Construyendo telescopios caseros en la Universidad de Oviedo

cristalesComo ya os comenté en la entrada anterior, durante 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 tubo 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

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Sobre el Autor:

Físico de materiales, nacido en El Bierzo y adoptado en tierras asturianas y vascas durante su paso por la Universidad de Oviedo y la Universidad del País Vasco. [...]

44 Comentarios

  • me ha recordado a los tiempos en los que en las asignaturas de metalurgia, pulia piezas de metal para verlas al microscopio.
    pero yo utilizaba diferentes pastas de diamante y luego igual que tu le daba un ataque quimico.

  • Muuuy buenas.

    Soy estudiante de Física de la Universidad de Murcia y me ha parecido una idea genial lo del taller. Me gustaría proponer en mi facultad este taller (seguro que os lo pasasteis como enanos xP) y querría saber cuánto os costó todo el material que se necesita.

    Salud, Wis!

  • Yo no fui de los que arganizó todo el tema de los materiales, pero puedo preguntar. Lo único que se seguro es que pagamos 50€ por alumno para apuntarnos, nada más. En cuanto sepa más te mando un email

  • @Wis_Alien: Te lo agradezco!

  • ¿Le pusiste algo más al final?

    PD: Lo de “tuvo” de PVC…

  • @Stonet: Algo más de qué?? :?

  • @Wis_Alien:
    Un soporte, el ocular, no sé…cosas así desde la última vez que lo vi.

  • @Stonet: No, sigue igual. De todas formas el ocular se pone para usarlo, no está ahí de forma permanente. xDD

  • Me gustaria saber como construir un telescopio.Creo que lo importante es como hacer el espejo primario por el momento.Ya que las demas partes sera como vaya progresando en este deseable proyecto mio.Por favor su necesito ayuda.Gracias por su atencion y espero su respuesta.

  • @Gerardo Méndez: Lee la entrada, que de eso trata.

  • @Stonet:si te creo

  • DE QUE LADO EXACTAMENTE SE DEVE PLATER EL ESPEJO, DEL LADO PLANO O DEL LADO CONCAVO?
    ¡¡¡TODAVIA TENGO LA DUDA!!!

  • @alopez: El próximo comentario en mayúsculas será eliminado.

    Con pensar un poco deberías saber la respuesta porque es completamente obvia: el lado cóncavo. Si plateas el lado plano no se ve nada.

  • me gustaria saber de que lado exactamente debo platear elespejo porque todavia tengo algunas dul¿das acerca de eso y me gustari aclararlas, tambien me gustaria saber que tan lejos puedo ver con este telescopio.

    gracias…

    PD: me gusto mucho, he creado un follect para crear mi propio telescopio en casa.

  • muchas gracia y no te enojes, no siempre escribo e mayuscula, pero muchas gracias
    solo quisiera saber si puedo ver aalgun planeta o algo muy lejano con este tipo de telescopio??

  • @alopez: Se pueden ver bien Júpiter o Saturno. Aunque como siempre todo depende de los oculares que utilices.

  • existe alguna expecificacion de que tipo de oculares debo utilizar, es que es la primera vez que voy a crear un aretfacto de esta magnitud y me gustaria hacerlo bien

  • @alopez: Que sean del tamaño del portaocular, nada más.

  • tengo en casa una lente de plastico trasnparente, podria yo utilizar esta elnte u darle la misma forma con los mismos materiales que se unilizan para moldear un lente de vidrio???

  • @alopez: :? Pero cómo vas a usar una lente de plástico!!?? Que quieres hacer un telescopio o un juguete??

  • donde puedo conseguir esos elementos quimicos para la preparacion del espejo he llamado a algunos laboratorios de quimica y ninguno me ha podido ayudar, por favor dime donde los consigo

  • @alopez: No puedo ayudarte porque yo no los compré. No se donde se consiguen, pero buscando en internet seguro que encuentras algo.

