Antes de mergulhar nas explicações técnicas, dedique alguns segundos a observar o céu. Quando um avião comercial passa por cima da sua cabeça, parece minúsculo. A essa distância, por vezes distinguimos apenas a sua silhueta branca e os longos rastos que deixa para trás. No entanto, no interior desse aparelho, centenas de passageiros leem, conversam, veem um filme ou fazem a sua refeição como se estivessem numa sala… a mais de 10 quilómetros acima da Terra.
É uma questão que muitos colocam: por que é que os aviões voam tão alto? Afinal, não seria mais simples permanecer a alguns milhares de metros de altitude? O trajeto não seria mais rápido se voassem ainda mais alto? E se ocorresse um problema, não seria mais tranquilizador estar mais perto do solo?
Estas interrogações são perfeitamente lógicas. Aliás, quando se descobre a aeronáutica, imagina-se frequentemente que os pilotos escolhem simplesmente uma altitude que lhes parece adequada. Na realidade, é muito mais complexo. Por detrás destes números escondem-se décadas de investigação, ensaios em voo e otimizações. A altitude de cruzeiro de um avião é o resultado de um equilíbrio extremamente preciso entre o consumo de combustível, o desempenho aerodinâmico, a segurança, o conforto dos passageiros e as restrições do tráfego aéreo.
Como piloto privado, este foi um dos temas que mais me fascinou quando comecei a voar. No início, pensamos sobretudo na descolagem ou na aterragem, mas rapidamente descobrimos que a maior parte de um voo acontece… uma vez instalado em altitude. É aí que o avião se torna mais eficiente.
Neste artigo, vamos compreender por que é que os aviões comerciais evoluem geralmente entre 10 000 e 12 000 metros de altitude, por que é que não permanecem mais baixo, por que é que não sobem mais e como esta altura permite tornar cada voo mais económico, mais confortável e mais seguro.
A que altitude voa um avião comercial?
A maioria dos aviões comerciais modernos efetua o seu cruzeiro entre 30 000 e 40 000 pés, ou seja, cerca de 9 000 a 12 000 metros de altitude. Para dar uma ideia, isto representa uma altura quase doze vezes superior à da Torre Eiffel.
A esta altitude, a paisagem mudou completamente. Os relevos desapareceram, as nuvens encontram-se frequentemente sob o aparelho e a curvatura da Terra torna-se por vezes ligeiramente percetível quando as condições são excecionais.
Ao contrário do que se poderia pensar, não existe uma altitude única que todos os aviões respeitem. Cada voo possui o seu próprio nível de cruzeiro, determinado por numerosos parâmetros.
O primeiro é simplesmente o tipo de avião.
Um Airbus A320, utilizado em voos de médio curso na Europa, evoluirá frequentemente por volta dos 35 000 pés, ou seja, cerca de 10 700 metros. Um Airbus A350, concebido para as distâncias muito longas, pode atingir regularmente 39 000 ou mesmo 41 000 pés quando as condições o permitem. Os Boeing 737, 787 ou 777 situam-se igualmente nesta mesma faixa de altitude.
- Avião | Altitude de cruzeiro habitual
- Airbus A320 | 33 000 a 37 000 pés
- Airbus A330 | 35 000 a 39 000 pés
- Airbus A350 | 37 000 a 41 000 pés
- Boeing 737 | 33 000 a 39 000 pés
- Boeing 777 | 35 000 a 43 000 pés
- Boeing 787 | 35 000 a 43 000 pés
Mas o tipo de aparelho é apenas um dos elementos tidos em conta.
O peso do avião desempenha também um papel importante.
Imagine um voo entre Paris e Tóquio. No momento da descolagem, o avião transporta várias dezenas de toneladas de combustível. É, portanto, particularmente pesado. Nesta configuração, seria difícil, ou mesmo impossível, atingir imediatamente a sua altitude ideal.
Os pilotos começam, por isso, frequentemente por voar um pouco mais baixo, por volta dos 31 000 ou 33 000 pés. Depois, ao longo das horas, à medida que o combustível é consumido e que o avião se torna mais leve, pedem ao controlo aéreo autorização para subir progressivamente. Chamamos a isto um step climb, ou subida por patamares.
Esta técnica permite manter o avião à altitude onde é mais eficiente durante toda a viagem.
Pelo contrário, num voo curto entre Marselha e Nice ou entre Paris e Lyon, o aparelho por vezes nem sequer tem tempo de atingir a sua altitude ideal. Uma parte importante do trajeto é consagrada à subida, e depois já é preciso preparar a descida. O nível de cruzeiro é, portanto, frequentemente mais baixo.
A meteorologia influencia também a escolha da altitude.
Os pilotos e as companhias aéreas procuram permanentemente o melhor compromisso entre consumo de combustível e condições atmosféricas. Se estiverem previstas turbulências importantes a um determinado nível, pode ser mais interessante voar alguns milhares de pés mais alto ou mais baixo para oferecer um trajeto mais confortável aos passageiros.
