10.4. lecturas 10.4.1. lectura 9: la presurización en cabina
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10.4. Lecturas
10.4.1. Lectura 9: La presurización en cabina
El oxígeno comprende el 21% de la atmósfera, independientemente de la altura. Sin
embargo, la presión del aire disminuye cuando aumenta la altitud por lo cual resulta
muy difícil obtener oxígeno necesario para el cuerpo a grandes altitudes. Esta
dificultad comienza a los 14,000 pies de altura en donde todas las personas
requeriríamos oxígeno adicional, para esto, los aviones están equipados con
sistemas de presurización. Estos sistemas proporcionan oxígeno a todos los que
estamos a bordo de las aeronaves para permitirnos respirar adecuadamente.
3.1 PRESURIZACIÓN EN AVIONES
La presurización de una aeronave se realiza desviando parte del aire que entra en el
motor. Este aire se comprime y se calienta antes de hacerlo entrar en la cabina de
pasajeros y demás zonas presurizadas de la aeronave. Al comprimirlo se logra que la
relación de oxígeno por unidad de volumen aumente hasta niveles similares a los
existentes en capas más bajas de la atmósfera, haciendo posible que este aire sea
respirable. Sin embargo, el fuselaje de toda aeronave presurizada está diseñado
para soportar una determinada diferencia de presión entre el exterior y el interior. Si
la diferencia es excesiva, el fuselaje explotará como un globo.
Para controlar esta diferencia, la mayoría de las aeronaves presurizadas cuentan con
un sistema automático que la mide, y en caso de que la presión interior aumente,
deja salir parte del aire para aliviar esa subida. De igual forma, cuando el avión sube
o baja, este sistema controla que la diferencia de presión se mantenga dentro de
unos límites aceptables. No obstante, la tripulación dispone de un mando que
permite variar la presión interior y ajustarla a determinadas alturas. Si la aeronave
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sube o baja algo más rápido de lo normal, puede ocurrir que el sistema automático
no responda lo suficientemente rápido, y si la tripulación está ocupada con otras
cuestiones del vuelo, y no controla manualmente el cambio de la presurización,
esto puede dejarse sentir en los oídos de los ocupantes con taponamiento y dolores
principalmente.
La presurización de cabina es el bombeo activo de aire comprimido en la cabina de
una aeronave para garantizar la seguridad y confort de los ocupantes. Es necesario
cuando un avión alcanza una altitud importante, ya que la presión atmosférica natural
es demasiado baja como para suministrar el suficiente oxígeno a los ocupantes. Sin
la presurización se puede sufrir mal de montaña o incluso una hipoxia.
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3.2 VUELO PRESURIZADO
Una falta de oxígeno puede desembocar en hipoxia por la reducción de tensión de
oxígeno en los alvéolos. En algunos casos, especialmente personas con problemas
de corazón o pulmones, los síntomas pueden comenzar en altitudes relativamente
bajas de 1500 m (5000 pies) sobre el nivel del mar, aunque la mayoría pueden
soportar altitudes de 2500 m (8,000 ft) sin ningún síntoma. A esta altura la
respiración incorpora un 25% menos de oxígeno que al nivel del mar.
Los pasajeros también pueden fatigarse o tener dolor de cabeza a medida que el
aparato se eleva. Las reacciones del cuerpo pueden verse entorpecidas pudiendo
llegar a una pérdida del conocimiento. Vuelos a una altitud estable de más de
3,000 m (10,000 pies) precisan, por regla general, oxígeno adicional (por medio de
una cánula nasal o una máscara de oxígeno o un traje de presión).
Las aeronaves que realizan vuelos rutinarios sobre 3000 m (10,000 ft) están, por lo
general, equipados con un sistema de oxígeno alimentado por medio de máscaras o
cánulas (éstas últimas típicamente para naves pequeñas), o están presurizadas por
un sistema de control ambiental (del inglés Environmental Control System, ECS)
usando gas suministrado por un compresor o aire comprimido del motor. Este aire
está precalentado y es extraído a una temperatura de aprox. 200 °C (392 °F), y el frío
por medio de un tránsito a través de un intercambiador de calor, y la máquina de aire
en ciclo (conocido en el mundo de la aviación comercial como the packs system). Las
aeronaves más modernas tienen un controlador electrónico de doble canal para
mantener la presurización junto con un sistema redundante manual. Estos sistemas
mantienen una presión de aire equivalente a 2.500 m (8.000 pies) o menor, incluso
durante el vuelo a una altitud de más de 13.000 m (43.000 pies). Las aeronaves
cuentan con una válvula de alivio de presión en casos de exceso de presión en la
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cabina. Esto se hace para proteger la estructura de la aeronave de una carga
excesiva. Si la cabina se mantuviera a la presurización a nivel del mar para luego
subir a una altura de 10.700 m (35.000 pies) o más, el diferencial de presurización
sería mayor que 60 kPa (9 psi) y la estructura del avión sufriría una carga excesiva.
