Un globo aerostático puede parecer demasiado pesado para permanecer suspendido en el cielo. Lleva una enorme envoltura de tela, una barquilla, botellas de combustible, quemadores y varias personas. Sin embargo, puede despegar suavemente sin alas ni motores que lo impulsen hacia adelante. El secreto está en algo que no vemos: la densidad del aire.
Cuando el aire del interior se calienta, se vuelve menos denso que el aire más frío que rodea al globo. Si la diferencia es suficiente, aparece un empuje capaz de contrarrestar el peso de toda la aeronave y hacerla ascender. Es el mismo principio físico de flotación que permite que ciertos objetos permanezcan en la superficie del agua.
¿Por qué puede elevarse un globo aerostático?
Para entenderlo hay que pensar en el aire como un fluido. Aunque no podamos verlo, ejerce presión y puede producir una fuerza de flotación.
Según el principio de Arquímedes, un cuerpo inmerso en un fluido recibe un empuje hacia arriba equivalente al peso del fluido que desplaza. En este caso, el fluido es la atmósfera y el enorme volumen del globo desplaza una gran cantidad de aire exterior.
El quemador aumenta la temperatura del aire contenido en la envoltura. Al calentarse, las moléculas se mueven con mayor energía y el gas se expande. Como la parte inferior del globo está abierta, parte del aire sale y queda una menor cantidad de moléculas dentro del mismo volumen. El resultado es un aire menos denso que el del exterior.
Cuando el empuje generado supera el peso total del sistema, el globo comienza a subir.
Las partes que permiten volar al globo aerostático
Aunque su funcionamiento parece sencillo, un globo necesita varios componentes trabajando juntos.
Los principales son:
- Envoltura o vela: la gran estructura de tela que contiene el aire caliente.
- Quemador: utiliza normalmente propano para producir la llama que calienta el aire.
- Barquilla o cesta: transporta al piloto, los pasajeros y parte del equipo.
- Botellas de combustible: suministran el gas necesario a los quemadores.
La envoltura necesita ser enorme porque la diferencia de densidad entre el aire caliente y el frío no es gigantesca. Para levantar una carga importante hace falta desplazar un volumen muy grande de aire exterior.
Por eso el tamaño cumple una función esencial: cuanto mayor sea el volumen de aire menos denso que pueda contener el globo, mayor puede ser la fuerza ascensional disponible, siempre dentro de sus límites de operación.
¿Cómo controla el piloto un globo aerostático?
El piloto no controla la altura mediante un acelerador como el de un avión. Lo hace modificando principalmente la temperatura del aire interior.
Cuando activa los quemadores, el aire se calienta, disminuye su densidad y aumenta la flotación. El globo asciende. Si deja de aplicar calor, el aire va enfriándose y la aeronave puede comenzar a descender. También existen sistemas que permiten liberar aire caliente por una abertura situada en la parte superior de la envoltura para favorecer el descenso.
Si el empuje y el peso quedan aproximadamente equilibrados, el globo puede mantener una altitud relativamente estable.
La FAA señala que su rendimiento también depende de factores como la temperatura exterior, la altitud y el peso transportado. En un día más cálido, por ejemplo, el aire exterior ya es menos denso, por lo que puede ser necesario calentar más el interior para obtener suficiente sustentación.
¿Puede un globo elegir hacia dónde volar?
No de la misma forma que un avión. Un globo aerostático convencional no tiene un sistema de propulsión horizontal ni un timón que le permita avanzar directamente hacia un destino. Se desplaza principalmente con el viento.
Sin embargo, el piloto puede subir o bajar buscando corrientes de aire que soplen en direcciones o velocidades diferentes. Antes del vuelo, además, las condiciones meteorológicas son fundamentales para conocer hacia dónde podría desplazarse la aeronave.
Así, el vuelo de un globo aerostático no depende de que algo extremadamente liviano consiga escapar de la gravedad. Toda la estructura puede pesar mucho. Lo importante es que el enorme volumen de aire exterior desplazado genere un empuje suficientemente grande para sostenerla.
Calor, densidad, volumen y flotación trabajan juntos para convertir una gigantesca bolsa de tela y una cesta cargada de personas en una aeronave capaz de recorrer el cielo.
