Portafolio

Experiencia y proyectos

Seis años diseñando piezas mecánicas para vuelo: desde dispositivos médicos certificados por la FDA hasta motores de cohete de propelente líquido.

Proyectos destacados

Lo que estoy construyendo ahora mismo, y lo que definió el camino hasta aquí.

VEL Space — motor cohete de propelente líquido

2026 — en curso
RolCofundador, dueño técnico del programa de motor
PropelentesRP-1 / N2O
Empuje objetivo1–5 kN, 200 psi

Cofundé VEL Space para desarrollar, desde cero, un motor cohete de propelente líquido: diseño conceptual, simulaciones FEA/CFD en ANSYS y fabricación de componentes. Para reducir el riesgo y costo de la validación temprana, diseñé y construí un banco de pruebas instrumentado propio en lugar de depender de instalaciones externas de terceros. Como cofundador, combino la propiedad técnica completa del programa de motor con contratación, presupuesto y estrategia general de un equipo de unas 7 personas. Las primeras pruebas de concepto de encendido están por comenzar. Por ser un desarrollo activo y propiedad de la empresa, no puedo compartir aquí detalles específicos del diseño ni datos de rendimiento del motor.

velspacecr.com ↗

MUSA — experimento de microgravedad

Noviembre 2022
RolIng. mecánico principal
Misión2ª misión aeroespacial de Costa Rica
LanzamientoEsrange Space Port, Suecia
OrganismosTrichoderma harzianum vs. Fusarium oxysporum (TR4)
HitoPrimera misión 100% privada de Costa Rica
Logo del proyecto MUSAParche de la misión MUSA Sub-Orbital

Video del lanzamiento suborbital, Esrange Space Center, Suecia (23 de noviembre de 2022)

Como parte del equipo de Orbital Space Technologies (OST), un emprendimiento fundado por estudiantes del TEC, tuve propiedad técnica completa del diseño mecánico del experimento MUSA: la estructura principal, restringida a un volumen de 1U, y un sistema de bombeo experimental para mover fluido hacia muestras biológicas específicas. El mayor reto técnico fue lograr que ese fluido se moviera de forma confiable en condiciones de microgravedad, algo lejos de trivial. El sistema viajó como carga presurizada y debía soportar las cargas de lanzamiento sin fallar, y sobre todo sin generar ninguna fuga: una fuga de líquido cerca de la electrónica del payload podía provocar un corto circuito, poniendo en riesgo no solo nuestra misión sino la de otra carga útil en el mismo vuelo. Como ingeniero mecánico principal, también lideré gran parte de la integración final del payload. MUSA fue un demostrador tecnológico pensado como paso previo a una eventual fase orbital del experimento. Llevó una serie de muestras con dos hongos: Trichoderma harzianum y Fusarium oxysporum f. sp. Cubense (TR4), causante del Mal de Panamá. La idea del experimento completo es estudiar el comportamiento de ambos organismos en el espacio e identificar cambios genéticos que puedan resultar útiles para encontrar un tratamiento contra la enfermedad, que amenaza buena parte de la producción mundial de banano. MUSA se lanzó con éxito el 23 de noviembre de 2022, en el vuelo suborbital Suborbital Express 3 de SSC, desde el Esrange Space Center en Suecia. Fue la segunda misión espacial originada en Costa Rica, y la primera realizada íntegramente por una empresa privada, sin financiamiento público.

Clip endoscópico MANTIS — Boston Scientific

2021–2024
RolIngeniería de diseño mecánico
Equipo~12 personas, equipo PUMA, División de Endoscopía
ResultadoLanzado al mercado en 2024
Valor de negocioMenos clips por procedimiento, menor costo para el hospital
RecepciónComentado frecuentemente como el clip favorito de los médicos

Trabajé en el desarrollo del clip endoscópico MANTIS de Boston Scientific desde etapas tempranas hasta su lanzamiento al mercado en 2024, como parte del equipo PUMA de Nuevo Desarrollo de Producto (metodología Agile) en la División de Endoscopía, de unas 12 personas. Tuve a cargo el diseño de varios componentes clave del producto y desarrollé un método de prueba nuevo, directamente ligado a la funcionalidad diferenciadora del dispositivo, necesario para el protocolo de verificación y validación (V&V). El producto llenó un nicho de cierre de defectos que los clips convencionales no lograban cubrir de forma efectiva, ayudando a los médicos a reducir la cantidad de clips necesarios -y por tanto el costo- por procedimiento. Salió al mercado y se convirtió en un éxito comercial: los médicos que lo usaban comentaban con frecuencia que se había vuelto su clip favorito.

