METEOROLOGÍA AERONÁUTICA (Parte I) Carlos Rincón Melero TEMA 8 ENGELAMIENTO METEOROLOGÍA AERONÁUTICA (Parte I) Carlos Rincón Melero O.E.P. 2.010

DEFINICIÓN Y FORMACIÓN: TEMA 8.- ENGELAMIENTO DEFINICIÓN Y FORMACIÓN: - Congelación de las gotas de agua que impactan sobre un avión en vuelo. - En la atmósfera las gotitas de nube no se congelan con temperaturas menores de 0°C (subfusión). - Cuando entran en contacto con un cuerpo sólido (una aeronave), actúa de manera similar a un núcleo de congelación; el agua se congela - Repercusiones: * Seguridad en vuelo. * Económicas: condiciona la carga que puede soportar. Ejemplo: un A320 en condiciones de engelamiento, debe reducir su carga en 800 kg. 2

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ENGELAMIENTO: TEMA 8.- ENGELAMIENTO FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ENGELAMIENTO: I.- METEOROLÓGICOS: - Tamaño de la gota: * Gotas grandes → mayores problemas de engelamiento. - Temperatura: * Gota más pequeña → se mantiene subfundida a temperatura más baja. * Gotas de lluvia (radio 1 mm.) → subfusión hasta –10°C * Gotas de nube (radio 10 mm) → subfusión hasta –20°C * Entre 0 y –10°C: se da el engelamiento más importante. * Cu congestus y Cb en desarrollo: máxima peligrosidad hasta –15°C. * No es común formación importante de hielo a partir de –15°C. * A partir de –20°C es ya muy poco significativo. * Virtualmente nulo a partir de –40°C.

- Contenido de agua en la nube: TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Contenido de agua en la nube: * Nubes cumuliformes sin precipitación: media de 0.5 g/m3. * Nubes estratiformes: valores menores. * Cb: pueden superar 5 g/m3. * Agua líquida inferior a 0.6 g/m3: engelamiento poco importante. * 0.6 a 1.2 g/m3: engelamiento puede ser ya significativo. * Superiores a 1.2 g/m3: problemas importantes de engelamiento.

* Núcleo de congelación: significativos a partir de –15°C. TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Contenido de agua congelada: * Núcleo de congelación: significativos a partir de –15°C. * Si hay cristales de hielo → disminuye agua subfusión: Proceso Bergeron: presión saturante de vapor sobre el hielo es menor que sobre el agua. * Nubes recién formadas: mayores problemas de engelamiento. * Nubes con cima por debajo de –15°C → engelamiento mayor. * Nubes estratiformes: poca potencia de ascendencia aire → poco engelamiento. * Nubes cumuliformes: fuerte ascendencia del aire → más engelamiento.

II.- ASCENSOS OROGRÁFICOS Y FRONTALES; COSTAS: TEMA 8.- ENGELAMIENTO II.- ASCENSOS OROGRÁFICOS Y FRONTALES; COSTAS: - Cualquier ascenso en la atmósfera o aumento de la humedad, favorecerá la condensación de vapor de agua, que si está a temperaturas inferiores a los 0 ºC permitirá la aparición del engelamiento y lo potenciará. - Los ascensos orográficos y frontales crean condiciones de ascenso a gran escala y de manera continua, por lo que se verán favorecidas las condiciones de engelamiento. - Favorecen también la aparición de nubes de desarrollo, que originan las condiciones de engelamiento más intensas.

TEMA 8.- ENGELAMIENTO a) Orografía: * Al ser obligado el aire a subir a barlovento produce un aumento en la cantidad de agua líquida dentro de la nube y el espesor o desarrollo de ésta aumenta. Favorece la aparición de Cb. * En el llano raras veces el engelamiento pasa de moderado (excepto en las). * Ondas de montaña: en las zonas con ascendencia puede aumenta la posibilidad de engelamiento. - Aeropuertos situados a barlovento → despegue alejándose de la montaña, virar y cruzar la nubosidad lo más alto posible.

b) Sistemas frontales: TEMA 8.- ENGELAMIENTO b) Sistemas frontales: * Origen de importantes extensos y continuos movimientos verticales → En las proximidades de los frentes se notifican más situaciones de engelamiento. * Favorece la aparición de tormentas. * Al ser muy extensos, un vuelo prolongado puede causar problemas, sobre todo si no se dispone de un buen sistema antihielo. * Los aviones de reacción, sólo se les plantea problemas en las operaciones de despegue y aterrizaje. * Si hay que atravesar un sistema frontal: lo más perpendicular posible * Si se une al efecto orográfico el paso de un sistema frontal, y se dan las condiciones de engelamiento severo.

* Zonas agudas y delgadas → recoge más hielo. TEMA 8.- ENGELAMIENTO c) Costas: * El aire húmedo procedente del mar, a poco que se eleve, produce la condensación y el consiguiente aumento en la cantidad de agua líquida en las nubes que pueden dar lugar a un aumento del engelamiento. * Se ha comprobado que el engelamiento es más fuerte sobre la costa que en mar abierto. III.- AERONÁUTICOS: - Forma: * Zonas agudas y delgadas → recoge más hielo.

- Velocidad y temperatura: TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Velocidad y temperatura: * Más velocidad: más cantidad de hielo por unidad de tiempo. * Más velocidad: menos tiempo en zona de engelamiento. * Más velocidad: más calentamiento del avión. * El calor desprendido por rozamiento da lugar a la evaporación de agua, que refrigera algo al avión. A niveles bajos hay más evaporación y por lo tanto el calentamiento es menor. * Velocidades muy altas → calentamiento muy significativo → no engelamiento.