O vento é outro fator determinante. As famosas correntes de jato, ou jet streams, sopram por vezes a mais de 300 km/h. Quando são favoráveis, permitem reduzir significativamente a duração do voo e o consumo de combustível. Pelo contrário, quando sopram de frente, as tripulações podem escolher outra altitude para limitar o seu impacto.
Finalmente, não devemos esquecer que os aviões nunca estão sozinhos no céu.
Todos os dias, dezenas de milhares de aparelhos circulam simultaneamente por todo o mundo. Para evitar qualquer risco de colisão, o controlo aéreo atribui níveis de voo precisos a cada avião. Dois aparelhos que sigam uma rota semelhante não voarão geralmente exatamente à mesma altitude, o que garante uma separação vertical permanente.
Na realidade, quando um piloto anuncia que o seu avião vai voar a 36 000 pés, este valor nunca é escolhido ao acaso. Resulta de uma combinação de critérios técnicos, meteorológicos, operacionais e económicos cuidadosamente estudados antes mesmo da descolagem.
E se todas estas restrições existem, é porque uma altitude de cerca de 11 quilómetros oferece uma vantagem considerável: é aí que os aviões comerciais se tornam mais eficientes. Consomem menos combustível, percorrem distâncias maiores e exploram ao máximo o seu desempenho.
É precisamente isto que vamos descobrir na continuação deste artigo.
Por que é que voar tão alto permite poupar tanto combustível?
Se fosse necessário resumir numa frase a principal razão pela qual os aviões comerciais voam a cerca de 11 quilómetros de altitude, seria esta:
Quanto mais um avião evolui num ar pouco denso, menos tem de lutar contra a resistência do ar.
Isto parece quase paradoxal. Muitas pessoas imaginam que um avião precisa de um ar “denso” para voar corretamente. Na realidade, uma vez que descolou e ganhou velocidade, é quase o inverso que se torna interessante.
Para compreender, imagine que anda de bicicleta.
Num dia sem vento, avança facilmente. Agora, imagine que alguém o empurra constantemente para trás com as mãos. Tem de fazer mais esforço para manter a mesma velocidade.
Esta força que o abranda existe também para os aviões. Chama-se resistência aerodinâmica, ou mais simplesmente resistência do ar.
A cada segundo, um avião comercial embate contra milhões de moléculas de ar. Quanto mais numerosas forem, mais travam o aparelho. Os motores têm então de produzir mais impulso para manter a velocidade de cruzeiro.
Ora, à medida que subimos em altitude, o ar torna-se cada vez menos denso.
A cerca de 11 000 metros, contém muito menos moléculas do que ao nível do mar. O avião encontra, portanto, muito menos resistência.
É um pouco como se um corredor passasse de um caminho lamacento para uma pista perfeitamente lisa. Continua a avançar à mesma velocidade, mas com muito menos esforço.
Para um avião comercial, este ganho é imenso.
Uma poupança de combustível que se conta em toneladas
As companhias aéreas monitorizam o seu consumo de combustível com uma precisão impressionante.
Porquê? Porque o combustível representa um dos custos mais importantes de um voo.
Num voo de longo curso, alguns por cento de poupança podem representar várias toneladas de querosene.
E quando uma companhia realiza várias centenas de voos todos os dias, estas poupanças tornam-se colossais.
Tomemos um exemplo simples.
Imagine dois aviões idênticos a ligar as mesmas cidades.
-
O primeiro voa a 5 000 metros.
-
O segundo voa a 11 000 metros.
O primeiro terá de lutar contra um ar muito mais denso. Os seus motores terão de fornecer mais impulso durante horas para manter a mesma velocidade.
Resultado: consumirá claramente mais combustível.
À escala de uma frota inteira, isto representaria milhões de euros suplementares todos os anos.
É precisamente por esta razão que os engenheiros procuram permanentemente fazer voar os aviões na sua faixa de altitude ideal.
Os motores tornam-se também mais eficientes
Poder-se-ia pensar que os motores a jato funcionam pior quando há menos ar.
Na realidade, são especialmente concebidos para funcionar a alta altitude.
Os turborreatores modernos comprimem o ar antes da combustão graças a vários estágios de compressores extremamente potentes.
Mesmo que o ar seja mais raro a 11 quilómetros de altitude, os motores conseguem comprimi-lo eficazmente antes de misturar o combustível.
O resultado é particularmente interessante: produzem o impulso necessário consumindo menos querosene do que fariam mais baixo.
É, aliás, por esta razão que os aviões comerciais nunca permanecem muito tempo a baixa altitude após a descolagem.
Os pilotos procuram rapidamente atingir o seu nível de cruzeiro, onde os motores trabalham nas suas melhores condições.
As asas também aproveitam esta altitude
Os motores não são os únicos a beneficiar deste ambiente.
As asas também.
Uma asa produz sustentação graças ao escoamento do ar em torno do seu perfil.
Quando o avião atinge a sua velocidade de cruzeiro, esta sustentação torna-se muito eficiente.
A alta altitude, mesmo que o ar seja menos denso, a velocidade elevada permite às asas continuar a gerar sustentação suficiente, limitando fortemente a resistência.
