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En aviación , el deshielo en tierra de aeronaves es el proceso de eliminar la escarcha , el hielo o los contaminantes congelados de las superficies de las aeronaves antes de que despeguen. Esto evita que incluso una pequeña cantidad de escarcha o hielo en las superficies de las aeronaves afecte gravemente el rendimiento del vuelo. Los contaminantes congelados en las superficies también pueden desprenderse durante el vuelo y dañar los motores o las superficies de control.
Los aeropuertos importantes en climas propicios para la formación de hielo en tierra contarán con algún tipo de sistema de descongelación en tierra. En última instancia, es responsabilidad del piloto al mando garantizar que se lleven a cabo todos los procesos de descongelación necesarios antes de la salida.
Los aviones suelen estar equipados con sistemas de protección contra el hielo y/o recubrimientos superficiales icefóbicos para controlar la formación de hielo atmosférico durante el vuelo ; sin embargo, estos no se consideran sustitutos de un sistema antihielo adecuado en tierra.
Las características de vuelo de las aeronaves son extremadamente sensibles a la más mínima irregularidad de la superficie, en particular la causada por escarcha, hielo o nieve. Estas pueden interrumpir el flujo de aire uniforme sobre las superficies, añadir peso a la estructura del avión, interferir con las superficies de control o soltarse en vuelo y causar daños por impacto en la estructura del avión o los motores. Una capa tan fina como 0,4 mm (1/64 de pulgada) puede tener un efecto significativo en la sustentación, la resistencia y el control. [1]
La formación de hielo en el suelo puede producirse incluso cuando la temperatura ambiente es superior al punto de congelación, mediante un proceso conocido como "remojo en frío". En esta situación, el hielo se forma porque el combustible en los tanques de las alas está por debajo del punto de congelación, lo que provoca condensación en las alas que posteriormente se congela.
Las investigaciones posteriores a los accidentes han atribuido muchos accidentes de aviación a que los operadores de aeronaves no eliminaron la escarcha, el hielo o la nieve de la superficie antes del despegue. Entre estos accidentes se incluyen los siguientes:
Antes de cada vuelo, el piloto al mando de una aeronave es responsable de inspeccionar la estructura para detectar escarcha, hielo y nieve. Esto puede hacerse visualmente o por medio de sistemas de detección de hielo en el suelo (GIDS) especialmente diseñados. [2]
Si se observa o se sospecha que hay contaminación por escarcha, hielo o nieve, la aeronave debe someterse a un procedimiento de descongelación antes del despegue, utilizando uno o más de los métodos que se enumeran a continuación.
Un factor que complica la situación es que las condiciones atmosféricas ambientales pueden ser tales que la contaminación comience a acumularse nuevamente inmediatamente después de que se complete el deshielo. Por ejemplo, puede estar nevando. El proceso de deshielo debe tener esto en cuenta para garantizar que el avión permanezca libre de contaminación hasta el momento de despegar. Por lo general, esto implica agregar un fluido "antihielo" viscoso que permanecerá en las alas y derretirá inmediatamente la nieve que cae.
El tiempo transcurrido entre los tratamientos antihielo y el despegue se denomina "tiempo de retención" (HOT). Varias autoridades de aviación (por ejemplo, la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos [FAA], [3] Transport Canada [4] ) publican tablas detalladas que indican el tiempo de retención para varias combinaciones de fluidos antihielo y condiciones atmosféricas.
Los tiempos de espera pueden ser breves, a veces de apenas unos minutos, por lo que el deshielo de los aviones comerciales de pasajeros suele realizarse una vez que los pasajeros están a bordo y el avión está listo para despegar. De esa manera, el avión puede despegar inmediatamente después de que se complete el deshielo.
Si una aeronave excede su tiempo de espera, debe descongelarse nuevamente. Si se utilizó un fluido antihielo, ese fluido se considerará "fallido" y deberá eliminarse antes de volver a aplicarlo. Los fluidos antihielo no deben aplicarse sobre una capa anterior que haya fallado.
