Vuelo sobre montañas (I)

vuelo-montanas-3Texto: José Luis Losada Moro
Imágenes: Autor, salvo indicado

A pesar de que volar sobre las montañas sea una experiencia realmente bonita fundamentalmente por lo pintoresco del paisaje, también hay que tener muy en cuenta que las condiciones de vuelo son totalmente distintas a cualquier otro entorno. El motor sólo desarrolla una fracción de la potencia disponible a nivel de mar cuando volamos a grandes altitudes y por otro lado, al ser el aire menos denso, la velocidad aerodinámica debe ser mayor para conseguir la sustentación necesaria. Nosotros también podemos sufrir los efectos fisiológicos de volar en condiciones de poco oxígeno y la meteorología en estas zonas frecuentemente supera las limitaciones de la mayoría de los aviones ligeros que existen. 

Un poco de estadística

En 1989, Susan Baker, una Doctora especializada en investigación científica, y Margaret Lamb, Piloto y especialista en meteorología, se embarcaron en un estudio sobre los accidentes ocurridos en Aspen, Colorado, EEUU entre 1964 y 1987. En total, obtuvieron datos de 232 accidentes en un radio de 50 millas alrededor de Aspen, con un resultado de 202 muertes y 69 heridos graves, lo que es un número realmente alto, especialmente comparado con la media del país.

De acuerdo con la NTSB (National Transportation Safety Board, EEUU) el índice de siniestralidad en los estados montañosos de EEUU es aproximadamente el doble en comparación con la estadística global del país.

El estudio finalizó con la conclusión de que un vuelo sobre zonas montañosas tiene un 40% más de posibilidades de sufrir un accidente que sobre cualquier otra zona.

vuelo-montanas-6¿Por qué es el riesgo mayor?

De acuerdo con el Departamento de Transporte de Colorado, un gran número de accidentes en Colorado (26%) tienen un factor común; la pérdida de control en vuelo, factor que no es muy frecuente en otras zonas. Pero si añadimos dos ingredientes básicos, el primero unas condiciones meteorológicas normalmente más extremas e impredecibles que en terrenos llanos y segundo, el efecto de una alta altitud de densidad en las performances del avión es fácil entender como un piloto que no tenga un entrenamiento específico ni un conocimiento amplio de los factores meteorológicos en estas zonas, esté en muchas ocasiones avocado al desastre.

Efectos de la altitud

PA28-161 y C172, dos de los monomotores ligeros más vendidos y populares de la historia.

PA28-161 y C172, dos de los monomotores ligeros más vendidos y populares de la historia.

Algo a tener muy en cuenta a la hora de volar sobre terreno montañoso es el techo de servicio de nuestro avión, es decir aquella altitud a la que no podremos superar un régimen de ascenso superior a 100 pies por minuto, que en términos prácticos es básicamente la mayor altitud que podremos alcanzar. La mayoría de aviones ligeros que encontramos en las escuelas de vuelo tienen un techo de servicio de unos 10.000 a 13.000 pies (P28A, C172, TOBA, etc…), elevaciones que podemos encontrar en la Península Ibérica y Europa con facilidad.

Como ya hemos visto en algún capítulo anterior, lo motores de pistón generan empuje a base de quemar aire y combustible en los cilindros. Para que la mezcla sea eficiente, hacen falta 15 partes de aire por 1 de combustible (en masa). Como podemos observar, necesitamos una gran cantidad de aire. Al ascender a grandes altitudes, la densidad y presión del aire disminuye considerablemente y por tanto para mantener el motor funcionando de manera eficiente deberemos reducir la cantidad de combustible que entra el motor con el mando de mezcla, con el resultado de una pérdida de potencia.

Como regla general, podríamos decir que un motor de pistón no turboalimentado pierde más de un 3% de potencia por cada 1000 pies de altitud. Los motores instalados en la mayoría de nuestros aviones, hasta los 5000 pies mantienen unas performances decentes (todavía son capaces de proporcionar el 80-85% de su potencia máxima), pero a partir de ahí la pérdida de potencia es mucho más significativa y una vez alcanzados los 10.000 – 12.000 pies, el motor desarrollará alrededor de un 60% de la potencia máxima, por lo que tendremos la sensación de llevar un motor de cortacésped enganchado a la hélice mas que un motor de avión.

