Un globo aerostático vuela por una razón: el aire del interior de la envoltura es más caliente y, por lo tanto, más ligero que el aire del exterior. El aire frío y más denso que rodea al globo desciende y empuja la envoltura más ligera hacia arriba, del mismo modo que el agua empuja un corcho sumergido hacia la superficie. Arquímedes formuló esta ley hace más de 2.200 años: cualquier objeto sumergido en un fluido es empujado hacia arriba con una fuerza igual al peso del fluido que desplaza. Un globo es una embarcación, y el océano en el que flota es la atmósfera.
El aire caliente es aire enrarecido
Cuando el aire se calienta, sus moléculas aceleran su movimiento, se dispersan y ocupan más espacio. Como la envoltura está abierta por la parte inferior, el exceso simplemente se escapa, y el aire que queda dentro pesa menos. A temperaturas normales, un metro cúbico de aire pesa unos 1,2 kilogramos; al calentarlo a unos 100 °C, aproximadamente una quinta parte de esa masa ha salido de la bolsa.
El peso del aire que se ha escapado es tu margen de elevación. Todo lo que transporta el globo —la tela, la cesta, el combustible, el piloto y tú— tiene que pesar menos que ese aire que falta.
Las cuentas de un vuelo con cuatro pasajeros
Este es el único cálculo que necesitas. El aire calentado a unos 100 °C genera una sustentación de entre 250 y 300 gramos por metro cúbico, dependiendo del día. Ahora suma una carga típica: cuatro pasajeros y un piloto (unos 400 kg), la barquilla, los quemadores y los depósitos de combustible llenos (quizá 250 kg), más unos 200 kg de tela y cinta de la envoltura. Digamos que son entre 850 y 900 kg. A 270 gramos por metro cúbico, se necesitan más de 3.000 metros cúbicos de aire caliente, que es precisamente la razón por la que los globos de cuatro plazas tienen una capacidad de entre 3.000 y 4.000 metros cúbicos. Si se duplica la carga útil, se necesita aproximadamente el doble de envoltura.
Por qué las mañanas frías son mejores que las tardes calurosas
La elevación se debe a la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, y solo uno de los lados de esa diferencia es regulable. La envoltura tiene un límite máximo: los pilotos mantienen la tela por debajo de unos 120 °C, ya que el nailon caliente se deteriora rápidamente (véase la vida útil de la envoltura de un globo).
El aire exterior es otra historia. En un amanecer invernal a 0 °C, una envoltura a 100 °C disfruta de una diferencia de cien grados y cada metro cúbico ejerce una gran fuerza de elevación. En una tarde a 35 °C, esa misma envoltura genera mucha menos sustentación, por lo que el globo debe transportar menos personas o menos combustible. Eso, junto con un aire más tranquilo, es la razón por la que los vuelos salen al amanecer: es, en definitiva, el mejor momento para volar.
¿Hasta dónde puede llegar esto?
La mayoría de los vuelos turísticos se realizan a una altura de entre 500 y 2.000 pies sobre el suelo, lo suficientemente baja como para oír ladrar a los perros y oler la hierba recién cortada. La física no se detiene ahí, pero el aire se enrarece con la altitud, por lo que cada metro cúbico de la envoltura genera menos sustentación, y la cesta del globo está abierta al cielo, sin presurización, sin calefacción y sin suministro de oxígeno. Los pilotos se mantienen a baja altura porque ahí es donde el aire es más denso y las vistas son mejores.
No obstante, el récord de altura máxima es impresionante. En 2005, el aviador indio Vijaypat Singhania ascendió en una cápsula presurizada, dentro de una enorme envoltura, hasta los 21.027 metros, unos 21 kilómetros de altura, un récord de altitud en globo aerostático que aún se mantiene. Su historia y otras más se pueden consultar en nuestra página de récords y aventuras.
Vuela cuando la física te ayude
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Preguntas frecuentes sobre el ascenso en globo
¿A qué temperatura está el aire dentro de un globo aerostático?
Normalmente, entre 90 y 110 °C durante el vuelo de crucero, ajustándose en cada combustión. Los pilotos mantienen la temperatura de la envoltura por debajo de unos 120 °C para proteger el nailon, por lo que, en días calurosos, el globo se eleva menos y transporta cargas más ligeras.
¿Por qué un globo no puede seguir subiendo para siempre?
El aire se vuelve más enrarecido a medida que aumenta la altitud, por lo que cada metro cúbico de la envoltura desplaza menos peso y genera menos sustentación, mientras que la temperatura de la envoltura se mantiene constante. A cierta altitud, la sustentación iguala al peso y el ascenso se detiene por sí solo.
¿Necesitan los pasajeros oxígeno en un globo aerostático?
No en un vuelo normal. Los vuelos turísticos se mantienen a una altura de entre unos cientos y un par de miles de pies sobre el suelo, muy por debajo de las altitudes en las que es necesario utilizar oxígeno suplementario. Solo en los intentos de batir récords y en los vuelos de travesía por las montañas se lleva oxígeno o se utilizan cápsulas presurizadas.
¿Pesa menos un globo que está volando que uno que está en el suelo?
No. El globo, el aire caliente que contiene y sus pasajeros pesan exactamente lo mismo durante el vuelo. Se eleva porque el aire más frío que desplaza pesa más que todo el conjunto, por lo que la atmósfera lo empuja hacia arriba, exactamente igual que el agua hace flotar a un barco.