e Pressão Aerodinâmica, dentre outras coisas!

Antes de mais nada... Se você está lendo isso aqui é porque já sabe um pouco sobre

foguetes ou aeromodelos - pelo menos o suficiente para lhe dar confiança para tentar

fazer seu próprio projeto.

Muita gente acha que projetar foguetes a água é coisa simples... "É só por umas

asinhas na garrafa de guaraná e está pronto!". Na verdade, não é bem assim -

especialmente se você quiser fazer bonito e ter um veículo que realmente voe alto e

aprumado. A melhor maneira de se conseguir isso é fazer de conta que você é

realmente um engenheiro ou engenheira aeroespacial. Isso quer dizer que você deve:

    PESQUISAR

    Leia tudo que puder sobre foguetismo. Visite cada site que encontrar. Absorva o

que puder antes de começar a pensar em montar seu primeiro foguete.

 

    CONCEITUAR

    Decida logo de saída o quê você quer atingir (no bom sentido) com o seu projeto:

Grande altitude? Carga pesada?  Trajetória de precisão? Um estágio só ou mais? O

projeto é viável ou é apenas bonito de se ver? Pode ser feito com sucata ou precisa de

peças e materiais caros?

 

    CAPACITAR

    Uma palavra muito importante... Você tem as ferramentas necessárias à mão? Vai

ter que fazer um desenho em tamanho natural para ver se tudo se encaixa direitinho?

Vai precisar fazer um modelo no computador? Você realmente tem habilidade e

conhecimento suficiente pra dar conta de construir, especificamente, esse projeto?

Que bom, então! A seguir você tem uma relação de tópicos sobre os quais achei que

era bom escrever para ajudar a quem quiser ser fogueteiro também. O mais

importante deles, sem dúvida, é o que trata da Estabilidade que veremos a seguir.

Estabilidade

Uma garrafa nua pode ser lançada como foguete, mas ela certamente vai girar e rolar,

o que causará, dentre outras coisas, um arrasto (força que tende a empurrar o foguete

para trás) muito maior do que outra garrafa que consegue manter-se com o nariz

sempre apontado para frente. Note que eu não disse "para cima". Se você conseguir

entender a diferença, seus foguetes serão sempre um sucesso. Vamos lá.

Ângulo de ataque

Os foguetes são veículos projetados para se deslocar numa direção vertical (ou o mais

próximo possível dela), vencendo a força da gravidade, diferentemente de aviões, que

têem asas e superfícies móveis de controle que produzem sustentação e que

permitem que eles voem na horizontal.

Nossos foguetes, portanto, terão melhor desempenho sempre que se deslocarem da

maneira mais alinhada com o fluxo de ar quanto possível. Chamamos de ângulo de

ataque àquele formado pela posição da fuselagem do foguete em relação ao fluxo de

ar produzido pelo seu deslocamento. Quanto menor for esse ângulo, mais alinhado o

foguete estará.

Imagine um foguete se deslocando pelo ar (sem vento). O ar passa alinhadamente ao

longo do corpo. Se essa situação não for perturbada, o foguete permanecerá voando

na mesma direção. Essa é a sua atitude neutra.

Atitude neutra Atitude

perturbada

Atitude estável

Se o foguete for perturbado, por exemplo, por uma rajada de vento ou uma aleta

desalinhada, ele assumirá uma posição de ângulo de ataque maior que zero. Um

foguete de atitude estável (com estabilidade) faz correções contínuas durante seu vôo,

oscilando e tentando manter o ângulo de ataque sempre em zero. É muito parecido

com as correções que você tem que fazer quando anda de bicicleta.

Entretanto, se ele começa a voar em ângulos cada vez maiores e eventualmente dá

cambalhotas no ar ele tem uma atitude instável (sem estabilidade). Por outro lado, um

foguete que esteja neutramente estável (sem oscilar), continuará voando na mesma

direção, mesmo que tenha um ângulo de ataque maior que zero.

Atitude instável Atitude instável Atitude neutramente estável

Há dois fatores principais que influenciam a estabilidade de vôo de nossos foguetes: o

centro de gravidade (CG) e o centro de pressão (CP). Para que um foguete tenha uma

atitude estável (capaz de fazer as devidas correções durante o vôo), o CG deve estar

à frente do CP. Nunca esqueça dessa regra!

Centro de gravidade

Símbolo do CG

Equilibrando o foguete

O centro de gravidade de um foguete é muito fácil de ser encontrado. Basta

simplesmente que você equilibre-o (todo carregado exceto pela água) em cima de

uma régua ou algo parecido colocada na perpendicular da fuselagem. O ponto no qual

o foguete ficar na horizontal indica o centro de gravidade (na verdade ele estará no

interior do foguete mas não faz mal que a gente use a circunferência externa como

referência).

