Estamos en el invierno en el hemisferio
norte y esto significa FRÍO, y el frío... HIELO, lo que para la
aviación significa PELIGRO.
Sin lugar a dudas el hielo es y ha sido
uno de los más peligrosos efectos climáticos a los que nos podemos
enfrentar, este afecta prácticamente a todo el rendimiento de la
aeronave, aumenta el peso, reduce el levantamiento, incrementa la
resistencia al avance, reduce la potencia del motor a tal grado que
inclusive puede llegar a detenerlo, puede llegar a afectar a la
indicación de los instrumentos, la perdida de las comunicaciones de
radio, la perdida del control de la aeronave, mal funcionamiento de
los frenos y del tren de aterrizaje, entre otras cosas.
Dos son los factores principales para
que encontremos el medio ideal para que se forme hielo en la
aeronave: 1) Volar dentro de lluvia o nubes cargadas y 2) que la
temperatura en el punto de la formación de hielo sea de 0°
Centígrados o menos (considerando que la superficie de la aeronave
normalmente esta mas fría que la temperatura ambiente) .
El agua en la atmósfera se mantiene en
estado liquido aun por debajo de los 0° C., pero al ser tocada por las superficies del avión ésta se congela inmediatamente, a esto se le llama
agua sobreenfriada o superenfriada, cuya característica es que su
estado es inestable y al ser golpeada por la aeronave se congela y
acumula, incrementando su tamaño mientras permanezcamos en esas
condiciones.
Por efectos aerodinámicos el hielo va
adquirir diferentes formas, en términos generales se consideran dos
principales tipos de hielo: el hielo claro o cristalino y el hielo escarchado; sin
embargo, también se puede presentar una combinación de ambos.
El hielo cristalino.- Este tipo de
formación de hielo es característico de gotas de agua grandes, como
las de la lluvia o las que se forman dentro de nubes cumuliformes, lo
que ocasiona que al golpear en la aeronave estas fluyan a lo largo de
la superficie congelándose y creando una capa suave y solida, lo que
significa que es una capa dura, pesada y difícil de deshacer aún
con sistemas de deshielo.
El hielo escarchado.- Este se forma
cuando las gotas de agua son pequeñas, como son las que podemos
encontrar en la llovizna ligera o en nubes estratificadas, que al
golpear a la aeronave se congela tan rápidamente que se solidifica
antes de poder fluir por el perfil, lo que ocasiona que se formen
espacios de aire entre las gotas que siguen acumulándose. Si bien es
cierto que este tipo de hielo es ligero y no afecta considerablemente
a este factor en el avión, su formación es irregular, por lo que es
el que mas puede afectar a la deformación de los perfiles
aerodinámicos y por lo tanto disminuirá el levantamiento y
aumentará la resistencia al avance. El hielo escarchado es mas fácil
de remover que el cristalino.
Cuando se vuela en condiciones en las
que se encuentran diferentes tamaños de gotas de agua o bien en
zonas en las que exista nieve o partículas de hielo, se puede formar
una combinación de los dos tipos de hielo descritos anteriormente,
como podrán observar este tendrá las dos características y por lo
tanto será el mas peligros de todos.
Básicamente todas las nubes con
temperaturas por debajo de los 0° centígrados tienen la posibilidad
de tener agua sobreenfriada en el invierno, y por lo tanto de formar
hielo en la aeronave, hay que recordar que la temperatura desciende
2° C. Por cada mil pies, suponiendo que la temperatura en la
superficie fuera de 10° lo cual no es nada extraño, a 5000 pies la
temperatura sera de 0° C. lo que significa que seguramente
encontraremos nubes con formación de hielo a esa altitud; sin
embargo, el tipo de gotas, su distribución y los efectos
aerodinámicos específicos de la aeronave, hacen que no
necesariamente se forme hielo en las superficies del avión.
Normalmente en el invierno
encontraremos nubes bajas o incluso niebla que propiciará la
formación de hielo escarchado; por otro lado, las nubes tipo
altostratos y/o nimbustratos que contienen una gran cantidad de agua,
son potencialmente peligrosas por la formación de hielo del tipo
cristalino.
Otra condición digna de tomarse en
cuenta es el terreno por el cual estamos volando, las áreas
montañosas son particularmente peligrosas en el invierno, ya que el
aire que sube por la ladera de la montaña es enfriado
adiabáticamente, favoreciendo la formación de agua sobreenfriada.
Uno de los consejos que comúnmente se dan, es que al tener formación
de hielo se descienda de altitud, con el objeto de buscar una zona
con mayor temperatura, pero en áreas montañosas eso no siempre es
posible por lo que aumenta aun mas el peligro.
