Dedicado a Albert, alumno eminente de física y futuro meteorólogo

Las nubes son masas de cristales de nieve o gotas de agua microscópicas suspendidas en la atmósfera, dependiendo de ciertas características internas de los cristales o la nieve, pueden transformarse en agua, granizo o nieve.

Para la formación de éstas, es necesario que el aire aumente su contenido de agua ya sea por evaporación o por condensación, siendo esta última el proceso más frecuente.

Cada nube está englobada en una familia de nubes, hay cuatro familias, que son las altas, las medias, las bajas y las nubes verticales.

Nubes altas:

Las nubes altas, se denominan así debido a su altitud que oscila entre 20000 y 35000 pies, están formadas generalmente por cristales de hielo, y los tipos más comunes son el Cirrus, Cirrocumulus y Cirrostratus.

El Cirrus: (Ci)

El Cirrus, es una nube compuesta por cristales de hielo, tiene un aspecto fibroso, de hecho cirrus significa cabellera en latín.

Imágen: Cirrus, fuente: freewebs.com

El Cirrocumulus: (Cs)

El Cirrocumulus, a diferencia del cirrus, está formado por gotitas de agua extremadamente fría y también de copos de hielo.

Cirrocumulus, imágen cjsirot

El Cirrostratus: (Cc)

El Cirrostratus, está compuesto por cristales de hielo, tienen aspecto blanco y haces fibrosos, la presencia del Cirrostratus, puede indicar precipitaciones.

Cirrostratus, imágen: fotolia.com

Nubes medias:

Las nubes medias, se encuentran entre 6000 y 23000 pies de altura, están formadas por gotas de agua muy fría, incluso hay algún cristal de hielo.

Altostratus: (As)

Es una nube grisácea, especialmente peligrosa para la navegación aérea ya que puede causar acumulación de hielo en las alas del avión.

Altostratus, imágen: Universidad de Wisconsin

Altocumulus: (Ac)

Es una nube con forma de ondas, el Altocumulus precede en general a los frentes frios, excepto si lo avistamos en verano, que puede avisarnos de una tormenta. Existe un subtipo de Altocumulus (Ac. Lenticularis) que suele ser confundido con O.V.N.I.’s

Imágenes: Altocumulus (arriba) y Altocumulus lenticularis (abajo), imágenes: wikipedia y stormeyes.com

Nimbostratus: (Ns)

Es una nube generalmente oscura, bloquean la luz solar y casi siempre precipitan aunque no con mucha intensidad.

Nimbostratus, imágen: windows to universe

Nota: Editado el 4/3/10. Gracias Nacho por el apunte.

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Para muchos, el proceso del repostaje de un avión es un tema totalmente desconocido. Además, la gente no acostumbra a saber que tipos de combustibles existem (más alla de los conocidos Jet-A1 y el AvGas) y creo que puede ser interesante saber con qué funciona la turbina de un avión.

El Combustible

De combustibles hay bastantes clases, pero las que más se utilizan son los standards Jet A en USA y Jet A1 para el resto del mundo. Ambos tienen como principal componente el queroseno, y por lo tanto son extremadamente volátiles. Bastan 38ºC para que se encienda, y con 210ºC se autoenciende. Tal vez la diferencia más nombrada entre ambos combustibles es su punto de congelación. Mientras que el Jet A tiene el punto a -40ºC, el Jet A1 lo lleva hasta los -47ºC y es por esa razón por lo que es el que comúnmente se utiliza en vuelos transoceánicos y polares. Otra curiosidad es que estos combustibles pueden acumular electricidad estática por el movimiento entre los conductos, elevendo el riesgo de una chispa e ignición espontánea. Por ello, se le añade un aditivo disipador de estática para prevenir el riesgo.

Parecido a estos dos fuels, encontramos el TS-1, utilizado en Rusia y de características muy similares al Jet A1, con un punto de congelación de -50ºC.

Existen otros como el Jet B, utilizado principalmente en zonas frías como Canada, y que están hechos de una mezcla de hidrocarburos como queroseno y gasolina. Esto hace que sea más ligero que el Jet A1 y aún más volátil, siendo más peligroso de manejar, y que por eso se hace un uso bastante restrictivo de él.