  • solo he podido conseguir un tubo pvc de 127 mm crees que pueda funcionar mi telescopio con este diametro ????
    a pesar de que es largo…..

  • @alopez: Sirve igual.

  • @Wis_Alien
    ¿Que tipo de vidrio utilizaron para hacer los espejos?

    me podria dar su correo o enviarmelo al correo que escribi en el campo de formulario?
    gracias.

  • Hola, Wis_Alien, tengo una pequeña duda, a la hora de crear la concavidad en el espejo primario, la herramienta que mencionas cual es? Y como se consigue que la concavidad se a uniforme?

    No se, tengo muchas dudas sobre este paso. Seria mucho pedir que me enviases fotos de este paso.

    Gracias, de verdad.

  • @daniel: Se llama herramienta al segundo espejo, el que utilizamos para tallar el primero. Si te fijas en la 4ª foto, el espejo es que tiene la chica o el chico en la mano, mientras que la herramienta es la que está sobre la mesa con una capa de brea encima.

    Para conseguir una concavidad uniforme no hay más que mover la herramienta en círculos cuando se aplica el carburo, y además, irnos moviendo nosotros alrededor de la mesa donde estemos trabajando el espejo. Si no hacemos esto último lo vamos a trabajar más por una lado y no quedará una concavidad homogénea.

    Quizá en el album de Flickr que enlazo al final de la entrada encuentres alguna foto sobre esto.

    Saludos

  • una pregunta,
    es posible conseguir el espejo primario ya con la forma concava necesaria y plateado? ya que es dificil conseguir los productos quimicos y los materiales para realizar estos pasos…

  • @carlos meza: Comprarte un telescopio ya hecho…

  • Si no es molestia quisiera saber el diámetro de cristal y el espesor del mismo, así como en que consiste esa “herramienta” que usaron para darle la forma cóncava el cristal. Muchísimas gracias

  • @enrique: Unos 15 centímetros de diámetro y unos 2 de espesor, más o menos.

  • @Wis_Alien:
    Ok. gracias. Otra pregunta, dilculpa la insistencia pero me enganche y voy a tratar de hacerlo, pero es un vidrio común y corriente o tiene alguna especificación.

  • @enrique: Eso no te lo puedo contestar con 100% de seguridad, pero creo que es vidrio normal y corriente.

  • hola mi nombre es roberto de puerto rico y tengo un telescopio reflectivo y tiene el espejo primario danado,como puedo comprar uno,mide 4.5″de diametro y .5″ de espesor.gracias

  • @Wis_Alien:

    Hola he visto vuestro trabajo, me parece muy interesante por que yo a parte de las astronomia me dedico a hacer inventillos, toma cuenta de este;

    Llevo tiempo pensando en como fabricar espejos primarios y buscando informacion por todas partes, me he propuesto como objetivo fabricar un telescopio a lo grande y serio :D, el limite esta en el tamaño se la herramienta que pueda fabricar, pienso en un espejo primario de 400mm como minimo pero quisiera irme a los 600mm.

    Por desgracia solo buscando por internet no puedo esclarecer todos los detalles del proceso por eso me gustaria tener a alguien que entienda un poco para ir sacandome de dudas y detalles (espesor del vidrio, velocidades de traslacion y rotacion de la herramienta/espejo etc etc…).
    Si tienes algun momento de cuando en vez o conoces de alguien que pueda, escribeme a rad112@hotmail.com, no os tomare mucho tiempo porque procurare expresarme breve claro y conciso. Y si pensais que en algo os puedo ayudar yo, ahi estarè, un saludo.

