Por qué los aviones vuelan a unos 10 000 metros: altitud de crucero y niveles de vuelo

Estás junto a la valla, los aterrizajes han terminado y, sobre ti, una raya blanca cruza el azul. En el radar de vuelos, al lado, pone «FL370». Pero ¿por qué vuela el reactor precisamente allá arriba y no dos kilómetros más abajo o más arriba? La altitud de crucero de los aviones comerciales no es casualidad ni capricho de la tripulación. Resulta de la física, el tiempo, el peso, el viento y una normativa que separa con limpieza a miles de aviones unos sobre otros. Esta guía te explica qué hay detrás de esos 10 000 metros, qué es un nivel de vuelo y cómo leer como spotter las indicaciones de altitud del radar de vuelos.

Altitud de crucero: la respuesta corta

Los reactores comerciales vuelan normalmente entre unos 31 000 y 38 000 pies, es decir, a grandes rasgos entre 9,5 y 11,5 kilómetros, porque allí coinciden tres cosas: el aire es lo bastante fino como para reducir mucho la resistencia; los motores trabajan con gran eficiencia a la velocidad de crucero típica; y el avión vuela por encima de la mayor parte de los fenómenos meteorológicos. A qué altura exacta vuela luego un vuelo concreto depende del peso, el viento, la longitud de la ruta, la dirección de vuelo y la situación del tráfico.

Esta altitud no se indica en metros, sino como nivel de vuelo (en inglés Flight Level, abreviado FL). FL370 significa unos 37 000 pies, medidos no sobre el mar, sino como altitud de presión con una presión de referencia uniforme en todo el mundo. Más sobre ello enseguida.

Motivo 1: aire fino, menos resistencia

El aire se vuelve cada vez más fino con la altura. En la atmósfera estándar de la OACI, con la que calculan la aviación y la construcción aeronáutica, a nivel del mar hay 1013,25 hPa a 15 °C y la densidad del aire es de alrededor de 1,225 kg/m³. A 11 kilómetros de altura, la presión ha caído a unos 226 hPa, la temperatura a menos 56,5 grados y la densidad es de solo unos 0,36 kg/m³, es decir, alrededor del 30 % del valor del suelo.

Para un avión significa: a la misma velocidad verdadera se encuentra con mucha menos masa de aire. La resistencia disminuye en consecuencia. Para que las alas sigan generando suficiente sustentación, el reactor tiene que volar más rápido que a baja altura, y eso es justo lo deseable. Un reactor moderno de corto y medio radio, como un Airbus A320neo o un Boeing 737-800, vuela normalmente a alrededor de Mach 0,78, unos 830 km/h. Los reactores de fuselaje ancho, como el Airbus A350-900 o el Boeing 787-9, vuelan más bien en torno a Mach 0,85, es decir, unos 900 km/h. Cerca del suelo, esas velocidades serían impensables por razones de estructura, ruido y consumo.

Por qué el número de Mach es tan importante

Arriba, con el frío, también la velocidad del sonido es menor que en el suelo. A menos 56,5 grados es de unos 1060 km/h, en lugar de los aproximadamente 1225 km/h a 15 grados. Los reactores comerciales están optimizados para un número de Mach determinado, es decir, para una fracción de la velocidad del sonido. Si van más rápido, se forman ondas de choque en el extradós del ala y la resistencia se dispara. La velocidad de crucero está por eso limitada hacia arriba, y a gran altura un reactor alcanza ese número de Mach rentable con comparativamente poco empuje.

Motivo 2: motores eficientes

Los turbofanes dan a gran altura menos empuje, porque aspiran menos aire. Pero a la vez el avión necesita allí menos empuje para mantener su velocidad. En conjunto, un reactor en crucero a gran altura consume bastante menos combustible por kilómetro volado que a poca altura. Esto vale sobre todo en rutas largas, donde el vuelo de crucero ocupa la mayor parte del tiempo de vuelo.

