El aire que respiramos en los aviones y la presurización

En esta nueva entrega aprenderemos sobre el aire que respiramos en los aviones y cómo funciona el sistema de presurización de las aeronaves.

Post escrito por: Capitán Rodolfo Estrella
Piloto Comercial FAA
Twitter: @rodo_estrella

A finales del mes de septiembre pasado, se presentó una noticia en CNN en donde se ponía el titulo  de “Un momento aterrador en el aire: un avión de Delta descendió 9.000 metros repentinamente”.

Un título sensacionalista por lo que hay que desmitificar con respecto a cómo funciona el avión, su sistema ambiental, la presurización y porque son necesarias a veces maniobras que pueden producir miedo.

El aire que respiramos

Para comprender como funcionan los sistemas de presurización y de ambientación de una aeronave, tenemos primero que conocer primero al aire que respiramos normalmente en el ambiente y el efecto que tiene sobre nuestro cuerpo cuando existe una condición de falta de oxígeno.

El aire ambiental normal que respiramos todos en cualquier momento está sujeto a una presión atmosférica, esta presión ejercida sobre todos los cuerpos es mayor a nivel del mar y menor en sitios como Quito o La Paz, ciudades localizadas a gran altitud.

Hemos oído que el oxígeno es menor en las alturas pero es incorrecto, en toda la atmosfera el porcentaje de oxígeno es constante de alrededor 21%, la diferencia está en que la concentración de este es menor por parcela de aire gracias a una menor presión atmosférica.

Imaginemos una parcela de aire de 1 metro cuadrado, a nivel del mar esta tendrá todo el peso de la atmosfera sobre ella, aunque creamos que no se siente ese peso, este existe, el peso de la atmosfera es provocado por la fuerza que ejerce la gravedad planetaria sobre todas las cosas incluido el aire y la atmosfera, este peso a nivel del mar logra que las partículas de oxígeno estén más concentradas y por ende existen muchas partículas de oxígeno concentradas en dicha parcela, estas partículas de oxígeno están más pegadas la una con la otra por decirlo así, pero si llevamos esta parcela de aire a una altitud mucho mayor, el peso de la atmosfera sobre esta es menor por lo que hay menos atmosfera sobre ella ejerciendo presión, eso hace que las partículas de oxígeno estén expuestas a una menor presión y eso provoca una menor concentración de oxígeno, las partículas se expanden haciendo que en esa misma parcela de aire su concentración de oxígeno sea menor.

Entonces, un avión que vuela a altitudes muy grandes produciría que en la cabina de pasajeros la concentración de oxígeno en el aire sea muy baja produciendo en sus ocupantes un efecto conocido como Hipoxia.

La hipoxia en rasgos generales es una condición de falta de oxígeno en el cuerpo, a mayor altitud la respuesta del cuerpo a mantenerse consiente se reduce drásticamente por falta de oxígeno llegando a ser de muy pocos segundos cuando las altitudes superan los 35.000 o 40.000 pies. Pero sus primeros efectos se pueden observar a altitudes mucho menores desde los 10.000 o 12.000 pies.

Eventualmente estar expuestos a esta condición de falta de oxígeno lleva a la muerte ya que todos sabemos que el cuerpo humano necesita oxígeno para vivir.

Entonces, ¿cómo es que podemos volar tan alto y poder respirar en el avión? Muy sencillo, es por el sistema de presurización.

Presurización

El sistema de presurización es un sistema que provee a la sección presurizada del avión, es decir el o los habitáculos que estarán ocupados por personas o seres vivos una presión de aire equivalente a una altitud menor, de esta manera la concentración de oxígeno se establece a un nivel en que los ocupantes puedan respirar normalmente.

¿Cómo se logra la presurización?

No todos los sistemas son iguales y varían en su funcionamiento de avión en avión, pero generalmente el sistema consiste en obtener aire a presión proveniente de los motores de turbina para “rellenar” la cabina.

Este aire proviene de la sección o llamada también etapa de compresión de un motor de turbina, en donde se toma aire del ambiente y mediante compresores se lo comprime para alimentar las siguientes fases de potencia de turbina, en medio de estas etapas de compresión de aire limpio existen las denominadas “válvulas de sangrado” que extraen parte de ese aire comprimido caliente y lo redireccionan a través de filtros y sistemas reguladores de presión hacia la cabina.