Debido a que la formación de hielo en las aeronaves es un problema de seguridad tan importante, la mayoría de las autoridades de aviación y los operadores de aeronaves comerciales requieren planes de gestión detallados y mantenimiento de registros para garantizar que el proceso se realice de manera segura, organizada, oportuna y repetible.
En la mayoría de los casos, el deshielo en tierra se lleva a cabo rociando el avión con un líquido antihielo justo antes del despegue. En el caso de los aviones comerciales, este líquido se suele aplicar a las superficies contaminadas utilizando una máquina especialmente diseñada. En el caso de los aviones más pequeños, puede ser suficiente con un aplicador en aerosol portátil.
Los líquidos anticongelantes suelen estar basados en propilenglicol o etilenglicol , que se congelan a una temperatura más baja que el agua. Existen varios tipos de líquidos diferentes, que se dividen en dos categorías básicas:
En algunos casos se aplican ambos tipos de fluidos a las aeronaves, un proceso conocido como descongelación en dos pasos.
Los fluidos anticongelantes a base de glicol son tóxicos y las preocupaciones ambientales en el uso de dichos fluidos incluyen el aumento de la salinidad de las aguas subterráneas cuando los fluidos anticongelantes se descargan en el suelo y la toxicidad para los seres humanos y otros mamíferos. [5] [6] Por lo tanto, se están realizando investigaciones sobre fluidos anticongelantes alternativos no tóxicos. [5]
Si las condiciones climáticas ambientales son adecuadas, es posible descongelar una aeronave utilizando agua caliente (60 °C o 140 °F). Según las circunstancias, esto puede ir seguido de una aplicación de líquido descongelante tipo I para evitar que se vuelva a congelar. [7]
Se puede utilizar aire forzado para soplar la nieve acumulada, siempre que se tomen precauciones para evitar dañar los componentes de la aeronave.
Si la temperatura del aire exterior (OAT) es superior al punto de congelación, también se puede utilizar aire forzado sin calentar para eliminar la escarcha y el hielo, quizás junto con una aplicación posterior de líquido antihielo. [8]
Generalmente no se utiliza aire forzado calentado porque puede provocar que la contaminación derretida se vuelva a congelar en las superficies de la aeronave y/o dañar los componentes de la aeronave.
El uso de aire forzado para descongelar es una tecnología en maduración. [1] Actualmente se están desarrollando sistemas híbridos que utilizan aire caliente junto con fluidos antihielo en un intento de reducir la cantidad de fluidos necesarios.
El calentamiento infrarrojo directo también se ha desarrollado como una técnica para descongelar aeronaves. Este mecanismo de transferencia de calor es sustancialmente más rápido que los modos de transferencia de calor convencionales utilizados por los fluidos anticongelantes (convección y conducción) debido al efecto de enfriamiento del aire sobre el aerosol del fluido anticongelante.
Un sistema de descongelación por infrarrojos requiere que el proceso de calentamiento se lleve a cabo dentro de un hangar especialmente construido. Este sistema ha tenido un interés limitado entre los operadores de aeropuertos, debido al espacio y los requisitos logísticos relacionados para el hangar. En los Estados Unidos, este tipo de sistema de descongelación por infrarrojos se ha utilizado, de forma limitada, en dos grandes aeropuertos centrales y un pequeño aeropuerto comercial. [9] : 80–81 [10]
Otro sistema de infrarrojos utiliza unidades de calefacción móviles montadas en camiones que no requieren el uso de hangares. [11] El fabricante afirma que el sistema puede utilizarse tanto en aeronaves de ala fija como en helicópteros, aunque no ha citado ningún caso de su uso en aviones comerciales. [12]
Se puede utilizar el deshielo mecánico con herramientas como escobas, raspadores, cuerdas y fregonas para minimizar la cantidad de líquido o de descongelación a base de calor necesaria. Sin embargo, se debe tener cuidado de no dañar las superficies, las antenas, los tubos de Pitot, etc. También es importante tener en cuenta que incluso una fina capa de escarcha puede afectar gravemente al rendimiento del vuelo, por lo que los métodos mecánicos no suelen ser suficientes por sí solos. Sin embargo, en condiciones de frío extremo, el deshielo por aspersión puede resultar poco práctico, por lo que el deshielo mecánico es la única posibilidad. [1]
Los contaminantes congelados en las superficies de las aeronaves se derretirán con el tiempo si la aeronave se coloca en un hangar cálido, pero, según las circunstancias, se podría formar escarcha o hielo en las superficies una vez que la aeronave se retire del hangar y sea necesario otro tipo de descongelación. En particular, la diferencia de temperatura entre el combustible en los tanques de las alas y el aire ambiente puede provocar la formación de escarcha. [1]
Por lo general, los motores a reacción con ventilador no se pueden descongelar con fluidos a base de glicol, ya que hacerlo podría causar daños al motor en sí o a sus sistemas de aire de purga asociados. [13] En cambio, la mayoría de los fabricantes de aeronaves definen un procedimiento de "descongelación" del motor que se debe realizar antes del despegue, que implica hacer girar el motor a ciertas RPM durante un período de tiempo específico.
