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Construyendo telescopios caseros en la Universidad de Oviedo

cristalesDurante toda la Semana Santa un grupo de alumnos de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oviedo participamos en un taller de construcción de telescopios. Nuestro objetivo era construir cada uno un telescopio reflector tipo Newton partiendo prácticamente de 0. Al final de la semana teníamos un telescopio para cada uno y un telescopio que quedó para la facultad, en total, 14 tubos ópticos. Y como seguro que os preguntaréis cómo fue todo el proceso de construcción, os voy a contar qué fuimos haciendo para poder construir nuestro propio telescopio casero en tan solo 5 días (32 horas).

Antes de empezar, lógicamente debemos saber qué vamos a construir. El diseño del telescopio es similar a la imagen que tenéis más abajo. Así pues necesitamos un espejo primario grande y uno secundario más pequeño. Obviamente también será necesario un soporte físico para poner los espejos, pero eso os lo contaré en su momento. Comencemos por cómo se hacen los espejos.

tubo-reflector

Comenzamos con dos cristales, uno más grueso que otro. El mayor es el que convertiremos en el espejo primario del telescopio, mientras que el segundo será nuestra herramienta. Debemos conseguir una concavidad en el espejo para que éste adquiera una forma parabólica y que concentre toda la luz en un punto. Para hacerlo usamos un abrasivo: el carburo de silicio. Colocamos la herramienta en la mesa, y tras echar carburo de silicio y unas gotas de agua, empezamos a frotar el espejo contra la herramienta de forma circular. Con esto conseguiremos que en el centro del espejo comience a aparecer una concavidad y que nuestra herramienta se desgaste por los bordes (así es como quedará). Esto lleva su tiempo, y habrá que estar dándole durante unas cuantas horas. Para conseguir una mayor perfección, se va haciendo disminuir el grano del carburo de silicio desde el 80 al 800. Esta técnica de tallado tiene su fundamento en la ley de promedios. El resultado lo podéis ver en la imagen inferior.

espejo-tallado

Una vez conseguida la concavidad en el espejo, debemos pulirlo para conseguir que vuelva a ser transparente. Para ello lo que utilizaremos será óxido de cerio diluido en agua. Sin embargo, esta vez tenemos que modificar nuestra herramienta para mejorar el pulido. Lo que hacemos es colocar brea sobre ella y mediante una regleta iremos haciendo líneas, formando un conjunto de cuadros. Posteriormente volveremos a frotar el espejo contra la herramienta añadiendo el óxido de cerio para conseguir el pulido deseado. Esta parte es importante ya que si pulimos bien el espejo, reflejará mucha luz, lo que mejorará la luminosidad a la hora de observar por el telescopio. También es importante destacar que también se debe ser muy cuidadoso porque cualquier rayón que le hagamos al espejo ahora será ya permanente.

pulido

Una vez conseguido que el espejo refleje lo máximo posible mediante el pulido nos toca hacer las pruebas para comprobar que todo va bien. Utilizando una linterna, nuestro espejo y una lamina con rejillas veremos de forma sencilla si nuestro espejo está bien construido, o si tiene algún defecto, como por ejemplo que esté demasiado tallado por el centro o por los bordes. Esto es conocido como test de Ronchi.

test-ronchi

Una vez comprobado que todo esté bien, medimos la distancia focal de nuestro espejo. Ésto nos servirá a la hora de colocarlo en el tubo ya que debemos colocar el espejo primario y el secundario de forma adecuada siguiendo el diseño que aparece en la imagen inferior. Pero antes de hacer esto nos queda terminar nuestro espejo, nos queda platearlo.

esquema-telescopio

El proceso de plateado es el más delicado de todos, no solo porque si tocamos el espejo tras platearlo tendremos una mancha permanente, sino porque tenemos que mezclar los productos químicos de una forma adecuada y seguir los pasos cuidadosamente. Los productos químicos que necesitamos son: nitrato de plata puro, nitrato amónico puro, hidróxido de sodio puro, glucosa en polvo pura y agua destilada. Los pasos a seguir son los siguientes:

  • Preparar las siguientes disoluciones:
    1. 60 gr de nitrato de plata puro en 1000 cm3 (1 litro) de agua destilada.
    2. 90 gr de nitrato amónico puro en 1000 cm3 (1 litro) de agua destilada.
    3. 105 gr de hidróxido sódico puro en 1000 cm3 (1 litro) de agua destilada.
    4. 70 gr de glucosa pura en 1000 cm3 (1 litro) de agua destilada.
  • Mezclar 50 cm3 por cada 100 cm2 de superficie óptica del espejo a platear de las disoluciones 1, 2 y 3. Para la 4 solamente precisaremos 1/3 de los 50 cm3 estándar.
  • Preparamos un recipiente en el cual coja el espejo y en el vertemos la disolución 1. la 2 y mezclamos (es incolora), seguidamente vertemos la 3 (la mezcla tiene que teñirse de un marrón de té y desprender un fuerte olor a amoniaco).
  • Ahora tomamos de su baño de destilada nuestro espejo y lo colocamos, preferentemente con la cara óptica bocabajo y suspendido en este otro baño químico, pero de forma que la mezcla toque (sin burbujas) la totalidad de la cara que va a recibir la metalización. Dejarlo sin burbujas es una tarea muy entretenida. Cuando lo hayamos conseguido procedemos a verter la disolución 4 de forma periférica al espejo, intentando que se distribuya homogéneamente.
  • Dependiendo de la temperatura, en unos 10 minutos el espejo estará metalizado.

Esto debemos hacerlo tanto para el espejo primario como para el secundario. Este último es un pequeño cristal rectangular que compramos directamente. Sólo hay que comprobar que sus caras sean perfectamente lisas colocándolo en un cristal marcado con un rotulador que sabemos de antemano que no posee rugosidades. Ver si las caras son planas es tan fácil como colocar el secundario encima del cristal marcado y mirar si las líneas de rotulador se ven bien, es decir, que no se vean deformadas. Tras el plateado debemos echar un poco de óxido de cerio en los espejos y darle con un paño para limpiarlo y darle un último pulido.

El espejo secundario irá pegado en una araña mediante silicona, mientras que el espejo primario lo pegaremos con cinta a un barrilete, que irá atornillado al tubo. En este barrilete hay tornillos que utilizaremos posteriormente para colimar el telescopio.

primario-secundario

Como podéis ver en la imagen superior, el soporte físico para los espejos es un tuvo de PVC. La longitud del mismo es variable pues depende de la distancia focal del espejo, o lo que es lo mismo, de la concavidad realizada en el espejo a lo hora de tallar. En nuestro caso la distancia focal es de unos 1100-1200 mm, lo que supone unos 1,1 mm de concavidad. En el tubo de PVC debemos atornillar el espejo primario y colocar la araña del secundario en la distancia adecuada, además de hacer un agujero para el portaocular.

El siguiente paso es la colimación. La colimación consiste en alinear correctamente los dos espejos para que se vea la mayor cantidad de cielo posible cuando observemos, es decir hacer que los rayos entren paralelos enfocados en el infinito. Debemos ajustar primero el secundario para que quede en el centro del tubo, y luego el primario para que al mirar por el hueco del ocular sólo se vea cielo, es decir, no veamos parte del tubo. Con esto ya tendremos todo preparado. Sólo necesitaremos un ocular para mirar y una montura donde colocar el tubo óptico y nuestro telescopio casero estará completamente terminado.

colimando

Si queréis ver más fotos de todo el proceso de construcción (y algunas fotos de lo bien que lo pasamos durante el taller), podéis ver el album de Flickr que he creado con las fotos tomadas por mí y algunos de mis compañeros.

Saludos 😉

Publicado bajo la categoría Instrumentación
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17 commentarios a “Construyendo telescopios caseros en la Universidad de Oviedo”

  1. vivan Aure y Villa!!!!!

  2. Son unos cracks!! Y Lago también estuvo ahí ayudando para que Ángel tuviera poco trabajo que hacer. xDD

    Saludos 😉

  3. Que tanto frotaron el espejo para obtener la concavidad deseada? usaron alguna formula?

  4. Teníamos que conseguir una concavidad de 1,1 mm.

  5. Hola, debo felicitarlos pues han conseguido hacer lo que yo sueño. A propósito quisiera saber si me pueden ayudar ustedes que ya pasaron por esto con unas cuantas preguntas:
    1. ¿A que se refieren con “…una lámina con rejillas…” para el test del espejo?

    2. Al final hablan de: “…Tras el plateado debemos echar un poco de óxido de cerio
    en los espejos y darle con un paño para hacer que limpiarlo y darles un último
    pulido….”…no me queda clara esta fase de la construcción…¿Como se lo
    echo?…¿Que es “darle” con un paño?…¿Como es eso de “un último pulido”?

    3. ¿Esta mezcla (la mezcla para platear el espejo) es explosiva o requiere algún
    cuidado especial?

    4. Será que logro llevar a cabo un espejo de 12″ (30.5cm)…o estaré suponiendo
    imposibles?

    Os agradezco de antemano la ayuda que podais darme a este respecto y espero ansioso vuestras respuestas.

    Cordialmente,

    JUAN DAVID BARRADA

  6. Pues una lámina de rejilas, es eso, una lámina que tiene alambres dispuestos de forma perpendicular y que forman una rejilla.

