Ybytyara
— Ensayos hipotéticos sobre la tecnología ybymareña —
1. Conceptos iniciales
Ybytyara (contracción de Ybytyaparasá–iuacauara, Ybytyiereuá–iuakauara o Ybytyamu–iacauara, que significa algo así como «montaña invertida que está en el cielo») es un enorme globo flotante en forma de cono con la superficie más vasta mirando hacia arriba. Estaba decorado de tal forma que, a cualquiera que mire desde abajo, da la impresión de que se trata de una montaña al revés. Tiene un radio de 1200 metros y una altura de 1600, y su superficie puede estar entre 3000 y 3500 metros sobre el nivel del mar.
2. Estructura interna de Ybytyara
La estructura es básicamente una superficie plana sobre la que se «cuelga» un contrapeso mediante numerosos cables. El contrapeso en la parte inferior debe tener suficiente masa para que el centro de gravedad de la estructura quede por debajo de la línea media para proporcionar un mínimo de estabilidad pasiva. Hagamos un cálculo inicial para hacernos una idea de la masa total que podría tener Ybytyara.
El interior de la isla del globo está lleno de helio. La flotabilidad de este gas es de aproximadamente 1,1145 kg/m3 al nivel del mar. Para calcular la flotabilidad total, es necesario conocer el volumen del globo, que es, más o menos:
V = 1/3 π.r2.h ⇒ 1/3 × 3,14 × 12002 × 1600 = 2.411.520.000 m3
Con estos datos se puede calcular el empuje total:
2.411.520.000 m3 × 1,1145 kg/m3 = 2.687.639.040 kg
Redondeemos a 2.600.000.000 kg; esta es la masa total que puede tener Ybytyara para que el globo flote. Pero, para que sea mínimamente estable, la mayor parte debe estar en el extremo inferior, para poder desplazar el centro de gravedad por debajo de la línea media del cono. Arbitremos entonces 1.500.000.000 kg para el vértice del cono, 1.000.000.000 kg para la superficie, dejando 100.000.000 kg para el resto de la estructura, que son valores adecuados para hacernos una idea de cómo Ybytyara podría flotar.
El ápice del cono debe rellenarse con material pesado y abundante. Quizás se podría utilizar granito para esta función. La densidad media del granito es de 2700 kg/m3; entonces, un volumen de aproximadamente:
1.500.000.000 kg ÷ 2700 ≈ 555.555 m3
Este ocupará una altura de unos 98 metros y un radio de 73,5 metros en un volumen cónico en la parte inferior de la estructura:
V = 1/3 π.r2.h ⇒ 1/3 × 3,14 × 73,52 × 98 = 554.409 m3
El centro de gravedad estará a unos 620 metros por encima del vértice del cono y a unos 180 metros por debajo de la línea media. Esto proporcionará un mínimo de estabilidad pasiva que deberá complementarse con dispositivos de estabilización activa adicionales.
Una de las formas de mejorar la estabilidad es dividir la masa inferior en un área un poco más extensa. Así, de la línea media se puede colgar algo que, camuflado, parecerá una especie de estalactita. Mire la ilustración en la siguiente página:
Estas «estalactitas» deben ser móviles para proporcionar estabilidad dinámica. De esta forma, aunque la masa del contrapeso sea la misma, se mejora la estabilidad global de la estructura, al equilibrarse mejor con la superficie.
La superficie del globo es aproximadamente:
V = π.r2 ⇒ 3,14 × 1200 × 1200 ≈ 4.520.000 m2
La masa superficial debe ser concéntricamente uniforme, acumulándose preferiblemente en la zona central para mejorar la estabilidad. De media, en cada m2 podemos colocar:
1.000.000.000 ÷ 4.250.000 ≈ 235 kg de masa.
Suponemos que la densidad del material que cubre la superficie es de 1,5 kg/litro. Entonces podemos poner alrededor:
235 kg ÷ 1,5 kg/litro ≈ 156 litros por m2
Esto proporciona una cobertura de solo 15 cm de media. Las estructuras tendrán que ser huecas. Si se utilizan materiales más ligeros, el revestimiento puede ser más grueso. Por supuesto, además del empuje pasivo del helio, también se pueden añadir empujes activos, como hélices o turbinas, que permitirían aumentar el volumen másico de la superficie.
3. Estabilización dinámica
Las «estalactitas» móviles que ayudan a estabilizar la estructura deben fijarse justo debajo de la superficie en un punto de desplazamiento móvil, pero las grandes dimensiones involucradas hacen que las estructuras rígidas sean inviables. Por tanto, deben colgarse con fijación en al menos tres puntos interconectados. El conjunto debe moverse sincrónicamente para permitir que el contrapeso cambie de posición suavemente. Un posible mecanismo para esto se ilustra en la siguiente página:
4. Energía
Para aprovechar mejor la superficie, es recomendable optar por fuentes de energía alternativas a la solar (fotocaptadores y fotocélulas). La fuente de energía para los sistemas podría ser un reactor de fusión. Como el resultado de la fusión del hidrógeno es el helio, esto puede ayudar a reemplazar el helio dentro del globo.
Es esencial señalar que la mayor parte de la energía generada se utilizará para la estabilización dinámica de la estructura y el mantenimiento de la integridad estructural.
5. Uiraitás
Los Uiraitás son grandes pájaros robóticos que se posan en el borde alrededor de Ybytyara. Sirven como guardianes para atrapar personas y objetos que puedan caer de la isla y traerlos de regreso. Su nombre proviene de que se camuflan como pájaros de piedra cuando están posados.
6. Oxígeno
La altura a la que debería estar la superficie de Ybytyara es un lugar donde el oxígeno todavía es suficiente para la mayoría de la gente. Para evitar efectos desagradables en visitantes no acostumbrados, se pueden instalar puntos de liberación de oxígeno a lo largo de la superficie que ayudarán a aumentar su concentración.