Fenómenos Atmosféricos

Algunos conceptos y Fenómenos Atmosféricos Según Ledesma autor del Libro de Meteorología Aplicada a la Aviación

Nubes de Ceniza Volcánicas

Cuando un volcán importante entra en erupción arroja al espacio con enorme violencia una gran cantidad de partículas y aerosoles que penetran profundamente en el seno de la atmósfera y actúan como núcleos de condensación. Ha sido famosa la del volcán Perbuatàn que destruyo gran parte de la isla Krakatoa en el estrecho de la sonda en el año 1883. La explosión fue tremenda que sus efectos afectaron a la climatología del mundo durante varios años y muchos meses después tanto en el ocaso como al amanecer se podía observar el cielo rojo al otro extremo de la tierra. En los años siguientes la temperatura global disminuyo sensiblemente debido a la carga de cenizas actuando como un toldo, impidiendo que alguna parte de la radiación sola llegase a la tierra. Hasta el día de hoy siempre ah habido actividades volcánicas ocasional en muchos volcanes del mundo. Las explosiones son tan violentas que las cenizas alcanzan fácilmente los 30km de altura extendiéndose lateralmente unos 100km y moviéndose arrastrada la pluma por los vientos de altura alrededor de la tierra siguiendo trayectorias onduladas a una velocidad media de unos 10Kt.

Las cenizas están constituidas por granos de diferentes tamaños y concentración desde diámetros de milimicrones hasta partículas capaces de romper los parabrisas del avió. Predominan diferentes tipos de silicatos siendo el mas duro la albita con el n. º6 de la escala de Mohs. Se observa también Azufre, titanio magnesio e indicios de otras sustancias.

El primer caso conocido afectando la aviación se produjo durante la 2 Guerra Mundial en la erupción del Versubio en 1944 y afecto nada menos que a 88 bombarderos norteamericanos B-25 del 30.º Grupo con tan importante averías que lo dejaron fuera de combate. Posteriormente y hasta el día de hoy han sido analizados numerosos accidentes por las correspondientes comisiones de inspección aeronáutica.

Todos los elementos del avión resultan afectados. Las cenizas se introducen en el turborreactor dando lugar a la extinción en la cámara de combustión ya que el proceso de combustión se desarrolla entre límites de gastos de aire muy estrechos cuando el avión vuela a gran altura. Se bloquea el álabe guía de entrada de la tobera de alta y al reducirse su área aumenta tanto la presión estática de la cámara de combustión como la presión de descarga del compresor. Se averían los orificios de refrigeración ocasionando un súbito gasto másico, pérdida de empuje y alta temperatura de los gases de escape. Además disminuyen las revoluciones N1 – N2 – N3 de los diferentes compresores. El polvo muy abrasivo forma un sedimento vidriado sobre la turbina caliente. En suma, se produce el apagado del motor y el avión puede quedarse con la planta de potencia inoperativa.

Aparte de lo reseñado arriba, se producen los siguientes efectos: Pitot obturado, dando valores erróneos o nulos de la velocidad, deformación y erosión de los materiales por alta temperatura, álabe pulimentado, bordes de ataque picados tanto los del ala como los de los estabilizadores vertical y horizontal, controles de vuelo ensuciados, parabrisas y ventanillas cuarteadas, fracturadas y deslustradas. Sistemas neumático y de refrigeración con cenizas, sondas de temperatura total y detector de hielo picado, cúpula del radar erosionada y finalmente capas de cenizas en cabina y en bodega, filtros de aceite, erosión de buje y capot contaminación del sistema de aire sangrando y equipo de comunicaciones.

Ni si quiera el equipo de radar de tierra es capaz de detectar la presencia de cenizas y mucho menos el de abordo. El primer síntoma es un olor acre, similar al de incendio de material eléctrico, detectándose polvo en la cabina. Simultáneamente aumenta la estática apareciendo el fuego de San Telmo y un resplandor de color anaranjado delante del motor. Aumenta la temperatura de los gases de escape y empieza a fallar el motor hasta que se apaga en menos de un minuto. Durante el día y fuera de nubes la tripulación puede divisar la nube o pluma de cenizas, no así de noche o en condiciones IFR.

