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.
Tomado de: Aerowiki