Tesis: motor cohete de propelente líquido N2O/Jet A-1

2020
Compañero de tesisMauricio Alfaro
Filosofía de diseñoBarato, confiable, reproducible
PropelentesN2O / Jet A-1
Presión interna150 psi
Relación O/F6
Empuje estimado5 kN

Trabajo Final de Graduación para optar al título de Licenciado en Ingeniería Mecánica, desarrollado junto con mi compañero de tesis Mauricio Alfaro: "Diseño de tobera, cámara de combustión y sistema de enfriamiento para la prueba estática de un motor de cohete con combustible líquido". Pensamos el proyecto como el primer acercamiento real de Costa Rica a los motores cohete de propelente líquido, y construimos nuestra filosofía de diseño alrededor de tres principios: barato, porque un programa aeroespacial universitario en Latinoamérica no cuenta con presupuesto; confiable, porque el programa necesitaba demostrar resultados para poder seguir existiendo; y reproducible, para que cualquier inversión hecha rindiera el mayor beneficio posible a largo plazo. Por eso evitamos deliberadamente propelentes tóxicos y criogénicos, priorizando manejo seguro y bajo costo operativo sobre el máximo desempeño teórico. Elegimos óxido nitroso y jet fuel como propelentes, con 150 psi de presión interna y una relación de mezcla O/F de 6, para un empuje estimado de 5 kN. Nuestra filosofía de diseño fue partir primero de principios básicos y pasar a simulaciones computacionales solo una vez que teníamos un diseño funcional: empezamos con un modelo analítico simplificado (cálculo isentrópico) para dimensionar la cámara de combustión, y lo acoplamos a un modelo discretizado de la pared para estimar la carga térmica y el caudal de combustible necesario como refrigerante regenerativo. Solo después de validar el enfoque con ese modelo más simple, pasamos a ANSYS para simulaciones CFD de mayor fidelidad (validación de la expansión de gases y diseño de tobera) y análisis térmico/FEA que confirmaran que la pared soportaría los esfuerzos combinados, además de una segunda simulación CFD para diseñar el sistema de distribución de combustible.


Proyectos personales

Trabajo que no cabe en el CV: cosas que he diseñado y construido por mi cuenta. Esta lista irá creciendo.

Motor cohete clase H374 (KNSU) — diseñado para montura estándar de 38 mm

Setiembre 2025 – Mayo 2026
PropelenteKNSU 65/35
Configuración de grano4 granos BATES
ObjetivoMontura estándar de 38 mm
Estimado de diseño172.58 N·s, Isp 131.76 s
Resultado real (1 mayo 2026)150.6 N·s, Isp 118.07 s
Empuje máx. (prueba)≈440 N

Diseñé este motor en setiembre de 2025 con un objetivo puntual: encajar en una montura de 38 mm, el diámetro de motor más común entre los cohetes que se construyen en Costa Rica. La mayoría de mis motores anteriores usaban diámetros no estándar, lo que significaba que solo servían para cohetes diseñados específicamente para ellos. Con este quería que cualquiera con un cohete de 38 mm pudiera usarlo. El diseño usa cuatro granos BATES de propelente KNSU (65/35), con una carcasa de aluminio 6061-T6 y una tobera de acero inoxidable AISI 316L. Lo documenté como un ensamble formal bajo el número de parte ACC-H374, con planos, lista de materiales y estimados de desempeño: un impulso total estimado de 172.58 N·s, impulso específico de 131.76 s, y una masa total de 375.3 g. Lo fabriqué entre setiembre de 2025 y la prueba del 1 de mayo de 2026. Los resultados reales quedaron algo por debajo del estimado de diseño: un impulso total de 150.6 N·s y un impulso específico de 118.07 s, con un empuje máximo cercano a los 440 N. Es un resultado curioso — por debajo de los 160 N·s que definen la frontera hacia la clase H, este motor terminó rindiendo, en la práctica, más como un motor clase G que como el H374 que su nombre indica. Aun así, cumplió el objetivo principal: es un motor de 38 mm, listo para usarse en la mayoría de los cohetes que se construyen en el país.

Motor cohete clase J (KNSU) — Rediseño, Parte 2

Marzo 2026
Grano4 granos de 70 mm, BATES
ToberaAluminio, inserto de acero inoxidable
Causa raízErosión de tobera (prueba 2019) — reducida, no eliminada
Isp111.09 s
Impulso total670.42 N·s
Empuje máx.939.77 N
Quemado efectivo1.2 s

Video de la prueba estática exitosa, 28 de marzo de 2026.

Segunda parte de este proyecto: siete años después de que la tobera original sufriera una erosión severa durante la prueba de 2019 (Parte 1), retomé el diseño del motor J entre 2024 y 2026 para atacar esa causa raíz. El cambio principal fue una tobera nueva, de aluminio con un inserto de acero inoxidable en la garganta, pensada para resistir mejor la erosión que había destruido la tobera original. El inserto de acero inoxidable en sí no mostró erosión tras la prueba, pero el resto de la tobera sí presentó señales de erosión — una mejora real, aunque el problema no quedó completamente resuelto y sigue siendo un punto a refinar en futuras iteraciones. También rediseñé el molde de grano para mayor consistencia entre coladas, subdividí la carga en 4 granos de 70 mm en lugar de 3, y actualicé la metodología de simulación, migrando de la hoja de cálculo de Excel original al programa de escritorio en Python que desarrollé entre 2020 y 2022 (Motor Design and Modeler). Probé el motor el 28 de marzo de 2026 sobre un banco de pruebas instrumentado que diseñé y construí como proyecto personal, y que le presto a la Asociación Costarricense de Cohetería para sus jornadas de prueba. Esto cerró un círculo distinto: la prueba original de 2019 había perdido validez porque el banco de pruebas de entonces salió volando durante el disparo. Esta vez los datos fueron limpios y consistentes con lo esperado: un Isp de 111.09 s, impulso total de 670.42 N·s, empuje máximo de 939.77 N y un tiempo de quemado efectivo de 1.2 s.