Hay también las versiones militares, como el JP-4, JP-5 y JP-8 que son muy parecidos a los combustibles civiles, pero llevan algunos aditivos para un mejor rendimiento de las turbinas, como pueden ser anticongelantes, anticorrosivos, etc…

Finalmente encontramos el que muchos conocerán para sus motores de pistón y alternativos, el AVGAS 100LL. Este combustible tiene un 100% de isoctano (es decir, 0% de heptano, o lo que es lo mismo, no detonará de forma incontrolada). la LL viene del inglés low lead, o bajo en plomo. Además tiene unas estrictas especificaciones, pues es el combustible “universal” para la mayoría de aeronaves de pistón y alternativos, con lo que debe soportar un amplio espectro de temperaturas y presiones.

Electricidad Estática: un peligro potencial

Uno de los grandes peligros del repostaje es la electricidad estática. Esta es omnipresente, pero cobra especial protagonismo en las aeronaves, pues la fricción del casco con el aire crea grandes cantidades de electricidad estática. Tanto es así que los aviones llevan en las puntas de las alas unos “cables pelados” por dónde se descarga la mayoría de la electricidad, además de otro cable en el tren de aterrizaje dónde al tocar suelo se descarga la posible energía que quede (parecido a ese accesorio que llevan algunos coches en el paracoches). Aún así, cuando estamos tratando con combustibles tan volátiles como el Jet A1, no nos podemos permitir la más mínima chispa. Por ello cuando se reposta el avión, igualamos la energía potencial entre el avión, el camión la manguera y el suelo. Así evitamos que salte la chispa de un cuerpo a otro.

ampliar para ver con más detalle

Igualar la energía potencial, a efectos prácticos, significa conectar mediante un cable la salida de hidrante (en el caso de aeropuertos grandes con sistema enterrado de combustible) con el camión, y otro cable que conectará la manguera  con el avión mediante un pin exclusivo de conexión mediante una pinza, comúnmente en el tren de aterrizaje (aunque puede valer cualquier tornillo sin recubrimiento).

Medidas de seguridad

Como parece obvio, en una operación como esta se deben seguir unas estrictas medidas de seguridad tales como

• Conexión equipotencial entre aeronave, camión e hidrante
• Motores apagados para evitar inflamaciones
• Prohibido fumar en la plataforma
• Prohibido utilizar baterías alrededor ni quipos de poténcia móviles
• Radar meteorológico embarcado apagado
• Radar de servicio de tránsito aéreo alejado al menos 100 pies (33m) del punto de repostaje

Obviamente, esto es una pequeña reseña de todo el mundo del combustible aeronáutico, y existen muchos más tipos de combusitbles así como otros casos partículares de repostaje diferentes al aquí expuesto. No obstante, esta es la situación que encontraremos en la mayoría de aeropuerto que vayamos.

Agradecer a Andreu y Víctor, que colaboran habitualmente, por haberme facilitado las pautas del post y al equipo de CLH del aeropuerto de Barcelona por subministar información sobre los procedimientos

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Muchos son (aerotrastornados o no) los que se preguntan qué es exactamente y cómo funciona una caja negra en un avión comercial. Voy a tratar de explicar lo máximo posible y lo más sencillo que pueda el funcionamiento de la caja negra, así como algunas curiosidades de funcionamiento en el Airbus A320.

La primera caja negra data de 1956 por el australiano Dr. David Warren tras una serie de fatídicos accidentes con el De Havilland DH106 Comet. El doctor estuvo implicado en las investigaciones sobre los siniestros acometidos en 1954 y que no habían sobrevivido ningún miembro de la tripulación. Muchos misterios rodeaban los accidente y se le ocurrió que con algún tipo de artilugio grabando algunos datos sería más fácil resolver los accidentes.

