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viernes 17 de noviembre de 2017 
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 Construcción de telescopios por los aficionados y trabajos de observación  

 

Por: Gabriel Calderón Fernández
Correos electrónicos:gabrielcald2000@yahoo.com
jaddy_marenco@yahoo.com

Hola, un saludo muy especial a todo el que lea este documental. Mi nombre es Gabriel Calderón Fernández, soy colombiano de 22 años y muy aficionado a la Astronomía. Desde muy pequeño me ha llamado la atención el cosmos pero, al ser de un pueblo alejado de la tecnología me era difícil tener acceso a un instrumento astronómico. Después de una ardua búsqueda, topé con un libro de astronomía que se llama “Atlas de Astronomía” allí ya pude saber más acerca de los planetas, sus tiempos de traslación y de rotación y el nombre de las estrellas más importantes, al igual que las constelaciones. Fue una alegría tener tal documentación y comprendí que era necesario tener un telescopio. Ese era mi reto.

Investigue en libros de física de 11vo grado la parte de óptica y me enfoqué en los anteojos terrestres. Estudié las partes que lo componían e inmediatamente inicié la búsqueda de los materiales para la fabricación del mismo. Al fin logré el objetivo, a partir de un pequeño binocular de juguete el cual tenía una distancia focal de 160 mm. Y un diámetro de 30 mm. Como ocular ocupé los mismos lentecillos del ocular del binocular. Fue una gran satisfacción ver las primeras imágenes de mi pequeño telescopio de unas 15 X. Averigüé que a menor distancia focal del ocular daba más X y de allí tomé las dos lentecillas del mismo binocular de juguete, las uní una tras la otra sin separarlas (eran planas cóncavas) y coloqué las dos lentecillas del lado plano y obtuve una sola bicóncava de distancia focal menor que cuando eran una; de esa manera obtuve más X en mi telescopio.

A los 11 años ya tenía conocimiento de mecánica y como me sentía satisfecho del telescopio que construí, decidí hacerle una montura más precisa. Utilicé tubos pvc para el objetivo, el ocular lo monté en un tubo más delgado (al cual le hice una cremallera y le adapté un piñón). De esa manera ya tenía un mecanismo más preciso para el enfoque. Luego fabriqué un trípode con movimientos horizontales y verticales tomando la forma de un verdadero telescopio, no muy grande pero satisfactoriamente especial. Al terminar obtuve como unas 25 X.

Tiempo después le comenté a un colega de mi telescopio, fue a mi casa a verlo y por supuesto a observar a través de él. Charlamos un rato y comentó que tenía una lente de un binocular profesional 12 x 50 y lo tenia como lupa en su oficina. Sin embargo, al sacarlo de la montura se astilló de un lado pero no era mayor cosa. Después, fui a su casa, medí la distancia focal y vi que era mayor al que yo tenía (ya que constaba de 200 mm de distancia focal.) y aún mejor porque su diámetro era mayor que el mío. Le propuse que le compraba una lupa a cambio de que me diera la lente; al día siguiente…manos a la obra!.

Para la adaptación del segundo objeto del telescopio quedó montado el objetivo de 200 mm. Pude observar la diferencia de las X ganadas y además algo que me gustó mucho: la calidad de la imagen sin distorsión, contrario al anterior. A partir de ese momento comencé a conocer los tipos de lentes. En este caso noté que el objetivo era una lente compuesta y con el pasar del tiempo me dediqué a conseguir otros lentes del ocular en vidrio (porque los que tenían eran como de pasta). Luego con otro colega, conseguí un lente divergente compuesto de una filmadora de video y de inmediato se lo adapté al telescopio, de esa manera obtuve otros oculares y siempre que conseguía uno nuevo lo adjuntaba con los otros para ganar más X. Al final conseguí 6 lentecillos para el ocular, las ubiqué una tras la otra y alcancé cerca de unas 70 a 80 X. Por primera vez enfoqué a Júpiter sin saber que era él y lo más curioso fue verle tres estrellitas al alrededor de una pequeñísima esfera.

Me asombró mucho ya que recordé que Galileo hablaba de los satélites de Júpiter y en uno de sus apuntes, en los libros de astronomía que leía, mostraban una imagen similar a lo que yo observaba a través de mi pequeño telescopio, fue entonces que quedé como hipnotizado.

