Globo aerostático de tres pliegos de altura

Dedicado a Carlitos, con quien hemos compartido y desarrollado esto a lo largo de una vida.

El globo que propongo para construir está compuesto por una bolsa de papel, un aro inferior de 0,70m de diámetro, una mecha de algodón sujeta al aro por dos alambres finos, y emplea como combustible alcohol, que en Argentina llamamos "fino", de 98°.
Su vuelo tendrá una duración de 40' aproximadamente. Se lo ve durante 15-20', dependiendo de la visibilidad y de la velocidad del viento en las alturas. No es auxiliado durante su llenado con fuentes de calor externas y sale rápidamente del suelo, alcanzando muy pronto los 60 metros, altura de una torre de 20 pisos. Trepa hasta muy buena altitud cuando, consumido el combustible, comienza su descenso.
Es durante el transcurso de este descenso que se apaga la brasa de la mecha de algodón que empleo, el suficiente para que no alcance el suelo encendida, con alto riesgo de incendio.

figura 1
Globo aerostático de tres pliegos de altura.
Planta y vista lateral.

Materiales
Bolsa
- Papel barrilete, cantidad 36 hojas.
- Un disco de papel o cartulina de 24cm de diámetro.
- Cola vinílica.
Aro
- Tres varillas de alambre de acero de ø 3/32'', 733mm de longitud.
- Tres tubitos de latón de ø 3/32'' (interior), 5cm de longitud, obtenidos del desguace de antenas telescópicas de radio.
- Alambre galvanizado de ø 1mm, 2m de longitud aproximadamente.
Mecha
- Algodón hidrófilo (el de uso en medicina y/o perfumería)
Combustible
- 300cm³ de alcohol fino (98°), suficiente para saturar la mecha de algodón, embebida hasta que empiece a gotear.

Construcción de la envoltura
Papel
Es un papel tipo japonés de 20 g/m². En la Argentina se comercializa en distintos colores en hojas de tamaño único de 0,50 x 0,70m.
Lo compro al por mayor en el Once (barrio comercial porteño) a U$S 3,50 el paquete de 50 hojas (compra mínima); viene de un solo color o colores surtidos. La denominación comercial también es "papel seda".
No recomiendo hacer globos más grandes. 36 hojas de papel recalentado ardiendo a causa de un accidente, quizás ya hayan sobrepasado las posibilidades de control y extinción por parte de un grupo del tamaño de una familia.
Los colores deben ser translúcidos, a saber: amarillo, verde claro, blanco, rojo, púrpura, rosa (verificarlo). Si no hay más remedio, usar los colores oscuros en el casquete superior, que es menos visible desde abajo.
El globo se confecciona con 12 gajos de 3 pliegos de altura. En la figura 2 se ven distintas disposiciones de colores.

figura 2
Distintas disposiciones de pliegos para gajos de 2, 3 y 4 colores.

También se puede hacer de 8 y 10 gajos (siempre de 3 pliegos de altura, es decir, 2,10m).
Confeccionado con 8 gajos, obtenemos una bolsa que luego de inflada adopta una forma alargada, pero que vuela bien. Mejora haciéndola con 10 gajos, y con 12 nos aproximamos a la forma de gota o pera invertida.
Los aficionados a la geometría ya habrán notado que con 8 gajos (siempre de 0,50m de ancho x 2,10m de altura) obtendríamos una superficie en donde estaría inscripta la superficie de una esfera.
No obstante, la interacción de las presiones internas (luego del llenado con aire caliente) con la superficie del globo hace que debamos aumentar la longitud de la circunferencia en el ecuador (un poco más arriba, en realidad), para obtener la superficie de un sólido de revolución más o menos esférico.
Pero atención, ya sea el globo de 8, 10 o 12 gajos de ancho, el diámetro del aro base es el mismo: 0,70m.
La división en un número par de gajos hace que, si alternamos uniformemente los colores uno seguido de otro, o de a tres o de a cuatro, nunca quedan consecutivos dos gajos del mismo color. Más adelante veremos que esto tiene su importancia.
Una vez elegido el esquema de color, pegamos las tres hojas constituyentes de cada gajo entre sí, de acuerdo a dicho esquema.
Cola
Yo uso cola vinílica y como aplicador un envase plástico de tinta "Rotring" al que le he estrechado con calor el pico vertedor para que posibilite un delgado pero continuo cordón de cola. Supongo que las colas tipo UHU como las usadas para hilvanar ripstop serían adecuadas, pero temo que el calor las despegue durante el vuelo. Se podría investigar.
El cordón de cola aplicado sobre una hoja y superponiendo a ésta la que se quiere pegar, queda aplastado, formando ya seco una costura de 6mm de ancho.
Disponer separadas estas tiras de 3 hojas pegadas, de manera que no se peguen entre sí durante el secado. La operación es continua pues el secado es rápido. Si no, ayudarse con un secador de pelo.
Luego plegar la tira por la mitad longitudinalmente (se va más rápido con ayuda), encimar de acuerdo a la sucesión de gajos según el esquema de color elegido formando una especie de cuaderno (ver figura 3 y subsiguientes).

