Lección 2 de 16
La atmósfera y la atmósfera estándar
Cómo es el aire en el que volamos, qué valores fija la atmósfera estándar (ISA) y por qué la densidad manda en las actuaciones del ULM.
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GU09 Bloque 2 · La atmósfera y la atmósfera estándar
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La atmósfera es la capa de gases que rodea la Tierra. El aire seco está formado por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y un 1 % de otros gases, como el argón o el dióxido de carbono. Además contiene una cantidad variable de vapor de agua.
Los ULM vuelan en la troposfera, la capa más baja. En ella está casi todo el vapor de agua y se forman las nubes y el tiempo. Su espesor cambia con la latitud: unos 8 km sobre los polos, unos 11 km en latitudes medias como la de España y hasta 16–18 km sobre el ecuador. Por encima están la tropopausa y la estratosfera.
Presión, temperatura y densidad
Tres magnitudes describen el estado del aire. La presión es el peso de la columna de aire que tienes encima. La temperatura mide la agitación de sus moléculas. La densidad es la masa de aire por unidad de volumen. Las tres están ligadas por la ley de los gases.
Fórmula
ρ = p / (R · T)
ρ: densidad; p: presión; T: temperatura absoluta en kelvin (°C + 273); R: constante del aire seco. Más presión, más densidad; más temperatura, menos densidad.
- Al subir, la presión baja: cerca del nivel del mar, alrededor de 1 hPa cada 27–30 ft. Hacia los 18.000 ft queda la mitad que en superficie.
- Al subir, la temperatura suele bajar.
- El efecto neto es que la densidad disminuye con la altitud: a 10.000 ft es aproximadamente el 74 % de la del nivel del mar.
- El aire húmedo es algo menos denso que el seco a la misma presión y temperatura, porque la molécula de agua es más ligera que las de nitrógeno y oxígeno.
La atmósfera estándar internacional (ISA)
Como el aire real cambia cada día, la OACI definió una atmósfera de referencia: la ISA. Sirve para calibrar altímetros y anemómetros y para que los manuales de vuelo den las actuaciones en condiciones comparables.
| Magnitud | Valor ISA |
|---|---|
| Presión al nivel del mar | 1013,25 hPa (29,92 inHg) |
| Temperatura al nivel del mar | 15 °C |
| Densidad al nivel del mar | 1,225 kg/m³ |
| Gradiente de temperatura | −6,5 °C por km (≈ −2 °C cada 1.000 ft) hasta 11 km |
| Tropopausa | 11 km, con −56,5 °C constantes hasta 20 km |
Fórmula
Temperatura ISA ≈ 15 °C − 2 °C × (altitud en miles de pies)
Ejemplo: a 4.000 ft la temperatura ISA es 15 − 8 = 7 °C. Si el termómetro marca 22 °C, el día es ISA + 15.
Conviene saber
Un día real casi nunca es ISA. En verano, en la meseta, es normal estar 15 o 20 °C por encima: el aire es menos denso y el ULM rinde como si estuviera bastante más alto. Es la altitud de densidad, que calcularás en Performance.
Por qué la densidad lo cambia todo
La sustentación, la potencia del motor y la tracción de la hélice dependen de la masa de aire con la que trabajan. Con aire poco denso:
- El ala necesita más velocidad verdadera para sostener el mismo peso, aunque el anemómetro marque la misma velocidad indicada de despegue o de pérdida.
- El motor de aspiración normal pierde potencia, porque en cada ciclo entra menos masa de aire y de oxígeno.
- La hélice empuja menos aire y da menos tracción.
- Resultado: carreras de despegue y aterrizaje más largas y ascensos más pobres.
Atención
Calor, altitud y humedad se suman. Una tarde de julio en un campo alto, con el ULM cargado al máximo, es la combinación clásica de los accidentes por no despegar a tiempo o no superar los obstáculos.
Altitud, altura, elevación y nivel
Altitud
Distancia vertical entre un nivel, punto u objeto considerado como punto y el nivel medio del mar (MSL).
Altura
Distancia vertical entre un nivel, punto u objeto considerado como punto y otra referencia especificada, normalmente el terreno o el aeródromo (AGL).
Elevación
Distancia vertical entre un punto de la superficie terrestre, por ejemplo un aeródromo, y el nivel medio del mar.
Nivel de vuelo
Superficie de presión constante referida a 1013,25 hPa, expresada en centenares de pies: FL 065 son 6.500 ft con el altímetro calado en 1013.
Ejemplo: sobrevuelas a 3.500 ft de altitud un campo con 1.500 ft de elevación. Tu altura sobre el campo es de 2.000 ft.
Ilustración en preparación
Corte vertical de la troposfera con una escala de altitud en pies a la izquierda y tres curvas que bajan con la altura: presión, temperatura ISA y densidad. A la derecha, un ULM sobre un campo con flechas que distinguen altitud (desde el nivel del mar), altura (desde el terreno) y elevación del campo.
Ideas clave
- La ISA fija al nivel del mar 1013,25 hPa, 15 °C y 1,225 kg/m³, con un gradiente de unos −2 °C cada 1.000 ft.
- La densidad baja al subir, al aumentar la temperatura y con la humedad.
- Menos densidad significa menos sustentación, menos potencia y menos tracción: peores actuaciones.
- Altitud se mide desde el nivel medio del mar; altura, desde una referencia como el terreno.
Para el examen
- «Con alta temperatura disminuyen las actuaciones del avión»: es la respuesta correcta, porque baja la densidad.
- La definición oficial de altitud habla de «distancia vertical entre un nivel, punto u objeto considerado como punto, y el nivel medio del mar».
- No confundas altitud (MSL) con altura (AGL) ni con elevación (la del terreno o del aeródromo).
Glosario
ISA
Atmósfera estándar internacional: modelo de referencia de presión, temperatura y densidad definido por la OACI.
Troposfera
Capa más baja de la atmósfera, donde se produce el tiempo meteorológico y vuelan los ULM.
Densidad
Masa de aire por unidad de volumen; en la ISA, 1,225 kg/m³ al nivel del mar.
MSL / AGL
Sobre el nivel medio del mar / sobre el terreno.
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