Motor cohete clase G (KNSU) — una década de desarrollo

2016–2026
PropelenteKNSU
OrigenGIA, mayo 2016
Pruebas documentadas4 (2016 ×2, 2019, 2026)
Incidentes2 explosiones (mayo y julio 2016), tobera perdida en ambas, 2 celdas de carga destruidas
RediseñoCAD y planos formales, 2018–2021
Prueba más reciente28 de marzo de 2026 — Jornada de prueba, ACC
Empuje máx. (2026)≈68 N

Video de la explosión durante la primera prueba, 20 de mayo de 2016 (cámara GoPro).

Video de la explosión durante la segunda prueba, 12–13 de julio de 2016.

Video de la prueba exitosa, 28 de marzo de 2026.

Este es, probablemente, mi proyecto más antiguo y de mayor duración: empecé a maquinar la carcasa de este motor a mediados de mayo de 2016, durante mis primeros años en el Grupo de Ingeniería Aeroespacial (GIA), y este año me volvió a dar datos nuevos. Es, sin exagerar, el motor que me enseñó a diseñar motores cohete: cada fracaso a lo largo de una década terminó señalando exactamente qué necesitaba entender mejor. La primera prueba, el 20 de mayo de 2016, terminó en explosión: la tobera se desprendió del cuerpo del motor y salió disparada sin que pudiéramos recuperarla. Quedó registrada en video desde dos cámaras distintas. La celda de carga que había montado para esa prueba tampoco sobrevivió — fue la primera de dos que terminaría perdiendo con este motor. La sospecha de que el tubo de aluminio de la carcasa fuera defectuoso fue lo que me llevó a abrir la investigación de propiedades del aluminio 6063 que documento por separado: ahí confirmamos que el material no era el problema, sino la caracterización del propelente. Volví a intentarlo dos meses después, maquinando un motor nuevo desde cero. La segunda prueba, el 12 y 13 de julio de 2016, terminó exactamente igual: la tobera volvió a desprenderse y a perderse, y una segunda celda de carga quedó destruida. Dos explosiones seguidas con la misma falla — la retención de la tobera — fueron las que de verdad me enseñaron que hay que dudar de todos los supuestos antes de dudar de la física. La siguiente prueba documentada llegó tres años después, en agosto de 2019, esta vez como una colaboración entre el GIA y TECSpace — una de varias ocasiones en que este proyecto terminó conectando a distintos grupos de cohetería del país. Entre 2018 y 2021 retomé el diseño en CAD, con planos formales de ensamble, tolerancias, y un reporte de diseño simulado con la herramienta que desarrollé más adelante (Motor Design and Modeler). El nuevo diseño atacaba directamente la falla que había visto dos veces: la tobera pasó de estar simplemente encajada a estar atornillada al cuerpo del motor. El 28 de marzo de 2026, en una de las jornadas de prueba de la ACC, volví a poner un motor G KNSU en el banco — el mismo linaje de diseño, una década después. Esta vez los datos salieron limpios: un empuje máximo de aproximadamente 68 N, con una curva de quemado consistente y sin sorpresas. El video de esa prueba, comparado con los de 2016, es casi aburrido de ver — sin estruendo, sin nada saliendo disparado. Diez años y dos toberas perdidas después, tener una curva de empuje aburrida y predecible se sintió, de una forma extraña, como la mejor prueba de que el aprendizaje valió la pena.

Fundación de la Asociación Costarricense de Cohetería (ACC)

2026 — presente
Fundación oficial2026
OrigenImpulso del primer Congreso Espacial Centroamericano (CEC), finales de 2023
Rol actualPresidente de la ACC, Prefecto de TRIPOLI Costa Rica
SeguridadOficial de Seguridad de Rango (RSO)
Alcance educativoMás de 75 personas en al menos 5 instituciones

El impulso para crear la Asociación Costarricense de Cohetería (ACC) surgió a finales de 2023, como respuesta al entusiasmo generado por el primer Congreso Espacial Centroamericano (CEC): decidimos que era momento de fundar tanto una prefectura de TRIPOLI en Costa Rica como una asociación formal que le diera respaldo legal. El grupo original que arrancó el proyecto era distinto al que hoy conforma la organización, y el proceso de formalización tomó tiempo: la ACC se fundó oficialmente en 2026. Hoy soy Presidente de la ACC y Prefecto de TRIPOLI Costa Rica. También asumí el rol de Oficial de Seguridad de Rango (RSO) — la persona con autoridad para detener cualquier operación y responsable de prevenir incidentes en eventos con motores de alta potencia y cargas explosivas — un rol que no existía formalmente antes de que lo asumiera. Bajo la asociación he impartido cursos y programas educativos de cohetería y propulsión en varias instituciones: cohetería básica para TECSpace (abril 2024, entre 30 y 40 personas), cohetería para niños con la Municipalidad de Paraíso, incluyendo el lanzamiento de un mini cohete (febrero 2025), un curso teórico-práctico de propulsión de 6 semanas para el GIA de la UCR (marzo 2025, unas 25 personas), mentoría continua al grupo estudiantil Fidespacial de la Universidad Fidélitas (primer semestre de 2026, unas 10 personas), y un curso introductorio de cohetería de fin de semana para el grupo estudiantil Spacelabs en San Carlos (noviembre 2023). Actualmente estamos planificando el primer lanzamiento oficial de la asociación y trabajando hacia las primeras certificaciones de cohetería del país.