figura 3.a
1) Plegado de 3 pliegos según esquema de color elegido.
2) Plegado de los futuros gajos por la mitad.

figura 3.b
Encimado de los gajos y enchinchado del conjunto al piso o mesa.

figura 3.c
1) Refilado de bordes.
2) Marcado de tangente extrema superior y agujeros para casquete arriba y para el aro abajo.
Para globos de 8, 10 y 12 gajos.

figura 3.d
1) Trazado de curva teniendo en cuenta que el ancho máximo del gajo estará 15 ó 20cm más arriba que la mitad geométrica de éste.
2) Corte conformando definitivamente a todos los gajos juntos. ¡NO DESENCHINCHAR!

Una vez superpuestos y enchinchados a un piso o mesa, refilamos el borde superior y el inferior y marcamos las medidas indicadas. Marcamos el ángulo superior que indico y trazamos la curva aproximadamente como la que dibujé. Pero, atención, CUALQUIER CURVA SIRVE. Incluso curvas y rectas combinadas ya que, arrugas más o menos, todas darán una superficie correspondiente a un sólido de revolución.
Tratar, sí, de no sobrepasar la tangente extrema superior.
Dejamos arriba 3cm que, al desplegar el globo, dejarán un agujero que se tapará luego con un casquete de cartulina o el mismo papel que la bolsa de ø 24cm, solape para pegado incluido. (Ver casquete más adelante).
Corte
Se cortan con cutter todos los gajos juntos siguiendo la línea premarcada; los más prolijitos pueden ayudarse con reglas metálicas descomponiendo la curva en rectas cortas. Yo lo hago a pulso, prensando los papeles con una regla.
Pegado
Al pegar los gajos entre sí, vemos la importancia de que los colores sean alternos, ya que sabemos entonces que lo hacemos correctamente cuando pegamos entre sí colores diferentes.
Pego de a tres gajos por vez, intercalando entre ellos escudos de tiras de plástico para que no se peguen entre sí y seco con secador de pelo.
Una vez pegados todos los posibles, desenchincho y pego el primero con el último, quedando la envoltura prácticamente terminada. (ver figura 4 y subsiguientes)

figura 4.a
Se dobla la 1ra hoja hacia atrás.

figura 4.b
Se dobla la 2da hoja y se le mantiene en esa posición con una pesa.
Se aplica cola en el borde protegiendo los gajos inferiores con un escudo de tiras de polietileno.

figura 4.c
Soltar la pesa y la hoja se pegará a la que se le aplicó la cola.
Presionar para que contacten bien.

figura 4.d
Doblar hacia atrás las hojas ya pegadas y secas y continuar con la rutina hasta pegar la antepenúltima hoja.
Recordar lo dicho sobre colores alternos como control de la operación de pegado.

figura 4.e
Desenchinchar y pegar la 1ra hoja con la última.
IMPORTANTE: en caso de construir el globo con casquete, recordar NO pegar el tramo superior de 3cm (ver figura 3.c).

Si tengo que viajar con el globo, lo termino en el lugar de arribo, ya que la bolsa queda bien plegada y compacta, y preparo aro y casquete superior para pegar luego. Incluso, si debo viajar, el aro debe ser desarmable.
Un globo de este tamaño, armado, es voluminoso y muy frágil.

