Como funciona uma casa de banho a 12.000 metros de altitude? É assim que a ciência entra a bordo dos aviões

CNN , Julia Buckley
30 mar, 10:00
Voos entre Washington e Caracas (Getty Images)

Se sempre se perguntou como é que as coisas funcionam lá no alto, fez 'check-in' no sítio certo: este artigo

Como é que se liga à Internet enquanto viaja a cerca de 800 quilómetros por hora? Como se preparam alimentos e bebidas quentes a grande altitude? E mais importante do que tudo, como funciona uma casa de banho a 40 mil pés [mais de 12 mil metros]?

Costumamos pensar sobre como funcionam os aviões – como levantam e se mantém no ar de uma forma segura. Não damos é tanta atenção às atividades que todos os dias têm lugar a bordo. A circulação de ar, o aquecimento de comidas e bebidas ou até a descarga na casa de banho – a verdade é que quanto mais mundana é a atividade, mais difícil é executá-la no ar.

“É impressionante quando se começa a aprofundar”, diz Al St. Germain, um consultor da indústria aeronáutica que trabalhou para companhias aéreas como a Delta ou a United.

“Toma-se consciência do que está envolvido do ponto de vista da engenharia com quase tudo na aeronave – até com uma refeição. É tudo duas vezes mais complicado num avião do que em terra”.

Se a segurança sempre foi uma força motora para as companhias aéreas, e com a indústria agora a concentrar-se na sustentabilidade (ou, melhor, em ter viagens menos destrutivas para o ambiente), St. Germain refere que a experiências dos passageiros pode ser aquilo que leva alguém a escolher uma companhia em detrimento de outra. Então, como é que as transportadoras fazem a magia acontecer a bordo?

Casas de banho no céu

As casas de banho dos aviões praticamente não mudaram desde 1975, quando James Kemper patenteou um sistema de descarga a vácuo (Matthias Balk/dpa/picture alliance/Getty Images)

Usar água para as descargas nas casas de banho dos aviões é proibido por causa das restrições com o peso das aeronaves. Em vez disso, as aeronaves usam ar.

O sistema de evacuação padrão usa uma pressão diferencial de ar para esvaziar a sanita, num processo patenteado originalmente por James Kemper em 1975.

Os tanques de resíduos – para onde vai tudo o que cai na sanita dos aviões – estão geralmente localizados na parte de trás do avião. E, às vezes, também na parte da frente.

Quando pressiona o botão de descarga, uma válvula abre-se no fundo da sanita, ligando-se a um cano abaixo. Esse cano – e o tanque de resíduos – são pressurizados, o que significa que a abertura da válvula cria um vácuo que suga o que está na sanita.

“É como um aspirador: suga”, explica Nigel Jones, um especialista na área da engenharia aeronáutica da Kingston University em Londres, que também pertence à comissão de credenciação da Royal Aeronautical Society do Reino Unido.

“Ao pressionar o botão, a válvula abre-se. E com a mesma rapidez com que a válvula se abre, a sucção retira tudo [da sanita]. Depois a válvula volta a fechar”

O efeito de vácuo é contínuo enquanto o avião está no ar, diz Jones – apenas não o ouvimos até abrirmos a válvula, ligando a sanita ao sistema. Contudo, quando o avião está em terra, a pressão diferencial não existe – o que significa que a descarga é operada por uma bomba, que cria vácuo no tanque. À medida que o avião sobe e a pressão diferencial aumenta no tanque, o vácuo forma-se naturalmente e a bomba para.

As sanitas dos aviões são revestidas de Teflon [revestimento antiaderente]. “Como nada fica colado, é fácil: a pressão diferencial limpa tudo muito depressa”, diz Jones.

As companhias aéreas escolhem quantas casas de banho querem no avião – e onde as querem instaladas. Jones diz que há um número mínimo por aeronave, dependendo do tamanho, embora as transportadoras possam ultrapassar esse rácio se quiserem.

É claro que, se o tanque se enche, também precisa de ser despejado – e é aqui que entram os camiões aeroportuários que fazem esse trabalho, levando o conteúdo para o tratamento necessário.

É um processo bem aperfeiçoado com 50 anos de história – mas isso significa que as coisas vão ser assim para sempre? Jamco, uma empresa japonesa que tem atualmente uma quota de 50% no mercado das casas de banho de aviões tem elevado a fasquia, fabricando sanitas para oito companhias aéreas como a JAL, a All Nippon Airways ou a Oman Air. Foram também os primeiros a introduzir descargas e torneiras sem contacto no Boeing 787.

Um porta-voz da empresa disse o seguinte à CNN: “Há constrangimentos em termos de espaço, requisitos de segurança e certificações rigorosas, o que transforma num desafio a introdução de novas tecnologias no interior das aeronaves. Contudo, estamos a levar a cabo, de uma forma contínua, mostras e conversas junto de partes interessadas para definir uma nova geração de produtos”.