Centro de pressão

Símbolo do CP

Equilibrando a silhueta

O centro de pressão é mais difícil de se achar. O CP funciona do mesmo jeito que o

CG, exceto que as forças envolvidas são aerodinâmicas, em vez de gravitacionais.

Elas decorrem da pressão que o ar faz ao passar pelas várias partes do foguete

durante o vôo e o CP é o ponto onde a pressão parece estar mais concentrada. O

cálculo dessas forças é uma tarefa complicadíssima. Na minha lista de endereços há

uma seção dedicada a sites que apresentam as fórmulas e os modelos matemáticos

necessários para quem quiser se aprofundar mais no assunto.

Felizmente temos uma forma alternativa que, embora não tenha precisão suficiente

para lançar grandes foguetes, funciona muito bem com nossos veículos menores.

Desenhe a silhueta exata do seu foguete num papelão. Não é preciso ser em tamanho

real, basta que esteja em escala. Recorte-a e equilibre-a do mesmo jeito que você fez

para achar o CG. Marque o local de equilíbrio e transfira-o para o foguete.

Para que ele tenha uma estabilidade razoável, o CP deve estar atrás do CG a uma

distância de, no mínimo, igual ao diâmetro da maior seção do foguete (1 calibre).

Túnel de vento

As grandes empresas aeroespaciais possuem túneis de vento (equipamentos que

simulam a passagem do veículo pelo ar) que são ao mesmo tempo caríssimos e muito

precisos. Para nossos foguetes não precisamos de tamanha precisão, nem dispomos

de grandes quantias. Assim, temos que fabricar nosso próprio equipamento.

Felizmente, com um pouco de engenhosidade, podemos ter a mesma funcionalidade

no aparato que está descrito a seguir.

Prepare seu foguete para lançamento, mas não ponha a água. Amarre um pedaço de

cerca de 2,5m de barbante na fuselagem, na altura do centro de gravidade e fixe a

volta do barbante com uma fita adesiva, para não deslizar.

Prenda um barbante com fita adesiva no ponto do centro de gravidade.

Segure o foguete pelo barbante a 1m de distância, aponte o nariz do foguete para a

direção para onde você vai girar e comece um movimento giratório por cima de sua

cabeça.

Gire o foguete em torno de você

À medida em que o foguete for aumentando a velocidade, vá liberando mais barbante

até que ele fique a uma distância de cerca de 2m de você. Se o nariz do foguete

continuar apontando para a direção do giro, sem virar ao contrário nem ficar de lado,

você pode ter certeza que seu foguete está estável e seguro para vôo.

Não se preocupe se no início ele estiver instável. A velocidade inicial do giro ainda é

muito menor do que a velocidade real de lançamento e as forças aerodinâmicas ainda

não estão atuando fortemente. Quanto mais rápido você conseguir girar, mais próximo

da situação real será o teste.

Na verdade, o nosso túnel de vento pode até ser sensível demais, em decorrência da

baixa velocidade alcançada. Um foguete que consiga passar marginalmente no teste

de estabilidade muito provavelmente fará sempre vôos estáveis.

Caso o foguete apresente um comportamento super estável durante o teste, você

poderá ter exagerado e deixado seu foguete estável demais. A principal conseqüência

disso é que ele terá uma forte tendência de virar em direção ao vento, ou "orçar", na

linguagem náutica.

Um foguete estável demais sempre vira em direção ao vento

Ajustes

Uma forma de corrigir instabilidade é fazer com que o CP seja levado mais para trás.

Consegue-se isso deslocando-se as aletas mais para trás ou fazendo-as mais

alongadas nessa mesma direção.

Altere a posição e a forma das aletas para levar o CP para trás

Também pode-se fazer com que o CG seja levado mais para frente. Basta adicionar

pesos ao nariz. Esse peso pode ser em forma de chumbadas de pescaria ou

simplesmente de água adicionada a um eventual compartimento superior do foguete.

Adicionar peso ao nariz leva o CG para a frente

Propulsão

Que os foguetes a água são movidos "a água", isso está muito claro. Mas como é

mesmo que isso funciona? Será que quanto mais água ele tiver mais alto ele subirá?

Na verdade, não. Veja só:

Inércia

A Lei da Inércia diz que "Qualquer corpo em movimento continuará se movendo e

qualquer corpo parado permanecerá parado até que alguma força externa aja sobre

ele". Em outras palavras, inércia é a tendência que os objetos têem de resistir a

mudanças no movimento. Ela tem a ver com a massa do objeto (a qual os não-

foguetistas chamam de "peso").

Uma garrafa mais cheia

tem mais inércia, pois

possui mais massa.

Mais inércia quer dizer

mais resistência a

mudanças de direção.

