Cessna Citation II
Ya hablamos de lo que pasa en tierra con el clima frio pero ¿Qué pasa en el aire?
EL 31 de octubre de 1994 en Indianápolis un ATR72 de American Eagle se estrelló después de experimentar formación de hielo en sus alas, no suena descabellado escuchar de formación de hielo en estas latitudes, sin embargo el 4 de noviembre de 2010 otro ATR72 sufrió el mismo destino por formación de hielo sobre Cuba.
¿Cómo explicar formación de hielo sobre un país tropical que maneja temperaturas sobre los 25º Celsius todo el año?
Fácil, hay que entender cómo funciona la atmosfera, ¿Has notado que son las montañas las más altas las que tienen nieve en sus simas? Una ocasión mantuve una discusión en la preparatoria con un maestro pues el alegaba que “mientras más alto más calor” él lo decía por el calor que se produce sobre una nave espacial al salir de la atmosfera, pero yo le discutía que eso no tenía nada que ver con el sol, y es verdad, una nave espacial al salir de la atmosfera genera fricción con las partículas de aire y esto produce ese calor pero es por la velocidad a la que sale al espacio, el sol en la tierra trabaja diferente, la radiación del sol es la que produce el calor, esta radiación es absorbida por la tierra, basta con estar en la calle a las 12 del día y tocar el pavimento o la tierra y notaras que almacena cierto calor, algunos tipos de tierra almacenan más radiación que otros pero ninguno igual que el agua, la tierra en su mayoría es agua, el mar almacena la mayor cantidad de energía térmica y esto es lo que genera los fenómenos naturales como huracanes y tormentas.
La física nos dice que el aire caliente sube y el aire frio baja, una taza de café sería una explicación perfecta de este fenómeno llamado convección, cuando metes la cuchara y empiezas a mover el café lo que haces es mover el agua caliente de abajo hacia arriba y ayudar a que baje el agua fría al fondo, lo mismo pasa en la naturaleza con el aire pero también con el agua, partículas diminutas se elevan por el aire en forma de vapor junto a las partículas de aire caliente, al llegar al límite de la capa de la atmosfera llamada tropopausa se enfrían y empiezan a condensarse y precipitarse, esta es la formación normal de las nubes, sin embargo ¿Por qué si hace tanto frio en el aire no se hacen hielos las nubes? Bueno si se hacen hielo y de ahí viene el granizo sin embargo algo curioso en el ciclo del agua es que si no hay una partícula sólida en el aire el agua no se congela entra en un estado llamado agua sobre enfriada, esta agua en cuanto toca una partícula solida se transforma en hielo sólido, el problema es cuando esas partículas sólidas son proporcionadas por un avión, el hielo empieza a formarse sobre toda superficie del avión esto deforma la aerodinámica del avión y genera problemas para la sustentación, ya habíamos hablado de este punto en el tema anterior.
Un video de la NASA qu mescla un poco de los dos temas que hemos visto
Para prevenir esto los aviones cuentan con dos sistemas básicamente, el primero denominado antihielo y el segundo deshielo.
Antihielo-Anti-ice.
EL sistema antihielo puede ser neumático o eléctrico, en las superficies más lejanas a los motores se usa el eléctrico, aunque por ejemplo en el Cessna Citation II cuyas alas están casi debajo de los motores pero precisamente la superficie del borde de ataque que esta frente a los motores usa 5 resistencias eléctricas para generar calor, estos sistemas trabajan durante todo el vuelo, los labios de los motores o entradas de aire si observas en cualquier imagen veras que son de superficie metálica pulida o cromada a diferencia del resto que está pintada, esto es porque esa parte del motor está siendo soplada pro aire caliente que viene de la 13ava y 16ava etapa del motor (después de la combustión), este aire caliente y resistencias evitan la formación de hielo en estas que son superficies críticas, un pedazo de hielo que sea absorbido por el motor puede destrozarlo.
Estos sistemas también se encuentran en las probetas del sistema pitot tanto dinámico como estático, por su importancia pues es gracias a ellos que funcionan altímetros, indicadores de velocidad vertical y horizontal entre otros, sin embargo estos sistemas son susceptibles a fallas y pueden resultar fatales, por eso el mantenimiento en estos sistemas es crucial, hace tiempo cuando realizaba mis prácticas en el hangar de verificaciones aeronáuticas de la DGAC en el AICM ocurrió que estando nosotros en tierra con un poco de calor, el XC-FIV realizaba su labor de verificación al VOR MEX y las resistencias del ala izquierda fallaron momentáneamente, esto provoco que se generara hielo en esa superficie, poco después volvieron a operar sin embargo esto provoco que el hielo formado se desprendiera y fuera ingerido por el motor, se canceló en ese momento la verificación y hubo que cambiar el motor, tal vez recuerdes el vuelo 744 de airfrance que cubría la ruta Rio de Janeiro-Paris, este avión según las investigaciones se revela de un fallo en el sistema de antihielo del sistema pitot lo que provoco indicaciones erróneas de velocidad provocando confusión y por consecuencia errores en la operación del avión terminando este en el océano atlántico, esos son unos ejemplos de lo que puede pasar.
Explicación del sistema antihielo del motor (inserción del video desactivada disculpen pero es el mejor que encontré) http://www.youtube.com/watch?v=KFcRZF-Tmm8 http://www.youtube.com/watch?v=QTm-Mz6u378&NR=1
Sistema Deshielo-De-ice sistem.
Algunos aviones cuentan con sistema para deshacerse del hielo, hace unos momentos mencionaba al Cessna Citation II, y lo mencione precisamente porque cuenta con ambos sistemas, en el resto del borde de ataque de las alas que no está frente a los motores cuenta con un sistema de deshielo neumático, estos sistemas son en su mayoría neumáticos pero llegan a haberlos mecánicos (nunca he visto un mecánico en realidad), estos sistemas rompen el hielo formado, en el borde de ataque del Citation II son unas botas de caucho que se inflan con aire caliente procedente de los motores, de las mismas etapas que el antihielo de los labios del motor que curiosamente también son las que dan el aire para presurización y aire acondicionado del avión.
Las botas se inflan en forma de surcos y de esta manera crean una superficie no lisa que ayuda a desprender todo el hielo que se pueda formar, el sistema es operado por el piloto y normalmente estos sistemas se ven en aeronaves pequeñas y en lo personal me encanta ver como rompen el hielo.
Video de sistema de deshielo del Pilatus PC-12 en acción.
Mismo sistema en un ATR
