GLOBUS AEROSTÀTIC: HISTÒRIA, CARACTERÍSTIQUES, PARTS, COM FUNCIONA - FÍSICA - 2025

Un globus aerostàtic és una nau aèria que permet elevar càrrega i persones per l'aire i que funciona mitjançant el principi de flotabilitat. No requereix d'ales ni aspes ni de motor per elevar-se. Només cal que en una bossa, balloon o globus, estigui tancat un gas més lleuger que l'aire circumdant.

Aquest gas sol ser aire calent, ja que a l'ésser més lleuger que l'aire fred circumdant li permet ascendir o surar. Subjecte a el globus va una cistella o cabina on es col·loca càrrega i / o passatgers.

Globus aerostàtics. Font: pixabay

Generalment els globus aerostàtics no tenen cap tipus de propulsor, de manera que la direcció de vol la determina el vent, encara que la majoria de globus aerostàtics tenen un sistema que permet controlar l'altura.

Història de l'globus aerostàtic

El crèdit a la invenció de l'globus aerostàtic correspon als germans Montglofier, Joseph - Michel i Jacques - Étienne, els qui el van mostrar públicament el 4 de juny de l'any 1783 a França, encara que els seus primers models havien estat realitzats un any abans.

Joseph i Etienne somiaven amb la possibilitat de volar des de llarg temps enrere, però no havien trobat la manera.

La inspiració els va venir quan Joseph va sostenir la seva camisa pel coll a l'aire calent que pujava per la xemeneia, i es va adonar que aquest aire podia elevar-la. Van entendre que l'aire calent és més lleuger que l'aire fred i per aquest motiu flota.

Llavors la tasca a realitzar era tancar aquest aire en una bossa prou gran com per elevar una càrrega. Evidentment, a major càrrega més gran havia de ser el volum de la borsa que contindria l'aire calent.

Al setembre de 1782 van construir un globus d'un metre cúbic de capacitat que van omplir amb aire calent que va aconseguir elevar-se fins a trenta metres d'alçada. Ja per al mes de desembre van construir un de major capacitat, tres metres cúbics, amb el qual van seguir els seus experiments.

A l'abril de 1783 van aconseguir elevar fins a 365 metres d'altura un globus de 10 metres de diàmetre, de 850 metres cúbics de volum. Al juny d'aquest mateix any van fer una demostració pública de l'invent.

La demostració davant el rei Lluís XVI

La gran demostració va ocórrer al setembre de 1783 a Versalles, davant la mirada de rei Lluís XVI, la reina Maria Antonieta, tota la cort francesa i un públic de 130 mil persones, que van quedar perplexes per la demostració.

A bord de la cistella de l'globus a Versalles al setembre de 1783 estaven un gall, una ovella i un ànec. Un mes després va passar el primer vol d'un humà amb globus aerostàtic.

El primer home que es va elevar pels cels amb globus aerostàtic va ser Jean-François Pilâtre de Rozier (octubre de 1783). Lamentablement dos anys després Jean-François i un acompanyant van morir en un accident de globus aerostàtic.

Un altre fita històrica passa en 1792, quan per primera vegada es fa servir el globus aerostàtic amb propòsits militars. La demostració de Reial Col·legi d'Artilleria de Segòvia va ser feta davant la presència del rei Carles IV d'Espanya.

A l'octubre de 1797 André Jacques Garnerin realitza el primer salt en paracaigudes des d'un globus aerostàtic que volava pel cel parisencs.

Característiques

Els principals trets característics d'un globus aerostàtic són:

- No es pot dir que és un artefacte volador, més aviat és un artefacte flotador.

- Són necessàries adequades condicions de corrent d'aire per garantir la flotabilitat i la seguretat.

- Té un embolcall o globus de tela resistent i lleugera que s'omple d'aire calent.

- L'aire que omple l'embolcall s'escalfa mitjançant uns cremadors a gas.

- La càrrega i els tripulants van en una cistella que penja de l'globus i està confeccionada amb materials lleugers.

Parts de l'globus aerostàtic

Les tres parts principals d'un globus aerostàtic són:

- L'embolcall.

- Els cremadors.

-La cistella o barqueta.

L'embolcall o vela té forma voluminosa o de globus està realitzada de franges de tela lleugera i impermeable que es cusen per donar la forma esfèrica.

Actualment les teles i fils usats per a la confecció de l'embolcall són de fibra de niló o de polièster, però és de fer notar que aquestes fibres no existien quan els primers globus aerostàtics van aparèixer. La fibra de niló es va inventar el 1938 i el polièster en 1946. L'embolcall dels primers globus es confeccionava amb seda o paper.

