Cómo funciona el inodoro de un avión a 12.000 metros de altura: la extraordinaria ciencia que se esconde detrás

(CNN) -- ¿Cómo se conecta uno a internet mientras se surca el cielo a 800 kilómetros por hora? ¿Cómo se prepara la comida y las bebidas calientes a gran altitud? Y lo más importante, ¿cómo funciona un inodoro a 12.000 metros (40.000 pies) de altura?

A menudo pensamos en cómo funcionan los aviones: cómo se elevan y permanecen en el aire de forma segura. En lo que pensamos menos es en las funciones cotidianas que ocurren a bordo. Circular el aire, calentar la comida y la bebida, incluso tirar la cadena... resulta que cuanto más mundana es la actividad, más difícil resulta realizarla en el aire.

"Es bastante notable cuando empiezas a profundizar", dice Al St. Germain, consultor de la industria de la aviación que ha trabajado para aerolíneas como Delta y United.

"Te das cuenta de todo lo que hay que hacer en un avión desde el punto de vista de la ingeniería, incluso para comer. Todo es el doble de difícil en un avión que en tierra".

Germain afirma que la experiencia del pasajero, a menudo conocida como "paxex", puede ser lo que haga que los viajeros elijan una aerolínea en lugar de otra. Entonces, ¿cómo hacen las aerolíneas para que la magia surga en el aire?

Baños en el cielo

No se puede utilizar agua para los inodoros de los aviones debido a las restricciones de peso. No pasa nada; en su lugar, los aviones utilizan aire.

El sistema estándar de evacuación utiliza presión diferencial de aire para vaciar la taza, en un diseño patentado originalmente por James Kemper en 1975.

Los depósitos de residuos -donde va a parar todo lo que sale por el inodoro- suelen estar situados en la parte trasera del avión, y a menudo también en la delantera.

Al pulsar el botón de descarga, se abre una válvula en la parte inferior de la taza del inodoro, conectada a una tubería situada debajo. Esa tubería -y el depósito de residuos- están sometidos a presión, lo que significa que al abrir la válvula se crea un vacío que aspira lo que hay en la taza.

"Es como una aspiradora", explica Nigel Jones, experto en ingeniería aeronáutica de la Universidad de Kingston, en Londres, y miembro del comité de acreditación de la Real Sociedad Aeronáutica del Reino Unido.

"Al pulsar el botón, se abre la válvula y, en cuanto se abre, la succión lo extrae todo. Entonces la válvula se cierra".

Ese efecto de vacío ocurre continuamente mientras el avión está en el aire, dice Jones. Simplemente no lo escuchamos hasta que abrimos la válvula y conectamos el inodoro al sistema. Sin embargo, cuando el avión está en tierra, la presión diferencial no existe, lo que significa que la descarga del inodoro es accionada por una bomba, que crea un vacío en el tanque. A medida que el avión se eleva en el aire y aumenta la presión diferencial en el tanque, se forma naturalmente el vacío y la bomba se detiene.

Los inodoros están recubiertos de teflón. "Así que nada se pega y no se necesita mucho: la presión diferencial elimina todo muy rápidamente", dice Jones. Las aerolíneas eligen cuántos baños quieren en un avión y dónde los quieren. Jones dice que hay números mínimos por avión, dependiendo del tamaño, pero las aerolíneas pueden superarlos si así lo desean.

Por supuesto, un depósito lleno necesita vaciarse, y aquí es donde entran en juego los "vagones de miel".

Se trata de vehículos de servicio aeroportuario que vacían el depósito y se llevan el contenido para procesarlo en las instalaciones del aeropuerto.

Es un proceso perfeccionado con 50 años de historia, pero ¿significa eso que todo seguirá igual para siempre? Jamco, una empresa japonesa que actualmente tiene una cuota del 50% del mercado de baños para aviones, ya ha superado los límites, construyendo tazas a bordo para ocho aerolíneas, entre ellas JAL, Al Nippon Airways y Oman Air. También fueron los primeros en introducir cisternas y grifos higiénicos sin contacto en el Boeing 787.

Un portavoz de la empresa declaró a CNN: "Hay limitaciones de espacio, requisitos de seguridad y certificaciones estrictas que dificultan la introducción de nuevas tecnologías en el interior de los aviones. Sin embargo, estamos organizando continuamente talleres y debates con diversas partes interesadas para explorar productos de interior de próxima generación". En otras palabras: cuidado con este espacio (pequeño y operado por succión).

