¿Cuántos globos de helio se necesitan para levantar un peso?

Cómo funciona

Elevación por litro = pureza × (ρ_aire − ρ_gas), con ρ = P × M ÷ (R × T) · M_aire = 28.965 g/mol, M_helio = 4.003 g/mol, M_hidrógeno = 2.016 g/mol, R = 8.3145 J/(mol·K) · P = 101,325 Pa × (1 − 2.25577 × 10⁻⁵ × altitud en m)^5.25588 · volumen del globo = 4/3 × π × (diámetro ÷ 2)³ · elevación por globo = volumen × elevación por litro − peso del globo · globos necesarios = peso ÷ elevación por globo, redondeado hacia arriba

Un globo de helio flota porque desplaza su propio volumen de aire, y ese aire pesa más que el helio que lleva dentro (principio de Arquímedes). La diferencia es la fuerza de elevación: alrededor de 1 gramo por cada litro de helio a temperatura ambiente y al nivel del mar. La calculadora no usa un número fijo, sino la ley de los gases, así que tiene en cuenta la temperatura y el aire más ligero de la altura: a 20 °C y al nivel del mar el aire pesa 1.204 g/L y el helio 0.166 g/L, lo que deja 1.038 g de elevación por litro. Un globo de fiesta de 11 pulgadas (28 cm) contiene 11.4 litros, así que levanta unos 11.9 g antes de descontar el látex y la cinta. Elige “Globos necesarios” para saber cuántos globos hacen falta para un peso, o “Cuánto levantan mis globos” para ver qué carga un grupo de globos. Una tabla compara todos los tamaños comunes, y en Más opciones puedes restar el peso de cada globo con su cinta, bajar la pureza del gas (el gas de los tanques para fiestas suele llevar aire) o cambiar a hidrógeno para comparar. El resultado supone globos perfectamente redondos inflados al tamaño indicado; los globos reales suelen quedar un poco más chicos y pierden helio con las horas, así que conviene tener algunos de repuesto.

Ejemplo resuelto

Para levantar 100 g con globos de helio de 11 pulgadas a 20 °C y al nivel del mar: la densidad del aire es 101,325 × 28.965 ÷ (8.3145 × 293.15) = 1.2041 g/L y la del helio 0.1664 g/L, así que cada litro levanta 1.0377 g. Un globo de 11 pulgadas tiene 13.97 cm de radio y un volumen de 4/3 × π × 13.97³ = 11.42 L, de modo que levanta 11.42 × 1.0377 = 11.85 g. Necesitas 100 ÷ 11.85 = 8.44, es decir, 9 globos, con 102.8 L de helio en total y 6.66 g de elevación de sobra.

Fuentes: Omni Calculator: Helium balloons (balloon sizes, 75 kg example, 1 kg FAQ) · Interesting Engineering: How many helium balloons to lift anything (densities, 1 g per liter) · Smithsonian National Air and Space Museum: Lighter than air

Preguntas frecuentes