La funció de la vela o embolcall és la d'emmagatzemar l'aire calent i garantir la flotabilitat el globus aerostàtic. Tot i que la tela és resistent, és necessari en la confecció de la vela col·locar cintes longitudinals i transversals de reforç.

La part superior de la vela té una vàlvula de solapament o esquinçament, coneguda com paracaigudes, que s'acciona mitjançant una corda que quan és tirat pel pilot permet la sortida d'aire calent de manera que pugui controlar l'ascens o l'altura.

Cremadors i combustible

A la part superior externa de la vela es tenen unes cordes que van unides a la fi de les cintes de càrrega i ajuden en l'inflat i desinflat de la vela.

Els cremadors estan orientats de manera tal que el foc apunta cap a l'entrada o boca de l'embolcall.

El combustible que s'usa per escalfar l'aire i omplir l'embolcall és el propà. Els tancs de propà que serveixen per omplir el globus d'aire a l'començament romanen en terra. A bord poden anar altres més petits que poguéssim cridar tancs de manteniment.

La cistella o cistella de el globus aerostàtic segueix sent construïda amb vímet. S'han intentat altres materials lleugers i resistents, però el vímet segueix tenint quatre característiques primordials: és barat, lleuger, resistent i absorbeix els impactes de l'aterratge.

El pis de la cistella està feta de fusta contraxapada i té cables d'acer que l'envolten vertical i longitudinalment per ser enganxades a les cintes de reforç de la vela i en els suports de l'cremador.

equipament modern

A banda d'aquest equipament bàsic, en l'actualitat els tripulants de globus disposen d'alguns instruments de vol com:

- Altímetre.

- Termòmetre.

- Brúixola.

- Extintors de foc.

- GPS.

- Equips de ràdio.

funcionament

Abans de fer funcionar un globus cal tenir present tots els preparatius, entre ells i no menys important triar adequadament el lloc de vol.

En aquesta elecció s'ha de tenir en compte que el lloc no presenti torres o cables d'alta tensió elèctrica, la direcció i la velocitat de vent i cap a quina àrea serà dirigit el globus.

Per inflar el globus o vela es col·loca a terra i mitjançant un ventilador se li omple d'aire calent. El procés detallat de l'inflat és com segueix:

- S'estira la vela desplegant horitzontalment mitjançant l'ús de les cintes de càrrega de banda i banda de la mateixa. Per a aquesta operació es requereix com a mínim de dues persones.

Inflant globus aerostàtic. Font: pixabay

- És molt important verificar que els tancaments o velcros de l'paracaigudes o vàlvula de corona estiguin segellats perquè no s'escapi l'aire calent durant l'ompliment el globus.

- La vela s'omple mitjançant l'ajuda de ventiladors que si són prou potents inflen el globus. Després es procedeix a encendre els cremadors per introduir més aire calent que completi l'ompliment de la vela.

- Amb la vela ben oberta i subjecta a el menys per dues persones, es dirigeixen els cremadors cap a l'interior de l'globus i s'encenen per intervals curts fins que el globus s'elevi i tense els cables i cordes que el subjecten a la cistella. La cistella ha d'estar ancorada a terra per evitar una elevació no desitjada.

- Un cop plena d'aire calent, la vela s'eleva, indicant que el globus està llest per al seu ús. El globus ha d'estar subjecte a terra per evitar que s'elevi sense control.

Com maniobrar el globus?

A l'deixar anar les amarres, el globus puja. La direcció de la mateixa la determinen els corrents d'aire. Però a diferents altures, aquests corrents poden tenir direccions diferents, de manera que controlant l'alçada també és possible triar la direcció de el vol.

Quan es vol ascendir o es vol mantenir l'alçada s'activen els cremadors, però per baixar es desactiven de manera tal que l'aire a l'interior de l'globus es refreda i es fa més pesat, de manera que es comença a baixar.

Si s'observa que el descens és molt ràpid han d'activar-nou els cremadors per reduir la velocitat de baixada.

És molt important que una vegada que la cistella toqui terra, els passatgers romanguin en la cistella fins que aquesta estigui completament amarrada a terra. En cas contrari el globus pot començar a elevar-se novament i ocasionar un contratemps no desitjat.

Tipus de globus aerostàtics

Els globus aerostàtics poden classificar-se en diversos tipus depenent de les seves característiques, com per exemple en funció de si tenen algun tipus de sistema de direcció.

-Globos aerostàtics no dirigibles

No tenen sistema de propulsió, per la qual cosa el seu desplaçament en distància i direcció queda determinat pels corrents d'aire atmosfèriques.