coheteriacr.org ↗

Jornadas de prueba de motores — ACC

2026 — presente
RolOrganizador y Oficial de Seguridad de Rango (RSO)
Jornadas abiertas de la ACC28 de marzo y 1 de mayo de 2026

Video de una de las jornadas de prueba de motores de la ACC.

Como parte de mi rol en la ACC, organizo jornadas de prueba de motores abiertas al público, donde cualquier persona con un motor de cohete puede probarlo bajo condiciones controladas. Hemos realizado dos jornadas hasta ahora, el 28 de marzo y el 1 de mayo de 2026, usando mi banco de pruebas personal y actuando como Oficial de Seguridad de Rango (RSO), con autoridad para detener la operación ante cualquier riesgo.

Apoyo a CRATER (GIA-UCR) — motor clase K

2026 — presente
RolMentor y soporte técnico/seguridad
Apoyo brindado3 pruebas del motor clase K de CRATER (GIA-UCR)
Colaboración interinstitucionalPrueba mediada con el campus de San Carlos del TEC

Video de una de las pruebas del motor clase K de CRATER.

A través de la ACC hemos apoyado a CRATER, el equipo de cohetería del Grupo de Ingeniería Aeroespacial (GIA) de la UCR, en el desarrollo de su motor clase K, prestándoles mi banco de pruebas personal y ofreciendo soporte técnico y de seguridad durante sus 3 pruebas — evitando que tuvieran que construir su propia infraestructura de prueba desde cero. Una de esas pruebas se realizó en el campus de San Carlos del TEC, con la ACC actuando como mediadora entre ambas instituciones.

www.instagram.com/crater.gia ↗

Banco de pruebas para motores cohete de propelente sólido

Octubre 2025
PropiedadProyecto personal, prestado a la ACC
Principios de diseñoRápido, resistente, baja fricción, estable
Falla atendidaBanco original (GIA): riel único, sin restricción contra despegue
EstructuraAluminio, dos rieles lineales (base de máquina reciclada)
UsoMotores de Cohetería de Alta Potencia

Diseño y construcción de un banco de pruebas estático propio para motores cohete de propelente sólido de alto poder (Cohetería de Alta Potencia). Es un proyecto personal del que soy propietario, aunque se lo presto a la Asociación Costarricense de Cohetería para sus jornadas de prueba — en parte porque quería tener acceso a un banco de pruebas propio, sin depender de la aprobación de ninguna institución externa para poder usarlo. El banco de pruebas original del GIA, del cual no fui parte del equipo de diseño pero cuya filosofía llegué a conocer bien, era alto, pesado y robusto: construido en acero para poder absorber una explosión si era necesario (algo que efectivamente llegó a ocurrir), y diseñado bajo el supuesto de que su propio peso bastaría para mantenerlo en su lugar durante el disparo — un supuesto que nadie en el grupo llegó a cuestionar o poner a prueba, hasta el incidente con el motor J de 2019, cuando el banco completo salió volando durante la prueba. Diseñé el banco nuevo alrededor de cuatro prioridades: rápido de construir, porque había una necesidad inmediata de seguir probando motores (por lo que adapté la base de una máquina reciclada); resistente, porque la necesidad de soportar una posible explosión no había cambiado; con mínima fricción, para minimizar la pérdida de fuerza medida por la celda de carga; y estable, atendiendo directamente la falla que identifiqué en el diseño original: un solo riel lineal, sin restricción real contra el vuelco o el despegue del banco. La base reciclada que usé ya contaba con dos rieles lineales en paralelo, lo cual terminó resolviendo justo ese problema de estabilidad.

Cohete Turrialba

Septiembre 2025 — presente
EstadoEn desarrollo — 1 vuelo de prueba (1 mayo)
MotivaciónReacción de niños y padres, actividad en Paraíso (feb. 2025)
Restricciones de diseñoBajo costo, ensamblaje rápido, muy liviano, altitud máx. 400 ft (límite DGAC)
ConstrucciónFin can en PETG impreso en 3D, tobera con cierre roscado, fuselaje de PVC

