. Formación de h ido • Descarga de rayos • Turbulencia•Radiaciones cósmicas •El Ozono

Cinco condiciones ambientales adversaspara el vuelo

MARTÍN CUESTA ÁLVAREZIngeniero Aeronáutico

L as cinco condiciones enunciadas afectan a todo tipo deavión, pero lo hacen en ma-

yor grado a los aviones militares,especialmente a los de tamañopequeño y alta velocidad, comoes el caso de los aviones de combate.

Al menos en los casos de hielo,rayos o turbulencias no habríasuspensión o demora de la mi-sión de guerra, como puede ocurrir, y de hecho ocurre, en la operatividad de los aviones comer-ciales.

— En la formación de hielo, elavión militar puede tener su baseen un campo que aun cuando es-té acondicionado, no dispongade hangares y sea corriente la formación de escarcha y los vuelosentre nubes no puedan eludirsepor la urgencia de su misión.

— La alta utilización de los ma-teriales “composites” en los mo-demos aviones de combate exigede los fabricantes disponer en laestructura de canales metálicospara conductibidad del rayo, enmayor proporción que en losaviones comerciales en los quelos “composites” no alcanzan,por ahora, altas concentraciones.

— La incidencia de la turbulencia; que puede estar presente entodo el perfil de vuelo, baja y altacota, ya a priori es consideradapor el fabricante del avión, que

ha diseñado el avión militar conun factor de carga próximo al 7,5en tanto para el avión comercialse hace con 2,5.

— Las radiaciones cósmicas,aun cuando no tienen efecto es-pecial en el avión militar distintoque en el comercial, dado que ca-da vez se fabrican aviones militares de mayor autonomía; la repetición de vuelos de alta duraciónpuede hacer que la tripulación al-cance altas dosis de radiacióncósmica.

— Los aviones militares vuelanen determinadas misiones a altitudes superiores a los comerciales, en plena capa de Ozono dealta concentración con el consiguiente mayor efecto negativopara la tripulación.

LA FORMACIÓN DE HIELO

El agua de las nubes puede es-tar en estado de subfusión, falsoequilibrio en que el agua permanece en estado líquido por debajo de los cero grados centígrados.Al chocar estas gotas de agua conlas diversas partes del avión, apa-rece el hielo que se deposita so-bre aquel, tanto más cuánto me-nos pulida sea la superficie,pudiendo formarse capas de al-gunos centímetros, en menos decinco minutos.

En la fig. 1 mostramos los diferentes tipos de nubes, en dondeespecificamos, además de sus ca-racterísticas, cuáles resultan máspeligrosas para la formación dehielo en los aviones. En la fig. 2se indica la constitución de lasnubes en estado de subfusión, elgrado de peligrosidad y las formas de hielo en los aviones.

— Efectos de la formación de hieloen diversas partes del avión

— En las alas, disminución de lasustentación y aumento de la re-sistencia aerodinámica.

— En los estabilizadores, pérdida de efectividad e incluso inversión de efecto.

— En los dispositivos hipersustentadores, disminución muyacusada de su efectividad.

— En hélices, disminución delrendimiento, con la consiguientemayor necesidad de potencia enel motor. Vibraciones, daños enla hélice, y posibles daños en losmotores y en la célula, al des-prenderse el hielo.

— En mandos de vuelo y de mo-tores, resistencia al movimientoy, en el límite bloqueo.

— En el tren de aterrizaje,aumento de esfuerzos para re-tracción/extensión. Contaminación, por hielo, del fluído hidráulico en los amortiguadores.