Este aire de alta presión es regulado para proveer una presión “atmosférica” simulada a la cabina  equivale a una presión de una altitud mucho menor este aire es conocido como aire presurizado.

Este efecto de introducir aire con presión mayor dentro de la cabina del avión produce una fuerza sobre el fuselaje, una fuerza que pugna por salir hacia afuera, por eso, las puertas de emergencia son tipo tapón y en vuelo por más fuerza que uno ejerza no se las puede abrir porque para abrirlas hacia adentro se tiene que sobreponer a la fuerza de presurización ejercida sobre esta.

Cabe indicar, que el avión entre más cerca se encuentre a tierra, en descenso por ejemplo, la presión interna se vaya acercando a la presión externa, abriendo la posibilidad de que una puerta de emergencia, pudiera ser físicamente abierta en vuelo.

Entonces, este aire que sale de los motores entra caliente, dado que un efecto de aplicar presión sobre una masa de aire es aumentar su temperatura por tal motivo provocaría una cabina presurizada pero incómodamente caliente, por lo que el sistema mezcla este aire caliente con aire frio exterior para regular su temperatura o trabaja en conjunto un sistema de aire acondicionado.

Aire limpio

El aire que entra en cabina para su presurización no es como el de un globo que se infla y se mantiene así todo el tiempo. Todo el aire que entra está en constante circulación y modulación de temperatura, es decir siempre será fresco. Y el sistema se mantiene presurizando constantemente con aire nuevo.

En los mamparos de presión ubicados usualmente en la parte posterior existen válvulas reguladoras que mantienen la presión seleccionada de la cabina y mantienen un flujo de aire de salida, así como también existen válvulas de seguridad que actúan en caso de falla de las válvulas reguladoras y permiten despresurizar en caso de necesidad o mantener el avión despresurizado en tierra.

Usualmente el pasajero siente que el aire tiene un ambiente raro, a veces hasta puede tener olor, esto se debe a que el aire proviene de los motores, pasa por filtros, reguladores, canales de circulación, rejillas, etc. en donde recolecta impurezas propias del sistema pero como se mencionó anteriormente, dado que este proviene de una sección limpia del motor no hay peligro de que sea un aire contaminado.

Emergencias

Volviendo al caso del vuelo de Delta, ahora que sabemos cómo funciona el sistema de presurización y de cómo este nos provee de una cabina que nos da el confort de poder respirar tranquilamente con una presión de aire alta, también debemos pensar que como es un sistema, este esta propenso de fallar en cualquier momento.

Entonces, ¿qué pasa si el sistema falla o si existe una despresurización en cabina?

Para estos casos existen los procedimientos de emergencia, en donde la prioridad de la tripulación es descender a una altitud en la cual todos los ocupantes puedan respirar normalmente, para esto se debe proceder con un descenso de emergencia, en apariencia puede parecer que es un procedimiento peligroso pero la maniobra es normal y muy necesaria.

Lo primero que tendremos como pasajeros es la presentación de máscaras de oxígeno, estas proveen de oxígeno para respirar normalmente temporalmente pero estas mascarillas no tienen una cantidad suficiente de oxígeno para toda la duración del vuelo por lo que es prioridad llevar al avión a una altitud más baja donde la concentración de oxígeno permita una respiración normal dado que como ya se mencionó el tiempo de conciencia a grandes altitudes sin oxígeno es de escasos segundos por lo que se procede a descender lo más rápido posible generando esa sensación de “terror” en los pasajeros, sin embargo es un procedimiento normal y muy necesario para evitar daños en la salud de los ocupantes.

Ahora que ya conocemos como funciona la presurización, el sistema ambiental y que pasa si estos fallan tenemos la seguridad que si en algún momento tenemos que afrontar una emergencia de este tipo, sabremos actuar con calma, con la seguridad de que la tripulación hace lo posible para el bienestar y la salud inmediata de todos y manteniendo la calma incluso puedes ayudar a otros pasajeros a que permanezcan calmados.