abr
15
2012

Los rayos y sus efectos en el avion

1. Definición de rayo y relámpago.

Tanto los rayos como los relámpagos son fenómenos meteorológicos consistentes en descargas eléctricas engendradas en el interior de un condensador natural que se propagan a través de un dieléctrico como es el aire. Según el origen y el destino de estas descargas en la atmósfera terrestre pueden clasificarse en:

  • Descarga entre nube y tierra,
  • descargas dentro de una misma nube,
  • descargas entre una nube y otra nube,
  • descargas entre una nube y la ionosfera.

Obviamente las primeras son las que suelen causar un daño mas frecuente por lo que suponen una situación de riesgo. Son las únicas situaciones en las que se podría hablar propiamente de rayo, ya que los otros tres casos son los que se conocen y denominan como relámpagos.

Fig.: 01. Rayo y relámpago
2. Peligrosidad.

Una descarga eléctrica originada por una tormenta puede viajar hasta 30kms de distancia desde su origen (menos de 1,5kms para los rayos y hasta 30kms en el caso de los relámpagos), a una temperatura de entre 25.000ºC y 30.000ºC, una tensión de 100 a 150 millones de voltios, una intensidad de 20.000 amperios y una velocidad de 140.000km/s.

 

 

3. Efectos de los rayos en las aeronaves.

Los pilotos deben evitar que sus vuelos crucen una tormenta, pero incluso si lo hicieran y un rayo impactara en la aeronave, el aparato está preparado para resistir y seguir volando, de hecho, es una de las pruebas a las que los modelos son sometidos por normativa.

Cortocircuito a bordo

El mayor problema que puede causar un rayo es que afecte al sistema eléctrico. Un cortocircuito puede producir un fallo en el sistema de navegación, con lo que el piloto tendría que coger los mandos del avión en manual. Debe orientarse y tener muy claro donde está la superficie, cosa que en condiciones de tormenta es complicado.

El procedimiento: Evitar las tormentas

El procedimiento es evitar las tormentas si los pilotos se encuentran con una. Para rastrearlas, los aviones comerciales van equipados con un radar meteorológico.

Fig.: 02. Radar meteorológico

4. Rayos y aviones.

Los aviones están construidos previendo que pueden ser alcanzados por un rayo, de hecho, es un fenómeno relativamente habitual.

Efecto de jaula de Faraday

La explicación de por qué no pasa nada dentro del avión es que su cuerpo metálico actua como lo que se llama “jaula de Faraday”. La idea es una caja metálica que cuando se somete a un campo eléctrico (o electromagnético), como es el caso de los rayos, las cargas del metal se reorganizan de tal manera que el campo eléctrico dentro de la caja es cero.

Fig.: 03. Jaula de Faraday

También es cierto lo contrario; es decir, que si hay un campo eléctrico en el interior de la jaula, no sale al exterior. La jaula de Faraday aísla los campos eléctricos (y los electromagnéticos; que llevan una parte eléctrica) del interior y del exterior. Esta es la razón por la que los aviones son bastante inmunes a los rayos. Su propio fuselaje actúa como jaula de Faraday.

Ahora bien, los aviones no son una caja de metal continuo. Tienen ventanas y por ellas puede entrar parte de la radiación electromagnética. Por eso, en unos pocos casos, después de un rayo; los equipos han sufrido algún daño. No suelen ser averías generalizadas, sino puntuales que afectan a pocos equipos. Y recordemos que en los aviones comerciales, los equipos electrónicos vitales están duplicados o triplicados.

6. Protección contra el rayo en fuselajes de material compuesto.

Los componentes estructurales de material compuesto que se emplean en los aviones actuales están sujetos a las descargas  eléctricas que producen los rayos. La experiencia indica que las colisiones que se producen en los rayos, pueden causar daños estructurales importantes en componentes de material compuesto si  están desprotegidos. En este caso, la energía producida por la colisión no se conduce de un modo eficiente a través de su compuesto, dada su conductividad  eléctrica y térmica menor que las correspondientes metálicas.

La técnica básica para prevenir  reducir al mínimo los daños que puede sufrir el material compuesto se basa en conducir eléctricamente la corriente de descarga o aislar la aeronave, en lo posible, de los fenómenos de la misma. Así, entre los puntos de anclaje y salida del rayo de la aeronave, se dispone de una banda magnética conductora, capaz de transferir y descargar en la atmósfera los picos de corriente y energía.

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