694 REVISTA DE AERONAUTICA Y ASTRONAUTICA/Julio-Agosto 1991

r

. engelamiento fuerte en aeronaves O.— onduladas DV.— de desarrollo verticalo enqelamiento moderado en aeronaves S.— estratificadas penetración en capas adyacentes

— En las tomas de presión para cen plumas de nieve— y que sur- — Formación de hielo en el ala,indicadores; errores de indica- gen cuando el avión ha volado en dispositivos hipersustentadores yción, a veces muy peligrosos. zonas frías (inferiores a 00C) y empenaje horizontal

— En parabrisas, restricción devisibilidad y fragilidad.— Formación de hielo en aparca-

entra en contacto con aire menosfrío y de elevado grado higromé-trico. Es corriente la aparición de

La fig. 3 muestra las variacionesdel coeficiente de sustentación CLen función del ángulo de ataque oca,

miento y rodaje del aviónAquí la formación de hielo

puede tener su origen en la escar-cha —cristales blancos que pare-

escarcha durante la noche y conlluvias de verano procedentes decúmulonimbus, que descarganagua subfundida hasta a —18°C.

para un perfil limpio de hielo, ypara ese mismo perfil con diversasposiciones de los dispositivos hipersustentadores con hielo.

1

FIG. 1 DIFERENTES TIPOS DE NUBES (Clasificación de la OMM — Organización Meteorológica Mundial)—

REGIONES—

.Polar Templada Tropical—

“

-

—

DENOMINACIONz=

zFORMAS CARACTERISTICAS

CUMULONIMBUS

FORMA CARACTERISTICAS

OCIRROCÚMULOS

oOc:2C cC

EE

==©c,,-

E=©©

.-

c CV C

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I,

©==D

G) U U)

(1)

.blancas

.cristales de hielo mayoresque en los cirros

CIRROSTRATOS5 —;:::z::: ...

.::____..blanquecino fibroso.“halos”

o -- .cristales de hielo

CIRROS O

o.blancas.crlstales de hielo, pocos ypequeños

— 1

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E

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U)

ALTOSTRATOS

.S

.gris azulado.gotitas de agua-nieve-hielo.gotas de agua subfundidaen la base

ALTOCÚMULOS

—

O .blancuzco gris.gotitas de agua asociadas alos Altostratos

NIMBOSTRATOS

.S

1.gris oscuro.cristales de hielo.copos de nieve.gotas de agua subfundida— •

ESTRATOCÚMULOS

)

yo

.base muy oscura

.gotitas de agua,fuertemente subfundida

.cima con cristalesde hielo, gruesas go-tas de agua y coposde nieve granulados

.se forman en la ca-pa inferior y ascendiendo pueden llegara la capa superior

.grises o blanquecinas

.gotitas de aguanieve granulada

E E E

e.j©

c%a=C%4

U) U) (U

©U) U) U)

u.’u-

ESTRATOS .grises.gotitas de agua, puedendesprender hielo o nieve granulada

CÚMULOS (I’1..) (t_t

evolucióndiurna

.blanco brillante, de base os-cura.gotas de agua subfundida

CUMULONIMBUS DV

REVISTA DE AERONAUTICA Y ASTRONAUTICA/Julio-Agosto 1991 695

El efecto más acusado es la disminución del coeficiente de sus-tentación máximo y la más prontaaparición de la “pérdida” a ángulos de ataque más pequeños. Estotiene particular importancia en lasfases de despegue y aterrizaje.

En el caso del despegue, dadoque éste se hace, por lo general, avalores de CL entre el 65% y el90% del CLmax. y que la velocidad de despegue es entre un 5% yun 25% mayor que la velocidadde “pérdida”, puede ocurrir conescarcha o hielo que el avión nopueda despegar por apariciónprematura de la “pérdida”.

En el caso de la aproximaciónal aterrizaje, esta velocidad debe-rá ser mayor, lo que combinadocon la posibilidad de hielo en lapista y menor acción de los frenos, puede producir una situación crítica.