Construcción del aro
El aro tiene 0,70m de diámetro. Lo hago de madera laminada (palo blanco) porque en algún momento me hice una horma ad-hoc. Conformo una varilla de 4mm x 8mm pegando entre sí dos varillas de 2mm x 8mm, de un haz que me sobró de un naufragio. Una verdadera paquetería, pero que debe viajar entero y armado.
La opción para viaje consiste en tres varillas de acero nacional de ø 3/32" de 0,73m con mononos tubitos de latón para interconexión, obtenidos de antenas telescópicas de radio despachurradas. Todo esto lo tengo en stock desde hace mucho tiempo y menguante. Ahora todo esto es importado, y carísimo.
La cuerda piano de 1/ 8'' que se consigue en Baires con alguna dificultad (pero hay) es demasiado pesada pero sirve.
Resumiendo: algún alambre de acero entre 1/8" a 1/16" empalmado por empatillado, y si me apuran, acero dulce también pero ya no de 1/16". Si los costos (o la existencia de requechos) dan: fibra de vidrio de ø 2mm empalmada con tubos de plástico, y creo que una varilla de fibra de carbono de ø 1,5mm también (probar antes) lo que, de funcionar, sería lo mejor, aunque algo caro.
Si se emplea acero dulce, se puede armar el aro con más riendas que las dos cruzadas que normalmente uso. Estas son de alambre galvanizado "de atar" de ø 1mm, que hay en cualquier ferretería. No usar alambre extraído de cables de cobre (se corta con el calor). (ver figura 5).

figura 5
Aro y riendas.

Al llegar el momento de pegar el aro doy vuelta primero el globo, para que las costuras queden adentro. El motivo es técnico, y no estético. (ver figura 6).

figura 6
Demostración de la necesidad de dar vuelta el globo.

Recordar que la presión interior es muy escasa; es por eso que no se reparan agujeros de chinches, y que el globo con las costuras para afuera parece llenarse menos que el dado vuelta.
Luego se le pega el aro, con cola vinílica si es de madera y con cinta scotch si es de acero (dobladillo mediante); seguidamente ato las dos riendas de alambre en cruz.

Mecha
Uso una mecha de 20 g de algodón (la peso). Corresponde a 60cm de algodón "Estrella zig-zag" o 20g de cualquier otro.
La dispongo en un paquete más o menos cuadrado que ato cuidadosamente con el mismo alambre empleado para las riendas que cité antes.
Se ata encima de las riendas cruzadas tratando de que quede lo menos comprimido posible.

Casquete
Se pega con cinta scotch.
Material: cartulina o el mismo papel que la bolsa.
En el centro se fija un lacito para sujetarlo durante la operación de llenado.
El casquete resuelve tres problemas:
1. Refuerzo.
2. Si en la etapa del armado y pegado, terminamos los gajos en punta, al pegar con cola vinílica se produce un inevitable enchastre y pegoteo de toda la zona. Si usted se lo banca, hágalo así.
Este problema puede no existir en caso de pegar con colas tipo UHU en barra, en el caso de que, probado, este adhesivo sirva.
3. El casquete propuesto, con su pequeño tamaño, incrementa el diámetro del globo en 7cm; dejo el cálculo del volumen a los más versados. Pero se ve que es un incremento significativo. Si no lo hago más grande es porque en general lo armo al final, para facilitar su transporte (como ya lo indiqué antes), y se hace difícil pegar "en el aire", con el globo desplegado y dado vuelta, un casquete mayor. En caso de usar casquete del mismo papel que la bolsa, refuerce con un pequeño disco de cartulina de ø 5 cm el centro (soporte del lacito).

Vuelo
Por más cuidado que pongamos, algún globo se nos va a quemar. Tener esto en cuenta.
1) Elijamos nosotros la oportunidad y el lugar. No debe haber viento, y si hay, no volar y negarse a hacerlo pese al clamor de la multitud, tanto por seguridad como porque, si conseguimos elevarlo con viento, desaparecerá de la vista rápidamente y a baja altura, y casi no se lo verá en funciones.
2) Si buscan reparo, recordar el tema del "vórtice ligado" (ver figura 7). Cuando caminamos a favor de una muy suave e intermitente brisa con el globo encendido e inflado, éste no se desinfla, ya que nuestra velocidad de desplazamiento es más o menos la de la brisa.

figura 7
El vórtice ligado.

