La pressurizzazione in cabina

I moderni aeromobili civili da trasporto raggiungono un’altitudine di crociera compresa tra i 9 e 13 km. A quell’altezza l’aria è altamente rarefatta e l’assenza di sistemi di supporto la renderebbe invivibile per lunghi periodi. Infatti, la bassa densità dell’aria potrebbe causare diversi fenomeni sfavorevoli per i passeggeri e l’equipaggio, rendendo insicuro il volo.

Il più subdolo e pericoloso di questi fenomeni è l’ipossia, che può causare la perdita di coscienza per la bassa presenza di ossigeno nell’aria. In particolare, l’ipossia può accadere anche lentamente, rendendo i sintomi difficilmente identificabili. Per scongiurare questi fenomeni, i moderni aeromobili sono dotati di una cabina pressurizzata e di sensoristica per controllarne lo stato.

Il problema della rarefazione dell’aria era conosciuto ancor prima dell’avvento del “volo più pesante dell’aria” (heavier-than-air flying – riferendosi al fatto che gli aeromobili non usano gas meno densi per volare, come invece avviene con i palloni aerostatici). Nel 1875 gli aeronauti francesi Sivel, Crocé-Spinelli e Tissandier provarono a battere il record di altitudine di 8800 m. Tutti e tre gli aeronauti persero coscienza e l’unico sopravvissuto fu Tissandier. Questo incidente ebbe molto risalto all’epoca e un forte impatto sulla comunica tecnica dell’epoca.

Era chiaro quindi che a certe altezze non ci si sarebbe potuti spingere senza un’adeguata preparazione o sistemi di supporto. Malgrado ciò, fu solo agli albori della seconda guerra mondiale, nel 1938, che il primo aeromobile con cabina pressurizzata fu prodotto, il Boeing 307 Stratoliner.

L’avvento delle cabine pressurizzate ha permesso altitudini di crociera più alte e condizioni di volo più efficienti, rendendo anche possibile il volo supersonico dell’Áérospatiale-BAC Concorde e del Tupolev Tu-144.

Come funziona la pressurizzazione?

Nella stragrande maggioranza degli aeromobili commerciali a turboelica e turboventola, l’aria viene presa dalle valvole presenti nei diversi stadi di compressione della turbina, raffreddata in uno scambiatore di calore e filtrata prima di essere immessa in cabina. La pressione dell’aria in cabina viene controllata da una valvola di sfogo, che così assicura anche il ricambio dell’aria all’interno della cabina. Questo tipo di sistemi viene definito isobarico, poiché mira a mantenere la pressione della cabina constante alle diverse altitutidini.

Se tradizionalmente la pressurizzazione avviene tramite i motori, gli aeromobili di nuova concezione come l’Airbus A350 e il Boeing 787 sono equipaggiati con sistemi elettrici alternativi, garantendo minori perdite di efficienze ai motori, aggiungendo però complessità al sistema elettrico dell’aeromobile e permettendo l’entrata di aria direttamente dall’esterno. Questa novità e l’esteso uso di materiali compositi garantisce altitudini di cabina (altitudine equivalente ottenuta grazie alla pressurizzazione) più basse per un maggior comfort dei passeggeri.