INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD

TICOMAN

METEOROLOGÍA

“Nubes de Tormenta”

Grupo: 6AM1

Turno: Matutino

Alumnos:

Barragán Escalera Paulo

Chavéz Fabián José Armando

Rojas Falcón David

Segura Velázquez Miguel Ángel

Trinidad Macay José Alfredo

Zepeda Velázquez Arnold Alberto

Profesor:

Jiménez Escalona José Carlos

INTRODUCCIÓN:

Antes de poder describir el fenómeno, primariamente hay que definirlo.

Se le conoce como tormenta a un fenómeno caracterizado por la coexistencia próxima de dos o más masas de aire de diferentes temperaturas. Este contraste asociado a los efectos físicos implicados desemboca en una inestabilidad caracterizada por lluvias, vientos, relámpagos, truenos y ocasionalmente granizos entre otros fenómenos meteorológicos.

Fig.1.- Cumulonimbus provocando una tormenta eléctrica

DESCRIPCIÓN DEL FENÓMENO:

Ahora bien, para que se desarrolle una nube de tormenta como la mostrada anteriormente, es necesario que se den 3 factores principales:

Presencia de aire húmedo Aire inestable Un impulso ascendente inicial

Nacimiento o etapa de cúmulo

Una cumulonimbus inicia siempre como un pequeño cúmulo. Una vez que se inicia el ascenso, el vapor empieza a condensarse, esta condensación libera el calor latente y un consecuente ascenso y nuevamente condensación. Esta reacción en cadena hace desarrollar rápidamente a la nube en grumos sucesivos, mientras violentas corrientes ascendentes a más de 3000 pies por minuto serpentean hacia arriba por toda la nube.

Este ciclo se repite y la nube comienza a crecer verticalmente, como una torre. Una intensa condensación aglutina gotas y granizo con cristales de hielo en las partes

superiores. Arriba del nivel de congelamiento del aire puede existir agua líquida, pero está sobre enfriada y se congelará sobre las superficies de una aeronave si pasa por allí.

El granizo o lluvia que caen de las partes altas de la nube son continuamente arrastrados hacia arriba por las ascendentes y el agua sobre enfriada forma nuevas capas de hielo sobre el granizo haciéndolo crecer.

Madurez

Cuando las gotas mayores y el granizo al fin empiezan a precipitarse y la lluvia llega al suelo, se dice que la nube ha entrado en la etapa de madurez. El aire es empujado y arrastrado hacia abajo por la precipitación, ahora en bruscas corrientes descendentes y de lluvia que son observables desde lejos como una sombra bajando hacia el suelo.

Es precisamente la madurez de la cumulonimbus la parte que se vuelve peligrosa para la navegación aérea, pues durante esta se presentan muchos de los fenómenos mas peligrosos que la meteorología tiene para las aeronaves:

Turbulencia extrema Hielo que se adhiere a las alas Visibilidad nula Rayos y relámpagos Granizo de gran tamaño

Disipación

Con la precipitación, las corrientes descendentes se generalizan por toda la nube y poco a poco disminuyen de intensidad, agotando el cumulonimbus y disipándolo; al final la base de la nube se ve como fragmentada y puede apreciarse el sol brillar entre estos fragmentos.

COMO AFECTA A LAS OPERACIONES AERONAUTICAS:

Como bien podría intuirse, si esta nube de tormenta provoca muchos de los peligros más significativos para la aviación, es natural pensar que su sola presencia en las cercanías de una aeronave o una pista acarrearía numerosos problemas a la navegación.

Primariamente, si la aeronave por alguna razón entrara a una cumulonimbus, rápidamente todo se obscurecería, pues la altura de la nube no deja pasar mucha luz, la turbulencia sacudiría y arrastraría a la aeronave, el granizo golpearía el fuselaje, las alas y los motores.

Si el granizo es de gran tamaño, este golpearía con tal fuerza que abollaría los bordes de ataque de las alas, desprendería la pintura y en el peor de los casos, causaría daños de fractura en el parabrisas y en los alabes del motor.

En el interior de una nube de tormenta se pueden dar errores de instrumentos. Variaciones rápidas de las lecturas de presión se dan en lluvias intensas. El altímetro aneroide y el indicador de velocidad vertical ofrecen lecturas falsas en casos de turbulencia. Bloqueos parciales del tubo pitot pueden ser ocasionados por la intensa lluvia, ocasionando una lectura de la velocidad del aire menor a lo que realmente se tiene.