En cuanto al efecto del hielo enel empenaje horizontal, también

el Grupo Sueco-Soviético del queproceden los resultados anteriores sobre el ala, ha realizado investigaciones que confirman laineficacia del estabilizador horizontal, tras una “pérdida”, cuan-do hay formación de hielo en lazona del borde de ataque e intradós de dicho estabilizador.— Formación de hielo en los motores

a) En motores alternativos, losindicios de formación de hielo,están asociados a una disminución de la presión de admisión,RPM y consumo de combustible,que puede surgir cuando la temperatura de admisión de aire seainferior a +5°C con humedad re-lativa media y por debajo de— 1 5°C con alta humedad relativa.Para obviar la formación de hielo,deberá ponerse calefacción al carburador, observando que la temperatura de culata de los cilindrosestá dentro de los límites y así ale-jarse del problema de detonación.

b) En turborreactores, la formación de hielo restringe el pasode aire al motor, con la consiguiente disminución de empuje.Como las unidades de control decombustible, tienden a corregirla caída de las RPM, aumentan-do el flujo de combustible, estoagudiza el problema, al surgiruna elevación de la temperaturade los gases de escape. Una formación de hielo en la admisiónde aire puede producir una disminución de empuje del 40% yun aumento de la temperatura delos gases de escape superior a los200°C en menos de 5 minutos.

c) En turbohélices la forma-ción de hielo se detecta como enel caso de los turborreactores,asociado al efecto de la hélice,ambos ya descritos.

Ver sistemas de deshielo/antihielo en fig. 4.

LAS DESCARGAS DE RAYOSA TRAVES DE AVIONES

Las causas de las fuertes des-cargas eléctricas en forma de rayos se justifican por el fenómenode ionización de la atmósfera,principalmente en las nubes y enlas proximidades de la superficiede la Tierra, y en ellajuegan especial importancia, los átomos delos componentes principales dela atmósfera (78% de Nitrógeno y2 1 % de Oxígeno).

A muy altas temperaturas, lascolisiones entre las moléculas,son de tanta energía que los electrones se separan de su órbitanormal en el átomo, quedando liberados, y adquiriendo el gas elestado iónico positivo.

La presencia de un alto porcentaje de electrones libres, y deiones positivos, hace cambiardrásticamente las propiedades deun gas, y en el caso del aire elefecto más destacado es la altaconductibilidad de la electricidad. Surge así el rayo del cual elavión es un escalón en las descargas nube-tierra; nube-nube, osimplemente dentro de la nube.

FIO. 2 COMPOSICION DE LAS NUBES EN ESTADO DE SUBFUSION

00 C a —15° C—15° C a C

C a 4Q0 C

gotas de aguaflenden a transformarse en Melocristales de hielo en suspensión

GAMAS DE TEMPERATURA Y GRADO DE PELIGROSIDAD

00 C a —8° C—8° C a —14° C

—14° C a C

peligrosomenos peligrosopoco peligroso

LAS FORMAS DE HIELO

TRANSPARENTE00 C a —4° C

. gotas gruesas de agua subfundlda en la nube

. se torma hielo en:— bordes de ataque de alas y empenajes— morro del avión— pequeño espesor de hielo en el ala (mantiene su forma aerodi

nómica)

OPACOc a 10° C

—

BLANCOInferiores a —10° C

. la nube contiene ya, en suspensión, cristales de hielo, nieve o granilo se forma hielo de forma muy irregular, especialmente en el ala,

rompiendo su forma aerodinámica

. gotas finas de agua subfundida, en la nube e incluso en nie

:Ior lechoso y también opaco. se forma hIelo en los bordes de ataque del ala y establizadores. hIelo quebradizo, pues contiene burbujas de aire

696 REVISTA DE AERONAUTICA Y ASTRONAUTICA/Julio-Agosto 1991

HG. 3

— Los cumulonimbus y los rayosEstá generalmente admitido

que la Tierra se comporta comoun cuerpo cargado negativamente, siendo su campo eléctrico enlas proximidades del suelo, delorden de 1 voltio/cm.

Al evaporarse la humedad dela superficie de la Tierra, elevaiones cargados negativamente alaire, lo que motiva un exceso deelectrones en la parte baja de lasnubes, normalmente del tipo“cumulonimbus”.