Este proyecto todavía está en desarrollo: hasta ahora solo he hecho una prueba de vuelo, el 1 de mayo, durante una de las jornadas de prueba abiertas de la ACC. La motivación surgió de la actividad de cohetería para niños que dimos con la Municipalidad de Paraíso en febrero de 2025: la reacción de los niños y sus padres ante el lanzamiento de un cohete pequeño me dejó claro que existe una necesidad real de cohetes pequeños pensados para demostraciones. Por ahora está orientado a ese uso — demostraciones — y no directamente a ponerlo en manos de niños, aunque es una dirección hacia la que me gustaría expandir el proyecto en el futuro. Diseñé el cohete alrededor de cuatro restricciones: bajo costo, ensamblaje rápido y sencillo, muy liviano, y una altitud máxima de 400 pies para mantenerse bajo el límite permitido por la Dirección General de Aviación Civil. Eso me llevó a un fin can impreso en 3D en PETG, una tobera con cierre roscado, un paracaídas de plástico, y un fuselaje hecho de tubo PVC tipo conduit. Hasta ahora solo ha volado una vez, y el motor que estoy usando todavía tiene problemas: no está entregando el empuje necesario, y mucho menos cumple con los estándares de seguridad que necesitaría para usarse directamente con niños. La idea detrás de hacerlo pequeño y portátil es poder llevarlo a cualquier lugar como parte de actividades de divulgación STEM. La cohetería es una actividad poco común en Costa Rica, y este proyecto busca ser una herramienta para cambiar eso.

Riel de lanzamiento (rail launch pad)

Marzo 2025
Basado enDiseños de AEROPAC y John Coker (evitar reinventar la rueda)
Adaptación localExtrusión de aluminio de 2" (la de 3" no se consigue en CR)
EstadoListo, pendiente de uso — para cohetes que requieren permisos adicionales
DetallesPatas retráctiles con nivel circular, pivote para facilitar la carga

Diseño y construcción de un riel de lanzamiento (rail launch pad) para cohetería de alta potencia, basado en diseños ya probados de AEROPAC y John Coker — no tenía sentido reinventar algo que la comunidad ya había validado, así que enfoqué mi trabajo en adaptar el diseño a lo que sí era distinto para mí: los materiales disponibles en Costa Rica. La referencia original usa una extrusión de aluminio rectangular de 3 pulgadas, que no conseguí localmente, así que rediseñé la estructura alrededor de una extrusión de 2 pulgadas. El brazo principal se pliega hacia arriba y hacia abajo sobre un riel estándar de 10x10, y las patas son retráctiles para facilitar el transporte. Agregué patas con ajuste roscado para nivelar el riel en terreno irregular, junto con un nivel de burbuja circular integrado al diseño para poder verificar la nivelación con precisión. El pivote del brazo es simplemente para facilitar la carga del cohete en el riel — una característica común en rieles de este tamaño, no un mecanismo de ajuste del ángulo de lanzamiento. Elegí aluminio en lugar de acero basándome en mi experiencia previa con el riel de lanzamiento de acero de la UCR, que resultó ser pesado y poco práctico de transportar. El riel está listo para usarse, pero todavía no lo he estrenado: está pensado para cohetes lo suficientemente grandes como para requerir permisos adicionales, que aún están en trámite.

Banco de trabajo para torno y taladro

Abril 2023
TipoBanco de trabajo metálico
UsoTorno y taladro de banco
ConstruidoAbril 2023

Diseño y construcción de un banco de trabajo metálico para montar un torno y un taladro de banco, con dos gavetas y un entrepaño inferior de madera para almacenamiento. Es, sobre todo, infraestructura: el taller donde maquino piezas para el resto de los proyectos de este portafolio, como las toberas de aluminio de mis motores cohete.

Motor Design and Modeler (aplicación de escritorio)

2020–2022
HerramientaAplicación de escritorio en Python
Motivo del cambioLimitaciones de Excel — recursión, discretización temporal
Funciones añadidasLibrería de propelentes/materiales, análisis de motores de terceros
ExportaArchivos .rse, reportes PDF
Última versión estable1.5 (2022)

Sucesora de la hoja de cálculo de Excel que usaba para diseñar motores cohete sólidos. Cambié a una aplicación de escritorio en Python porque las macros de Excel se quedaron cortas para lo que necesitaba: cálculos recursivos, más control sobre la discretización temporal de la simulación, y sobre todo, quería una base de código sobre la cual pudiera seguir construyendo hacia un programa más completo — algo que una hoja de cálculo no permite hacer de forma ordenada. La aplicación mantiene esencialmente las mismas entradas y salidas que la hoja original (casing, granos, propelente, presión → dimensiones de tobera, simulación de la quema, resistencia de materiales), pero agrega una interfaz más amigable para editar materiales, una librería incorporada de propelentes y materiales, y la capacidad de analizar diseños de motores de terceros usando el mismo motor de simulación. También puede exportar el motor diseñado como archivo .rse (compatible con software de simulación de vuelo como OpenRocket) y generar reportes de diseño completos en PDF. Por ahora soy el usuario principal, pero se ha convertido en la base de mi metodología de diseño: es la herramienta que uso para dimensionar y validar mis propios motores, incluyendo el rediseño del motor J de 2026 (ver ese proyecto). Comenzó en 2020; la última versión estable, la 1.5, es de 2022.

