Briefing de la Vocalía Técnica de SEPLA sobre cenizas volcánicas

SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
Vocalía Técnica y de Seguridad de Vuelo
BRIEFING CENIZAS VOLCÁNICAS (SEPLA)
“Ladies and gentlemen, this is your captain speaking. We have a small
problem. All four engines have stopped. We are doing our damnedest to get
them under control. I trust you are not in too much distress.”
(Anuncio al pasaje por parte del comandante del BAW 009, Indonesia 1982,
después de un encuentro con una nube de cenizas volcánicas)
INTRODUCCIÓN
El ser humano ha tenido desde siempre un miedo ancestral a las erupciones
volcánicas aunque, en lo que respecta a la aviación, estamos principalmente
interesados en las erupciones explosivas que son las que representan una
amenaza más directa a las aeronaves en vuelo y causan grandes trastornos a los
aeropuertos que se encuentran a sotavento del volcán (aunque no se pueden
descartar otras menos importantes que por su situación puedan generar
problemas a las operaciones). Estas erupciones lanzan a las partes altas de la
atmósfera kilómetros cúbicos de partículas de cristal, rocas pulverizadas
(cenizas volcánicas) y gases corrosivos.
Los observatorios de actividad volcánica son la primera línea de defensa.
Cuando se observa una erupción, o ésta se prevé inminente, la información se
distribuirá rápidamente a todos las partes interesadas (autoridades de aviación
civil, oficinas meteorológicas y tripulaciones de los aviones que pudieran verse
afectados). Los pilotos somos también una parte importante de este proceso al
poder informar de actividad volcánica que puede no se haya podido registrar
por otros medios. Para ello realizaremos un AIREP dando la mayor
información posible y en tierra utilizaremos el modelo VAR (que reproducimos
a continuación) para tramitar esta información y dar más detalles, si fuera
posible, de la observación.
1
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
Por último, la observación por medio de satélites y modelos matemáticos
generados a partir de estos datos ha provocado una mejora considerable en la
información disponible.
Toda esta información será procesada y distribuida por VAAC´s (Volcanic Ash
Advisory Centers) a MWO´s (Meteorological Watch Offices) y ACC´s (Area
Control Centers)
generando SIGMET´s
y NOTAM´s (ASHTAM´s)
respectivamente. Esta información es la que nos puede llegar a nosotros como
pilotos que puede ser completada con la última información satelital, o de
cualquier otro tipo, disponible.
2
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
Ejemplos de ASHTAM y NOTAM:
ASHTAM
A. CENTRAL AMERICAN FIR
B. 04170555
C. VOLCAN SAN CRISTOBAL.14004-02
D. 124211N0870024W
E. YELLOW ALERT
F. SFC/11000FT
G. E/SE
H. VOR/DME MGA A317 TUKOR CNL
I. VOR/DME MGA A317 TUKOR RTE AVBL. ALT RTE
MGA VOR/DME A502 BERTA GABOS A317.
VOR/DME/CAT/ABVL
J. INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDIOS TERRITORIALES. DPTO. DE
SISMOLOGÍA
K. GNE AVIATION CTN WIND 60KM/H E/SE FM VOLCANO
NNNN
Se ha establecido un código de colores para la aviación que pueden ser
utilizados por algunas agencias vulcanológicas para dar información
volcánica al entorno aeronáutico:
Nivel de estatus de alerta de acuerdo a la actividad vulcanológica:
3
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
GREEN ALERT: El volcán está en estado de reposo, sin actividad volcánica.
YELLOW ALERT: El volcán esta experimentando signos de actividad por
encima de los valores normales o ha disminuido su estado de un nivel de alerta
superior (la actividad ha decrecido significativamente pero continúa siendo
monitorizado por posibles incrementos de actividad)
.
ORANGE ALERT: El volcán esta exhibiendo un comportamiento que hace
probable una erupción o una erupción volcánica se está produciendo pero con
poca o nula emisión de cenizas (se especificará la altura de la pluma si fuera
posible)
RED ALERT: Se predice una erupción inmediata con una significativa
emisión de ceniza a la atmósfera o una erupción que ya se está produciendo
con significativa emisión de ceniza a la atmósfera (se especificará la altura de
la pluma si fuera posible)
NOTAM
Un ejemplo similar, en este caso mostrando un NOTAM realizado por
Guayaquil NOF (NOTAM Office), que sería enviado al VAAC de Washington
de la siguiente forma:
1 ZCZC
GG KWBCYMYX
151840 SEGUYNYX
USUAL AFTN HEADER
ENVELOPE
2 A0623/00 NOTAMN
Q) SEGU/QWWXX/IV/NBO/W/000
/250/0128S 07826W030
A) SEGU
B) 0002151830
C) 0002171830
E) SIGNIFICANT VOLCANIC ACT
TUNGURAHUA VA MOV W.