3) Soltar un globo: acontecimiento social.
Para soltar un globo como el propuesto hacen falta varias personas. Una sostendrá el globo desde el lacito superior atado al casquete (debe ser alto y/o subirse a algo). Otras (dos o tres) lo mantendrán abierto tomándolo de las juntas. De lo contrario, como al estar el globo estirado los pliegues ocupan el centro, se quemarán en cuanto encendamos la mecha.
La carga de combustible, el encendido, la verificación del llenado del globo con aire caliente y la elección del momento de suelta del globo son tareas que le corresponden al constructor, quien se erige en autoridad natural del evento.
El Guasón
Siempre hay uno. No se banca el protagonismo de los demás y los sabotea.
Sugiero darle una responsabilidad que lo aleje del grupo contiguo al globo.
Lo mejor es explicarle que hay peligro de incendio y que se precisa su colaboración como bombero que, apostado en la periferia del grupo y munido de un sifón, por ejemplo (es importante el efecto cetro con él), vigile, listo para entrar en acción.
En general, esto lo calma, pero tenga bien presente que el bombero es usted y no él.
Vemos que, Guasón incluido, son de 5 a 6 personas mínimo las que intervienen en una suelta de globo.
4) Carga de combustible.
Los 20 g de algodón absorben hasta la saturación 200-300cm³ de alcohol fino. Representa el 55% aproximadamente del peso total del globo, a saber:
globo 150g
aro y riendas 70g
mecha 20g
combustible 280g
total 520g
Al soltar el globo, el consumo del combustible irá disminuyendo el peso, deslastrando el globo y creando un ascenso sostenido que será permanente hasta que se extinga el combustible.
Hay que tratar de que esto ocurra a la mayor altura posible.
Cargamos combustible en un lugar (próximo), y encendemos y soltamos en otro, ya que al cargar es frecuente que se derrame algo de alcohol en el piso. Dejamos escurrir hasta que no gotee más y nos trasladamos. De no hacerlo así, cuando encendamos la mecha del globo generalmente lo hará también el alcohol derramado en el piso.
Este es en realidad un inconveniente del alcohol como combustible.
¿Alcohol sólido? Puede ser.
5) Encendido y llenado.
Dispuesto el equipo, vemos que quien lo sostiene de arriba no está muy cómodo. Alto y sobre una silla, no ve nada de lo que pasa abajo. Sí ve, por transparencia, la llama, cuando ésta se prende, y también de esta forma, y antes que nadie, el incendio del globo, cuando éste se produce por accidente. Sus instrucciones en este caso son: avisar, soltar el globo y saltar llevándose la silla. Disponer para este rol a alguien seguro.
Los demás, los que mantienen el globo abierto como ya mencioné, esperarán hasta que el constructor, en cuclillas o arrodillado, encienda la mecha, sosteniendo el aro y manteniéndolo horizontal con las dos manos.
A partir de allí en aproximadamente 30"-40" el globo estará en el aire.
Los primeros en recibir la orden de soltar son quienes mantienen el globo abierto, ya que muy rápidamente éste se infla.
Pero tarda un tiempo en poder sostenerse a sí mismo. Hasta ese momento, nuestro estoico hombre subido a la silla será necesario.
Cuando, al tantear el globo, se ve que éste ya se sostiene erguido pero no sube, se le dice que suelte (y se lleve la silla).
6) Suelta.
Párese, sosteniendo siempre con las dos manos el globo por el aro, y cuando vea que francamente tira hacia arriba, suéltelo. ¿Cuánto tira? Algunos gramitos.
7) Paradoja aerostática.
No recomiendo inflar un globo con calor externo, para que después prosiga su vuelo con el fuego de a bordo. Perdí el libro "El globo libre" que explicaba el fenómeno de la "paradoja aerostática".
