¿Cómo puede congelarse un tubo de Pitot cuando se calienta?

El Capitán Bill Palmer, en su libro " Underning Air France 447 " tiene una sección dedicada a responder esa misma pregunta en lo que respecta al AF447. Aunque no hay forma de saberlo con certeza, plantea algunas posibilidades.

Cita a un comentarista en un sitio web:

Un comentarista del artículo AF447 del sitio web de Weather Graphics proporcionó esta interesante observación: “Soy un especialista en formación de hielo en aeronaves y quería señalar un factor que no se ha discutido mucho… altas concentraciones de cristales de hielo. He visto datos de pruebas de vuelo de reducciones de energía debido al vuelo en entornos con muchos cristales de hielo... En nuestro caso, los cristales se acumularon dentro de los sensores de temperatura del aire Ram Air aspirados y calentados, formando una aguanieve de 0 ° C..."

Señala que justo antes de que los tubos del piloto se obstruyeran, el CVR podía escuchar el sonido de los cristales de hielo golpeando el parabrisas.

Los cristales de hielo rebotan en el exterior de un avión y no provocan una acumulación de hielo visible, pero pueden entrar en las entradas de la sonda. Cuando existen condiciones climáticas muy específicas en combinación con ciertas combinaciones de altitud, temperatura y Mach, la concentración de cristales de hielo que ingresan a una sonda puede exceder su capacidad para derretirse y evacuar la humedad a través de sus orificios de drenaje. El resultado es que los cristales de hielo forman una barrera física dentro de la sonda que interrumpe la medición de la presión total.

El tipo particular de hielo que pudo haber sido el responsable fue una sustancia llamada graupel .

Graupel se forma cuando pequeñas gotas de agua sobreenfriada se adhieren a los cristales de nieve hasta el punto de engullir el cristal de nieve.

Graupel. Foto de Wikimedia commons

El capitán Palmer señala los factores que hacen de Graupel un posible sospechoso:

• Sin formación de hielo en la estructura del avión. La teoría del agua sobreenfriada se descarta por el hecho de que los detectores de formación de hielo del A330 no se activaron.
• Graupel tiene partículas lo suficientemente grandes como para ser audibles en la grabadora de voz. Se necesita una partícula con suficiente masa e inercia (una densidad determinada) para golpear el fuselaje con un sonido, en lugar de fluir a su alrededor con el viento relativo, como la nieve.
• Graupel tiene suficiente masa para abrumar temporalmente al anticongelante de pitot cuando las concentraciones son lo suficientemente altas. Los tubos de Pitot están calientes. Pero incluso si pones una bola de nieve en una sartén caliente, no se derrite instantáneamente. Si hay suficiente masa en el bloqueo, y en combinación con nuevas partículas que se agregan al bloqueo a medida que se derriten las primeras, puede exceder la capacidad de los tubos Pitot para derretir la obstrucción tan rápido como se introduce. Graupel tiene una densidad significativamente mayor que la nieve.
• Graupel tiene suficientes propiedades de bloqueo para evitar la transmisión eficiente de la presión dinámica dentro del tubo de Pitot. Por ejemplo, el agua puede fluir y transmitir presión dentro del tubo de Pitot, aunque también puede alterar las lecturas estáticas de Pitot, un bloqueo físico no fluido podría proteger el puerto de detección de presión.
• La probable presencia de nieve o forma similar, como lo demuestra el incendio de St. Elmo discutido por la tripulación. El informe del accidente indicó que el sonido de los cristales de hielo que golpean la aeronave se puede escuchar unos 20 segundos antes de que se pierda la velocidad y se desconecte el piloto automático.

Debe tenerse en cuenta que la causa exacta de los problemas de formación de hielo en el A330 nunca se identificó por completo, pero era específica de la marca particular de tubos Pitot instalados originalmente. Airbus estaba en proceso de reemplazarlos todos con tubos piloto de un fabricante diferente.

Para responder a sus preguntas en orden:

1) Los tubos de Pitot están certificados para resistir la formación de hielo en circunstancias particulares: dentro de un rango de temperatura, cantidad de precipitación, altitud, etc. determinados. Si se operan fuera de esos rangos, es posible que los sistemas de calefacción no sean efectivos. En el caso del AF447, también era importante que experimentaran la formación de hielo de cristal de hielo y no la formación de hielo de agua sobreenfriada: los dos responden al calentamiento de Pitot de manera diferente y no se pueden usar los mismos requisitos de certificación para ambos.

2) Los sistemas automatizados aún no son perfectos para detectar condiciones de formación de hielo. No desea un sistema en el que el pitot esté siempre encendido, sin posibilidad de apagarlo, por razones de seguridad y no desea un sistema automático porque podría fallar al detectar condiciones de formación de hielo y, por lo tanto, no activar el calor. Dicho esto, en mi experiencia, es muy raro tener el pitot apagado: en realidad no tiene mucho sentido. La tripulación debe tener la disciplina para encenderlo al comienzo del vuelo, pero después de eso, un sistema automático no es útil si se supone que la calefacción debe permanecer encendida de todos modos.