¿Con qué gas vuelan los dirigibles: helio o hidrógeno?

Los dirigibles son aeronaves más ligeras que el aire que en su día dominaron el cielo y hoy viven un renacimiento tecnológico. Su capacidad de mantenerse en el aire depende del gas con el que se llenan sus envolturas. Pero, ¿qué gas se utiliza hoy: helio o hidrógeno? ¿Y por qué la elección del gas es tan importante para la seguridad, la eficiencia y el futuro de la construcción de dirigibles? En este artículo analizaremos en detalle la historia, la física y las tendencias actuales para responder a la pregunta principal: ¿con qué gas vuelan los dirigibles?

El gas utilizado en los primeros dirigibles

En los albores de la navegación aerostática, en el siglo XIX y a comienzos del XX, el gas principal con el que se llenaban los dirigibles era el hidrógeno. ¿Por qué? Porque era el más ligero de los gases conocidos: su masa molecular es de apenas 2 g/mol, lo que proporcionaba la máxima capacidad de elevación. Además, el hidrógeno podía obtenerse de forma relativamente barata y en grandes cantidades, por ejemplo, mediante la reacción del zinc con ácido sulfúrico o la electrólisis del agua.

Los primeros dirigibles gobernables —los aparatos del ingeniero francés Henri Giffard (1852) y del conde alemán Ferdinand von Zeppelin (a comienzos del siglo XX)— utilizaban precisamente hidrógeno. Esto permitía elevar cargas considerables y desarrollar una velocidad inalcanzable para los globos aerostáticos. Los dirigibles de las principales potencias —Alemania, Francia, el Reino Unido y EE. UU.— se llenaban con hidrógeno. Fue la edad de oro de los dirigibles, pero resultó trágicamente breve.

Un dirigible de hidrógeno era una auténtica maravilla tecnológica de su época: enormes armazones metálicos, recubiertos de tela y llenos de miles de metros cúbicos de gas, podían cruzar el Atlántico y transportar decenas de pasajeros. Pero tras la capacidad de elevación se ocultaba un peligro: el hidrógeno se inflama con facilidad.

El hidrógeno en los dirigibles: ventajas y catástrofes

Las ventajas del hidrógeno como gas de relleno son evidentes: es casi 14 veces más ligero que el aire, proporciona una excelente capacidad de elevación, es barato de producir y está ampliamente disponible. Un dirigible de hidrógeno podía llevar más carga, volar durante más tiempo y requería menos combustible para mantener la altitud. Sin embargo, su principal inconveniente —la alta inflamabilidad— anulaba todas esas ventajas. Hoy contamos con tecnologías de control de la combustión, pero en aquella época ni siquiera se hablaba de ellas.

La historia recoge numerosas catástrofes relacionadas con el incendio del hidrógeno. La más conocida es la del dirigible «Hindenburg», ocurrida el 6 de mayo de 1937 en Lakehurst, EE. UU. El enorme Zeppelin alemán, procedente de Fráncfort, se incendió durante el aterrizaje y quedó destruido por el fuego en cuestión de minutos. De las 97 personas a bordo, murieron 36. La causa: una chispa (posiblemente, electricidad estática) prendió el hidrógeno. Los vídeos y las fotografías de la catástrofe dieron la vuelta al mundo y minaron para siempre la confianza en los dirigibles de hidrógeno.

Antes del «Hindenburg» hubo otras tragedias: las explosiones de los dirigibles R101 en el Reino Unido (1930), USS «Shenandoah» en EE. UU. (1925) y LZ 4 en Alemania (1908). Cada una de ellas obligó a los ingenieros a buscar alternativas. Los incendios y las explosiones asociados al hidrógeno fueron la principal razón para abandonar su uso en la aviación civil. Los militares siguieron utilizando dirigibles de hidrógeno hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, pero después de eso terminó la era del hidrógeno en el mundo de los dirigibles.

El helio en los dirigibles: la seguridad ante todo

El helio es el segundo elemento más ligero después del hidrógeno, pero, a diferencia de este, es completamente inerte. No arde, no explota y no entra en reacciones químicas. Un dirigible de helio es una garantía de seguridad. Por eso, después de la catástrofe del «Hindenburg», todos los nuevos dirigibles civiles comenzaron a llenarse con helio.

El primer dirigible de helio —el estadounidense USS «Shenandoah»— se construyó ya en 1923, pero debido a la escasez de helio y a su elevado coste se utilizó poco. El helio se extraía principalmente en EE. UU., donde se encontraban los mayores yacimientos de gas natural con alto contenido de helio. En 1927, el Congreso de EE. UU. incluso prohibió la exportación de helio, por temor a que posibles adversarios lo utilizaran para dirigibles militares.

