Presurización

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    #1 Presurización

    Hola amigos. Buenas tardes. Me llamo Ariel, tengo 45 años, soy técnico en informática y como todo técnico que se precie de serlo (en el área que sea), mi cabeza va más allá del simple: se rompió. Quiero saber cuándo, dónde, quíen, cómo y fundamentalmente, EL PORQUÉ (creo que allí está la diferencia mas grande entre el cerebro de un técnico y el del resto de los humanos mortales). No nos conformamos con saber que se rompió, queremos saber porqué se rompió, hasta el nivel atómico si es posible.
    Imagino que aquí postean mecánicos, pilotos, personas que asisten aviones en pista, aficionados a la aeronáutica, algún que otro docente .... en general, gente que la tiene bien clara y sabrá explicarme.
    Mi trabajo me ha permitido disfrutar de viajar en avión en varias oportunidades. En general en tramos cortos (Cba<->Bs.As. casi siempre, o el más largo (una sola vez): Bs.As - Sao Paulo en un AIRBUS 320 de TAM y regreso en mismo avión pero de LAN)).
    He viajado en las viejas y desaparecidas Inter-Austral (algunos la recordarán), SW y LAPA. Viajé en AA, Austral y últimamente TAM y LAN.
    He viajado en aviones de hélice y de turbina.
    He visto (y escuchado), desde mi asiento, cómo una hélice se ascelera cuando entra en un 'pozo de aire', y gira sin resistencia.
    Me da placer sentir como la fuerza de empuje de la turbina me hunde contra el respaldo de mi asiento.
    Disfruto ver como se torsiona el ala cuando hay turbulencias.
    Me gusta ver los vórtices que dejan algunos aviones cuando las condiciones climáticas lo permiten y la maniobra la favorece.
    He visto 'comerse' toda la pista del aeropuerto Taravella en Córdoba, en el despegue a un ANTONOV, y hace 2 años estuve parado (por primera vez en mi vida), a menos de 50 mts. de un 747 de LUFTHANSA (que monstruo por favor !!!).
    Parece mentira, pero increíblemente, nunca entré en una cabina de avión. Es más, si me atrevo a pedírselo a una azafata, creo que sería peor que un chico. Preguntaría para que es todos y cada uno de los controles.
    Todo esto se los cuento solo para que vean que no soy un 'desayunado'. Pero hay cosas que mi cabeza técnica me reclama saber y no me basta con la deducción lógica. Realmente voy a apreciar vuestras respuestas.
    Esta es mi consulta.
    He notado que cuando el avión comienza a descender, se me 'tapan' los oídos. Para 'destaparlos', me tapo la nariz e intento soplar por ella, lo que hace que se me 'destapen'. Alguna vez quise no hacerlo, y realmente llegó un momento que me empezaron a doler los oídos y tuve que hacerlo.
    Obviamente esto ocurre por la famosa 'presurización'.
    Ahora bien, ¿Qué significa presurizar el avión?, ¿Porqué se presuriza el avión?. ¿Acaso cuando el avión está en tierra, la presión atmosférica dentro de él es diferente de la normal ?, y si las puertas cierran herméticamente, ¿No implicaría que a 10.000 metros de latura, tenga la misma presión que a 1 metro?, ¿El presurizar la cabina, implica que nunca está todo herméticamente cerrado?, de ser así, ¿Porqué se obligó (hace muchos años atrás), a que las puertas de los aviones abran hacia afuera y no hacia adentro?. ¿Cómo se presuriza la cabina de un avión?, ¿Quién lo hace, los motores?.
    Son varias preguntas que surgieron en la oficina partir de la hipótesis del AirBus de Air France que, según dicen, literalmente, se desarmó en el aire ya que AirBus usa un proceso de unión del aluminio por fricción y que implica usar menos cantidad de remaches, por consiguiente menos peso.
    Disculpen toda 'la previa' a mi consulta, pero creí importante contárselas.
    Gracias a todos por sus respuestas.

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    23 comentarios / 30013 Visitas

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    09/07/2009
    #2 Re: Presurización

    Un avión se presuriza para mantener una atmósfera respirable para sus ocupantes, generalmente un jet comercial se presuriza para que las condiciones sean como estár volando a 8.000fts por sobre el nivel del mar. Más allá de ese valor, el oxígeno escasea y gradualmente se va complicando el respirar, entonces la presurización sirve para que el oxígeno tenga la suficiente presión para ingresar por la barrera alveolar de los pulmones, en principio hay oxigeno pero a bajo volumen y sin la presión necesaria como para que sea respirable. La presurización entonces mantiene una presión determinada más allá de la presión exterior. El aire con el que se presuriza el avión se obtiene de los motores, a través de la válvulas de sangrado o BLEED VALVES, que extraen aire de etapas del compresor de la turbina.

