Engelamiento en el avión.

1.-Engelamiento en la célula.

El engelamiento se forma en toda la estructura del avión, pero es en los bordes de ataque de los planos y timones de control, los lugares donde más se acusa su presencia por los efectos que produce en las performances del avión.

Al depositarse el hielo en estas superficies se modifican los perfiles aerodinámicos de tal manera, que el coeficiente de sustentación se reduce y la resistencia al avance aumenta.

El engelamiento producido como resultado de la formación de hielo compuesto por pequeñas gotas de agua Superenfriadas, se le denomina hielo granular, de forma afilada y que al ser de reducido tamaño tienden a ser retiradas de la superficie del avión donde se encuentran, debido a la resistencia de la corriente de aire que circula alrededor de dicha superficie, por lo que este tipo de engelamiento no suele tener importancia en cuanto a las operaciones de vuelo se refiere.

Si el engelamiento es por hielo claro, entonces su formación la componen gotas de gran tamaño Superenfriado,siendo muy difícil que se desprendan de la superficie del avión. De la misma manera, que el hielo granular, se modifica la superficie, con la consiguiente pérdida de sustentación y aumento de la resistencia al avance.

Cuando en vuelo notemos vibraciones y creamos que nos encontramos en condiciones meteorológicas que haga pensar la posibilidad de sufrir engelamiento, el hielo se habrá depositado en la cola.

Los efectos del peso del hielo sobre el avión no tienen demasiada importancia, pues el hielo es una sustancia ligera.

Se puede comprobar mediante el cálculo analítico, que sabiendo la densidad del hielo una acumulación de un metro cuadrado de superficie y un centímetro de espesor, pesa sólo diez kilos.

Cuando se deposita el hielo sobre el parabrisas, como es lógico, se reduce la visibilidad.

Las condiciones de engelamiento pueden ser tales que el hielo afecta incluso a las ventanillas impidiendo la visibilidad lateral.

En aeronaves de características más avanzadas a las de un monomotor ligero, éstas suelen llevar un doble cristal rectangular de unos cincuenta por veinte centímetros justo delante del asiento del piloto al mando. Como este doble cristal está separado unos milímetros del parabrisas el engelamiento no se forma en esta zona, disponiendo de un pequeño margen de visibilidad.

En condiciones de engelamiento extremas en aquellos aeródromos donde la temperatura del aire es muy baja, el tren de aterrizaje puede verse afectado pudiendo sufrir una emergencia.

Observando los METAR y TAFOR de dichos aeródromos y los informes SNOWTAN, podemos prever las condiciones antes descritas.

Cuando el hielo se deposita sobre la antena de radio, éste hace puente con los aisladores de los extremos y forma masa con la estructura del avión.

En estas condiciones, el piloto encargado de las comunicaciones oye las interferencias producidas y quedan cortadas.

En casos de engelamiento fuerte, el hielo depositado en la antena puede llegar a romperla.

El tubo pitot bloqueado por el hielo falsea las indicaciones del anemómetro de igual manera que el coeficiente de sustentación se veía alterado por éste. Si además se deposita sobre las tomas estáticas, es obvio que ningún instrumento basado en la diferencia de presiones será de fiar.

En estos casos extremos,el único instrumento capaz de indicarnos la altura a la que volamos es el radioaltímetro.

En los aviones ligeros en los que generalmente no se dispone de sistemas antihielo por el reducido espacio disponibles aconsejable regresar por la misma ruta al mínimo indicio de engelamiento, o descender para buscar una mayor temperatura.

Téngase en cuenta que el engelamiento que podemos encontrar con estas aeronaves, debido a las características de los vuelos que se suelen realizar en ellas, como son los VFR, en los que tanto por la aeronave como por el tipo de vuelo no se asciende a más de diez mil pies, el engelamiento se experimenta en zonas montañosas.

Para que se pueda producir el engelamiento es necesario que el agua que forman las nubes sea líquida y su temperatura sea inferior a 0°C. A esto se le llama agua en subfusión o Superenfriada a que antes se hacía referencia.

El engelamiento se produce cuando esas gotas entran en contacto con la superficie del avión, congelándose instantáneamente.

Son tres los factores que intervienen en la formación del engelamiento:

• – Temperatura.
• – Tamaño o diámetro de las gotas de agua.
• – Contenido de agua líquida.

Si las gotitas que constituyen las nubes son grandes, sólo pueden ser Superenfriadas en un pequeño intervalo de temperatura bajo cero, entre -2ºC y -10ºC.

Cuando las gotas de agua son pequeñas, entonces pueden continuar en estado liquido a temperaturas muy por debajo de cero.

