martes, 4 de octubre de 2016

Deshielo de la aeronave: de-icing

Descontaminación en Zurich

Cuando en invierno nos acomodamos en el asiento del avión esperando un rápido despegue, nos da cien patadas ver como nuestro vuelo se retrasa por un "estúpido lavado" que nos va a hacer perder nuestro siguiente vuelo o nos va a hacer llegar muy tarde a nuestro destino. Si. Es cierto. Muy frecuentemente en invierno se puede ver a los operarios del aeropuerto (con grúas o camiones especialmente diseñados) rociando nuestro aparato con una especie de líquido a presión. Muchos pasajeros (gente que ha volado poco) tienen la impresión de que nos están lavando el avión, como si de un túnel de lavado de coches se tratara. En realidad están limpiando las alas y el fuselaje de hielo, escarcha y nieve. No solo eso. Nos están protegiendo de la formación de hielo durante un tiempo. Este procedimiento se conoce como descontaminación de la aeronave y es necesario antes de proceder al despegue. 



Como norma básica de seguridad aérea se prohíben el despegue cuando la escarcha, el hielo o la nieve están adheridos al avión. En los primeros años del transporte aéreo comercial, la decisión de descongelar un avión era tomada por el capitán o la compañía aérea. En aquella época la decisión de deshelar el avión suponía pérdida de tiempo y de dinero. A veces no se contaba con los medios adecuados. Con el paso del tiempo y después de varios accidentes graves, esta operación ese convirtió en obligatoria y hoy en día es ilegal que un avión pueda despegar con las alas contaminada con hielo. Tanto las regulaciones estadounidenses, como las europeas prohíben el despegue cuando el hielo, la nieve o escarcha se encuentre adherida a cualquier superficie crítica de la aeronave, incluyendo los elevadores y las superficies de control, las alas y la cola, y también las superficies superiores del fuselaje en aquellas aeronaves con motores montados detrás. Los técnicos hablan de esta operación como "descontaminación de la aeronave" o "Clean Aircraft Concept" en inglés.

¿Por qué un ala limpia?

Muchas personas creen que el hielo en las alas de un avión es peligroso únicamente por el peso adicional que acumula la aeronave. Sin embargo, es la pérdida real de sustentación y la resistencia que se crea en el fuselaje de la aeronave lo que causa los mayores problemas. La acumulación de hielo en la parte superior del ala cambia (destruye) la aerodinámica del perfil alar afectando al flujo laminar del aire, lo cual incrementa el riesgo de que la aeronave entre en pérdida. Los aviones logran crear sustentación cuando el aire fluye suavemente sobre la superficie contorneada del ala. Si este flujo aerodinámico es interrumpido debido a la acumulación de hielo, se produce una disminución de sustentación. Un ala puede perder el 30 por ciento de su capacidad de sustentación con sólo una pequeña acumulación de hielo. La velocidad de pérdida, o la velocidad a la que las alas dejan de ser capaces de mantener la aeronave en el aire, puede incrementarse en un 15 por ciento, esto junto con la fricción que podría aumentar entre un 200 y un 500 por ciento puede hacer que el despegue sea catastrófico.

Esto lo sabe todo buen piloto. por ello no se debe de intentar un despegue si existe acumulación de hielo (por pequeña que sea) en la parte superior de las alas. La única manera de saber ciertamente si el ala está contaminada es tocándola realmente. A veces la acumulación de pequeñas cantidades (casi imperceptibles) de hielo pueden tener un gran impacto en la generación de sustentación.


Dependiendo del diseño del avión (tamaño, tipo de ala, posición alta baja, etc.) y el medio ambiente junto con las condiciones de iluminación (alas mojadas, noche oscura, luces tenues, etc.) puede ser difícil para un piloto detectar hielo, nieve y escarcha en la superficie superior del ala (sobre todo si el ala es blanca). El piloto debe de ser consciente de que, incluso aunque se emplee una luz para la inspección del ala, la observación de esta a 10 metros de distancia a través de una ventanilla del cockpit no constituye un examen cuidadoso. Por esta razón es tan importante una buena inspección pre-vuelo. Con una inspección cuidadosa y completa, incluyendo inspecciones táctiles junto con el uso de los procesos y técnicas de deshielo, los aviones puede ser operados de manera segura a pesar de la adversidades climatológicas encontradas durante los meses de invierno.

