El verano: sus peligros visibles e invisibles para el vuelo.

Volar en verano suele ser atractivo, días más largos, vacaciones, más tiempo para volar pero conlleva una serie de consideraciones para los pilotos. Varios peligros se mencionan con suficiente frecuencia para estar atentos al planificar un vuelo, por ejemplo, amenaza de tormentas eléctricas, neblina, frentes y turbulencias . Otros reciben menos atención, como resultado, representan un mayor riesgo para los pilotos y sus pasajeros.

Repasemos los peligros, a veces invisibles, en el verano.

La temperatura ambiente, ya sea el frío o calor, tiene un efecto sobre las operaciones de las aeronaves, independientemente de la elevación del aeropuerto. Si bien la combinación de calor y una alta elevación del aeródromo tiene un impacto particularmente perjudicial en la aviación, el calor por sí solo también puede tener repercusiones sustanciales cuando se consideran operaciones de aeronaves seguras y eficientes. El calor extremo, común en muchas zonas de América Latina, en el caso de argentina sobre el paralelo 35.

La altitud de presión es la elevación del aeródromo corregida por la presión ambiental. La altitud de densidad es la altitud de presión corregida para temperatura no estándar. La línea de base para la atmósfera estándar internacional (ISA) asume que la presión atmosférica y la temperatura a nivel del mar son 1013,2 milibares y + 15 °C respectivamente. En estas condiciones, la altitud de densidad y la altitud de presión son esencialmente las mismas. Si se mantiene la presión pero aumenta la temperatura aumentará la altitud de densidad. Para un cálculo simplista, la altitud de densidad aumenta aproximadamente 120 pies por grado por encima de la temperatura estándar ISA para la altitud de presión. Un aeródromo a nivel del mar con una temperatura de 45 °C tendría una altitud de densidad aproximada de 3600 pies (120 x (45-15)). Este valor será aún mayor en condiciones de alta humedad. Como el rendimiento de la aeronave está directamente relacionado con la altitud de densidad, las temperaturas por encima del ISA pueden resultar en una penalización sustancial del rendimiento.

Incluso algo menos conocido, en el calor del verano, la altitud de densidad calculada es solo una parte del peligro para el despegue. El aire en los primeros metros por encima de una pista de color oscuro puede ser hasta 20 °C más caliente que la temperatura reportada. Ese es el aire que usan el motor y alas para generar potencia, empuje y sustentación, por lo que el rendimiento puede ser significativamente menor de lo que sugieren los cálculos de altitud de densidad uniforme. Si la temperatura ambiente es de aproximadamente 30 °C o más, el sol brilla y los vientos son bastante suaves, podes agregar de 10 a 20 grados a la temperatura ambiente en tus cálculos y comprobar si el rendimiento de la aeronave con la temperatura de la superficie de la pista es el adecuado para volar.

Hay un par de peligros que generalmente no se ven. Las condiciones de temperatura cálida, a menudo, pueden resultar en actividad convectiva. En áreas muy secas, esto puede manifestarse en forma de turbulencia debido al calentamiento irregular de la superficie y las columnas de aire ascendentes asociadas.

La turbulencia convectiva: Cuando el sol pega en la tierra calienta la superficie y el aire caliente que genera se eleva. Entonces, en los días soleados, hay corrientes ascendentes sobre superficies de color oscuro. Las superficies de colores más claros, por el contrario, reflejan la luz del sol. Los árboles, los pastizales y los cuerpos de agua no se calientan tanto, por lo que el aire sobre este tipo de superficies es más frío y desciende. En la altitud de crucero, estas diferencias generalmente no se notan. Sin embargo, durante el despegue y el aterrizaje, volar a través de áreas sucesivas de aire ascendente y descendente provoca turbulencias, y no se explica a menudo, que provoca reducciones momentáneas en el rendimiento de ascenso y desviaciones de la trayectoria de planeo durante el aterrizaje. Los gráficos del manual de la aeronave nos ayudan a predecir cuánto se puede degradar el rendimiento como resultado de la convección, además del impacto de la altitud de densidad. Solo tenemos que darnos un margen extra amplio de seguridad para las operaciones en días calurosos y en el ascenso para evitar obstáculos.