El suelo bajo la nube se cargapositivamente al haber ascendi

do hacia la base de la nube loselectrones libres de las proximidades del suelo. La parte superiorde la nube está cargada positiva-mente, generado por la explosióno choque de gruesa gotas de aguaal ascender dentro de la nube.

Algunas veces, debajo de la zona de la base de la nube puedeaparecer una pequeña zona, dedimensiones muy reducidas, cargada con electricidad positiva.

Los rayos surgen cuando entrepuntos separados, de ese campoeléctrico, éste es al menos de unadiferencia de potencial del ordende 3.000 voltios.

La estadística ha puesto de ma-nifiesto que el 75% de los rayosque han alcanzado aviones, hanocurrido a temperaturas entre÷3°C y — 5°C, intervalo éste quese corresponde normalmente conzonas de atmósfera turbulenta yde precipitaciones. Ver fig. 5.

— La trayectoria de un rayo sobreun avión

En el mundo ocurren, aproximadamente, 1 00 descargas porsegundo, de diferente intensidad.

Con tan grande actividad tormentosa, los fabricantes de avio-nes han adoptado grandes precauciones diseñando y construyendo aviones protegidos antetal eventualidad.

El criterio es limitar el mínimoespesor del recubrimiento del

b FLAPS-FOWLER” DESPLEGADOSIs

FLAPS FOWLER” DESPLEGADOS

.4— “FLAPS FOWLEW’ REPLEGADOS

re-‘e

‘SLATS” DESPEGADOS

“SLATS” REPLEGADOS

“SLATS” REPLEGADOS

4,5

4,0

3,5

c‘o

?E1,0

0,5

O_100 50 Qo 50 10°

Atiplo de ataque ( °)sin hielo

e ——e COfl capa de hielo, de espesor 1/1300 la cuerda del perfil‘ ........ con capa de hielo, de espesor 1/50 la cuerda del perfil

15° 20° 25°

190. 4

Aire caliente

Fluido

PROCEDIMIENTOS DE DESHIELO Y ANTIItIELO— Deshielo: funcIona alternativamente contemporizador— Antiltielo: funciona continuamente

BORDE DE ATAQUE

FluidoBote neumáticoAire caliente Calor de combustión

-Calor eléctrico

FluidoBote meumáticoAire calienteCalor de combustiónCalor eléctrico

. Se está desarrollando una nueva tecnologiadenominada EIDI, de electro impulsos que seráinstalada en las nuevas familias de motor UHB(Ultra High Bypass) para obviar la extracción deaire caliente de los compresores.

avión en las zonas de posible impacto de rayo para impedir quese fundan localmente; y pata evitar los arcos y chispas en la sepa-ración entre partes metálicas la-do a lado, dejar espacios de muypoca resistencia al paso de la co-niente, .complementándose conuniones entre ellas, que haganconductora toda la superficie ex-tenor del avión.

La tecnología de utilización demateriales tipo “composite” nometálicos, si bien tiene indudabies ventajas de ahorro de peso,tiene respecto al comportamiento ante los rayos, desventajas enrelación con los materiales metálicos, así: el grafito y las resinas“epoxi” son casi 1 .000 veces me-nos conductoras que las aleaciones a base de aluminio, y el Kevlar y la fibra de carbono no sonconductoras en absoluto. Elloexige disponer de canales de des-carga metálicos para hacer que

fluya la corriente del rayo y a esterespecto se está haciendo comodesde hace mucho tiempo se ha-.ce con las cúpulas de los radaresen el morro del avión: estructuradas con una fina malla metálica, que no distorsione el funcionamiento del radar, en tanto semantiene la conductibidad. Ver& 6.

ATMÓSFERA TURBULENTA: ORIGEN Y TWOS DECORTANTE DEL VIENTO

La atmósfera turbulenta se ge-nera porque torbellinos de airemuy irregulares, son arrastradospor el viento, perturbando el flujonormal de éste.