En los aviones de hélice, el óptimo está más bajo. Los turbohélices como el ATR 72-600 están diseñados para rutas más cortas y velocidades menores y vuelan típicamente entre FL150 y FL270; cómo distinguir los modelos habituales lo muestra Distinguir turbohélices. Para una ruta de una hora, el largo ascenso hasta once kilómetros no compensa de todos modos: el reactor apenas llegaría arriba antes de tener que volver a descender.

Motivo 3: por encima del tiempo

Casi todo lo que vivimos como tiempo meteorológico ocurre en la troposfera, la capa más baja de la atmósfera. Su límite superior se llama tropopausa. Está a alturas muy distintas según la latitud y la estación: sobre el ecuador, a unos 16 kilómetros; sobre las regiones polares, a menudo solo a 6 o 9 kilómetros. En nuestras latitudes suele estar en algún punto intermedio. Por encima, en la estratosfera, el aire es muy seco y casi no hay nubes.

En latitudes medias, los reactores comerciales vuelan a menudo cerca de la tropopausa o justo por encima. Así dejan por debajo muchas nubes, precipitaciones y condiciones de engelamiento. Pero allá arriba no está todo libre de tiempo: las torres de tormenta pueden llegar hasta la tropopausa, los cirros marcan a menudo su posición y, precisamente cerca de las bandas de vientos fuertes, hay turbulencia con cielo despejado. Cómo se originan y por qué suelen ser inofensivas lo explica el artículo Turbulencias explicadas.

Qué es un nivel de vuelo

Un altímetro de un avión no mide una distancia al suelo, sino la presión atmosférica. A partir de ella calcula una altitud. Como la presión atmosférica fluctúa constantemente, cada piloto tendría que conocer para ello la presión actual; en vuelo de crucero a lo largo de cientos de kilómetros con áreas de presión cambiantes, eso sería poco práctico y propenso a errores.

La solución es el nivel de vuelo: por encima de una determinada altitud, todas las tripulaciones ajustan su altímetro a la presión estándar de 1013,25 hPa. La altitud mostrada en centenares de pies es entonces el nivel de vuelo. Si el altímetro marca 35 000 pies, el avión vuela en FL350, calculado, unos 10 700 metros. La altura real sobre el mar puede diferir si la presión y la temperatura no se ajustan a la norma. Para la seguridad no importa: todos los aviones del mismo espacio aéreo miden con la misma referencia, así que las distancias entre ellos son correctas.

Altitud de transición y nivel de transición

Por debajo de la altitud de transición, los aviones vuelan con la presión local (QNH) y altitudes en pies sobre el mar, importante para la distancia al terreno y a los obstáculos. En Alemania, la altitud de transición es, por norma general, de 5000 pies sobre el mar, pero como mínimo 2000 pies sobre el terreno. En el descenso rige el nivel de transición, que según la presión atmosférica está entre FL60 y FL80. En Estados Unidos y Canadá, la altitud de transición es bastante más alta, con 18 000 pies. Quien se interese por la división del espacio aéreo encontrará más en Clases de espacio aéreo, de la A a la G.

Concepto	Qué significa	Ejemplo
QNH	presión local convertida al nivel del mar	altitud «5000 ft» en la aproximación
Presión estándar	referencia uniforme de 1013,25 hPa	base de todos los niveles de vuelo
Altitud de transición	a partir de aquí, en el ascenso, se cambia a presión estándar	Alemania: 5000 ft
Nivel de transición	a partir de aquí, en el descenso, se cambia a QNH	FL60 a FL80, según la presión atmosférica
Nivel de vuelo	altitud de presión en centenares de pies	FL350 ≈ 35 000 ft

Hacia el este, impares; hacia el oeste, pares

Para que el tráfico en sentido contrario no vuele a la misma altura, rige la regla semicircular. Lo determinante es el rumbo sobre el suelo:

• De 000 a 179 grados (a grandes rasgos, hacia el este): niveles de vuelo impares, por ejemplo FL330, FL350, FL370.
• De 180 a 359 grados (a grandes rasgos, hacia el oeste): niveles de vuelo pares, por ejemplo FL340, FL360, FL380.

