jueves, 24 de febrero de 2011

La cizalladura del viento


La expresión “cizalladura del viento a poca altura”, en el sentido más amplio, abarca una familia de movimientos del aire en las capas inferiores de la atmósfera, que varían desde remolinos y rafagosidad a pequeña escala, que pueden afectar a las aeronaves en la forma de turbulencia, hasta la circulación a gran escala de una capa de aire en relación con otra adyacente. Entre los fenómenos de gran diversidad que pueden producir estos movimientos atmosféricos se pueden citar las tormentas, las brisas de tierra o de mar, las corrientes en chorro a baja altura, las ondas orográficas y los sistemas frontales. Para comprender, en este contexto, el denominador común que enlaza fenómenos tan variados, es necesario explicar el significado de la expresión “cizalladura del viento”. La definición más corriente es la siguiente: cambio de la velocidad o de la dirección del viento en el espacio, incluso las corrientes ascendentes y las corrientes descendentes. Se sigue que cualquier fenómeno atmosférico o cualquier obstáculo material a la circulación del viento, que produzca un cambio en su velocidad o dirección, ocasiona cizalladura del viento.

La cizalladura del viento está siempre presente en la atmósfera y su presencia es frecuentemente visible para el observador. Constituyen ejemplos las capas de nubes a distintas alturas que circulan en diferentes direcciones; los penachos de humo “cizallados” y que evolucionan en distintas direcciones a diferentes alturas; los residuos en suspensión o las gotas de agua en rotación en los remolinos de polvo, relativamente inofensivos, y en las trombas marinas y los tornados, sumamente peligrosos; el frente de tempestades de polvo o de arena que se levantan como un muro y los árboles que se inclinan en todas direcciones en reacción a las bruscas ráfagas de una línea de turbonada. Todos estos efectos visibles son testimonio de la presencia universal de la cizalladura del viento y de los fenómenos que la causan en la atmósfera.

La importancia de la cizalladura del viento en la esfera de la aviación se justifica por sus efectos
en la actuación de las aeronaves, con las consecuencias negativas que ello puede tener para la seguridad de los vuelos. Si bien la cizalladura del viento puede hallarse en todos los niveles de la atmósfera, su presencia en la capa inferior [500 m (1 600 ft)] es el que reviste importancia especial para las aeronaves que aterrizan y despegan. Durante las fases de ascenso y de aproximación, la velocidad aerodinámica y la altura de las aeronaves se acercan a valores críticos, por lo que las aeronaves son especialmente vulnerables a los efectos negativos de la cizalladura del viento. Como se verá en los capítulos siguientes, la reacción de las aeronaves a la cizalladura del viento es sumamente compleja y depende de numerosos factores, entre ellos tipo de aeronave, fase de vuelo, escala en la que se produce la cizalladura del viento respecto a las dimensiones de la aeronave e intensidad y duración de la cizalladura del viento.

Una vez señalada a la atención la presencia generalizada de la cizalladura del viento en la atmósfera y los peligros que este fenómeno puede presentar para las aeronaves, cabe indicar, para mantener las cosas en su debida perspectiva, que si se tiene en cuenta el elevado número de despegues y aterrizajes en todo el mundo, son muy pocas las aeronaves que encuentran dificultades que causen un accidente y que la cizalladura del viento es un factor en una fracción de estos accidentes. No obstante, dado que la cizalladura del viento ha contribuido a accidentes de aviación, es motivo más que suficiente para que todos los que intervienen en las operaciones aeronáuticas comprendan las consecuencias impresionantes que la cizalladura del viento puede tener en la actuación de las aeronaves, especialmente durante las fases de aterrizaje y despegue.


EL VIENTO

La definición más simple del viento es “movimiento del aire respecto a la superficie de la tierra”.
El viento sopla libremente en un espacio tridimensional y, puesto que posee a la vez velocidad y dirección, debe considerarse como un vector que puede resolverse en tres componentes ortogonales. Respecto a la tierra, se trata de componentes de las direcciones norte/sur, este/oeste y hacia arriba/hacia abajo. Respecto a la trayectoria de vuelo de una aeronave, se trata de componentes de viento de frente/viento de cola (longitudinales) de componentes de viento de costado izquierda/derecha (laterales) y componentes de corrientes ascendentes/descendentes (verticales) (véase la Figura 2-1).




Salvo en casos especiales, la componente vertical del viento en la atmósfera suele ser pequeña
en relación con una o ambas componentes horizontales, particularmente en la proximidad del suelo, donde el viento es forzado a circular en el plano horizontal. Como, por lo general, suelen predominar las componentes horizontales, se supone que un viento horizontal sopla paralelamente a la superficie de la tierra, descuidando así la componente vertical. Los casos especiales en los que predomina la componente vertical del viento se deben a causas como nubes convectivas (especialmente tormentas), ondas orográficas y térmicas.

Dado que la aeronave, por la elección apropiada de pista, suele siempre aterrizar o despegar enfrentando al viento, la componente longitudinal de viento de frente/de cola tiene sistemáticamente la tendencia a predominar sobre la componente de viento de costado o componente lateral. Debido a ello, se insiste normalmente en los cambios de la componente de viento de frente/de cola (longitudinal), salvo en los casos especiales ya mencionados y en que predomina la componente vertical (corrientes ascendentes/descendentes). Además, al calcular la cizalladura del viento en el aeropuerto, debe tenerse en cuenta la orientación de las pistas, lo que significa resolver todos los vectores cizalladura respecto a los rumbos de la pista, proporcionando así cizalladura en forma de componentes viento de frente/viento de cola.



VARIACIÓN ESPACIAL DEL VIENTO

En la explicación de la cizalladura del viento en el Capítulo 1, los cambios de velocidad o dirección del viento se relacionan con cambios en el viento medio (o dominante) de un punto de referencia en el espacio a otro. Las fluctuaciones de corta duración del viento respecto a una dirección o velocidad media se suelen denominar “variaciones” respecto al viento dominante y tienen, al menos aisladamente, carácter temporal como remolinos; si bien estos últimos suponen una cizalladura del viento, por ser de una escala mucho más pequeña que una aeronave, tienen la tendencia a afectar a la aeronave en la forma de turbulencia o sacudidas. La escala a la cual se manifiesta la cizalladura del viento, en relación con las dimensiones generales de las aeronaves tiene, por consiguiente, importancia fundamental.

De lo expuesto resulta también que, aun cuando toda turbulencia lleva aparejada cizalladura del viento, aun a muy pequeña escala, las cizalladuras del viento, especialmente a gran escala, no van acompañadas forzosamente de turbulencia. La cizalladura del viento no es únicamente cierta forma de turbulencia en aire claro; además, la cizalladura del viento a una escala que afecte a la actuación de la aeronave no entraña necesariamente turbulencia.

Fuente: Manual sobre cizalladura del viento a poca altura

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