Vino a mi mente: “¿Dónde conseguiré un mapa del cielo que indique la posición de los astros?” en ese momento fue cuando me di cuenta lo interesante que era el Internet. En mi pueblo, sólo había tres personas que tenían Internet y eran de uso personal, pero uno de ellos era amigo mío y le pedí el favor de buscar algún documento en la Web que hablara de astronomía. Sin más me convidó a su casa, utilizó el buscador google y en una de las primeras páginas que encontramos fue: Cielo Sur, ingresamos en la parte donde decía que podíamos observar en ese mes en el cielo. La página mostraba el horizonte con los astros y fácilmente localicé a Júpiter y la constelación donde se encontraba. Fue ahí donde me enteré con certeza que el astro que observaba a través de mi telescopio era Júpiter. También ingresé donde decía Saturno, miré su localización y dibujé su constelación desde la pantalla del PC, ese mismo día por la noche ubiqué a Júpiter y a Saturno.

La impresión más grande que tuve fue cuando miré a Saturno. Alcancé ver como una pequeña elipse pero no se podía distinguir la separación entre el anillo y el planeta, así fue que seguí enfocando otros astros durante meses y como aún no había cyber en mi pueblo, se me complicaba tener mapas celestes. Por esa razón, mi encanto por la astronomía fue desvaneciendo hasta el punto en que ya no sentía interés por el telescopio. Primeramente por que no era fácil encontrar un objetivo de mayor distancia focal que el que tenía y, segundo los estudios de bachillerato no me dejaban mucho tiempo.

En 11vo grado ya tenía más conocimiento de las matemáticas y las físicas (que eran una de las mis materias favoritas). Retomé entusiasmo por mi telescopio, sabia su funcionamiento desde un punto óptico matemático, la utilización de lentes compuestas y los índices de refracción de los materiales. Por primera ves me atreví a separar las lentes que componían el objetivo del telescopio, comprendí cómo se acoplaban y cuál iba en la parte delantera y cuál en la parte trasera. Allí comencé a experimentar con las lentes compuestas, sabía que una de las lentes era biconvexa con curvaturas diferentes y la otra lente era una cóncava convexa y analicé que: entre mayor distancia focal tuviera la biconvexa, se podía obtener un objetivo compuesto de mayor distancia focal. Llegué a armar el objetivo con otra lente biconvexa diferente a la que trajo el objetivo original, obtuve un nuevo objetivo de 350 mm. de distancia focal a diferencia del anterior, que sólo era de 200 mm. Pero, aún no conocía mucho de las aberraciones acromáticas y con mucho interés le adapté el nuevo objetivo al telescopio. Como debía de esperarse, un mayor número de X fue todo un caos. Al momento de enfocar a la Luna ni siquiera se veía un figura redonda y mucho menos cráteres, sólo se veían manchones de colores azules y rojos entre otros, como violeta y anaranjado. No encontraba explicación a tal fenómeno.

Eso sucedió en el año de 1.999 precisamente cuando terminé el bachillerato. Demoré dos años sin estudiar carreras superiores. Fue entonces en el año 2.002 cuando viajé a la ciudad más cercana a estudiar mi carrera, ya me era más fácil ir a un cyber, siempre que recordaba mi página preferida de astronomía: Cielo Sur la visitaba a cada rato. Un día se me dio por revisar el ítem que decía: Taller y fue cuando vi por primera vez cómo fabricar un espejo para telescopio. Me pareció algo imposible fabricar de forma casera un espejo esférico, implicando una alta perfección y lo más asombroso… tallarla sin necesidad de herramientas mecánicas, solamente frotando dos discos de vidrios. Consideré que era algo como descabellado, no encontraba explicación alguna de tal tallado.

CORTE DEL VIDRIO

Habiendo comprendido el corte y el tallado del vidrio, procedí a la tarea de cortarlo. Me apoyé en trabajos hechos por otros aficionados de CIELO SUR pero solo veía las tareas después de que el vidrio estaba cortado. Sin embargo, no encontraba la herramienta adecuada para el corte del vidrio. Entonces, traté de varias maneras hacer el corte, una de ellas fue fabricar un artificio metálico con un eje centrado en forma vertical, en el cual coloqué (en su parte inferior) una platina de hierro perpendicular al eje y, en un extremo de la platina, sujeté una cuchilla delgada de tungsteno (la cual era de tornera) y por la parte superior le soldé una manigueta para girar el mecanismo.