Un vuelo de Fráncfort a Europa del Este acaba, pues, normalmente en un nivel de vuelo impar, y el de vuelta, en uno par. Algunos países tienen normas distintas. En el espacio aéreo superior de Europa, además, la regla se completa con el trazado de las rutas y las indicaciones del control del tráfico aéreo: quién recibe qué altitud y cuándo lo deciden los controladores, por ejemplo en la DFS (Deutsche Flugsicherung, el proveedor alemán de navegación aérea, equivalente a ENAIRE), con coordinación a través de la gestión de red de Eurocontrol.

RVSM: el doble de altitudes en la banda principal

Antes, por encima de FL290 tenía que haber como mínimo 2000 pies de separación vertical entre dos aviones. Con el RVSM (Reduced Vertical Separation Minima), esto se redujo a la mitad, a 1000 pies, entre FL290 y FL410. En Europa rige desde enero de 2002. En lugar de siete, desde entonces hay 13 niveles de vuelo disponibles en esta banda, justo donde más les gusta volar a la mayoría de los reactores. Eso aumenta la capacidad y permite que más vuelos operen cerca de su altitud óptima, lo que ahorra combustible.

A cambio, los aviones deben cumplir requisitos especiales: dos sistemas de altimetría independientes entre sí, una alerta ante desviaciones de la altitud elegida y un piloto automático que mantenga el nivel de vuelo en vuelo recto con una precisión de pocas decenas de pies. Por encima de FL410 vuelven a regir separaciones mayores.

Peso, viento y ruta: por qué cada vuelo va a una altura distinta

La altitud de crucero perfecta no existe: depende de cada vuelo.

• Peso: un reactor de largo radio con los depósitos llenos es al principio tan pesado que su altitud óptima es relativamente baja. Con cada hora quema toneladas de queroseno, se aligera y la altitud óptima sube. Por eso, en vuelos largos las tripulaciones piden un step climb: suben por escalones uno o dos niveles de vuelo, por ejemplo de FL340 a FL360 y más tarde a FL380.
• Viento: en la zona de la tropopausa están las corrientes en chorro, bandas de vientos fuertes con velocidades en el núcleo de a menudo entre 200 y 500 km/h. Quien tiene viento de cola busca la altitud con el mayor empuje desde atrás. Quien tiene viento de cara, a veces se desvía más abajo o a otra ruta. Precisamente en el Atlántico Norte, las rutas se adaptan por eso a diario a la posición de la corriente en chorro; más sobre planificación de rutas y arcos en Por qué los aviones vuelan en arco.
• Longitud de la ruta: en rutas cortas no compensa el ascenso a los niveles de vuelo más altos. Los vuelos nacionales cortos se quedan por eso a menudo más bajos que un vuelo de largo radio, que pasa horas en crucero.
• Tráfico y espacio aéreo: si la altitud deseada está ocupada o un sector está saturado, el control del tráfico aéreo asigna otro nivel de vuelo.
• Tiempo: ante turbulencias o tormentas notificadas, las tripulaciones cambian a una altitud más estable.

¿Por qué no todavía más alto?

Si el aire fino tiene tantas ventajas, ¿por qué no vuela un avión comercial a 15 kilómetros? Porque la ventana se cierra hacia arriba. Cuanto más fino es el aire, más rápido tiene que volar el avión para generar suficiente sustentación. Al mismo tiempo, no puede superar un determinado número de Mach. En algún momento, las velocidades mínima y máxima están tan juntas que apenas queda margen. A esta zona los pilotos la llaman gustosamente «coffin corner». Además, disminuye el empuje disponible y la cabina presurizada tiene que soportar una diferencia de presión cada vez mayor.