Existen dos tipos de sistemas en las
aeronaves para poder actuar en contra de este fenómeno, los sistemas
antihielo (anti-ice) y los sistemas de deshielo (de-ice), la
diferencia entre ellos es que los primeros son diseñados para
prevenir la formación de hielo y los segundos para deshacer el hielo
ya formado, como son las botas de deshielo ubicadas en el borde de
ataque de algunos aviones que al activarlos se “expanden”
rompiendo la capa de hielo formada en esta parte del ala.
Los aviones monomotores de
entrenamiento de las escuelas de aviación, normalmente tienen dos
sistemas antihielo, uno para el tubo pitot y otro para el carburador
del motor. En esta época del año, es de particular importancia
revisar en tierra que estos sistemas funcionen correctamente. Como
son sistemas antihielo, están diseñados para prevenir la formación
de hielo y no para deshacerlo, por lo que es importante revisar el
Manual de Operación (POH) para estar seguros de qué es lo que el
fabricante recomienda para estos casos. Como en todo, siempre es
mejor prevenir que tratar de corregir.
Normalmente el sistema de calentamiento
al tubo pitot (pitot heat), se checa con el alternador, ya que al
activarlo se verá una caída del amperaje, lo que significa que el
sistema está consumiendo una parte de la corriente eléctrica que
alimenta las resistencias que calientan al tubo, por su parte el
calentamiento al carburador (carb heat), se checa con el tacómetro,
ya que al activarlo se abre una válvula que “inyecta” aire
caliente al carburador provocando con esto una pequeña disminución
de revoluciones del motor.
¿Por que es importante calentar el
tubo pitot?, como ya vimos en otro articulo, este sensor alimenta al
velocímetro, y si este se obstruye con el hielo, las indicaciones de
este instrumento se verán afectadas.
El tipo de indicaciones erróneas que
nos dará, dependerá de como se formo el hielo en él y qué fue lo
que este provocó. Normalmente el tubo pitot tiene dos orificios, uno
al frente que es el que deja pasar el aire de impacto y otro trasero
que sirve de dren del agua que pueda tener el aire que entra a través
de él.
Si el bloqueo provocado por el hielo
fue solamente por el orificio delantero, la presión de impacto se
elimina, dejando el paso solamente de la presión estática del
orificio trasero, por lo que el instrumento comparará dos presiones
iguales, una del sensor estático y otra del tubo pitot bloqueado,
por lo que la indicación del instrumento será de Cero. Esto si bien
es cierto que elimina el instrumento, no es tan peligroso como cuando
se tapan los dos orificios, esto significa que queda una presión
atrapada dentro del sistema, (la ultima antes de que el tubo se
bloqueara), esto trae como consecuencia que el instrumento comparará
dos presiones diferentes, solo que la presión dinámica no cambiará,
por lo que la única que se modificará será la estática, haciendo
que el instrumento responda bajo los mismos principios que el
altímetro; esto es, que al sentir menor presión atmosférica
aumentará la indicación de velocidad y al aumentar la presión
disminuirá la indicación.
Dicho en otras palabras, al “jalar”
los controles, el avión tendrá una tendencia momentánea de ascenso
y la indicación de velocidad aumentará, lo que va en contra de la
lógica del vuelo, si el piloto no se ha percatado de que el tubo
pitot esta bloqueado, o en el peor de los casos, no sabe qué efectos
tiene la perdida de el tubo pitot, tratará de bajar la velocidad
“jalando” aun más del control, pudiendo provocar con esto el
desplome. Es importante considerar en estos casos, que si el tubo
pitot se ha bloqueado por hielo, las alas del avión estarán también
en esa condición, por lo que la velocidad de desplome sera más alta
que en condiciones normales.
Por otro lado está el carburador del
motor, esta parte del motor se encarga de realizar la mezcla de
aire/combustible necesarias para la combustión, así es que por un
lado absorbe el aire y por otro inyecta el combustible, en el caso
que nos ocupa, el punto critico esta en la entrada del aire, ya que
el hielo se forma precisamente en la entrada, obstruyéndola e
impidiendo el paso del aire, a tal grado que eventualmente el motor
se detendrá. Para evitar esto, los fabricantes han diseñado un
sistema que al activarlo, se abre una válvula dentro del motor que
deja pasar aire caliente a esta parte del carburador, con la
finalidad de que el hielo no se forme.
Como lo mencioné anteriormente, es
mucho mejor prevenir que tratar de remediar, y dentro de esta
prevención esta también el evitar volar en zonas que puedan
provocar esta situación, conocer a la perfección con que sistemas
cuenta la aeronave que se vuela y que estas funcionen perfectamente
antes de iniciar el vuelo y por ultimo y no menos importante, el
conocer que reacciones tendrá la nave y sus equipos ante estas
circunstancias.