TEMA 8.- ENGELAMIENTO

CLASES DE ENGELAMIENTO: - Escarcha: * Único sobre aire claro. TEMA 8.- ENGELAMIENTO CLASES DE ENGELAMIENTO: - Escarcha: * Único sobre aire claro. * Aviones aparcados: temperatura superficie, inferior a 0°C y al punto de congelación del aire en contacto. * En vuelo: pasa en zona con temperaturas muy bajas a otra con aire más caliente y más húmedo. - Nieve húmeda: * Nieve seca: no se adhiere. * Aguanieve: nieve puede quedar atrapada en congelación de agua.

* También llamado cencellada blanca o cencellada blanda. TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Hielo granular: * También llamado cencellada blanca o cencellada blanda. * No es un engelamiento importante. * Opaco, blanco, de textura granular porosa y con baja densidad. * Se forma con gotas muy pequeñas → se congelan inmediatamente → quedan muchos intersticios entre las gotas → se adhiere poco y se desprende con facilidad. * Puede darse hasta temperaturas de –20°C. * En superficie: niebla helada.

* Engelamiento más importante. * Denso, cristalino y transparente. TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Hielo claro: * También llamado cencellada transparente, cencellada dura, hielo liso o hielo vítreo. * Engelamiento más importante. * Denso, cristalino y transparente. * Se forma con grandes gotas subfundidas → proceso de congelación lento → las gotas fluyen sobre la superficie → poco aire entre los intersticios → hielo se adhiere firmemente: * Temperaturas entre 0 y –12°C.

- Caso especial: lluvia helada * Muy peligroso → gotas grandes. TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Caso especial: lluvia helada * Muy peligroso → gotas grandes. * Inversión de temperatura: lluvia desde zona con temperaturas por encima de 0°C y atraviesa temperaturas negativas sin llegar a congelarse.

INTENSIDAD DEL ENGELAMIENTO. VELOCIDAD DE ACRECIÓN: TEMA 8.- ENGELAMIENTO INTENSIDAD DEL ENGELAMIENTO. VELOCIDAD DE ACRECIÓN: - Razón de engelamiento: cantidad de hielo que se forma por unidad de tiempo. - Pronósticos: elaborados con factores meteorológicos que la determinan; sin considerar el tipo de aeronave. - Una misma situación puede dar lugar a engelamiento ligero en un avión, y en otro, moderado. - Engelamiento ligero: * Acumulación de hielo: menos de cinco mm. en cinco minutos. * Reducciones en la utilización de la radio. * Rendimiento avión: afectado sólo ligeramente.

- Engelamiento moderado: TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Engelamiento moderado: * Acumulación de hielo: entre 5 y 50 mm en 5 minutos. * Disminuye el rendimiento del avión. * Algún motor trepida. * Radio pierde eficacia. * Pérdidas de velocidad pueden llegar al 15%. - Engelamiento fuerte: * Acumulación de hielo: superior de 50 mm en 5 minutos. * Fuerte vibraciones, que afectan a los motores y a los mandos * Fuerte pérdida en la potencia de los motores * Radio prácticamente queda inútil * Velocidad del avión: reducirse en un 25%.

ENGELAMIENTO Y NUBOSIDAD: - Nubes altas: * No hay engelamiento. TEMA 8.- ENGELAMIENTO ENGELAMIENTO Y NUBOSIDAD: - Nubes altas: * No hay engelamiento. - Altocúmulos: * Generalmente ligero; ocasionalmente moderado. - Altostratos: * Generalmente ligero. - Nimbostratos: * Problemas si se vuela mucho tiempo en su interior. * En montaña, moderado o incluso fuerte.

* No suele producir engelamiento; ocasionalmente ligero. TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Estratos y estratocúmulos: * No suele producir engelamiento; ocasionalmente ligero. * Si temperatura entre 0 y –15°C puede ser moderado. - Cúmulos y cumulonimbos: * Grandes Cu y Cb: problemas más importantes de engelamiento. * Engelamiento moderado o fuerte. * Puede llegar a –15°C. * Isocero en TCu y Cb en desarrollo: sube su altitud. * Especialmente intenso en la mitad superior de Cu congestus. * Cb con precipitaciones, condiciones mejoran algo.

EFECTOS DEL ENGELAMIENTO SOBRE LA AERONAVE: TEMA 8.- ENGELAMIENTO EFECTOS DEL ENGELAMIENTO SOBRE LA AERONAVE: - Efectos acumulativos: empeoran continuamente. - Perfil aerodinámico: * Aumenta la resistencia aerodinámica → disminución de sustentación. * Aumenta la resistencia al avance * Se forman remolinos * Aumenta la velocidad de pérdida → incrementar potencia motor.

- Engelamiento de la hélice: * Disminuye su rendimiento. TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Engelamiento de la hélice: * Disminuye su rendimiento. * Desequilibrio → peligrosas vibraciones. - Peso: * Menos importante que otros factores. - Engelamiento en el motor: * Obturación mecánica impide que llegue aire al sistema de carburación - Engelamiento del tubo pitot: * Falsea medidas de velocidad. * Similar con la lectura del altímetro y variómetro.

- Engelamiento de otros elementos: TEMA 8.- ENGELAMIENTO - Engelamiento de otros elementos: * Antena de radio hace “puente” con aisladores de los extremos. * Bloqueo de mandos. * Disminución de la visibilidad. * Reducción de eficacia en frenos. DISPOSITIVOS ANTIHIELO: * Térmicos. * Químicos. * Mecánicos.