Durante operaciones en tierra, como el aterrizaje o el despegue, si la cumulonimbus se encuentra muy cerca de la pista, el efecto más significativo que podría provocar es la aparición de un fenómeno conocido como “microburst”. Se conoce como microburst a una corriente descendente extrema. Sucede como una repentina cascada de aire que cae de una nube de tormenta, hasta chocar con el suelo donde se extiende levantando un aro de polvo. Aunque normalmente tiene menos de una milla de diámetro y dura menos de 15 minutos, la velocidad vertical de un microburst llega a ser hasta de 6000 pies por minuto (alrededor de 110 km/h).

Fig.2.- Representación de un microburst y cómo afecta a una aeronave monomotor

Si el microburst llegará a ocurrir muy cerca de la pista, y una aeronave está despegando podría ocurrir lo ilustrado en la imagen anterior, mientras que si la aeronave se encuentra en su aproximación final, la siguiente imagen ilustrara mejor lo que podría ocurrir

Fig.3.- Presencia de un microburst durante la aproximación final.

Como se puede apreciar, la intensidad del microburst fue tal que redujo el ángulo de descenso, lo que provocaría que la aeronave pudiera no entrar en contacto con la pista al aterrizar.

PROCEDIMIENTOS RECOMENDABLES PARA MITIGAR RIESGOS:

Durante el vuelo, si una nube de tormenta se encuentra a mitad de la ruta especificada en el plan de vuelo, y fue notificado al controlador, el procedimiento indica que se debe de solicitar una desviación debido a condiciones climatológicas: REQUEST WEATHER DEVIATION TO (posición) VIA (ruta libre).

Si la aeronave se encuentra volando en espacio RVSM (Reduced Vertical Separation Minimum) y se presentan condiciones de turbulencia o tormenta, los servicios de tránsito aéreo ATS, podrán suspender las reglas de espacio RVSM, pues las condiciones meteorológicas anteriores afectan a la precisión de altitud requerida en el espacio RVSM.

Durante una aproximación final, y si se tiene una aeronave detrás, si se encuentran condiciones de tormenta que puedan de alguna forma dificultar el aterrizaje a la primera aeronave, se deberá aumentar la distancia longitudinal, para asegurar que, en caso de presentarse dificultades, la segunda aeronave no haya iniciado aun su aproximación final.

En caso de que las condiciones climatológicas hagan demasiado riesgoso el aterrizaje, se optará por el aeródromo alterno.

Si un piloto se encontró con condiciones meteorológicas no registradas o notificadas, deberá notificarlas.

EJEMPLOS DE ACCIDENTES O INCIDENTES OCASIONADOS POR LAS NUBES DE TORMENTA:

Vuelo 901 de Austral Líneas Aéreas:

El vuelo 901 había partido del Aeropuerto Teniente General Benjamín Matienzo, en Tucumán, a las 9:11 de la mañana con rumbo al Aeroparque Metropolitano Jorge Newbery. Las condiciones climáticas en Buenos Aires eran muy malas, con fuertes lluvias y vientos. Poco antes de las 11 horas, los pilotos realizaron una aproximación con la intención de aterrizar, pero debido a la lluvia y el viento no pudieron ver la pista y decidieron abortar el aterrizaje. Por sugerencia del controlador de tráfico aéreo, pusieron rumbo al sur para esperar sobrevolando la ciudad de Quilmes, creyendo que allí el clima estaría más tranquilo y que el temporal cesaría rápido. Sin embargo cuando se acercaron notaron que había Cumulonimbus, por lo que el piloto informó a la torre de control de Aeroparque que virarían hacia el río para volver a Buenos Aires, donde tratarían de realizar un acercamiento diferente. Luego de recibir autorización del controlador para volar a 600 metros de altura, el avión giró con rumbo al norte, directo al centro de la tormenta. Desde ahí, la torre de control de Aeroparque no pudo volver a contactar a la tripulación. Un piloto de otro avión que sobrevolaba la zona dijo que escuchó a uno de los pilotos del vuelo 901 decir "nos chupan hacia arriba" antes del accidente.

Vuelo 191 de Delta Airlines:

El vuelo 191 de Delta Airlines fue un vuelo doméstico que cubría la ruta Aeropuerto Internacional Fort Lauderdale-Hollywood - Aeropuerto Internacional de Los Ángeles, con escala en el Aeropuerto Internacional de Dallas-Fort Worth el 2 de agosto de 1985. El vuelo se estrelló en este aeropuerto en pleno aterrizaje, golpeando un tanque de agua cercano a la pista de aterrizaje 17L.