Por outras palavras, o avião encontra um equilíbrio quase ideal entre duas forças:
-
sustentação suficiente para permanecer em voo;
-
o mínimo de resistência possível para avançar.
É exatamente o que os engenheiros aeronáuticos procuram desde os primórdios da aviação.
Uma velocidade impressionante… sem ter essa sensação
Quando está instalado perto da janela, o voo parece frequentemente muito calmo.
As nuvens passam lentamente.
A paisagem parece quase imóvel.
No entanto, um Airbus A350 ou um Boeing 787 voa geralmente a cerca de 900 km/h.
Porquê esta sensação de lentidão?
Simplesmente porque o avião está muito longe do solo.
Os relevos, as estradas ou os edifícios estão tão distantes que dão a impressão de se moverem suavemente.
É exatamente o mesmo fenómeno quando olhamos para um barco ao longe: parece avançar lentamente, embora navegue por vezes a várias dezenas de quilómetros por hora.
Esta velocidade elevada, combinada com um ar menos denso, permite aos aviões percorrer milhares de quilómetros com uma eficiência notável.
Cada quilo de combustível conta
Quando viajamos de avião como passageiros, nem sempre nos apercebemos disso.
Mas cada quilograma embarcado é cuidadosamente calculado antes da partida.
As companhias não levam “muito mais combustível por precaução”.
Os pilotos dispõem, claro, de reservas obrigatórias previstas pela regulamentação, mas para além disso, cada quilo suplementar aumenta o peso do aparelho… e, portanto, o seu consumo.
É um ciclo bastante simples.
Quanto mais combustível um avião transporta, mais pesado é.
Quanto mais pesado é, mais sustentação tem de produzir.
Quanto mais sustentação produz, mais resistência cria.
E quanto mais resistência cria, mais consome.
As companhias procuram, portanto, permanentemente o melhor compromisso entre segurança, autonomia e eficiência económica.
A altitude de cruzeiro faz parte dos parâmetros mais importantes para atingir este equilíbrio.
Os pilotos procuram permanentemente a altitude mais rentável
Ao contrário de uma ideia feita, uma vez que um avião atinge o seu nível de cruzeiro, nada está fixo.
Durante o voo, a tripulação troca regularmente informações com o controlo aéreo.
Se o avião se tornou suficientemente leve ou se as condições meteorológicas evoluem, os pilotos podem pedir uma subida para um nível mais elevado.
Porquê?
Porque alguns milhares de pés suplementares podem permitir poupar ainda mais combustível.
Pelo contrário, se forem assinaladas turbulências ou se o tráfego for denso, podem optar por permanecer temporariamente à sua altitude atual.
Cada decisão visa o mesmo objetivo: efetuar o voo da forma mais segura, confortável e eficiente possível.
No final, voar a cerca de 11 quilómetros de altitude não é um acaso. É o fruto de décadas de investigação em aerodinâmica, motorização e exploração aérea. A esta altura, os aviões encontram muito menos resistência, os seus motores funcionam numa faixa particularmente eficiente e as companhias poupam quantidades consideráveis de combustível.
Mas se esta altitude é tão vantajosa, uma questão surge naturalmente: por que não subir ainda mais alto? Afinal, se o ar é ainda menos denso a 15 ou 18 quilómetros de altitude, as poupanças não seriam ainda mais importantes? A resposta é mais complexa do que parece… e vamos precisamente descobri-la na parte seguinte.
Por que é que os aviões não voam ainda mais alto?
Nesta fase, uma questão parece evidente.
Se voar a 11 000 metros permite poupar tanto combustível, por que é que os aviões comerciais não sobem a 15 000, 18 000 ou mesmo 20 000 metros de altitude?
Intuitivamente, pareceria lógico. Quanto mais subimos, mais leve é o ar. Poder-se-ia, portanto, pensar que a resistência diminui ainda mais e que as poupanças de combustível se tornam ainda mais importantes.
Na realidade, não funciona assim.
Para além de uma certa altitude, as vantagens começam a desaparecer… e depois transformam-se progressivamente em inconvenientes.
A altitude de cruzeiro de um avião comercial é, de facto, um ponto de equilíbrio. Demasiado baixo, consome mais. Demasiado alto, já não voa em boas condições.
A alta altitude, o ar torna-se demasiado raro
Quando subimos uma montanha, alguns caminhantes sentem já os efeitos da altitude.
Respirar torna-se um pouco mais difícil.
Cansamo-nos mais depressa.
Este fenómeno explica-se por uma diminuição da densidade do ar.
Para um avião, é exatamente o mesmo princípio.
À medida que subimos, há cada vez menos moléculas de ar disponíveis.
No início, é uma excelente notícia, pois reduz a resistência.
Mas ultrapassado um certo limiar, o problema inverte-se.
As asas dispõem de menos ar para produzir sustentação.
Os motores dispõem de menos ar para assegurar uma combustão ideal.
O avião acaba, portanto, por atingir um limite onde se torna difícil continuar a subir.