Cohete Prometheus

2020
EstadoDiseño sin concluir, proyecto archivado
ColaboraciónCon Francisco Segura (computadora de vuelo)
RolDiseño mecánico completo
Motivo de cierrePresupuesto de masa vs. empuje disponible no cerraba

En 2020 trabajé en el diseño de Prometheus, un cohete pequeño desarrollado en colaboración con Francisco Segura: yo estuve a cargo del diseño mecánico completo, mientras que él desarrolló la computadora de vuelo. El diseño incluía una sección de aviónica en la punta con motores de separación, baterías y un sistema de recuperación mecánico. Llevé un presupuesto de masa a lo largo del diseño y lo comparé contra el empuje estimado del motor seleccionado. Ese análisis mostró que la electrónica, la batería y los demás componentes de aviónica necesitarían un motor más grande del que el fuselaje podía acomodar — un problema estructural del diseño, no algo que se pudiera resolver ajustando componentes individuales. En lugar de seguir invirtiendo tiempo en un diseño que ya no cerraba, decidí archivarlo y retomarlo desde cero en un futuro rediseño. Aun así, fue un ejercicio valioso de diseño mecánico integrado con aviónica.

Junta Costarricense de Cohetería

2019–2020
TipoGrupo de trabajo intergrupal informal
MiembrosUCR (GIA), TEC (TECSpace), SWISE, ACAE
Mi rolCo-líder, mentor y asesor técnico (uno de varios miembros)
ResultadoTalleres, una prueba de motor — antecedente de ideas de la ACC

Antecesora de la actual Asociación Costarricense de Cohetería (ACC): un grupo de trabajo informal creado por miembros de cuatro organizaciones aeroespaciales costarricenses — el Grupo de Ingeniería Aeroespacial de la UCR (del que ya estaba en proceso de salir), TECSpace del TEC, la recién formada Society of Women in Space Exploration (SWISE), y la Asociación Centroamericana de Aeronáutica y del Espacio (ACAE, de la cual todavía no era parte). La motivación común era simple: Costa Rica es un país pequeño, y trabajar en islas separadas perjudica a todos los que quieren ver crecer la cohetería local. Fui uno de varios miembros del grupo, no el organizador, pero por ser de los miembros más veteranos en ese momento, terminé asumiendo un rol de co-líder, mentor y asesor técnico. Impartí varios talleres, ya que la principal limitante del grupo en ese momento era la falta de conocimiento técnico compartido. Fue en la JCC donde empezamos a identificar necesidades e ideales que, años después, se replicarían en la ACC — muchos de los miembros de la JCC terminarían ayudando a fundar la asociación. No es una línea directa, pero buena parte de lo que hoy define a la ACC tiene sus raíces en lo que empezamos en la JCC. El grupo produjo varios talleres y una prueba de motor, pero se disolvió con la llegada de la pandemia en 2020.

Rodete Pelton impreso en 3D para micro-hidroeléctrica

Junio 2019
EmpleadorMarostica S.A.
ObjetivoFactibilidad de rodetes Pelton impresos en 3D para aplicaciones pequeñas
Caudal / Caída2 L/s / 30 m (sitio de prueba real)
Potencia~0.5 kW
EstadoPrototipo temprano, proyecto no continuado

Como parte de mi trabajo en Marostica S.A., diseñé y fabriqué por impresión 3D un rodete tipo Pelton para un estudio de factibilidad: la empresa quería evaluar si la impresión 3D podía hacer viables los rodetes Pelton para aplicaciones de generación micro-hidroeléctrica a pequeña escala. Se identificó un sitio de prueba real, de donde salieron las cifras de diseño: un caudal de 2 L/s con una caída de 30 m, para una potencia estimada de 0.5 kW. También diseñé el inyector, con una válvula de aguja ajustable para regular el chorro sobre los álabes. Se eligió un rodete tipo Pelton porque este diseño funciona mejor que otros a caídas altas como la del sitio de prueba, pero su proceso de fabricación tradicional es complejo y costoso, lo cual lo vuelve poco viable económicamente para aplicaciones pequeñas. La pregunta central del estudio era cuánto tiempo podía operar un rodete impreso en 3D antes de necesitar reemplazo: como los rodetes impresos son relativamente baratos de producir, existía la posibilidad de tratarlos como una pieza de desgaste reemplazable en lugar de una pieza fundida costosa y duradera — un cambio de modelo económico, no solo de manufactura. El proyecto, lamentablemente, no pasó de la fase de prototipo temprano.

Motor cohete sólido clase J (KNSU)

Marzo 2019
RolCoordinador del Grupo de Propulsión, GIA — líder de facto (esfuerzo de equipo)
PropelenteKNSU
Configuración3 granos, BATES
GranoL 81 mm, Ø int/ext 8.5/23.1 mm
Empuje780 N
Impulso total789.6 N·s (clase J)

Video del incidente: el banco de pruebas despega durante el disparo estático.