La primera cuestión que se nos viene a la cabeza es el por qué de llevar una caja negra. A esto tenemos una respuesta rápida, y es en efecto la funcionalidad básica de una caja negra. En caso de accidente, la caja negra ayudará a esclarecer las causas del accidente, así como posibles soluciones a los problemas destapados por los datos que nos indique. ¿Cómo puede ayudarnos a conocer las causas de un siniestro? La caja negra registrará todos los datos del vuelo, así como funcionamiento y anomalías de los sistemas principales del avión y las grabaciones en cabina de los pilotos y ocupantes en ese momento (pues más de un accidente ha sido causado por alguna otra persona en cabina haciendo lo que no debía). Para todo ello, el sistema está compuesto por una CVR (Cabin Voice Recorder) encargada de grabar las voces y de la FDR (Flight Data Recorder) encargada de recopilar la información que crearán la llamada caja negra.

FDR fuente: NTSB

La FDR funciona registrando entre 18 a más de 1000 parámetros de vuelo, dependiendo del avión. Estos son tales como velocidad, rumbo, altitud, parámetros del motor, estado del tren de aterrizaje, sistema hidráulico,…Para ello emplea un sistema eléctrico que consta de un sistema de plaquetas que detecta automáticamente la configuración de avión y procesan las señales que le llegan de los distintos sensores. La grabación de todo esto se hace de forma digital siguiendo la normativa ARINC para luego poder ser procesado por ordenador. Esta se almacena en una cinta de 118 metros de largo que mediante un motor de poleas graba en ambos sentidos. La FDR imprime la información en la cinta, que gracias al motor va avanzando y retrocediendo; así comprueba la exactitud de los datos grabados. Cuando llega al final, invierte el sentido y sobreescribe la cinta empezando de nuevo por el principio como si de un cassette se tratase. En total, debe poder almacenar 25 horas seguidas de datos de vuelo. 

Ahora, no obstante, en lugar de utilizar una cinta física, utilizan circuitos integrados y chips electrónicos dónde se almacena esta información y que son llamados de estado sólido. 

CVR fuente: NTSB

La CVR como hemos comentado antes, registra las conversaciones de los pilotos, así como el sonido ambiente de la cabina y las comunicaciones que se hacen a través de los micrófonos del avión. El ruido ambiente se capta mediante un micrófono situado normalmente en el panel superior (overhead) y entre ambos pilotos. Así pues se pueden captar las conversas entre pilotos, el ruido de los motors, warnings que pueda dar el avión, así como otros ruidos como la extensión o retracción del tren de aterrizaje y otros clicks y pops que se puedan dar en cabina. Tan importante es esta información que las grabaciones de la CVR no pueden ser borradas a no ser que el avión esté en tierra, motores apagados y con el freno de estacionamiento puesto. Para grabarlo se utiliza una cinta magnetofónica que graba los 30 últimos minutos de conversación sin interrupción. Lo logra dado que la cinta pasa por tres cabecales: el de borrado para poder sobreescribir los datos, el de grabado y el de reproducción. 

Actualmente, los aviones ya no poseen de una cinta magnetofónica y en su lugar utilizan una memória flash (parecida a la de nuestro pen drive) y que registran 2 horas de grabación en cabina. 

Las características de la caja negra están especificadas en el Anexo 6 de ICAO y cuyos requisitos mínimos dictados por la FAA los podéis encontrar aquí. Se sitúan en la parte posterior del avión (aquí la podemos ver en un 747), por ser según estadísticas, la parte menos dañada estructuralmente en accidentes aéreos. Fabricadas comúnmente de Titanio y recubiertas de un aislante especial, las características más importantes son que puede aguantar un impacto durante 6,5 milisegundos de 3600Gs (36000 veces la fuerza de la gravedad, que para que te hagas una idea, es sentir 3600 veces el peso de tu cuerpo [en la tierra]  impactando sobre ti). Aguanta 2600kg sobre suyo,  debe permanecer inerte durante 30 minutos temperaturas de 1100º y que pueden sumergirse hasta 6000 metros de profundidad bajo el agua, aguantando grandes presiones, sin sufrir ningún tipo de daño durante 36 horas. Además todas ellas llevan un localizador de emeregencia que trabaja a 37,5 KHz para su rápida localización y con una batería de 6 años de vida útil.

