1 de marzo de 2021
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Orlando Cadavid Correa
Evelio Giraldo Ospina

¿Un rayo puede derribar una aeronave?

12 de septiembre de 2010
12 de septiembre de 2010

Los rayos, en apariencia el factor que desencadenó el accidente de un avión al aterrizar en la isla de San Andrés (Colombia) el pasado 16 de agosto, constituyen un riesgo permanente para las aeronaves. El país, por su ubicación en la zona intertropical, presenta una de las más altas actividades de descargas eléctricas del mundo. Sin embargo, los avances en protección de las aeronaves contra dichos fenómenos físicos, así como las exigentes pruebas a que son sometidas durante su fabricación, el fuselaje y los sistemas hidráulicos, eléctricos y electrónicos que las componen, junto al conocimiento que hoy se tiene sobre los rayos, hacen que cada vez esta hipótesis sea más improbable.

Al caer un rayo sobre un avión se pueden generar dos efectos: directos e indirectos. Los primeros se refieren a los daños físicos causados por la descarga eléctrica mientras la aeronave está en el aire o en tierra. Estos incluyen astillado, encendido por combustible, la cisura del aislamiento eléctrico, etc. Los indirectos son ocasionados por los campos eléctricos o magnéticos que genera un rayo. Comprenden interferencia temporal y mal funcionamiento o daño permanente en los distintos circuitos electrónicos o eléctricos. Sin embargo, tras un estrépito a bordo del avión y el reinicio del sistema, todo vuelve a funcionar con normalidad.

Estadísticas de vuelos muestran que cada avión comercial es impactado por rayos una vez cada 3.000 horas y una vez por año. Así mismo, estudios realizados por la empresa Boeing han demostrado que los aviones de pasajeros son impactados por un rayo en promedio dos veces al año. Si bien el resplandor producido por el relámpago y el ruido del trueno es bastante sorprendente, tanto para los pasajeros como para la tripulación, las modernas aeronaves están en capacidad de resistir tales impactos. Por tanto, aquella hipótesis del accidente de un avión al aterrizar en la isla de San Andrés, ocurrido por el impacto de un rayo que lo partió en tres, resulta poco probable.

Registros de accidentes
Las mediciones de parámetros del rayo que hemos realizado en Colombia y las que han hecho colegas en otras latitudes demuestran que los rayos de polaridad positiva son de mayor energía que los de polaridad negativa. La polaridad depende de la dirección del flujo de la corriente entre una nube y la Tierra. Este parámetro, por ejemplo, fue el causante del accidente de un planeador en el año 1999. Desde la obtención de este resultado, se ha sugerido que los rayos positivos pueden haber causado, por ejemplo, el accidente de Pan Am, Vuelo 214 en 1963. En aquella época las aeronaves no estaban diseñadas para resistir los impactos de rayo.

En las últimas dos décadas las instituciones aeronáuticas tienen registrados accidentes que parecen haber sido ocasionados por un impacto de rayo:

• El 17 de septiembre de 1996 un avión biplaza Rutan–Long Ez se estrelló en la región de Hérault, en el sur de Francia, según la investigación oficial.
• El 22 de junio del 2000, un biturbohélice Yun–7 de la aerolínea china Wuhan Airlines chocó contra un barco, tras atravesar una violenta tormenta cerca de Wuhan (China), causando la muerte de los 42 pasajeros y siete personas que se encontraban en el navío.

Un cambio repentino de dirección del viento conocido en inglés como wind shear o fuerte turbulencia –que puede ser consecuencia de un rayo en el momento del aterrizaje– sí es capaz de provocar la caída brusca del avión. En general, cuando un rayo impacta una aeronave, este se propaga por su superficie externa, cuya estructura, en general, es un excelente conductor de electricidad (aluminio), debido al efecto de caja de Faraday. Este efecto puede observarse y probarse en el centro interactivo Maloka en la ciudad de Bogotá. El impacto de un rayo en una aeronave puede tener consecuencias mecánicas y llegar hasta perforar las uniones del aparato, aunque normalmente este puede continuar volando.

El uso de nuevos materiales compuestos basados en fibra de carbón y resina, cada vez más frecuente en la industria aeronáutica para reducir el peso de las aeronaves y su consumo de combustible, incrementa su vulnerabilidad, debido a que estas partes no metálicas tienen una menor capacidad de absorber el rayo.

La normalización de pruebas en los subsistemas de aeronaves es tan rigurosa actualmente, que pueden ser diseñados, construidos y probados en cualquier lugar del mundo. Hay un movimiento general hacia la sincronización de diferentes normas aplicables a la aviación y pruebas en las áreas civiles y militares. La principal norma aceptada internacionalmente, es la nueva edición de RTCA/DO160D de diciembre 3 de 2002, que se utiliza como base para la certificación de aeronavegabilidad.

Retos en la industria aeronáutica
El principal desafío de la industria aeronáutica mundial es fabricar aeronaves más ligeras con tecnologías que reduzcan el impacto ambiental. Esta es una tarea enorme porque muchos de los materiales compuestos con los que actualmente se fabrican no ofrecen el mismo nivel de protección que los productos de aluminio.

Existe un informe de la Federal Aviation Administration (FAA) de los Estados Unidos, que proporciona un medio cuantitativo para evaluar los beneficios operacionales asociados con las reducciones por impactos de rayos, gracias a los sistemas de alerta temprana. Este informe es de particular interés no solo para las aerolíneas, sino para el personal del aeropuerto responsable de la seguridad de la rampa de la aeronave.

Estos sistemas combinan la adquisición de datos de rayos provenientes de fuentes como molinos de campo eléctrico, desarrollados también por el Programa sobre Adquisición y Análisis de Señales (PAAS) de la Universidad Nacional de Colombia, que se encuentran en operación en varios sitios del país, así como otros datos meteorológicos para producir alarmas visuales y auditivas con respecto a la inminente llegada de tormentas eléctricas en sus alrededores.
 
Este sistema le informa al personal del aeropuerto y las aerolíneas el momento oportuno para despejar la rampa y otras áreas al aire libre de la pista aérea. El anuncio de regreso a condiciones normales de trabajo también se facilita con estos equipos.

*Profesor Titular Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Colombia