Propelente de cohetes para niños

Un trabajador moldea propulsor compuesto de perclorato de amonio (sin curar).

Los propelentes son sustancias especiales que se usan en los motores de los cohetes. También se les llama propergol o propulsante. Pueden ser sólidos, líquidos, gaseosos o una mezcla. Estos propelentes reaccionan dentro de una parte del motor llamada cámara de empuje o de combustión. Allí, producen gases a muy alta presión y temperatura. Cuando estos gases salen por una abertura llamada tobera a gran velocidad, crean la fuerza necesaria para que el cohete se eleve y acelere.

¿Qué son los propelentes y cómo funcionan?

Los propelentes son el "combustible" de los cohetes. Su función principal es generar una gran cantidad de gases calientes que, al ser expulsados, empujan el cohete hacia adelante. Es como cuando sueltas un globo inflado y el aire que sale lo impulsa en la dirección opuesta.

Propelentes líquidos: ¿Cómo impulsan los cohetes?

Los propelentes líquidos se guardan en tanques separados dentro del cohete. Se mezclan justo antes de la combustión. Esto permite controlar la cantidad de empuje que se produce.

Algunos ejemplos de propelentes líquidos son:

• Hidrógeno líquido (que es el combustible) y oxígeno líquido (que ayuda a quemar el combustible).
• RP-1 (un tipo de queroseno refinado) y oxígeno líquido.
• Hidrazina (combustible) y tetróxido de nitrógeno (oxidante).
• Peróxido de hidrógeno, que puede usarse solo para generar empuje.

Propelentes sólidos: La fuerza imparable

Los propelentes sólidos son una mezcla de combustible y oxidante que ya vienen juntos en un solo bloque. Son como una gran barra de energía.

Entre los propelentes sólidos podemos encontrar:

• Los combustibles suelen ser metales en polvo, como el magnesio, el aluminio o el zirconio.
• Los oxidantes pueden ser nitrato de amonio, perclorato de sodio o sustancias parecidas.

Una desventaja de los propelentes sólidos es que, una vez que se encienden, no se pueden apagar ni regular. El motor seguirá funcionando hasta que se agote el propelente. Sin embargo, tienen la ventaja de que son más sencillos y económicos de diseñar y fabricar.

Otra gran ventaja es su almacenamiento. Los propelentes sólidos pueden guardarse dentro del cohete por mucho tiempo antes del lanzamiento. En cambio, los líquidos deben cargarse solo unas horas antes. Por eso, los propelentes sólidos son muy usados en misiles.

Fueron utilizados en cohetes muy conocidos como el Ariane 5 y el transbordador espacial.

Propelentes gaseosos: Para viajes espaciales largos

Los propelentes gaseosos se usan en motores especiales que no queman el combustible, sino que lo aceleran usando electricidad. Estos motores se llaman propulsores electrostáticos o electromagnéticos, como el Propulsor a efecto Hall o el Propulsor iónico.

En estos motores, los gases se convierten en iones (partículas con carga eléctrica) y son acelerados por un campo electromagnético. Al ser expulsados a velocidades muy altas, generan un empuje suave pero constante. Generalmente, se usa el gas Xenón para este tipo de propulsión. Son ideales para misiones espaciales de larga duración.

Clasificación según el número de sustancias

Los propelentes también se pueden clasificar según cuántas sustancias diferentes se mezclan para producir el empuje.

Monopropelentes: Una sola sustancia, ¡mucha energía!

Los monopropelentes están hechos de un solo componente. Esto significa que no necesitan otra sustancia (como un oxidante) para reaccionar y producir gases.

• Los monopropelentes sólidos son bastante estables en condiciones normales.
• En el caso de los líquidos, simplifican mucho el sistema del motor, ya que solo hay que almacenar y bombear un tipo de líquido. Sin embargo, pueden ser más delicados de manejar porque liberan energía sin necesidad de otra sustancia.
• A veces, los monopropelentes pueden tener pequeñas cantidades de otros componentes, como aditivos o catalizadores, que ayudan a la reacción.

Algunos ejemplos son el Nitrometano, el N-Propyl-Nitrato, el Peróxido de hidrógeno y el Hidrato de Hidrazina.

Bipropelentes: Dos componentes para una gran reacción

Los bipropelentes, como su nombre indica, usan dos componentes: un combustible y un oxidante. Estos dos se guardan por separado y se mezclan en la cámara de combustión.

Cuando se mezclan, ocurre una reacción química que libera mucha energía en forma de calor y presión. Esta energía es la que genera el empuje. Un ejemplo muy común es la mezcla de hidrógeno y oxígeno líquidos.

Véase también

En inglés: Rocket fuel Facts for Kids

• Combustible criogénico