Dlaczego kabiny samolotów są tak suche? Nauka o wilgotności w kabinie
autor: dr Petra Illig, MD, AME
Lot zwykle oznacza początek przygody. Miesiąc miodowy, długo wyczekiwane rodzinne wakacje, wizyta u krewnych po drugiej stronie kraju. Gdy wznosisz się ponad chmury w kierunku celu podróży, czeka na ciebie świat pełen obietnic i przygód.
Jednak w połowie drogi do celu zauważasz subtelny, lecz wszechobecny dyskomfort - suche powietrze wewnątrz kabiny samolotu. Ten często pomijany aspekt podróży lotniczej wpływa na nasz komfort i samopoczucie.
Warto zrozumieć, dlaczego powietrze jest takie, ponieważ przyczyna wyjaśnia zarówno to, dlaczego linie lotnicze tego nie naprawiły, jak i co można rozsądnie zrobić samodzielnie.
Jaka jest wilgotność w kabinie samolotu?
Wilgotność względna powietrza w samolotach wynosi od 5% do 12%. Jedynym istotnym źródłem wilgoci podczas większości lotów jest powietrze wydychane przez pasażerów i załogę, dlatego powietrze jest zwykle najbardziej suche w słabiej zapełnionych kabinach pierwszej klasy i klasy biznes oraz nieco mniej suche w pełnej kabinie klasy ekonomicznej.
Powietrze w samolocie jest nie tylko bardziej suche niż na pustyni Sahara, ale także jest najsuchszym powietrzem, jakim większość ludzi kiedykolwiek oddycha.
Wilgotność względna
Wilgotność względną (RH) mierzy się w skali od 0% do 100%.
Mówiąc prościej, wilgotność względna informuje nas, jak bardzo „pełne” jest powietrze pary wodnej w stosunku do maksymalnej ilości, jaką może pomieścić w danej temperaturze.
Wyobraźmy sobie, że otaczające nas powietrze przypomina gąbkę. Jeśli gąbka zatrzymuje 70% maksymalnej ilości wody, jaką może wchłonąć, odpowiada to powietrzu o wilgotności względnej 70%.
Nie jest całkowicie nasycone (co oznaczałoby 100%), ale jest dość wilgotne. Wilgotność względna na poziomie 70% sprawiałaby wrażenie wilgoci lub lekkiej duszności.
Średnie wartości wilgotności względnej:
- Las deszczowy Amazonii = 88% wilgotności względnej w porze deszczowej (77% w porze suchej).
- Komfortowy dom = od 30% do 60% wilgotności względnej. To idealny zakres dla ludzi.
- Pustynia Sahara = 25% wilgotności względnej.
- Kabina samolotu = 5% do 12% wilgotności względnej
Dlaczego powietrze w samolocie jest tak suche?
Za wyjątkowo suche powietrze w kabinach samolotów odpowiadają:
- Suche powietrze upustowe
- Duża wysokość lotu samolotu
- Brak nawilżaczy w samolocie
Suche powietrze upustowe
Aby zrozumieć, dlaczego powietrze w samolocie ma niską wilgotność, musimy najpierw zrozumieć, skąd pochodzi.
Skąd pochodzi powietrze w kabinie samolotu?
Wielu pasażerów (niesłusznie) uważa, że powietrze w kabinie samolotu jest poddawane recyklingowi przez cały czas trwania lotu. W rzeczywistości tylko 50% powietrza pochodzi z recyklingu, a pozostałe 50% jest pobierane z zewnątrz.
To powietrze nazywa się „powietrzem upustowym”, ponieważ jest pobierane z silników.
Powietrze zewnętrzne jest sprężane przez silniki odrzutowe do bezpiecznej dla oddychania gęstości. Następnie miesza się z powietrzem z kabiny, przefiltrowanym przez filtr HEPA w kolektorze mieszającym, i jest rozprowadzane po całej kabinie kanałami wentylacyjnymi. Połowa powietrza w kabinie jest nieustannie odprowadzana na zewnątrz, co zapewnia stały dopływ świeżego powietrza do kabiny.
Jednym z powodów, dla których powietrze w samolocie jest suche, jest to, że powietrze upustowe jest całkowicie pozbawione wilgoci; powietrze na zewnątrz samolotu zawiera niemal żadnej pary wodnej.
Sprężone powietrze opuszcza silniki w temperaturze około 200-250°C (400-500°F) i pod ciśnieniem 275 kPa (40 psi), a następnie jest schładzane w wymiennikach ciepła i rozprężane w maszynach wykorzystujących cykl powietrzny. Każdy etap tego procesu usuwa kolejną porcję wilgoci. Pełny opis działania systemu znajdziesz tutaj: jak powietrze faktycznie trafia do kabiny samolotu.
Duża wysokość przelotowa samolotów
Większość samolotów pasażerskich lata na wysokości około 35 000 stóp czyli około 10 600 metrów nad poziomem morza.
Dla porównania Mount Everest ma 29 035 stóp wysokości (8849 metrów).
Na tej wysokości powietrze na zewnątrz samolotu ma zazwyczaj temperaturę -45 stopni Fahrenheita (-43 stopnie Celsjusza)!