Si una aeronave presurizada sufre un fallo de presurización sobre 3.000 m
(10.000 pies) entonces puede hablarse de una situación de emergencia. En ese caso
la aeronave debe comenzar un descenso de emergencia y las máscaras de oxígeno
deben de activarse para todos los ocupantes. En la mayoría de aviones de pasajeros
(como por ejemplo en el Boeing 737), las máscaras de oxígeno de los pasajeros se
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activan de forma automática si la presión de la cabina se reduce por debajo de la
presión equivalente de la atmósfera a 4.500 m (14.000 pies) (es decir, si la "altitud
de la cabina" sube de los 14.000 pies).
3.3 HISTORIA Y USO DE LAS CABINAS DE PRESURIZACIÓN
Antes de la Segunda Guerra Mundial el Boeing 307 Stratoliner ya tenía una cabina
presurizada, si bien, sólo se produjeron diez de estos aparatos. Los aviones con
motores de pistón de la Segunda Guerra Mundial volaban a menudo a gran altura sin
estar presurizadas, por ello los pilotos usaban máscaras de oxígeno. Esto era un
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problema en bombarderos de mayor tamaño pues contaban con una tripulación a
bordo mucho más numerosa. Por ello, el primer bombardero con cabina
presurizada (para la zona de pasajeros) no tardó en llegar, fue el B-29
Superfortress. El sistema de control de la presión de la cabina lo desarrolló Garrett
AiResearch Manufacturing Company, sirviéndose en parte de licencias
de Boeing para el Stratoliner.
3.4 PÉRDIDA DE PRESURIZACIÓN
Una de las consecuencias de la presurización de una cabina es que la presión dentro
del aeroplano pueda ser 70 kPa (10 psi), mientras que la presión exterior sea sólo
15 kPa (2 psi). Lo que normalmente sería un orificio inofensivo, con esta diferencia
de presión va a generar un intenso chirrido con salidas de aire a
velocidades supersónicas. Un orificio de una longitud de metro y medio
despresurizaría una aeronave jet en fracciones de segundo.
3.4.1 Descompresión lenta
Una despresurización lenta puede tardar unos pocos segundos o algunos minutos,
dependiendo del tamaño de la fuga del aire. Debido a la bajada del nivel de oxígeno,
las personas pueden sufrir de hipoxia, o falta de oxígeno en la sangre, y por eso los
aviones de pasajeros van equipados con máscaras de oxígeno de emergencia en
caso de que esto suceda. Las máscaras de oxígeno caen inmediatamente de sus
compartimientos donde van alojados para suministrar oxígenos a los pasajeros
mientras en cabina de pilotos se hace un descenso de emergencia para permitir
estar a una altitud donde el ser humano sea capaz de obtener el oxígeno de manera
natural. Si la bajada de presión es demasiado rápida, puede dañar nuestros oídos.
Además, si la despresurización se produce por un agujero en la cabina del pasaje,
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los objetos serán succionados hacia afuera y al salir volando a gran velocidad
podrían herir a alguien.
Una descompresión gradual o lenta es peligrosa porque puede que no se detecte. El
accidente de Vuelo 522 de Helios Airways en 2005 es un buen ejemplo. Los sistemas
de advertencia pueden ser ignorados, malinterpretados o fallar, y por ello el
reconocimiento autónomo de los efectos inherentes de la hipoxia puede verse
reducido a la experiencia o al entrenamiento. Los nuevos sistemas de respiración de
oxígeno reducido son más accesibles y seguros y proveen una experiencia práctica
valiosa. Un aumento de la oferta de este tipo de entrenamientos por las autoridades
reguladoras fomentaría el conocimiento de la hipoxia y, así, la seguridad en el sector
da la aviación.
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Señales de una despresurización lenta:
• A los 10.000 pies de altitud de cabina, se encienden las señales de
“Cinturones” (Fasten Seat Belt) y “No fumar” (No Smoking).
• A los 11.300 pies de altitud de cabina, se encienden todas las luces del avión
al máximo y se iluminan los letreros de las salidas.
• A los 14.000 pies de altitud de cabina, bajan las máscaras y los sobrecargos
(auxiliares de vuelo) deben tomar el micrófono y dar comandos repetitivos en
inglés y en español sobre la utilización de las mismas.
3.4.2 Descompresión rápida o explosiva
La despresurización rápida o explosiva ocurre cuando hay un cambio inmediato de
presión por daño estructural de la aeronave y los pulmones no pueden ajustarse al
cambio de presiones. En éste caso, las máscaras con oxígeno también caen, a
manera de servir de suplemento mientras se realiza un descenso de emergencia. En
una despresurización rápida, es posible que el avión pierda momentáneamente algo
de estabilidad, y que la cabina de pasajeros se llene de niebla (por la diferencia de
temperaturas) ya que se ha roto la aerodinámica del vehículo, pero seguro que los
pilotos pueden solucionarlo sin problemas.
