VELOCIDAD INDICADA

La velocidad Indicada

Interpretación del código de colores y el código “V”

En artículos anteriores nos hemos referido a la velocidad indicada, vamos a repasar un poco acerca de ¿Qué es?, ¿Para que sirve? y como interpretar el instrumento.

Partiendo de la base que los aviones vuelan gracias a la sustentación provocada por las alas, bajo el famoso Teorema de Bernoulli, que se refiere a qué un fluido en movimiento aumentará la presión al disminuir la velocidad y viceversa y lejos de querer poner en este articulo fórmulas físicas y matemáticas que dicho sea de paso, a la mayoría de los pilotos ¡No nos gustan!, y no porque no las entendamos o no tengamos la capacidad para reflexionar en ellas, sino que simplemente, ¡No nos gustan!, sin embargo hay ocasiones que es mas fácil de explicar con una fórmula que sin ella. Por eso aunque no sean de nuestro total agrado en ocasiones tendré que recurrir a ellas por un momento.

Daniel Bernoulli, fue un científico Holandés que en el siglo XVIII publicó un libro llamado Hidrodinámica, en él estudia el comportamiento de los fluidos en movimiento y parte de sus conclusiones fueron que: “la energía que posee un fluido en movimiento a lo largo de un conducto cerrado permanecerá constante a lo largo de su recorrido”. Esto explica como al aumentar uno de los factores que intervienen en el movimiento del fluido otro deberá de disminuir para que se pueda mantener constante. 

Es decir si: 2*2 = 4 al querer mantener constante el producto (4) si disminuyo uno tendré que aumentar el otro 1*4=4, una de las aplicaciones que ésta ley tiene, es el ala del avión. Éste obtendrá la fuerza de levantamiento suficiente para volar gracias al flujo laminar del aire a través del intrados y el extrados de las alas, a mayor velocidad en la parte superior menor presión y a menor velocidad en la parte inferior mayor presión. Aunque éste es un tema que se puede profundizar más en otro artículo, nos  sirve para entender que al final de cuentas la presión es el factor que hace que el avión tenga sustentación, 

Pero, ¿Tenemos un instrumento abordo que nos indique si el ala ha producido el intercambio de presiones suficiente para podernos elevar? ¿Qué velocidad tienen las partículas de aire, para provocar éste intercambio de presiones? Pues sí lo tenemos y le llamamos, velocímetro (en algunos países Anemómetro) y nos Indica la Velocidad del Aire; en inglés “Indicated Air Speed” (IAS).

Éste instrumento en realidad es un manómetro, esto es, lo que lo hace funcionar es la diferencia de presiones que ejerce el aire dentro de su caja, tomada en el exterior del avión por dos sensores, uno que detecta la presión del aire en movimiento (dinámica) y otro la presión atmosférica (estática) y por medio de un mecanismo interno es mostrada al piloto con marcaciones de velocidad.

La presión dinámica es obtenida por medio de un tubo llamado “Pitot”, inventado por Henri Pitot también en el siglo XVIII, éste sensor trabaja bajo el mismo principio de Bernoulli, y por lo tanto bajo el mismo principio que las alas del avión. 

El tubo de Pitot, debe ser colocado en la parte del avión en el que los fabricantes consideren que hay un flujo laminar limpio, sin truculencia, para que las mediciones sean lo mas precisas posibles, por lo que normalmente lo podemos encontrar debajo del borde de ataque de una semiala, en la punta del avión, o en un costado del fuselaje cerca de la nariz. Como el orificio de entrada es muy pequeño, éste tubo se puede tapar con mucha facilidad, ya sea en tierra o en vuelo, en tierra podemos evitar que se obstruya protegiéndolos con unas cubiertas, normalmente son de color rojo o un color llamativo para que sea fácilmente identificable y que no se olvide quitarlas antes de salir.