O mito do “gelo azul”

O gelo azul não é algo que pode ser apreciado apenas na Antártida. É também o nome dado às descargas acidentais nos aviões.

Os aviões nunca lançaram, de forma deliberada, os seus resíduos sanitários na atmosfera, nem mesmo no passado, diz Jones. Mas se existir algum tipo de infiltração no sistema de descarga, uma vez que as temperaturas médias no ar estão abaixo de zero, qualquer fluído que saia acaba por congelar automaticamente.

“Chegaria a um ponto em que seria muito pesado para aderir ao painel de serviço da sanita, então acabaria por cair. Era isso o gelo azul”, diz.

Isto era mais comum até à década de 1980, quando foi introduzida legislação para proibir a descolagem com qualquer tipo de infiltração no sistema da casa de banho da aeronave.

Ainda assim, continuam a existir acidentes: em 2021, uma pessoa que vivia perto do aeroporto de Heathrow, em Londres, foi “salpicado” de excrementos. Pior, os resíduos nem sequer estavam congelados, já que o avião se encontrava próximo do solo, sem temperaturas com esse efeito. Felizmente, é algo muito raro.

Contudo, as casas de banho são bloqueadas com muita frequência.

“É apenas um cano pequeno, e as pessoas colocam coisas como fraldas lá – até já vi talheres e latas de refrigerante a caírem lá. Ficam fascinadas para ver se desce ou não”, conta Jones, que costumava trabalhar como engenheiro para a British Airways, tendo visto casas de banho entupidas das formas mais inesperadas.

Aquilo que parece uma experiência inocente pode acabar a atrasar o seu voo.

“Pode levar dias para corrigir, já que há muitos tubos que precisam de ser desmontados para encontrar os bloqueios”, refere Jones. “Se tiverem uma ou duas casas de banho bloqueadas, o avião fica em terra, porque é preciso ter um número mínimo de casas de banho a funcionar”.

Há também aquelas histórias que surgem, de vez em quando, sobre as sanitas entupidas nos aviões. Porquê? Porque houve alguém que bloqueou o sistema e não o denunciou. Assim, quem o usa depois, acaba por reparar que nada desce.

Coisas quentes a bordo

A tripulação consegue aquecer centenas de refeições de uma só vez nos fornos da aeronave (Martin Leissl/Bloomberg/Getty Images)

Somos muito rápidos a criticar a comida do avião, mas há algo que o entusiasta por comida a bordo Nik Sennhauser quer que saiba: “Tem de ter em consideração que estamos num tubo de metal a 40 mil pés, aos saltos no ar. E que o assistente de bordo está a aquecer a sua refeição num forno”.

Preparar comida para ser servida a bordo de um avião é um processo complexo, com regras de higiene apertadas a que é preciso responder.

Antes de serem levados para as aeronaves, os pratos são preparados por empresas de ‘catering’ que costumam estar instaladas nos aeroportos. Parece simples. Até ter de pensar em como aquecer centenas de refeições ao mesmo tempo. Tenha ainda em conta que as refeições para os voos de longa distância costumam ser congelados, o que torna tudo ainda mais complicado.

A maioria dos fornos das aeronaves usam convecção ou vapor para aquecer a comida, diz Jones. Podem receber 40 a 50 refeições de cada vez. “Num avião grande, é possível ter 10 ou 12 fornos”, aponta.

As equipas de manutenção confirmam se os fornos estão a funcionar enquanto os aviões ficam estacionados em terra durante a noite. Durante a descolagem são mantidos completamente desligados.

“A aeronave precisa de toda a energia possível para os motores descolarem”, junta. “Não ligam os fornos até estarem no ar, para não sobrecarregar o sistema elétrico. Quando estiverem em cruzeiro, tudo bem”.

Os refrigeradores e os congeladores funcionam num circuito diferente – por isso nunca são desligados. Tal poderia ser meio caminho para uma intoxicação alimentar.

Conseguir água quente

Não bebe café ou chá a bordo? Os especialistas avisam que não há razões para isso (YakobchukOlena/iStockphoto/Getty Images)

Já foi aconselhado a não beber chá ou café num avião?

Um estudo de 2019 sobre a ingestão de água nas 11 maiores companhias aéreas dos Estados Unidos da América, que avaliou a qualidade da água de um a cinco valores, mostrou que apenas três tiveram uma pontuação de três valores ou mais – ou seja, considerada aceitável. Apenas uma companhia aérea regional foi bem-sucedida neste teste.

A água não engarrafada a bordo vem de um tanque de água fria a bordo, que fornece água para todo o avião, das casas de banho às cozinhas.