As asas precisam de ar para sustentar o avião
Ouve-se por vezes dizer que os aviões “voam graças ao vazio”. É obviamente falso.
As asas precisam de ar.
É o escoamento do ar em torno do seu perfil que cria a sustentação capaz de manter várias dezenas, ou mesmo várias centenas de toneladas no céu.
Imagine agora que este ar se torna cada vez mais raro.
As asas continuam a funcionar, mas têm de ser compensadas por uma velocidade mais elevada.
Por outras palavras, quanto mais leve é o ar, mais o avião tem de ir depressa para produzir a mesma sustentação.
E é aí que aparecem os limites.
Porque um avião não pode acelerar indefinidamente.
Os motores atingem também os seus limites
Os reatores modernos são verdadeiras proezas tecnológicas.
Funcionam perfeitamente à altitude de cruzeiro habitual.
Mas eles também dependem do ar.
Um turborreator aspira uma enorme quantidade de ar pela frente.
Este ar é comprimido, misturado com o combustível e depois inflamado para produzir impulso.
Se o ar se tornar demasiado raro, os motores têm de trabalhar mais para obter o mesmo resultado.
A partir de uma certa altitude, simplesmente já não são capazes de fornecer impulso suficiente para manter o voo em boas condições.
Também aqui, os engenheiros procuram, portanto, um compromisso.
O objetivo não é voar o mais alto possível.
O objetivo é voar onde o desempenho global é o melhor.
Existe uma zona onde as margens se tornam muito reduzidas
Os pilotos conhecem bem um fenómeno que os entusiastas da aeronáutica chamam por vezes de coffin corner, que poderíamos traduzir por “a zona crítica”.
O nome pode parecer impressionante, mas o princípio é bastante simples.
Para que um avião permaneça em voo, tem de respeitar certas velocidades.
Se voar demasiado devagar, as asas já não produzem sustentação suficiente e o avião pode entrar em perda.
Pelo contrário, se voar demasiado depressa, arrisca-se a ultrapassar certos limites aerodinâmicos.
A muito alta altitude, estas duas velocidades aproximam-se progressivamente.
Por outras palavras, a margem entre “demasiado lento” e “demasiado rápido” torna-se muito mais reduzida.
Os pilotos dispõem então de menos flexibilidade.
É precisamente para evitar esta situação que os aviões comerciais permanecem a uma altitude onde o seu desempenho permanece confortável.
Em exploração normal, esta zona é perfeitamente conhecida e integrada nos cálculos de desempenho. As tripulações não se aproximam dela ao acaso.
Cada avião possui uma altitude máxima
Como um carro possui uma velocidade máxima, um avião possui uma altitude máxima.
Este limite depende de numerosos parâmetros:
-
o seu peso;
-
a temperatura exterior;
-
o tipo de motor;
-
a pressão atmosférica;
-
o desempenho do aparelho.
Um avião muito carregado não poderá subir tão alto como um avião quase vazio.
É por isso que um voo de longo curso efetua frequentemente várias subidas sucessivas ao longo da viagem.
Na descolagem, é pesado devido ao combustível.
Algumas horas mais tarde, depois de ter consumido várias dezenas de toneladas de querosene, torna-se mais leve.
Pode então pedir para subir alguns milhares de pés para reencontrar a sua altitude ideal.
Esta técnica é utilizada diariamente nos voos de longo curso.
Por que é que os aviões militares sobem por vezes muito mais alto?
É uma comparação que surge frequentemente.
Alguns aviões militares podem evoluir muito acima dos aviões comerciais.
Porquê?
Porque não têm as mesmas missões.
Um avião de caça procura desempenho máximo durante um período relativamente curto.
Um avião comercial, esse, tem de transportar centenas de passageiros durante por vezes doze ou quinze horas, com um consumo controlado, um conforto elevado e uma fiabilidade excecional.
As restrições são totalmente diferentes.
Alguns aviões especializados, como os antigos aviões espiões, podiam atingir mais de 20 quilómetros de altitude.
Mas eram concebidos exclusivamente para essa missão.
A sua arquitetura, os seus motores e a sua utilização não têm nada de comparável com os de um avião de transporte comercial.
Por que é que os aviões não permanecem mais baixo?
Depois de compreender por que é que os aviões não sobem mais, podemos colocar a questão inversa.
Por que não voar a apenas 3 000 ou 4 000 metros?
Afinal, isso aproximaria o avião do solo.
Muitos passageiros teriam talvez a sensação de estar mais seguros.
No entanto, na prática, seria uma péssima ideia.
O consumo explodiria
É a consequência mais importante.
A baixa altitude, o ar é muito mais denso.
Isto significa que o avião encontra uma resistência muito mais importante.
Para manter a sua velocidade de cruzeiro, seria necessário aumentar o impulso dos motores.
Quem diz mais impulso diz mais combustível consumido.
Num voo de várias horas, a diferença seria enorme.
Os bilhetes custariam mais caro e as emissões de CO₂ aumentariam sensivelmente.