El helio ofrece aproximadamente un 8% menos de capacidad de elevación que el hidrógeno, pero esta diferencia se compensa con la seguridad. Los dirigibles modernos —publicitarios, turísticos y científicos— utilizan exclusivamente helio. Por ejemplo, los famosos dirigibles de Goodyear, que pueden verse sobre estadios y ciudades, están llenos de helio. Transportan menos carga que sus predecesores de hidrógeno, pero son totalmente seguros incluso en caso de accidente.

Además, el helio no es tóxico, no tiene olor ni color y no provoca corrosión en los materiales de la envoltura. Su único inconveniente es el precio y la limitación de las reservas. El helio es un recurso no renovable: su extracción es compleja y las reservas mundiales se están agotando. Esto impulsa a los científicos a buscar alternativas, pero por ahora el helio sigue siendo el estándar de oro para los dirigibles.

Tecnologías actuales y gases utilizados

Hoy, el gas utilizado en los dirigibles es casi exclusivamente el helio. Las tecnologías de producción y almacenamiento del helio han mejorado significativamente; han surgido sistemas de recuperación y reutilización, lo que reduce el coste de operación. ¿Qué gas inerte se utiliza para llenar los dirigibles? Solo helio: sencillamente no existe otro gas inerte que, por ligereza y seguridad, sea adecuado. Neón, argón y criptón: todos son más pesados que el aire y no sirven para generar sustentación.

¿Con qué se llenan los dirigibles modernos? Con helio de alta pureza (99,995% o más), para evitar impurezas que pueden afectar a la capacidad de elevación o a la seguridad. También se emplean envolturas multicapa de materiales compuestos modernos, que minimizan las pérdidas de helio, a diferencia de las envolturas de tela del siglo pasado.

En los últimos años han aparecido dirigibles híbridos, que combinan la sustentación aerostática (aportada por el helio) y la aerodinámica (derivada de la forma del cuerpo y de los motores). Son capaces de transportar cargas pesadas a zonas de difícil acceso; por ejemplo, Lockheed Martin desarrolló el dirigible híbrido LMH-1, destinado al transporte de carga en el Ártico y en regiones montañosas.

También se llevan a cabo investigaciones para crear dirigibles con sistemas de captura y reutilización del helio, lo que los hace más ecológicos y rentables. En el futuro podría haber dirigibles que funcionen con una mezcla de helio y otros gases, o incluso con aire caliente, pero por ahora son proyectos experimentales.

Por qué no se usa el aire y si es posible hacerlo

El aire no es adecuado para llenar un dirigible, porque no es más ligero que el aire exterior. Para que una aeronave sea más ligera que el aire, su volumen interior debe llenarse con una sustancia de menor densidad que la atmósfera circundante. El aire está compuesto principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%), y su densidad en condiciones normales es de aproximadamente 1,225 kg/m³. Ninguno de los componentes del aire proporcionará capacidad de elevación si no se calienta.

Sin embargo, hay una excepción: los dirigibles de aire caliente, similares a los globos aerostáticos. El principio es simple: el aire caliente se expande, su densidad disminuye y la aeronave se vuelve más ligera que el aire frío que la rodea. Estos dirigibles existen; por ejemplo, los proyectos Thermal Airship o el proyecto «Santos-Dumont» en Brasil. Son seguros, tienen bajos costes de operación y no requieren gases costosos. Pero presentan desventajas importantes:

• Menor capacidad de elevación en comparación con el helio o el hidrógeno;
• Necesidad de calentar el aire de forma continua, lo que requiere un alto consumo de combustible;
• Dificultad de control a grandes altitudes, donde desciende la temperatura del aire exterior;
• Capacidad de carga y autonomía de vuelo limitadas.

Por lo tanto, el aire no se utiliza para llenar un dirigible en forma pura. Solo en estado calentado y, aun así, como un nicho para tareas específicas: turismo, publicidad, observación a bajas altitudes.

Conclusión

Entonces, ¿con qué gas vuelan los dirigibles hoy? La respuesta es inequívoca: con helio. El hidrógeno quedó en el pasado por su explosividad, pese a sus excelentes características de elevación. El helio —seguro, inerte y fiable— se ha convertido en el principal gas para todos los dirigibles modernos. El aire no puede servir de relleno sin calentamiento, y las tecnologías alternativas aún no han salido del marco experimental.

El futuro de los dirigibles está en los sistemas híbridos, los nuevos materiales y, quizá, en el helio sintético u otras innovaciones. Pero por ahora, si ve un dirigible en el cielo, puede estar seguro: en su interior hay helio. La seguridad, la fiabilidad y la tranquilidad: eso es lo más importante hoy en el mundo de los dirigibles.

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