En un futuro, y según como recomienda la NTSB, se añadirán en las cabina cámaras que guardarán las imágenes para un uso parecido a las CVR y así tener otro punto de vista. Así mismo, se recomendará a las avionetas ligeras que no están obligadas a llevar Caja Negra (como el accidente ocurrido hace poco de una Pilatus)  a instalar un sistema de grabación de imágenes de cabina que monitoricen los instrumentos de navegación, así como los pilotos, sus voces, ruidos en cabina,… para intentar dar luz a estos accidentes. Este sistema costaría 8000$ y tendría un aspecto similar a las actuales CVR y FDR

En el caso de la familia Airbus A320, estos van equipados un una DFDR (Digital Flight Data Recorder) y una CVR digitalizadas. El panel de test y activación de la CVR se sitúan en el Overhead del avión como podemos observar en la foto inferior. Algunos detalles de su uso son que mientras que el avión está parado debemos apretar el botón de GND CTRL para que funcione correctamente y evitar que nos de un error en la ECAM del avión. Una vez le damos se enciende de color azul el botón de ON. Encendido uno de los motores, se colocará en estado AUTO y registrará todo las conversas de los pilotos hasta 5 minutos después que se apaguen los motores. También podemos observar el boton de borrado de la memória y el de test. 

Además, mediante el botón DFDR EVENT situado en la parte inferior derecha del pedestal se puede dejar constancia en la caja negra de un evento significativo. Así como el AIDS PRINT también relaciona los datos de la caja negra y se imprimen en la impresosa del avión para que los equipos de mantenimiento tengan una mayor información a la hora de hacer revisiones a los aviones y poder hacer actuaciones puntuales para corregir ciertos desvios de los parámetros normales del avión.

Autor: Wanthuyr Filho

PD: Como me pediste Carlos, espero que te des por satisfecho jeje

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Y para finalizar la saga de radares, tomamos el testimonio al post anterior para continuar con la Clasificación de Radares

Radar Secundario – SSR (Secondary Surveillance Radar)

Los radares de vigilancia secundarios son aquellos que necesitan la “colaboración” del blanco para poder detectarlo. Por ejemplo, en los radares destinados al control de tráfico aéreo, los primarios serían aquellos que pueden detectar la posición del avión sin ayuda del propio avión. Sin embargo, los secundarios necesitan obligatoriamente que la aeronave responda a la “pregunta” que emite el radar.

En el gráfico anterior podemos ver que, en el PSR, el radar emite una señal y esta rebota con la aeronave, regresando así al radar y procesando la señal para saber su posición. Aquí, el avión no ha emitido por si solo ninguna señal, lo ha hecho todo el radar. El SSR, sin embargo, emite una señal y el avión recibe esa señal, la detecta, la procesa, y es entonces el propio avión el que emite una señal nueva en forma de respuesta a la señal recibida, enviando la información que el radar le ha pedido (y que antes la ha calculado el propio avión por sus propios métodos). Suele emitir la señal de la altura a la que está, la velocidad, el código de identificación de la aeronave, etc.

Los radares SSR funcionan de la siguiente forma:

1.    La estación del radar modula los pulsos a la frecuencia de trabajo y los emite.

2.    El receptor de la aeronave amplifica la señal y la demodula.

3.    El descodificador extrae la información y prepara el codificador para enviar una respuesta según la información recibida.

4.    El codificador codifica la respuesta y el transmisor de la aeronave lo envía a la frecuencia de respuesta.

5.    El receptor en tierra amplifica la señal recibida, la demodula y elimina las interferencias.

6.    El descodificador, finalmente, procesa la información y la muestra en el indicador.

Los radares SSR y PSR tienen ciertas ventajas y desventajas el uno sobre el otro. La siguiente tabla muestra las diferencias principales entre uno y otro:

Primary Surveillance Radar	Secondary Surveillance Radar
Detectan todos los blancos del cielo.	Solo detectan los blancos cooperativos.
Detectan los clutters (objetos inmóviles como edificios y montañas)	No detectan los clutters.
Potencia transmitida muy elevada	Potencia transmitida limitada
Receptor muy sensible (microwave amplifier)	No necesita un receptor muy sensible
Seguimiento de blancos complicado	Es capaz de realizar un número mayor de seguimientos.
No puede conocer la altura del avión.	Conoce la altura del avión.
No puede conocer la identidad del avión.	Conoce la identidad del avión.

