Un globo dirigible, dirigible o zepelín es un aerostato autopropulsado y con capacidad de maniobra para ser manejado como una aeronave.Definición en The Free Dictionary La sustentación aerostática se logra mediante depósitos llenos de un gas de menor densidad que la atmósfera circundante, llamado gas de elevación o gas elevador, por lo general hidrógeno, pero modernamente helio por tratarse de un gas no inflamable, aunque un poco menos ligero. Difiere de la sustentación aerodinámica, obtenida mediante el movimiento rápido de un perfil alar, como en el ala de un aeroplano o las aspas de un helicóptero.
Fue el primer artefacto volador capaz de ser controlado en un vuelo de larga duración. Su uso principal tuvo lugar aproximadamente entre 1900 y la década de 1930, para disminuir paulatinamente cuando los aeroplanos superaron sus capacidades y tras haber sufrido varios accidentes de relevancia; el más notable de los cuales fue sin duda el incendio del dirigible Hindenburg de hidrógeno en 1937. Actualmente se utilizan en una serie de aplicaciones secundarias, especialmente publicidad y turismo, pero no al transporte regular de mercancías ni pasajeros, son más pequeños y se recurre solamente como gas al helio.
Zepelín
El daño físico infligido por los zepelines en el transcurso de la Primera Guerra Mundial resultó trivial, y las muertes que causaron no llegaron al millar. Asimismo, al mejorarse la tecnología militar, a lo largo del conflicto, de aviación y defensa tierra-aire se demostró su vulnerabilidad a los ataques de esta aviación y a las armas antiaéreas, especialmente aquellas con munición incendiaria.
Varios cayeron en llamas al ser derribados por los defensores británicos, y algunos otros se estrellaron en el camino. Retrospectivamente, los partidarios de utilizar los dirigibles para exploración demostraron que reconocer zonas desde dirigibles, en lugar de utilizarlos para el bombardeo, era un modo de empleo efectivo. La campaña de bombardeo terrestre resultó desastrosa en términos de moral, hombres y material. Varios pioneros alemanes murieron en tales misiones de propaganda. También atrajeron la atención sobre las fábricas de dirigibles, que fueron bombardeadas por la aviación británica.
Tecnología
Principio de sustentación De acuerdo al principio de Arquímedes, todo cuerpo sumergido en un fluido recibe una fuerza de abajo hacia arriba equivalente al peso del fluido desplazado. Resulta obvio que el dirigible, un cuerpo inmerso en la mezcla de gases llamada aire, recibirá una fuerza ascensional resultante (P) equivalente al peso de aire ocupado por su volumen (V), menos el peso de su estructura y su carga (Q);
Siendo el peso específico del gas utilizado para llenar los depósitos del dirigible, y el del aire, entonces:
Cualidades e inconvenientes
Cualidades InconvenientesTransporte económico (mejor tasa tonelaje/autonomía después del transporte marítimo)Riesgo de sobrecarga por nieve o escarchaPuede transportar grandes cargasRelación volumen total / volumen de carga útil muy desfavorable.Los eventuales fallos de los motores son menos críticos que en un avión.Escasa capacidad de maniobra.Pueden aterrizar prácticamente en cualquier sitio, sin requerir infraestructura importante.Mayor vulnerabilidad a los vientos y a las condiciones meteorológicas desfavorables.Mayor autonomía, vuelo silencioso, menor contaminación.Poca altitud de vuelo
Tipos thumb|El USS Akron sobre Manhattan hacia 1932.