De acuerdo con las causas otigen de la turbulencia, se distinguen tres tipos: turbulencia me-cánica u orográfica: turbulencia

. Puede ocurrir este fenómeno, cuando el aviónvuela a alturas superiores a la isotemia de OO C

térmica o convectiva y turbulencia en tiempo claro.

— En la turbulencia orográfica,los torbellinos se originan por lasdiferencias de las fuerzas de fricción en el viento según la configuración del terreno: mar, tierra,lagunas, montañas, bosques, ca-sas, grandes edificios... Predomina en las capas inferiores de laatmósfera, siendo ya poco probable a partir de 7.500 a 9.000 pies,salvo en regiones de alta orografía en que iuede aparecer también.

— En la turbulencia convectivala atmósfera es inestable ascendiendo y descendiendo las capasde aire. Va unida a la formaciónde cúmulos o cumulonimbus, ypredomina en altitudes mediasentre 3.000 y 1 5.000 pies.

— La turbulencia en tiempo daro alcanza sus valores máximosentre 25.000 y 32.000 pies, y lazona de menos intensidad está

FIO. 5

+ -7A’÷bat

---ri”-rt_t---- 0r--— r —

— lenes liegaUvos: cantidad pequeña en las proximidades del suelo y alta en la base de lanubi cargada iláctdtameiili.+ loui•s posItivos: cantidad piqueRa en las proximIdades del suelo, y alta en la cIma de lanube cargada eléctricamente.

+(+++————

. Puede ocurrir este fenómeno cuando el aviónvuSa a alturas Inferiores a la Isoterma de Q° C

. Puede ocurrir este fenómeno a alturas de vuelo entre 24000 y 36000 pIes

_r4 + + t:

(t ,a&: </— _‘1 —

698 REVISTA DE AERONAUT!CA Y A5TRONAUTICAIJuIio-Agosto 1991

que están al mismo nivel. Es de-

entre 35.000 y 50.000 pies, a ni-veles de la Tropopausa Tropicaly la Tropopausa Ecuatorial. Noobstante, puede encontrarse estetipo de turbulencia a partir de los1 5.000 pies de altitud, y aleatoriamente a alturas menores.

En cuanto a las cortantes delviento (cizalladura o “windshear”) podemos enunciarlas así:

a) Cortante horizontal delviento: es la variación por unidad de longitud, del vector velo-cidad del viento entre dos puntos

bida fundamentalmente a lascausas enunciadas en la turbulencia orográfica.

b) Cortante vertical del viento:es la variación por unidad de ion-gitud del vector velocidad delviento entre dos puntos situadosa distinto nivel. Aparece en con-diciones atmosféricas correspondientes a una inversión nocturnay puede producirse a alturas pMximas a los 180 pies.

c) Cortante del componentevertical del viento: es la varia-ción por unidad de longitud delcomponente vertical del vectorvelocidad del viento entre dospuntos al mismo nivel.

Este es el caso, por ejemplo delas corrientes descendentes peligrosas, pues la corriente descendente se convierte en horizontalen las proximidades del suelo. Siocasionalmente ocurre, su dura-ción es muy breve.

Iñcluímos en la fig. 7 una escala práctica de turbulencia, a efectos aeronáuticos.

En la fig. 8 mostramos las ca-racterísticas dimensionales deuna microrráfaga descendente,de gran incidencia en el despeguey en el aterrizaje.

— En el despegue, una disminución de la componente frontal oun aumento de la componente decola, trae consigo una disminución de la sustentación por disminución de la velocidad relativa frontal; el avióntiende a volarpor debajo de la trayectoria no-minal. Véase fig. 9.

Un aumento de la componentefrontal del viento o una disminución de la componente de cola,trae consigo un aumento de la ve-locidad relativa frontal y el avióntiende a sobrevolar la trayectorianominal.

— En el aterrizaje con un vientode cara creciente o de cola decreciente, aumenta la velocidad y elavión tiende a volar por encimade la trayectoria nominal de planeo.

