El impacto de un rayo en un avión es algo que ocurre diariamente. A pesar de ello no quiere decir que hoy en día sea algo peligroso. De hecho, que un rayo impacte en un avión es algo común debido al gran número de tormentas que permanentemente están en desarrollo.
En esta entrada vamos a explicar por qué actualmente el impacto de un rayo en un avión se ha convertido en un acontecimiento de poca transcendencia.
Contenido
1 ¿Cómo de peligroso es el impacto de un rayo en un avión?
2 ¿Qué probabilidad hay de que le caiga un rayo a un avión?
3 Zonas donde impactan los rayos en un avión
4 Los impactos de rayos, a estudio
5 Accidentes aéreos producidos por el impacto de un rayo en un avión
6 Métodos de protección contra impacto de rayo en un avión
7 Sistema embarcado en aviones para la detección de rayos
8 Revisión de mantenimiento aeronáutico tras el impacto de un rayo en un avión
¿Cómo de peligroso es el impacto de un rayo en un avión?
Aunque antiguamente los aviones eran más susceptibles de recibir daños debido al impacto de rayos, hoy en día no es así. Los aviones están diseñados de tal manera que las intensas corrientes de electricidad que circulan por el avión lo hacen a través del fuselaje.
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Esto significa que en ningún momento la enorme cantidad de energía presente en este fenómeno afecta a los pasajeros o cualquier elemento o sistema del interior y exterior de la aeronave.
El fuselaje es el medio por el que un rayo atraviesa un avión y lo hace gracias al efecto Jaula de Faraday. Gracias al efecto Jaula de Faraday, los campos electromagnéticos formados por el rayo se anulan y eliminan la posibilidad de producir cualquier tipo de daño.
¿Qué probabilidad hay de que le caiga un rayo a un avión?
Si tenemos en cuenta que en cada momento hay desarrolladas más de 1500 tormentas en todo el mundo y que hay una media de 70 rayos por segundo, se puede decir que la probabilidad es muy baja contando el gran número de aviones volando en cada momento.
Se ha calculado que se produce el impacto de un rayo en un avión aproximadamente cada 1000 horas de vuelo. Estas 1000 horas de vuelo corresponden aproximadamente a un impacto de rayo por cada año y avión.
Zonas donde impactan los rayos en un avión
Las zonas donde habitualmente impacta un rayo en un avión se clasifican en 3:
- La zona 1 corresponde al radomo, entrada de los motores, borde de salida y a puntas de las alas del avión. Esta zona es donde más probabilidad hay de que impacte el rayo.
- La zona 2 comprende el fuselaje, carenados de los motores del avión y estabilizadores. Esta zona es donde mayoritariamente se produce el barrido de la corriente eléctrica entre la entrada y la salida del rayo.
- Por último, la zona 3 abarca la parte intermedia de las alas y de los estabilizadores. Esta zona es la que menos probabilidad tiene de sufrir alguna afectación por el rayo.
A su vez, las zonas 1 y 2 están subdivididas en zonas 1A, 1B, 2A y 2B, dependiendo de la posibilidad de adhesión del rayo.
Los impactos de rayos, a estudio
En 2004, la FAA publicó un estudio relativo al nivel de protección y notificación del evento de impacto de rayo en un avión.
El propósito principal del estudio fue de obtener un mayor entendimiento de los factores que más influyen a la hora de que un rayo produzca daños en los sistemas eléctricos de la aeronave. En las conclusiones finales del estudio, se destaca que:
- El momento en el que un avión es más proclive a recibir el impacto de un rayo es cuando está volando entre nubes y cuando llueve.
- La antigüedad del avión no afecta a que sea más propenso a recibir el impacto de un rayo.
- La protección del avión contra los rayos tiene un resultado directo sobre los daños producidos por los rayos. Los aviones protegidos con sistemas HIRF tienen un porcentaje del 2% de sufrir un fallo eléctrico por un rayo. Los aviones sin protección HIRF, sin embargo, tienen un porcentaje del 20%.
- La zona 1 del avión recibe hasta 7 veces más el impacto de un rayo que la zona 2.
Otras conclusiones fueron:
- El 90% de los impactos de los rayos son autoprovocados debido al paso de las aeronaves a través de las nubes. Estos eventos suelen ocurrir a altitudes medias, entre 8000 y 10000 pies.
- El coste anual de los impactos de los rayos se estima en más de 1500 millones de euros para las compañías aéreas. La sustitución de componentes, inspecciones, retoques de pintura… y el tiempo que la aeronave queda estacionada en tierra le cuesta dinero a las aerolíneas.
- La intensidad que puede llegar a circular por el fuselaje del avión es de 20000 amperios. La intensidad circula desde el punto de entrada situado en un extremo del avión y sale por otro extremo completamente diferente.
Tipos de daños que un rayo puede producir en un avión
Se pueden reducir a dos los daños que un avión puede recibir derivados de un rayo:
- Daño directo: aquel daño físico que un avión sufre por el impacto directo de un rayo. Dentro de esta categoría se podrían citar marcas, abolladuras, quemaduras, derretimientos, delaminación, daños por la onda sónica del rayo, etc.
- Daño indirecto: aquel daño físico provocado por la acción de un rayo, pero no por un impacto en sí. Por ejemplo, daños provocados por la inducción de grandes corrientes y voltajes eléctricos en los sistemas eléctricos del avión.
Debido a que el avión se mueve en el aire según recibe el impacto del rayo, el rayo crea varias marcas tanto a la entrada como a la salida.