No se debe volar en una zona de actividades volcánicas y si el avión es afectado hay que salir rápidamente de ella bajando de nivel y volando con viento en cara. En el symposium celebrado en Seattle a finales de 1990 por técnicos de Boeing se llego a la conclusión que en estos casos lo mejor es disminuir el empuje hasta el ralentí para reducir la temperatura de los gases de escape (EGT), reducir los residuos en los álabes del compresor y mantener el motor  en los márgenes de perdida. Después estos márgenes mejoran, aumentando la extracción de aire sangrado. Puede ser necesario para y luego arrancar los motores para impedir los excesos en la EGT.

Una vez que se ha parado un motor, su reencendido es muy difícil siendo posible solamente a costa de descender de nivel hacia capas de mayor presión y temperatura. Aviones afectados  por apagado de motor a 33.000 Ft consiguieron su reencendido bajando a 10.000 Ft después de 7 u 8 intentos.

La obstrucción del Pitot conduce a valores erróneos de la velocidad del avión. En este caso lo mejor es establecer la apropiada actitud de cabeceo de acuerdo con el Manual de Vuelo de cada Avión. Si el Pitot queda inoperativo habrá que determinar la velocidad con respecto al suelo.

 Auroras

Las auroras son fenómenos electromagnéticos producidos por la ionización de las moléculas de los componentes de la alta atmósfera. Ello se debe al bombardeo de emanaciones corpusculares de alta velocidad emitidas por el sol. Estos corpúsculos electrizados actúan sobre los átomos de nitrógeno y oxigeno, excitándolos, o sea, elevando sus electrones a un nivel de energía superior, emitiendo energía en forma de quantos de luz al recobrar su nivel energético normal. Parte de esta energía luminosa pertenece a las bandas verdes y roja del espectro visible, que son precisamente los colores que observan en las auroras.las auroras están, pues, estrechamente relacionadas con la actividad de las manchas solares y con el campo magnético de la tierra.

Aparecen entre los 80 y 1.000 kilómetros de altitud, en las proximidades de los dos polos magnéticos, llamándose boreales las correspondientes al polo norte y australes a las del polo sur.

La distribución geográfica de las auroras se ciñe, en general, a una zona situada a los 75º de latitud, apareciendo excepcionalmente a los 60º.

Existe una clasificación internacional según su estructura, pudiendo señalarse dos grandes grupos, incluyéndose en el primero todos los tipos con aspecto de rayos y en el segundo los de estructura homogénea.

Meteoros   

En determinadas épocas se producen una serie de fenómenos ópticos denominados vulgarmente estrellas fugases y que científicamente y en sentido restringido se llaman meteoros, aunque en realidad el termino meteoro puede aplicarse a cualquier fenómeno natural producido en la atmósfera. Estos meteoros son debidos a la fricción con la atmósfera de pequeñas partículas de materia, las cuales, al elevarse u temperatura, se torna incandescentes. Las partículas de materia se denominan meteoroides y su densidad es aproximadamente la del hierro; excepcionalmente alcanza la superficie de la tierra, y en este caso reciben el nombre de meteoritos.

Los meteoros tienen extraordinario interés en la investigación de la densidad de la alta atmósfera. El nivel mas frecuente de aparición se encuentra situado a unos 100 kilómetros y, en general, desaparecen  los 80 kilómetros, si bien excepcionalmente puede llegar hasta los 25 kilómetros antes de que se vaporice.

Frecuentemente los meteoros se observan en forma de chubascos, repetidos con intensidad variable en las mismas épocas del año. Aparentemente proceden de un punto radiante exterior a la tierra y toman su nombre de la constelación a la cual pertenece su radiante.

Tsunamis

Son olas gigantes producidas por volcanes o terremotos que se originan en el fondo del mar, lo que provoca el desplazamiento del lecho marino y del agua que tiene encima. El descenso del nivel de superficie hace que grandes cantidades de agua fluyan  en todas direcciones. Después de la gravedad dispersa las olas gigantes que al llegar a la costa pueden ser de más de 50 metros de altura y chocar  60 Km/hora.

El vocablo es japonés porque el Tsunamis de Sanriku (Japón) el 15 de junio de 1896 ocasiono la muerte de 27.000 personas. Los Tsunamis pueden formarse en cualquier lugar del globo y a veces recorrer largas distancias. El formado en el terremoto de Lisboa en 1775 llego a Noruega, Islandia y afecto gravemente a Agadir (Marruecos).

Consultado en Libro de Meteorología Aplicada a la Aviación

Autor: Manuel Ledesma