O vento precisa

trabalhar mais para

alterar o curso da

garrafa.

Uma garrafa menos

cheia tem menos inércia,

pois possui menos

massa. Menos inércia

quer dizer menos

resistência a mudanças

de direção. Com pouca

força o vento empurra a

garrafa para outro curso.

Segunda Lei de Newton

A Segunda Lei de Newtonn diz que a Força aplicada é igual à massa vezes a

aceleração, ou: F=m·a. Se dois foguetes aplicam forças iguais.

Uma garrafa de maior

massa (mais cheia) terá

uma menor aceleração.

Uma garrafa de menor

massa (menos cheia)

terá uma maior

aceleração.

Terceira Lei de Newton

A Terceira Lei de Newton diz que "para cada ação, há uma reação de igual

intensidade e de sentido oposto". Isso quer dizer que quanto mais água for expelida e

quanto mais depressa isso acontecer, maior será a reação da garrafa.

Massa da garrafa e da água x Velocidade da garrafa

É IGUAL A

Massa da água expelida x Velocidade da água expelida

Empuxo

O empuxo é como chamamos a força que faz subir o foguete. Nos foguetes a água, o

ar pressurizado empurra a água para fora, causando uma reação da garrafa em

sentido oposto.

Portanto o empuxo depende tanto da velocidade com que a água é expelida quanto do

"tamanho" do bocal de saída. Assim, o empuxo pode ser calculado como sendo

aproximadamente igual ao dobro do produto da pressão pela área da seção do bocal.

Ou seja, e = 2·P·A. As unidades são newtons (N) para o empuxo, pascais (Pa) para a

pressão e metros (m) para o diâmetro. A área de um círculo é encontrada pela fórmula

A = pi·r². Simplificando: e = 1,57·P·D², onde D é o diâmetro do bocal.

Exemplo:

Uma garrafa PET com 500kPa de pressão.

Bocal comum com 22mm de diâmetro.

Empuxo = 1,57 x 500.000 x 0,022 x 0,022 = 380N

 

Oficina

Montar uma oficina para construção de foguetes a água não é difícil nem caro.

Dominar algumas técnicas é só uma questão de praticar um pouco. No Brasil ainda

somos poucos (embora em número crescente) mas no resto do mundo...

Uma dos aspectos mais interessantes dos foguetes a água é que tudo tem que ser

feito a partir do zero. Não se acham peças prontas - nem em forma de kits. Só isso já

bastava pela pura diversão e pelo prazer de construir coisas. Outra característica

marcante é que a matéria-prima vem totalmente de objetos reciclados! Se você quer

descobrir o alquimista dentro de si, chegue mais!

Materiais

Garrafas

As garrafas utilizadas para conter refrigerantes gaseificados são as únicas que devem

ser usadas. Elas são feitas de PET (Politereftalato de etileno), um poliéster que tem

propriedades muito interessantes. É muito resistente, leve, fácil de cortar com faca ou

tesoura e torna-se maleável a baixa temperatura (por volta de 60ºC). Elas vêm em

vários tamanhos (volumes). Normalmente são capazes de suportar até 100 libras de

pressão - embora você deva sempre evitar passar de 80. Algumas garrafas

encontradas aqui em Brasília e suas características:

 

510 ml

Chanfrada Oval

600 ml

Lisa Cônica

1000 ml

Lisa Oval

2000 ml

Lisa

Hemisférico

2000 ml

Chanfrada

2000 ml

Chanfrada Oval

Cônica

2500 ml

Chanfrada Oval

Isopor

Gosto de usar isopor de alta densidade para fazer as aletas. Como sempre, você pode

obter esse material de graça: basta olhar para aquelas bandejas de isopor nas quais

os supermercados vendem carnes, frutas, etc embrulhadas em filme plástico. Num

shopping perto daqui há um restaurante de comida japonesa que serve sushi em

bandejas de isopor da cor preta. Eu pedi que eles guardassem algumas usadas para

mim em vez de jogarem no lixo. O gerente ficou tão intrigado que me deu uma sacola

cheia - de bandejas lavadas!

Adesivos

Colas

O grande segredo de montar foguetes é a escolha da cola certa para cada tipo de

necessidade. A principal é aquela que tem a ver com a colagem das garrafas,

especialmente das garrafas que serão pressurizadas. A pressão no interior da garrafa

é capaz de deformar, temporariamente, o material. Qualquer tipo de cola rígida,

portanto, está descartada. Isso inclui as do tipo Epóxi (elas servem para outros fins).

Também não podemos usar as colas do tipo solvente, que agem derretendo os

materiais colados. Isso enfraquece demais as paredes da garrafa, quando não as

perfuram logo de vez. A solução então é usar colas de borracha vulcanizadas a frio.

