Globos Aerostáticos: De los Montgolfier al Vuelo Moderno

Antecedentes

Un globo aerostático consiste en una envoltura no porosa hecha de tela fina y de alta resistencia que se llena con un gas de elevación. La envoltura asciende porque el aire caliente en su interior desplaza el aire circundante más frío, creando una fuerza de flotación ascendente igual al peso del aire desplazado.

Históricamente, las envolturas se fabricaban con papel, caucho y diversas telas. Hoy, las formas más comunes son esferas, esferoides achatados y formas aerodinámicas estilizadas. Los principales gases de elevación son helio, hidrógeno y aire caliente.

Historia

A finales del siglo XVIII, los hermanos Montgolfier fueron pioneros de la globos aerostáticos en Francia. Tras descubrir que el aire caliente en una bolsa ligera podía elevarla, demostraron su invención en 1783, primero en Annonay y luego en Versalles con una oveja, un gallo y un pato como pasajeros.

El primer vuelo tripulado tuvo lugar el 21 de noviembre de 1783 en París. Pilâtre de Rozier y el Marqués François Laurent d'Arlandes ascendieron en un globo de papel y lino impulsado por humo y aire caliente.

Durante el siglo XIX, los globos se emplearon en la guerra para reconocimiento y en tiempos de paz para fotografía aérea. Aunque ofrecían plataformas de observación valiosas, los primeros globos no eran dirigibles. Los experimentos científicos serios solo cobraron impulso a finales del siglo XX.

Entre 1934 y 1961, vuelos tripulados en globo exploraron la estratosfera (6–15 millas / 9,7–24,14 km). Cápsulas presurizadas permitieron a las tripulaciones alcanzar altitudes de hasta 100.000 pies (30 km). La llegada de los vuelos espaciales en 1961 volvió obsoletas muchas de estas misiones.

Desde los años sesenta, los globos aerostáticos han evolucionado hacia un deporte recreativo. Las ventas al consumidor aumentaron en los setenta, y los primeros Campeonatos Mundiales se celebraron en Estados Unidos en 1973. Hoy, globonautas de todo el mundo persiguen vuelos récord y participan en diversas competiciones.

Otros tipos de globos en uso actual incluyen globos meteorológicos, de presión cero, superpresión, militares cautivos y propulsados.

Globos Aerostáticos Modernos

Los globos contemporáneos comprenden una envoltura y una cesta. La envoltura es típicamente esférica y hecha de material no extensible. El aire caliente lo suministra un quemador de hidrocarburo montado sobre la cesta.

La cesta, o góndola, transporta a los pasajeros. La elevación se controla ajustando la intensidad de la llama del quemador. Una válvula en la parte superior del globo, equipada con una cuerda, permite a los pasajeros controlar el descenso. Un cordón de desgarre y un panel de desgarre permiten una ventilación rápida del gas durante el aterrizaje para reducir el arrastre por impacto.

Los límites prácticos de altitud para globos recreativos son de unas 34 millas (55 km).

El inflado de un globo para cuatro personas suele requerir una tripulación de cuatro a cinco personas. La cesta se coloca de lado, la envoltura se extiende en el suelo y un ventilador pre-infla el globo con aire frío. El piloto entra entonces en la envoltura para realizar comprobaciones previas al vuelo en el aparejo, poleas, pestañas de velcro, cables de vuelo, paracaídas y tela de la envoltura.

Una vez encendido el quemador, una oleada de aire llena la envoltura en unos 60 segundos, inflando un globo de 20.000 pies cúbicos (6.096 m³). La envoltura se eleva y la tripulación estabiliza la corona contra el viento. Tras el inflado, piloto y pasajeros realizan comprobaciones finales antes de que el globo se vuelva «ligero» y listo para el despegue.

Materias Primas

Envoltura

Las envolturas equilibran su carga usando cintas o cordones de carga. Los fabricantes estadounidenses prefieren telas más pesadas con cintas de carga, mientras que los constructores europeos optan por telas más ligeras y más estructuras de cinta.

La tela se teje con nailon o Dacron (poliéster). El nailon es más ligero y resistente; el Dacron tolera temperaturas más altas. El tejido es una malla que permite el flujo de aire. La resistencia a la tracción típica oscila entre 40–100 lb (18,2–45,4 kg) por tira de una pulgada de ancho.

