Porque é que as cabinas dos aviões são tão secas? A ciência da humidade nas cabinas
Um voo marca normalmente o início de uma aventura. Uma lua de mel, umas férias em família há muito merecidas, uma visita a familiares do outro lado do país. À medida que sobe através das nuvens em direção ao seu destino, espera-o um mundo de promessas e aventuras.
No entanto, a meio do percurso até ao destino, repara num desconforto subtil, mas generalizado - o ar árido dentro da cabine do avião. Este aspeto frequentemente ignorado das viagens aéreas afeta o nosso conforto e bem-estar.
Vale a pena compreender por que razão o ar é assim, porque a causa explica tanto por que motivo as companhias aéreas ainda não resolveram o problema como o que pode razoavelmente fazer por si próprio.
Qual é a humidade da cabine de um avião?
A humidade relativa do ar nos aviões situa-se entre 5% e 12%. A única fonte significativa de humidade na maioria dos voos é o ar expirado pelos passageiros e pela tripulação, razão pela qual o ar tende a ser mais seco nas cabines de primeira classe e classe executiva, menos ocupadas, e marginalmente menos seco numa cabine de classe económica cheia.
O ar dos aviões não só é mais seco do que o deserto do Sara, como é também o ar mais seco que a maioria das pessoas alguma vez respirará.
Humidade relativa
A humidade relativa (HR) é medida numa escala de 0% a 100%.
Em termos mais simples, a humidade relativa indica quão «cheio» de vapor de água está o ar, em relação à quantidade máxima que consegue conter à temperatura atual.
Imagine que o ar à nossa volta é como uma esponja. Se a esponja estiver a reter 70% da quantidade máxima de água que consegue absorver, isso é semelhante a o ar ter uma HR de 70%.
Não está totalmente saturado (o que corresponderia a 100%), mas está bastante húmido. Uma HR de 70% faria com que o ar parecesse húmido ou ligeiramente abafado.
Humidades relativas médias:
- Floresta amazónica = 88% HR na estação das chuvas (77% na estação seca).
- Casa confortável = entre 30% e 60% HR. Esta é a zona ideal para os seres humanos.
- Deserto do Sara = 25% HR.
- Cabine do avião = 5% a 12% HR
Porque é que o ar dos aviões é tão seco?
O ar extremamente seco nas cabines dos aviões deve-se a:
- Ar de purga seco
- Altitude elevada do avião
- Falta de humidificadores no avião
Ar de purga seco
Para compreender por que razão o ar dos aviões tem pouca humidade, temos primeiro de compreender de onde vem esse ar.
De onde vem o ar da cabine do avião?
Muitos passageiros acreditam (incorretamente) que o ar da cabine da aeronave é reciclado durante toda a viagem. Na realidade, apenas 50% do ar é reciclado, enquanto os outros 50% são trazidos do exterior.
Este ar chama-se "ar de sangria" porque é desviado dos motores.
O ar exterior é comprimido pelos motores a jato até atingir uma densidade segura para a respiração. Depois, é misturado com o ar da cabine, filtrado através de um filtro HEPA num coletor de mistura, e distribuído por toda a cabine através de condutas de ar. Metade do ar da cabine é continuamente expelida para o exterior, garantindo um fluxo constante de ar fresco dentro da cabine.
Uma das razões pelas quais o ar dos aviões é seco é o facto de o ar de sangria não conter praticamente humidade; o ar no exterior da aeronave tem quase nenhum vapor de água.
O ar comprimido sai dos motores a aproximadamente 200-250°C (400-500°F) e 275 kPa (40 psi), sendo depois arrefecido através de permutadores de calor e expandido através de máquinas de ciclo de ar. Cada etapa desse processo remove mais humidade. Para uma explicação completa do sistema, consulte como o ar chega efetivamente à cabine de um avião.
Altitude de cruzeiro elevada dos aviões
A maioria dos aviões comerciais voa a cerca de 35 000 pés ou aproximadamente 10 600 metros acima do nível do mar.
Para referência, o Monte Evereste tem 29 035 pés de altura (8 849 metros).
A esta altitude, o ar no exterior do avião está normalmente a -45 graus Fahrenheit (-43 graus Celsius)!
O ar mais frio e menos denso não consegue reter tanto vapor de água como o ar mais quente e denso.