Elas têm flexibilidade e não atacam o PET. São os adesivos de poliuretano com

isocianato (só conheço um: o SIKABOND T1 da Sika). O problema com essas colas é

que demoram para curar. Tipicamente, uma noite para secar e uma semana para

terminar de curar! Cuidado: se o adesivo entrar em contato com a pele, não use água

para limpar (a água apressa a cura). Use álcool e toalha de papel seca.

A cola quente, que vem em bastonetes e que é aplicada com uma pistola elétrica,

também é muito útil. Tem flexibilidade mas, a não ser que você encontre uma do tipo

"baixa temperatura", não pode ser usada nos compartimentos que serão

pressurizados. A secagem e a cura acontecem em minutos.

Os adesivos de Epóxi são os melhores, em termos de poder de adesão. A

característica marcante é que você tem que misturar duas substâncias: a resina e o

catalisador. Você só tem que encontrar o tipo certo, de secagem rápida (10 minutos

para secar e 2 horas para a cura total). Um problema com eles é que depois de

curados ficam rígidos. Uma garrafa sob pressão, por exemplo, se expande e rompe a

cola. Use esse tipo para garantir adesão total em outras partes do foguete.

Mais dois adesivos não devem faltar em sua oficina: a cola de PVC e a super cola de

cianoacrilato. A primeira é para soldar sua base de lançamento e a segunda, bem, é

para colar o que as demais não conseguem colar...

Fitas adesivas

As fitas adesivas são muito usadas na construção de foguetes a água. Tenha sempre

um bom estoque à mão. Elas são usadas, principalmente, na fuselagem, para fixar

emendas e reforçar a garrafa que será pressurizada; nas aletas, tanto para revestir

quanto para fixá-las no foguete. Cada uma dessas operações exige a fita certa.

A fita cristal é como a fita durex, só que bem mais larga. É transparente e lisa. Boa

para revestir as aletas e cobrir as junções das seções das garrafas que compõem a

fuselagem.

A fita tartan possui fibras de nylon ao longo de seu comprimento. Extremamente

resistente, é a melhor que existe para reforçar garrafas pressurizadas. Basta dar duas

ou três voltas e não tem jeito de rasgar - é como se estivesse laminado. Ela não é

muito fácil de achar, mas vale a pena procurar.

Já a silver tape é bem conhecida. Ela serve praticamente para qualquer serviço. É

otima para fixar aletas na fuselagem e para unir as cordas ao velame dos pára-

quedas. É um pouco cara, mas você pode achá-la à venda em rolos pequenos. Use

um pouco de cada vez - não vai precisar de muito para resolver qualquer problema.

Ferramentas

A caixa de ferramentas ideal é aquela que tem tudo o que você precisa. E isso

depende, é claro, das coisas que você faz e de como elas são feitas. Com o tempo,

você vai juntando as ferramentas mais apropriadas às suas técnicas.

Independentemente disso, para começar, eu sugiro um conjunto mínimo:

O ferro de solda deve ser do tipo mais simples possível, pois será usado para cortar e

furar as garrafas (se você tentar furar o PET, verá que serão criadas muitas rebarbas).

A tesoura e a faca dispensam comentários e a serra é para cortar canos de PVC (para

fazer bases de lançamento) e garrafas bem junto ao gargalo.

Projetos

Você quer começar a construir logo seus foguetes mas está sem saber por onde

começar? Nessa seção estão os projetos passo a passo de como construir alguns

foguetes. Daí para frente é com você!

Todos nós temos uns projetos que funcionam bem, outros que parecem uma

maravilha - mas que acabam se tornando grandes fracassos. O que eu gostaria de

deixar aqui são instruções passo a passo de como eu fiz alguns de meus foguetes

favoritos. Junto com o projeto seguem também alguns comentários de como o foguete

se comportou - às vezes bem, às vezes nem tanto. O que eu espero é que você pegue

a idéia e faça o seu, aproveitando a idéia inicial. Então, vamos trabalhar?

Na primeira parte você tem os foguetes. Em seguida, bases de lançamento. Eu decidi

fazê-las moduladas: plataforma, alimentação e disparo. Assim posso intercambiar as

várias partes e experimentar mais.

ASPECTO GERAL

É importante que você entenda como a coisa toda funciona, em linhas gerais, para

depois trabalhar em cada detalhe. Veja:

De baixo para cima, temos primeiro a base ou plataforma. Ela serve para dar

estabilidade ao conjunto.

Em seguida temos o módulo de alimentação. Ele contém a válvula de pneu, por onde

o ar comprimido entra no circuito.

O módulo de disparo contém a trava que segura a garrafa e um mecanismo de gatilho

que a deixa livre, causando o lançamento. O ar comprimido passa através desse

módulo em direção à garrafa.