    Te hablo de Boeing 737 que es el que más o menos conozco. El sistema de presurización labura con los packs de aire acondicionado y está regulado por las outflow valves y dos controladores digitales de presurización en cabina que están en la E & E bay (equipment and electronic bays). Estos controladores controlan la outflow valve, concretamente uno la controla y otro funciona en modo backup. De esta manera se mantiene una presión de cabina aceptable. La outflow valve es una válvula que permite el intercambio de aire entre la cabina y el exterior.

    Además, los 737 tienen dos relief valves, una para presión negativa y otro para positiva, para mantener la presión diferencial dentro de las limitaciones, es decir, son como 2 válvulas de seguridad. Si la presión diferencial es muy alta, se abre una válvula de alivio para normalizar la presión. La válvula de alivio negativa se abre en caso de que la presión exterior sea mayor a la interior. Digamos, las relief valves son para evitar que el avión explote como un globo en caso de una presión diferencial excesiva.

    Desde la cabina el piloto selecta la altitud crucero y la elevación por sobre el nivel del mar del aeródromo de destino. En tierra las outflow valves se abren para despresurizar el avión y durante el despegue se empieza a presurizar a una altitud 200fts por debajo la elevación del aeródromo en el que estemos, esto es para mejorar la performance del avión y que la presurización sea “agradable” para el PAX. Durante el ascenso las outflow valves van trabajando para mantener una presión de cabina apropiada y durante el crucero, por más que varie el nivel de vuelo, la presión de cabina siempre es constante, salvo que haya una presión diferencial que me haga salir de parámetros normales de presurización. En el descenso el sistema va manteniendo una diferencia de presurización aceptable hasta que la presurización final va a ser 300fts por debajo de la elevación del destino. Una vez aterrizado, la outflow valve se abre para lentamente despresurizar el avión.

    Si te falla el controlador digital de presurización, este se inhibe y empieza a usar el backup. El piloto recibe una alerta para que selecte el sistema ALTN de presurización. Si fallan los dos, reciben una alerta para pasar a modo MANUAL de control de presurización. Ahí tenés que fijarte una pequeña tablita para ver la presión de cabina adecuada para tu nivel de vuelo, por ejemplo para un nivel de vuelo de 33.000fts, la cabina tendría que tener una presión igual a 8.000fts. Ahí entonces vas abriendo o cerrando la outflow valve para mantener la presión de cabina correspondiente.

    Seguramente los otros chicos puede aportar mas datos y completar más la explicación. Saludos

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    10/07/2009
    #3 Re: Presurización

    Juanpinir, tu respuesta ha sido más que suficiente y clara. Muchas gracias.

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    10/07/2009
    #4 Re: Presurización

    Como agregado a los comentarios de Juampinir, Boeing suele usar presiones diferenciales superiores a otras marcas, porque hace los fuselajes de mejor calidad, otras marcas usan presiones diferenciales menores, lo que obliga a llevar la presion de cabina a un mayor altitud, esto se traduce en cansancio, incomodidad, y hasta dolor de cabeza en los pasajeros.

    De memoria, para 350 de nivel, te iran unos 5600 pies de cabina...

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    21/07/2009
    #5 Re: Presurización
    Cita Escrito por juampinir Ver mensaje
    "....... Digamos, las relief valves son para evitar que el avión explote como un globo en caso de una presión diferencial excesiva.......

    Seguramente los otros chicos puede aportar mas datos y completar más la explicación. Saludos
    Estuve releyendo tu respuesta (y lo que agregó el amigo pietraroja) y se me vino a la cabeza el A-320 de Air France que dicen 'se desintegró' en el aire. Obviamente hasta que no estén las cajas negras no se sabrá cuál fué el causante pero ... los que saben de aviación como ustedes, ya se imaginan lo que pasó. Los que no sabemos mucho (como yo), no, entonces inferimos respuestas .....
    Habrá pasado eso con ese vuelo ????
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    22/07/2009
    #6 Re: Presurización
    Cita Escrito por arianza Ver mensaje
    Estuve releyendo tu respuesta (y lo que agregó el amigo pietraroja) y se me vino a la cabeza el A-320 de Air France que dicen 'se desintegró' en el aire. Obviamente hasta que no estén las cajas negras no se sabrá cuál fué el causante pero ... los que saben de aviación como ustedes, ya se imaginan lo que pasó. Los que no sabemos mucho (como yo), no, entonces inferimos respuestas .....
    Habrá pasado eso con ese vuelo ????
    Antes que contesten los que saben, salgo yo a hacer un posible papelón.
    Me parece dificil que sea ese el motivo del accidente.
    Si bien los Comet-4 explotaban, era por fatiga de material, no por exceso de presión.
    Supongo que debe resultar dificil llegar a semejantes presiones asi nomás, sin que haya alguna alarma. Mmmm, para mi es raro.