Lo que recuerdo es que cuando la velocidad de descenso sobrepasa un valor crítico que depende de variables a pasto, es imposible detenerlo, ya que para ello habría que deslastrar arrojando un peso desmesurado. Si mal no recuerdo, este peso era el que se calculaba para la demostración y era del orden del 30%? - 50%? del peso total. De allí lo de paradoja, porque ningún globo puede perder la mitad de su peso.
Es posible encontrarse con este fenómeno al sobrecalentar el aire dentro del globo, recurriendo a una fuente de calor externa. Sobre todo cuando empleamos este método porque en realidad el globo no despega por ser muy pesado, como por ejemplo al usar recipientes metálicos para el combustible.
Un globo sobrecalentado alcanzará rápidamente una gran altura que no podrá sostener, pues el fuego de a bordo no podrá mantener la temperatura necesaria. Al enfriarse, sobreviene un descenso que, si alcanza la velocidad crítica que comenté, será imparable, llegando rápidamente al suelo (¡y encendido!).
El globo aerostático por aire caliente es en este sentido primo hermano del gran misil que pone satélites en órbita. Sólo despega cuando el peso es igualado por la fuerza ascensional.
La ascensión sostenida de ambos es producto del deslastrado provocado por el consumo de combustible que es la variable.
La "paradoja aerostática" es uno de los grandes cucos, junto con el incendio a bordo, etc., de la navegación en globos libres, en especial de aquellos inflados con hidrógeno, helio y gas de alumbrado (los "fríos"), ya que el globo aerostático tripulado moderno puede variar la temperatura y por lo tanto la densidad del aire contenido a voluntad del piloto.
8) Alcohol.
Cuando uno evalúa el alcohol como combustible aprecia varias desventajas.
La primera es su pobre rendimiento calórico: 4500 Kcal/l contra más de 9000 de casi cualquier otro.
Otro inconveniente (y serio) es la escasa luminosidad de su llama. Siempre pensé que un aditivo podría mejorar esto.
Entre las ventajas figuran una llama más tranquila y corta.
Si a la mecha que propongo se la empapa en solvente, nafta o querosén, la altura de la llama quema la parte superior del globo. De utilizarse estos combustibles, habría que usar entonces otro dispositivo que asegurara una llama corta.
Por otra parte, el débil poder ascensional de un globo no permite quemadores ni tampoco recipientes metálicos. Incluso, de usar éstos, también habría que llenarlos de algo (algodón, por ejemplo) que impidiera los derrames de líquido durante el bamboleante viaje del globo.
Usé en globos más grandes y por motivos de seguridad (gran tamaño de la brasa de algodón) una bandeja de aluminio de las que se utilizan como recipientes para comida en los supermercados. Como impedían la llama debajo de la mecha la visibilidad se afectó seriamente.
No es necesario ponderar la facilidad con que se consigue alcohol en este país a toda hora y en pequeñas cantidades. Cada supermercado, farmacia, quiosco o almacén tiene en existencia. Comparar con nafta, querosén, solvente o aguarrás.
Naturalmente, sería posible conseguir mejor performance y seguridad usando alcohol sólido o combustibles de mayor rendimiento térmico y algún sistema de quemador. Pero recordar la simplicidad y el bajo costo de algo que usamos una sola vez.
Jorge Bastía empleó alguna vez un quemador compuesto por recortes de toalla, armados con alambre, empapados en caliente con parafina sólida, al que dio forma alargada que remataba en la parte superior en un gancho que su vez colgaba de la cruz del aro.
Me facilitó uno para probarlo, cosa que aun no he hecho.
Acepto desde ya todas sus sugerencias (probadas, please).

