Por Tycho Brahe:

Cuándo viajamos en avión y sentimos la llamada de la naturaleza aún hay gente que se resiste a ir al retrete, también hay el típico gracioso que va a “escribir un correo electrónico” con ánimo de hacer blanco sobre algún desgraciado pobre transeúnte que pase por debajo del avión en ese momento.

En el avión existen principalmente 2 circuitos de drenaje, el de aguas grises (agua sobrante de lavarse las manos, agua sobrante de la cocina, agua de limpieza, etc…) y el de aguas negras que es todo aquello proveniente del retrete.

Circuito de aguas grises

Cómo hemos distinguido antes, el circuito de aguas grises, es independiente del de aguas negras, al no contener materia fecal (solamente agua sucia) las aguas grises son purgadas directamente al exterior mediante un sistema de drenaje llamado “Drain Mast”.

Este sistema consiste en una “aleta” con calefactores para que el agua no se congele y colapse la salida, por esta aleta se dispara toda el agua gris directamente al exterior.

mástil de drenaje, marcado por la flechita – Grant Feggi

mástiles de drenaje, que van calefactados, cómo hemos dicho antes, para evitar la congelación (con el consiguiente colapso) del sistema de drenaje.

Circuito de aguas negras

Anteriormente hemos definido al circuito de aguas negras, cómo el circuito de drenaje del retrete, lógicamente este irá cargado de orina y sustancias fecales, vamos que no nos gustaría que nos cayese encima.

Antes de hablar del drenaje de aguas negras, veremos los dos tipos de retrete usados en aviación. En primer lugar tenemos el lavabo químico.

El lavabo químico se basa en usar una solución química llamada racasan para desinfectar y limpiar el inodoro. Este es tan fuerte, que sólo bastan pocos litros para disolver grandes cantidades de materia fecal.

Este sistema además se trata de un sistema de lazo cerrado, ya que el racasan no se renueva, dicho de otra manera cuándo tiramos de la cadena no nos sale racasan limpio ya que este y la materia fecal, se guardan en el mismo depósito. La ventaja de este sistema se debe a lo fuerte que es el racasan, de esta manera (a pesar de guardarse con la caca) la limpieza de la taza del WC es total.

Diagrama del lavabo químico

Lógicamente al llegar al aeropuerto el racasan es drenado y rellenado de nuevo.

A pesar de la higiene de este sistema, se está dejando de usar ya que implica llevar peso extra en el avión al tener que cargar el agente químico en el depósito.

En segundo lugar, tenemos el lavabo de vacío, este sistema está ganando terreno ya que presenta un peso menor versus el lavabo químico.

El lavabo de vacío consiste en un depósito dónde se ha generado el vacío, de esta forma al “tirar de la cadena”  se succionan los deshechos depositados en la taza del WC, después de succionar se tira un poco de agua para limpiar la taza del retrete. Una vez limpio, todos los deshechos se centralizan en un depósito para después ser vaciados en el aeropuerto.

En el siguiente vídeo podemos observar el sistema de vacío que lleva el A380, bastante complejo debido a su envergadura. Está en inglés, pero es entiende bastante bien.

A380 : 130mph toilet flush – Youtube

El drenaje del avión

Una vez en tierra, toca rellenar al avión con agua potable además de limpiar los depósitos de caca.

En primer lugar lo que se hace es rellenar los depósitos de agua potable del avión, esto se hace a través de un depósito centralizado, desde el cual se bombea el agua hacia hervidores (para hacer té o café), o hacia el lavabo, ya sea para lavarse las manos, ó limpiar la taza del inodoro.

En esta imagen se puede ver el rellenado de agua potable en un TU-154M.

Antes hemos visto los dos tipos distintos de lavabo que hay, en el caso del lavabo de vacío, se conecta al depósito principal a otra máquina de vacío, la cual succiona toda la porquería acumulada en depósito centralizado de aguas negras.

un camión de tierra succionando el depósito centralizado del avión.