Muchos pilotos inexpertos pueden llegar a creer que si tienen suficiente potencia disponible en el motor, puede ser aceptable una pequeña degradación del rendimiento aerodinámico originado por pequeñas cantidades casi imperceptibles de hielo acumulado en la superficie superior. Sin embargo esto es un gran error. La potencia del motor no evitará una pérdida de control en el despegue, donde se alcanzan normalmente los más altos ángulos de ataque. Una pérdida a tan baja altura es siempre un accidente seguro con consecuencias catastróficas.
La inspección pre-vuelo es especialmente importante, sobre todo en condiciones ambientales extremas. Un buen piloto debe de hacer la inspección a conciencia y tocar sondas y álabes del motor, inspeccionar el APU.

Los procedimientos de encendido de motores en condiciones de frío extremo pueden ser diferentes. Para estos casos los SOPM (Manuales de procedimientos estandarizados) suelen contener procedimientos específicos.

Típicos camiones-grúa con depósitos de unos 5.000 litros de líquido anti-hielo. Estos camiones rodean al avión en la rampa para rociarlo con el líquido antes del despegue. Se debe de evitar dejar pasar mucho tiempo entre la aplicación y el despegue. En algunos modelos de aviones, como en los E-Jet la lógica interna del sistema retrasa la aplicación del anti-hielo en las alas del avión precisamente para evitar que este líquido se evapore y pierda efectividad. Las alas se empiezan a calentar automáticamente cuando (se ha programado previamente en la unidad MCDU) se alcanza una velocidad en ruedas de 40 nudos.
El proceso de descontaminación

El proceso de descontaminación de una aeronave de tipo medio (A320/737) en condiciones normales puede durar unos 5 minutos. Se utiliza una mezcla de agua y glicol (anti-congelante) al cual se añade a veces un colorante (normalmente anaranjado) para facilitar la comprobación de la correcta aplicación sobre las superficies. La mezcla sale a presión y con una temperatura de unos 80° para derretir el hielo, la escarcha o la nieve, mientras que el glicol evita su formación durante un determinado periodo de tiempo. Los operarios deben de evitar introducir este líquido en los elementos donde pudiera ser perjudicial, tal como en los tubos pitot y otras ondas de datos del aire, las rejillas de admisión del APU, motores, etc. Los camiones grúa poseen unas varillas (ver foto superior)  cerca de las boquillas de descarga del líquido, estas sondas o bigotes se emplean para evitar el contacto con la aeronave. El operario desde la cabina elevada maneja una pluma o brazo telescópico para llegar a lugares distantes y superficies críticas de vuelo.

El procedimiento de deshielo implica pulverizar líquidos que eliminan o impiden la acumulación de hielo en todo el avión. En sentido estricto, deshielo se refiere a la eliminación de hielo existente, mientras que anti-hilo se refiere a la acción del fluido de impedir la formación de hielo una vez que el avión se encuentra limpio. Debido a que el fluido para el deshielo tiene una vida útil limitada, una vez que se ha rociado en una aeronave, los pilotos a bordo consultan unas tablas y consideran las condiciones medioambientales, temperaturas y tipos de precipitaciones actuales para determinar el tiempo que tienen antes del despegue. Si el despegue se retrasa por cualquier motivo, es posible que necesiten volver a necesitar un nuevo deshielo. 