Dirigible rígido: se caracterizan por poseer una estructura rígida que sostiene múltiples celdas o globos de gas no presurizado, por lo tanto, no dependen de la presión interna del gas para mantener su forma. Ejemplo: los Zeppelin. Dirigible semirrígido: requieren una presión interna generalmente menor, ya que incluyen estructuras bajo el globo que permiten distribuir las cargas. El uso ha sido similar al de los dirigibles flexibles. Dirigible flexible: utilizan la presión del gas interno para retener su forma. Pueden ser globos de observación, balizamiento o exploración que se diferencian de los aerostatos por la posibilidad de dirigir su movimiento horizontal, ya sea mediante hélices u otros mecanismos. Dirigibles con membrana metálica: reúnen las características de los dirigibles rígidos y de los flexibles, mediante la utilización de una envoltura metálica muy fina en lugar de tela plastificada. Solo se han construido dos dirigibles de este tipo: el dirigible de Schwarz de 1897 y el ZMC-2. Dirigibles híbridos: con este nombre se designan los aparatos que combinan características de las aeronaves (más pesadas que el aire atmosférico) con tecnologías de disminución del peso. Ejemplos de esto son algunos experimentos de híbridos helicóptero-dirigible, probados para la carga en crucero de largo alcance. Debe hacerse notar que la mayoría de los dirigibles son más pesados que el aire cuando están a plena carga, por lo que deben usar sus sistemas de propulsión y forma aerodinámica para lograr la sustentación. Esta circunstancia los convierte técnicamente en artefactos híbridos. Sin embargo la tipología concreta se refiere a aquellos que obtienen una parte significativa de su sustentación gracias a los perfiles alares, que suelen precisar una potencia considerable para el despegue.
Sustentación
En los primeros tiempos de los dirigibles el principal gas de sustentación utilizado fue el hidrógeno, en cambio en Estados Unidos se usó helio. Es más, hasta 1950 se continuó utilizando el hidrógeno en todo el mundo por diversas razones: menor densidad que el helio,Hay que tener en cuenta que el hidrógeno es el elemento más ligero de la naturaleza. incapacidad para obtenerlo fuera de Norteamérica (hasta ese momento único productor) y además por cuestiones económicas, al ser mayor el precio del helio.
El hidrógeno es extremadamente inflamable, característica que causó el accidente del Hindenburg, así como otros accidentes (si bien hay teorías recientes que exculpan al hidrógeno de la causa de ese desastre –ver más abajo–). La sustentación que provee el hidrógeno es sin embargo solo un 8 % mayor que la del helio. Con el tiempo, el balance entre coste y seguridad se ha inclinado definitivamente por el uso del helio.
Los dirigibles norteamericanos se llenaban con helio desde la década de 1920, y los artefactos modernos tienen prohibido por ley llenarse con hidrógeno. A pesar de ello, algunos pequeños dirigibles experimentales, usan todavía hidrógeno.
Algunos aparatos pequeños, llamados dirigibles térmicos, se llenan con aire caliente de forma similar a los aerostatos.
Entre los gases disponibles más ligeros que el aire,Es decir, con una densidad menor que 1 kg/m3 la mayoríaGases más livianos que el aire a temperaturas menores que 100º Celsius: nitrógeno, monóxido de carbono, etileno, acetileno, neón, vapor de agua, amoníaco, metano, helio, hidrógeno, cianuro de hidrógeno, diboran, fluoruro de hidrógeno de ellos son tóxicos, inflamables, corrosivos, o con varias de estas características a la vez. Las excepciones son el helio, el neón y el vapor de agua.
Tanto el metano como el amoníaco se han utilizado puntualmente en globos experimentales. Y también se ha usado de forma aislada el vapor de agua en los dirigibles.
Otro problema era la estabilidad aerodinámica. El ingeniero español Eduardo Mier y Miura inventó el sistema de estabilidad con apéndices caudales.
Historia
thumb|Varios tipos de aerostatos y dirigibles ilustrados en la enciclopedia Brockhaus y Efron (1890-1907). Se observan algunos de los modelos históricos que marcaron la evolución del dirigible a partir de los aerostatos: arriba a la izquierda, el globo de los hermanos Montgolfier (París, 1783); a su lado, el globo dirigible de Giffard (1852).
Pioneros thumb|left|Cruce de Blanchard por el canal de la Mancha en 1785. thumb|left|El globo dirigible desarrollado por Dupuy de Lome en 1873. Los dirigibles estuvieron entre los primeros artefactos que lograron volar, a partir de varios diseños realizados a lo largo del . Fueron numerosos los intentos de hacer a los globos aerostáticos más gobernables, con mecanismos que se mantendrían luego en los dirigibles más modernos. Los primeros dirigibles obtuvieron los primeros récords de la aviación.