En vuelo lo mas común es que se tapen por formación de hielo, para prevenir esto, los tubos están equipados con un sistema de calentamiento llamado “pitot heat”. Antes de cada vuelo además de verificar que el tubo no esté tapado, es importante revisar que el sistema de calentamiento funcione, la mejor forma para esto, es activar el interruptor y ver la caída de amperes en el indicador correspondiente, seguramente el manual de la aeronave tendrá información a éste respecto. Si se prevén condiciones que favorezcan la formación de hielo, es importante encender éste sistema antes de que el hielo se forme,  esto no quiere decir que el sistema sea incapaz de derretir el hielo formado, sino que siempre es mejor prevenir, a tratar de remediar.

Si se llegara a tapar el tubo de pitot, el velocímetro nos dará indicaciones erróneas, que dependerán de cómo se ha tapado, esto es, si la obstrucción es parcial o total, me refiero a parcial porque el tubo pitot tiene en la parte trasera un orificio de drenaje, que sirve para desalojar el agua que en un momento dado pudiera entrar por el orificio de entrada, si solamente se tapó en la entrada, el orificio de drenaje queda abierto permitiendo entrar la presión atmosférica, igual a la presión que está detectando el sensor estático por lo que el velocímetro marcará cero, lo cual por supuesto no es deseable, pero fácil de detectar. Ahora bien, si el bloqueo ha sido total, es decir, tanto la entrada del tubo como el drenaje se tapan, la presión quedara atrapada con el ultimo valor detectado, o sea una velocidad fija, pero como la toma estática sigue detectando presión atmosférica, la información del velocímetro cambiará si el avión asciende o desciende, por lo que operará de la misma forma que un altímetro, al ascender la indicación de velocidad aumentará y al descender disminuirá, lo cual puede confundir al piloto de manera muy peligrosa.(Ver operación en climas fríos)

La presión estática la obtenemos por medio de un sensor llamado toma estática o puerto estático, que es un orifico ubicado en alguna parte del fuselaje del avión, normalmente señalado con alguna marca especial para su fácil ubicación, ésta toma, está conectada además del velocímetro, al altímetro y al indicador de velocidad vertical (VSI), por lo que si se llegara a obstruir lo detectaremos primero en estos instrumentos que en el velocímetro, ya que tanto el altímetro como el VSI se quedarán estáticos, en la ultima posición detectada y el velocímetro tendrá marcaciones erróneas. En los aviones no presurizados (no en todos), existe una toma estática auxiliar ubicada dentro de la cabina, que nos dará la solución a éste problema. 

De todo esto podemos concluir que la IAS, es una indicación que nos da un referente de la  velocidad de operación de la aeronave y no necesariamente de la velocidad verdadera (TAS), con la que ésta se desplaza con respecto a la masa de aire en la cual se está volando.

A éstas velocidades de operación se les conoce en la aviación con el código “V” de “Velocity”.  Existen un número importante de velocidades “V”, que iremos viendo poco a poco, sin embargo veamos ahora algunas de ellas.

Es obligatorio que las aeronaves que pesen menos de 12,500 libras tengan un velocímetro con unos arcos de colores que le muestren al piloto con facilidad las velocidades de operación de esa aeronave en particular, además de que en los manuales se deben de marcar con claridad, todas aquellas que para ese avión sea importante conocer, normalmente las velocidades “V” mas comunes para equipos monomotores son las siguientes.

Vso.- Principio del arco blanco. Como pueden observar ésta velocidad es la mas baja de todas, esto es debido a que se refiere a la velocidad de desplome (“s” stall) en configuración de aterrizaje con las aletas y el tren de aterrizaje abajo.

Vs1.-Principio del arco verde. Esta es la velocidad de desplome, con el avión limpio, aletas y tren arriba (en caso de que el avión sea de tren retráctil).

Vfe.- Final del arco blanco. Ésta es la máxima velocidad a la cual se pueden operar las aletas (“fe” flaps extended) por lo que no se deben de bajar o tener abajo a una velocidad superior a éste punto.

