Fundamentos de Presurización y Aire Acondicionado en Aeronaves
Los sistemas de presurización y aire acondicionado mantienen un ambiente cómodo y seguro para los pasajeros y la tripulación. Esto implica regular la presión y la temperatura de la cabina utilizando aire suministrado por los motores o la APU.
Aire Acondicionado (Máquina de Ciclo de Aire)
Comúnmente llamada "Packs de Aire Acondicionado" o "Sistema Bootstrap", la Máquina de Ciclo de Aire (ACM) enfría el aire de purga caliente para su uso en la cabina.
- Ciclo de Operación:
- Intercambiador de Calor Primario: El aire de purga de alta presión se enfría previamente utilizando aire ram.
- Compresor: El aire se comprime (calentándolo nuevamente).
- Intercambiador de Calor Secundario: Elimina el calor del aire comprimido utilizando aire ram.
- Turbina: El aire se expande a través de la turbina, que impulsa el compresor y enfría significativamente el aire.
- Separador de Agua: Elimina el exceso de humedad.
- Humidificador: Puede agregar humedad para mayor comodidad antes de ingresar a la cabina.
- Medio de Enfriamiento: Los intercambiadores de calor utilizan aire ram (aire de impacto). En tierra o durante el vuelo lento, un ventilador de enfriamiento en tierra extrae aire a través de los conductos de aire ram para asegurar el intercambio de calor.
- Función Principal: Aunque tanto la presión como la temperatura descienden a través de la ACM, su propósito principal es enfriar el aire de purga.
Control de Presurización
La presurización se logra suministrando una masa constante de aire a la cabina y regulando la cantidad de aire que se permite escapar.
- Válvulas de Salida (Outflow Valves): Son los dispositivos de control primarios.
- Cerrar las válvulas reduce el flujo de salida, aumentando la presión de la cabina (disminuyendo la altitud de la cabina).
- Abrir las válvulas aumenta el flujo de salida, disminuyendo la presión de la cabina (aumentando la altitud de la cabina).
- Modos de Control:
- Automático: Un controlador electrónico envía señales a motores AC para posicionar las válvulas. Teóricamente, la presión de la cabina disminuye más lentamente que la presión atmosférica durante el ascenso para mantener la programación.
- Manual: El piloto utiliza un circuito separado con un motor DC para posicionar las válvulas.
- Amerizaje (Ditching): Cierra todas las válvulas para evitar la entrada de agua durante un aterrizaje en agua.
- Pre-Presurización: El sistema presuriza ligeramente la cabina en tierra para evitar un "golpe" de presión en la rotación/despegue.
Seguridad y Mal funcionamiento
- Válvula de Seguridad (Alivio de Presión Positiva): Se abre si la presión de la cabina sube demasiado en relación con el exterior (Dif. máx. + ~0.25 psi).
- Válvula de Alivio Interior (Alivio de Presión Negativa): Se abre si la presión exterior es mayor que la interior (por ejemplo, durante un descenso rápido), evitando daños al fuselaje por compresión.
- Escenarios de Mal funcionamiento:
- Válvula de Salida atascada en CERRADO: La presión aumenta hasta que la válvula de seguridad se abre.
- Válvula de Salida atascada en ABIERTO en crucero:
- Régimen de Ascenso de Cabina: Aumenta.
- Altitud de Cabina: Aumenta (la cabina se despresuriza).
- Presión Diferencial: Disminuye (eventualmente a 0).
Instrumentación
- Altímetro de Cabina: Indica la presión de la cabina como una altitud equivalente.
- Variómetro de Cabina: Indica la tasa de cambio de la altitud de la cabina.
- Medidor de Presión Diferencial: Muestra la diferencia entre la presión interna y externa.
- Advertencias: Las advertencias visuales y auditivas se activan si la altitud de la cabina excede 10,000 ft.