Aviones y rayos



Los rayos alcanzan los aviones por sus extremos (morro o ala), recorriendolos de punta a punta y posteriormente escapando por la cola de este.


Los aviones estan protejidos ante los rayos por un fenomeno llamado Jaula de Faraday, es esa la razón por la cual por mucho que un rayo impacte ferozmente contra un avión en vuelo, la electricidad de ese rayo fluirá a través del fuseaje exterior del avión y escapando por la cola sin mas motivo de preocupación, sin peligrar ninguna vida humana.


El efecto jaula de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, anulando el efecto de los campos externos. Esto se debe a que, cuando el conductor sujeto a un campo electromagnético externo, se polariza de manera que queda cargado positivamente en la dirección en que va el campo electromagnético, y cargado negativamente en el sentido contrario. Puesto que el conductor se ha polarizado, este genera un campo eléctrico igual en magnitud pero opuesto en sentido al campo electromagnético, luego la suma de ambos campos dentro del conductor será igual a 0.

Para eliminar estos problemas, las aeronaves se construyen a imitación de una jaula de Faraday (perfectamente conductora), para lo cual los materiales no metálicos (fibra de vidrio, etc) son sometidos a diferentes procesos de transformación , que los conviertan en buenos conductores eléctricos, y por tanto la enorme carga eléctrica que porta el rayo, pueda circular y distribuirse uniformemente , por toda la estructura de la aeronave. Para facilitar este proceso, sus diferentes módulos deben estar perfectamente unidos por medio de conectores de masa, para que no haya diferencia de potencial, y por tanto evitar los posible arcos voltaicos, con los consiguientes daños estructurales. La sólida interconexión de todos los módulos de la estructura, facilita la evacuación de las cargas estáticas que se generan por fricción con el aire.
La eliminación de la carga eléctrica de la aeronave, (indistintamente generada por el rayo, o por la fricción), se efectúa por los “descargadores de estáticas” situados en la estructura del avión.


El impacto de un rayo libera mil millones de voltios, 200.000 amperios y 30.000ºC de temperatura.
Se calcula que un avión es alcanzado por un rayo una vez cada 10.000 horas de vuelo.

Tipos de daños:
  • Daños primarios (daños estructurales: agujeros, hendiduras...)
  • Daños Secundarios (desconexión de sistemas, sobrecarga de generadores...)
Precauciones y actuaciones:
  • Una de las precauciones que se tienen que tener en un vuelo de tormenta es llenar por completo los tanques de combustible que van en la punta de ala para evitar que el combustible esté gasificado (vapor de combustible), ya que de ser así, si el avión fuera alcanzado por un rayo en la punta del ala estos tanques podrian explotar.
  • Normalmente durante un vuelo con tormenta, en el plan de vuelo ya se ha proyectado una ruta parap esquivar la tormenta, el procedimiento es rodearla a una distancia de entre 40 a 80 kilómetros, dependiendo de su magnitud.
  • Tambien se reduce la velocidad  para evitar que el avión se mueva mucho. 
Descargadores de estáticas
Son unas varillas situadas en los extremos de las alas y superfícies de control de un avión.Es un conductor eléctrico, un cable de calidad, más o menos elaborado, flexible, cuya función es liberar la electricidad estática que se genera en el fuselaje de un avion a causa del roce de las partículas de aire a alta velocidad.

Situación de los descargadores de estáticas en el estabilizador de un avión


Situación de los descargadores de estáticas en la cola

Descargadores de estáticas representadas como nº7 en este diagrama de Winglets de un a319.

Referencias:

http://www.meteored.com/ram/984/daos-causados-por-los-rayos/
http://surcandoloscielos.es/blog/los-efectos-del-rayo-sobre-una-aeronave/
http://es.wikipedia.org/wiki/Jaula_de_Faraday

Fuente: http://aerotecnologia.blogspot.com/2010/05/los-rayos-alcanzan-los-aviones-por-sus.html

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