Porque é que o ar é tão seco a altitudes elevadas?
O ar é seco a altitudes elevadas devido a uma combinação de fatores: pressão do ar e temperatura.
A altitudes mais elevadas, há menos ar acima de nós a exercer pressão devido à gravidade. Se pratica mergulho autónomo, saberá que, quanto mais fundo mergulha, maior é a pressão sobre o corpo.
O ar funciona da mesma forma.
O ar da atmosfera terrestre é mais denso ao nível do mar, pois todo o peso da atmosfera terrestre está acima, comprimindo as moléculas de ar numa disposição mais densa.
À medida que sobe em altitude, há menos ar acima de si e, por isso, menos pressão para comprimir o ar, o que resulta numa menor densidade.
O ar mais frio e menos denso não consegue reter tanto vapor de água como o ar quente e denso.
Falta de humidificadores
Em momento algum o ar de sangria é devidamente humidificado. Humidificar o ar seco exigiria que as companhias aéreas transportassem enormes quantidades de água no avião.
A água é pesada e, por isso, aumentaria o consumo de combustível do avião... e os custos.
Há uma segunda razão, e é mais importante do que o peso. Uma humidade mais elevada na cabina acelera a corrosão das estruturas convencionais de alumínio das aeronaves e aumenta o risco de formação de condensação no interior da estrutura e em torno dos sistemas elétricos. As cabinas são concebidas para níveis baixos de humidade, e aumentá-los significaria redesenhar a aeronave.
Algumas aeronaves mais recentes têm um desempenho melhor. O Boeing 787 Dreamliner e o Airbus A350 utilizam estruturas compósitas que toleram mais humidade, mas mesmo estas normalmente atingem apenas 15-20% — ainda abaixo do intervalo de 30% a 60% em que as pessoas se sentem confortáveis.
Quais são os efeitos da baixa humidade nas cabinas dos aviões?
O ar extremamente seco em voos de longo curso conduz frequentemente a:
- Pele seca/pele de avião
- Olhos com comichão
- Membranas mucosas secas
- Perda do olfato e do paladar
- Boca seca
- Efeitos agravados do jet lag
- Garganta seca
- Outros efeitos secundários, como o enjoo.
Segundo a Organização Mundial da Saúde, a descida dos níveis de humidade (níveis de HR) sentida durante um voo manifesta-se de várias formas subtis, mas percetíveis, especialmente em voos de longo curso.
Pele seca
A nossa pele, um barómetro natural do ambiente, perde a sua humidade, ficando seca e menos flexível.
Muitos passageiros relatam uma tez mais baça e uma sensação de comichão e repuxamento na pele. Isto é comummente designado por "pele de avião".
Olhos secos
Os nossos olhos também sofrem; a baixa humidade acelera a evaporação do filme lacrimal, causando desconforto, especialmente em quem lê um livro ou vê um filme durante o voo, pois tende a pestanejar com menos frequência. Os passageiros que usam lentes de contacto também relatam olhos substancialmente mais secos.
Membranas mucosas secas
As membranas mucosas das nossas fossas nasais e da garganta secam devido à falta de humidade. O Sistema de Depuração Mucociliar protege-nos de germes e bactérias nocivos, o que significa que o ar seco torna essa barreira menos eficaz.
Este é o mecanismo por detrás da maioria das queixas habituais após um voo: uma dor de garganta que se agrava hora após hora, um nariz irritado e uma voz que fica rouca na manhã seguinte à aterragem.
Perda do olfato e do paladar
As membranas mucosas secas também afetam o nosso olfato e paladar, de forma semelhante ao que pode acontecer com uma constipação comum.
A investigação do Instituto Fraunhofer de Física das Construções, realizada para a Lufthansa, oferece informações interessantes. Revela que a nossa perceção do sal e do açúcar diminui significativamente em altitudes elevadas - a do sal entre 20 e 30 por cento e a do açúcar entre 15 e 20 por cento.
Um relatório da AeroMexico oferece uma perspetiva mais dramática, sugerindo que perdemos quase 70 por cento da capacidade de sentir sabores durante o voo.
Este aspeto intrigante das viagens aéreas evidencia a relação entre o nosso ambiente e os nossos sentidos.