Al comienzo todo pareció marchar bien pero la cuchilla perdía el filo con facilidad y afilarla era difícil, ya que la piedra de corte de los esmeriles rallaba superficialmente la cuchilla, convirtiéndose en un mecanismo fallado. Después hice una herramienta más eficiente, la cual comprendía en una copa con el diámetro interno igual al diámetro del espejo, y abrasivo # 16 impregnado en el borde inferior, tal como aparece en la figura 1:


figura 1: Herramienta fallada.

De igual forma que la anterior, tuve que reemplazarla. El material que utilicé para mantener el esmeril impregnado era de plástico y como en el diseño de la herramienta no tomé en cuenta la temperatura (producida por la fricción del corte), los granos del abrasivo se iban introduciendo en la pega que los mantenía sujetos y al final, era el pegamento que rozaba el vidrio sin la presencia de un solo grano de esmeril para realizar el corte.

Desanimado por los resultados de las pruebas y porque eran muchos vidrios dañados, recurrí de nuevo a CIELO SUR y escudriñe toda la página hasta encontrar una tarea de corte de vidrio, hecha por otro aficionado. Estudié el proceso y los materiales que necesitaba para fabricar la nueva herramienta y… ¡manos a la obra! Tomé los datos, los modifiqué a mi parecer y comencé a fabricarla. Primero, fundí aluminio; segundo, hice un bloque cilíndrico y tercero, rectifiqué la pieza en un torno dándole las medidas necesarias. De esta manera, en la figura 2 ya se muestra la herramienta terminada, en dos diferentes ángulos.


Figura 2: Herramienta exitosa.

En la figura 3 se muestra: Cuando se está trabajando con la herramienta nueva en el corte del primer vidrio. El procedimiento de corte se hizo de la siguiente manera:

• Tomé la placa de vidrio a cortar y la coloqué sobre un madero bien plano. Después fijé con cuatro maderos atornillados cada uno de sus lados, para que no se moviera mientras se realizara el corte.

• Luego sujeté el madero (donde estaba el vidrio bien centrado) a la mesa de taladro del banco, ahí agregué un poco de esmeril # 80 con agua bajando muy lento la copa hasta que marcara la circunferencia sobre el vidrio.

• Suspendí la copa, lavé el vidrio y a un centímetro de distancia (por la parte afuera) rodeé toda la circunferencia con una murallita hecha de cera o bien “plastilina “ de modo que quedara herméticamente sellada.

• Más tarde, en el interior de la muralla de cera, le agregué agua hasta la mitad, es decir, el nivel del agua tenía un centímetro de alto.

• Seguidamente, le adicioné una cucharada de esmeril # 80 y… ¡a trabajar! NOTA. El taladro debe girar a 120 RPM.

El proceso demoró cerca de 45 minutos, se adicionaron en total 4 cucharaditas de esmeril y algo más de agua (como la mitad de la cantidad anterior). Al final se obtuvo un vidrio circular de un diámetro de 100 Mm. y un espesor de 10mm.
Cabe recalcar que el corte queda perfecto sin ningún astille. El segundo vidrio, se cortó de la misma forma pero de menor espesor (unos 5 mm), por que era la herramienta.

Es importante notar que en el corte del vidrio, hay que tener cuidado al final, porque cuando la copa termina de cortar, el vidrio queda girando dentro de la misma, en consecuencia se raya, como le sucedió a mi espejo.

A continuación se presenta el corte por etapas:


Figura 3 a): Proceso de corte.


Figura 3 b): vidrio ya cortado.


Figura 3.c) Vidrio cortado más Herramienta

El disco de vidrio de mayor espesor (10Mm) lo sujeté con tres tacos de madera sobre una tabla plana. Ésta, de antemano, estaba sujeta al poste de trabajo. Tal como lo muestra la figura 4:


Figura 4: Fijación del Espejo al Poste de Trabajo.

