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Come funziona la pressurizzazione di un aereo?

Siamo così tanto abituati all’idea di volare dentro un aereo, che non riflettiamo mai su un aspetto fondamentale: come riusciamo a respirare tranquillamente anche nella stratosfera, a 12 mila metri d’altezza?

Tutto merito del sistema di pressurizzazione dell’aereo: senza questo, la nostra incapacità di respirare a quella altitudine, ci farebbe presto perdere coscienza e ci porterebbe alla morte.

Per sopravvivere in alta quota, occorre dunque pompare aria nell’aereo in modo che la pressione interna sia abbastanza alta da rendere possibile ai passeggeri la respirazione.

Perché preoccuparsi della pressurizzazione? Perché non scegliamo di volare più in basso?

Gli aeroplani possono volare anche al di sotto dei 12 mila metri, dove la pressione atmosferica è di 0,68 atm o superiore, ma questo comporta alcuni inconvenienti:

  • sarebbe difficile attraversare le catene montuose più alte;
  • il maltempo spesso si verifica a quote più basse;
  • i motori che comunemente vengono montati sugli aerei sono molto meno efficienti a quote più basse determinando velocità di volo molto più basse e consumi orari molto più alti.

Come funziona un sistema di pressurizzazione?

Il corpo dell’aereo, la fusoliera, è un tubo lungo in grado di sopportare una discreta differenza di pressione dell’aria tra interno ed esterno; pensala come una grande bottiglia di plastica. In teoria, potremmo sigillare la bottiglia così, mentre l’aereo sale, la pressione dell’aria interna rimarrebbe la stessa.

Non possiamo però farlo perché è difficile sigillare perfettamente l’enorme fusoliera di un aeroplano e, anche se potessimo, i passeggeri consumerebbero rapidamente l’ossigeno disponibile. Per non parlare della salubrità dell’aria all’interno di un aereo perfettamente sigillato durante un lungo volo! Inoltre man mano che si sale si verrebbe a creare un differenziale di pressione tale fra interno ed esterno della fusoliera che determinerebbe sicuramente dei danni strutturali.

Una fusoliera è un po’ come una bottiglia di soda con un foro nella parte posteriore: i sistemi di pressurizzazione pompano costantemente aria compressa proveniente dai compressori presenti nei motori. Per controllare la pressione interna e consentire all’aria interna di uscire, due o più valvole di deflusso situate vicino alla coda dell’aeromobile.

Le valvole sono controllate automaticamente dal sistema di pressurizzazione dell’aeromobile. Se è necessaria una pressione maggiore all’interno della cabina, la valvola si chiude. Per ridurre la pressione della cabina, la valvola si apre lentamente, consentendo a più aria di fuoriuscire. In questo modo il sistema di pressurizzazione regola sia la pressione interna, quindi la quota cabina, permettendo una permanenza confortevole ai piloti e ai passeggeri, sia il differenziale di pressione consentendo di evitare danni strutturali alla fusoliera.

Uno dei vantaggi di un sistema di pressurizzazione è il flusso costante di aria pulita e fresca che si muove attraverso l’aeromobile. L’aria all’interno dell’aereo viene completamente cambiata ogni due o tre minuti, rendendola persino molto più pulita dell’aria di casa o dell’ufficio.

I sistemi di pressurizzazione sono progettati per mantenere la pressione all’interno della cabina tra 0,81 e 0,75 atm a quota di crociera. Su un volo tipico, mentre l’aereo sale a 10 mila metri, l’interno della cabina corrisponde all’altezza tra i 1800-2400 metri.

Ti starai chiedendo a questo punto “Perché non mantenere la cabina a 1 atm per simulare la pressione a livello del mare?”. L’aeromobile deve essere progettato per resistere alla pressione differenziale, che è la differenza tra la pressione dell’aria all’interno e quella all’esterno dell’aeromobile. Il superamento del limite di pressione differenziale è ciò che fa scoppiare un palloncino quando è gonfiato eccessivamente.

Maggiore è la pressione differenziale, più forte (e più pesante) l’aereo deve essere costruito. È possibile costruire un aereo in grado di resistere alla pressione a livello del mare durante la crociera, ma richiederebbe un aumento significativo dello spessore della fusoliera e quindi del peso del velivolo. Una cabina tra 0,81 e 0,75 atm è un buon compromesso.

Le conseguenze di volare in una cabina pressurizzata

L’aria all’interno della cabina dell’aeromobile ha un’umidità molto bassa. Durante un lungo volo è importante bere molta acqua per rimanere idratati.

Il consumo di alcol invece, a causa della disidratazione, può comportare effetti più evidenti e fastidiosi. Se scegli di bere alcolici durante un volo, assicurati di bere molta acqua e mangiare qualcosa mentre ti godi il tuo cocktail.

Anche il cibo potrebbe assumere un sapore diverso o potrebbe anche risultare insipido. La bassa umidità della cabina dell’aeromobile e la bassa pressione dell’aria riducono il senso del gusto e dell’olfatto fino al 30% in meno. Le cucine alimentari delle compagnie aeree aggiungono spesso spezie e aromi in più ai pasti per compensare le papille “paralizzate”!

Durante il decollo, l’aria nell’orecchio si trova a una pressione maggiore di quella in cabina, perché è un “residuo” di quella di terra: il timpano, la sottile membrana che trasmette le vibrazioni delle onde sonore all’orecchio interno, sporge verso l’esterno. Sbadigliare, masticare, deglutire, parlare, aiutano a portare la pressione all’interno e all’esterno dell’orecchio allo stesso livello.

In fase di atterraggio, la pressione in cabina torna a salire, mentre quella all’interno dell’orecchio è ancora a livello di crociera. Il timpano è spinto all’interno, per questo avvertiamo le orecchie tappate e l’udito ovattato. Masticare una caramella, sbadigliare o bere aiutano ad aprire le trombe di Eustachio – i condotti che collegano l’orecchio medio al retro del naso – ed equilibrare nuovamente la pressione.

Insomma, se non ci fosse il sistema di pressurizzazione, non sarebbe possibile volare così come siamo abituati a farlo oggi!