LA COMETA.
Una cometa es una máquina voladora formada por una estructura plana o tridimensional construida de un material muy ligero y recubierta de una vela. El conjunto se amarra a uno o varios hilos y, al ser soltado, se mantiene en el aire por la acción del viento.
La cometa, junto con los globos, es el aparato volador más simple que existe. A diferencia de los aerostatos, la cometa es un aerodino, es decir, que es una máquina voladora más pesada que el aire.
HISTORIA.
Aunque su origen es incierto, se supone que las cometas nacieron en China hace de más de 2.500 años. Hay varias leyendas acerca de su origen: un sombrero de bambú de un campesino llevado por el viento, la vela de un navío o tal vez la obra del filósofo Mo Ti, que construyó una cometa con forma de ave que estuvo volando tres días como los pájaros.
Lo cierto es que volar cometas era un ejercicio de meditación para los chinos. Pero, además de estos usos lúdicos o religiosos, las cometas fueron utilizadas -como también lo harían en la Polinesia años más tarde- como arte de pesca, atando un anzuelo con un cebo a una cometa que después se soltaba desde una barca, teniendo cuidado de situar el artefacto a suficiente distancia de la sombra que proyectaba el bote, para engañar a los peces.
Los chinos también encontraron aplicaciones militares a este objeto, que podían ser desde hacer señales en el campo de batalla, a medir la distancia a un campamento sitiado e, incluso, en algunas crónicas se habla de que hubo hombres que volaron en estos objetos sobre ciudades sitiadas.
La cometa se extiende desde China por toda su área de influencia; así, aparece en países del sudoeste asiático como Corea, el archipiélago Malayo, Indonesia y Birmania, y también en Japón y la India. Se desconoce cuándo tuvo lugar esta expansión, pero si es probable que tuviera lugar en un corto espacio de tiempo, ya que la cometa pronto empieza a ser difundida por la Polinesia, llegando a ser conocida en lugares tan al este como la isla de Pascua. De igual forma, a través de la India, se extiende hacia el oeste hasta la península arábiga y el norte de África.
En Europa la cometa se conoció antes del siglo XVI por tres vías: las invasiones mongolas, las rutas comerciales por el Cabo de Buena Esperanza y los contactos con el mundo árabe. La historia europea de la cometa empieza con los llamados Dracos o catavientos en forma de dragón que se empleaban como estandartes en los últimos días del Imperio Romano. Estos objetos consistían en un saco cilíndrico de boca ancha que tenía la apariencia de dragón u otro animal fantástico y que se llevaba atado en lo alto de un mástil. Al llenarse de aire se hinchaba, ondeando al viento sobre los jinetes en las batallas. Su fin era el de causar terror al enemigo en la batalla y actuar como grímpola o gallardete que permitía a los arqueros conocer la dirección del viento.
Ya en el siglo XIV aparece una descripción detallada de una cometa con forma de dragón en varios documentos de la época, como el tratado de tecnología militar Bellefortis (1405) de Conrad Kieser o en un manuscrito de 1430 que se conserva en Viena. Pero es a finales del siglo XVII cuando la cometa se hace enormemente popular en toda Europa, si bien circunscrita al ámbito infantil, como pasatiempo o en espectáculos pirotécnico. Su potencial científico no se reconoció hasta bien entrado el siglo XVIII, excepción hecha de algunos experimentos no documentados que hizo Isaac Newton, referentes a los aspectos geométricos de las formas de las cometas. Otro de los científicos que experimentó con cometas fue Benjamin Franklin quien, un tormentoso día de junio de 1752, se encontraba realizando ensayos con electricidad. Cuando elevó hacia el cielo su famosa “cometa eléctrica” con una llave atada a la cuerda, comprobó que se producían descargas eléctricas, lo cual le permitió demostrar la naturaleza del rayo y, subsiguientemente, inventar el pararrayos.
A pesar de estos precedentes, las cometas no se emplearon de forma regular para elevar instrumentos en observaciones meteorológicas hasta el siglo XIX. De esta época datan los inventos de William A. Eddy (1891) y L. Hargrave (1894), que supusieron una revolución en cuanto a su uso en el estudio de la atmósfera. El primero fabricó una cometa de tipo convencional con el larguero arqueado hasta formar un ángulo diedro, lo que le permitía volar sin cola; la cometa del segundo era una estructura tridimensional consistente en dos cajas conectadas entre sí con los extremos abiertos.