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Tabla de Koch para el cálculo de la Altitud de Densidad-, o la siguiente fórmula podemos calcular la altitud de densidad: Altitud de Densidad = Altitud de Presión + [120 x (OAT – ISA Temp)]

La altitud es algo constante, ya que es en términos absolutos la distancia vertical sobre el nivel medio del mar, pero la temperatura, presión y humedad fundamentalmente varían constantemente y pueden cambiar sustancialmente las características de la atmósfera y lo que conocemos como Altitud de Densidad. No es lo mismo volar a 5000 pies un día frío, con altas presiones y baja humedad que con altas temperaturas, baja presión y alta humedad. El segundo caso sería equivalente a volar, en condiciones de atmósfera estándar, a una altitud mucho mayor y por tanto peores actuaciones del avión y menor potencia disponible, mientras que en el primer caso el avión se beneficiaría de volar en unas condiciones equivalentes a un nivel inferior. Mediante la tabla te Koch.

La gestión de la mezcla es también un factor extremadamente importante en el vuelo a grandes altitudes. Normalmente, por debajo de 3000 pies volamos siempre con la mezcla rica, pero a altitudes superiores esta técnica no funcionaría, nos encontraríamos con un exceso de combustible en los cilindros que en el mejor de los casos sería desperdiciado, pero al cabo de una horas terminaría empastando las bujías, haciéndonos perder todavía más potencia y además corriendo el riesgo de que si necesitásemos aplicar potencia máxima rápidamente, por ejemplo en un motor y al aire, podríamos ahogar completamente el motor y terminar en una situación de emergencia. Recordemos que a altitudes cercanas a los 10.000 pies ya de por sí habremos perdido prácticamente el 40% de la potencia disponible del motor, si además volamos con la mezcla demasiado rica podremos perder un tercio adicional, lo que nos dejaría tan sólo con un 40% de la potencia disponible a nivel medio de mar.

vuelo-montanas-7La refrigeración del motor volando a gran altitud, a pesar de que pueda resultar contradictorio, es bastante peor que cerca del nivel del mar, ya que son las moléculas de aire las que extraen el calor del motor. En motores atmosféricos esto no es un gran problema ya que al perder potencia también genera menos calor, pero si tuviésemos que mantener un ascenso prolongado a potencia máxima, la temperatura podría aumentar peligrosamente.

La altitud también afecta a las características aerodinámicas del avión. Para poder generar la misma sustentación, un avión a 12.000 pies debería volar un 20% más rápido que a nivel de mar, aunque la velocidad indicada en el anemómetro no varíe (ya estudiaremos el por qué en otro artículo). Un error común que muchos pilotos cometen es aumentar la velocidad indicada (IAS) de aproximación cuando operan en aeródromos a gran altitud, lo cual es erróneo, ya que la velocidad verdadera (TAS) será mayor de por sí.

Presión alveolar en el pulmón en función de la altitud. Fuente: Dr. Luis A. Amezcua González

Presión alveolar en el pulmón en función de la altitud. Fuente: Dr. Luis A. Amezcua González

Otro efecto importante de la altitud que a veces pasamos por alto es el causado en nosotros mismos. A pesar de que hay suficiente oxígeno para el funcionamiento de nuestro organismo a las altitudes máximas que un avión ligero puede alcanzar, no existe suficiente presión atmosférica como para que el oxígeno pueda pasar a los pulmones a través de los alveolos y de ahí al flujo sanguíneo, donde se une a la hemoglobina. A este efecto de falta de oxígeno en el organismo por volar a grandes altitudes se le conoce como hipoxia, en concreto hipoxia hipóxica y algunos de los síntomas típicos son: pérdida de visión nocturna, ansiedad, dolor de cabeza, nauseas, fatiga, falta de rapidez mental, visión  en túnel, confusión, euforia y en la fase final inconsciencia y posible muerte. El mejor consejo sería siempre el de no volar a altitudes donde sufriremos de hipoxia, pero factores como el tabaquismo, nivel de adaptación, hidratación, fatiga, etc… pueden hacer variar nuestro umbral de resistencia. Por poner un ejemplo, un fumador acostumbrado a vivir a nivel de mar, empezaría a sentir algunos de los anteriores síntomas a altitudes de tan sólo 3000 pies.

Otro factor importante en el vuelo sobre montañas a gran altitud es el de las bajas temperaturas. Por un lado, el aire frío es más denso y por tanto reducirá la altitud de densidad y aumentará la potencia de nuestro motor. El aire denso es por definición más estable y por tanto sufriremos de menos turbulencia en vuelo, pero no todo es positivo. Si hay humedad en el ambiente y la temperatura se sitúa entre los -6ºC y los 26ºC se puede formar hielo en el carburador con potencia de crucero. Otro problema importante con temperaturas por debajo del punto de congelación y alta humedad es el de la formación de hielo en el fuselaje. Si cruzamos nubes o existe precipitación a esas temperaturas, cargaremos hielo por seguro y recordemos que prácticamente ningún avión ligero tiene sistemas antihielo realmente efectivos para volar prolongadamente en condiciones de engelamiento, de hecho la mayoría ni si quiera viene dotado de sistemas antihielo o deshielo.