FIG. 6 IDENTIFICACION DE LAS ZONAS POTENCIALES DE IMPACTO DE RAYO

— ZONA 1 .— SuperficIes de alta probabilidad de descarga da np. SI los flan están extendIdos deben considerarse como zona 1, y los “slats” sI lestuviere. El tren de aterrizaje se Incluye en zona 1 • si está extendIdo. En los aviones con hélice, ésta debe conslderarse zona 1

ZONA 2.— SuperficIes de pase de las descargas de la zona 1 ZONA 3.— Superficies de baja probabIlIdad de descarga

REVISTA DE AERONAUTICA Y ASTRONAUTICAJJuIio-Agosto 1991 699

Con un viento de cara decreciente o creciente de cola, disminuye la velocidad y el avión tiende a quedar por debajo de latrayectoria, y realizar un aterrizaje codo. (Véase fig. 10).

— Detección de la turbulenciaEn la de baja cota, desde hace

ahora 10 años, la AdministraciónFederal de los Estados Unidos deAmérica (FAA) ha instalado ennumerosos aeródromos un sistema denominado LLWAS. Con-siste en una instalación de 6 a 7anemómetros en cada aeródromo, situados aproximadamentea 1.200 metros de las pistas operativas y distribuidos de formasensiblemente regular. Cuandohay diferencias acusadas entrelas lecturas de los anemómetrosse avisa al piloto. Están en etapade investigación sistemas Doppler y Lídar (sistema telemétricoy de detección de la luz).

En alta cota, la detección estriba principalmente en hacer usodel efecto Doppler. e incluir unsubsistema en los radares meteorológicos convencionales quepresenten al piloto datos sufi

cientes para interpretar la presencia a determinada distanciade un régimen atmosférico turbulento.

LAS RADIACIONES CÓSMICAS

Son radiaciones electromagnéticas de tipo ionizante, esto esaquellas en que los fotones emitidos tienen una alta energía cinética capaz de ionizar los átomosde las moléculas que los absorben, en tanto que las no ionizan-tes no tienen energía suficientepara tal efecto.

Las radiaciones electromagnéticas naturales, que pueden apa-recer en las operaciones de avio-nes son de dos tipos:

— Radiaciones cósmicas pro-cedentes de las galaxias

— Radiaciones cósmicas so-

La radiación natural a las alturas nonñales de crucero de losaviones, es casi enteramente de-bida a las radiaciones proceden-tes de las galaxias. Así, por ejem-pb con referencia a la fig. 1 1, untripulante de un avión que volase

FUE 7 ESCALA PRACTICA DE TURBULENCIA, A EFECTOS AERONAU11COS

, Escala impírica de Darmsladt. Cuantificación de Ii Intensidad de las ráfagas del U.S. Weather Biireau

Turbulencia OAvión sometido a oscilaciones muy lIgeras, aun cuando perceptlbies. de vez en citando.

. Rachas de ±5 a 20 pIes/aig.

Turbulencia 1, Avión sometido e golpes laterales hurtes; ligero balanceo.e Rachas da t 20 a 35 pies/ng.

Turbulencia 21 El avión se separa de la línea de vuelo; cabetes y balancea. Está

sometido a movimientos verticales bruscos y puede estar momentáneamente fuera de control.

. Rachas de ±35 a SO ples/seg.

TurbulencIa 3

El avión se separa con frecuencIa y bruscamente de la fines devuelo; cabecea y balancea tuertemente; tiende a resbalar de ala, yresponde con dificultad a los mandos. Pueden ocurrir fallos estructurales

1 Ráfagas mayores de ±50 pies/seg.

lares

NG. 8 DIMENSIONES Y CARACTERISTICAS DE UNA MICRORRAFAGA DESCENDENTE

L

1 -- — —

Tcc /

-

••%.. .