EL DESBASTE DEL ESPEJO

Para este trabajo utilicé carborundum # 80, agregándole primero 2 centímetros cúbicos del mismo. El proceso demoró cerca de una hora y media. Durante el desbaste, iba tomando el control de la curva. Siguiendo los cálculos que tomé, necesitaba una flecha de 0.83Mm. Sin embargo, cuando llevaba una profundidad de casi 0.60Mm, dejé de utilizar el esmeril # 80. La curva, la iba evaluando con una regla que colocaba por encima del espejo, a lo largo del diámetro, y con un nonio (o vernier) medía la profundidad. De esa manera iba controlando la curva.

En ese momento, hice un cambio de esmeril, utilicé el esmeril # 120. Con este demoré un poco más de tiempo (como dos horas) ya que no lo tomaba como desbaste, sino como pulimento de las rayas del anterior proceso. También con este esmeril logré una flecha de ? 0.73Mm. Cuando terminé de usarlo, observé que no existían ni pozos, ni rayas (resultado del esmeril anterior).

De este modo, pasé al siguiente elemento: esmeril # 220. El proceso de este esmerilado demoró cerca de 2 horas y media, dejando el espejo sin rastros del pasado esmeril #120. Lo más ingenioso fue el uso de mañitas para conservar casi igual la flecha que obtuve con el esmeril #120 (de unos 0.73mm) ya que mantuve una flecha de ? 0.75Mm., Cuando noté que el esmerilado estaba uniforme (sin ningún pozo o ralla), lavé el banco de trabajo con mucha agua para retirar cualquier huella de esmeril grueso que hubiese quedado incrustado.

Con el espejo bien lavado, al igual que el banco de trabajo, procedí a utilizar el esmeril # 440. En éste caso, los vidrios no crujían tanto al frotarlos. Al agregar el esmeril, llegaba un momento que dejaban de crujir, dando la impresión de que no existiera esmeril entre las dos superficies. Con este esmeril logré aproximarme bastante al límite final de la flecha de ? 0.80Mm. Este esmerilado demoró unas 3 horas, por el hecho que requiere mayor curiosidad y observación. A este punto se podía observar el otro lado del espejo cuando se encontraba mojado.

Enfrenté un problema: no pude conseguir esmeriles súper finos, es decir, desde #800 hasta algo como #1,200. Entonces, al no tenerlo se me ocurrió algo brillante: tomé el esmeril # 400 y lo disolví en agua, lo batí fuertemente con una paleta y pasado como 10 segundos, con sumo cuidado vertí la primera capa de la mezcla en un vaso aparte (ya que esta era de color gris y contenía granos de esmeril bien finos en suspensión), de esta forma obtuve una cantidad suficiente de esmeril asentado en el fondo del vaso e inmediatamente lavé de nuevo el vidrio y el banco de trabajo. Aquí demoré cerca de una hora, pero pude notar la diferencia. Ya el vidrio tomaba una forma casi transparente logrando una flecha de ? 0.83mm.

Después, tomé de nuevo el esmeril # 400 y lo disolví en agua, mas ahora esperaba cerca de 25 segundos y de igual forma, tomaba el agua que estaba por encima, la dejaba en reposo hasta obtener un esmeril extremadamente fino, con el que terminé el proceso de esmerilado refinado. Luego, manteniendo la flecha constante ya se podía observar el otro lado del espejo, aun estando seco, al mojarlo quedaba casi totalmente transparente. Podía incluso proyectar la imagen del sol hacia una placa blanca de cartón. De esa forma, noté que tenía la distancia focal adecuada, lo que me permitía pasar a la torta de brea y terminar de pulirlo del todo. Pensé que no me alcanzaría el oxido de serio, no obstante, fue todo un éxito el pulido, demoré cerca de tres horas, mas obtuve una buena recompensa, un espejo cuyas características finales fueron: Diámetro: 100 Mm. Dis. Focal: 750 Mm. Espesor: 10 Mm. Focal: 7.5 Tipo de curva: esférica

En la figura 5 se muestra desde el desbaste hasta el pulido del espejo y los materiales utilizados.


Figura 5.a) Desbaste con Esmeril #80.


Figura 5.b) Agregando Esmeril.


Figura 5.c) Adicionando Agua.


Figura 5.d) Final del Esmerilado Fino.


Figura 5.e) Espejo totalmente Pulido.


Figura 5.f ) Esmeriles Usados.

 
 
 
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