A finales de siglo XIX y principios del XX, coincidiendo con el desarrollo de la aviación, se inventaron sistemas con fines militares para elevar observadores en el campo de batalla. Éstos consistían en trenes de grandes cometas a los que se les colgaba una cesta, de la cometa o de su hilo, para albergar al observador. Tuvieron más o menos éxito, pero al final resultaron más eficaces los globos. El sistema que más posibilidades tuvo, adoptado incluso por la Armada y ejército británico, fue el que empleaba la cometa ideada por el pionero de la aviación Samuel Franklin Cody (1903), que estaba formada por dos celdas dobles de Hargrave adosadas entre sí y provistas de alas angulares.
En la primera década del siglo XX, Alexander Graham Bell experimentó con cometas para desarrollar una máquina voladora que pudiera ser tripulada. Construyó enormes cometas formadas por un gran número de celdas tetraédricas. En 1907 construyó una de 3.393 celdas que, arrastrada con un barco de vapor, se elevó 50 metros del nivel del suelo. Otras construcciones tetraédricas más grandes, equipadas con motor, no dieron el resultado deseado, así que, en 1909, prefirió dedicarse a otras actividades.
Tras la Segunda Guerra Mundial, el ingeniero americano Francis Rogallo desarrolló una cometa que abrió camino a la nueva forma conocida como semiflexible, caracterizada porque adquiría su forma gracias a la combinación de la acción del viento y un sistema de seis bridas. La NASA se interesó por la idea de Rogallo, que pensaba emplear como paracaídas en la reentrada de cápsulas espaciales. Los actuales planeadores de ala delta y las cometas acrobáticas de dos hilos son dos consecuencias de estas investigaciones.
En el año 1963, el americano Domina C. Jalbert se inspiró en el ala de su avión para el diseño de una cometa flexible (parafoil) que tenía todas las ventajas de los principios aerodinámicos de las alas rígidas, pues la cometa no necesitaba de ninguna varilla, y conseguía su forma y rigidez de vuelo por medio de unas bolsas internas que se hinchaban con el viento, lo que le daba una forma alar de gran estabilidad y una gran fuerza de sustentación.
Hoy en día la aparición de las cometas acrobáticas de dos, tres y cuatro hilos y las cometas de tracción ha dado popularidad a la misma, como deporte y diversión.
USO DE LA COMETA.
Aparte de su uso como juguete y entretenimiento, las cometas han tenido, entre otras, las siguientes aplicaciones a lo largo de su historia.
Las cometas como arte de pesca
Desde China hasta las islas de la Polinesia, la cometa se ha utilizado para pescar. Fabricada con hojas de plantas, se hace volar a una altura considerable, desde la orilla de la playa o de una canoa. En la parte inferior de la cometa cuelga un hilo distinto al que controla el vuelo, que desciende hasta la superficie del agua, en cuyo extremo se ata el anzuelo.
Cometas de salvamento marítimo
Una de las múltiples aplicaciones de las cometas durante el siglo XIX fue la de salvamento marítimo. Puesto que la mayoría de los naufragios ocurrían cerca de la costa, era factible emplear una cometa para tender un cabo entre el barco y la costa y, así, rescatar a los náufragos.
Cometas meteorológicas
También en el siglo XIX se emplearon regularmente cometas para elevar instrumentos en observaciones meteorológicas. Usando cometas individuales o formando trenes de hasta ocho cometas se logró alcanzar alturas de hasta 9740 metros. La aparición de los primeros aviones y la mejora de los globos sonda hicieron que las cometas entraran en desuso. Se dejaron de utilizar en la década de los años treinta del siglo XX.
Fotografía aérea con cometas
Antes de la aparición de los aerostatos y los aviones se emplearon cometas para realizar fotografías aéreas. El sistema era tan simple como colgar en una cometa o en su hilo una cámara fotográfica, con un mecanismo remoto, que disparaba la cámara mientras estaba en el aire.