O voo seria frequentemente menos confortável
Outra consequência: as turbulências.
Mesmo que possam existir a todas as altitudes, as camadas baixas da atmosfera são geralmente muito mais agitadas.
O relevo, os edifícios, as variações de temperatura ou ainda as trovoadas criam movimentos de ar mais frequentes.
Ao voar acima da maioria destes fenómenos, os aviões comerciais aproveitam um ar geralmente mais estável.
É uma das razões pelas quais, após a descolagem, os solavancos desaparecem frequentemente uma vez atingido o cruzeiro.
Claro que existem algumas turbulências de alta altitude, nomeadamente as ligadas às correntes de jato, mas são hoje largamente antecipadas graças às previsões meteorológicas e às informações trocadas entre tripulações.
O tráfego aéreo tornar-se-ia muito mais complicado
As baixas altitudes já são utilizadas por numerosos aparelhos:
-
aviação geral;
-
helicópteros;
-
aviões de treino;
-
aviação agrícola;
-
serviços de socorro.
Se todos os aviões comerciais permanecessem também nesta camada, a gestão do tráfego tornar-se-ia extremamente complexa.
Ao evoluir mais alto, os aviões de grande porte dispõem de um espaço que lhes é mais adaptado, enquanto as outras categorias de aeronaves utilizam níveis diferentes.
Esta organização contribui para tornar a circulação aérea mais fluida e mais segura.
No final, compreende-se que os 10 a 12 quilómetros de altitude não são um acaso, nem uma tradição. É simplesmente a zona onde um avião comercial oferece o melhor compromisso entre consumo de combustível, desempenho, conforto dos passageiros e segurança. Mais alto, os limites aerodinâmicos e mecânicos começam a aparecer. Mais baixo, o consumo aumenta fortemente e as condições de voo tornam-se geralmente menos favoráveis.
Na próxima parte, responderemos a outras questões que muitos passageiros colocam: as turbulências são realmente mais fortes em altitude? Os pilotos podem mudar de nível de voo durante o trajeto? E por que é que dois aviões que seguem a mesma rota quase nunca voam exatamente à mesma altitude?
As turbulências são mais fortes a alta altitude?
Se há uma ideia feita que surge regularmente entre os passageiros, é esta:
“Quanto mais alto o avião voa, mais turbulências existem.”
Na realidade, é muito mais matizado.
Na maioria das vezes, é até o inverso.
Se as companhias aéreas escolhem fazer voar os seus aparelhos por volta dos 11 000 metros, é também porque esta altitude oferece geralmente condições de voo mais estáveis.
Para compreender porquê, é preciso saber primeiro o que são realmente as turbulências.
As turbulências são simplesmente movimentos de ar
Ao contrário do que se imagina por vezes, uma turbulência não é um “buraco de ar”.
Esta expressão é muito difundida, mas é enganadora.
Um avião nunca cai num vazio súbito.
Atravessa simplesmente uma massa de ar que sobe, desce ou muda brutalmente de direção.
Imagine um rio.
Quando está calmo, um barco avança sem dificuldade.
Mas se a corrente se tornar mais agitada, o barco começa a mover-se em todos os sentidos.
A água está sempre presente, mas é menos estável.
O ar comporta-se exatamente da mesma maneira.
E como um avião voa no interior deste imenso “rio de ar”, sente imediatamente estes movimentos.
Por que é que o ar é frequentemente mais calmo em altitude?
Perto do solo, a atmosfera é permanentemente perturbada.
O sol aquece de forma diferente as cidades, as florestas, os campos ou o mar.
As montanhas desviam os ventos.
Os edifícios criam turbilhões.
As trovoadas geram potentes correntes ascendentes.
Todos estes fenómenos tornam as camadas baixas da atmosfera muito mais agitadas.
Ao subir a 10 ou 11 quilómetros de altitude, os aviões passam acima de uma grande parte destas perturbações.
O ar é frequentemente mais homogéneo.
É um pouco como se deixasse uma estrada cheia de lombas para entrar numa autoestrada perfeitamente lisa.
É por isso que os solavancos sentidos após a descolagem desaparecem geralmente uma vez atingido o cruzeiro.
Então, por que é que sentimos por vezes fortes turbulências?
Porque nem todas as turbulências vêm do relevo ou das nuvens.
Algumas aparecem diretamente em altitude.
As mais conhecidas são as turbulências em ar claro.
São particularmente impressionantes, pois surgem por vezes num céu perfeitamente azul.
Nenhuma nuvem.
Nenhuma trovoada.
Nenhum sinal visível.
No entanto, o avião pode começar a vibrar.
Estas turbulências são frequentemente provocadas pelas diferenças de velocidade entre duas massas de ar, nomeadamente na proximidade das famosas correntes de jato (jet streams).
A boa notícia é que os pilotos dispõem hoje de numerosos instrumentos para as antecipar.
Os aviões que as atravessam transmitem as suas observações.
As previsões meteorológicas são extremamente precisas.
O controlo aéreo pode propor uma mudança de altitude.
