¿A dónde van los globos?

Ésta es una pregunta que seguro que muchos nos hemos hecho. Y da para charlar un rato, no se crean.
Vayamos poco a poco.

Un globo de helio flota en el aire, igual que un balón de playa flota en el agua. Esto se debe a que la densidad del helio es menor que la del aire (y también se debe al principio de Arquímedes).

“Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical equivalente al peso del fluido desalojado.”

O sea, que un globo de helio de un litro experimenta en nuestra atmósfera y a nivel de suelo un empuje hacia arriba igual al peso de un litro de aire, que es el fluido que está desalojando. Y un litro de aire pesa, no se crean. Pesa más o menos 1,3 gramos. En comparación, nuestro litro de helio pesa sólo 0,18 gramos. Así que ya tenemos las condiciones para que el globo ascienda.

A medida que el globo va ascendiendo, a su alrededor empiezan a cambiar las condiciones exteriores. Por un lado, el aire se va haciendo menos denso. Esto significa que cada vez el globo “flota” menos. Por otro lado, al haber menos aire, hay menos presión, (recordemos que la presión no es más que la fuerza ejercida por los choques de las partículas –> si hay menos partículas, habrá menos choques y bajará la presión) por lo que el globo se expande. Esto hace que aumente su volumen y disminuya su densidad, lo que incrementa su flotabilidad.
Un tercer factor sería el cambio en la temperatura, que normalmente desciende según ascendemos, aunque haya algunos detalles dignos de tener en cuenta.

¿Cómo se combinan estos factores? El globo, al ascender, empieza a hincharse. Llega un momento, que luego estudiaremos, en el que pueden pasar cuatro cosas:

1.- El globo, que es de estos globos de feria normalitos, deja de ascender. Estos globos no están rellenos de helio sino de una mezcla de helio y aire al 30/70 %. El aire de fuera se ha igualado en densidad con el contenido del interior y se alcanza la flotabilidad neutra, normalmente a alturas no muy elevadas, ya que en realidad el globo tiene relativamente poco helio en su interior y su flotabilidad no es tanta. El globo permanecerá más o menos a esa altura mientras poco a poco va perdiendo helio a través de la boquilla, por muy bien anudada que esté, y a través del propio látex. A medida que pierde helio va descendiendo, hasta que vuelve a car al suelo.

2.- El globo se hincha hasta que se queda hinchado al máximo con las costuras pidiendo clemencia. A partir de ese momento ya no crecerá su volumen a causa no de las condiciones exteriores de presión y temperatura sino de la imposibilidad del material para expandirse, por lo que su densidad será constante. Si consigue no reventar, seguirá ascendiendo hasta que la densidad del aire que le rodea se iguale con la suya, momento en el que permanecerá a una altura constante. El helio irá escapando poco a poco

3.- El globo se diseña con parámetros específicos de volumen y masa de gas para que alcance una altura concreta. La NASA tiene (o tenía) un programa de globos estratosféricos de observación de rayos cósmicos que funcionaban así. Se calculaba al milímetro (o al milímetro cúbico, para ser más precisos) el volumen del globo y la cantidad de aire que se le metía para que al final el globo acabase a una altura determinada. El INTA tuvo durante unos años un programa de globos estratosféricos, con cuya responsable pude hablar. A ver si en breve les cuento más cosas interesantes acerca de estos globos científicos.

4.- El globo revienta. Comienza a ascender y la cubierta no resiste la diferencia de presiones entre el interior y el exterior.

Así que normalmente los globos que perdemos en las ferias suben hasta una cierta altura, mientras son arrastrados por el viento. Poco a poco irán perdiendo su helio, descendiendo, hasta que alcancen tierra de nuevo.


Fuente