Este documento presenta un proyecto de cohetería hidráulica diseñado para aplicar conocimientos de física de fluidos. El objetivo general es diseñar y fabricar un cohete que use agua y aire como elementos de propulsión utilizando materiales reciclables y de bajo costo. El documento incluye antecedentes de la cohetería hidráulica, el marco teórico sobre cohetes, leyes de Newton y aerodinámica, resultados de pruebas variando la presión y cantidad de agua, y conclusiones sobre

1. PROYECTO DE COHETERÍA HIDRÁULICA
Presentado a:
Lic. Javier Bobadilla
Presentado Por:
Fabian A. Villamil
Kevin L. Rodriguez
UNIVERSIDAD ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
FISCA DE FLUIDOS Y TERMODINÁMICA
2014

2. OBJETIVO GENERAL: Aplicar de manera práctica los conocimientos obtenidos en el Curso de Física
de Fluidos, con el fin de diseñar y fabricar un cohete hidráulico donde se utilice únicamente el
agua y el aire como elementos de propulsión, buscando utilizar materiales reciclables y/o de bajo
costo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
 Lograr que el cohete previamente construido sea lo más preciso posible, por medio de un
lanzamiento parabólico pueda llegar a una distancia especifica.
 Aprender de manera práctica, factores relacionados con experimentos de hidrostática,
fluidos, presión y tiro parabólico.
 Observar y analizar por medio de pruebas piloto, el comportamiento del cohete alterando
factores como presión, cantidad de agua y distancia recorrida.
ANTECEDENTES
En la década de 1960, el Japón importó cohetes de agua de juguete fabricados en Alemania y los
Estados Unidos. A mediados de 1980 se realizaron competiciones de cohetes de agua en Escocia.
Las botellas de polietileno tereftalato (PET) para bebidas gaseosas, que es el material que se utiliza
generalmente para fabricar cohetes de agua, fueron empleadas por primera vez en 1974 en los
Estados Unidos de América y su uso aumentó rápidamente a medida que se difundían entre los
consumidores. La idea de fabricar cohetes impulsados por aire a presión surgió en el año 1983 como
proyecto fin de carrera en una universidad de EEUU. Desde entonces, el prototipo de cohete
propulsado con agua ha ido ganando popularidad hasta ser usado por la NASA en busca de nuevos
talentos por colegios americanos.
En 1994 el club de jóvenes astronautas del Japón se percató de los aspectos pedagógicos de los
cohetes de agua y los adoptó como parte de sus actividades, la cohetería de agua se ha difundido a
través de todo el país por medio de las diversas secciones del club. Otro acontecimiento importante
en la historia de la cohetería hidráulica fue el concurso de ideas celebrado en 1996 en la ciudad de
Kakamigahara, Perfecturi de Gifu, que fue seguido por la creación de la Asociación Nacional de
Artesanía a base de botellas de PET. Tras estos comienzos se empezaron a comercializar modelos
de cohetes para armar, lanzadores prácticos, boquillas de seguridad y otros objetos por el estilo. En
la actualidad, la construcción y el lanzamiento de cohetes de agua se realizan de varias maneras en
distintas partes del mundo, los modelos de los cohetes son populares en los Estados Unidos y
escuelas, museos de ciencia, etc,.
Se organizan actividades de construcción de cohetes de agua y se encuentran a la venta diversos
modelos de cohetes de agua para armar. Actualmente la cohetería hidráulica es una herramienta
de fácil aplicación y aceptación desde el punto de vista académico esto ha llevado a que se
conformen grupos con interés centrados sobre el tema como es el caso de la Asociación
Astronáutica Colombiana ASTCOL, esta es una entidad sin ánimo de lucro de carácter académico,
científico y social, integrada por colombianos que promueven fomentan y fortalecen espacios para
la formación, la investigación, el uso, el desarrollo y la divulgación de las ciencias aeroespaciales en
sus diferentes áreas. (Bolivar, 2011).