El mito del "hielo azul"

El hielo azul no es solo algo para maravillarse en la Antártida; también es el nombre que se da a los vertidos accidentales de aguas residuales de los aviones.

Los aviones nunca han lanzado deliberadamente sus residuos a la atmósfera, ni siquiera en los viejos tiempos, dice Jones. Pero si se produce una fuga en el tubo de descarga, como las temperaturas en el aire están muy por debajo del punto de congelación, cualquier fluido que salga se congela automáticamente.

"Llegaría a un punto en que es demasiado pesado para adherirse al panel de mantenimiento del inodoro, así que se caería y eso seríe el hielo azul", dice.

Esto solía ser más común hasta los años 80, cuando se introdujo una legislación que prohibía despegar con cualquier tipo de fuga en el sistema de aseo de un avión.

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Los accidentes siguen ocurriendo: en 2021, un residente cercano al aeropuerto Heathrow de Londres resultó "salpicado" de excremento. Peor ni siquiera estaba congelado, ya que el avión estaba cerca del suelo y no a temperaturas bajo cero. Por suerte, es algo poco frecuente.

Sin embargo, los retretes se atascan con relativa frecuencia.

"No es más que una tubería diminuta, y la gente mete cosas como pañales; he visto bajar cubiertos y [latas de refrescos], están fascinados por ver si bajan o no", dice Jones, que solía trabajar como ingeniero para British Airways y vio algunos retretes espectacularmente atascados.

Pero lo que parece un experimento inofensivo puede acabar retrasando un vuelo.

"La rectificación puede tardar varios días porque hay muchísimas tuberías y hay que romperlas para encontrar los atascos", dice Jones. "Si tienen uno o dos baños atascados, el avión se quedará en tierra porque hay que contar con un número determinado de baños habilitados.

Ah, ¿y esas historias que surgen periódicamente sobre retretes desbordados? Eso será porque alguien lo tapó pero no avisó y la próxima vez que alguien lo utilice, no se irá nada.

Cosas calientes a bordo

Todos nos apresuramos a criticar la comida de avión, pero como dice el entusiasta de la comida de avión Nik Sennhauser: "Debes tener en cuenta que estás en un tubo de un trozo de metal a 40.000 pies (12.000 mil metros) catapultado por el aire y la azafata está calentando una comida en un horno".

Preparar comida para servir en un avión es un proceso complejo que requiere cumplir estrictas normas de higiene.

Los platos son preparados por empresas de catering que normalmente tienen su sede en el aeropuerto, antes de ser cargados en el avión. Hasta ahí, todo es sencillo. Hasta que piensas en tener que calentar cientos de comidas al mismo tiempo. Si a esto le sumamos el hecho de que las comidas para vuelos de larga distancia suelen estar congeladas, la cosa se vuelve aún más complicada.

La mayoría de los hornos de avión pueden usar convección o vapor para calentar, dice Jones, y pueden contener hasta 40 o 50 comidas a la vez. "En un avión grande se podrían tener entre 10 y 12 hornos", dice.

Los equipos de mantenimiento nocturno verifican que los hornos estén funcionando mientras el avión permanece en tierra durante la noche. Un momento en el que se mantienen completamente apagados es durante el despegue.

"El avión necesita toda la potencia que pueda obtener de los motores para despegar", afirma. "No encienden los hornos hasta que están en el aire debido a la carga del sistema eléctrico. Una vez que está navegando, está bien".

Los refrigeradores y congeladores funcionan en un circuito diferente, por lo que nunca se apagan. Menos mal, ya que sería ideal para una la intoxicación alimentaria.

Obtener agua caliente

¿Alguna vez has escuchado el consejo de no beber té o café en un avión?

Un estudio de 2019 sobre el agua potable de 11 importantes aerolíneas de EE.UU., que calificó el agua del uno al cinco, mostró que solo tres obtuvieron una puntuación de tres o más, lo que se considera aceptable. Solo una aerolínea regional logró la calificación.

El agua no embotellada proviene de un tanque de agua fría a bordo, que proporciona agua para todo el avión, desde los baños hasta las cocinas.

El consejo típico es evitar el café, el té y el hielo, pero a Jones no le molesta tanto. El agua caliente se habrá calentado hasta un punto que mata la mayoría de las bacterias y, a menudo, el agua se trata antes de agregarla al tanque, dice. El agua cargada en un Boeing 787 se trata con luz ultravioleta mientras se bombea a bordo, por ejemplo.

Dicho esto, Jones añade: "La bebida es tan buena como el agua que se proporciona".