El impacto de la humedad no es tan grande como la temperatura, pero cuando el aire está caliente y húmedo hay una degradación aún mayor en el rendimiento del avión. Las moléculas de vapor de agua son mucho más grandes que los átomos de oxígeno por sí solos, la humedad desplaza el oxígeno en una determinada porción de aire. Los motores desarrollarán un “poco menos” potencia, las hélices convertirán esa potencia en un “poco menos” de empuje y las alas generarán un “poco menos” de sustentación. Poco menos + poco menos + poco menos; ergo: estamos en problemas si no tomamos los recaudos adecuados. Los manuales de vuelo de las aeronaves no proporcionan ninguna orientación sobre cómo contabilizar la humedad, pero como regla general, agregaría otro 10 por ciento a las distancias de franqueamiento de pistas y obstáculos cuando la humedad relativa es superior a, aproximadamente, el 60 por ciento.

Corrientes ascendente, pueden tener velocidades verticales de 2000 pies por minuto.
La etapa madura, cuando la precipitación comienza a caer, tiene corrientes de aire ascendentes y descendentes del orden de 5000 a 6000 pies por minuto.
En la etapa de disipación (corriente descendente), el aire desciende a 6000 pies por minuto o más. La cizalladura del viento entre el aire en calma y las columnas de aire ascendentes y descendentes es el mayor peligro de las tormentas eléctricas. Una celda individual en un área de tormentas eléctricas puede completar todo el ciclo de vida en aproximadamente 30 minutos de principio a fin.

En áreas más húmedas, pueden formarse: nubes convectivas cumulonimbus, o tormentas eléctricas con todos los riesgos inherentes, que incluyen fuertes precipitaciones, rayos, turbulencias, cizalladura del viento, microrráfagas e incluso tornados asociados. La calidad del aire para el vuelo suele ser deficiente en condiciones de calor y humedad y la visibilidad puede reducirse por neblina . Todos estos factores contribuyen a los desafíos de los vuelos en climas cálidos.

Los motores de aeronaves (de todos los tipos) tienen temperaturas máximas de funcionamiento que pueden medirse como: temperatura de entrada de la turbina (TIT) , temperatura de la turbina entre etapas (ITT) o temperatura de los gases de escape (EGT). Los valores máximos de temperatura varían según el tipo de motor y la fase de vuelo y algunos parámetros, como la temperatura máxima de despegue normalmente tendrán un límite de tiempo asociado. En ambientes cálidos, la temperatura máxima del motor puede alcanzarse mucho antes de que el motor produzca su máximo empuje o par nominal.

Además del rendimiento degradado del motor, el rendimiento del perfil aerodinámico también se ve afectado por las altas temperaturas ambientales. El aumento en la temperatura resulta en un aumento en la altitud de densidad. Cuanto mayor es la altitud de densidad, menos moléculas hay por volumen de aire. Esto da como resultado una disminución en la cantidad de sustentación que generarán las alas.

En combinación, estos factores conspiran para reducir el rendimiento general de la aeronave. En condiciones ambientales cálidas, se aumentará la distancia de despegue y se reducirán las tasas de ascenso. En muchos casos, el peso máximo de despegue debe reducirse según la pista disponible o la pendiente de ascenso requerida. Esto, a su vez, da como resultado una capacidad de carga útil máxima disminuida que es directamente atribuible a las condiciones de calor.

Por lo tanto, el calor juega un papel importante en la potencia y el rendimiento del avión, de manera más crítica durante el despegue, el ascenso inicial y el aterrizaje.

Una posibilidad que siempre cruza la mente de un piloto y ante la incredulidad de los no aviadores y los nuevos miembros de las filas de alumnos pilotos, es la formación de “hielo en el carburador”. Espera Roberto, ¿no estamos hablando del calor del verano? ¿No contradice eso la noción de hielo en el carburador?
Para nada; de hecho, es todo lo contrario, así que a tenerlo en cuenta y vigilar de cerca las lecturas de potencia del motor mientras realizas tus vuelos en verano. El hielo en el carburador se puede formar en una amplia gama de temperaturas del aire exterior y humedades relativas. Mientras que la palabra ‘ice’ normalmente trae a la mente condiciones de mucho frío, el hielo en el carburador se puede formar cuando las temperaturas exteriores son tan altas como 10 grados Celsius con el 60 por ciento de humedad relativa. En el otro extremo del espectro, el riesgo no desaparece hasta que la humedad cae por debajo de aproximadamente el 25 por ciento y/o la temperatura del aire exterior desciende muy por debajo del punto de congelación. El hielo en carburador es probable que ocurra cuando las temperaturas están por debajo de 21 grados Celsius y la humedad relativa sea superior al 80 por ciento. Debido al enfriamiento súbito que tiene lugar en el carburador, el engelamiento puede ocurrir incluso con temperaturas tan altas como 38 Celsius y humedad tan baja como 50 por ciento. Por lo tanto, a una temperatura del aire exterior de 37 °C, una caída de temperatura de 21 °C da como resultado una temperatura del aire en el carburador de -1 °C.