En el trayecto al Aeropuerto Internacional de Dallas-Fort Worth, el vuelo 191 atravesó una tormenta eléctrica que se formó en Luisiana. El capitán Connors reconoció la tormenta y tomó medidas para esquivarla y prevenir turbulencias en el vuelo. El mismo problema se presentó en el Aeropuerto Internacional de Dallas-Fort Worth, donde se formó otra tormenta aislada. El capitán Connors y el primer oficial Price notaron la tormenta aislada por delante de ellos, pero decidieron atravesarla de todos modos, lo que trajo como consecuencia que el avión quedara atrapado en un microburst.

Fig.4.- Microburst sobre una pista

Vuelo 759 de Pan Am

El Vuelo 759 de Pan Am operado por un Boeing 727-235, N4737 apodado Clipper Defiance, era un vuelo regular de pasajeros entre Miami y San Diego, con escalas en Nueva Orleans y Las Vegas. El 9 de julio de 1982, el avión que hizo esta ruta se vio obligado a descender por un microburst y se estrelló en Kenner, un suburbio de Nueva Orleans. Las 145 personas a bordo, así como ocho más en tierra, murieron. El accidente tuvo el mayor número de víctimas mortales de la aviación en 1982, y continúa siendo, en 2014, el quinto peor accidente aéreo que se haya producido en el territorio de Estados Unidos.

El vuelo 759 comenzó su despegue en la pista 10 en el Aeropuerto Internacional de Nueva Orleans (ahora Aeropuerto Internacional Louis Armstrong), en Kenner, Luisiana a las 04:07:57 PM hora de verano central, con destino a Las Vegas, Nevada. En el momento del despegue del vuelo 759, había tormentas en el extremo este del aeropuerto. Los vientos eran racheados y remolinos. El vuelo 759 despegó de la pista, se subió a una altura de entre 95 y 150 pies (29 y 46 m), y luego comenzó a descender. Sobre 2.376 pies (724 m) de la final de la pista, la aeronave golpeó una línea de árboles a una altura de unos 50 pies (15 m). El avión continuó descendiendo hasta dentro de 2.234 pies (681 m), golpeando

árboles y las casas antes de estrellarse en la zona residencial de Kenner, Luisiana, a unos 4.610 pies (1.405 m) de la pista.

CONCLUSIONES DEL EQUIPO:

Las nubes de tormenta, cuentan con una de las famas mas nefastas dentro del mundo de la aviación. Causantes de los fenomenos más peligrosos para las aeronaves, como las turbulencias o los microburst, las cumulonimbus son temidas y evitadas a toda costa. Es tal su peligrosidad, que los radares meteorologicos instalados en las cabinas, tienen como principal función localizar y ver en el interior de las nubes tipo cúmulos y cumulonimbus.

Si pudiera concedersele un titulo, estaríamos refiriendonos al rey de las nubes. Por esta razón, las autoridades en aviación, tienen numerosos procedimientos para evadir los efectos que la cumulonimbus pudiera tener en una aeronave. Desde desvíos en las rutas establecidas en el plan de vuelo, hasta el cambio de aeropuerto a un alterno para realizar el aterrizaje, son algunas de las medidas que se tienen para mitigar el riesgo siempre presente al encontrarse con una de las nubes con crecimiento vertical más impresionante (pueden llegar a crecer mas de 20 kilometros).

A lo largo de la historia, numerosos accidentes de aviación han sido provocados directa o indirectamente por nubes de tormenta, por lo cual siempre que el radar o los reportes meteorologicos adviertan de la presencia de una cumulonimbus, es necesario empezar a realizar todos los procedimientos para evitarla.

Sin embargo, lo mas peligroso con respecto a las cumulonimbus ni siquiera esta en su interior, si no por debajo de ellas. Los microburst o microrrafagas, han causado la mayoría de los accidentes de aviación en los que las nubes de tormenta estan involucradas. Esto quiere decir que la peor ubicación posible de una cumulonimbus en aviación, es justo arriba de una pista. La velocidad con la que el viento desciende (más de 110 km/h) es mas que suficiente para derribar a una aeronave monotomor sin mayor esfuerzo y para desestabilizar una aeronave más grande como el B-737, pues los vientos de cola son tales que hace descender de manera brusca la velocidad.

Si se desea aterrizar o despegar con una de estas nubes por encima, lo mejor será, como se diría coloquialmente, “esperar a que pase la tormenta”.