Aviones y rayos

Airplane-LightningStrike

En 1929, por primera vez en la historia de la aviación, se le atribuiría a un rayo ser la causa de un accidente. Muchos pilotos e ingenieros lo negaron; trataron de demostrar que eso era imposible. Los hechos han venido a demostrar que no tenían razón. Es muy improbable que una descarga eléctrica atmosférica dañe un aeroplano, pero no imposible.

Todos los días nuestro planeta protagoniza unas 40 000 tormentas que producen unos 100 rayos por segundo. Truenos, rayos y relámpagos son meteoros muy frecuentes en el mundo en que vivimos.

A pesar de todo, no se conoce con gran exactitud cómo se forman y propagan, aunque, más o menos, las cosas ocurren de la siguiente manera:

«Cuando una corriente de aire cálido y húmedo se eleva en el seno de una nube hasta alcanzar suficiente altura, se enfría. El agua forma cristales de hielo que, al aumentar de tamaño y peso, caen mezclándose con las gotas de agua ascendentes. Las gotas y los cristales se mueven en el seno de la nube que se carga eléctricamente: en la parte superior la carga es positiva con respecto a la inferior, negativa. Esta polaridad da origen a descargas eléctricas, que son los rayos, entre las capas bajas y altas de la nube y entre la nube y tierra.

La mayoría de los rayos que caen en tierra se originan en las nubes. La nube está cargada negativamente con respecto a la superficie de la tierra y de ella surge una guía que baja hacia la superficie terrestre siguiendo una quebrada cuyos tramos tienen unos 50 metros, a una velocidad del orden de la sexta parte la de la luz. Cuando se aproxima al suelo, de este, salta el rayo de retorno que al encontrarse con la guía produce una descarga muy luminosa (relámpago) e intensa. La corriente eléctrica del rayo tiene una intensidad de unos 10 000 amperios y calienta el aire que se expande con brusquedad, lo que produce el ruido que llamamos trueno.

Los rayos se pueden generar de forma análoga, entre capas de aire (dentro o fuera de las nubes) o entre la parte superior de la nube y tierra, aunque en este último caso la carga de la nube sea positiva con respecto a la del suelo».

Los rayos causan la muerte, todos los años, a miles de personas en el mundo. Algunas estadísticas arrojan la cifra de 24 000 y otras la de 6 000 víctimas anuales de este meteoro. Estos accidentes afectan a individuos, en tierra, que en su mayoría se encuentran a la intemperie y viven en países subdesarrollados. En Estados Unidos el número se reduce a unas 40 o 50 personas. Sin embargo, las muertes producidas por los rayos entre los pasajeros de la aviación comercial son escasísimas.

La oficina francesa d’Etudes et Recherches Aérospatiales estima que cada 1000 horas de vuelo todos los aviones comerciales protagonizan un encuentro con un rayo; eso quiere decir que lo hacen, en promedio, con una frecuencia superior al año. Sin embargo, estas citas con los meteoros eléctricos no suponen un peligro grave para la navegación aérea.

Los aviones reciben casi todos los rayos cuando vuelan entre 1500 y 4500 metros de altura, en zonas tormentosas, con lluvia y temperaturas próximas a cero grados centígrados.

El primer accidente bien documentado de una aeronave comercial, cuya causa se atribuyó al impacto de un rayo, se produjo en un avión Boeing 707 de la Pan American World Airways el 8 de diciembre de 1963. La aeronave sobrevolaba Filadelfia, esperando autorización para aterrizar. El rayo originó el incendio de vapor de combustible que se saldó con la muerte de sus 81 ocupantes y la pérdida de la aeronave; desde entonces, todos los aviones comerciales llevan púas de descarga estática, o pequeñas varillas afiladas capaces de concentrar y disipar la carga eléctrica. En total no hay más de cincuenta casos de accidentes o incidentes en la aviación comercial, cuyo origen se deba a este tipo de meteoros que han causado poco más de 200 fatalidades. Casi todas las víctimas se produjeron en dos accidentes, además del ya mencionado: uno en 1973 con un Fairchild de Ozark Airlines en el que murieron 38 pasajeros y otro en 1985, que afectó un Lockheed L-1011 de Delta, en el que fallecieron 135 personas. La mayoría de los incidentes de este tipo se resolvieron sin ocasionar daños a los pasajeros.

Los pasajeros de una aeronave están protegidos de las descargas eléctricas porque las recibe el fuselaje (normalmente de aluminio), que es altamente conductor, e impide que en su interior se genere un campo eléctrico. Fue Michael Faraday quién explicó este fenómeno y por eso se dice que la caja metálica de la aeronave actúa como una jaula de Faraday. La introducción de componentes de fibra de carbono, incluso de fuselajes completos (Boeing 787, Airbus A350) de este material, suponía ─salvo que se adoptaran otras medida─ la pérdida de la protectora jaula de Faraday. Para evitarlo, los diseñadores de estos aviones han tenido que añadir al fuselaje una especie de malla metálica embebida, en la fibra, para dotarlo con la necesaria protección contra los rayos.

Aunque los pasajeros están protegidos y no pueden recibir ninguna descarga eléctrica, en la práctica, un rayo origina en la aeronave otros efectos que hay que tener en consideración: aumento de temperatura en los puntos que reciben el impacto y en los que se concentra el flujo de corriente, arcos voltaicos en goznes y puntos de soldadura, efectos de la onda de presión asociada (trueno), magnetismo residual y posible ignición de vapores gaseosos inflamables.

De la información disponible cabe deducir que entre un 30% y un 50% de los rayos que reciben las aeronaves producen daños de menor importancia. Por lo general son marcas en los puntos de entrada y de salida. En muy pocos casos, la descarga eléctrica induce averías en los equipos electrónicos, aunque puede generar alteraciones de su funcionamiento, momentáneas.

Como el avión se mueve en el aire mientras recibe el rayo, el punto de entrada, normalmente situado en el morro o en la punta de las alas, se desplaza hacia atrás, ocurriendo lo mismo con el de salida. En las entradas aparece una fuerte luminosidad debida a la ionización del aire. La corriente circula por la parte exterior del fuselaje y abandona la aeronave para cerrar el circuito fuera de la misma, normalmente en tierra.

Después de una larga experiencia y muchos rayos en los lomos de miles de aviones comerciales, se puede asegurar que estas chispas no presentan un gran problema; son mucho menos preocupantes que las turbulencias y las cizalladuras, capaces de abatir cualquier aeronave. Sin embargo, hay un tipo de meteoro eléctrico menos estudiado y conocido: los rayos que se generan en una capa, de una nube, cuya carga es más positiva que la tierra. Estos son diez veces más potentes que los negativos, pero afortunadamente se descargan tan solo en los picos de tormentas muy fuertes, en pocas ocasiones.

La conclusión es que para cualquiera de nosotros, los rayos a bordo de una aeronave no son mas peligrosos que dentro de un automóvil y menos que cuando andamos por la calle. Lo importante es que no nos hayamos olvidado del paraguas, porque si nuestro avión se encuentra con un rayo al aterrizar, lo más probable es que lo necesitaremos al salir del aeropuerto.

Un comentario el “Aviones y rayos

  1. “…En las entradas aparece una fuerte luminosidad debida a la ionización del aire…”
    Creo que este fenómeno lumínico es conocido como “luces o fuego de San Telmo”.
    Cordiales saludos

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