El gran fallo del lanzamiento del Gagarin 1 sin duda fue que la cámara 1, que viajaba en la cápsula, se empañara a alrededor de los 5.000 metros, impidéndonos tener las vistas que deseábamos. Para poder evitarlo en el próximo lanzamiento del Tereshkova 1 nos hemos puesto a analizar por qué pudo pasar. Y esta es la conclusión a la que hemos llegado.
Cuando abrimos la capsula al recuperarla comprobamos, para nuestra sorpresa que la carcasa estanca de la GoPro se había abierto. Si analizamos los cálculos veremos por qué.
La carcasa se cierra a nivel de tierra cuando estamos insertando todos los componentes. Es decir se llena de aire a la presión de nivel suelo, que es una atmosfera. A 25000m, la presión es de 13 hPa=0,01atm. Por ello la diferencia de presión entre el interior de la carcasa y el exterior es de ΔP= 1-0,012830002467308 = 0,9 atm= 91192,5 Pa. Es decir, tenemos 911992,5 Pascales de presión.
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La fuerza que se ejerce sobre la parte interior de la carcasa hacia fuera es la presión por la superficie ( F=PxA). Una de las caras de la carcasa (10x8cm) estaba sometida a F= 91192,5x0,08x0,1=729,54 N
Es decir, la fuerza a la que estaba sometida el pequeño clip de agarre de la carcasa fue de unos 72 kg de fuerza. ¡Como si una persona adulta se pusiera sobre ella! (Estos cálculos no serían exactos ya que las presiones varían con las temperaturas, pero es lo suficientemente aproximado para entender lo que pasó).
Por otra parte, y muy a tener en cuenta, este tipo de cámaras está diseñada para deportes extremos, como submarinismo. Este es el caso opuesto al nuestro, la presión se ejerce por la parte exterior de la carcasa. Esto se debe a la columna de agua superior al submarinista que provoca altas presiones sobre él y la cámara. La carcasa de la cámara se ve pues sometida a fuerzas de compresión hacia dentro que la mantienen toda bien compacta. En nuestro caso la cámara tiene la presión por dentro, ejerciendo la fuerza hacia fuera, lo que hace que se abra.
Una vez se ha abierto entra aire de la estratosfera a una presión muy pequeñita. Al bajar bruscamente la carcasa se cierra quedando comprimida por la presión que cada vez es más alta. Por ello, cuando la cámara llego abajo éramos incapaces de abrirla. Estaba sometida a la misma fuerza calculada, pero inversa!!! Para abrirla tuvimos que meter un cuchillo que hizo que entrara aire, y de esta forma se compensaran las presiones dentro y fuera de la carcasa. Así fuimos capaces de abrirla.
El problema de la condensación es simplemente el mismo que aparece en los coches. La carcasa de la GoPro se cierra con aire de la superficie de la tierra, que está a un 44% de humedad relativa ese día. Se sube la cámara y al llegar a cierta altura, la temperatura exterior es suficientemente fría como para enfriar la carcasa y hacer que se condensen las gotitas. Es la misma situación que cuando se empaña el espejo del baño que esta frío y tenemos un ambiente caldeado y muy húmedo debido a la ducha.
Además, es probable que una vez se haya alcanzado cierta altura y la temperatura dentro de la carcasa fuera muy baja y estas gotitas de condensación, para colmo, se congelaran. Esto dificultó que cuando se abrió la carcasa (lo que podría haber sido bueno para nosotros, ya que se renovaba el aire y evitaría la concentración de humedad) no se desempañara.
Una forma de observarlo es que en las imágenes se puede observar como la condensación es de una forma cuando está a 25000m y como empiezan a formarse gotas que “escurren” cuando esta ya lo suficientemente bajo y la temperatura ha aumentado liquidificando las gotas congeladas.
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