AWY RESTRICTIONS AND ALT
RTE NOTIFIED BY ATC
ACTUAL NOTAM
4 NNNN USUAL AFTN ENDING
ENVELOPE
4
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
ALGUNOS DATOS A TENER EN CUENTA
Los volcanes se forman por los depósitos y acumulación de lava que se expulsa
a través de cráteres y orificios durante una erupción. La lava es roca fundida
(magma) que se encuentra en el manto terrestre y se compone de muchos y
variados elementos químicos, principalmente oxígeno y sílice con pequeñas
cantidades de aluminio, hierro, calcio, magnesio, potasio, sodio y titanio. El
magma también contiene elementos volátiles diluidos en condiciones de gran
presión. Si éste consigue abrir brechas hasta la superficie con la suficiente
energía generará una erupción, siendo precisamente esta energía, la que
determinará lo “explosiva” que será la misma.
En las erupciones de mayor intensidad, cantidades masivas de gases disueltos
se desprenden en un corto periodo de tiempo a la atmósfera provocando ondas
de choque que pulverizan rocas vertical, y a veces, lateralmente, a la vez que
una columna de gases y ceniza, en el plazo de pocos minutos, alcanza la
estratosfera (con lo que la dispersión de gases y ceniza aumentará
considerablemente). Si el magma encuentra además masas de agua, los gases
disueltos se liberan violentamente (como en el caso del volcán Eyjafjalla) y la
combinación de éstos junto con vapor de agua extremadamente calientes
causarán erupciones impresionantes.
Las erupciones más violentas suelen ocurrir frecuentemente en los estadios
iniciales de la misma, bajando de intensidad a lo largo de las siguientes
semanas o meses (aproximadamente la mitad de las erupciones volcánicas
tienen una duración inferior a dos meses). Estadísticamente las erupciones más
violentas tienen lugar entre las latitudes 20N y 10S.
5
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
Aparte de la naturaleza abrasiva de la ceniza volcánica otra característica
importante es su punto de fusión. Estando formadas principalmente por
cristales de sílice cuya temperatura de fusión es de aproximadamente 1100 ºC,
se encuentra por debajo de las temperaturas normales de operación de los
motores a reacción que es de aproximadamente 1400 ºC. Este simple dato nos
puede dar una referencia de la capacidad de producir daño severo en nuestro
motor que tiene el encuentro de ceniza volcánica en suspensión durante nuestro
vuelo. Es por tanto, primordial reducir la potencia de nuestros motores a ralentí
con el propósito de disminuir las temperaturas de operación a alrededor de
600ºC y así minimizar las consecuencias negativas.
Las partículas de ceniza que podremos encontrar normalmente en nuestros
vuelos suele tener un diámetro inferior a 1mm. mientras que los gases estarán
formados normalmente por vapor de agua, ácido sulfúrico (H2SO4) y cloro.
Esta combinación de ceniza y ácido es altamente corrosiva y puede causar daño
a los motores y oscurecimiento de los parabrisas. Además, estas
concentraciones de ácido en la atmósfera generan fenómenos eléctricos que
pueden hacerse evidentes en nuestra aeronave por la aparición de fuego de San
Telmo en puntos del fuselaje, resplandor en la entrada de los motores y
posibles cortes e interferencias con los equipos VHF y HF que pueden hacer
imposible las comunicaciones con tierra.
Para la predicción de los movimientos de la pluma volcánica se utiliza varios
modelos siendo unos de los más utilizados el del Montreal Volcanic Ash
Advisory Centre y el NAME (Met Office,UK, medium-to-long range
atmospheric dispersion model) que nos da tres predicciones: de SFZ-FL200,
FL200-350 y FL350-550. Ambos, nos dan predicciones en tres dimensiones del
movimiento de hasta 24 horas en intervalos de 6 horas.
6
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
Desgraciadamente a día de hoy no existe consenso en la concentración de
ceniza volcánica que constituya un peligro para las operaciones aéreas con lo
que la recomendación general es EVITAR, EVITAR, EVITAR.
