Hoy conoceremos más sobre un sistema muy importante en los aviones, hablaremos sobre la presurización que ofrece seguridad y comodidad a los viajeros.
Previamente hemos revisado en este blog temas importantes sobre la presurización y el aire que respiramos en los aviones, pero en esta oportunidad tendremos otra visión de este sistema fundamental en miles de vuelos y aviones en el mundo.
Post escrito por: Guillermo Casalins
Ingeniero Aeronáutico
Fundación FIA
Nuestro amigo la presurización
Es muy conocido el termino PRESURIZACIÓN en la mayoría de los pasajeros y claro entre los tripulantes y mecánicos de aviación. Efectivamente es lo que insinúa la palabra PRESURIZAR (presión). La gente piensa inmediatamente en oxígeno, sabe que a medida que se asciende el aire es menos denso y la concentración de este se disminuye con la altura, hasta que ya es prácticamente insuficiente para los requerimientos vitales del ser humano y aun para la mayoría de los animales, eso es verdad, pero solo es una parte de lo que realmente acontece en las cabinas del avión cuando nos aventuramos a estar en lugares para lo cual no estamos hechos y que son sumamente hostiles para la vida.
El aire que respiramos está compuesto por varios tipos de gases y es el oxígeno, que, aunque está en un porcentaje menor (más o menos 20%) es el más necesario para la vida; pero es útil siempre y cuando pueda ser asimilado adecuadamente y en cantidades suficientes por los alveolos de los pulmones y ser distribuido por la sangre a todo el cuerpo.
Las auxiliares de vuelo en las instrucciones nos dicen, muy sonrientes, que, en caso de despresurización, caerán las respectivas máscaras de oxígeno y que nos pongamos la nuestra antes de ayudar a alguien que la necesite, pero ellas saben que se va a tener que bajar a niveles inferiores lo más rápido posible, eso para que, ¿si tenemos las máscaras puestas? Es una buena pregunta.
La respuesta es la misma por lo cual los astronautas o los buzos de grandes profundidades necesitan no solo oxígeno sino trajes especiales.
A medida que ascendemos sabemos que la presión disminuye y que las partículas de oxígeno están más escasas (por volumen) y al presurizar (aumentar la presión en la cabina) de nuevo se concentrarían en proporciones adecuadas para el consumo humano; pero resulta que si se está muy alto, dependiendo de cada persona, aunque tengas una máscara de oxígeno suministrando suficiente aire, a esos niveles de vuelo tus pulmones no serían capaces de absorber el suficiente oxígeno para conservarte con vida, es necesario bajar para que el cuerpo esté en un ambiente menos duro y más amigable para la vida (como la conocemos). El transporte aéreo regular de pasajeros implica el poder llevar a la mayor cantidad de personas de un lugar a otro sin que estos sean atletas olímpicos (o sea a personas comunes y corrientes) y es por eso que debemos simular lo más posible un ambiente donde la mayoría nos sintamos a gusto y sin el miedo de sufrir todas las enfermedades que implica estar por tiempos prolongados en alturas de vuelo necesarias (operacionalmente) hoy día en la navegación aérea.
Ahora viene algo más interesante ¿qué pasaría si nos elevamos más y más, como los pasajeros de un Concorde, un SR 71 o un globo de gran altura? pasarán cosas insospechadas. El agua, al nivel del mar con una presión más o menos de 29.92 pulgadas de mercurio o 14 psi (libras por pulgada cuadrada) hierve a 100 grados centígrados, a medida que nos elevamos hierve a menos temperatura, en Bogotá por ejemplo seria a alrededor de 92 grados centígrados, a 8848 metros (Everest) a 86 grados a 11000 (a la altura normal de vuelo) a 71 grados y 19000 metros a 37 grados. Eso no tendría mayor importancia si nuestro cuerpo no fuera en su mayoría agua y si nuestra temperatura no estuviera más o menos a 37 grados centígrados, porque eso significa que a 19000 metros (60000 pies, casi el nivel de vuelo normal en un concorde) nuestra sangre estaría, si no fuera por su presión interna, a punto de hervir, con las consecuencias graves que eso conlleva a nuestra salud, nos asamos en nuestro jugo, literalmente, porque la saliva si pudiera hervir.
Sabido todo esto podemos entender los grandes esfuerzos que hacen los ingenieros diseñadores y las constructoras de aviones para ponerlos a volar a niveles superiores, o seas bien altos, les trae muchos beneficios a el vuelo, evita la congestión de aviones, normalmente están sobre el mal tiempo, los motores consumen menos combustible y en algunas zonas se aprovechan los vientos favorables (jet stream)aunque la presurización implica más peso, más consumo de combustible, más costos en su construcción y con más sistemas que operar; además de tener que controlar la temperatura con sofisticados sistemas de aire acondicionados que son tan complicados y antieconómicos que los aviones modernos reciclan parte de ese aire por medio de eficientes filtros en el interior del sistema, sin mencionar el drag que se genera para enfriar los excambiadores de calor del aire acondicionado.
Ahora vamos a ver cómo lo logran, lo primero es una cabina totalmente sellada y reforzada para las presiones y los ciclos que debe soportar, lo segundo es conseguir una fuente de aire, en la actualidad, con los motores a turbina, es muy fácil obtenerlo de las primeras etapas del compresor, un sistema de control de la presión que normalmente se logra controlando la válvula por donde sale el aire ,si entra más que el que sale presuriza, si sale más del que entra despresuriza ,si sale el mismo volumen del que entra la presión dentro de la cabina se mantiene y se obtiene de forma automática, semiautomática y manual. Lógicamente unos sistemas de válvulas de seguridad para evitar que en caso de una falla de los controladores o humana la integridad de la estructura colapse por sobrepresión o por el contrario por una presión exterior mayor que haría que la cabina haga implosión.
La historia de la presurización, como casi todas las innovaciones aeronáuticas, tiene su lado oscuro y doloroso, son muy conocidos los varios accidentes de los De Havilland Comets, debido a las fallas estructurales por causa de los ciclos de presurización y despresurización, esos desastres aportaron mucho al desarrollo de la industria en el desarrollo de las nuevas células y diseño de las ventanas de los modernos jets que hoy volamos.
Este era uno de los temas que discutía seguido con un gran aviador, amigo y compañero el capitán ALVARO MEJIA en los vuelos largos donde me contaba sus experiencias, esas que enriquecía el conocimiento y la importancia de una buena y correcta operación del equipo, pero las antorchas pasan de una generación a otra y ahora esas discusiones las hago con un joven y estudioso comandante Cristian Cuestas, que al llegar a crucero saca sus notas, acomoda su silla, mira hacia atrás y pregunta Casa…?
Nota: El Comet no fue el primer avión presurizado de pasajeros, ni el primero en tener las ventanas cuadradas, pero debido a sus impresionantes accidentes es el que más ha dejado enseñanzas para futuros diseños.
