Los aviones comerciales vuelan a entre 9.000 y 12.000 metros sobre el nivel del mar. A esa altura, si abrieras la puerta, el aire está tan enrarecido que perderías el conocimiento en segundos. La temperatura exterior está entre -50°C y -60°C.
¿Por qué volar tan alto si parece tan extremo? Por razones muy concretas de física y economía.
El aire más delgado, la resistencia más baja
El factor principal es la densidad del aire. A nivel del mar, el aire es denso. Esa densidad crea resistencia aerodinámica: el avión tiene que empujar contra más moléculas por metro cuadrado de superficie.
A 10.000 metros, la densidad del aire es aproximadamente un tercio de la que hay a nivel del mar. Eso significa que el avión encuentra mucho menos resistencia al avanzar.
Menos resistencia = menos combustible para mantener la misma velocidad.
En un vuelo de largo alcance, el combustible puede representar el 30% del costo operativo de la aerolínea. Volar alto es, fundamentalmente, una decisión económica.
Los motores a reacción funcionan mejor ahí
Los motores de los aviones comerciales son turbofans — motores de turbina con un ventilador grande adelante. Están diseñados para operar eficientemente en condiciones de aire frío y enrarecido.
A mayor altura, el aire más frío y delgado permite que los motores trabajen con mejor relación entre el empuje que generan y el combustible que queman. Este índice se llama eficiencia de propulsión y mejora con la altitud hasta cierto punto.
Hay un techo
No se puede volar infinitamente alto. A medida que el aire se enrarece más, los motores tienen menos oxígeno para quemar combustible y generan menos empuje. Las alas también pierden sustentación porque hay menos moléculas para generar el diferencial de presión que hace volar al avión.
El punto óptimo para la mayoría de los aviones comerciales actuales — donde la combinación de menor resistencia y suficiente sustentación y empuje es mejor — está entre 9.000 y 12.000 metros.
Los aviones supersónicos como el Concorde volaban más alto (hasta 18.000 metros) porque sus motores eran distintos y necesitaban escapar aún más de la resistencia para mantener velocidades supersónicas.
La ruta de ascenso
Los aviones no suben a 10.000 metros inmediatamente. Usan energía para subir durante la primera parte del vuelo y luego aprovechan esa altitud para "deslizarse" más eficientemente.
En los vuelos cortos (menos de una hora), el avión nunca llega a la altitud de crucero óptima: sube, empieza a descender casi de inmediato. Por eso los vuelos cortos son relativamente más ineficientes por kilómetro recorrido.
Otros factores: meteorología y tráfico
A 10.000 metros, el avión está por encima de casi toda la meteorología: tormentas, turbulencias convectivas, nubes de lluvia. Esto mejora el confort y reduce la turbulencia.
También hay corredores aéreos específicos a distintas altitudes que el control de tráfico usa para separar aviones en distintas rutas. La altitud asignada depende en parte de la dirección del vuelo.
Por qué no vuelan más cerca del suelo
Volar a 2.000 metros sería técnicamente posible, pero el avión gastaría mucho más combustible por la mayor resistencia del aire denso y llegaría más tarde. El costo operativo haría esos vuelos inviables comercialmente.
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Fuente original: Un Mundo Loco
Fuentes consultadas: FAA — Altitude and Aircraft Performance · IATA — Fuel Efficiency