  • Hola…. estoy muy interesado en el tema de telescopios caseros… aparte de por el ahorro monetario que conlleva la satisfaccion de haber hecho uno mismo el aparato…
    el mayor problema con que me encuentro es el de no encontrar ningun sitio donde poder comprar tanto los abrasivos como el carborundum ( carburo de silicio) el corundum que es el esmeril y el pulidor que es el oxido de cerio… por no hablar para el “tintado del espejo”… alguien podria decirme de algun lugar en la zona de madrid en el cual pueda encontrar dichas cosas???
    gracias de antemano

    • Hola mirfack , en Madrid tienes una droguería muy antigua que vende carburo de silicio de todas las medidas (granulometrías) lo demás en alguna óptica que tenga taller propio . No me acuerdo de su nombre , pero es muy famosa por lo antigua y lo puedes pedir por correo.Tiene pag. web .Buscala por google y la encuentras fijo.

  • si hago un primario de un bloque de escayola de 600 mm y lo rebajo y le pego pedazos de espejo de 50 mm por 5o mm ‘funciona como primario o no

  • Hola, muy completo vuestro artículo.
    Tengo una duda que me consume: ¿Donde se compra el vidrio?…¿Es un vidrio “especial”?…¿Cualquier cristalería vende este tipo de vidrio?…¿Donde lo habeis comprado vosotros?…

    ¡¡Muchas gracias!!!

  • hola amigo antonio yo puse este comentario porque no estoy seguro si esto funciona
    yo estoy siempre haciendo inventos
    hace muchos años ice mi primer telescopio pequeño despues ice otro de 200mm des pues ice otro 260mm y ahora estoy haciendo este pero no se si funcionara
    primero ice un molde de escayola 600mm lo deje acercar lorebaje le pegue pedazos de 10 cm por 10cm pero no me gusto mucho y lo corte de 5cm por 5cm lo probé y le busque d f y toda la luz se concentra en un punto de 5 o 6 cm
    he espejo es normas lo compre en una cristalería pero de 4mm antonio yo que tu no aria nada asta que yo lo comprobe no te gaste dinero asta que yo te diga si funciona ahora quisiera que me den opiniones otros que sepan mas que yo
    ice un dibujo si esto funciona lo mandaría a todos el que estuviera interesado saludos jose antonio
    soi nuevo y no se muy bien como va este club

  • Buenos días Wis_Alien:
    Te cuento que somos un grupo que realiza actividades sociales y hemos pensado en construir telescopios (siguiendo tu modelo ) para escuelas y colegios.
    El punto crucial para nosotros, puede estar dado en el pulido de los espejos.
    Aqui mi pregunta:
    “¿Si adaptamos una pulidora orbital que tenemos (Pulidora Roto Orbital 120 W Dowen Pagio Pl240h Lustralijado) podremos realizar el mismo trabajo que puliendo a mano?”
    Esto permitiría realizar más espejos, más telescopios y más escuelas cubiertas en menos tiempo.
    Quizás haya que disminuirle la potencia y colocarla en un soporte fijo. Hasta nos surge la idea de robotizar el proceso.
    Espero tus comentarios y consejos.
    Un abrazo enorme y muchos cariños desde Argentina.
    )

  • Me gustaria saber. Si comprando el espejo primario funcionaria ? Os vais a reir por que intente hacerlo con un espejo que tenia un aunmento de x10, bueno una gran chapuza

  • Yo soy un nuevo y entusiasta aspirante constructor de mi telescopio. Hay mucha info en internet pero no he visto ningun sitio donde se cuente todo el proceso y problematica. Asi que he abierto un blog donde describire a lo largo del tiempo todas mis experiencias: localizacion de los componentes, precios, detalles,etc..
    Lo unico que pretendo es compartirlo para que a otras personas les pueda ayudar y sobre todo, que en los comentarios que se aporten, ayuden a completar mas el proceso, nuevos locales donde comprar los accesorios etc…
    Asi que tardare, pero creo que al final sera util.
    Un saludo
    http://eldiariodeuntelescopio.blogspot.com

  • Servirían esos espejos cóncavos que se usan para maquillaje? Gracias. Saludos.

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