3. MARCO TEÓRICO
 ¿Qué es un cohete?
Básicamente es una maquina autopropulsada voladora que funciona gracias a las leyes
básicas de la física; el peso, el empuje, la sustentación aerodinámica y la resistencia
aerodinámica son factores determinantes en el vuelo de este tipo de artefactos, donde: La
fuerza peso, es generada por la atracción gravitacional de la tierra depende de la masa, pero
en este caso como no la conserva durante todo el vuelo consideraremos la masa total sólo
en el primer momento y aplicada en el centro de gravedad.
La fuerza Empuje, es la que impulsa hacia arriba y genera el movimiento principal del
cohete.se generada por la salida de la masa desde un extremo a alta velocidad cumpliendo
con el principio de acción y reacción. La sustentación aerodinámica: se produce por la acción
de las superficies de sustentación cuando el cohete se desplaza. La resistencia
aerodinámica: es generada por el rozamiento del cuerpo del cohete con el aire oponiéndose
al movimiento vertical, fuerza que actúan en un cohete.
 ¿Qué es un cohete hidráulico?
Un cohete de agua o un cohete hidráulico es un tipo de cohete de modelismo que usa agua
como proponente de reacción. La cámara de presión, motor del cohete, es generalmente
una botella de plástico. El agua es lanzada fuera por un gas a presión, normalmente aire
comprimido, lo que impulsa el cohete según la 3ª ley de Newton.
Leyes de Newton
Primera Ley: “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y
rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él”, esto se
traduce al proyecto en que si no existieran fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, este
permanecerá en reposo o se moverá con una velocidad constante en línea recta, por lo que cuando
se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo éste presenta un nivel de resistencia
denominado INERCIA.
Segunda Ley: Establece que cuando se aplica una fuerza a un objeto, este se acelera, dicha a
aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente
proporcional a la masa que se mueve, entonces si la masa del cuerpo aumenta o disminuye en este
caso el cohete, la aceleración disminuye o aumenta, por lo que debes establecer la cantidad de
movimiento (p) equivale al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad.
Tercera ley: En la tercera ley de Newton tenemos la explicación de cómo de que cuando se genera
una fuerza al mismo tiempo estamos generando otra en sentido contrario fuerzas que se conocen

4. como acción y reacción generadas de igual magnitud sin importar a cual llamemos acción o reacción;
en este caso aplica para el cohete.
En este caso la acción será lo que podemos observar en el momento cuando el cohete expulsa el
agua debido a la presión generada con aire bombeado al interior; esta fuerza es generada hacia
atrás como un “empuje” la cual tiene como reacción y de igual magnitud la que hace que nuestro
cohete se eleve.
Aerodinámica
La sustentación y el arrastre: Para mejorar el vuelo, se debe producir la sustentación sin incrementar
demasiado el arrastre. El Centro de Presiones (CP) es el lugar donde se concentran todas las fuerzas
aerodinámicas normales que actúan sobre un modelo de cohete durante su vuelo. Es decir, es el
punto donde actúa la “Fuerza Normal” resultante de todas las fuerzas de presión que ejerce el aire
sobre la superficie del modelo. La ubicación de éste punto puede variar dependiendo de la forma
del modelo. El Centro de gravedad (CG) es el lugar donde se concentra todo el peso del cohete. Es
decir, hay tanto peso distribuido delante del CG del cohete, como detrás de él. La ubicación de éste
punto varía durante el vuelo del modelo, ya que conforme el motor va consumiendo su propelente
el reparto del peso en todo el modelo va cambiando. El Margen de estabilidad de un cohete es la
distancia existente entre el CP y el CG. Por Convención, la distancia mínima para considerarla como
Margen de estabilidad, es una separación entre el CP y el CG igual al mayor diámetro del cuerpo del
cohete. A esta distancia mínima se la conoce como calibre.
Ley de la conservación del momentum
Los cohetes reales y los cohetes de agua funcionan según los mismos principios de vuelo, algunos
de estos conceptos aplicados refieren. La ley de la conservación del momentum de un cuerpo se
define básicamente en la física clásica, como el producto de su velocidad y su masa. Cuando dos
objetos colisionan, la suma de su momentum en el sistema después de la colisión es igual al del
antes de la colisión, suponiendo que ninguna fuerza externa es aplicada al sistema. Este principio es
llamado la ley de conservación del momentum. En la física clásica, el momentum de un cuerpo es
definido como el producto de su velocidad y su masa. Cuando dos objetos colisionan, la suma de su
momentum en el sistema después de la colisión es igual al del antes de la colisión, suponiendo que
ninguna fuerza externa es aplicada al sistema. Este principio es llamado la ley de conservación del
momentum. EL cohete se mueve hacia adelante para compensar el momentum del combustible
que ha sido expulsado.
El momentum es igual a la masa por la velocidad, la velocidad del cohete antes de lanzar el
combustible en este caso el combustible seria el agua. El cohete se mueve hacia adelante para
compensar el momentum del combustible que ha sido expulsado. Un cohete en reposo tiene cierta
masa MASA=M+m donde “m” es la masa del cuerpo cohete y “m” es la masa del combustible. La
dirección del combustible expulsado es opuesta a la dirección hacia la cual se mueve el cohete.
Un cohete de agua también vuela por medio de la propulsión a reacción. Vuela aprovechando una
reacción resultante del agua que está siendo expulsada por el aire comprimido que transporta,
fuerza de reacción (fuerza de la acción – reacción; repulsión), Un cohete es acelerado por la fuerza