En el caso del retrete químico, se aproxima un camión con una bomba que succiona el racasan sucio, e inyecta una nueva dosis de agente químico, a través de una válvula que accede a tales depósitos

Imagen de la válvula de drenaje de un TU-154M

A veces los pasajeros/as arrojan tampones, papeles, colillas, compresas, u otros objetos que colapsan el sistema de succión, así que desde surcandoloscielos animamos a los futuros pasajeros que arrojen los objetos a las papeleras señalizadas para tal fin.

+ Bonus

Drenaje de un TU-154M al estilo ruso.

Esperamos con este post haber respondido a la “gran” curiosidad sobre el funcionamiento de los lavabos de avión.

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Después de todo el revuelo levantado por el accidente del AF447 del que poco se sabe aún, la hipótesis del impacto de un rayo cobró fuerza los primeros días, pero ¿cómo afecta un rayo a una aeronave? Vamos a intentar explicar lo que pasa cuando un rayo alcanza un avión.

Los rayos son algo que no vemos pero que están ahí. Aproximadamente en este momento hay alrededor de 2000 tormentas eléctricas alrededor del mundo con una consecuencia muy clara: hay 100 impactos de rayo por segundo. Aún habiendo tantos y pasar tan desapercibidos, no nos debemos tomar a la ligera el efecto de un rayo. Un impacto puede traer consigo mil millones de voltios, 200.000 amperios y 30.000ºC de temperatura. No obstante, se calcula que un avión es alcanzado de media cada 10.000h de vuelo.

Frecuencia de Impacto de Rayos en el mundo – Wikimedia

Obviamente, un rayo no sale de la nada, y es debido a un seguido de procesos que en la nube se crea una energía potencial. Según Wikipedia

Generalmente, los rayos son producidos por particulas negativas por la tierra y positivas apartir de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa, las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, causando un relampago y/o rayo. Esto produce un efecto de ida y vuelta, esto se refiere a que al subir las particulas instantaneamente regresan causando la vision de que los rayos bajan.

Siendo algo menos generalistas, las turbulencias y las corrientes ascendentes en el interior de las nubes hacen que pequeñísimas partículas de agua coquen con partículas de hielo. Si estas no quedan “unidas”, la partículas de agua quedan positivamente cargadas. Como estas son más ligeras, suben hacia arriba de la nube haciendo una separación en su interior de cargas. Ya lo tenemos todo para crear un rayo.

El avión entonces tiene dos posibles maneras de interactuar con él. Podemos diferenciar entre interceptación de rayos (por debajo de 20.000 pies) o la más habitual generación de rayos (por encima de 20.000 pies) debido a la própia carga que lleva el avión y que desequilibra las cargas.

Para evitar los daños del impacto existe una exigente normativa (RTCA/DO-160) para no lamentar daños mayores a un pequeño susto. Quizás la contramedida más famosa para evitar los efectos de un rayo es el conocido efecto de la jaula de Faraday, y esto lo consiguen con estructuras conductoras, generalmente de Aluminio. Como curiosidad, actualmente se están encontrando con problemas, pues los nuevos materiales, mucho más ligeros que el aluminio, resultan ser menos conductores que este, y están creando más de un dolor de cabeza a los ingenieros.

Otra medida es el favorecer la salida del rayo. Para ello se habilitan caminos rectos sin ningún tipo de obstaculo ni elemento vital para el avión para que el rayo pueda desplazarse libremente por el exterior del casco de la aeronave. También se habilitan los descargadores de estática, que además de reducir la electricidad estática, ofrecen una salida rápida para el rayo. De costumbre, un impacto directo con un rayo no deja más que alguna quedamura en la pintura del avión y bordes de este.

Además, en las posibles zonas de impacto se utilizan elementos hidráulicos y mecánicos para intentar minimizar los efectos de la descarga

Radomo del A320 de Clickair. Podéis ver al agujero y algún que otro chispazo del radar – Autor: Still

Punto de salida del rayo. Se aprecian los descargadores de estática intactos- Autor: Still

No obstante, a veces lo caprichoso de la naturaleza hace que estas medidas a veces no sean del todo efectivas tal como muestran este par de fotografías de un A320 de Clickair alcanzado por un rayo. Podemos ver en la primera foto el punto de entrada, con el rádomo del avión agujereado y la salida, por uno de los descargadores de estática(falta uno y lo podemos ver en que hay la marca de los cuatro remaches que lo sujetaban), pero que no evitaron un pequeño reventón de parte del timón de profundidad.