EFECTOS EN LOS MOTORES
Los de combustión interna, por su arquitectura, tienen menos riesgo de tener
problemas al filtrar el aire antes de la combustión del mismo, siempre que no
se utilice la calefacción de aire que lo derivaría sin filtrar a la cámara de
combustión, con lo que, en este caso, cobra especial importancia evitar
condiciones de engelamiento.
En cuanto a los motores a reacción, hay tres efectos negativos básicos que nos
pueden afectar y que listamos a continuación:
• Fusión de las cenizas volcánicas que pueden generar sobre presiones del
flujo y apagados de llama. Como ya hemos comentado, en este caso, bajar
la temperatura del motor reduciendo a ralentí la potencia de los mismos es
la mejor manera de minimizar los efectos negativos.
• Erosión de los álabes del motor que disminuyen el margen de pérdida.
• Obturación de inyectores de combustible y sistemas de enfriamiento que
pueden dificultar enormemente el reencendido del motor en caso de fallo.
7
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
EFECTOS EN FUSELAJE Y EQUIPOS
Aparte de las abrasiones en el motor, se producen otras en ventanas, bordes de
ataque de las superficies de vuelo y cola y pueden arrancar la pintura del
fuselaje. Otras partes protuberantes como antenas, sondas, detectores de hielo e
indicadores de ángulo de ataque pueden dañarse y quedar inoperativos.
Desde el punto de vista operativo, la abrasión de las ventanas de cabina reduce
la visibilidad horizontal y puede ser un gran problema a la hora del aterrizar la
aeronave. También la posible pérdida de las indicaciones de las sondas pitot
pueden hacer que no tengamos datos fiables de velocidad del aire en nuestros
instrumentos de vuelo. Adicionalmente puede que se produzcan bloqueos de
los sistemas de combustible y refrigeración, que, aunque no se han llegado a
reportarse, provoquen una probable inspección, limpieza y sustitución de
fluidos y filtros. Podemos perder además las comunicaciones con tierra al verse
dañadas las antenas de comunicaciones.
Además, después de un encuentro con cenizas volcánicas prácticamente toda la
estructura puede quedar contaminada, siendo necesaria la limpieza en
profundidad de paneles de instrumentos, paneles cortocircuitos,
compartimentos de pasajeros y carga, etc. Las unidades eléctricas y de aviónica
pueden estar tan contaminadas que existe una alta probabilidad de que hayan
8
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
sufrido sobre calentamientos. Este problema es especialmente significativo en
aeronaves fly-by-wire.
La ceniza también puede contaminar los detectores de humo en bodegas que
pueden generar avisos falsos que provoquen distracción y molestias
innecesarias a la tripulación.
CONSIDERACIONES OPERATIVAS GENERALES
El tiempo de exposición de la aeronave a la nube de ceniza volcánica es el
elemento crucial que determina la gravedad del encuentro. A la primera
indicación de vuelo en cenizas volcánicas, debemos actuar rápidamente para
salir de esta situación. Normalmente, esto se consigue realizando un viraje de
180º mientras iniciamos un descenso y protegiendo los motores colocando las
palancas de gases a ralentí.
A continuación, reproducimos un procedimiento operativo general que pueda
servir de guía rápida para la resolución satisfactoria de un incidente de este
tipo. Por supuesto, la información que se encuentra en nuestro manual de
operaciones prevalecerá sobre cualquier otra, incluida la que reproducimos a
continuación.
PROCEDIMIENTO OPERATIVO BÁSICO
DETECCIÓN POR PARTE DE LA TRIPULACIÓN
Por sí mismo el radar de la aeronave no es capaz de detectar cenizas
volcánicas. Indicaciones de un encuentro con una nube de estas características
puede incluir las siguientes indicaciones:
• Aparición de humo o polvo en cabina
• Olor intenso parecido a fuego eléctrico, polvo quemado o sulfuro (olor a cerilla
recién encendida). Hay que hacer notar que nuestro sentido del olfato se va a
saturar rápidamente, eliminando la sensación de olor, pudiendo provocar la
falsa sensación de haber salido de la nube de ceniza. Para recuperar nuestro
sentido del olfato debemos ponernos la máscara a 100% durante unos minutos.
• Mal funcionamiento de motor como pérdidas, incremento de ITT/EGT,
fluctuaciones de RPM, etc.
• Resplandor blanco o naranja en las tomas de aíre de los motores
• De noche, fuego de San Telmo/descargas estáticas observadas en parabrisas o
ventanas
Si nos encontramos con algunas de estas señales deberemos aplicar los
procedimientos establecidos en nuestro manual operativo.