O último componente do conjunto é a bomba de ar, de encher pneu, de qualquer tipo

de acionamento (de mão, de pé, elétrica, etc).

Pelas características dos módulos, uma boa opção de material é o tubo de PVC rígido.

Ele é fácil de cortar, colar, furar e é barato. Esse é o material que uso nos projetos.

Note que o módulo de alimentação é, basicamente, feito de uma conexão "Tê".

NEMO I (FOGUETE)

Desculpem a foto estar tão escura, mas esse foguete se comportou tão bem que

quando percebemos já estava ficando de noite. Aí só deu tempo para instalá-lo na

base e tirar a foto. É possível ver o nariz feito de "espaguete", que serve para

amortecer a queda, já que ele não usa pára-quedas.

Esse foguete surpreendeu a todo mundo. Quando saiu da plataforma, não parou mais

de subir! depois do apogeu, ele desce um bom tempo na horizontal. Depois aponta o

nariz para o solo e... ainda bem que tem amortecedor!

Material

2 garrafas de 2000 ml. Uma deve ter o diâmetro

ligeiramente maior que a outra, o suficiente para que

haja um encaixe sem folga. Eu usei uma garrafa de

Pepsi e outra de Tropicaliente.

1 garrafa de 600 ml para servir de nariz. Eu usei uma

da Antártica (elas são todas iguais).

25 cm de "Espaguete". Isso é aquele brinquedo que

tem a forma de um longo cilindro de espuma de plástico

e que as crianças usam para boiar na piscina.

1 bandejinha de isopor de alta densidade. Daquelas

em que são vendidos alguns produtos do

supermercado (carnes, frutas etc.).

1 tampinha tipo "PopTop". Daquelas que vêm em

amaciantes. As que vêm no Gatorade são largas

demais. Aliás, isso é opcional. Ponha a tampinha que

quiser.

 

Procedimento

1) Comece cortando a bandejinha de isopor para

fazer 3 aletas. Você vai ter muita folga, pois as

medidas são 85x60x30 mm. Identifique o bordo de

ataque e o bordo de fuga. Lixe o bordo de ataque

de tal forma que ele fique com uma seção

levemente circular. Lixe o bordo de fuga em um

ângulo mais fechado, para que ele vá afinando aos

poucos. Nesse ponto você pode laminar as aletas.

Basta cobrí-las com fita de empacotar

transparente.

2) Agora pegue a garrafa de maior diâmetro e

corte-a logo acima da base, deixando-a com uns

27 cm de comprimento. Encaixe a de menor

diâmetro dentro dela, com uma sobreposição de

uns 5 cm e passe fita adesiva na junção. Espere.

Não passe a fita ainda. As garrafas estão

alinhadas? Ok. Pode colar.

3) Corte a garrafa de 600 ml logo abaixo do cone

superior. Encaixe o pedaço de "Espaguete" na

parte mais larga e passe fita "silver tape" para

fixar. Esta parte vai sofrer grandes impactos e essa

fita cede mas não descola. Na parte oposta, use

um estilete para carvar um cone na espuma. Essa

é a parte que vai encaixar na garrafa de cima do

propulsor. Deixe espaço também para o gargalo.

4) Você pode, depois de se certificar de que o

conjunto do nariz se encaixa perfeitamente na

garrafa de cima do propulsor, usar cola epóxi para

colar uma tampa comum no interior do

"Espaguete". Assim fica fácil trocar de narizes (ou

de fuselagens).

5) Aproveite que o nariz pode ser facilmente

intercambiado e instale as aletas. Para isso, divida

a circunferência da garrafa por três e alinhe as

aletas no lugar. Parabéns! Seu foguete está pronto

para voar!

 

NAMOR (FOGUETE)

A série Namor é para quem quer começar a entender o acionamento do pára-quedas

por SNA (Separação do Nariz no Apogeu). Não voa alto mas é educativo.

GUAIÁ (PLATAFORMA)

Depois de tentar vários tipos de plataforma, cheguei nesse modelo. Ele é compacto e

forte. O macete é o Tê de redução, que diminui o número de encaixes.

Você deve estar pensando: "Que nome será esse?". Pois bem. Guaiá é uma

variedade de caranguejo, em Tupi-Guarani. Essa plataforma é uma das minhas

favoritas. Espero que você tenha bom proveito.

Material

1 pedaço de tubo de PVC de 32 mm soldável de 18 cm

de comprimento.

2 pedaços de tubo de PVC de 32 mm soldável de 20

cm de comprimento.

7 pedaços de tubo de PVC de 32 mm soldável de 4 cm

de comprimento.

3 joelhos de PVC de 45º soldável de 32 mm.

3 luvas de redução de PVC solda/rosca 32x1.

3 adaptadores de PVC soldável para rosca de 32 mm.