Generalmente se utiliza una combinación de ambos radares y se muestran los resultados en una misma pantalla. Los radares secundarios tienen también un problema añadido, y es que es necesaria dos transmisiones y dos recepciones con éxito, con lo que la probabilidad de error es mayor, pero también esas transmisiones requieren mucha menos potencia, ya que hacen un trayecto más corto.

No se puede decir que tipo de radar es mejor, ya que ambos son complementarios y en la actualidad se utiliza una combinación de ambos para las diferentes tareas de control aéreo. Además, se está intentando sustituir estos tipos de sistemas de control por otros más modernos y complejos, y mucho más precisos, como son el GPS, el sistema Galileo, etc.

Frecuencia de trabajo de los radares.

Los radares se usas actualmente para infinidad de cosas, y no todo son aviones en su uso. Gracias a ellos sabemos cuando se acercan chubascos, la topografía del terreno, etc… Para todos esos usos, hay una frecuencia de trabajo en que el radar trabaja mejor para cada situación, y como todo en este mundo, nosotros muy listos le hemos puesto nombre a cada uno de esos radares para diferenciarlos rapidamente y saber su frecuencia de trabajo y utilidad principal. Ahí van los existentes actualmente:

• HF: 3 – 30MHz, 10 -100m. Son los que se utilizan para la vigilancia costera, OTH (over-the-horizon).
• P: < 300MHz, 1m.
• VHF: 50 – 330MHz, 0.9 – 6m. Very High Frecuency, tiene un muy largo alcance y puede penetrar en el terreno
• UHF: 300 – 1000MHz, 0.3 – 1m. Ultra High Frecuency, tiene un muy largo alcance, penetra en el terreno y la vegetación.
• L: 1 – 2GHz, 15 – 30cm. Alcance largo, se utiliza para el control del tráfico aéreo.
• S: 2 – 4GHz, 7.4 – 15cm. Largo alcance para las condiciones meteorológicas, radar marino. También se utiliza para control aéreo entre terminales.
• C: 4 – 8GHz, 3.75 – 7.5cm. Seguimiento a muy largas distancias, radar meteorológico. También se utiliza en los transpondedores de los satélites.
• X: 8 – 12 GHz, 2.5 – 3.75 cm. Se utiliza para guía de misiles, para radares marinos y meteorológicos. Se llama X porque esta frecuencia fue secreta durante la 2ª Guerra Mundial.
• Ku: 12 – 18 GHz, 1.67 – 2.5cm. Se utiliza para cartografía de alta resolución, y como altímetro para los satélites.
• K: 18 – 27GHz, 1.11 – 1.67cm. Se utiliza en meteorología para detectar nubes, ya que la absorbe el vapor de agua. También lo utiliza la policía para comprobar la velocidad de los vehículos.
  
• Ka: 27 – 40GHz, 0.75 – 1.11cm. Corto alcance, se utilizan para cartografía de alta resolución, para vigilancia en aeropuertos y para fotografiar las matriculas de los coches que se saltan los semáforos.
  
• Q: 40 – 60 GHz, 7.5 – 5mm. Comunicaciones Militares.
  
• V: 50 – 75GHz, 6 – 4mm. Banda absorbida por la atmósfera.
  
• W: 75 – 110GHz, 2.7 – 4mm. Se utiliza para meteorología de alta resolución y tratamiento de imágenes.

Acabamos los Radares, pero si os interesa aún más el tema, os recomendamos el siguiente libro:
Merril I. Skolnik, Introduction to Radar Systems. Third Edition, 2001

Un saludo para Víctor, que sin él, estos 3 post sobre radares serían mucho menos que nada. Gracias por enésima vez jeje

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