Cometas y radio
El 12 de diciembre de 1901, Guglielmo Marconi usó una cometa para elevar una antena a una altura de 122 metros en la primera transmisión de radio transatlántica desde Poldhu (Inglaterra) a San Juan de Terranova. Durante la Segunda Guerra Mundial se empleó una cometa del tipo caja rectangular como equipamiento de los botes salvavidas de los aviones. Ésta se empleaba para tender un cable que se utilizaba como antena de un radiotransmisor de socorro.
Cometas militares
Las cometas se han empleado con fines militares desde épocas remotas en China y Japón. Los estrategas encontraron un valioso elemento auxiliar en la cometa, de la cual hicieron uso en la transmisión de señales de día y noche, para medir distancias y, por supuesto, para la elevación de observadores humanos, en clara competencia con los globos a finales del XIX. Los servicios de aerostación militar de algunos países dispusieron de cometas en sus equipamientos, dado que éstas son más fáciles de transportar y, bajo ciertas circunstancias meteorológicas, son más estables que los globos. Si bien el avión dejó obsoletos estos sistemas, en 1943, durante la Segunda Guerra Mundial, los submarinos alemanes empleaban un autogiro sin motor para observación -el observador se sentaba en el aparato y volaba al ser arrastrado por el submarino, elevándose sobre la superficie del mar-, al que los alemanes denominaron Focke Achgelis FA330. En esta guerra también se emplearon cometas como blancos en prácticas de tiro y como barreras antiaéreas.
Otros usos
Otras aplicaciones de las cometas son con fines publicitarios, para elevar carteles y anuncios, como elemento de tracción de carricoches y barcos, para transportar los cables-guías para la construcción de puentes, elemento de experimentación de los primeros aviones, etc.
TIPOS DE COMETA.
Las cometas, por su número de hilos, se pueden clasificar en dos tipos:
-Cometas de un hilo o cometas estáticas: aquellas que permanecen estables en el aire alrededor de una posición de equilibrio. Necesitan un solo hilo para su control.
-Cometas deportivas (acrobáticas y de tracción): las que posen más de un hilo - dos, tres y cuatro-, por medio de los cuales se puede dirigir a la cometa en su vuelo.
Atendiendo a su forma las cometas de un solo hilo se pueden clasificar en:
-Planas: formadas por un armazón plano recubierto con la vela, que necesita de una cola para su estabilización
-Curvadas o de ángulo diedro: originarias de la isla de Java, se caracterizan por no tener cola. Su estabilidad se consigue por la forma que se produce al arquear el travesaño horizontal.
-Cometas de caja o celulares: estructuras tridimensionales consistentes en varias cajas conectadas entre sí con los extremos abiertos.
-Semiflexibles: cometas con o sin varillas, con una vela flexible, que adquieren su forma por la acción del viento.
-Parafoils: este tipo de cometas no necesita de ninguna varilla, su forma y rigidez de vuelo se consiguen por medio de unas bolsas internas que se hinchan con el viento, lo que permite obtener una forma alar de gran estabilidad y una gran fuerza de sustentación
-Rotor: cometas que son básicamente un autogiro sin motor. Su principio de funcionamiento se basa en que un cuerpo en rotación inmerso en una corriente de aire, además de ser arrastrado por la misma, experimenta una fuerza de sustentación vertical hacia arriba.
Las cometas deportivas atendiendo a su estructura pueden ser con armazón y tipo flexibles.
PRINCIPIOS FISICOS DE LA COMETA.
7. Principios De Semejanza En Una Cometa Ideal
Vamos a estudiar en este apartado, que efectos ocurren en una cometa ideal si construimos otra cometa semejante, aumentando o disminuyendo sus dimensiones.
Cuando variamos las dimensiones de una cometa, para que su vuelo lo haga en las mismas condiciones, no basta que su forma sea semejante, es necesario que se cumplan unas relaciones sencillas para conseguir la semejanza física.
Supongamos que duplicamos la escala de una cometa, su superficie aumentará cuatro veces, pero en cambio su volumen lo hará ocho.