En 1784, Jean Pierre Blanchard agregó un propulsor manual a un globo aerostático, en lo que constituye el primer registro documentado de un vuelo propulsado. En 1785 cruzó el canal de la Mancha con un globo provisto de alas batientes como propulsores, y un timón con forma de cola de ave.
Primeros vuelos con motor El nacimiento del concepto de dirigible, no obstante, no se produjo hasta la segunda mitad del , con la proliferación de iniciativas destinadas a conseguir un globo aerostático fiable y que no dependiera de las corrientes del viento para desplazarse en la dirección deseada.
La primera persona en realizar un vuelo a motor fue Henri Giffard, quien en 1852 voló 27 km en un dirigible propulsado mediante una máquina de vapor. La tecnología de vapor (1856) no se popularizó y otros pioneros lanzaron sus propuestas. En 1863, Solomon Andrews inventó el Aereon, un globo con forma de cigarro de 24 m gobernable y sin motor. Según su creador, el mismo empleaba como propulsión la «gravitación».Solomon Andrews, The Art of Flying, 1865 (unabridged republication of the Holt edition 1957, titled Ships in the Sky: The Story of the Great Dirigibles) Su propuesta tampoco tuvo eco.
En 1872, el arquitecto naval francés Dupuy de Lome desarrolló un gran globo bastante gobernable, impulsado por un gran propulsor y la fuerza de ocho personas. El objetivo era utilizarlo durante la guerra franco-prusiana como mejora para los aerostatos de comunicación entre París y el interior durante el asedio de París por las fuerzas alemanas, pero el diseño fue completado después de finalizada la contienda.
Por su parte, Charles F. Ritchel hizo una demostración pública de vuelo en 1878 con un dirigible rígido unipersonal impulsado a mano, y logró construir y vender cinco unidades.
En 1880, Karl Wölfert y Ernst Georg August Baumgarten intentaron volar un dirigible propulsado en cielo abierto, pero se estrellaron.
Primeros propulsores eléctricos En octubre de 1883, Gastón Tissandier aplicó el primer propulsor eléctrico a un globo, mediante un motor Siemens de 1,5 caballos de fuerza, en un vuelo no tripulado. También en Francia, el primer dirigible totalmente operativo a cielo abierto fue construido para el ejército francés por Charles Renard y Arthur Krebs en 1884. El vehículo, denominado 'La France tenía 52,30 m de longitud y 1872 m³ de volumen. Realizó un vuelo de 8 km en 23 minutos con ayuda de un motor eléctrico de 8,5 caballos de potencia.
En 1887, el científico, militar y político colombiano Carlos Albán inventa un sistema de globos aerostáticos de envoltura metálica, cuya patente fue solicitada en 1887 al Ministerio de Industria de Colombia. El general Rafael Reyes, como ministro de Fomento, concedió la patente #58 con término de veinte años, el 9 de octubre de 1888. En un acto de amistad cede la patente a Ferdinand von Zeppelin.
thumb|El dirigible Número 6 de Santos-Dumont, en 1901. En 1901, el brasileño Alberto Santos-Dumont en su dirigible Número 6 ganó el premio Deutsch de la Meurthe de 100000 francos por volar ida y vuelta del Parque Saint Cloud a la torre Eiffel en menos de treinta minutos. Muchos inventores se inspiraron en el pequeño dirigible de Santos Dumont, y el artefacto comenzó a difundirse por todo el mundo.
Por esta época, muchos pioneros, como el estadounidense Thomas Scott Baldwin financiaron sus actividades llevando pasajeros y efectuando demostraciones públicas, lo que ayudó a popularizar el aparato como medio de transporte seguro. Otros, como Walter Wellman y Melvin Vaniman se enfocaron en lograr mayores desafíos, intentando dos vuelos polares en 1907 y 1909, y dos vuelos transatlánticos en 1910 y 1912.