    Saludos
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    01/08/2009
    #7 Re: Presurización

    En airbus es mas o menos lo mismo con el tema de presurizar es el mismo principio de funcionamiento que en boeing.

    Respecto de las puertas, si bien se abren hacia afuera son puertas del tipo tapon, en el caso airbus se abren hacia afuera pero al cerrarlas descansan en unos topes y al presurizarse la cabina, la puerta se torna imposible de abrir desde adentro, eso porque al inflarse el mismo fuselaje hace parte del sellado hermetico de la puerta.

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    06/08/2009
    #8 Re: Presurización

    Buenas,

    Agarrando algunas cosas al boleo que me quedaron mientras leía, quisiera aclarar algunas cosas que "sé" desde un punto de vista teórico (ingenieril.)
    En el proceso de presurización, se modifica la presión interna del fuselaje a un valor distinto al de la presión exterior. Sin embargo, la presión interna no permanece constante, si mal no recuerdo. La presión interna varía también con la altura. Lo importante es que la diferencia de presiones no sea tal que dañe la estructura. Si mal no recuerdo nos habían tirado un valor a dedómetro que servía de referencia: Pext=0,3*Pint. Este sería el límite de presurización.
    Lo del asunto del Airbus de Air France, sinceramente lo hemos hablado en clase hace un tiempo ya, y entonces no tenían mucha idea. Lo que es seguro es que no reventó por presurización, sería una locura.
    Los Comet se accidentaban, en su época, casualmente por la fatiga. Resulta que las ventanas tenían esquinas en ángulo vivo, y eso hace que se concentren esfuerzos. Al presurizar y despresurizar la cabina, literalmente, se infla y se desinfla, y eso causa esfuerzos, que por la repetición causan fatiga. Esos esfuerzos repetitivos en la esquina de la ventana creaban fisuras, que, en algún momento, eran demasiado grandes y literalmente se rajaba el fuselaje.

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    07/08/2009
    #9 Re: Presurización
    Cita Escrito por juanimoralesv Ver mensaje
    Buenas,

    Agarrando algunas cosas al boleo que me quedaron mientras leía, quisiera aclarar algunas cosas que "sé" desde un punto de vista teórico (ingenieril.)
    En el proceso de presurización, se modifica la presión interna del fuselaje a un valor distinto al de la presión exterior. Sin embargo, la presión interna no permanece constante, si mal no recuerdo. La presión interna varía también con la altura. Lo importante es que la diferencia de presiones no sea tal que dañe la estructura. Si mal no recuerdo nos habían tirado un valor a dedómetro que servía de referencia: Pext=0,3*Pint. Este sería el límite de presurización.
    El valor es distinto segun el fabricante, Boeing tiene valores de presion diferencial superiores a Airbus...
    En boeing valores normales son 8.4/8.65 PSI con valvulas de alivio a 9.15/9.4 PSI...

    Valores altos significan mayor fatiga, y demandan una construccion de mejor calidad, pero redundan en el confort del pasajero especialmente en viajes largos.


    Cita Escrito por juanimoralesv Ver mensaje
    Lo del asunto del Airbus de Air France, sinceramente lo hemos hablado en clase hace un tiempo ya, y entonces no tenían mucha idea. Lo que es seguro es que no reventó por presurización, sería una locura.
    No si se produjo una fisura... ya hubo casos como el B-747 al que se le reparo indebidamente el domo de presion de cola.


    Cita Escrito por juanimoralesv Ver mensaje
    Los Comet se accidentaban, en su época, casualmente por la fatiga. Resulta que las ventanas tenían esquinas en ángulo vivo, y eso hace que se concentren esfuerzos. Al presurizar y despresurizar la cabina, literalmente, se infla y se desinfla, y eso causa esfuerzos, que por la repetición causan fatiga. Esos esfuerzos repetitivos en la esquina de la ventana creaban fisuras, que, en algún momento, eran demasiado grandes y literalmente se rajaba el fuselaje.
    Correcto...es cierto.

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    07/08/2009
    #10 Re: Presurización
    Cita Escrito por pietraroja Ver mensaje
    ...En boeing valores normales son 8.4/8.65 PSI con valvulas de alivio a 9.15/9.4 PSI...
    Esos valores, ¿qué valores son? ¿Son la diferencia entre exterior e interior?

    Cita Escrito por pietraroja Ver mensaje
    No si se produjo una fisura... ya hubo casos como el B-747 al que se le reparo indebidamente el domo de presion de cola.
    Claro, sí. Pequeño detalle, yo me lo estaba imaginando como que reventaba estando "enterito."
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