9
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
PROCEDIMIENTO OPERATIVO (Extracto Doc. 9691 OACI)
• REDUCIR INMEDIATAMENTE EL EMPUJE A RALENTÍ
o Se reduce la temperatura de operación de las turbinas y
minimizamos los daños a la misma.
• DESCONECTAR GASES AUTOMÁTICOS
o Se previene selecciones de empuje superiores a ralentí. En caso
necesario, todos los cambios de empuje se harán de forma suave y
gradual
• SALIR DE LA NUBE DE CENIZA VOLCÁNICA INMEDIATAMENTE
o Como ya se ha mencionado un giro de 180º en descenso suele ser la
opción más recomendable. Considerar la separación vertical con el
terreno. No se debe incrementar la potencia de los motores para
intentar librar la nube ascendiendo.
• CONECTAR ANTIHIELOS DE MOTOR/PLANO Y PACKS DE A/C
o Conseguiremos un mayor flujo de aíre de sangrado y mejoraremos el
margen de pérdida de los motores. Se debe intentar salvaguardar por
lo menos uno de los motores hasta haber salido de la nube de cenizas
volcánicas
• ARRANCAR APU
o Nos permitirá obtener energía eléctrica y aíre neumático en caso de
fallo múltiple de motores
• MÁSCARAS DE OXÍGENO AL 100%
o Si olemos a sulfuro o la cabina se llena de ceniza nos colocaremos
las máscaras de oxígeno al 100%. No desplegar máscaras de oxígeno
a pax a no ser que la altitud de cabina sea excesiva
• COMPROBAR ANEMÓMETRO Y ACTITUD DE CABECEO
o En caso de duda sobre la exactitud o pérdida de indicaciones de
velocidad referirse al procedimiento de vuelo con indicaciones no
fiables de velocidad.
10
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
EN CASO DE APAGADO DE LLAMA
• CONECTAR IGNICIÓN
• SUPERVISAR INDICACIONES DE EGT
o Si fuera necesario, apagar motores para luego reencenderlos para
evitar excedencias de EGT
• CERRAR VÁLVULAS OUTFLOW
• NO ACTUAR MANERALES CONTRAINCENDIOS
• ABRIR CROSSFEEDS DE COMBUSTIBLE
• INICIAR INMEDIATAMENTE EL REENCENDIDO DE MOTORES
o Hay que tener en cuenta que puede que sean necesarios varios
intentos hasta conseguir un reencendido satisfactorio. Vigilar EGT´s
para no sobrepasar los límites. Tener en cuenta que los motores
pueden responder lentamente a una puesta en marcha a gran altitud,
sobre todo, en una nube de ceniza volcánica.
• ATERRIZAR EN EL AEROPUERTO APROPIADO MÁS CERCANO
o Si tenemos reducida nuestra visibilidad horizontal y el piloto
automático opera normalmente, podemos considerar desviarnos a un
aeropuerto donde se pueda realizar un aterrizaje automático.
11
SEPLA VTySV Briefing Cenizas Volcánicas
OPERACIONES EN TIERRA
Las operaciones en tierra desde aeropuertos contaminados con ceniza volcánica
deben ser evitadas. Si esto no es posible, se pueden seguir los procedimientos y
recomendaciones que listamos a continuación:
• Si es posible, hacer limpiar el avión antes de iniciar el vuelo
• No utilizar limpiaparabrisas para retirar restos de ceniza
• Rodar motor en seco durante por lo menos 1 minuto antes de arrancar
motores para limpiar restos de ceniza en los ductos de derivación (bypass)
• Utilizar APU sólo para puesta en marcha (no utilizar para aire
acondicionado). Si es posible utilizar grupo neumático externo
• Durante el rodaje usar potencia mínima requerida y mantener cerradas
válvulas de neumático
• Estar atento a soplado de ceniza por otras aeronaves
• Si la pista está contaminada con cenizas, considerarla como mojada si ésta
está seca o como contaminada (aguanieve, slush) si está mojada.
• Antes de iniciar el despegue dejar que se asiente la ceniza y el polvo
volcánico
• Realizar un despegue en carrera evitando altos empujes de motor a bajas
velocidades
• Después del aterrizaje minimizar el uso de reversas
• Evitar operación de empujes por encima de ralentí con el avión parado
• Utilizar ignición continua
12