Els globus aerostàtics són mitjans de transport aeris que se sostenen a l'aire gràcies a la diferència de densitat entre l'aire exterior i interior del globus. Els globus són un exemple clar de mecànica de fluids, ja que l'aire és un fluid i s'hi aplica el principi d'Arquimedes.
Aquest mètode de volar normalment s'utilitza per al transport de passatgers en viatges recreatius o per fer campanyes publicitàries. També s'organitzen campionats de globus, festivals i travesses com la del Canal de la Manxa .
Què és un globus aerostàtic?
Un globus aerostàtic és, en essència, una aeronau no motoritzada que se sosté a l'aire gràcies a la diferència de densitat entre l'aire calent dins el globus i l'aire fred exterior.
El globus consisteix en una gran bossa, anomenada envoltant, que conté aire calent o un gas més lleuger que l'aire, com l'heli o l'hidrogen. A la part inferior del globus hi ha una cistella o gòndola on se situen els passatgers i el pilot.
Sovint, l'envoltant té una obertura a la part inferior, cosa que permet l'entrada d'aire calent generat per un cremador de gas, que és l'element que realment proporciona la força ascendent necessària perquè el globus voli.
Els diferents tipus de globus aerostàtics
Hi ha diversos tipus de globus aerostàtics, tot i que el més comú és el globus d'aire calent. Aquest tipus de globus utilitza aire escalfat per un cremador de propà, cosa que permet al pilot controlar l'altitud de l'aeronau en regular la temperatura de l'aire a l'envoltant.
Com més calenta estigui l'aire dins del globus, més baixa serà la seva densitat i més gran serà la força d'elevació, cosa que permet que el globus pugi.
Un altre tipus de globus utilitza gasos com l'heli o l'hidrogen. Aquests gasos, com que són més lleugers que l'aire, proporcionen elevació sense necessitat de cremadors per escalfar l'aire. Tot i això, els globus de gas són menys comuns avui dia a causa de la inflamabilitat de l'hidrogen i del cost elevat de l'heli.
Explicació física: el principi d'Arquimedes i la mecànica de fluids
El funcionament dels globus aerostàtics es basa en el principi d'Arquimedes, que estableix que qualsevol objecte submergit en un fluid experimenta una força ascendent igual al pes del fluid desplaçat. En el cas d'un globus aerostàtic, el fluid és l'aire que l'envolta.
Quan l'aire dins de l'envoltant del globus és escalfat, la seva densitat disminueix en comparació de l'aire fred de l'exterior, creant una força ascendent que permet al globus elevar-se.
A més, la termodinàmica hi juga un paper crucial en el vol d'un globus aerostàtic. L'energia química del gas propà es converteix en energia tèrmica a través del cremador, cosa que escalfa l'aire a l'envoltant i permet que el globus pugi.
El pilot té un control força precís sobre l'altitud del globus en regular la quantitat de calor que s'introdueix a l'envoltant. Si el pilot vol baixar, simplement redueix la calor, permetent que l'aire es refredi i el globus perdi flotabilitat.
Quantes persones poden volar en un globus aerostàtic?
El nombre de persones que pot volar en un globus aerostàtic depèn de la mida i la capacitat del globus. Els globus més petits solen portar una a dues persones, ideals per a vols més íntims o de recreació personal.
No obstant això, els globus més grans, dissenyats per a activitats turístiques o comercials, poden transportar més de 20 persones alhora, incloent-hi el pilot.
La capacitat total es determina no només per la mida de l'envolupant del globus, sinó també pel pes màxim que pot sostenir l'aire calent o el gas utilitzat per a l'elevació.
Seguretat: accidents en globus aerostàtics
Encara que els accidents de globus aerostàtics són rars, quan passen poden tenir conseqüències greus. Un dels riscos més comuns és la possibilitat de col·lisió amb obstacles com edificis, arbres o línies elèctriques, per la qual cosa els pilots han d'estar constantment atents i planificar amb cura les rutes de vol.
El bon estat de lequip és essencial per garantir un vol segur. Abans de cada vol, els pilots han de revisar minuciosament l'envolupant del globus, els cremadors i la quantitat de gas propà disponible per assegurar-se que tot funcioni correctament.
A més, les condicions meteorològiques tenen un paper crucial en la seguretat del vol. El vent fort o les tempestes poden representar un gran perill per als globus aerostàtics, per la qual cosa els vols només es fan quan el clima és favorable.
La història dels globus aerostàtics
El concepte de volar ha fascinat els éssers humans des de temps immemorials, però va ser al segle XVIII quan els germans Joseph-Michel i Jacques-Étienne Montgolfier, dos francesos, van aconseguir el primer vol tripulat en globus aerostàtic el 1783.
Van utilitzar aire calent per inflar un gran globus de seda i paper que transportava passatgers sobre París, establint una nova fita en la història de l'aviació. Est va ser el primer vol humà documentat i va representar un avenç significatiu en l'enteniment de com els humans podrien dominar el cel.
Des de llavors, els globus aerostàtics han evolucionat considerablement en termes de tecnologia, disseny i seguretat. Els globus moderns estan fets de materials més resistents, com el niló, i usen cremadors de gas propà per escalfar l'aire, permetent un control més gran sobre l'altitud i la durada del vol.
Tot i això, els principis bàsics del vol en globus han estat pràcticament inalterats des d'aquells primers experiments dels Montgolfier.