(ijøase de la capa superior de la nube01 DIámetro del nácleo de la mlcrorrálaga: 1,2 a 4 Kmh Altura de la violencIa máxIma de la rátaga: 75 a 1DD piesD, Diámetro en el suelo de la nilcrorráfaga dispersa: 3,2 a 4 KmVV Velocidad media de la corriente descendente: 60 a 80 nudos (6000 a BDOO pie/minuto)

. Las microrráfagas pueden ser “mojadas” o “secas”, esto es, con lluvIa o sin lluvia

700 REvIsTA DE AEROALJTICA Y ASTRONAUTICA/Julio-Agosto 1991

HG. 10 EFECTO DE UNA FUERTE CORTANTE DEL COMPONENTE VERtCAL OEL VIENTO(“microrrálaga” descendente)

(ijEl avión se encuentra en la senda de planeo correcta antes de penetrar en la zona tornen-tosa

® El avión, ante un aumento brusco de la componente frontal del viento, experimente miaumento de sustentación, que le hace desviarse hacIa arriba, de su trayectorIa nominal

L_ ?)Un alto valor de la componente vertical del viento hace dismiiiuir el ángulo de ataqueefectivo del ala, y el avión inicia un fuerte desceago.

()El tiempo necesaño para que los motores proporcionen la potencia o empuje máximo para‘irse al aire”, pueden ser ya Insuficientes, agravado por la aparición de componentehorizontal de viento.

al año 800 horas a alturas mediasde 60.000 pies, y a latitudes de450 recibiría una dosis acumulativa de 480 m.rem (800 h x 0,6m.remlh). De acuerdo con lasnormas de la Organización Internacional de Trabajo debe hacerseuna supervisión cuando se alcan-zan 1.500 m.rem (1,5 rem).

La radiación cósmica solar es-tá concentrada en parte del es-pectro electromagnético: la co-rrespondiente a la luz visible yparte de la banda de rayos mfra-rrojos y ultravioletas (fig. 12).

Las radiaciones solares norma-les son análogas a las de las gala-xias, si bien su energía es muchomás débil. No obstante erupciohes intensas, casos raros, puedenser superiores a las procedentesde las galaxias.

EL OZONO YFERA

LA OZONOS-

Cuando se combinan tres átornos de Oxigeno (O) se forma elOzono (03). Gitz fúe quien primero determinó la distribucióndel Ozono en función de la altura, entre 14.000 y 54.000 metros.Estudios realizados por Dobsonen Oxford, en la década de losaños 1 920’s, proporcionaron unresultado verdaderamente espectacular: aun cuando la Ozonosfera tiene un espesor de 40 Km;reducida la cantidad de Ozono alas condiciones normales depresión y temperatura de la su-perficie de la Tierra, tendría tansólo un espesorde 3 milímetros.

— Efectos negativos del Ozono,para el vuelo.

En las zonas de alta concentración pueden surgir problemas de-rivados de su toxicidad. Una forma eficaz de protección es haceruso de la propiedad del Ozono,que es inestable bajo los efectosdel calor, disociándose facilmente cuando se le expone a temperaturas de 4000C durante medio se-gundo solamente. Esta tempe

— ————

REvISTA DE AERONAUTICÁ Y ASTRONAUTICA/Julio-Agosto 1991 701

ratura es prácticamente la alean-zada por el aire en la primera fasede compresión para el sistema depresurización de los aviones su-persónicos.

La cantidad de Ozono en la ca-bina de la tripulación puede darlugar a molestias, no graves,cuando existen concentracionespróximas a 0,03 ppm (partes por

millón) y se mantengan esas con-diciones al menos durante doshoras.— Efectos positivos del Ozono en laTroposfera

El Ozono absorbe los rayos ultravioleta más nocivos (fíg. 1 3) yasí proporciona a la vida en laTierra una protección naturalmuy eficaz. Si la capa de Ozonose debilitase, por destrucciónparcial, tendría graves consecuencias para la vida. Surgiríanalteraciones climáticas de fuerteelevación de temperatura, se interrumpiria la fotosíntesis de losvegetales y aparecerían quema-duras en la piel.