En cuanto a que resulte agradable y humeante, el agua del tanque se vierte a través de un grifo y se calienta en "bev [bebidas]" que calientan el agua y luego la mantienen caliente en placas calientes.

A pesar de las sombrías advertencias de "nunca beber café en un avión", Kris Major, asistente de vuelo y presidente del Comité Conjunto de Tripulaciones Aéreas de la Federación Europea de Trabajadores del Transporte, dice que no le preocupa tomar bebidas a base de agua a bordo. "Estoy feliz de beber agua en el avión y lo hago sin prejuicios en mi aerolínea y en las de Europa y el Reino Unido", dice. "Cualquier agua potable debe ser apta para el consumo humano y, si se requiere la limpieza del tanque, no hay problema con eso".

Wi-Fi de alta velocidad

Muchos de nosotros damos por sentado el acceso a internet en nuestra vida diaria. Algunos de nosotros incluso damos por sentado el acceso a internet a bordo. Pero, ¿qué tan fácil es mantener una conexión mientras surcas el cielo a 500 millas por hora (800 km/hora)?

"Es una tecnología bastante sencilla: tienes una antena que se ubica en la parte superior del avión y apunta continuamente a los satélites en lo que se llama el arco geoestacionario", dice Don Buchman, gerente general y vicepresidente de aviación comercial de Viasat, que proporciona wifi para casi 10.000 vuelos por día a hasta aproximadamente 100 MB por segundo.

Lo que para él parece tecnología fácil —Buchman tiene experiencia en ingeniería— suena bastante más complejo para el resto de nosotros.

Los aviones equipados con wifi con Viasat reciben internet desde satélites a más de 22.000 millas (36.000 kilómetros) sobre la Tierra, ubicados a lo largo del ecuador.

Llevarlos hasta allí (a niveles llamados "arco geoestacionario" u órbita) lleva entre 30 días y seis meses. Pero como dice Buchman, una vez que están en órbita, es sencillo. Esa gran altitud significa que cada satélite puede "ver" aproximadamente un tercio de la Tierra, lo que significa que técnicamente podrías volar alrededor del mundo conectándote a solo tres satélites, aunque Viasat tiene 18.

Debido a que cada satélite cubre un área tan vasta, significa que los aviones no se desconectan y reconectan constantemente mientras vuelan. Buchman dice que un vuelo transcontinental estadounidense, por ejemplo, podría utilizar entre uno y cinco satélites Viasat ubicados más cerca de América del Norte.

"Hoy podemos viajar de Londres a Nueva York con uno, pero depende del algoritmo", dice, refiriéndose al sistema que utiliza Viasat para conectar los aviones con el mejor satélite para el vuelo: el mal tiempo puede hacer que la señal de uno sea mejor que la de otro, por ejemplo.

Un vuelo Madrid-Río de Janeiro, en cambio, puede cruzar dos o tres satélites, al pasar del hemisferio norte al sur y cruzar el Atlántico.

Buchman apuesta a que los pasajeros rara vez notan cuando la antena se desconecta de un satélite y se enlaza con otro.

"Casi siempre es imperceptible: no tienes que volver a conectarte, no hay una interrupción real de la conexión. Lo peor que puede pasar es estar un par de segundos sin conexión", afirma. Las pausas más largas se producen si los satélites utilizados están muy alejados, lo que significa que la antena tiene que reorientarse de este a oeste.

"Por lo demás, ocurre casi instantáneamente", dice.

Las velocidades pueden superar técnicamente los 100 MB por segundo a bordo, pero los pasajeros suelen contar con entre 20 y 40 MB. Eso es suficiente para que todos a bordo puedan ver Netflix, dice Buchman.

El día del Super Bowl, por ejemplo, Viasat calcula que unas 100.000 personas vieron el show en directo en 1.800 vuelos durante las cuatro horas que duró la transmisión. Buchman afirma que las empresas que proporcionan Wi-Fi por satélite tienen que estar preparadas para operar a esos niveles.

"En los aeropuertos centrales —Nueva York, Atlanta, Dallas, Chicago—, todos los pasajeros están conectados y se comunican con un gran ancho de banda. Hay mucha demanda".

La antena para el wifi a bordo no perturba las comunicaciones esenciales del avión: Buchman dice que la tecnología pasa por una "certificación rigurosa y continua". La antena se utiliza sólo para el wifi, y normalmente se sitúa en lo que se conoce como "cúpula de rayos" en la parte superior del avión. "Parece una joroba", dice Buchman. Los pilotos también pueden utilizar el wifi para comunicaciones no relacionadas con la seguridad y actualizaciones meteorológicas, pero disponen de un sistema completamente distinto para las comunicaciones esenciales.