3 ponteiras de borracha de 1".

1 Tê de PVC de redução de 32x25 mm.

1 Tê de PVC de 32 mm.

1 luva de redução de PVC solda/rosca 25x½.

1 pedaço de tubo de PVC de 25 mm soldável de 3 cm

de comprimento.

Procedimento

1) Comece montando as pernas: Cole um adaptador na

extremidade de um dos tubos de PVC e encaixe uma ponteira

na outra. Repita essa operação para os outros dois tubos.

2) Agora monte os ombros: Use um dos tubos de 4 cm para

unir um joelho a uma luva, tendo o cuidado de inserir o tubo

totalmente nas juntas (veja detalhe na foto). Não deixe espaço

entre elas. Repita essa operação para os outros dois conjuntos

de ombros.

3) Monte o corpo do bicho tendo o mesmo cuidado para

encaixar os tubos de 4 cm de tal forma que não deixem espaço

entre as juntas. Note a posição dos dois Tês: o de redução fica

num plano perpendicular ao outro (basta lembrar que a ponta

de 25 mm é onde encaixaremos o foguete).

4) Cole um dos ombros na ponta do Tê de redução, tendo o

cuidado de manter o alinhamento no sentido do comprimento

do corpo do bicho. Em seguida, cole os outros dois ombros,

dessa vez torcendo-os 45º para fora (no sentido do

comprimento). Na verdade, o ângulo não precisa ser

exatamente de 45º. A inclinação deve ser o suficiente para

deixar o corpo nivelado - lembre-se de que uma das pernas é

mais curta e que deve ficar em oposição às outras duas. Para

facilitar o ajuste, rosqueie as pernas nos ombros antes de

começar a colar.

5) Finalmente, cole a luva de 25x½ com o auxílio do pedaço de

tubo de 3 cm. Lembre-se de não deixar espaço entre as juntas.

 

YUCOË (ALIMENTAÇÃO)

Esse módulo é o responsável pela entrada de ar e conseqüente pressurização da

garrafa. A coisa laranja no primeiro plano é o dispositivo de emergência, para abortar o

lançamento. Nunca faça uma base de lançamento sem ele.

Yucoë (na verdade, o acento no "e" era para ser um til, mas não consegui que ele

aparecesse) em Tupi-Guarani quer dizer "canal de alimentação". Achei que era um

nome apropriado para o módulo de... alimentação! Essa é uma peça muito importante

da base de lançamento, principalmente porque é onde fica o sistema de segurança (a

torneira). Em caso de emergência, a única forma de abortar o lançamento de uma

garrafa já pressurizada é abrir o registro lentamente e deixar o ar escapar. Não

esqueça disso e não deixe de instalar esse mecanismo.

Material

5 pedaços de tubo de PVC de 20 mm soldável de 3 cm

de comprimento cada um.

2 Tês de PVC soldável de 20 mm.

1 luva de redução de PVC solda/rosca de 1/2" x 20.

1 moeda de um centavo.

2 adaptadores de PVC solda/rosca de 20 x 1/2".

1 registro de PVC de ½" (rosca).

1 válvula de pneu sem câmara.

1 cap de PVC soldável de 20 mm.

 

Procedimento

1) Comece fazendo um furo no cap para encaixar a válvula do pneu. Use uma

broca de 10 mm primeiro e depois alargue com um estilete ou lima para

facilitar o encaixe. De qualquer forma, mantenha as bordas lisas senão haverá

vazamento.

ATENÇÃO: esse é um procedimento perigoso e não deve ser tentado por quem não tem

prática com furadeira elétrica. Peça auxílio de algum adulto competente se você precisar.

2) Uma vez furado o cap, monte o coletor de ar: Passe a válvula por dentro

dele e puxe o bico para fora. Vai ser difícil porque é apertado, mas tem que ser

assim para garantir que não haverá vazamentos. Em seguida, cole um dos

pedaços de tubo, encaixando-o completamente no cap. Ponha de lado.

3) Agora faça a armação. Comece empurrando a moeda de um centavo para

dentro de uma das pontas do tê. Essa será a extremidade inferior (na foto ao

lado ela está à direita). Isso vai cortar a passagem de ar nessa direção. Ainda

nessa extremidade, cole e encaixe totalmente um dos tubos, prendendo a

moeda. Cole e encaixe o adaptador de 20 x 1/2". Cole e encaixe totalmente

mais dois tubos nas outras saídas do tê e, na extremidade oposta àquela da

moeda, cole e encaixe a luva de 1/2" x 20. 

Quando acabar, o conjunto deve ficar como o da foto ao lado.

4) Com a armação deitada, posicione e cole o outro tê perpendicularmente à

ela, como na foto. Em seguida, cole e encaixe o coletor de ar (montado no

passo 2) no conjunto.

