¿Las aeronaves están protegidas del impacto de un rayo?

En promedio el planeta tierra recibe 44 descargas eléctricas de rayos cada segundo. Un alto número, sin embargo, los incidentes de vuelos impactados por un rayo no son tan comunes. La IATA (International Air Transport Association) presenta la estadística que de que en promedio un avión es alcanzado por un rayo cada 1000 horas de vuelo, el equivalente a un impacto por avión por año. ¿Qué significa para la aeronave el ser impactada por un rayo? Las aeronaves son normalmente diseñadas y certificadas para lidiar con el impacto de un rayo, pero ¿Cuáles son los posibles daños? ¿Cómo se protege a la aeronave?

Un rayo es una descarga atmosférica de electricidad que ocurre como resultado de la acumulación de carga estática dentro de una nube Cumulonimbus (imagen inferior), a menudo asociada con el movimiento vertical y la colisión de partículas en su interior, más comúnmente de hielo (granizo), dando como resultado una carga positiva en la cima de la nube y carga negativa en la base. Las descargas eléctricas pueden ocurrir entre nube-nube, que es de los casos más frecuentes, nube-terreno y nube-aeronave. Si una aeronave se encuentra lo suficientemente cerca del área eléctricamente cargada puede desencadenar una descarga.

NOTA: El impacto de rayos a aeronaves generalmente ocurren dentro de 5.000 pies del nivel de congelación.

El impacto de un rayo durante un vuelo puede ser algo sumamente impactante para los pasajeros y la tripulación, sin embargo, muy pocas veces se traduce en un castigo importante para la aeronave y en una amenaza para la seguridad del vuelo. Cuando un rayo golpea un avión, la corriente fluye a través del fuselaje, desde las alas y la nariz, y sale por la cola o alguna de las superficies alares.

Ya tenemos claro que los daños en una aeronave a causa de un rayo no son comunes, pero si ocurre puede afectar a la aeronave de las siguientes formas:

1.- El daño estructural debido al impacto de un rayo sería uno de los sucesos más extraños dentro de las posibilidades, sin embargo, hubo muchos incidentes de este tipo que dejaron perforaciones en la nariz de la aeronave (conocido como radomo, es el recubrimiento de varias antenas y radares de la aeronave), superficies de control, perfiles alares y mecanismos de control

2.- El enceguecimiento temporal ocasionado por el destello del impacto de un rayo, es un severo inconveniente, especialmente en vuelos nocturnos.

3.- Un rayo puede afectar varios sistemas en la aeronave, especialmente los compases magnéticos y algunos sistemas eléctricos. Algunos componentes de la aeronave están hechos con materiales ferro-magnéticos y pueden ser fuertemente magnetizados cuando son sujetos a la fuerte corriente de un rayo, por otro lado, el sistema eléctrico del avión está diseñado para poder resistir la descarga de un rayo, sin embargo, algunas veces se ha producido daños en elementos controlados eléctricamente como ser válvulas de combustible, generadores y sistemas de distribución.

4.- A causa del impacto de un rayo puede dar lugar a una perturbación transitoria del flujo de aire que puede causar que los motores de la aeronave dejen de funcionar, denominado en inglés como flame-out, tanto en motores FADEC como en motores no FADEC. ¿Qué es FADEC? En palabras simples, el FADEC es un sistema que consta de una computadora digital, denominada controlador electrónico del motor (EEC) o unidad de control del motor (ECU), que controlan todos los aspectos del rendimiento del motor o los motores de la aeronave.

Los motores equipados con FADEC tienen protección contra sobretensiones, con la capacidad de apagar automáticamente los motores en circunstancias de sobre-temperatura como la relacionada con la interrupción del flujo, lo que los hace mucho más susceptibles a sufrir de flame-out.

Es más probable que las aeronaves que no estén equipadas con FADEC sufran condiciones transitorias de sobrecalentamiento como resultado indirecto de un rayo, pero puede tener una mayor probabilidad de continuar funcionando después del suceso, ya que el apagado está principalmente bajo el control del piloto.

¿Cuáles podrían ser las defensas y soluciones? Una recomendación general es mantener una separación de al menos 20 millas náuticas de cualquiera nube de tipo Cumulunimbus. El peligro de turbulencia extrema y engelamiento asociado a este tipo de nube es significativamente mayor que el de un rayo.

Si el vuelo se realiza en proximidades a una nube de tipo Cumulunimbus y/o se observan descargas eléctricas el procedimiento inicial debe ser revisar la guía y pautas proporcionada por el fabricante de la aeronave para tomar medidas en caso de que caiga un rayo.

Si el avión está equipado con compas giróscopo-magnético, es recomendado seleccionar la opción de giróscopo hasta que pase el riesgo de recibir una descarga, de esta forma las indicaciones del compás no se verán afectadas.

Áreas de la aeronave que es altamente probable que reciban directamente una descarga tienen incorporado un tipo de protección, y esto es muy tomado en consideración por los diseñadores e ingenieros. Cuando una aeronave es impactada por un rayo se libera gran cantidad de energía en la estructura que necesitas ser distribuida a lo largo de la superficie de la aeronave para poder reducir la cantidad de amperaje por pulgada cuadrada (plg2) a niveles no tan peligrosos.

La empresa Boeing realiza pruebas para asegurar la protección adecuada de la aeronave en caso de recibir un impacto directo de un rayo, concluyendo que elementos de materiales compuesto (ej. fibra de carbono) son una de las protecciones más apropiadas ante este tipo de incidentes dado a la conductividad y bajo peso que presenta el material. En una aeronave la protección contra rayos puede incluir:

1.- Recubrimiento de protección del cableado y sistemas eléctricos, comúnmente a base de fibra de vidrio, este material es un buen aislante eléctrico.

2.- Correas de conexión a tierra, en caso de que la aeronave se encuentre en tierra y sea impactada por un rayo se puede descargar la energía a la superficie terrestre.

3.- En la estructura y recubrimiento de la aeronave. Cuando la aeronave es construida con aluminio tiene una ventaja pues este es un conductor natural y la energía se distribuye a lo largo de su superficie, pero en aeronaves que son construidas con otros materiales se debe usar otras soluciones para poder distribuir la energía, como ser: láminas de materiales compuestos, malla de alambre, recubrimiento de aluminio, alambre metálico incrustado, marcos metálicos, tiras de desvío, revestimientos de láminas metálicas.

Uno de los incidentes más recientes relacionados con el impacto de un rayo fue el del vuelo 1492 de Aeroflot. Vuelo programado entre Moscú y Múrmansk, Rusia. El Sukhoi Superjet 100 mientras ascendía este fue impactado por un rayo, sufriendo de fallas en sistemas eléctricos la tripulación se vio obligada a retornar y aterrizar de emergencia en Moscú. Durante el aterrizaje la aeronave rebotó y realizó un fuerte contacto con la pista que produjo el colapso del tren de aterrizaje y la fuga de combustible de las alas, resultando en un gran incendio que se consumió la parte trasera de la aeronave. Lamentablemente en este incidente se perdieron 41 vidas de los 78 ocupantes que iban a bordo.

Artículo redactado por: Rafael Paccieri F.

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