Na maioria dos casos, alguns milhares de pés bastam para reencontrar um ar muito mais calmo.
As turbulências são perigosas?
É provavelmente a questão que mais preocupa os viajantes.
A resposta é muito tranquilizadora.
As turbulências são impressionantes, mas raramente são perigosas para o avião.
Os aparelhos modernos são concebidos para resistir a restrições muito superiores às encontradas em exploração normal.
Durante os ensaios de certificação, as asas são voluntariamente submetidas a esforços extremos.
Podem curvar-se de forma espetacular sem se partirem.
O que representa o principal risco durante uma turbulência não é geralmente o avião em si.
São as pessoas que não usam o cinto.
É por isso que as tripulações pedem frequentemente para o manter apertado, mesmo quando o sinal está desligado.
Uma turbulência imprevista pode surgir a qualquer momento.
Alguns segundos bastam para que um passageiro não apertado seja projetado contra o teto da cabine.
Os pilotos podem mudar de altitude durante o voo?
A resposta é sim.
E isso acontece muito mais frequentemente do que se imagina.
Ao contrário da imagem que por vezes fazemos, um avião não permanece fixo a uma altitude única durante todo o trajeto.
Os pilotos adaptam regularmente o seu nível de voo em função de vários parâmetros.
As subidas por patamares
Tomemos o exemplo de um voo entre Paris e Montreal.
Na descolagem, o avião transporta várias dezenas de toneladas de combustível.
É, portanto, relativamente pesado.
Algumas horas mais tarde, uma grande parte deste combustível foi consumida.
O aparelho tornou-se mais leve.
Pode agora voar mais alto mantendo-se na sua zona de rendimento ideal.
Os pilotos pedem então ao controlo aéreo autorização para subir.
Falamos de subida por patamares, ou step climb.
Em alguns voos muito longos, esta operação pode ser repetida várias vezes.
Cada subida permite reduzir ligeiramente o consumo de combustível.
Numa frota inteira, estas pequenas poupanças representam somas consideráveis.
Mudar de altitude para evitar turbulências
As turbulências constituem outra razão frequente.
Quando um avião assinala uma zona agitada, a informação é imediatamente transmitida às outras tripulações.
O controlo aéreo pode então autorizar um aparelho a subir ou a descer para evitar essa camada de ar perturbada.
Bastam por vezes apenas 2 000 pés, ou seja, cerca de 600 metros, para reencontrar um voo perfeitamente calmo.
É uma das numerosas razões pelas quais os pilotos trocam constantemente informações com os controladores.
O tráfego aéreo influencia também a altitude
Todos os dias, mais de 100 000 voos descolam e aterram em todo o mundo.
O céu é muito mais frequentado do que se imagina.
Para evitar qualquer risco de colisão, os aviões são separados segundo vários critérios.
A altitude faz parte deles.
Mesmo que dois aparelhos sigam praticamente a mesma rota, não voarão geralmente ao mesmo nível.
Esta separação vertical é assegurada pelo controlo aéreo.
É completada pelos sistemas de bordo de vigilância, como o TCAS, capaz de alertar os pilotos se dois aviões se aproximarem anormalmente.
Na prática, vários níveis de segurança sobrepõem-se.
É o que explica por que as colisões entre aviões comerciais se tornaram extremamente raras.
Por que é que nem todos os aviões voam à mesma altitude?
Se olhar para um site de seguimento de voos em tempo real, notará rapidamente que as altitudes variam.
Um avião está a 33 000 pés.
Outro a 37 000.
Um terceiro a 39 000.
Porquê?
Porque não existe uma altitude ideal para toda a gente.
Cada avião tem o seu próprio desempenho
Um Airbus A320, que efetua um voo de uma hora, não tem as mesmas necessidades que um Airbus A350 que liga Paris a Singapura.
O seu peso é diferente.
A sua autonomia também.
Os seus motores são concebidos para missões diferentes.
É, portanto, perfeitamente normal que não voem exatamente à mesma altitude.
O sentido do voo é também tido em conta
Em muitas regiões do mundo, os níveis de voo são organizados segundo o sentido de circulação.
Por exemplo, um avião que voa para leste não utilizará geralmente as mesmas altitudes que um avião que voa para oeste.
Esta organização facilita enormemente o trabalho do controlo aéreo.
Contribui também para reforçar a segurança mantendo uma separação natural entre os fluxos de tráfego.
As condições meteorológicas evoluem constantemente
Finalmente, os ventos mudam permanentemente.
Uma altitude muito favorável de manhã pode tornar-se menos interessante algumas horas mais tarde.
As tripulações analisam, portanto, regularmente as previsões para escolher o nível que oferece o melhor compromisso entre rapidez, consumo e conforto.
Compreende-se então que a altitude de cruzeiro nunca é um valor escolhido ao acaso.
É o resultado de numerosos cálculos realizados antes da partida… e depois ajustados ao longo de todo o voo em função das condições encontradas.
