Como introducción debemos saber por que un avión de pasajeros vuela a gran altitud pero con restricciones. Una aeronave, específicamente de pasajeros puede volar hasta a 40.000 ft. (12.100 m) y existen tres grandes razones:
Dinero
Cuanto más alto vuele, más rápido irá. Los responsables de este efecto de velocidad son las moléculas de aire que fluyen en el ambiente, cuanto más alto, menos moléculas de aire interfieren con el avión, lo que hace que vaya a más velocidad sin que la densidad del aire lo interfiera. A más altura, menos densidad. Entonces veamos, a mayor velocidad sin que nada lo interfiera, menos combustible se gastará, llevándote a tu destino mas rápido.
Comodidad
La tierra y su naturaleza, producen todos los efectos meteorológicos que ya conocemos, lluvia, tormentas, fuertes ráfagas de vientos, etc. Estos fenómenos ocurren por debajo de los 10.700 m, entonces, es más conveniente que una aeronave vuele con confort y seguridad, es por eso que a medida que el avión asciende, menos probabilidades de ingresar a una tormenta habrán o que fuertes turbulencias afecten el curso normal y la performance del aparato.
Seguridad
Este punto es el más importante de todos, e irónicamente, a más altura, más seguro volará una aeronave, pero ¿por qué? Esto se debe mucho a los casos de fallas de motores o cualquier otro desperfecto que un avión pueda sufrir y necesite un aterrizaje de emergencia. Los pilotos fueron entrenados para poder sobrellevar estos tipos de inconvenientes, pero necesitan tiempo para poder solucionarlo, para eso el avión vuela a gran altura, así las tripulaciones tendrán el tiempo necesario para poder realizar los procedimientos de emergencias que el manual del avión lo requiera.
Pues bien, ahora que sabemos que viajar a gran altura conlleva un viaje más relajado, económico y seguro, vayamos a la pregunta inicial. ¿Que pasaría si avión comenzara a traspasar los 40.000 pies? La respuesta es un poco compleja y estudiada, para la cual analizaremos de nuevo varios puntos. Así como vimos la comparación de más altura = menos densidad del aire, ésto también afectará a la aeronave, pero ¿no es lógico que a menos aire tendremos más velocidad? Si, pero ingresando al mundo de los motores de aeronaves, debemos saber que un motor trabaja de la siguiente manera: oxígeno + combustible = explosión para el empuje; un motor sin oxígeno, sencillamente no funcionará. Pasando el límite de la troposfera, el aire ya no contiene el oxígeno necesario que un motor necesita.
¿Recordás la primera vez que abordaste un avión? Cuando esa máquina voladora se encontraba en tierra, se podían escuchar sus motores, pero una vez arriba y sobre pasando los 10.700 m., los motores apenas producen suficiente empuje para mantener la altitud del avión, es por eso que el esfuerzo de un motor es menor, por lo tanto el sonido y la vibración son menores.
La temperatura también puede ser un problema, mientras en tierra podemos tener 25° Celcius, a gran altura puede descender a -60° C., y con la temperatura baja, la velocidad del sonido también se ve afectada. Por lo tanto, cuando la temperatura y la velocidad del sonido caen de una manera espantosa, la velocidad del aire, aumentará. Así, la verdadera velocidad del avión traspasará el «Mach» indicado por el fabricante, a esto los pilotos lo llaman «la esquina del ataúd», pero antes de complicarnos con mucha información haremos este pequeño cuadro semi matemático.
Mayor altura = menos densidad del aire
Menos densidad del aire = mayor velocidad
Mayor velocidad = sobrepasa el mach requerido
Entonces, volvamos a «la esquina del ataúd», frase consagrada por los pilotos. Una vez que el indicador real de velocidad sobrepase lo requerido, el piloto tenderá a reducir la potencia de sus motores y esto llevará a una pérdida de baja velocidad. O lo contrario, una pérdida de alta velocidad sin reducir la potencia, pero sobrepasando las cuatro fuerzas que sostienen una aeronave (tracción, resistencia, peso y sustentación), una vez que la tracción sobrepase, o cualquiera de las tres fuerzas restantes, este avión entrará en «picada» y será difícil de volver a retomar su curso normal de vuelo.
Todos los aviones tienen un número Mach crítico, lo cual describe la relación entre la velocidad del sonido con la de la aeronave, una vez que esta se traspasa es cuando se «rompe la barrera del sonido». Esto generará ondas de choques, a este efecto se producirá mucha resistencia en diferentes partes de la aeronave, y si todos estos eventos ocurrieran en «la esquina del ataúd», el avión se partirá en mil pedazos, una de las razones por la cual los pilotos no pueden volar el avión mas allá de su velocidad Mach diseñada.
Es por todo lo anterior, y por muchas razones críticas, científicas y naturales, que un avión no puede sobrepasarse de la altura dada por el ATC o Controlador de Tráfico Aéreo. Existen leyes y códigos aeronáuticos que sancionan a los pilotos si éstos llegasen a sobrevolar más alto de lo acordado.
Si después de este artículo te quedaste preocupado, tranquilo/a, el avión es y seguirá siendo el medio de transporte más seguro del mundo.
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