O conselho tradicional é para evitar café, chá ou gelo, mas Jones não está incomodado com esta questão. Qualquer água quente terá sido aquecida a um ponto em que a maioria das bactérias morre. E a água é frequentemente tratada antes de entrar no próprio tanque. A água carregada num Boeing 787 é tratada com luz ultravioleta à medida que é bombeada para bordo, por exemplo.

Dito isto, Jones acrescenta que “a bebida é tão boa quanto a água que é fornecida”.

Para deixá-la bem quente, a água é despejada através de uma torneira e aquecida numa máquina de preparação de bebidas, que a aquece e mantém quente devido ao efeito das placas.

Apesar dos avisos para “nunca beber café num avião”, Kris Major, assistente de bordo e membro da Transport Workers’ Federation Joint Aircrew Committee diz não estar preocupado sobre o consumo a bordo de bebidas que têm água como base.

“Fico satisfeito ao beber água nos aviões da minha companhia, na Europa e no Reino Unido – só conheço os regulamentos que se aplicam no meu lado do mundo”, diz.

“Qualquer água potável deve ser própria para consumo humano e, sendo a limpeza dos tanques uma exigência, não há qualquer problema”.

Wi-Fi nos céus

Wi-Fi a 40 mil pés de altitude era algo impensável até há bem pouco tempo. Muitas das maiores companhias áereas já permitem este tipo de conetividade aos passageiros (mihailomilovanovic/E+/Getty Images)

Muitos de nós tomam o acesso à Internet como algo garantido nas nossas vidas. Alguns até consideram que é certo o acesso à Internet a bordo. Mas quão difícil é manter uma ligação enquanto se voa a 800 quilómetros por hora?

“É uma tecnologia bastante simples – há uma antena no topo do avião, que aponta para os satélites, naquilo a que se chama arco geoestacionário”, diz Don Buchman, diretor-geral e vice-presidente da área de aviação comercial da Viasat, que fornece Wi-Fi a quase 10 mil voos por dia, a uma velocidade de até 100 MB por segundo.

O que parece ser simples para Buchman – que tem formação na área da engenharia – acaba por ser um pouco mais complexo para os restantes.

Os aviões equipados com Wi-Fi da Viasat recebem sinais de satélites a 36 mil quilómetros da Terra, localizados ao longo da linha do equador.

Para levá-los lá para cima – para níveis conhecidos como órbita ou “arco geoestacionário” – leva entre 30 dias a seis meses. Contudo, como explica Buchman, uma vez em órbita, é simples. Essa altitude elevada significa que cada satélite pode “ver” cerca de um terço da Terra, o que implicaria, em termos técnicos, que só se ligasse a três satélites enquanto cruza o mundo – ainda assim, a Viasat tem 18.

Como cada satélite cobre uma área tão vasta, tal significa que os aviões não estão constantemente a ligar-se e desligar-se da rede Wi-Fi enquanto voam. Buchman explica que um voo transatlântico, por exemplo, pode usar entre um e cinco dos satélites da Viasat que estão localizados perto da América do Norte.

“Hoje podemos voar entre Londres e Nova Iorque usando apenas um, mas isso depende do algoritmo”, diz, referindo o algoritmo que a Viasat utiliza para ligar a aeronave ao satélite que melhor satélite para o voo – o mau tempo influenciar essa escolha, por exemplo.

Um voo entre Madrid e Rio de Janeiro, pelo contrário, poderá cruzar dois ou três satélites, uma vez que passa do hemisfério norte para o hemisfério sul, cruzando o Atlântico.

Buchman realça que os passageiros quase nem notam quando a antena se desliga de um satélite e se liga a outro.

“É quase sempre impercetível – não é preciso voltar a ligar-se, não há uma quebra na ligação. O pior [será estar offline] durante alguns segundos”, junta. Essas pausas mais longas acontecem se os satélites usados ​​estiverem distantes, o que significa que a antena precisa ser reorientada de este para oeste.

“Caso contrário, é praticamente instantâneo”, diz.

A ligação pode atingir uma velocidade de 100 MB por segundo a borod, diz, embora os passageiros normalmente experienciem velocidades entre os 20 e os 40 MB por segundo. É o suficiente para satisfazer as necessidades individuais a bordo, como assistir a séries na Netflix, exemplifica Buchman. Em dia de Super Bowl, por exemplo, a Viasat estima que cerca de 100 mil pessoas assistiram ao evento em direto em 1.800 voos que tiveram lugar durante as quatro horas em que esteve no ar. Buchman avisa que as empresas que querem fornecer Wi-Fi com recurso a satélite têm de estar preparadas para trabalhar a este nível.

“Em grandes aeroportos, como Nova Iorque, Atlanta, Dallas ou Chicago, temos todos os passageiros ligados, todos a fazerem comunicações que exigem uma grande largura de banda. Há muita procura”.