    Se echa un poco de polvo de óxido de cerio y se extiende cuidadosamente con una gamuza de las gafas. Así eliminas las últimas imperfecciones y dejas el espejo más pulido.

    No es explosiva, pero sí puede ocasionar quemaduras en la piel. Hay que manejarla con cuidado.

    Un espejo de 30,5 cm es una barbaridad si es tu primer espejo. Además tardarías varias semanas en terminarlo y dejarlo bien. Te recomiendo empezar por uno más pequeño.

    Saludos 😉

  7. hola que tal estoy muy interesado en construir un telescopio como lo describes aca pero tengo varias dudas que espero me puedas resolver:

    ¿cuando mensionas frotar el espejo con la “herramienta” a que tipo de herramienta te refieres?

    ¿de que diametro es el espejo primario que utilizaste?

    ¿el ocular donde lo puedo conseguir y tiene alguna especificacion o no se si me puedas dar mas detalles de como hacerlo?

    por ultimo ¿donde puedo conseguir las sustancias para pulir y adrle el acabado brilloso al espejo?

    gracias y espero me puedas ayudar

  8. La herramienta es el otro cristal que utilizamos, sale explicado en el artículo.

    El diámetro del primario que usé es de 150mm.

    El ocular tienes que comprarlo en una tienda especializada. En internet hay unas cuantas.

    En cuanto a las sustancias químicas no te puedo responder porque no tengo ni idea, yo no compré los productos.

    Saludos 😉

  9. Felicitaciones !, tengo las siguientes inqietudes: * ¿Se necesita fijar la herramienta y como se hace? ** Solo con frotar en forma circular se produce la concavidad requerida? *** Existe algun instrumento al cual fijar el cristal que se convertira en espejo primario y por ultimo en la practica como se mide la distancia focal?

  10. La herramienta se fija poniéndola sobre un papel mojado, nada más. Eso sí, tienes que tener cuidado de no hacer excesiva fuerza no vayas a romperlo.

    Sí, sólo con frotar en forma circular se consigue la concavidad.

    No sé si existe algún instrumento, pero yo lo hice sin fijar nada.

    Se mide después de hacer el test de Ronchi, moviendo el espejo para enfocarlo en un punto cercano a la linterna. Mides la distancia de la linterna al espejo y eso dividido por 2 es la distancia focal.

    Saludos 😉

  11. quisiera saber como construir mi propio telescopio casero me pueden enbiar un plano con todos los datos e instrucciones para ponerme en marcha.

    se los agradeseria

  12. muy clara la explicación de cómo se construye un telescopio casero. me sirvió muchísimo para construir el mío propio. muchas gracias.

  13. Me alegro mucho, Juan Carlos 😉

  14. Bueno, sólo se os ha olvidado dejar bien clarita una ADVERTENCIA: Las soluciones que utilizáis para el plateado se deben usar inmediatamente y desechadas antes de las dos horas, mezclándolas con ácido nítrico y diluyéndolas en mucha agua; por la sencilla razón de que uno de los residuos que quedan es FULMINATO DE PLATA, que cuando se seca, un simple estornudo puede hacerlo explotar.

    Vosotros mismos.

  15. […] más he localizado una página en la que compruebo que se hace un buen resumen de todo el proceso: Construyendo telescopios caseros en la Universidad de Oviedo. En este otro sitio se ilustra algunos aspectos del trabajo más crítico y laborioso que es la […]

  16. Saludos, esta pagina me sirvio de mucho para decidirme a intentar construir un telescopio, claro que despues tambien investigue en muchas otras partes para enterder bien la teoria y creanme que no es necesario ser matematico ni fisico para comprender de maravilla los calculos, es mas solo soy bachiller y me retire de la universidad hace unos cuantos años y no encontré problemas para entender todo, ya llevo unos cuantos meses reuniendo toda la informacion posible (toda de internet incluso buscando videos en youtube) y creo que ya entiendo por lo menos lo basico y creo puedo intentarlo solo (claro que no tengo idea de jquien me pueda ayudar, pero a la final “caminante se hace camino al andar” o mejor dicho echando a perder se aprende), pero por desgracia no encuentro todavia todos los materiales en mi pais (vivo en Ecuador) y el plateado no puedo hacerlo yo por que solo venden los quimicos con licencia y permisos del estado, pero sigo buscando, igual no tengo apuro y me da mas tiempo para investigar mas del tema……

    Me despido, muchas gracias y muy buen trabajo.

  17. Tengo una pregunta, donde consiguieron el carburo de silicio?? tiene algun otro nombre comercial o algun producto equivalente?. Tengo estas dudas porque quiero construir mi propio telescopio y aca, El Salvador, es practicamente desconocido el carburo de silicio, incluido los laboratorios opticos lo desconocen como tal. Alguna sugerencia??

    Gracias por su tiempo y salu2.

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