Formación de hielo. Engelamiento en el avión.

Engelamiento estructural en el avión.

Se produce cuando el avión penetra una nube a temperaturas negativas y las gotitas de agua en subfusión se solidifican al contactar con el fuselaje.

También en vuelo bajo lluvia o llovizna engelante.

Por este proceso se van cubriendo de hielo algunos elementos de la aeronave también llamado.

Engelamiento en la célula.

Los aviones poseen su propio sistema para deshacer y evitar la formación de hielo. Mediante los motores se extraen aire caliente y mediante una serie de conductos se dirige hacia las superficies expuestas y los instrumentos de medición se mantienen caliente mediante resistencias eléctricas, para evitar lecturas erróneas.

Recordemos que agua en subfusión o superenfriada es aquella que se mantiene en estado líquido por debajo de los 0º C debido a que la tensión superficial impide que se congele si no hay ningún núcleo de congelación que catalice el proceso.

Las gotas en subfusión se pueden encontrar a temperaturas entre 0º C y -39ºC. Por debajo de esta temperatura ya se convierten en cristales de hielo.

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.

El Engelamiento en la célula 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.

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.

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.

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.

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.

Hay que destacar que la mayoría de situaciones de engelamiento que se tiene constancia a través de los informes de pilotos (PIREP) se producen entre 0º y -10ºC.

Por debajo de los -20ºC es improbable pero no imposible.

Un informe del piloto o PIREP es un informe de las condiciones meteorológicas reales encontradas por una aeronave en vuelo. Esta información es generalmente transmitida por radio a la estación de tierra más cercana. El mensaje entonces se codifica y se transmite a otras oficinas meteorológicas y las unidades de servicios de tránsito aéreo.

El Engelamiento estructural tiene seis aspectos perjudiciales:

• Reducción de la sustentación. A veces hasta un 70%
• Aumento de la fricción con el aire hasta un 50% más.
• Perdida de empuje.
  • Limitando la entrada de aire en motores en los borde o álabes fijos.
  • Obturar alguna sonda.
  • Entrada de aire en el motor con perdida de potencia.
  • En el borde de la hélice.
• Aumento de peso del avión
• Velocidad de pérdida se aumenta reduciéndose el ángulo de ataque hasta 15º si los planos de cola entran en perdida pierdes el control del avión

El Engelamiento estructural. Otros efectos:

•Instrumentos ya hemos dichos que en las antenas o tomas de estática pueden dar lecturas erróneas o fallos de comunicación
•Visibilidad, el hielo en cristal de cabina limita la visibilidad
•Maniobrabilidad El hielo formado en las estructuras móviles de los planos puede causar fallos de control del avión
•Impacto del hielo arrancado. El hielo arrancado puede salir en piezas despedidas que pueden colisionar con partes posteriores del avión a gran velocidad.

El Engelamiento estructural  es peligroso y difícil de predecir, se considera uno de los peligros atmosféricos principales para la aviación debido a su riesgo intrínseco y a que los entornos que provocan engelamiento son difíciles de predecir y sus posiciones no siempre de determinan con precisión.

Los sistemas de predicción funciona  a corto plazo en algunos países y se basan en información de satélites, de radar de modelos numéricos y de informes PIREP