Así, como podréis deducir por las fotos, lo rayos alcanzan los aviones por sus extremos (morro o ala), recorriendolos de punta a punta.

Los daños más comunes se producen en plásticos no conductivos, como el radomo. También hay otros daños que pueden llegar a ser catastróficos. Recordemos que el rayo puede alcanzar hasta 30.000ºC, más que suficiente como para calentar más de la cuenta el punto de entrada al avión. Si este punto de entrada se encuentra cerca de un tanque de combustible, se puede dar el caso de que en el interior del mimo exista vapor de combustible, pudiendose encender y explotar.

Un rayo alcanza un B747 de ANA en el despegue - Youtube

Otros daños menos visible, pero no menos peligrosos, pueden afectar al aparato durante el impacto. Debido a este, se crean potentes campos magnéticos que afectan a los equipos electrónicos de los aparatos, dejándolos pacialmente dañados o incluso totalmente inoperativos hasta el punto de poder dejar el avión en una situación crítica de navegación y vuelo. También puede afectar a otros elementos tales como baterías, generadores o circuitos eléctricos.

¿Qué se hace para comprobar que el avión puede aguantar un rayo? Según el reglamento RTCA/DO-160, las secciones 22 y 23 especifican cómo deben probarse. Así, simulan el impacto de un rayo al casco del avión para probar la tolerancia a su deterioro. Otras pruebas, como el de aplicar alto voltaje a los equipos electrónicos, también son utilizadas para la comprobación de su resistencia.

Desde luego, un rayo no es para tomarselo a la ligera, aunque en la mayoría de los casos, por suerte, no pasa del susto

Quiero agradecer a Carlos Ferraz, junto a su equipo, Jaume Graells y Mònica Subirats,por facilitarme y darme la idea de escribir sobre esto. Ferraz, más vale tarde que nunca

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Por el internacionalmente aclamado Tycho Brahe

A principios de los años 80’s, debido a la crisis del petróleo, el monstruo de la escalada de precios del combustible se hizo presente para las compañías aéreas, lógicamente estas mostraban su preocupación por mantener unas flotas de aviones que no tacañeaban a la hora de consumir combustible.

Por entonces (y por ahora) el turboprop era el motor de aviación más eficiente, pero presentaba dos problemas: el primero era que no permitía alcanzar grandes velocidades de crucero, y el segundo era que las palas de las hélices presentaban problemas al alcanzar velocidades supersónicas en las puntas al girar a velocidades subsónicas en el eje. Entonces General Electric en alianza con la NASA desarrollaron un nuevo concepto de motor el GE-36 en base al turbofan militar GE-404, este nuevo motor llamado propfan consistía en un turbofan con dos hélices contrarrotativas impulsadas por turbinas de baja presión montadas en la parte trasera.

A diferencia de un turbohélice convencional, el propfan no dedicaba toda la potencia del reactor a impulsar las hélices, ya que la mayor parte de esta se usaba para generar empuje.

Se equipó a un MD-80 y a un Boeing 727 con un propfan de prueba (no deja de ser curioso ver al 727 con sonido de turbohélice)

Ultra High Bypass Jet Engine Green Technology Airline Flight Test – Youtube

Pratt & Whitney en alianza con Allison también fabricó un prototipo de propfan que a diferencia del de GE y la NASA las hélices contrarrotativas giraban solidarias con el árbol principal, a pesar de que llevaban un tren de engranajes reductor.

Estos motores llegaron a marcar unos consumos de hasta unos 30% inferiores a los motores más populares de la época, sin embargo su excesivo ruido acompañado de fuertes vibraciones, que  provocaban grandes fatigas al fuselaje, además del peligro que los álabes se desprendiesen y cortasen el fuselaje, marcaron cómo hemos dicho antes, el final de una generación.