Na última parte deste artigo, responderemos a várias questões fascinantes: o que acontece se um avião perder a pressurização a 11 000 metros? Os aviões do futuro voarão ainda mais alto? Terminaremos também com uma FAQ completa respondendo às interrogações mais frequentes dos passageiros.
O que acontece se um avião perder a pressurização a esta altitude?
É uma cena que muitos viajantes já viram num filme.
O avião voa tranquilamente a mais de 11 000 metros quando, de repente, as máscaras de oxigénio caem do teto.
Esta imagem impressiona, e alimenta frequentemente uma inquietação: é realmente possível respirar a esta altitude?
A resposta é simples: não.
A cerca de 11 quilómetros de altitude, o ar é tão pouco denso que já não contém oxigénio suficiente para permitir ao nosso organismo funcionar normalmente.
Sem cabine pressurizada, uma pessoa perderia rapidamente as suas capacidades de reflexão, e acabaria por perder os sentidos.
Felizmente, os aviões comerciais são concebidos precisamente para evitar esta situação.
Uma cabine que recria as condições do solo
Ao contrário do que se poderia pensar, os passageiros não respiram o ar exterior.
Os motores retiram uma parte do ar, que é depois arrefecido, filtrado e enviado para a cabine.
A pressão é mantida a um nível confortável, correspondendo geralmente a uma altitude compreendida entre 1 800 e 2 400 metros.
Por outras palavras, mesmo quando o avião evolui a mais de 11 000 metros, o seu corpo tem a impressão de se encontrar na montanha em vez de no cume do Evereste.
É também por esta razão que algumas pessoas sentem por vezes um ligeiro cansaço ou uma sensação de ouvidos tapados: a pressão não é exatamente a mesma que ao nível do mar.
Por que é que as máscaras caem automaticamente?
Os sistemas do avião monitorizam permanentemente a pressão na cabine.
Se for detetada uma descida anormal, as máscaras de oxigénio são automaticamente libertadas.
Muitos passageiros pensam que estas máscaras contêm uma enorme reserva de oxigénio.
Na realidade, são concebidas para uma missão bem precisa.
Permitem aos ocupantes respirar o tempo necessário para que os pilotos efetuem uma descida de emergência para uma altitude onde o ar volta a ser naturalmente respirável.
O objetivo não é, portanto, prosseguir o voo a 11 000 metros, mas reencontrar rapidamente uma altitude mais baixa.
Um procedimento perfeitamente dominado
Na aviação, nada é deixado ao acaso.
As tripulações treinam regularmente em simulador para gerir este tipo de situação.
Se ocorrer uma perda de pressurização, as ações a efetuar estão claramente definidas.
Os pilotos colocam imediatamente a sua máscara de oxigénio, estabilizam o avião, avisam o controlo aéreo e iniciam depois uma descida rápida para uma altitude segura.
Para os passageiros, esta manobra pode ser impressionante.
Para os pilotos, trata-se de um procedimento conhecido e repetido muitas vezes ao longo da sua formação.
Felizmente, este tipo de evento continua a ser extremamente raro.
Os aviões voarão ainda mais alto no futuro?
A aviação evolui constantemente.
Os aviões são mais silenciosos, mais económicos em combustível e mais eficientes do que há apenas vinte anos.
Mas isto significa que voarão muito mais alto amanhã?
Provavelmente não.
Pelo menos, não os aviões comerciais que utilizamos hoje.
Como vimos anteriormente, os aparelhos atuais evoluem já numa zona quase ideal.
Subir mais traria poucas vantagens, criando ao mesmo tempo mais restrições técnicas.
Pelo contrário, os engenheiros trabalham noutras pistas para melhorar o desempenho.
Aviões cada vez mais económicos
Os progressos dizem respeito principalmente:
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aos novos motores;
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aos materiais compósitos mais leves;
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à melhoria da aerodinâmica;
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aos combustíveis sustentáveis;
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ao hidrogénio;
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à otimização das trajetórias graças à inteligência artificial.
O objetivo continua a ser sempre o mesmo: transportar mais passageiros consumindo menos energia.
E os aviões hipersónicos?
Talvez tenha ouvido falar de projetos de aviões capazes de ligar Paris a Nova Iorque em apenas algumas horas.
Estes aparelhos poderiam efetivamente evoluir muito mais alto do que os aviões comerciais atuais.
Mas utilizariam tecnologias completamente diferentes.
A sua velocidade, os seus motores e a sua missão seriam sem comparação com os de um Airbus A350 ou de um Boeing 787.
Para os voos comerciais clássicos, as altitudes atuais continuarão, portanto, provavelmente a ser a norma durante ainda muitos anos.
As ideias feitas sobre a altitude dos aviões
A aviação é um domínio que suscita imensa curiosidade… mas também algumas ideias falsas.
Aqui estão as que mais ouvimos frequentemente.
« Os aviões voam alto para evitar os pássaros. »
É falso.
Mesmo que as colisões com os pássaros representem um risco real, ocorrem principalmente durante a descolagem e a aterragem, quando os aviões evoluem a baixa altitude.
A 11 quilómetros do solo, os pássaros simplesmente já não estão presentes.
