Aeronave presurizada

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Aeronave presurizada

On octubre 6, 2021, Posted by , in Academia de aviación, tags , With Comentarios desactivados en Aeronave presurizada

Aeronave presurizada.

Los aviones vuelan a gran altura por dos razones.
Primero, un avión volando a gran altura consume menos combustible para una velocidad dada que a una altitud más baja a la misma velocidad porque el avión es más eficiente a una altitud elevada.

En segundo lugar, el mal tiempo y la turbulencia se puede evitar al volar en el aire relativamente tranquilo por encima de las tormentas. Muchos aviones modernos se diseñan para operar a gran altura, sacando ventaja de ese medio ambiente.

Para volar a mayor altura, la aeronave debe estar presurizada. Es importante que los pilotos que vuelan estos aviones se familiaricen con los principios básicos de funcionamiento.

En un típico sistema de presurización, la cabina, el compartimiento de vuelo, y los compartimentos para equipaje se incorporan en una unidad sellada capaz de contener el aire bajo una presión mayor que la presión atmosférica exterior. En los aviones de turbina, para presurizar la cabina se utiliza aire sangrado de la sección del compresor del motor. En modelos más viejos de aviones de turbina se pueden usar sobrealimentadores para bombear aire en el fuselaje sellado.

Aviones con motor de pistones pueden utilizar aire suministrado por cada turbocompresor del motor a través de un venturi (limitador de flujo). El aire es liberado del fuselaje por un dispositivo llamado válvula de salida. Mediante la regulación de la salida de aire, la válvula de salida permite un flujo de aire constante a la zona presurizada.

Un sistema de presurización por lo general mantiene una altitud de presión en la cabina de aproximadamente 8.000 pies a la máxima altitud de crucero de diseño de un avión. Esto previene rápidos cambios de altitud de cabina que pueden ser incómodos o causar lesiones a los pasajeros y tripulación. Además, el sistema de presurización permite un intercambio razonablemente rápido de aire desde el interior hacia el exterior de la cabina. Esto es necesario para eliminar olores y extraer el aire viciado.

La presurización de la cabina del avión es un método aceptado para proteger a los ocupantes contra los efectos de la hipoxia. Dentro de una cabina presurizada, los ocupantes pueden ser transportados con comodidad y seguridad durante largos períodos de tiempo, particularmente si la altitud de cabina se mantiene a 8.000 pies o menos, donde el uso de equipo de oxígeno no es requerido. La tripulación de vuelo en este tipo de aeronave debe ser consciente del peligro de la pérdida accidental de presión de cabina y estar preparada para hacer frente esta emergencia cuando ocurra.

Los siguientes términos ayudan a entender los principios de funcionamiento de los sistemas de acondicionamiento y de presurización del aire:

  • Altitud: altura real sobre el nivel del mar, a la cual está volando la aeronave.
  • Temperatura ambiente: la temperatura en el área inmediata que rodea el avión.
  • Presión ambiente: la presión en el área inmediata que rodea el avión.
  • Altitud de cabina: presión en la cabina en términos de altitud equivalente sobre el nivel del mar.
  • Presión diferencial: la diferencia de presión entre la presión que actúa sobre un lado de la pared y la presión que actúa sobre el otro lado de la pared. En aeronaves con sistemas de aire acondicionado y presurización, es la diferencia entre la presión de cabina y la presión atmosférica.

El sistema de control de la presión de cabina provee regulación de la presión de cabina, alivio de presión, alivio de vacío, y los medios para seleccionar la altitud de cabina deseada en el intervalo isobárico y diferencial. Además, la descarga de la presión de cabina es función del sistema de control de presión. Un regulador de presión de cabina, una válvula de salida, y una válvula de seguridad se utilizan para llevar a cabo estas funciones.

El regulador de presión controla la presión de cabina a un valor seleccionado en el intervalo isobárico y limita la presión de cabina a un valor diferencial preestablecido en el rango diferencial.

Cuando un avión alcanza la altitud a la cual la diferencia entre la presión dentro y fuera de la cabina es igual al máximo diferencial de presión para el que se diseñó la estructura del fuselaje, un aumento adicional de la altitud de la aeronave se corresponderá con un incremento en la altitud de cabina. El control diferencial se usa para prevenir que se exceda la máxima presión diferencial, para la cual fue diseñado el fuselaje. Esta presión diferencial se determina por la resistencia estructural de la cabina y, a menudo por la relación del tamaño de la cabina con las zonas probables de ruptura, como las zonas de ventanas y puertas.