Jet lag
O jet lag está normalmente associado à travessia de vários fusos horários, o que provoca uma perturbação do relógio interno do nosso corpo ou dos ritmos circadianos. No entanto, os viajantes podem sentir sintomas semelhantes aos do jet lag mesmo sem atravessar fusos horários, de acordo com a Mayo Clinic.
Isto deve-se frequentemente à inatividade prolongada, à pressão da cabine, ao stress e à ansiedade, a padrões irregulares de sono e alimentação e à desidratação causada pela baixa humidade.
Desidratação causada pelo ar seco
A falta de ar húmido na cabine de um avião também provoca desidratação através da «perda insensível de água» causada pela respiração.
O ar seco inspirado pelos pulmões funciona essencialmente como uma esponja, absorvendo a humidade do corpo.
Num voo de 10 horas, os homens podem perder aproximadamente dois litros de água e as mulheres cerca de 1,6 litros. Isto significa que, num voo transatlântico, um passageiro pode perder até 5% da água do seu corpo. A perda insensível de água nos aviões explica o mecanismo em maior profundidade.
Além disso, a maioria dos passageiros tende a não beber água suficiente durante o voo e, em vez disso, bebe bebidas alcoólicas e café. Ambos são diuréticos e fazem com que o corpo elimine líquidos.
Também pode reduzir essa perda de água respiratória na origem. Uma máscara humidificadora para voar retém a humidade no ar que expira e devolve-a na respiração seguinte, para que o ar seco da cabine extraia menos água do seu corpo.
Perguntas frequentes sobre o ar seco nos aviões
Porque é que os aviões mais recentes não resolvem o problema da humidade?
Até as aeronaves mais avançadas, como o Boeing 787 Dreamliner e o Airbus A350, atingem apenas 15-20% de humidade - ainda muito abaixo de níveis confortáveis. Trata-se de uma melhoria real face aos 5% a 12% da frota existente, mas o ar continua significativamente mais seco do que um ambiente interior saudável, com 30-60% de humidade.
Beber mais água é suficiente para se manter hidratado durante os voos?
Beber água contribui para a hidratação sistémica, mas não resolve o problema imediato da perda de humidade no sistema respiratório. A garganta, as fossas nasais e os pulmões perdem humidade diretamente através da respiração de ar seco, e perdem-na mais depressa do que o corpo consegue repô-la através da corrente sanguínea.
E quanto à utilização de sprays nasais de solução salina ou gotas para os olhos?
Estes proporcionam alívio temporário a zonas específicas, mas não resolvem a perda contínua de humidade em todo o seu sistema respiratório. O Dr. Matthew Goldman, da Cleveland Clinic, observa que a humidade na cabine é inferior à do nível do mar, provocando uma desidratação contínua que os tratamentos localizados não conseguem contrariar totalmente. Existe uma comparação direta entre as duas abordagens se estiver a ponderar qual escolher.
Quão seco é o ar dos aviões em comparação com outros ambientes?
As cabines dos aviões, com uma humidade de 5% a 12%, são significativamente mais secas do que o deserto do Sara (25%), o Vale da Morte (cerca de 20%) e uma casa confortável (30-60%).
Será que as companhias aéreas irão alguma vez adicionar sistemas de humidificação aos aviões?
As companhias aéreas enfrentam obstáculos estruturais e económicos à humidificação de toda a cabine. Uma humidade mais elevada acelera a corrosão das aeronaves e aumenta o peso, uma vez que a água tem de ser transportada. Humidificar um avião de fuselagem larga até níveis confortáveis acrescentaria milhares de libras, com um custo direto em combustível.
O ar da cabine é reciclado repetidamente?
Não. Aproximadamente metade do ar é ar fresco proveniente dos motores e a outra metade é recirculada através de filtros HEPA, com a totalidade do volume da cabine a ser renovada a cada dois ou três minutos. O ar é limpo. É apenas extremamente seco - uma distinção abordada em detalhe em como o ar entra numa cabine de avião.
Dr. Petra Illig, MD é médica de emergência certificada pelo conselho, tendo posteriormente passado a Examinadora Médica de Aviação sénior, e prestou serviço tanto a companhias aéreas comerciais como a pilotos privados. Combina a sua experiência como piloto licenciada com décadas de prática aeromédica especializada para abordar a saúde no ambiente da cabine, a fisiologia do voo e as normas de certificação.
