En aviación la medición de la altura o altitud de vuelo en vehículos aéreo es una cuestión un tanto compleja si se pretende medir  estos parámetros  en forma intuitiva atraves de métodos y medios mecánicos ya que no se disponen de elementos de medición DIRECTA, exceptuando los medios  electrónicos como pueden ser los radio altímetros, GPS, etc.. , tenemos que pensar al altímetro como un elemento  que físicamente mide presiones (barómetro / barógrafo) y que estos valores de presiones se extrapolan sobre una tabla de atmosfera  estándar (ver figura1) logrando así valores de “longitud vertical entre el terreno y el vehículo aéreo”  (Ej. altitud / altura), partiendo de los valores de presión atmosférica.
Entonces un Altímetro es en realidad un Barógrafo / Barómetro que censa valores de presión y que internamente los convierte en valores de altitud ó altura es decir la “longitud vertical entre el terreno y el vehículo aéreo”.
En altimetría los errores más comunes en la medición de altitudes son:

1. ERROR DEL INSTRUMENTO, son todos aquellos atribuibles al mecanismo interno del mismo, desgaste, calibración, suciedad, etc..

1. ERROR DEBIDO A QUE LA ATMÓSFERA REAL  ES DISTINTA A LA ESTANDAR, como el fluido de trabajo de un altímetro es el aire atmosférico, luego las indicaciones dadas de altitud o altura estarán afectadas por las propiedades del aire en torno a la aeronave en vuelo.

Este tipo de error se resume en considerar la temperatura de aire exterior alrededor de la aeronave y referirla a la temperatura ISA estándar que es 15ºC, luego la diferencia entre ambas temperaturas  se puede manejar atraves de la densidad del aire a diferentes altitudes y temperaturas de la atmosfera real y respecto de la estándar.

Luego  La densidad del aire es función de la temperatura y de la altitud.

 

[δ = f (T º; h)]

 

Como sabemos que la presión atmosférica standart a nivel del mar (MSL) es  P atm = 1013.25 mb a temperatura ISA que es T = 15 ºC y asumiendo que el aire atmosférico se comporta como un gas ideal que cumple con la ecuación general de los gases ideales

P = δ. R. T.

Podemos decir que:

Como la densidad del aire varia en sentido inverso a la temperatura, si usamos la ecuación de Laplace (ley Barométrica)

d P = – ρ . g . d Z

Esto nos demuestra que en el caso de tener una atmosfera fría la curva de presión atmosférica en función de la altitud tendrá una pendiente más suave que la curva de atmosfera estándar, por el contrario para el caso de una atmosfera cálida, la curva de presión atmosférica tendrá mayor pendiente que la  curva de atmosfera estándar es decir ocurre lo contrario (Ver figura 3).

En la tabla de la figura 1 se pude apreciar la variación de la presión atmosférica, temperatura y densidad del aire conforme aumente la altitud.

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Ejemplo:
Para cuantificar el error podemos referir la temperatura ISA T0= 15º C ó 288º K, de  grados Celsius a grados Kelvin, entonces    1/T0 = 1/288 = 0,0035 entonces podemos expresar este valor en términos de porcentaje  luego tendremos que 0,35 % será la diferencia indicada por cada grado de diferencia entre la temperatura real y la temperatura estándar.

Entonces si un piloto de avión desea pasar sobre un cerro de 4800 m altitud en condiciones instrumentales, por lo tanto decide volar con una altitud de 5300 m, verificando un temperatura de aire exterior Te = -15º C es decir que la diferencia entre la temperatura estándar y la exterior es de  ʌT = 30º C, la pregunta es:  “ Esta garantizada la seguridad en el cruce del cerro?”.

Entonces:

El error relativo de altitud es:                                    e rel.  = 0,35% x 30 = 10,5 %

El error absoluto finalmente es:                     e. abs. = 5300 m x 0,105 = 556,5 m
Como el aire atmosférico es más frio que el aire a temperatura ISA estándar  T = 15º C, el vuelo se efectuará a una altitud MENOR que la indicada en el altímetro.
Luego la altitud de vuelo será   h = 5300 m – 556,5 m =  4743,5 m

Esto nos muestra que habrá IMPACTO SEGURO contra el cerro!!

Finalmente como corolario de esta exposición todos los aviadores saben de estos fenómenos y cálculos para evitar estos contratiempos. Volar con una aeronave en aire cálido, es decir por encima de 15º C, la altitud real del avión será MAYOR a la indicada en el altímetro por lo tanto será siempre una operación segura, por el contrario cuando una aeronave vuela en atmosfera fría por debajo de los 15º C la aeronave volará con MENOR altitud que la indicada en el altímetro esto es para tener en cuenta y garantizar la seguridad al momento de cruzar obstáculos prominentes.

Ing. Claudio A. Hidalgo.
Junio de 2017.