A antena para o Wi-Fi a bordo não perturba as comunicações essenciais no avião – Buchman garante que esta tecnologia passa por uma “certificação rigorosa e permanente”. A antena é usada apenas para o Wi-Fi e normalmente fica localizada naquilo que é conhecido como “cúpula de raios” no topo do avião. “Parece uma protuberância”, diz Buchman. Os pilotos também podem usar o Wi-Fi para comunicações não relacionadas com segurança ou atualizações meteorológicas, mas têm um sistema completamente diferente para comunicações essenciais.

Embora o Wi-Fi a bordo pareça algo comum nos nossos dias, Buchman refere que é um produto dos últimos 20 e poucos anos, iniciado pelo lançamento do iPhone – um produto que, segundo ele, “mudou tudo”.

“O Wi-Fi a bordo foi o culminar de uma elevada procura, mas a um preço acessível e com uma qualidade utilizável”. As antenas da Viasat voam desde que a JetBlue instalou Wi-Fi nos seus aviões em 2013.

“Ter conetividade a bordo era algo agradável há 15 anos. Agora é determinante”, diz St. Germain. A British Airways concordaria: a companhia aérea anunciou que as mensagens a bordo seriam gratuitas. Junta-se a grandes companhias aéreas, como a LATAM, a Iberia ou a Southwest, que já ofereciam serviços gratuitos de mensagens de texto aos seus passageiros. Nos EUA, a JetBlue e a Delta lideram no Wi-Fi gratuito, diz Buchman, com a American Airlines logo atrás.

Ar fresco a 40 mil pés

As aeronaves usam filtros HEPA para criar ar limpo (Juanmonino/iStockphoto/Getty Images)

Não foram apenas as restrições de viagens que barraram as pessoas quando a pandemia de covid-19 começou. Para muitos, a ideia de se sentar ao lado de um estranho, que pudesse transportar doenças, também os fez perder a vontade de apanhar um voo, mesmo que tivessem autorização para isso.

Foi aí que as companhias aéreas – que normalmente se preocupam mais em falar sobre o sistema de entretenimento a bordo ou sobre o espaço dos seus lugares – começaram a falar dos filtros HEPA. Estes filtros de ar – HEPA é a sigla inglesa para “ar particulado de alta eficiência” – são o padrão em dois ambientes: aviões e blocos de cirurgia. Segundo a Environmental Protection Agency do governo americano, conseguem remover “pelo menos 99,97% de poeira, pólen, mofo, bactérias e quaisquer partículas transportadas pelo ar com tamanho de 0,3 microns”.

Embora muitas pessoas pensem que o ar de um avião é continuamente libertado pela cabine, Jones explica que as aeronaves modernas fazem o ar circular de uma forma diferente.

“Antigamente, as aeronaves retiravam o ar dos motores. Precisava de ser arrefecido através de um sistema de ar condicionado”, refere.

Mas as aeronaves mais recentes – como o Boeing 787 – não funcionam desta maneira. Em vez disso, têm compressores integrados. Um por cada ECS, sigla inglesa para sistema de controlo ambiental”, diz Jones.

O ar é proveniente de uma fonte externa, passando pelo compressor. O ECS faz então o ar circular pela cabine, filtrando-o com recurso aos HEPA. Cada cabine tem um sistema diferente. Assim, a tripulação pode desligar o aquecimento na classe executiva, devido ao conforto das suas camas planas, mas deixando-o para os passageiros da classe económica, que têm cobertores mais finos.

A circulação de ar a bordo não é apenas uma questão de saúde respiratória. Também controla a forma como os passageiros se sentem, especialmente em voos de longo curso. “Num Boeing 787 o ar é mudado a cada três minutos – ar completamente novo – e no Airbus A350 é a cada dois a três minutos, com a temperatura e a humidade controladas com precisão, para que se sinta revigorado quando chegar ao destino”, diz Jones. Pode fazer toda a diferença, como atesta qualquer pessoa que tenha feito uma parte da sua viagem numa aeronave mais antiga, como um Boeing 777, seguindo depois numa aeronave mais recente.

“A pessoa sente-se diferente quando desembarca – não sente tanto ‘jet lag’ como seria de imaginar”, afirma Jones sobre as mais recentes aeronaves.

Apesar de a maioria das pessoas, na hora de viajar nas suas férias, ainda reservarem o voo tendo a rota e o preço com critérios, St. Germain realça que os pormenores a bordo fazem uma grande diferença para os passageiros frequentes.

“Se for um viajante frequente, com 30 a 40 viagens por ano, a experiência conta muito. É aí que a qualidade da refeição, o espaço do assento e a conetividade a bordo começam a contar bastante”, diz.

“Na última década, temos assistido a um forte impulso para melhorar estes produtos”.

“As companhias aéreas estão a perceber que, mais do que nunca, os produtos podem ter um papel importante na decisão de compra”.

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