La fuerza aerodinámica en un cometa es proporcional al área efectiva y a la velocidad del viento al cuadrado:
Fa ~ A vv2
El peso (P) depende de la densidad o peso especifico (r ) de los materiales que esta formada la cometa, así éste será proporcional al volumen (V) de la misma:
P ~ r V
Por lo tanto, si aumentamos la escala de la cometa dos veces, la fuerza aerodinámica aumentará en la misma proporción que la superficie (cuatro veces), pero el peso lo ha hecho en la misma proporción que el volumen (ocho veces). Luego la cometa escalada no volará, al menos que aumente la velocidad del viento o la hagamos más ligera.
Con esto se quiere decir, que es necesario mantener unas condiciones para que el aumento o disminución en la escala de una cometa no afecten a las características del vuelo.
Formulas de semejanza
Sea L una dimensión lineal de la cometa, su superficie será:
A = L2
Con la cometa en equilibrio, la fuerza aerodinámica es igual al peso;
Fa = P
Como:
Fa ~ A vv2
P ~ r V ~ r L3
Implica:
P ~ A vv2
Definamos una relación denominada "ratio de masa" (MR), que relaciona la masa de aire desplazada por la cometa con la masa de la misma. Este número a dimensional, se puede estimar como:
Masa de aire desplazada ~ L3
Masa de la cometa ~ P
Luego:
Condiciones para los cambios de escala
- L1 = X L
A1 = X2 A
Conclusión, el peso debe aumentar en el factor de escala al cuadrado
Conclusión, se debe aumentar el ratio de masa en el mismo factor de escala.
- Sea una cometa con dimensiones L, volando con una velocidad del viento Vv. Realicemos un cambio de escala de factor X, ¿Cuál debe ser el nuevo peso (P1) y el nuevo ratio de masa (MR1), para que la cometa vuele con el mismo viento?.
- Sea la cometa de dimensiones lineales L, realicemos un cambio de escala de factor X, manteniendo el mismo ratio de escala. ¿Cuál debe ser el nuevo peso (P1) y con qué nueva velocidad del viento volará?
Cómo hacer una cometa tradicional
1- De la bolsa de plástico hay que cortar una forma aproximadamente cuadrada dejando dos lados más grandes que los otros dos.
2- Cortar los palos del mismo tamaño que la cometa. Después, hay que cruzar los palos y atarlos en el centro. Con eso se hace la base, la estructura de la cometa
3- Hecha la estructura, hay que pegarla con cinta adhesiva en la cometa. Dar la vuelta a la cometa y poner un trozo de cinta adhesiva justo en la cruz de la estructura. De esta forma, el plástico estará protegido para cuando pases el cordel.
4- Cortar un trozo de cordel para cometas, el doble de tamaño que la altura de la cometa. Asimismo, hay que coser o pasar un extremo del cordel por la parte frontal de la cometa y enrollar varias veces el centro de la estructura y volver a pasarlo por delante.
5- Voltear la cometa. Pasar el otro extremo del cordel por la parte inferior de la cometa y estirar con cuidado hasta que quede tenso.
6- Atar el cordel volador a la brida, un poco más arriba del centro, ajustándolo cuando eche a volar la cometa.
7- Ahora decora la cometa. Se puede usar agua con detergente para que la pintura se seque mejor en el plástico.
8- Hacer la cola. La cola es lo que da estabilidad a la cometa. Haz una con plástico, cinco veces la altura de la cometa.
Medidas de seguridad durante el vuelo de la cometa
Antes de montar una cometa es muy importante hablar con los niños acerca de cómo y dónde volar una cometa. Es necesario tener en cuenta algunas reglas:
1- Jamás se debe volar una cometa cerca de postes y líneas de electricidad.
2- No es recomendable utilizar materiales o cordones de metal en la cometa. Eso podría atraer la electricidad.
3- Usar hilo de pescar o hijo metálico especial para volar la cometa.
4- No usar la cometa en la lluvia. El cordón mojado puede atraer la electricidad.
5- En el caso de que la cometa se quede atrapada en un árbol o poste, no se debe atrapar, ya que subirse a lugares muy altos es peligroso.
6- Volar la cometa en lugares donde no haya personas. Una caída descontrolada de la cometa podría causar molestias a otras personas.
7- No volar la cometa cerca de carreteras o pistas. Puede distraer la atención de los conductores.
8- Volar la cometa cuando las condiciones climáticas no sean de tormenta.
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