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Los aeropuertos comerciales ubicados en climas propicios para la formación de hielo en tierra a menudo cuentan con procesos y equipos de descongelación muy elaborados.
Por lo general, los líquidos anticongelantes se aplican mediante un vehículo especializado similar a una plataforma elevadora de trabajo . Estos vehículos incluyen tanques para líquidos, un medio para calentar dichos líquidos y un sistema para suministrar dichos líquidos calentados a alta presión.
SAE International publica normas y requisitos para vehículos descongelantes, entre ellos: SAE ARP1971 (Vehículo descongelante de aeronaves – autopropulsado) [14] y SAE ARP4806 (Requisitos funcionales de vehículos descongelantes/antihielo autopropulsados). [15]
El deshielo de las aeronaves se puede realizar en un hangar, en la puerta de llegada o salida o en una plataforma del aeropuerto dedicada a este fin. La ventaja de esta última opción es que facilita la recogida de los restos del líquido de deshielo para su reciclado.
Para la descongelación se pueden utilizar grandes cantidades de líquidos. Los aeropuertos deben contar con instalaciones adecuadas para el almacenamiento y transporte de estos líquidos.
El etilenglicol y el propilenglicol ejercen altos niveles de demanda bioquímica de oxígeno (DBO) durante la degradación en aguas superficiales. Este proceso puede afectar negativamente a la vida acuática al consumir el oxígeno que necesitan los organismos acuáticos para sobrevivir. Grandes cantidades de oxígeno disuelto (OD) en la columna de agua se consumen cuando las poblaciones microbianas descomponen el propilenglicol. [16] : 2–23
Los niveles adecuados de oxígeno disuelto en las aguas superficiales son fundamentales para la supervivencia de los peces, los macroinvertebrados y otros organismos acuáticos. Si las concentraciones de oxígeno caen por debajo de un nivel mínimo, los organismos emigran, si pueden y pueden, a áreas con niveles más altos de oxígeno, o eventualmente mueren. Este efecto puede reducir drásticamente la cantidad de hábitat acuático utilizable. Las reducciones en los niveles de OD pueden reducir o eliminar las poblaciones de organismos que se alimentan en el fondo , crear condiciones que favorezcan un cambio en el perfil de especies de una comunidad o alterar interacciones críticas en la red alimentaria . [16] : 2–30
El deshielo de aeronaves puede utilizar una cantidad considerable de fluidos antihielo, generalmente cientos de galones por aeronave. Algunos aeropuertos reciclan el fluido antihielo usado, separando el agua y los contaminantes sólidos, lo que permite la reutilización del fluido en otras aplicaciones. Otros aeropuertos cuentan con una instalación de tratamiento de aguas residuales en el lugar y/o envían el fluido recolectado a una planta de tratamiento de aguas residuales municipal o a una instalación de tratamiento de aguas residuales comercial. [9] : 68–80 [17]
Medios relacionados con Deshielo de aeronaves en Wikimedia Commons