La válvula de seguridad de presión del aire de cabina es una combinación de alivio de presión, alivio de vacío y válvula de descarga. La válvula de alivio de presión evita que la presión de cabina exceda una presión diferencial predeterminada por encima de la presión ambiente. El alivio de vacío evita que la presión ambiente exceda la presión de la cabina permitiendo que el aire exterior entre en la cabina cuando la presión ambiente sea superior a la presión de la cabina. El interruptor en el cockpit acciona la válvula de descarga.

Cuando este interruptor está en posición ram (forzar), se abre un relay, haciendo que la válvula descargue aire de la cabina a la atmósfera.

El grado de presurización y la altitud operativa de la aeronave están limitados por varios factores de diseño críticos. En primer lugar, el fuselaje está diseñado para soportar una máxima presión diferencial de cabina determinada.

Varios instrumentos se utilizan en conjunto con el controlador de presurización. El indicador de presión diferencial muestra la diferencia entre la presión interior y exterior. Este medidor debe ser controlado para asegurar que la cabina no supere la máxima presión diferencial permisible. Se provee también un altímetro de cabina para verificar en el rendimiento del sistema.

En algunos casos, estos dos instrumentos son combinan en uno. Un tercer instrumento indica la velocidad de ascenso o descenso de la cabina. Un instrumento de velocidad de ascenso de cabina y un altímetro de cabina se muestran en la figura


La descompresión se define como la incapacidad del sistema de presurización de la aeronave para mantener su presión diferencial de diseño. Esto puede ser causado por una avería en el sistema de presurización o daño estructural en la aeronave.

Fisiológicamente, las descompresiones se dividen en dos categorías:

  • Descompresión explosiva: un cambio en la presión de la cabina más rápido de lo que se pueden descomprimir los pulmones, posiblemente causando daño pulmonar. Normalmente, el tiempo necesario para liberar el aire de los pulmones sin restricciones, tales como máscaras, es de 0,2 segundos. La mayoría de las autoridades consideran que cualquier descompresión que se produce en menos de 0,5 segundos es explosiva y potencialmente peligrosa.
  • Descompresión rápida: cambio en la presión de cabina en la cual los pulmones se descomprimen más rápido que la cabina, no existiendo riesgo de daño a los pulmones.

Durante una descompresión explosiva, puede haber ruido, y uno puede sentirse aturdido por un momento.

El aire de la cabina se llena de niebla, polvo o escombros. La niebla se produce debido a la rápida caída de la temperatura y el cambio de humedad relativa. Normalmente los oídos se destapan automáticamente. El aire escapa rápidamente por la boca y la nariz debido a la salida de aire de los pulmones, y puede ser notado por algunas personas.

La descompresión rápida disminuye el período de la conciencia útil porque el oxígeno en los pulmones es exhalado rápidamente, reduciendo la presión en el cuerpo. Esto disminuye la presión parcial de oxígeno en la sangre y reduce el tiempo efectivo de rendimiento del piloto de un tercio a un cuarto del tiempo normal. Por esta razón, una máscara de oxígeno debe ser usado cuando se vuela a gran altitud (35.000 pies o más).Se recomienda que los miembros de la tripulación seleccionen el 100 por ciento de oxígeno en el regulador de oxígeno a gran altitud si la aeronave está equipada con un sistema de demanda por presión o demanda de oxígeno.

El principal peligro de la descompresión es la hipoxia.

La utilización rápida y adecuada del equipo de oxígeno  es necesaria para evitar la pérdida del conocimiento.

Otro peligro potencial que enfrentan los pilotos, tripulación y pasajeros en descompresiones de gran altitud es malestar por descompresión de gas. Esto ocurre cuando la presión en el cuerpo desciende lo suficiente, el nitrógeno sale de la disolución, y forma burbujas que pueden tener efectos adversos sobre algunos tejidos del cuerpo.

La descompresión causada por daños estructurales a la aeronave presenta otro tipo de peligro para los pilotos, tripulantes y pasajeros, la de ser lanzados o expulsados de la aeronave si se encuentran cerca de las aberturas.

Las personas cerca de las aberturas deben usar cinturones o arneses de seguridad en todo momento cuando el avión está presurizado y están sentados. Los daños estructurales también tiene el potencial de exponerlos a ráfagas de viento y temperaturas extremadamente frías.

Un rápido descenso de altitud es necesario si se quieren minimizar estos problemas. Sistemas automáticos de alerta visual y auditiva se incluyen en el equipamiento de todas las aeronaves con cabina presurizada.

Para saber más:

Cambios de presión

Presión atmosférica

Bibliografía.

U.S. Department of Transportation

Federal Aviation Administration

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