La primera indicación de engelamiento del carburador en una aeronave con hélice de paso fijo es una disminución de las revoluciones del motor. En una aeronave con hélice de velocidad constante, el engelamiento de carburador es indicado generalmente por una disminución en la presión de admisión, pero sin reducción en rpm.

Los problemas de rendimiento se mitigan planificando mejor las operaciones durante las horas más frescas del día. Siempre que sea posible, se deben considerar las salidas temprano en la mañana, al final de la tarde y durante la noche.

Volar muy temprano. La formación de una tormenta eléctrica es alimentada por el calor del día, al igual que la turbulencia. A las 10 de la mañana, la tierra comienza a calentarse por el sol y las corrientes de aire verticales comienzan a sentirse. A la 1 pm, las áreas de convección son identificables en el radar MET. A las 4 de la tarde, las tormentas suelen entrar en la fase de madurez, y entre las 5 y las 7 de la tarde las tormentas están en su punto más intenso. En 4 horas se “pudrió todo”. Si volas temprano, evitarás estas situaciones peligrosas y tendrás la oportunidad de obtener una actualización completa de la meteorología. Para entonces, los pronosticadores tendrán una idea mucho mejor de qué esperar el resto del día. Evita volar de noche cuando haya tormentas eléctricas, porque puede ser más difícil ver y evitar las nubes en las que pueden estar incrustadas células de tormenta. Para cuando veas un relámpago, puede que sea demasiado tarde. Puede ser sorprendentemente fácil entrar en una tormenta cuando se vuela de noche. Primero, hay un poco de turbulencia, entonces se pone peor. Luego viene la lluvia y se pone peor, mientras intentas mantener los parámetros de vuelo pensas: “Puedo volar en esta situación (a mi no me va a pasar) se terminará pronto, y luego ves el relámpago y escuchas el trueno. No querés creerlo, pero estás en medio de una tormenta, de acuerdo, ya estas en una situación no deseada… te pasó.

  • La primera estrategia de mitigación es eliminar de nuestra mente, creencia, ego y vocabulario una frase tan poderosa como letal: “A mi no me va a pasar”, madre de pensamientos como “toda la vida volé en climas cálidos“, “la conozco de sobra” y bla bla… Paso siguiente ver las demás medidas de mitigación:
  • Los problemas de enfriamiento del interior de las aeronaves se pueden mitigar utilizando algún tipo de cortinas o cobertor en las ventanas que estén cerradas mientras te encuentres en tierra y la apertura selectiva de puertas o escotillas, ventilando así la aeronave para permitir que el calor escape.
  • Los procedimientos de arranque del motor deben seguir las pautas del fabricante para operaciones en climas cálidos. Minimizar el uso de los frenos en la medida de lo posible. En algunos casos, se requerirá un mayor tiempo en tierra entre vuelos para garantizar un enfriamiento adecuado. Otros problemas de mantenimiento se pueden reducir mediante el uso de protocolos sólidos para clima cálido.
  • Los problemas de pilotos y pasajeros relacionados con el calor se pueden reducir asegurando las medidas de hidratación adecuadas, el uso de protector solar y la provisión de equipo de protección adecuado, como guantes y gorros.
  • Operar el avión con el menor peso posible. Esto maximiza el rendimiento con la potencia disponible. Tener en cuenta que el peso discrecional del avión suele ser función de la carga de combustible.
  • En climas cálidos, es posible que tengas que hacer vuelos más cortos y repostar con más frecuencia para obtener un rendimiento de despegue aceptable y aún llegar dentro de una reserva de combustible segura y legal.
  • Aplicar un margen de seguridad significativo al calculado para el despegue y el ascenso.
  • Los peligros invisibles como la temperatura de la superficie de la pista, la alta humedad y la turbulencia convectiva durante el ascenso pueden disminuir en gran medida el rendimiento real incluso más de lo que sugieren los cálculos de altitud de densidad.
  • Anticipar las variaciones por la turbulencia de la trayectoria de planeo que resultará de la turbulencia convectiva sobre superficies de colores claros y oscuros en la aproximación final.
  • Ajustar fuertemente los cinturones de seguridad y los arneses de hombros.

Si te mantenes bien informado, y usas un poco de sentido común, te darás cuenta de otra verdad sobre los vuelos de verano: nada supera ver los atardeceres desde el aire.

Fly safe and enjoy!

Hasta la próxima
Paz y bien- Námaste
Roberto Gómez
rjg@flap152.com

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