A finales de los 80’s  con una consiguiente bajada de precios del combustible, McDonnell Douglas dio carpetazo al propfan equipando a los MD-90 con turbofans.

A pesar del fracaso americano, los rusos quiénes sino construyeron el Kuzneztov NK 93 que ha sido catalogado como el motor de aviación más eficiente del mundo, en las siguientes imágenes, podemos verlo montado cómo motor de pruebas de un Ilyushin 76.

A pesar de que no se puede comparar con otros motores actuales, este motor es considerablemente más ligero que un GE 90 montado en el B777, presenta una relación de bypass de 16,6:1 frente al 9:1 del GE y casi 20 KN de empuje “extra”. De hecho,  fabricantes rusos cómo Ilyushin y Tupolev, están pensando de hacer versiones mejoradas de sus modelos 96-400 y 330 respectivamente, equipándolos con el NK-93.

Volviendo al ámbito general, en la actualidad, los fabricantes de aeronaves están barajando equipar de nuevo a los aviones con propfans, General Electric está trabajando con Cessna para equipar al Citation con motor propfan, incluso existe interés por probar prototipos posteriores al B787 y de A350XWB equipados con propfans.

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Por Víctor De Los Santos

Comparaciones entre navegación tradicional y navegación B-RNAV y P-RNAV: STAR de LEVC.

A continuación se comparará una STAR dónde hay salidas tradicionales como salidas RNAV.

Arriba tenemos un detalle de la STAR de la pista 30 de Valencia. Las llegadas STAR tradicionales son las que están retratadas como una única línea, y no tienen en el título ningún indicativo de R-NAV. Comparemos por ejemplo las llegadas que van por el punto CENTA.

La llegada CENTA1C es una llegada que se realiza por navegación tradicional. Vuela desde CENTA al VOR CALLES por el radial 301. Después continúa por el radial 152, hasta realizar el arco 15 DME VLC, y acaban el IAF MULAT.

La llegada CENTA2E es una llegada B-RNAV. Cuando alcanza el punto CENTA, vuela directo rumbo 133 hasta el punto URIAS (punto que también cruza la STAR CENTA1C). Luego vira rumbo 057 hasta el IAF MULAT. Es evidente que es mucho más rápido realizar la CENTA2E que la CENTA1C, ya que no tiene que alcanzar el VOR CALLES, y luego realizar ningún arco, más o menos complicados de realizar.

Si nos fijamos, vemos que en todas las llegadas por un punto, la versión con B-RNAV es mucho más rápida que la homóloga sin RNAV.

Conclusión

Es evidente que la navegación aérea, desde que se implementó la navegación R-NAV, se ha visto enormemente beneficiada. Tras estar en un momento de saturación máximo, el R-NAV mejora el tráfico aéreo, puede incluso reducir el trabajo de los ATC y además de ser más segura, distribuye mejor el tráfico y permite la incorporación de más tráfico.

Aunque todavía falta mucho por implementar, ya que ahora mismo lo más extendido es B-RNAV, poco a poco se va mejorando la situación de la navegación aérea, aprovechando las nuevas tecnologías que aparecen (GPS, Galileo). Incluso sabiendo que todavía se está empezando a implementar el P-RNAV (en España solo se encuentra en los TMAs de Madrid y Barcelona, aunque con expectativas de extenderlo por todo el territorio), hay muchas esperanzas puestas en los nuevos tipos de RNAV 3D y 4D, con los que el propio tráfico se autorregulará más fácilmente. Finalmente se conseguirá una navegación aérea mucho más segura y mucho más eficaz.

Aprovecho estas líneas para felicitar a Victor, que hoy ha pasado al club de los ingenieros técnicos aeronáuticos, esp Aeronavegación, dónde Andreu también entró el pasado viernes (como ya sabrán los que nos siguen por facebook). Desde SurcandoLosCielos os aseguro que nos aprovecharemos de sus conocimientos muahahahaha

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