Ybytyara
— Ensaios Hipotéticos sobre a Tecnologia Ybymarense —
1. Conceitos iniciais
Ybytyara (contração de Ybytyaparasá-Iuacauara, Ybytyiereuá-Iuakauara ou Ybytyamu-Iacauara, que significa algo como “Montanha invertida que está no céu”) é um enorme balão flutuante em forma de cone com a superfície maior voltada para cima. É decorada de tal forma que, para quem olha de baixo, dá a impressão de que é uma montanha de ponta-cabeça. Tem 1200 metros de raio e 1600 de altura, e sua superfície poderá ficar entre 3000 e 3500 metros acima do nível do mar.
2. Estrutura interna de Ybytyara
A estrutura é basicamente uma superfície plana na qual está “pendurado” um contrapeso por inúmeros cabos. O contrapeso na parte inferior deve ser massa suficiente para que o centro de gravidade da estrutura fique abaixo da linha média a fim de proporcionar um mínimo de estabilidade passiva. Façamos um cálculo inicial para ter ideia da massa total que Ybytyara pode ter.
O interior da ilha balão é preenchido com hélio. O empuxo desse gás é de cerca de 1,1145 Kg/m3 ao nível do mar. Para calcular o empuxo total, é necessário saber o volume do balão, que é, mais ou menos, de:
V = 1/3 π.r2.h ⇒ 1/3 × 3,14 × 12002 × 1600 = 2.411.520.000 m3
Com esses dados, pode ser calculado o empuxo total:
2.411.520.000 m3 × 1,1145 Kg/m3 = 2.687.639.040 Kg
Vamos arredondar para 2.600.000.000 Kg. Essa é a massa total que Ybytyara pode ter para que o balão flutue. Mas, para que seja minimamente estável, a maior parte precisa estar na ponta inferior, a fim de deslocar o centro de gravidade para baixo da linha média do cone. Vamos arbitrar então 1.500.000.000 Kg para o vértice do cone, 1.000.000.000 Kg para a superfície, restando 100.000.000 Kg para o restante da estrutura, que são valores adequados para ter uma ideia de como Ybytyara poderia flutuar.
O vértice do cone deve ser preenchido com material pesado e abundante. Talvez o granito possa ser usado para esta função. A densidade média do granito é de 2700 Kg/m3; então, será necessário um volume de cerca de:
1.500.000.000 Kg ÷ 2700 ≈ 555.555 m3
Isso ocupará uma altura de cerca de 98 metros e raio de 73,5 metros em um volume cônico no inferior da estrutura:
V = 1/3 π.r2.h ⇒ 1/3 × 3,14 × 73,52 × 98 = 554.409 m3
O centro de gravidade ficará a cerca de 620 metros acima do vértice do cone e cerca de 180 metros abaixo da linha média. Isso proporcionará um mínimo de estabilidade passiva que deverá ser complementada com dispositivos adicionais de estabilização ativa.
Uma das maneiras de melhorar a estabilidade é dividir a massa inferior em uma área um pouco maior. Assim, a partir a linha média, pode ser pendurado algo que, quando camuflado, parecerá uma espécie de estalactite. Observe a ilustração da página seguinte:
Estas “estalactites” devem ser móveis para proporcionar estabilidade dinâmica. Dessa forma, embora a massa de contrapeso seja a mesma, a estabilidade geral da estrutura é melhorada, uma vez que contrabalança melhor com a superfície.
A superfície do balão é de cerca de:
V = π.r2 ⇒ 3,14 × 1200 × 1200 ≈ 4.520.000 m2
A massa da superfície deve ser concentricamente uniforme, de preferência acumulando na área central para melhorar a estabilidade. Em média, em cada m2, podemos colocar:
1.000.000.000 ÷ 4.250.000 ≈ 235 Kg de massa.
Arbitremos que a densidade do material que recobre a superfície seja de 1,5 Kg/litro. Então poderemos colocar cerca de:
235 Kg ÷ 1,5 Kg/litro ≈ 156 litros por m2
Isso dá uma cobertura de apenas 15 cm em média. As estruturas terão que ser ocas. Se forem usados materiais mais leves, a cobertura poderá ser mais espessa. Claro que, além do empuxo passivo do hélio, pode também ser adicionado empuxo ativo, como hélices ou turbinas, o que permitiria aumentar o volume de massa da superfície.
3. Estabilização dinâmica
As “estalactites” móveis que ajudam na estabilização da estrutura devem ser fixadas logo abaixo da superfície em um ponto de deslocamento móvel, mas as grandes dimensões envolvidas inviabilizam estruturas rígidas. Assim, elas devem ser penduradas com fixação em, pelo menos, três pontos interconectados. O conjunto deverá de mover de forma sincronizada para permitir que o contrapeso mude de lugar suavemente. Um possível mecanismo para isso está ilustrado na página seguinte:
4. Energia
Para melhor aproveitamento da superfície, é conveniente optar por fontes de energia alternativas à solar (fotocoletores e fotocélulas). A fonte de energia para os sistemas poderá ser um reator de fusão. Como o resultado da fusão do hidrogênio é hélio, este poderá ajudar na reposição do hélio do interior do balão.
É importante observar que a maior parte da energia gerada será ser usada para estabilização dinâmica da estrutura e manutenção da integridade estrutural.
5. Uiraitás
Os Uiraitás são grandes pássaros robóticos que ficam pousados na beira em volta de Ybytyara. Servem como guardiões para apanhar pessoas e objetos que possam cair da ilha e trazê-las de volta. Seu nome provém do fato de eles estarem camuflados como pássaros de pedra quando estão pousados.
6. Oxigênio
A altura em que a superfície de Ybytyara deve ficar é um local onde o oxigênio ainda é suficientemente abundante para a maioria das pessoas. Para prevenir efeitos desagradáveis aos visitantes não acostumados, podem ser instalados, ao longo a superfície, pontos de liberação de oxigênio que ajudarão a aumentar a concentração do mesmo.