Como coordinador del Grupo de Propulsión del Grupo de Ingeniería Aeroespacial (GIA) de la UCR, fui el líder de facto del diseño de este motor cohete clase J, aunque el desarrollo fue un esfuerzo de equipo. Usamos propelente KNSU en una configuración de 3 granos BATES, con un empuje de diseño de 780 N. Durante la prueba estática, el banco de pruebas salió volando apenas se encendió el motor. La causa fue evidente de inmediato: sabíamos en el momento que la prueba no iba a ser válida, porque el movimiento del banco quedaría reflejado en los datos de la celda de carga. El movimiento fue tan violento que además arrancó el cable de la celda de carga, dañándola de forma irreparable — así que además de repensar cómo anclar el banco, había que conseguir una celda de carga de repuesto. Lo que sí nos tomó por sorpresa fue el nivel de erosión que sufrió la tobera durante el disparo. Por cuestiones de tiempo, dejé el proyecto poco después para empezar a trabajar en mi tesis, y el GIA no le dio seguimiento. El motor quedó inconcluso durante siete años, hasta que retomé el diseño por mi cuenta en 2024 para la Parte 2 de este proyecto, atacando directamente los dos problemas identificados aquí: la falta de anclaje del banco de pruebas y la erosión de la tobera.

CUSUCO — rover autónomo para ARLISS

2018
RolLíder mecánico
EventoARLISS 2018 (AEROPAC/TRIPOLI)
DespliegueDesde 4 km de altitud, vía cohete de alta potencia
LlantasDiseño "airless", TPU flexible impreso en 3D
ResultadoSobrevivió la caída sin daño — no se movió por errores de programación

Video del vuelo del cohete personal, durante el mismo viaje a Black Rock Desert.

CUSUCO fue el rover autónomo que desarrollamos en el GIA para la competencia ARLISS 2018 (AEROPAC/TRIPOLI): un vehículo diseñado para ser desplegado desde una altitud de 4 km por un cohete de alta potencia, sobrevivir el impacto del aterrizaje y navegar de forma autónoma en el terreno. Fui el líder mecánico del proyecto y diseñé y fabriqué buena parte de sus componentes. Las llantas se basaron en el concepto de llanta sin aire ("airless tire"): buscábamos un diseño liviano pero resistente, y también nos interesaba adoptar una tecnología que, en ese momento, era relativamente nueva. Las diseñé e imprimí en 3D con TPU flexible para absorber el impacto del aterrizaje sin depender de neumáticos inflables, que podían pincharse o perder presión tras un golpe fuerte. El aro, en cambio, lo maquiné en aluminio con una sección tipo doble T (H-beam) de revolución — una geometría que mantiene el peso bajo mientras ofrece mucha más resistencia que otros conceptos que consideramos. El rover sobrevivió la caída sin daños mecánicos, validando el diseño estructural bajo un escenario de despliegue realmente extremo. Sin embargo, no logró moverse una vez en el terreno debido a errores de programación en el sistema de navegación — una falla fuera del alcance del diseño mecánico, pero que impidió que la misión se completara. Aprovechando el mismo viaje a Black Rock Desert para ARLISS 2018, también volé un cohete personal junto con Mauricio Alfaro.

Estación de medición de caudal de río

Agosto 2017
EmpleadorMarostica S.A.
PropósitoEstudio de factibilidad para una planta hidroeléctrica
MétodoSensor de presión en vertedero de aforo
ElectrónicaPlaca Arduino, transductor de presión 5 PSI
ResistenciaSobrevivió el huracán Irma y la tormenta Nate (2017)

Como parte de mi trabajo en Marostica S.A., diseñé, fabriqué e instalé un sistema de medición de caudal para un estudio de factibilidad de una planta hidroeléctrica. Las mediciones que existían hasta entonces se hacían manualmente, una vez al día, lo cual no capturaba la variabilidad real del río a lo largo del día — un problema real a la hora de planificar la producción de energía, ya que el nivel del agua sube y baja de forma apreciable según la hora. El sistema que diseñé daba visibilidad continua de esa variabilidad. El sistema se basaba en una placa Arduino que leía un sensor de presión colocado en el fondo de un vertedero de aforo construido en el río: al medir la presión de la columna de agua podíamos determinar su altura y, a partir de ahí, derivar el caudal que pasaba por el cauce. Coloqué el sensor a un lado del embalse que forma el vertedero, para que una crecida del río no lo golpeara de frente con toda su fuerza, y el registrador de datos quedó bien por encima del nivel máximo de agua conocido, para proteger la electrónica. Aun con esas precauciones, no teníamos certeza de que el sistema fuera a resistir eventos de alto impacto como una tormenta tropical, y mucho menos un huracán. La estación terminó registrando datos de forma continua durante varios meses, sobreviviendo tanto el huracán Irma como la tormenta Nate en 2017. Combinados con los datos de precipitación de una estación meteorológica cercana, esos registros dieron una imagen mucho más completa del comportamiento del río durante tormentas y, más adelante, durante la época seca — cuando la capacidad de absorción del terreno cambia por completo.