Se denomina descompresión rápida al cambio en la presión de la cabina en la que
los pulmones se pueden descomprimir más rápido que la cabina. Este tipo de
descompresión en una aeronave comercial no ocurre a menudo pero de ocurrir es
peligrosa por objetos voladores o incluso por la posible fuerza de atracción a la fisura
si se está cerca de ella. También puede ocurrir una deformación interna de los
paneles y del suelo.
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Se denomina descompresión explosiva al cambio de presión de la cabina más
rápido de lo que pueden hacerlo los pulmones (menos de 0.5 segundos). Este tipo
de descompresión es potencialmente peligrosa para los pulmones y se corre
también el riesgo de ser golpeado por objetos voladores.
Factores físicos:
Los factores físicos básicos que determinan la velocidad de descompresión, que a su
vez influirán directamente en los efectos fisiológicos, son:
• Volumen de la Cabina Presurizada: a mayor volumen de cabina, más lenta
es la descompresión, si todos los otros factores permanecen constantes.
• Tamaño de la Abertura de la Cabina: a mayor tamaño de la abertura, mayor
rapidez de la descompresión. La relación entre el volumen de la cabina y la
superficie o área de la abertura u orificio, es tal vez el principal factor que
condiciona la velocidad y tiempo de descompresión.
.
• Presión Diferencial: La diferencia entre la presión del interior de la cabina y
la presión atmosférica (Pc -Pa) afecta directamente la severidad o intensidad
de una descompresión rápida, pero no al tiempo mismo de descompresión; a
mayor presión diferencial, mayor severidad de descompresión.
• Cuociente o Razón de Presión: El tiempo de descompresión depende del
cuociente entre la presión en el interior de la cabina y la presión exterior
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ambiente (Pc/Pa). Mientras más grande este cuociente, mayor será el tiempo
de descompresión.
• Altitud de Vuelo: Las consecuencias fisiológicas que siguen a una
descompresión rápida son influenciadas directamente por la altitud de cabina
final alcanzada por la aeronave, en especial en lo referido a Hipoxia aguda.
Señales de una despresurización rápida o explosiva:
• Disminución de la temperatura (la tendencia de la temperatura de cabina será
de igualarse con la temperatura exterior).
• Aparición de niebla por condensación.
• Ruido intenso (las dos masas de aire, interior y exterior, hacen contacto).
• Succión de objetos y partes internas de avión (los objetos vuelan, los paneles
pueden soltarse).
También se producen efectos fisiológicos como Hipoxia (disminución de oxigeno en
la sangre o pérdida de conciencia si no se suministra oxígeno de emergencia. El
tiempo que transcurre hasta la pérdida de consciencia en un entorno con escasez de
oxígeno varía con la altitud), hipotermia y expansión de gases.
3.5 PRESURIZACIÓN DE LA CABINA EN EL FUSELAJE
Cuando la aeronave se presuriza y despresuriza la capa de metal del aeroplano se
expande y contrae, respectivamente, resultando en fatiga del metal. Las aeronaves
modernas están diseñadas para resistir estos ciclos de compresión, pero algunas
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naves más antiguas (ej. De Havilland Comet) tuvieron accidentes fatales por no
estar los suficientemente preparados frente a este fenómeno.
3.6 PRESURIZACIÓN DE LA CABINA EN EL CUERPO HUMANO
� Senos nasales y del oído: Hay que adaptarse al aire de la cabina presurizada
desde el comienzo. Uno de cada 3 pasajeros tiene dolor en los oídos e incluso
pérdida temporal auditiva durante el aterrizaje o el despegue. A este fenómeno
el House Ear Institute de Los Ángeles lo denomina aerotitus. Cambios rápidos de
presión provocan que la bolsa de aire dentro del oído se expanda o contraiga
durante el despegue y aterrizaje, respectivamente, alargando así el tambor (oído).
Para igualar la presión debe de salir o entrar aire a través de la trompa de
Eustaquio.
� Dientes: quien tenga gas atrapado en un diente infectado puede
sufrir barodontalgia, un dolor de dientes provocado por la exposición a una
presión atmosférica cambiante.
� Neumotórax: a todo aquel que haya padecido un neumotórax se le recomienda
no volar (incluso en una cabina presurizada) durante, al menos, un mes, y se
recomienda que se examine con rayos x antes de volar.
� Junto con los problemas que puedan padecer algunos pasajeros, la presión de la
cabina equivalente a una altitud de 2.500 m (8.000 pies) de la mayoría de vuelos
contribuye a la fatiga que se sufre en vuelos largos.