5) Finalmente, cole e encaixe o último tubo na abertura livre do tê e o

adaptador de 20 x 1/2". Como a ponta livre agora tem uma rosca, você poderá

intercambiar o registro a vontade. Esse é o componente individual mais caro

de todas as montagens, mas a segurança não tem preço. Usando o artifício de

por uma rosca no tê, pelo menos, garantirá que ele poderá ser aproveitado em

outros projetos também.

ROIRÁ (DISPARO)

Nesse módulo está o mecanismo de retenção do foguete (quando está sendo

abastecido e pressurizado) e de disparo. Ele tem que ser, obviamente, resistente e

preciso.

Roirá em Tupi-Guarani quer dizer "escapar-se, livrar-se". Esse nome serve para o

nosso dispositivo de disparo - afinal ele é o responsável pela liberação do foguete,

certo? O projeto é baseado numa idéia de Ian Clark, que foi o primeiro a propor a

utilização de abraçadeiras de nylon para travar a garrafa na base. Na comunidade

internacional, esse tipo de trava ficou conhecido como "Clark Cable" - mistura do nome

do inventor com "cable tie", que significa abraçadeira para fios, parodiando o antigo

galã de cinema Clark Gable.

Material

13 abraçadeiras de nylon de 20 cm de comprimento.

1 luva simples de 40 mm.

1 pedaço de tubo de PVC de 40 mm de 4 cm de

comprimento.

1 pedaço de tubo de PVC de 32 mm de 4 cm de

comprimento

1 pedaço de tubo de PVC de 20 mm de 8 cm de

comprimento

1 cap de PVC soldável de 40 mm.

1 luva simples de 20 mm.

1 adaptador de PVC solda/rosca de 20 x 1/2".

1 pedaço de tubo de PVC de 25 mm de 2 cm de

comprimento

1 abraçadeira de metal de 1" (usada para apoio

somente durante a montagem).

1 gargalo de garrafa PET (usado para medição durante

a montagem).

1 pedaço de tubo de PVC de 20 mm de 2,5 cm de

comprimento

1 união de mangueira de 1/2"

1 elástico de borracha (usado para apoio somente

durante a montagem).

1 anel de borracha ("o-ring") de seção cilíndrica.

Procedimento

1) Serre e remova o anel de reforço de uma das extremidades da luva de 20

mm, tendo o cuidado de deixar as bordas lisas e limpas.

2) Cole a luva aparada no tubo de 8 cm, deixando o anel de reforço restante

para o lado de fora da junção.

3) Insira a união de magueira parcialmente no tubo de 2,5 cm. Deite uma

camada homogênea de cola quente nela e termine de inserí-la

completamente. Em seguida cole esse conjunto na luva preparada no passo

anterior. O tubo de 2,5 cm deve ser inserido até deixar uma ponta de 1 cm de

fora. Limpe bem qualquer cola que tiver escorrido para a união. Ela deve ficar

sempre totalmente lisa.

4) Com o auxílio do elástico, vá arrumando as abraçadeiras de nylon em volta

do conjunto feito no passo anterior. Tenha o cuidado de deixar as partes largas

para dentro (elas formarão as travas).

5) Insira o gargalo na extremidade com a união e use-o para acertar as pontas

das abraçadeiras. Elas devem ficar juntas em volta do gargalo, na altura do

batente formado logo após a rosca da tampa. Passe o tubo de 32 mm por

sobre as abraçadeiras de nylon, levando-o até a luva, mas sem apertar.

Encaixe e aperte a abraçadeira de metal para fixar o conjunto. Uma vez

alinhado, o conjunto não deve se mover nem afrouxar. O tubo de 32 mm deve

deslizar entre a quina da luva e a abraçadeira de metal.

6) Empurre o tubo de 32 mm até encostar na luva. Isso serve como um tipo de

colar que vai fazer com que as abraçadeiras de nylon se abram. Você vai ter

que fazer uma forcinha aqui. Uma vez lá, é hora de retirar a abraçadeira de

metal e inserir o tubo de 25 mm no colar, passando-o entre o tubo maior de 20

mm e as abraçadeiras de nylon. Encaixe-o perfeitamente no colar. Isso vai

prender as abraçadeiras de nylon junto à luva. Essa junção é apertada,

portanto, mais força e cuidado. Apare as extremidades das abraçadeiras.

7) Você saberá que acertou o procedimento se a sua montagem parecer com

a da foto ao lado. Note que as abraçadeiras foram aparadas junto à borda dos

tubos. Elas estão bem abertas porque o tubo que forma o colar está bem rente

à borda da luva. As abraçadeiras estão firmemente presas entre o colar e a

luva, de um lado, e do outro, entre o colar e o tubo de 25 mm. Reserve.