Accidentes aéreos producidos por el impacto de un rayo en un avión
Los accidentes aéreos provocados por los rayos son muy improbables. De hecho, hace más de 50 años del último accidente aéreo provocado por un rayo.
En diciembre de 1963, en el vuelo 214 de Pan Am, un rayo incendió los vapores del combustible almacenado en uno de los depósitos del avión Boeing 707. Aunque fue una desgracia ya que no hubo supervivientes, sirvió para introducir gran cantidad de mejoras.
Entre otros, los cambios introducidos en el sector aeronáutico tras ese accidente aéreo fueron: diseño de nuevos combustibles con menor predisposición a la ignición, mejora de la conductividad entre elementos de la aeronave y rediseño de las estructuras para que pudieran soportar el incremento de temperatura producido por la corriente eléctrica de un rayo.
Otro accidente aéreo donde pudo estar involucrado el impacto de un rayo fue el vuelo 508 de LANSA. Este accidente aéreo no puede ser atribuido directamente a la acción del rayo, pero se tienen sospechas de que pudo incendiar los vapores de combustible del ala del avión tal y como pasó en el vuelo 214 de Pan Am.
El vuelo 508 de LANSA se estrelló en diciembre de 1971 debido a un error humano provocado por el piloto tras penetrar con el avión en una tormenta. Las turbulencias y el estrés producido en las estructuras, así como muy probablemente la cantidad de impactos de rayos recibidos, produjeron finalmente el accidente.
Métodos de protección contra impacto de rayo en un avión
Aunque parezca obvio, la mejor protección contra el impacto de un rayo en un avión es evitar cualquier tipo de tormenta. Además, los fabricantes de aviones han incorporado diseños que mitigan los efectos de los rayos:
- Sistema de combustible: el diseño de nuevos combustibles ha permitido que los vapores sean menos inflamables. Los vapores también se pueden reducir gracias a aditivos. Por otro lado, los sistemas de combustibles deben estar formados de elementos que eviten la formación de arcos o chispas. También han de contar con la robustez suficiente para no verse afectados por el aumento de temperatura.
- Estructura de la aeronave: el fuselaje se diseña de una manera robusta de tal manera que proteja todas aquellas zonas susceptibles de recibir el impacto directo del rayo. Una vez que el rayo ha golpeado el avión, este ha de fluir por la estructura sin producir arcos eléctricos ni encontrarse elementos por los que no pueda circular. La instalación de descargadores estáticos no reduce la posibilidad del impacto de un rayo, pero establece un punto de salida controlado y fácilmente reemplazable.
- Aviónica: para evitar que un rayo pueda inducir corrientes indeseadas en los cables de los sistemas eléctricos y electrónicos, se protegen cables y equipos. Esta protección cuenta con elementos blindados que eliminan las interferencias electromagnéticas y derivan a tierra voltajes indeseados.
Sistema embarcado en aviones para la detección de rayos
Con el objetivo de evitar el impacto de un rayo, se han diseñado sistemas que permiten la detección temprana de los rayos en las zonas circundantes al avión.
El detector de rayos usado en aviones pequeños puede mostrar la información de los rayos bien en la pantalla de navegación o bien en una pantalla dedicada exclusivamente a ese propósito. Es un complemento ligero y barato que aumenta la seguridad de vuelo en aeronaves de aviación general.
Los detectores de rayos se suelen instalar en aviones pequeños que no llevan radar meteorológico. Actualmente, el radar meteorológico de las grandes aeronaves permite detectar tormentas muy pequeñas que podrían llevar asociadas el impacto de un rayo, por lo que la instalación de un detector de rayos no es necesario.
Revisión de mantenimiento aeronáutico tras el impacto de un rayo en un avión
Cada vez que impacta un rayo en un avión, es necesario realizar una inspección visual de todo el avión para encontrar y corregir posibles defectos.
Antes de empezar la búsqueda de daños, es necesario extender todas las superficies de vuelo como los slats, flaps y spoilers. También abrir la bahía del tren de aterrizaje y todos los paneles de acceso. Cuanta más acceso se tenga a la superficie interna del avión, más posibilidad habrá de encontrar cualquier tipo de daño producido por el rayo.
Entre las zonas a inspeccionar se encuentran:
- Alas y superficies de vuelo
- Antenas (RA, GPS, TCAS, VOR, etc.)
- APU
- Cubiertas de los motores y pylon
- Descargadores de estática
- Estabilizadores
- Fuselaje
- Luces
- Mástiles de drenaje
- Pitots
- Radomo
- Sondas
- Sensores
- Tren de aterrizaje y puertas
- Ventanillas.
Una vez realizada la inspección visual anteriormente descrita, se continúa con las pruebas de los sistemas.
Se comprueban prácticamente todos los sistemas del avión, pero poniendo especial atención en aquellos cuya afectación puede suponer un grave peligro, como la aviónica.
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Se comprueban también los sistemas de navegación, radar meteorológico, comunicaciones, FADEC de los motores, superficies de vuelo… En resumen, dado que el impacto de un rayo puede afectar a casi cualquier componente del avión, los mecánicos de aviones tienen por delante un trabajo extenso y minucioso de comprobación y reparación de daños.
Como conclusión final podemos afirmar que, aunque un rayo alcance a un avión, es improbable que puedan producirse daños más allá de los materiales. Los numerosos estudios realizados y los avances conseguidos han permitido que cuando un rayo golpea a un avión solo quede una experiencia desagradable para los pasajeros y la tripulación.