« Os pilotos escolhem livremente a sua altitude. »
Não exatamente.
Propõem uma altitude ideal em função do desempenho do seu avião, mas esta tem de ser validada pelo controlo aéreo.
« Quanto mais alto um avião voa, mais depressa vai. »
Não necessariamente.
A velocidade depende principalmente do desempenho do aparelho e das condições de vento.
Subir mais alto não significa automaticamente voar mais depressa.
« As turbulências são sempre mais fortes em altitude. »
É uma das ideias feitas mais difundidas.
Na realidade, a maioria dos voos de cruzeiro desenrola-se num ar muito calmo.
« Todos os aviões voam à mesma altitude. »
Também aqui, é falso.
O nível de cruzeiro depende nomeadamente:
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do tipo de aparelho;
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do seu peso;
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da meteorologia;
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da distância a percorrer;
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do tráfego aéreo.
O que reter
Quando olhamos para um avião a atravessar o céu, é fácil esquecer tudo o que se esconde por detrás desta aparente simplicidade.
No entanto, a altitude a que voa é o resultado de décadas de investigação, ensaios e otimizações.
Se os aviões comerciais evoluem geralmente entre 10 000 e 12 000 metros, não é por acaso.
A esta altura, encontram menos resistência do ar, consomem menos combustível, oferecem um melhor conforto aos passageiros e beneficiam de desempenhos particularmente eficientes.
Voar mais baixo aumentaria fortemente o consumo e exporia mais o aparelho às perturbações da atmosfera.
Voar muito mais alto reduziria, pelo contrário, a sustentação das asas e o desempenho dos motores.
Por outras palavras, os aviões não voam nem demasiado alto, nem demasiado baixo.
Evoluem simplesmente onde a física lhes permite ser mais eficientes.
Da próxima vez que levantar os olhos para um avião que deixa um fino rasto branco no céu, saberá que se encontra provavelmente a uma dezena de quilómetros acima da sua cabeça… exatamente à altitude onde é mais eficiente.
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Conclusão
À primeira vista, poder-se-ia acreditar que os aviões voam a mais de 10 quilómetros de altitude simplesmente porque são capazes disso. Na realidade, esta escolha é o resultado de um equilíbrio extremamente preciso entre a física, a engenharia e a exploração aérea.
A esta altitude, os motores são mais eficientes, a resistência do ar diminui, o consumo de combustível é otimizado e os passageiros aproveitam geralmente um voo mais confortável. Subir mais complicaria o funcionamento do avião, enquanto voar mais baixo acarretaria um consumo muito mais importante e condições de voo frequentemente menos favoráveis.
A aviação é fascinante precisamente porque por detrás de cada detalhe se esconde uma explicação científica. Quer se trate da altitude de cruzeiro, das turbulências, das asas que se deformam em voo ou dos motores, nada é deixado ao acaso. Cada decisão responde a décadas de investigação, inovação e experiência acumuladas pelos engenheiros, pelos pilotos e pelos construtores.
Da próxima vez que avistar um avião a atravessar o céu, olhará para ele sem dúvida com outros olhos. Por detrás deste pequeno ponto branco que parece deslizar silenciosamente acima das nuvens esconde-se uma verdadeira proeza tecnológica, pensada para transportar centenas de pessoas da forma mais segura, confortável e eficiente possível.
🎥 Para ir mais longe em vídeo
Prefere explicações em imagens? Este vídeo ilustra de forma muito pedagógica por que é que os aviões comerciais voam geralmente entre 30 000 e 40 000 pés, e por que seria contraproducente voar muito mais alto. Uma excelente forma de completar o que acabou de descobrir neste artigo.
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FAQ: Por que é que os aviões voam tão alto?
Por que é que os aviões voam a cerca de 11 000 metros?
Porque esta altitude oferece o melhor equilíbrio entre consumo de combustível, desempenho dos motores, sustentação das asas e conforto dos passageiros.
Por que é que os aviões não voam a 20 000 metros?
A esta altitude, o ar é demasiado pouco denso para permitir aos aviões comerciais atuais voar eficientemente. Os motores e as asas atingem os seus limites.
Os aviões consomem realmente menos em altitude?
Sim. Sendo o ar menos denso, a resistência diminui fortemente. Os motores precisam, portanto, de menos impulso para manter a velocidade de cruzeiro.
As turbulências são perigosas?
Na imensa maioria dos casos, não. Os aviões são concebidos para resistir a restrições muito superiores às turbulências encontradas em exploração normal. O principal risco diz respeito aos passageiros que não usam o cinto.
Os pilotos podem mudar de altitude durante o voo?
Sim. Podem subir ou descer para evitar turbulências, aproveitar ventos mais favoráveis ou melhorar o consumo de combustível, sempre com a autorização do controlo aéreo.
Os aviões militares voam mais alto do que os aviões comerciais?
Alguns sim, mas são concebidos para missões muito diferentes. Os aviões de transporte comercial privilegiam acima de tudo a eficiência, a segurança e a economia de combustível em longas distâncias.
