O que mantém um balão no alto seja ele um balão tripulado de ar quente ou um balão preenchido com Hélio?

Mesmo em velocidade baixa, pilotar um balão é uma tarefa que exige habilidade dos pilotos. Da decolagem ao pouso, entenda passo a passo como esses veículos fazem para voar.

Encher de ar

No local da decolagem, o balão é inflado com ar ambiente por uma grande ventoinha movida a gasolina. Quando o ar já ocupou cerca de 60% do volume do envelope – nome dado à bolsa de tecido do balão –, o maçarico é aceso.

Aquecer e decolar

O maçarico aquece o ar do envelope, que se expande e fica menos denso que o ar de fora do balão. A decolagem ocorre quando esse ar supera em cerca de 60ºC a temperatura externa. É como se o balão de ar quente (menos denso) boiasse no ar frio (mais denso), do mesmo modo que um navio flutua na água.

Pilotagem difícil

A direção e a velocidade horizontal são determinadas pelas correntes de vento. O balão é lento, como um passeio de roda-gigante. Acima de 18 km/h, apenas pilotos experientes devem voar, e sem passageiros. Não se deve voar a mais de 30 km/h. O piloto controla a altura e se orienta por mapa, bússola, altímetro, variômetro (mede a velocidade de subida) e termômetro.

Gigante de vento

O balão e os equipamentos básicos pesam 670 quilos. O conjunto tem 30 metros de altura e o envelope, capacidade de 5 mil metros cúbicos (5 milhões de litros), o volume de duas piscinas olímpicas.

Tripulação e equipamento

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Um balão grande pode levar 1 tonelada e transporta em média 8 passageiros, um piloto e um navegador. Abaixo do envelope há um maçarico de duas bocas, botijões de gás propano (cada quilo de gás permite 1 a 2 minutos de vôo) e os instrumentos de orientação. O cesto é de vime, que é leve, durável e absorve bem o impacto do pouso. Cabos de aço sustentam a estrutura.

Material resistente

O envelope é feito de náilonrip-stop (material que detém rasgos) e impermeabilizado com uma resina antifogo. A parte mais próxima ao maçarico é feita de nomex, o mesmo tecido dos macacões de bombeiros e pilotos de F-1, que resiste a 400 0C.

Equipe de apoio

Parte da equipe segue por terra para recolher os equipamentos e os passageiros no fim da viagem. Os times se comunicam por rádio e quem está no ar informa sua localização, caso o pessoal em terra não possa seguir a rota do balão.

Nunca ao meio-dia

Os vôos são feitos no começo da manhã ou no fim da tarde, quando os ventos são mais amenos. É perigoso voar com o sol a pino porque o chão está muito aquecido, assim como o ar imediatamente acima dele. Isso gera correntes ascendentes de ar quente – elas diminuem a diferença entre a densidade do ar interno e externo do balão, que perde flutuação. É parecido com o que ocorre com um avião nas turbulências.

Altitude controlada

Uma tampa em forma de pára-quedas pode ser aberta para soltar o ar quente. O ar frio entra pela boca do balão e aumenta a densidade do ar interno – fazendo o balão descer. Para subir, o piloto liga o maçarico (aquecendo e diminuindo a densidade do ar interno).

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Até onde sobe um balão de hélio?
@nicolevvs, via Instagram

O recorde é de 53 km de altitude – pouco mais que meio caminho até o limite do espaço exterior.

Existem dois mecanismos que limitam a subida do balão: ele pode estourar ou atingir uma altitude em que não sobe mais. O balão explode quando a diferença entre a pressão interna e a pressão externa faz com que ele se expanda e estoure a borracha. Isso é o que ocorre com balões de festa, que chegam até uns 9 km de altitude.

Balões projetados para subir mais do que isso, como os estratosféricos, atingem um teto, quando o empuxo (força que o faz subir) iguala-se ao seu peso – de acordo com o princípio de Arquimedes. Eles chegam tão alto por serem feitos de um material mais resistente, e também porque iniciam o voo quase vazios, com pouco hélio. Conforme sobem, o volume reduzido do gás se expande, mas não a ponto de estourar o balão.

Fontes: Pedro Kaled, da Agência Espacial Brasileira (AEB) e Cláudio Furukawa, do Instituto de Física da USP

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