Atmósfera Estándar Internacional (ISA): Gradiente Térmico, Temperatura y Presión
La Atmósfera Estándar Internacional (ISA) es un modelo atmosférico hipotético utilizado como referencia para la navegación aérea y el diseño de aeronaves.
Valores Estándar
- Nivel del Mar (MSL):
- Temperatura: +15°C
- Presión: 1013.25 hPa
- Densidad: 1.225 kg/m³
- Troposfera:
- Gradiente Térmico (Lapse Rate): La temperatura disminuye a razón de 2°C por cada 1000 ft (o 0.65°C por cada 100 m).
- Tropopausa:
- Altitud: 36,090 ft (11 km).
- Temperatura: -56.5°C.
- Estratosfera Inferior:
- Desde la tropopausa hasta aprox. 20 km (65,000 ft), la temperatura se mantiene constante (Isotérmica) a -56.5°C.
Cálculos de Temperatura ISA
Para calcular la temperatura estándar a una altitud determinada (en la troposfera):
$T_{ISA} = 15 - (2 \times \frac{Altitud}{1000})$
Ejemplos:
- A 18,000 ft: $15 - (2 \times 18) = 15 - 36 = \mathbf{-21^\circ C}$.
- A 20,000 ft: $15 - (2 \times 20) = 15 - 40 = \mathbf{-25^\circ C}$.
- A 30,000 ft: $15 - (2 \times 30) = 15 - 60 = \mathbf{-45^\circ C}$.
Si la temperatura real es diferente a la ISA, se expresa como una desviación (ej. ISA +10, ISA -5).
- Si a 18,000 ft la temperatura real es -35°C (siendo ISA -21°C), la desviación es ISA -14°C.
- Nota: Si la temperatura es más fría que ISA, la densidad del aire será mayor que la estándar.
Niveles de Presión y Vuelo
Relación entre Niveles de Vuelo (FL) y presión en hPa:
| Nivel de Vuelo (FL) | Presión (hPa) |
|---|---|
| FL050 | 850 |
| FL100 | 700 |
| FL140 | 600 |
| FL180 | 500 |
| FL240 | 400 |
| FL300 | 300 |
| FL340 | 250 |
| FL390 | 200 |
| FL450 | 150 |
Gradientes Térmicos (Lapse Rates)
- ELR (Environmental Lapse Rate): Es el cambio real de temperatura con la altura en un momento y lugar dados. El promedio ISA es 2°C/1000 ft.
- DALR (Dry Adiabatic Lapse Rate): Tasa de enfriamiento de una parcela de aire no saturado que asciende. Valor constante: 3°C/1000 ft.
- SALR (Saturated Adiabatic Lapse Rate): Tasa de enfriamiento de una parcela de aire saturado (100% humedad). Valor variable (aprox. 1.8°C/1000 ft). Es menor que el DALR porque la condensación del vapor de agua libera calor latente, lo que calienta la parcela y reduce su tasa de enfriamiento.