El cumulonimbus (criollamente nubes de tormenta) o llamado en aeronáutica “Charly Bravo”, es una de las nubes mas peligrosas para la aviación o cualquier actividad que realice cualquier ser vivo a la intemperie o dentro de una construcción que no contemple las condiciones mínimas de seguridad.
Puede ser comparada con una “fábrica” de fenómenos, en los cuales participan múltiples procesos termodinámicos a diferentes escalas espacio- temporales, desde la distribución de cargas eléctricas (responsable de la formación de un campo electro-magnético) afectando las comunicaciones; la creación de granizo que ha superado los 16 cm. en la caída a superficie (18 cm. el 22 de junio de 2003, Aurora, Nebraska; pudo haber alcanzado los 15 cm. el 11 de agosto de 2008, en el departamento del Florida, Uruguay, para citar algunos ejemplos solamente); fuertes corrientes de aire desde las zonas centrales del Cb, que han superado en superficie los 250 Km./h (los extremos de estas corrientes son llamadas “macro y micro descendentes”); tornados y altas tasas de precipitación con una intensidad de más 50 mm en dos horas (30 de octubre de 2009 en el aeropuerto de Carrasco; 14 de junio de 2003, Santander, España, 27 mm en 10 minutos).
Comúnmente se clasifican las tormentas de acuerdo a su génesis o distribución, aquí tomaremos en cuenta su distribución, por lo tanto, hablaremos de:
- células aisladas
- multicelular (sistemas convectivos a meso escala)
- supercélulas
- complejos convectivos a meso escala (criterio de identificación por Maddox).
Tengamos en cuenta que nunca vamos a encontrarnos con una sola célula de tormenta, ya que debido a procesos múltiples de corto período (evaporación, condensación, sublimación) la ocurrencia de corrientes de ascenso de aire es permanente, generalmente desde suelos fuertemente calentados por radiación directa. Por lo tanto, es mas común la forma multicelular.
Pero en este artículo quisiera referirme a un fenómeno altamente peligroso para la aviación y sobretodo en las maniobras de despegue y aterrizaje, y que además es casi invisible a cualquier forma de medición de viento en superficie, sino es usado en conjunto con información radar, me refiero a las downburst o corrientes descendentes especiales, también llamadas micro o macro descendentes.
Los primeros estudios de estas fuertes corrientes de viento descendentes se realizaron en los Estados Unidos de América, en el año 1975, por el Dr., Theodore Fujita de la Universidad de Chicago, y debido al accidente del vuelo EE66 el 24 de agosto de 1975 en el aeropuerto F. Kennedy con un saldo de 113 víctimas fatales.
Según un estudio de siniestralidad aérea realizado en España por la Universidad de Alicante en el año 2003, cerca del 10% de los accidentes aéreos es por causas meteorológicas a pesar de la disminución que ha tenido en estos últimos 30 años, hasta llegar a un 4% en la década del 90.
La cizalladura (wind shear) o las variaciones bruscas del viento en niveles bajos afectan notablemente a las maniobras de despegue y aterrizaje, debido a que pueden afectar las delicadas fuerzas que están presentes.
Recordemos algunos fundamentos básicos del vuelo, el avión vuela cuando está en equilibrio de fuerzas, el peso está compensado por la fuerza de sustentación que se produce en el ala y la resistencia ejercida por el aire se compensa con la fuerza de propulsión de los motores.
La pérdida de sustentación puede darse por varios factores, fundamentalmente por cuatro: pérdida de velocidad relativa avión- aire, aumento del ángulo de ataque hasta casos críticos, alteración de la forma del ala o fuselaje y por la variación de la densidad del aire.
Volviendo al estudio en España, los expertos han determinado que la cizalladura es la segunda causa de accidente aéreo, siendo la primera el engelamiento o formación de hielo sobre alas o fuselaje.
Estas fuertes variaciones de la dirección o intensidad del viento, pueden llegar a influir de forma importante en los grandes y pesados aviones a reacción de pasajeros como también lógicamente en aviones de pequeño tamaño, en el transcurso de las operaciones de aterrizaje y aproximación, como mencionamos anteriormente.
Cuál es el mecanismo de la cizalladura sobre el avión?
Si el viento varía muy lentamente tanto de módulo como de dirección, la velocidad del avión se irá adaptando a la fuerza de inercia, produciéndose un efecto de deriva; pero si el viento varía de forma brusca la velocidad del avión no puede ajustarse en el mismo tiempo, produciéndose una rápida variación transitoria en la velocidad relativa avión- aire afectando la sustentación.
En este último caso existen dos situaciones muy peligrosas:
racha aparente de cola: cuando el viento lo tiene de cara y aumenta bruscamente, se produce un aumento de la velocidad de cara con lo cual aumenta la sustentación de forma transitoria, elevándolo y dejándolo en una posición comprometida para la aproximación o despegue. También puede suceder esto con un viento de cola al momento que pierde fuerza bruscamente.
racha aparente de cola: el viento esta de cara y de repente disminuye su velocidad, por lo tanto una disminución de la velocidad de la cara, con la consiguiente pérdida de sustentación, cuando pasa esto el avión pierde altura de forma muy brusca y es muy peligroso al estar cerca del suelo.
Esta cizalladura puede alcanzar altos valores, tanto de módulo como de dirección en capas bajas (menores a 1000 metros), en el caso de las micro ráfagas el aire puede llegar a descender a velocidad superiores a los 6000 pies por minuto y al rebotar contra el suelo llegar a velocidades superiores a los 250km/h, en tan solo unos 2 a 3 Km. de distancia y tan solo 15 minutos de duración.
Puede definirse una microburst o micro ráfaga, como una descendente muy concentrada y pequeña pudiendo causar daños materiales, teniendo un diámetro que no supera los 4 Km. y llegando a alcanzar vientos que superan los 270km/h.
El microburst típico tiene una duración promedio de unos 15 minutos desde que es detectado hasta su desaparición; su divergencia en los primeros 7 minutos donde alcanza un máximo en la intensidad del viento; la descendencia se produce debajo de la base de la tormenta o muy cerca pudiendo llegar a tener un radio de descendencia en los primeros minutos después de que impacta contra el suelo de unos 500 mts.
En el instante cero la corriente descendente se ensancha y se acelera aunque no se detecta cizalladura en su interior y tampoco valores significativos de divergencia en superficie.
Solo tres minutos después aparecen gradientes de presión desde superficie hacia la vertical, lo que permite ensanchar más la corriente y desarrollar vorticidad en su borde inferior.
Al llegar a la superficie (instante 5) la corriente se esparce, este movimiento puede detectarse por medio de radar Doppler como cizalladura horizontal ya que todavía esta encima de la superficie a unos 500 metros de altura de la superficie y a menos de un minuto antes de que se pueda observar divergencia en los instrumentos de superficie (anemómetros de cabezera).
La máxima intensidad la alcanza a los 10 minutos de comenzar el fenómeno.
La expansión del microburst se denomina outflow alcanzando su máxima altura y aumentando rápidamente la cizalladura en superficie, produciéndose un rotor horizontal que comienza a alejarse del eje de la descendencia como también a aumentar de tamaño.
Continuara.......
Artículo redactado por Fernando Torena ( Tecnico meteorologo e investigador ).