Para hacer la envoltura hermética, la tela se recubre con poliuretano, a menudo mejorado con neopreno, silicona y un inhibidor UV. El número de capas equilibra la hermeticidad con la fragilidad del material.

Componentes clave de la envoltura incluyen un paracaídas y un panel de desgarre, ambos críticos para el descenso controlado. El paracaídas es un dispositivo de seguridad hecho de tela de grado de envoltura. El panel de desgarre, sellado con velcro, tiene una ventilación secundaria para mayor seguridad.

Una red soporta la cesta, distribuyendo su peso uniformemente por el globo.

Cesta

El cuerpo de la cesta se teje típicamente con ratán y sauce, con un suelo de contrachapado. Los bordes están ribeteados en cuero, gamuza o piel cruda. Cables de acero inoxidable y soportes rígidos conectan la cesta al marco del quemador. Algunos diseños suspenden la cesta desde un anillo de carga unido a la envoltura, que también sirve como punto de montaje del quemador.

Quemador

El quemador es un sistema único de propano alimentado por dos o más tanques de combustible. Un acoplamiento de manguera permanente conecta los tanques al quemador. Sus componentes incluyen una válvula de líquido que regula el flujo de combustible, un manómetro que indica la potencia disponible y una llama piloto que vaporiza el propano. Bobinas de vaporización de acero inoxidable convierten el vapor en una llama con base ancha y punta larga.

Diseño

Envoltura

El diseño de la envoltura se centra en reducir la tensión de la tela usando gores —paneles seccionales cosidos juntos— ligeramente curvados. Los gores curvados son más largos en el centro que en los extremos. Existen tres orientaciones principales de gores: vertical, horizontal y diagonal. Los gores diagonales son los más económicos, minimizando el desperdicio de tela. Muchos gores se diseñan por computadora.

Dos formas dominantes son la de gota y la esférica. Las envolturas de gota ascienden más rápido y usan menos energía, mientras que las esféricas usan menos tela, reduciendo la superficie y la demanda de calefacción. Una envoltura típica dura unas 400 horas de vuelo.

Cesta

Las cestas han permanecido prácticamente sin cambios desde el 1700, siendo construcciones cuadradas de mimbre que flexionan al impacto. En los setenta, algunos fabricantes experimentaron con góndolas de aluminio y fibra de vidrio, pero eran propensas a romperse en aterrizajes duros. Una innovación posterior introdujo una cesta triangular, permitiendo nuevas disposiciones de paneles de instrumentos. Las cestas suelen durar unas 800 horas de vuelo.

El Proceso de Fabricación

Envoltura

• La construcción de la envoltura comienza cosiendo los gores. Ya sea a mano o con máquina industrial, los fabricantes emplean una costura de doble solape con aproximadamente ocho puntadas por pulgada (3 por cm). Algunos usan costura plana o zigzag, pero el doble solape ofrece mayor resistencia y ligereza. Las cintas y cordones de carga también se cosen en esta etapa.
• Tras el cosido, la envoltura se recubre. Los recubrimientos se aplican mecánicamente bajo presión.
• Con fines publicitarios, se adhiere un aplique —como un eslogan o logotipo—. Esto puede hacerse con pintura acrílica en spray, letras adhesivas o cosido directamente en los gores para obras grandes.

Cesta

• Las cestas se construyen desde la base hacia arriba. Una base de contrachapado con patines soporta un marco de caña de hasta 1 pulgada (2,5 cm) de grosor. Cables de acero inoxidable y marcos de carga rodean el marco. Ratán o sauce se tejen alrededor del marco, dejando huecos para las correas de los cilindros. La cesta terminada se barniza para preservar su forma, y piel cruda, cuero o gamuza protegen los bordes. Paneles de instrumentos y tanques de propano se integran durante la construcción.

Quemador

• Los fabricantes a menudo subcontratan componentes del quemador, ensamblándolos entre la cesta y la envoltura tras completar las demás partes.

El Futuro

Las innovaciones en curso buscan que los globos asciendan más alto, operen más tiempo y ofrezcan mayor control. La mayoría de los avances se centran en mejorar la eficiencia del quemador y refinar los sistemas de desinflado, prometiendo una nueva era de vuelos en globo de gran altitud y larga duración.