Fuego en el cielo
Epílogo

Dedicado a Martín.

¿Qué hay detrás de globos y barriletes?
La forma óptima para un globo es la de gota o pera que vemos en esta época en los grandes aeróstatos de aire caliente.
Pero casi cualquier forma vuela. He visto en Brasil una Pantera Rosa de unos 10m de altura volando.
Brasil es una potencia en esto del vuelo no deportivo y popular.
En el SESC de Pompeia, un centro cultural de la ciudad de São Paulo, presencié exposiciones de aeróstatos de muy distintas formas, con varias bocas de fuego.
También exhibían barriletes (pipas).
Pero entre nosotros prima un concepto de fetiche en cuanto al globo o el barrilete. Este es un objeto tan glamoroso que resulta atractivo en sí mismo, casi independientemente de lo que en realidad hace: volar. El vuelo es entonces un resultado que se consigue con un objeto maravilloso, y no la materia en sí misma de la experiencia que tiene su consumación en el más sugestivo de todos los escenarios: el cielo.
(Paciencia que voy al punto).
Relato una vivencia.
Caminaba a comienzos de los 80' por São Paulo de noche, tarde. Acababa de ver "Heavy metal, universo de fantasía" (¡y en portugués!), que, si recuerdan, es un dibujo animado para adultos de corte fantástico. Comentaba la película con una amiga cuando ésta dio un grito angustioso y señaló algo en el cielo.
Lo que ví parecía algo salido de la pantalla que acabábamos de ver.
Unos largísimos filamentos de un color extraño ondulaban sobre la gigantesca São Paulo. La imagen era ominosa y me sobresaltó. Me recuperé rápidamente cuando comprendí que se trataba de un globo volando a gran altura, al que deliberadamente se lo ocultaba, del que pendían varias tiras de más de 150m de longitud, fosforescentes, que reflejaban la luz de la ciudad y ondulaban, como toda cinta que se desplaza a la misma velocidad que el viento.
Estaba ante la obra de un maestro.
También me di cuenta de que cualquier aeronave que se topara con este ingenio era boleta. Pero esto ocurría durante las "Festas juninas" (San Juan, San Pedro y San Pablo) en que los cielos brasileños son (o mejor dicho, eran hace unos años) un viva la Pepa.
El globo aerostático por aire caliente es una criatura de la noche, como el murciélago, y no se altera la majestad de los cielos nocturnos impunemente. Lo sé por experiencia propia. Con un modesto globo he creado involuntariamente una alucinación colectiva de primera magnitud: el OVNI de La Paloma (Uruguay) del verano de 1977.
En una noche espectacular y extraordinariamente calma lancé desde la playa un globo (como el que les propongo construir) de colores naranja y rojo, ante un nutrido público de amigos.
Se elevó sin inconvenientes, se dirigió hacia el mar, titubeó (como siempre que la calma es muy profunda) e inició un muy lento cruce de la bahía en dirección a una pequeña flotilla pesquera que pescaba frente al puerto.
Al día siguiente la radio local (Radio Rocha) y todo el pueblo no hablaban de otra cosa.
Se decía que un OVNI, haciendo maniobras que ninguna aeronave podría realizar, había sobrevolado la bahía, para luego desaparecer lanzando destellos anaranjado-rojizos.
Al mediodía era una noticia nacional y a la noche internacional. Escuchamos esa noche una grabación de las comunicaciones por radio de la ¿Prefectura? Uruguaya con base en el puerto con los pesqueros.
Pregunta: ¿Qué es eso que vuela hacia ustedes?
Respuesta con voz en falsete, aguda y deformada por la angustia: ¡No sé, estamos rezando!
Es decir: suelto un globo de noche y como consecuencia de esto alguien reza con angustia por su vida.
Luego, cuando los miembros del pequeño grupo que sabía la verdad pretendieron explicarla a los vecinos fueron poco menos que insultados.
Pensé presentarme en la radio de Rocha (ciudad de la que La Paloma es puerto) a aclarar todo. Un amigo (abogado) me aconsejó que no lo hiciera, aduciendo que cuando les pinchara el globo me harían picadillo y quizás hasta algún cargo penal.
Ver un mito en funcionamiento contiene un aspecto muy inquietante, en particular el de los OVNIs, al que califico desde ya de tal, es decir, de creación de la psique humana. Cualquiera sea el disparador objetivo del mito, incluso porqué no extraterrestre, es decir natural, el terror, la angustia o la euforia que provoca es humana, como también lo son quienes se aprovechan de ello.
Jugar con esta confusa materia mitos-cielo-vuelo es jugar con fuego.
Es el VERDADERO FUEGO, y no el fueguito del globo.
Del conjunto vuelo-cielo, ni siquiera hemos arañado sus posibilidades. Pensar si no en los criterios del Teatro Negro de Praga llevados a la grandiosidad del cielo nocturno mediante el barrilete, como uno de los tantos ejemplos posibles.