Investigación de propiedades del material de la carcasa de motores

Junio 2017
RolCoordinador del Grupo de Propulsión, GIA — identifiqué la necesidad
MaterialAluminio 6063-T5
Motivo inicialSerie de explosiones de motores
Esfuerzo último medido194.4 ± 8.1 MPa (ref. 185 MPa)
ResultadoSe descartó el material — causa real: caracterización incorrecta del propelente

Como coordinador del Grupo de Propulsión del GIA, identifiqué la necesidad de investigar una serie de explosiones que estábamos teniendo en nuestros motores cohete: sospechábamos que el tubo de aluminio 6063-T5 usado como carcasa pudiera estar defectuoso. En ese momento estaba tomando un curso de metrología en la universidad y necesitaba un proyecto para el curso, así que aproveché la oportunidad para convertir esta investigación real en mi proyecto de clase. Hice una serie de pruebas de tensión (norma ASTM E8/E8M, cinco probetas, máquina universal Instron 3367) para confirmar las propiedades del material. El esfuerzo último medido, 194.4 MPa ± 8.1 MPa, resultó por encima del valor de referencia de 185 MPa, lo que permitió descartar la falla de material como causa de las explosiones. El esfuerzo de cedencia y el módulo de elasticidad medidos sí quedaron por debajo de los valores de referencia, algo que atribuí a limitaciones del montaje de prueba más que al material en sí. Descartar el material nos obligó a seguir buscando la causa real, que terminamos encontrando en la caracterización del propelente: estaba mal caracterizada, y esa era la verdadera causa de las explosiones. Con una nueva caracterización corregimos el diseño del motor. Esa explosión fue, de hecho, la primera de una serie que terminaría por convertirse en mi proyecto más largo: el desarrollo del motor G, que documento aparte.

Certificaciones de cohetería de alta potencia, Nivel 1 y 2

Setiembre 2016
Organización certificadoraTRIPOLI, prefectura AEROPAC
EventoARLISS 2016
LugarBlack Rock Desert, Nevada, EE. UU.
Cohete de certificación"El Cadejos"
ResultadoNivel 1 y Nivel 2 en el mismo viaje

Video del vuelo de certificación Nivel 1, Black Rock Desert (14 de setiembre de 2016).

En setiembre de 2016 viajé junto con otros integrantes del Grupo de Ingeniería Aeroespacial (GIA) a Black Rock Desert, Nevada, para obtener las certificaciones de cohetería de alta potencia Nivel 1 y Nivel 2 con la prefectura TRIPOLI de AEROPAC, durante el evento ARLISS 2016. Volé mi cohete de certificación, "El Cadejos", con la guía de Becky Green, mi mentora durante el proceso. Hice ambos niveles en el mismo viaje, algo poco común: TRIPOLI no lo ve con particularmente buenos ojos como práctica general, ya que no refleja la progresión natural de aprendizaje que se busca entre un nivel y otro, aunque se tolera por razones logísticas y de costo cuando implica un viaje internacional. Eso sí, requiere tener ya un conocimiento sólido de cohetería antes de intentarlo. Estas certificaciones fueron el punto de partida de mi relación con TRIPOLI, que años después me llevaría a fundar y liderar la prefectura de TRIPOLI Costa Rica, y sentaron las bases para los proyectos de motores más grandes que desarrollaría después con el GIA.

Diseñador de Motor Sólido (hoja de cálculo)

2015–2018
HerramientaHoja de cálculo Excel
Versión3.0
Período2015–2018
AdopciónGIA, TECSpace, y AGICE (Guatemala)
Uso actualEducación — muestra los cálculos paso a paso

La primera herramienta que usé para diseñar motores cohete sólidos: una hoja de cálculo de Excel desarrollada durante mi tiempo en el Grupo de Ingeniería Aeroespacial. A partir de las dimensiones de los granos, la caracterización del propelente, la especificación de la carcasa y la presión deseada de la cámara, calculaba las dimensiones óptimas de la tobera. También generaba una simulación básica del comportamiento del motor en el tiempo, incluyendo los transitorios al inicio y al final de la quema, y calculaba la resistencia del material bajo la carga del motor, tomando en cuenta el efecto de los tornillos que sostienen el ensamble. Fue la herramienta principal de diseño de motores del GIA durante años, y aunque ya no es la principal, sé que todavía se usa ahí para verificar resultados o analizar alternativas. También sé que se ha usado en otros grupos aeroespaciales, como TECSpace, y que tiene alcance internacional: en el Congreso Espacial Centroamericano (CEC) de 2024 en Guatemala, un colega de AGICE (Asociación Guatemalteca de Ingeniería y Ciencias Espaciales) me hizo preguntas directas sobre su uso y me contó que la estaban usando activamente. No conozco el alcance completo de su uso hoy en día. Yo mismo la sigo usando con fines educativos, porque muestra los cálculos paso a paso — algo muy útil para enseñar.

Primeros años en el Grupo de Ingeniería Aeroespacial (GIA)

Marzo 2015
MotoresTubos de PVC caseros
PropelenteKNSU, compactado a mano
ContextoPrimeros proyectos del GIA, UCR

Participé en los primeros proyectos del Grupo de Ingeniería Aeroespacial (GIA) desde marzo de 2015. En esa época comencé a desarrollar motores cohete sólidos, buscando profesionalizar la práctica y obtener resultados tangibles. Los primeros motores del grupo eran simples tubos de PVC con una mezcla de nitrato de potasio y azúcar (KNSU) compactada a mano.