Aquests té una gran bossa o vela que reté l'aire que escalfa un cremador situat a l'entrada inferior o boca de la vela, que dirigeixen l'aire calent cap al seu interior.

En aquest tipus de globus dels tripulants i passatgers van en una cistella que s'uneix a la vela mitjançant cables i corretges.

Les maniobres es limiten a controlar l'ascens i el descens. No obstant això, a diferents altures dels corrents d'aire poden apuntar cap a direccions diferents, el que dóna a aquesta mena de globus aerostàtics cert marge de direccionalitat.

-Globos aerostàtics dirigibles

A vegades se'ls coneix amb el nom de dirigibles o en alemany zeppelin. La principal característica és que tenen un motor propulsor que els permet decidir i mantenir la direcció de l'vol fins i tot en contra de vent.

En general el globus o vela és tancat i s'omple amb un gas més lleuger que l'aire, com l'hidrogen o l'heli. L'hidrogen és altament inflamable, mentre que l'heli per ser un gas noble no té el risc d'incendiar-o explotar. En els dirigibles, l'alçada de l'globus és relativament constant.

-Globos aerostàtics mixtes

Són aquells que tenen una porció de gas lleuger, com heli, tancat en globus que alleugereixen el pes total, però també posseeixen la vela que s'omple amb l'aire calent provinent dels cremadors. Poden tenir o no sistema de propulsió.

-Globos tripulats i no tripulats

Una altra classificació possible dels globus és si porten o no tripulants.

Globus aerostàtics no tripulats

Generalment s'usen per a fins publicitaris en fires i altres esdeveniments. Es mantenen amarrats a una alçada constant. Aquest tipus de globus fan servir gas en comptes d'aire calent.

Entre els globus no tripulats estan els globus meteorològics, que van ascendint permanentment i envien dades a terra mitjançant senyals de ràdio. Aquestes dades són l'altura, la temperatura, la velocitat i direcció de vent, la pressió atmosfèrica i altres dades d'interès.

Globus aerostàtics tripulats

Requereixen d'un tripulant i són generalment d'aire calent. Aquest tipus de globus és usat per aficionats a el vol, però també pot tenir fins comercials i turístics. També hi ha competicions en què s'estableixen punts de partida i arribada i s'avalua la capacitat dels tripulants per aconseguir les metes proposades.

Com fer un globus aerostàtic casolà

A continuació indicarem els passos bàsics per construir un globus aerostàtic casolà que realment s'elevi.

Aquest tipus de globus es comercialitza també amb el nom dels globus de l'desig, perquè generalment es demana un desig quan s'eleva.

materials

- Una bossa gran de les que es fan servir per a escombraries, buscant que sigui de plàstic prim, no les ultra forts que són de plàstic més gruixut.

- Un parell de filferros prims però rígids. Es pot utilitzar el filferro que s'usa en construcció. Els filferros dels penjadors de roba són molt gruixuts i pesats (no serveixen per a l'experiment)

- Filferro prim de coure o dels que s'usen per als arranjaments florals.

- Una mota de cotó o paper de bany o sanitari.

- Alcohol de cremar.

- Un encenedor d'alcohol.

- Quatre trossets de cinta adhesiva.

procediment

- Obrir la bossa, de manera que es puguin prendre les mesures de la boca oberta de la borsa.

- Un cop tenim les mesures tallem dos filferros que s'uniran formant una creu, la finalitat és la de mantenir l'extrem inferior de la borsa ben obert. Els extrems d'aquests filferros han d'estar doblegats en L de longitud aproximada d'1 cm.

- Per unir la creu fem servir el cable prim de coure. També en la intersecció dels dos filferros fixem la mota de cotó o de paper de bany que impregnem d'alcohol de cremar.

- Fixem la creu a l'extrem obert de la borsa perquè quedi ben oberta.

- Després subjectem la borsa per la part superior perquè prengui la forma de globus.

- Per escalfar l'aire a l'interior de la borsa, a l'començament es col·loca un encenedor d'alcohol a terra, el que farà que l'aire calent entri a la borsa i desplaci a l'aire fred.

- Quan s'observi que la borsa està bé inflada, s'encén la mota de cotó o paper que està a la base en forma de creu i es deixa anar el globus quant ens adonem que vol elevar-se.

referències

1. Briceño, G. Globus aerostàtic. Recobrat de: euston96.com
2. Com fer un globus aerostàtic casolà. Recobrat de: espaciociencia.com.
3. Descripció d'un globus. Recobrat de: ballooning.es
4. El vol en globus aerostàtic. Recobrat de: pasionporvolar.com
5. Wikipedia. Globus aerostàtic. Recobrat de: wikipedia.com/es