Zimniejsze i mniej gęste powietrze nie może pomieścić tyle pary wodnej co cieplejsze i gęstsze powietrze.
Dlaczego powietrze na większych wysokościach jest tak suche?
Powietrze na dużych wysokościach jest suche z powodu połączenia dwóch czynników: ciśnienia powietrza i temperatury.
Na większych wysokościach znajduje się nad nami mniej powietrza wywierającego ciśnienie wskutek grawitacji. Jeśli nurkujesz z aparatem SCUBA, wiesz, że im głębiej nurkujesz, tym większe ciśnienie działa na ciało.
Powietrze działa w ten sam sposób.
Powietrze w atmosferze Ziemi ma największą gęstość na poziomie morza, ponieważ nad nim znajduje się cała masa atmosfery ziemskiej, sprężająca cząsteczki powietrza i układająca je gęściej.
Wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza znajduje się nad Tobą mniej powietrza, a tym samym mniejsze ciśnienie je spręża, co prowadzi do niższej gęstości.
Zimniejsze i mniej gęste powietrze nie może pomieścić tyle pary wodnej co ciepłe i gęste powietrze.
Brak nawilżaczy
Powietrze upustowe nigdy nie jest odpowiednio nawilżane. Nawilżanie suchego powietrza wymagałoby od linii lotniczych przewożenia na pokładzie ogromnych ilości wody.
Woda jest ciężka, dlatego zwiększyłaby zużycie paliwa przez samolot... i podniosłaby koszty.
Istnieje drugi powód, ważniejszy niż masa. Wyższa wilgotność w kabinie przyspiesza korozję konwencjonalnych aluminiowych płatowców i stwarza ryzyko kondensacji wewnątrz konstrukcji oraz wokół układów elektrycznych. Kabiny projektuje się z myślą o niskiej wilgotności, a jej zwiększenie wymagałoby przeprojektowania samolotu.
Niektóre nowsze samoloty radzą sobie lepiej. Boeing 787 Dreamliner i Airbus A350 wykorzystują konstrukcje kompozytowe, które tolerują większą wilgotność, ale nawet w nich zwykle osiąga ona tylko 15-20% - wciąż poniżej zakresu od 30% do 60%, przy którym ludzie czują się komfortowo.
Jakie są skutki niskiej wilgotności w kabinach samolotów?
Skrajnie suche powietrze podczas lotów długodystansowych często prowadzi do:
- Sucha skóra/skóra samolotowa
- Swędzenie oczu
- Suche błony śluzowe
- Utrata węchu i smaku
- Wysuszone usta
- Nasilone skutki jet lagu
- Suche gardło
- Inne skutki uboczne, takie jak choroba lokomocyjna.
Według Światowej Organizacji Zdrowia spadek poziomu wilgotności względnej (RH) podczas lotu objawia się na kilka subtelnych, lecz zauważalnych sposobów, zwłaszcza podczas lotów długodystansowych.
Sucha skóra
Nasza skóra, będąca naturalnym barometrem otoczenia, traci wilgoć, przez co staje się sucha i mniej elastyczna.
Wielu pasażerów skarży się na bardziej poszarzałą cerę oraz swędzenie i uczucie napięcia skóry. Zjawisko to powszechnie określa się mianem „skóry samolotowej”.
Suche oczy
Cierpią również nasze oczy; niska wilgotność przyspiesza parowanie filmu łzowego, powodując dyskomfort, zwłaszcza u osób czytających książkę lub oglądających film podczas lotu, ponieważ mrugają one rzadziej. Pasażerowie noszący soczewki kontaktowe również zgłaszają znacznie większą suchość oczu.
Suche błony śluzowe
Błony śluzowe w naszych przewodach nosowych i gardle wysychają z powodu niskiej wilgotności. System oczyszczania śluzowo-rzęskowego chroni nas przed szkodliwymi zarazkami i bakteriami, co oznacza, że suche powietrze osłabia skuteczność tej bariery.
To mechanizm stojący za większością typowych dolegliwości po locie: bólem gardła nasilającym się z każdą godziną, podrażnieniem nosa oraz chrypką pojawiającą się rano po wylądowaniu.
Utrata węchu i smaku
Suche błony śluzowe wpływają również na nasz węch i smak, podobnie jak przy przeziębieniu.
Badania Instytutu Fizyki Budowli Fraunhofera, przeprowadzone na zlecenie Lufthansy, dostarczają interesujących informacji. Wynika z nich, że na dużych wysokościach nasze odczuwanie smaku soli i cukru znacznie się zmniejsza - soli o 20 do 30 procent, a cukru o 15 do 20 procent.
Raport AeroMexico przedstawia jeszcze bardziej wyrazistą perspektywę, sugerując, że podczas lotu tracimy niemal 70 procent odczuwania smaku.
Ten intrygujący aspekt latania podkreśla związek między naszym otoczeniem a zmysłami.
Jet lag
Jet lag jest powszechnie kojarzony z przekraczaniem wielu stref czasowych, co prowadzi do zaburzenia wewnętrznego zegara organizmu, czyli rytmu dobowego. Jednak podróżni mogą doświadczać objawów podobnych do jet lagu nawet bez przekraczania stref czasowych, według Mayo Clinic.