Existen varios compuestos diferentes, todos ellos son combinaciones de glicol y agua. Existen diferentes variedades de este tipo de fluidos, cada uno tienen una función específica. En los aviones comerciales de tipo medio se suelen usar los llamados Tipo I y Tipo IV (existen también los Tipos II y III). La diferencia entre los tipos (aparte de su composición) es el "tiempo de efectividad", o el tiempo que dura el efecto desde que se aplica el fluido hasta que el avión está en el aire. Esto es lo que se conoce en la jerga aeronáutica con el nombre de "Holdover Time". Depende de las condiciones meteorológicas imperantes, de la temperatura ambiente, la velocidad y el tipo de precipitación, etc. Por ejemplo, con el fluido Tipo I y -3 °C, con poca nieve, el tiempo de efectividad es de unos 10 minutos. Existen tablas específicas para los pilotos como la que se muestra a continuación.

El HOT es el llamado Holdover Time, (el crónimo significa también “caliente” en inglés). Es el tiempo remanente estimado en el cual un fluido antihielo evitará la formación de escarcha o hielo y la acumulación de nieve en las superficies protegidas de un avión, en condiciones meteorológicas especificadas.
Para la mayoría de las operaciones, el fluido Tipo I se utiliza para quitar la nieve/ hielo, y el tipo IV se utiliza para prevenir la adherencia de hielo. Un avión típico del tipo Airbus A320 que lleva a unos 140 pasajeros a bordo requiere unos 300 litros de líquido tipo I y 260 litros de fluido Tipo IV, que son aplicados en unos cinco minutos. Si tenemos en cuenta que el precio de 1 litro de fluido del tipo I puede costar un dólar y el doble para el fluido de tipo IV, podemos ver que el deshilo de un avión es una operación bastante cara. Calcule el lector cuantos aviones se pueden deshelar en una gélida mañana de invierno.

Se utiliza una gran cantidad de líquido en el proceso y gran parte de él se derrama. El líquido que cae en la rampa debe  de ser recogido de alguna manera, pues existen normativas medioambientales de protección que obligan al reciclado de estos líquidos. Los fluidos anticongelantes pueden ser un peligro si se filtran y contaminan tierras y embalses de agua cercanos. Existen grandes contenedores donde se recoge el líquido derramado y en algunos casos se vuelve a reutilizar en automoción una vez tratado. Normalmente se reutiliza para el lavado de parabrisas de coches y en algunos casos como refrigerante de motor, pero no pueden ser reutilizados de nuevo para la deshielo de aviones debido a una posible degradación. La seguridad en aviación es máxima.

Formación de hielo durante el vuelo 

La acumulación de hielo en la estructura del avión no sólo se produce en el suelo. Aunque existen unas 30 variables cuando se trata de la formación de hielo en una aeronave en vuelo, los dos factores principales son la humedad visible (nubes) y temperaturas bajo cero. Las nubes contienen gotitas de agua súper-gélida (pero no congelada), agua en estado líquido, a pesar de que las temperaturas están por debajo de cero. Cuando una de estas gotas súper-gélidas golpea un avión, se congela justo en el momento del impacto. 

Para evitar la acumulación de hielo, los aviones como los A320, 737 o los E-Jet, están equipados con sistemas calefacción en los bordes de ataque de las alas. Estos elementos aerodinámicos son calentados por medio del sangrado de aire caliente de los motores. Los parabrisas también suelen estar dotados de una rejilla térmica, los tubos pitot, tomas estáticas y las sondas del motor y las tomas de aire de estos, también cuentan con calefacción. En el caso de los parabrisas y las sondas suele ser energía eléctrica y en el caso de los motores suele ser aire de sangrado de los mismos. Ver post relacionado al final.

En resumen y sin querer asustar

Existen en Internet muchísimos ejemplos de accidentes por aplicar un mal procedimiento de deshielo, así que la próxima vez que vuele en invierno y su vuelo se retrase en la pista para que lo deshielen o se de cuenta de que después de un retraso el comandante vuelve  al punto de la plataforma para un nuevo procedimiento de deshielo, no se impaciente. Relájese y deje pasar el tiempo mirando por la ventanilla como le rocían su avión con un un spray naranja. El personal de tierra que trabaja a pesar de las inclemencias del tiempo y los pilotos en el cockpit simplemente quieren garantizar su seguridad y la de todos los clientes de la aerolínea.

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