ATENÇÃO: o procedimento a seguir é perigoso e não deve ser tentado por quem não tem

prática com furadeira elétrica. Peça auxílio de algum adulto competente se você precisar.

8) Faça um furo de 3/4" no centro do cap de 40 mm. Tenha muito cuidado se

você for usar uma furadeira elétrica. Você também pode abrir o buraco com

uma lima e um pouco de paciência. Essa maneira é também mais segura. De

qualquer forma, o buraco deve ser largo o suficiente para deixar passar o tubo

de 20 mm.

9) Use o pedaço de tubo de 40 mm para encaixar o cap e a luva

correspondente. Não cole as peças. Deixe que fiquem presas só por pressão.

10) Encaixe o conjunto feito no passo anterior no conjunto feito no passo 7,

tendo o cuidado de garantir que ele deslize facilmente no tubo de 20 mm e que

consiga travar as abraçadeiras de nylon de encontro ao gargalo de uma

garrafa.

11) Encaixe e cole o adaptador de 20 x 1/2" na extremidade do tubo de 20

mm.

12) Corte um pedaço de cerca de 45 mm do anel de borracha. Essa medida

não é exata. Você vai ter que experimentar um pouco. Com cuidado, passe um

pouquinho de cola Super Bonder numa das pontas e pressione-a de encontro

a outra, formando um anel menor.

13) Passe o anel de vedação pela união até encostar no tubo de 20 mm (na

foto ao lado eu enrolei algumas voltas de fita veda-rosca para aumentar o

diâmetro). O que você vai querer que aconteça é o gargalo entrar até a luva, e

o anel (que estará 1 cm acima) ficar espremido entre a união e o interior do

gargalo, vedando completamente essa junção. Se quando você começar a

pressurizar a garrafa notar algum vazamento d'água, interrompa o lançamento

e melhore essa vedação. Não se preocupe: isso vai acontecer com você várias

vezes, até acertar a medida certa. Lembre-se de que o Challenger explodiu

por causa de um anel de vedação defeituoso!

Perguntas e Respostas:

Como o foguete voa?

Pela reação à saida da água (o propelente) causada pela pressão do ar no interior da

garrafa.

Como encher o foguete com água?

Vire a garrafa com o gargalo para cima e derrame a água dentro (é incrível como as

pessoas pensam que tem alguma "mágica" nesse procedimento).

Quanta água deve ser usada?

A-há! Aí é que está: você tem que experimentar, até obter a melhor relação entre

quantidade e peso. Comece com 1/4 do volume da garrafa e vá aumentando.

Como o foguete é pressurizado?

Com uma bomba de encher pneu. Tanto faz se a bomba é para pneu de bicicleta ou

de carro. Pode ser também de mão ou de pedal, e até aqueles compressorezinhos

que se ligam no acendedor de cigarros do carro servem (embora demorem um pouco).

A abertura por onde o propelente (água) é expelido é mesmo o gargalo da

garrafa?

Sim. Você pode experimentar reduzir o diâmetro com alguma coisa, para ver a

diferença.

Quantas "quedas" o foguete agüenta?

Você tá brincando... Como é que eu vou saber? Uma coisa eu digo: quanto mais alto

ele vai, maior o impacto no solo na volta. Dependendo do tipo de chão (concreto,

areia, água)... o dano será maior ou menor!

Como posso medir a pressão do ar no foguete?

A sua bomba deve ter um medidor!

O que são Guaiá, Yucoë e Roirá?

São as partes da base de lançamento: o pé, a seção de alimentação e o mecanismo

de retenção e liberação da garrafa (o foguete), respectivamente. Note que esse é

apenas um design. Podem haver outros.

Cadê o gatilho de disparo?

Você é quem sabe. Faça como achar melhor. O mais comum é simplesmente amarrar

um barbante no cilindro que prende as abraçaceiras e puxar com cuidado para não

tombar a plataforma.

Que tal usar os engates rápidos de mangueiras de jardim?

Eles vazam um pouco mas são utilizáveis, sim. Os japoneses adoram esse método.

Qual a cola que deve ser usada nos tubos de PVC?

O solvente apropriado para PVC e nenhum outro substituto!

Observações:

Esta página é somente uma reprodução feita pelo CACEP de um antigo site do

Ricardo Menezes.

Publicamos aqui para preservar as informações disponibilizadas por ele e para trazer a

todos a oportunidade de aprender e fazer seus próprios foguetes a água.

Informações sobre o autor do artigo:

Autor: Ricardo Menezes

A página original do autor não existe mais pois era no geocities, mas ainda

existe um link que preserva o antigo endereço do

site: http://www.oocities.org/br/aafaa_br/

Para contato, tentar encontrar ele na internet. Não temos o contato dele já que

não é um membro do CACEP.