Y aunque el internet a bordo parece algo común hoy en día, Buchman dice que es un servicio de los últimos 20 años aproximadamente, impulsado por el lanzamiento del iPhone, un producto que, dice, "lo cambió todo".

"El wifi a bordo fue la culminación de una gran demanda, pero a un precio asequible y con una calidad utilizable". Las antenas Viasat surcan los cielos amigos desde que JetBlue instaló wifi en sus aviones en 2013.

"La conectividad a bordo era algo deseable hace 15 años, pero ahora ya es una realidad", afirma St. Germain. British Airways estaría de acuerdo: esta misma semana, la aerolínea anunció mensajería gratuita a bordo para los pasajeros como parte de una actualización de servicios de US$ 9.000 millones. Con esto se une a grandes aerolíneas como LATAM, Iberia y Southwest, que ofrecen servicios de mensajería gratuitos a sus pasajeros. En EE.UU., JetBlue y Delta lideran la oferta de wifi gratuito, dice Buchman, seguidas por American Airlines.

Aire fresco a 12.000 km de altura

No fueron solo las restricciones de viaje las que impidieron que la gente volara cuando empezó la pandemia; para muchos, la idea de sentarse muy cerca de extraños que podían estar incubando enfermedades significaba que no tenían intención de tomar un vuelo, estuviera o no permitido.

Fue entonces cuando las compañías aéreas —que suelen concentrarse en publicitar su entretenimiento a bordo y sus asientos de lujo— empezaron a hablar de los filtros HEPA. Estos filtros de aire -HEPA son las siglas en inglés de "high efficiency particulate air"- son estándar en dos entornos: los aviones y los quirófanos. Según la Agencia de Protección Medioambiental del Gobierno estadounidense, pueden eliminar "al menos el 99,97% del polvo, el polen, el moho, las bacterias y cualquier partícula suspendida en el aire con un tamaño de 0,3 micras".

Aunque mucha gente piensa que el aire de un avión circula constantemente por la cabina, Jones afirma que los aviones modernos hacen circular el aire de otra manera.

"Antiguamente, los aviones tomaban el aire de los motores, por lo que había que refrigerarlo a través de un paquete de aire acondicionado", explica.

Pero los aviones más modernos, como el Boeing 787, no utilizan aire de los motores. En su lugar, tienen compresores a bordo, "uno para cada ECS, o sistema de control ambiental", dice Jones.

Toman aire de una fuente externa y lo hacen pasar por el compresor. A continuación, el ECS hace circular el aire por la cabina y lo refina con filtros HEPA. Cada cabina funciona con un sistema distinto, lo que significa que la tripulación puede bajar la calefacción en la clase Business si las camas reclinables resultan demasiado acogedoras, pero dejar a los pasajeros de la clase Turista calentitos con sus mantas más finas.

La circulación del aire a bordo de hoy en día no sólo sirve para mantener la salud, sino que también controla cómo se sienten los pasajeros, sobre todo en los vuelos de larga distancia. "En un 787, el aire se cambia cada tres minutos, completamente nuevo, y en el A350, cada dos o tres minutos, con temperatura y humedad controladas con precisión para que te sientas fresco al llegar a tu destino", dice Jones. Es una auténtica diferencia, como puede atestiguar cualquiera que haya hecho un trayecto en un avión antiguo, como un Boeing 777, seguido del siguiente en un avión más nuevo.

"Te sientes diferente al bajar: no tienes tanto jet lag como pensabas", dice Jones de los aviones más nuevos.

Aunque la mayoría de la gente que viaja para disfrutar de sus merecidas vacaciones sigue reservando vuelos en función de la ruta y el precio, St. Germain afirma que los pequeños detalles a bordo marcan una gran diferencia para los viajeros frecuentes.

"Si eres un guerrero de la carretera que viaja entre 30 y 40 veces al año, lo importante es la experiencia global. Ahí es donde entran en juego aspectos como la calidad de las comidas, el espacio para las piernas y la conectividad a bordo", afirma.

"En la última década hemos visto un impulso hacia un producto mejor que en años anteriores.

"Las aerolíneas entienden que los productos pueden influir en la decisión de compra más que antes".

Nota del editor: este artículo fue publicado originalmente el 9 de marzo de 2024.