Vno.- Final del arco verde. Se refiere a la máxima velocidad estructural  de operación normal (“no” normal operation) aun en condiciones de turbulencia. A partir de ésta velocidad que es en donde comienza el arco amarillo no se debe de volar a menos de que no haya turbulencia y no se hagan maniobras bruscas.

Vne.- Final del arco amarillo. Velocidad de nunca exceder, (“ne” never exceed), volar a ésta velocidad o en el arco rojo puede provocar un daño estructural severo y desprendimiento de superficies aerodinámicas. 

Existen otras dos velocidades “V”, que considero que en ésta ocasión podemos ver también, éstas son Vx y Vy.

Vx.- Se refiere a aquella velocidad en la que se obtiene un ángulo de ascenso óptimo, es decir, un mayor ascenso en una distancia corta, se utiliza cuando nuestra prioridad es librar obstáculos.

Vy.- velocidad que permite el mejor régimen de ascenso, es decir, obtener la mayor velocidad posible en el ascenso, utilizada cuando no hay obstáculos y preferimos volar más rápido.

Existen tres diferentes formas de medir la velocidad en la aviación, los Nudos (Knots “K”) las Millas Por Hora (Miles Per Hour “MPH”), y en su caso el Número Mach (Mach Number MN), la diferencia entre las dos primeras es de aproximadamente 15%, esto se debe a que los Nudos son Millas Náuticas por hora, hay que recordar que una milla náutica equivale a 1,852 metros, mientras que las MPH son millas estatutas o terrestres, que equivalen a 1,609 metros, por lo que una referencia en Nudos siempre será menor que la misma en MPH. 

Seguramente en los manuales de un avión (POH) han visto la abreviatura KIAS, ésta significa “Velocidad Indicada en Nudos”,  es muy importante que el velocímetro de la aeronave que volemos coincida en sus indicaciones con las velocidades que el POH nos indica, ya que podemos confundirnos y operar el avión con velocidades que difieren en un 15%, que en un momento dado pueden ser muy significativas.

Existen indicadores, como el que aquí presento, que tienen las dos escalas, en éste caso solo hay que fijarnos bien cual es cual. 

Seguramente también han visto la abreviatura CAS, esto se refiere a “Calibrated Air Speed, que significa Velocidad Calibrada, que es un ajuste que el fabricante hace de acuerdo a la perdida de presión a lo largo de las conexiones del tubo pitot al instrumento, así como pequeños errores de posición y/o instrumentales, éstas correcciones se indican en el POH y es importante conocerlas, normalmente son valores muy pequeños, por lo que en ocasiones pueden ser imperceptibles. El factor de corrección se deberá sumar o restar a la Velocidad Indicada para obtener CAS.

Cuando escuchan que un Controlador de tráfico aéreo, le indica a una aeronave que cambie o que mantenga cierta velocidad, siempre se refieren a KIAS, a menos que por su altitud sea necesario referirse a Numero Mach, las velocidades en MPH, no se utilizan en reportes de velocidad al CTA, por lo que siempre es mejor utilizar para el vuelo los Nudos, las millas terrestres o estatutas se utilizan más para ciertas distancias en tierra y no en vuelo. 

Aprovechando que toqué el tema, creo importante referirme a un error muy común que tenemos al comunicarnos, si ustedes se fijan, en algunas ocasiones, al hacer un reporte de posición los pilotos y/o controladores dicen millas al referirse a millas náuticas, hay que recordar que estrictamente hablando cuando nos referimos a millas nos estamos refiriendo a millas terrestres, para aclarar que son náuticas es necesario decirlo, por ejemplo, 15 millas náuticas al norte, ya que 15 millas al norte son poco menos de 13 náuticas. Tal vez esto suena un poco exagerado de mi parte pero… las cosas como son.

En otros artículos trataremos los demás tipos de velocidades tanto del código “V” como las  referentes a la navegación.    

Como siempre los invito a hacer sus comentarios y/o preguntas.

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