Esto quiere decir que el engelamiento se produce con mayor probabilidad cuanto menores son las gotas de agua, pero si existe engelamiento con grandes gotas, el engelamiento es mayor.

Podemos experimentar engelamiento entre 0°C y -43Cº, pero lo más normal es que se produzca entre -2°C y -20°C.

Los limites ideales para que aparezca el fenómeno del engelamiento son que la temperatura varíe desde +1ºC hasta -10°C; el diámetro de las gotas de agua sea mayor de 10 micrones; y el contenido de agua líquida sea mayor de 0,5 g/m3.

El hielo que se forma sobre los aviones puede ser de cuatro tipos:

-Hielo granular, opaco y blanco, de textura granular porosa de poco peso y poca adherencia, que se desprende con facilidad. Normalmente a consecuencia de la corriente libre de aire es como se sostiene, consolidándose sobre la superficie del avión.

Se produce hasta temperaturas de -20ºC, siendo la razón de engelamiento, o la cantidad de hielo que se deposita en una determinada superficie del avión por unidad de tiempo, no muy alta.

-Hielo claro, denso, cristalino y transparente, que se desprende con dificultad. El hielo claro se forma por la gran cantidad de vapor de agua que existe en las nubes que tienen una temperatura inferior a 0ºC, o volando por debajo de lluvia helada. Suele aparecer con temperaturas entre 0°C y -10°C, y es especialmente intenso cerca del nivel de p°C.

Es el más importante y peligroso para la aviación debido a su gran adhesividad.

-Nieve húmeda, constituida por gotas de agua Superenfriadas y cristales de hielo, adhiriéndose al avión.La nieve seca, que no está formada por cristales de hielo, no se adhiere a un avión seco. También se llama aguanieve y da lugar al engelamiento en temperaturas próximas a cero grados. Una temperatura muy propicia para este engelamiento es la de 2,5ºC.

-Escarcha, típica de invierno, que se produce cuando la capa de aire en contacto con el suelo, rica en humedad, el enfriamiento nocturno hace descender la temperatura por debajo de 02C. Entonces el vapor de agua se sublima, o sea, se transforma directamente en hielo, depositándose sobre el frío suelo.

Si el avión está aparcado en a la intemperie, queda recubierto por una capa de hielo y algún elemento puede quedar bloqueado. No es muy importante la escarcha, produciéndose sin nubes con cielo despejado. Deben utilizarse cubiertas protectoras y el hielo se debe quitar con rascadores de goma o trapos viejos o productos químicos adecuados.

Nunca se utilizara agua caliente para quitar el hielo, pues al helarse de nuevo el agua, quedará hielo claro, mucho más adherente que la escarcha. Se forma a niveles bajos donde el aire suele estar más húmedo.

2.- Engelamiento en la hélice.

Al igual que ocurría con el perfil de un ala, la hélice también tiene un perfil diseñado para que la tracción sea máxima y si se forma hielo en los bordes de ataque de las palas, éste queda modificado de tal manera que el rendimiento se reduce hasta tal punto que la velocidad del avión puede alcanzar el mínimo admisible para que entre en pérdida.

El motor sufre vibraciones que dependen de los trozos de hielo que se desprenden a intervalos irregulares. Asimismo, un desigual reparto de hielo en la hélice, es decir, que una pala tenga más acumulación de hielo que la otra, esto origina un desequilibrio en la masa de la hélice que provoca un momento cinético que puede ocasionar daños estructurales en el motor y en la estructura del avión debido a las vibraciones.

3.- Engelamiento en el carburador.

Son dos los tipos que pueden afectar al sistema de carburación:

-Hielo por impacto en la toma de aire.

Se forma en la boca de la toma de aire del motor, obstruyéndola e impidiéndola que llegue el aire al sistema de carburación.

Se suele producirse entre los 0ºC y -10ºC.

-Hielo en el interior del carburador.

La formación de hielo no es debida al agua Superenfriada dentro de una masa nubosa, sino a procesos de combustión interna y variación de flujo que el aire experimenta en el sistema de inyección.

Concretamente en el flujo de aire que pasa a través del estrangulador del carburador hacia la válvula de mariposa, se crea una brusca expansión del aire que por su rapidez puede considerarse adiabática y se produce un enfriamiento del aire, condensándose el vapor en las superficies metálicas alrededor de la válvula. Para evitar su bloqueo deben moverse de vez en cuando la palanca del acelerador.

Se produce a temperaturas positivas no superiores a +10ºC y en cielo despejado.

El hielo en el carburador reduce el rendimiento del motor y en consecuencia, la velocidad. La mezcla aire-gasolina se hace en condiciones anormales debido a las obstrucciones y los cilindros son también afectados.