Detector portátil de CO2.

Detector portátil de CO2.

Por otro lado, algo que a veces no se nos pasa por la cabeza al volar a muy bajas temperaturas es el riesgo de hipotermia. El sistema de calefacción del avión cuando las temperaturas son tan bajas, probablemente no sea capaz de mantener una temperatura ideal en la cabina, por lo que es importante llevar la equipación adecuada. Si vamos a usar la calefacción por largos periodos de tiempo, no está de más comprobar que no existen fisuras en los tubos de escape del motor, ya que el aire en algunos modelos se calienta haciéndolo pasar alrededor de los tubos de escape y una fisura ocasionaría la entrada de monóxido de carbono, altamente tóxico y peligrosamente inodoro. Existen el el mercado detectores de monóxido de carbono por muy poco dinero que se pueden pegar en el panel de instrumentos y salvarnos de un susto importante.

Otra cosa que tampoco se suele tomar en cuenta es el llevar ropa y accesorios por si nos viésemos forzados a aterrizar de emergencia en las montañas. Ha ocurrido muchas veces, sobre todo en invierno, que después de un aterrizaje de emergencia en el que todos los ocupantes salen ilesos, pocas horas después fallecen por hipotermia. Es crucial llevar ropa adecuada, además de al menos un saco de dormir, cerillas o cualquier otro utensilio para crear fuego y suficiente comida para pasar al menos la noche.

Meteorología de montaña

Si en algún sitio podemos afirmar que la meteorología no es un fenómeno predecible y constante es particularmente en las montañas, donde todo puede cambiar en cuestión de minutos.

Es imprescindible analizar con detalle los informes meteorológicos disponibles antes de iniciar el vuelo y en caso de duda, cancelar el viaje o buscar una ruta alternativa.

A continuación detallaremos algunos factores muy a tener en cuenta a la hora de volar entre montañas.

Cimas de las montañas ocultas por las nubes.

Cimas de las montañas ocultas por las nubes.

Una de las causas más frecuentes de accidente es la debida a las nubes cubriendo las cimas de las montañas ya que a veces el piloto en condiciones de poca visibilidad intenta mantenerse por debajo de las nubes, sin darse cuenta que enfrente el terreno cada vez es más elevado.

Otro factor importante es el efecto embudo que a veces ocurre en los valles, haciendo cambiar drásticamente la velocidad y dirección del viento. Un típico ejemplo de esto es el viento de tramontana.

Efectos de la Onda de Montaña.

Efectos de la Onda de Montaña.

El viento soplando sobre un sistema montañoso también puede crear perturbaciones a gran escala en la atmósfera, como las ondas de montaña. Las montañas hacen que el viento forme ondas, como si fuesen olas en el mar, que en algunos casos originan fuertes corrientes ascendientes y descendientes muy peligrosas para nosotros. Las condiciones más favorables para la formación de ondas de montaña son vientos de 15 nudos o más soplando perpendicularmente a la formación montañosa y estabilidad atmosférica. A veces se originan nubes en forma lenticular en este tipo de fenómeno, que suelen permanecer estacionarias en la cresta de cada onda. A sotavento de las montañas en las condiciones descritas anteriormente, se suele formar una nube rotor de características muy turbulentas que puede llegar fácilmente a destruir un avión ligero.

Daños en el morro de un avión comercial por granizo.

Daños en el morro de un avión comercial por granizo.

Como regla general para evitar la onda de montaña, deberíamos intentar volar a una altura por encima de las montañas igual a la elevación de las montañas  sobre el terreno, aunque a veces esto sea complicado ya que implicaría altitudes excesivas tanto para nuestro avión como para nosotros mismos, así que si sospechamos de que puede haber onda de montaña, lo mejor será dejar el vuelo para otro día.

Otro de los fenómenos más peligrosos en alta montaña son las tormentas. Las tormentas creadas por acción orográfica son particularmente violentas, aderezadas además con el peligro de engelamiento, vientos fuertes en terreno montañoso, base de las nubes cerca del terreno, etc…

En la siguiente entrega analizaremos diferentes estrategias para evitar fenómenos meteorológicos peligrosos en el vuelo sobre sobre zonas montañosas.

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