La cabina no mantiene la presión del suelo, sino una presión equivalente a una altitud inferior. La normativa de certificación estadounidense para aviones comerciales limita esta altitud de cabina en operación normal a un máximo de 8000 pies. Airbus anuncia para el A350 una altitud de cabina de 6000 pies. Por qué aun así se notan los oídos lo explica el artículo Presión de cabina y presión en los oídos.

Clase de avión	Rango de crucero típico	Ejemplo
Turbohélices	aprox. FL150 a FL270	ATR 72-600
Reactores comerciales	aprox. FL300 a FL410	Airbus A320neo, Boeing 787-9
Grandes aviones de negocios	hasta 51 000 ft de techo de servicio	Gulfstream G650, Bombardier Global 7500
Supersónicos (históricos)	por encima de unos 15 000 m	Concorde

Los aviones de negocios suelen volar por encima del tráfico regular, porque son más ligeros y allí encuentran espacio aéreo libre; consejos para cazarlos de todos modos, en Spotting de aviones de negocios. El Concorde, que voló en servicio regular hasta 2003, viajaba por su velocidad supersónica todavía bastante más alto; su historia la cuenta el artículo Historia del Concorde.

Leer los niveles de vuelo en el radar de vuelos

Para los spotters, la indicación de altitud del radar de vuelos es una herramienta práctica. La altitud procede del transpondedor del avión; cómo funciona técnicamente se explica en Transpondedor modo A, C y S. Se transmite como altitud de presión, es decir, acorde con los niveles de vuelo. Así la usas:

• Nivel de vuelo constante: si el valor se mantiene mucho tiempo igual, por ejemplo en FL360, el reactor está en crucero. Un avión de paso, no una aproximación a tu aeropuerto.
• Valores que bajan: el descenso de los reactores comerciales empieza a menudo más de cien kilómetros antes del destino. Si quieres saber cuándo llegará un avión a tu spot, es un aviso temprano. Más en ¿Qué precisión tienen las horas de llegada en el radar de vuelos?
• Salto normalmente de 2000 pies en crucero: a menudo es un step climb, pero también puede ser una instrucción del control del tráfico aéreo.
• Par o impar: si el nivel de vuelo encaja con la dirección de vuelo, tienes la regla semicircular en directo delante de ti.

Qué significan los demás símbolos, colores y campos del mapa lo explica la guía Símbolos y colores del radar de vuelos. Y si quieres captar en imagen los reactores de allá arriba: distancia focal, exposición y el tiempo adecuado para los aviones de paso los describe Fotografiar aviones a altitud de crucero.

En qué debes fijarte

• El nivel de vuelo no son metros sobre el suelo. Es una altitud de presión. Sobre terreno alto o con presión atmosférica extrema, la altura real difiere bastante de ella.
• El pie sigue siendo el estándar. En casi todos los países la altitud se indica en pies. Algunos Estados usan históricamente niveles de vuelo métricos, pero en el día a día del spotter europeo apenas importa.
• El largo radio sube con el tiempo. Un reactor que poco después del despegue aún vuela a FL320 puede estar horas más tarde en FL380 o más alto.
• La altitud de crucero tiene límites al fotografiar. A más de diez kilómetros de altura y, a menudo, con una distancia oblicua aún mayor, hasta un reactor de fuselaje ancho sigue siendo un punto pequeño.

Conclusión

Los unos 10 000 metros son un compromiso que se ha ido afinando durante décadas: el aire fino reduce la resistencia, los motores trabajan con eficiencia al número de Mach típico y la mayor parte del tiempo meteorológico se queda por debajo del avión. A qué altura exacta vuela un vuelo concreto lo determinan el peso, el viento, la ruta y el control del tráfico aéreo. Se mide en niveles de vuelo: altitudes de presión con una referencia uniforme que separan con limpieza el tráfico en sentido contrario mediante la regla semicircular y el RVSM. Para ti como spotter, con ello cada indicación de altitud del radar de vuelos se vuelve legible.