— Destrucción del Ozono por actividades aeronáuticas e industria-les

— Los gases de escape de losmotores, especialmente los dereacción, expulsan Oxidos de Ni-trógeno (NO y NO,). Véanse al-

FIG. 11

1,0

0.8

0.6

0,4

0,2

oao

a

cn—1 tw O

uiE1-’ (3zwo.

a c .

o = E... a

‘:0 c

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a80.000

oo 20.000 40.000 60.000

ALTITUD (píes)

FíO. 12

IONIZANTES—,— NO IONIZANTES•

‘.1=a(3’ao

HI— 1/6

Ampliación de la línea Cde Fraunholer (la deseparación más acosada)

ec

xII,

‘ao °1

x ,t

— ‘

o

xu-

5/6

o

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oco‘oz‘u

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1 ULTRAVIOLETA

oe-3’

1’,

LETRAS DE LAS LINEAS DE FRAUNI4OFERE O

aaoe

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oo oo o e- o,cg un II II EE E ,.. E

a, Í1- ‘7 0o o e- Oe- e-3’ 3’ x

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cau4 un co1• ESPECTRO VISIBLE ‘9____ cd1

O

3€

ESPECTRO DE LAS RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS SOLARES

1 Angslrem ( ) = 1O’°m.

702 REVISTA DE AERONAUTICA Y ASTRONAUTICAJJuIio-Agosto 1991

Longitud de onda(*)eq Amstroms (A)lA = It’° m

COMPORTAMIENTO DE LAS RADIACIONES(Óbservne la gama absorbida y ameutlguada por el Ozono)

A c 1800 A . No llegan a la EstralGsfera y por lo tanto tampoco a la Trepostera

IBOOAÁ c 2400 ; • Son absorbidas por el Oxígeno molecular (O,) forman el Ozono

D •2400Ac A c Z900 A

• Son absorbidas totalmente por el Ozono, y no llegan a la superficie te-rrestre

2900kc A c 3200 } - Son absorbidas parcIalmente por el Ozono, y la parte de esta radiaciónque llega a la fien, puede causar daños fIsIológicos, principalmentequemaduras

,

3200AcÁ C 4000 A(UV.A)

. La mayor parte llega al suelo, en mayor cantidad que las ULB, yjuegan papel importante en los procesos fotoquímicos

turas operativas normales de cru- FIG 13cero en tig 1 4, según el tipo deavión.La destrucción de cada moléculade Ozono ocurre así:

NO + O -e NO2 ÷ 02 y también 2NO2 + O3 N2O + 30,

— Los clorofluorometanos(CF2CI2 y CFC13), utilizados enrefrigeración, también se disocian en CI y CIO ocurriendo des-pués:

ci + O3—CIO ÷ 02 ; 2 CIO +0—2 dO, + O

Desde septiembre de 1 986 en

160

150

140

130

120

Ile

100

FIG. 14

- Proyecto AGV

. Concorde

. Proyecto ATS F

- Aviones militaressubsónlcos y supersónicos- Aviones convencionalessubsónicos

- Aviones comercialescon motor alternativo

Helicópteros

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

OZONO (ppmv.— partes por millón de partes de aire, en volumen)

DISTRIBUCIÓN APROXIMADA DE LA PROPORCIÓN DE OZONO EN LA ALTURA

que se tuviera conocimiento deun debilitamiento muy acusadoen la Ozonosfera sobre la Antártida, y que ha venido en llamarseel “agujero” de la capa de Ozono,se ha incrementado la investiga

ción de la Ozonosfera, siendo dedestacar la puesta en órbita por laNASA por encima de los Polosdel satélite Solar-MesosphereExplorer diseñado especificamente para estudiar la radiación

ultravioleta y su efecto sobre elOzono entre 30 knt y 100 km. dealtura aun cuando estudios precedentes han confirmado suausencia practicamente a partirde los 54 km. •

REVISTA DE AERONAUTICA Y ASTRONAU17ICA/Julio-Agosto 1991 703