La mayoría de nosotros, por haber nacido en Venezuela, estamos acostumbrados a volar en un clima tropical bastante estable. Con temperaturas promedio anuales en tierra entre 18° C y 23° C, y navegar con cielos no tan fríos y regularmente despejados todo el año, salvo en algunos aeropuertos que por su ubicación o altura tienen características diferentes. Pero esta regular y amistosa condición de vuelo no sucede en países de altas latitudes y cuatro estaciones, donde la temperaturas pueden llegar a ser bastante bajas cuyos cambios pueden ser muy rápidos y nosotros, acostumbrados comúnmente a un solo tipo de precipitación, como es la lluvia, podemos llevarnos algunas desagradables sorpresas.
Este es el caso de un avión corporativo que al atardecer se aproxima para un descenso en IMC o Condiciones Meteorológicas de vuelo Instrumental.
Iniciado el descenso final utilizando el ILS (Instrument Landing System) penetra una gruesa cubierta de nubes, casi inmediatamente, las gotas de agua cubren el parabrisas y lo empañan.
Concentrándose en encontrar las luces de la pista a través de la niebla, ninguno de los pilotos se había molestado en verificar la temperatura del aire exterior. Las condiciones actuales en el aeropuerto tenían la temperatura de la superficie a 1° C con una lluvia ligera, pero helada, y un techo cubierto a 400 pies. Todavía estaban en IMC a 1.300 pies cuando cruzaron el punto de aproximación final, pero a medida que continuaban a través de 1.000 pies, la tripulación vio el MALSR, (Medium intensity Approach Lighting System with Runway alignment indicator lights) o sistemas de luces de aproximación, distorsionados por una lluvia continua.
Usando las luces de aproximación como referencia continuaron descendiendo, ignorando el hecho de que la senda de planeo o Glideslopedel ILS estaba ahora muy por encima de ellos.
Justo cuando el copiloto comenta que la aproximación le parecía un poco baja o superficial, el tren de aterrizaje del avión golpea lo que parece ser la parte superior de una torre de radio.
El piloto inmediatamente aplica toda la potencia, pero la aeronave continúa descendiendo con sus alas cubiertas de hielo. El avión terminó deteniéndose en el estacionamiento de un gran centro comercial a menos de una milla de la cabecera de la pista. Afortunadamente, apartando los daños al avión, no hubo pérdidas humanas que lamentar.
Ellos habían cruzado los 1.000 pies, con temperatura de -2° C, y la aeronave, que descendía de un nivel de crucero con temperaturas aún más bajas, estaba acumulando hielo que distorsionaban las superficies de las alas, alterando su capacidad de sustentación. Las alas no tenían botas de deshielo y había sido obstruido el tubo de Pitot, fijando su altímetro a 1.000 pies. Los calentadores de las alas y de los tubos Pitot, o Pitot Heaterno, habían tenido suficiente capacidad o habían sido encendidos tardíamente.
A su vez, una capa blanquecina, delgada, había cubierto el parabrisas lo que hacía difícil juzgar visualmente la distancia y la altitud de las luces de la pista. De hecho, habían salido de las nubes a 400 pies pensando que todavía estaban en 1.000 sin percatarse de su verdadera altura.
Los dos tripulantes, al ver la luces dejaron de ver los instrumentos y confiaron únicamente en las luces de la pista para guiarse.
Tenían conocimiento de las condiciones sobre el aeropuerto, había una lluvia ligera, pero solo un ciento de pies por arriba, la temperatura descendía por debajo del punto de congelación del agua.
Se había concatenado una serie de factores que habían determinado como resultado un incidente.
Veamos un poco el porqué no toda el agua que cae del cielo es propiamente lluvia.
Lluvia, nieve y otras precipitaciones:
Aunque la evaporación y la condensación a escala molecular ocurren todo el tiempo, a cualquier temperatura dada, el aire solo puede contener una cantidad limitada de vapor de agua.
Esto crea un límite en la cantidad total de moléculas de agua que pueden existir en su estado gaseoso en el aire. A medida que se acerca ese límite de humedad (saturación), el vapor de agua que se condensa a menudo permanecerá en estado líquido durante el tiempo suficiente para adherirse, a partículas microscópicos en suspensión en el aire, o unirse con otras moléculas de agua ya condensadas. Una vez que lo hacen y crean pequeñas gotas, de mayor masa, los enlaces internos que crean dichas moléculas y la curvatura de su superficie hacen que sea más difícil evaporar el agua de esas gotas.
Si las condiciones permanecen cerca de la saturación, esas gotas atraerán agua condensada adicional, creciendo en proporciones que, en cantidad, pueden comenzar a dispersar la luz y aparecer visualmente como una nube. De manera similar, en condiciones en las que la temperatura ambiente está muy por debajo de la temperatura de congelación (más fría que alrededor de -30° C o -22° F), como en alta altitudes o latitudes altas, la mayoría de las gotas se formarán en su lugar como cristales de hielo, con vapor que se fusiona a los cristales en crecimiento, evitando pasar por la fase líquida del agua.