Często wynika to z długotrwałego braku aktywności, ciśnienia w kabinie, stresu i niepokoju, nieregularnego snu i odżywiania oraz odwodnienia spowodowanego niską wilgotnością.
Odwodnienie spowodowane suchym powietrzem
Brak wilgotnego powietrza w kabinie samolotu prowadzi również do odwodnienia poprzez „niezauważalną utratę wody” wskutek oddychania.
Suche powietrze wdychane przez płuca działa zasadniczo jak gąbka, wysysając wilgoć z organizmu.
Podczas 10-godzinnego lotu mężczyźni mogą stracić około dwóch litrów wody, a kobiety około 1,6 litra. Oznacza to, że podczas lotu transatlantyckiego pasażer może stracić nawet 5% wody znajdującej się w organizmie. Niezauważalna utrata wody w samolotach dokładniej wyjaśnia ten mechanizm.
Nie wspominając o tym, że większość pasażerów ma tendencję do picia zbyt małej ilości wody podczas lotu, a zamiast tego sięga po alkohol i kawę. Oba te napoje mają działanie moczopędne i powodują utratę płynów z organizmu.
Możesz także ograniczyć utratę wody przez drogi oddechowe u źródła. Maska nawilżająca do latania zatrzymuje wilgoć w wydychanym przez Ciebie powietrzu i zwraca ją przy następnym oddechu, dzięki czemu suche powietrze w kabinie wyciąga z organizmu mniej wody.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące suchego powietrza w samolotach
Dlaczego nowsze samoloty nie rozwiązują problemu wilgotności?
Nawet najbardziej zaawansowane samoloty, takie jak Boeing 787 Dreamliner i Airbus A350, osiągają wilgotność zaledwie 15-20% - wciąż znacznie poniżej komfortowego poziomu. To rzeczywista poprawa w porównaniu z 5% do 12% we flocie starszych samolotów, ale powietrze w nich nadal jest znacznie bardziej suche niż w zdrowym środowisku wewnętrznym o wilgotności 30-60%.
Czy picie większej ilości wody wystarczy, aby zachować nawodnienie podczas lotu?
Picie wody pomaga utrzymać nawodnienie całego organizmu, ale nie rozwiązuje bezpośredniego problemu utraty wilgoci w układzie oddechowym. Gardło, przewody nosowe i płuca tracą wilgoć bezpośrednio podczas oddychania suchym powietrzem, a tracą ją szybciej, niż organizm może ją uzupełnić za pośrednictwem krwiobiegu.
A co ze stosowaniem solnych aerozoli do nosa lub kropli do oczu?
Przynoszą one tymczasową ulgę w konkretnych miejscach, ale nie rozwiązują problemu ciągłej utraty wilgoci w całym układzie oddechowym. Dr Matthew Goldman z Cleveland Clinic zauważa, że wilgotność w kabinie jest niższa niż na poziomie morza, co powoduje ciągłe odwodnienie, któremu miejscowe środki nie są w stanie w pełni przeciwdziałać. Jeśli rozważasz te dwie metody, możesz zapoznać się z ich bezpośrednim porównaniem.
Jak suche jest powietrze w samolocie w porównaniu z innymi środowiskami?
Wilgotność w kabinach samolotów wynosi od 5% do 12%, więc powietrze jest w nich znacznie bardziej suche niż na Saharze (25%), w Dolinie Śmierci (około 20%) i w komfortowo ogrzewanym domu (30-60%).
Czy linie lotnicze kiedykolwiek zainstalują w samolotach systemy nawilżania?
Linie lotnicze napotykają bariery konstrukcyjne i ekonomiczne, jeśli chodzi o nawilżanie całej kabiny. Wyższa wilgotność przyspiesza korozję samolotu i zwiększa jego masę, ponieważ wodę trzeba przewozić. Nawilżenie szerokokadłubowego samolotu do komfortowego poziomu zwiększyłoby jego masę o tysiące funtów, co bezpośrednio podniosłoby zużycie paliwa.
Czy powietrze w kabinie jest wielokrotnie poddawane recyrkulacji?
Nie. Mniej więcej połowa powietrza to świeże powietrze upustowe z silników, a druga połowa jest recyrkulowana przez filtry HEPA; cała objętość powietrza w kabinie wymienia się co dwie do trzech minut. Powietrze jest czyste. Jest po prostu wyjątkowo suche - różnicę tę szczegółowo omówiono w artykule jak powietrze dostaje się do kabiny samolotu.
Dr. Petra Illig, MD jest certyfikowaną specjalistką medycyny ratunkowej, która została starszą lekarką orzecznikiem lotniczo-lekarskim i obsługiwała zarówno linie lotnicze, jak i pilotów prywatnych. Łączy doświadczenie licencjonowanej pilotki z wieloletnią specjalistyczną praktyką medycyny lotniczej, zajmując się zdrowiem w środowisku kabiny, fizjologią lotu oraz standardami orzeczniczymi.