5. de reacción expulsando el combustible hacia atrás. Los cohetes de agua sufren un proceso de
conversión de energía: energía por compresión del aire —-energía cinética del aire (expansión).—–
energía cinética del agua ( expulsión) mientras que los cohetes químicos pasan por un proceso d
energía química — energía térmica—–energía cinética.
Movimiento Parabólico
Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una
parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no
ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. Puede ser analizado
como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal
y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.
El movimiento parabólico completo se puede considerar como la composición de un avance
horizontal rectilíneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento
rectilíneo uniformemente acelerado hacia abajo (MRUA) por la acción de la gravedad.
Tabla de Datos
Análisis de la Tabla:
A medida que se iban realizando las pruebas, se iba obteniendo una distancia más aproximada a la
requerida. Atendiendo las observaciones el profesor se empezó a dejar contantes el mayor número
de variables posibles.
Así de esta manera la única variable fue la presión, dejando como constantes el agua y el ángulo de
lanzamiento, ya teniendo solo una variable por evaluar fue más sencillo llegar a una distancia
aproximada requerida.
Presión de aire Angulo de tiro Cantidad de agua Distancia
15psi 45° 150ml 30mts
14psi 45° 150ml 28mts
14psi 45° 140ml 29mts
16psi 45° 140ml 32mts
12psi 45° 125ml 25mts
13psi 45° 125ml 26mts
11psi 45° 125ml 23mts
10psi 45° 125ml 18mts

6. Conclusiones
 El cuerpo del cohete debe tener un mayor peso en la parte de adelante, para estabilizarse
en su vuelo
 La eficiencia del cohete varia en la cantidad de alerones, sin embargo lo fundamental es que
todos los alerones estén repartidos proporcionalmente.
 Los factores que no se pudieron controlar de manera efectiva, que afectaron la calidad,
dirección, distancia en el vuelo fueron, el aire del ambiente.
 La manera en la cual logramos estabilizar y garantizar la distancia necesaria, fue utilizando
125 mililitros de agua, y 10 psi de presión de aire.
 El factor de aire a presión, se lograba controlar en su totalidad no teniendo fugas en el
sistema y manteniendo la misma presión en todos los lanzamientos
 El factor de agua, se lograba tener controlado, teniendo la misma medida de agua en todos
los lanzamientos y la salida de propulsión del cohete no debe ser tan pequeña para tener
un rendimiento máximo.
 Se logró tener la distancia de 18 metros con un margen de error de 0.5 metros

7. Bibliografía
 japón, O. d. (2008). Cohetes de Agua Manual de Educador. En O. d. Japón, Cohetes de Agua
Manual de Educador (págs. 6-10). Japon.
 Cohetes Propulsados Por Agua, Artusa, Juan Ignacio Campiti, Nicolás Competiello, Marcos
Mori Rodriguez, Juan Martín Rojas, Silvio Solares, Federico
 http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Leyes_de_Newton.html