Eventualmente, las gotas o los cristales ganan suficiente masa como para que las corrientes ascendentes del aire ya no puedan suspenderlos, por lo que comienzan a caer como precipitaciones, ya sea como lluvia o como nieve. Naturalmente, cuanto más fuerte sean las corrientes ascendentes en una nube, más tiempo tendrá que crecer la gota/cristal, y más grande será cuando caiga.
Lluvia helada: Una gota de lluvia que provenga de un cristal de hielo derretido, que después de pasar una masa de aire caliente atraviesa una capa de aire de temperatura nuevamente con temperatura por debajo del punto de congelación, puede permanecer en estado líquido aunque pueda estar expuesta a temperaturas tan frías como -15° C. Como resultado, algunas gotas de lluvia se enfrían en exceso y se transforman en lluvia helada (lluvia que se congela al contacto con cualquier superficie) como pueden ser las alas del avión.
Esta situación se experimenta comúnmente debajo de los frentes, tanto fríos como cálidos, en los que una cuña de aire frío es forzada por debajo de un aire más cálido y más húmedo, pero también puede ocurrir debajo de cualquier inversión de temperatura, como cuando en un valle queda atrapado aire más frío cerca de la superficie.
Los pilotos también deben esperar lluvia helada y, por tanto, formación de hielo siempre que estén volando en temperaturas por encima del nivel de congelación y haya precipitación presente. Sin embargo, no toda la lluvia permanece sin congelar, ya que cuando las temperaturas descienden por debajo de 0° C. Las impurezas o los cristales sin fundir dentro de la gota pueden acelerar la congelación.
Si bien es más probable que las gotas de lluvia más pequeñas que caen a través del aire subcongelado se congelen antes de que lleguen al suelo, las gotas más grandes pueden congelarse solo parcialmente. Las gotas de lluvia que se han congelado en su mayoría o completamente después de caer a través de una capa superficial de congelación se denominan aguanieve o gránulos de hielo. Un tipo similar de precipitación llamada Graupel o Granizo Suave, ocurre cuando las gotas de lluvia sobre enfriadas chocan y se congelan instantáneamente para formar copos de nieve.
El Graupel: Tiende a ser blanco lechoso y puede confundirse con el granizo pequeño. Se puede distinguir del granizo porque normalmente es muy suave y frágil. El Graupel también es diferente del aguanieve.
El aguanieve: Normalmente es más claro, mientras que el Graupel, a menudo, se ve como bolitas de poliestireno.
A diferencia de la precipitación de nubes convectiva o de gran desarrollo vertical, la lluvia, la nieve, el aguanieve o el graupel, en las precipitación de nubes estratiforme, como las de una nube de nimbostratos, con corrientes de aire débiles, casi siempre caen como una llovizna a una lluvia moderada y constante de gotas o copos de nieve de tamaño casi uniforme. Estas nubes a menudo se asocian con frentes cálidos o estacionarios, en los que el aire húmedo se ha visto obligado a elevarse gradualmente sobre una cuña poco profunda de aire más frío, o en las que el aire converge a lo largo de una costa o se eleva hacia el terreno.
El granizo: es un tipo final de precipitación que se forma dentro de las tormentas eléctricas, ya que las precipitaciones que caen se atrapan en una corriente ascendente fuerte y se devuelven a la región de congelación de la celda superiores de la tormenta.
Cada vez que el cristal cae se derrite en cierta medida y también acumulará más agua de las colisiones con otras gotas. Cada vez que las corrientes lo envían a lo alto, la piedra de granizo se vuelve a congelar, creciendo en capas. Dependiendo de la configuración de la celda de tormenta, este ciclo puede durar varios minutos y crecer granizo al tamaño de naranjas o toronjas antes de que una corriente ascendente errante las arroje fuera de la tormenta o caigan desde su base.
Con los años, cientos de aviones han sido dañados por el granizo. Los pilotos deben tener mucho cuidado en cualquier lugar cerca de una tormenta eléctrica, pero especialmente en aquellos en los que el nivel de congelación está por debajo de los 10.000 pies, ya que es más probable que esas tormentas produzcan granizo. Dado que el granizo puede lanzarse hacia arriba y afuera de la tormenta en cualquier dirección, mantener una distancia, al menos, de 1 milla por cada 10.000 pies de altura de nubes es una buena consideración de seguridad.
Al descender del crucero, los pilotos también deben recordar que el combustible en sus tanques puede estar absorbiendo el calor de la superficie de la aeronave y aumentando la probabilidad de formación de hielo en suspensión, incluso si la OAT se mantiene ligeramente por encima del punto de congelación. En el caso del JP-1 el punto de congelación está en los -50° C, pero para bajar el punto de congelación de las partículas de agua en suspensión es requerido el uso de líquidos anticongelantes.
Por último, algunos de los códigos para interpretar los METAR o METeorological Aerodrome Reports:
Granizo– GS Tormenta fuerte con Granizo – XXTSGR
Graupel – SG Granos de hielo – PE Lluvia débil congelándose – FZRA
Nieve – SN Tormenta fuerte con Lluvia y/o Nieve - XXTS
Happy Landing