Per què les turbulències en els vols són com més va més freqüents?

  • Les turbulències són el problema no resolt per la física amb més implicacions en el nostre dia a dia

VilaWeb
Vista del vol de Singapore Airlines accidentat la setmana passada, després d'aterrar d'emergència a Tailàndia (Rungroj Yongrit/EFE)

Un accident aeri catastròfic derivat de turbulències aèries és extremadament rar. Cada dia hi ha, aproximadament, 100.000 vols que transporten uns sis milions de passatgers, i gairebé mai no hi ha accidents. Els avions són extremadament segurs, i no hi ha perill estructural en cas de turbulències. No obstant això, d’accidents greus per turbulències n’hi ha, si bé molt ocasionalment. L’últim amb morts va ser l’any 2009. La setmana passada, un avió de Singapore Airlines va descendir 1.800 metres en tan sols quatre minuts, i va haver d’aterrar d’emergència a Tailàndia, amb 71 passatgers ferits i un de mort. És l’excepció que confirma la regla.

Els pilots estan entrenats per evitar les turbulències en els vols. El problema és quan els avions es troben amb patrons atmosfèrics turbulents que no surten als radars perquè no van associats a cap tempesta. Són les anomenades “turbulències d’aire clar”, molt més perilloses que no les de qualsevol altra mena.

Les turbulències, el problema més complex de la física

Les turbulències són el problema no resolt per la física amb més implicacions en el nostre dia a dia. Anomenem turbulència l’estat irregular i caòtic que presenta el moviment dels fluids, gasos i líquids en la majoria de situacions.

Tots els fluxos al voltant d’un avió (i molts de l’interior) són turbulents. El flux turbulent és beneficiós per al motor, atès que millora la combustió, però és negatiu per a les ales, perquè origina molta resistència al desplaçament, cosa que fa que augmenti el consum de combustible.

Això no representa cap perill: simplement ocasiona dificultats importants a l’hora d’optimitzar l’aerodinàmica dels avions. Una peculiaritat de les turbulències és que, malgrat que coneixem les equacions de la mecànica de fluids de fa cent vuitanta anys, és impossible de resoldre-les en casos pràctics.

Per a simular les condicions del vol accidentat la setmana passada, el de Londres a Singapur, necessitaríem l’equivalent d’un mes d’internet en memòria RAM tan sols per a començar la simulació, i uns 100.000 anys per a fer-la. És per això que no ens queda cap més opció que emprar models imperfectes però molt més barats computacionalment.

Què són les esteles laminars?

La mecànica de fluids atmosfèrica és més complicada perquè té parts turbulentes i parts laminars, amb estructures de milers de quilòmetres. Quan diem “laminar”, en referim a un flux que està ordenat i que no presenta remolins forts. Normalment, l’aire a l’altura del qual volen els avions és laminar. És per això que les esteles de condensació que surten dels motors, que no són sinó aigua congelada, poden romandre durant força temps en l’aire: sense turbulència, la dissipació és molt lenta.

La turbulència atmosfèrica pot augmentar molt, per exemple, en cas d’una tempesta amb grans corrents termoconvectius. Aquests corrents es produeixen a causa de diferències de temperatures molt elevades, i carreguen una gran quantitat d’aigua i energia. En aquest cas, els radars meteorològics poden detectar-los i l’avió pot evitar-los.

No tots els corrents apareixen als radars

Les turbulències d’aire clar, les que no són detectades pels radars i són inesperades per al pilot perquè no s’acompanyen de tempesta, són les més perilloses per a un vol.

Tot sovint, els avions volen tot aprofitant corrents molt estrets i molt ràpids respecte del sòl, coneguts com a corrents en jet. Si l’avió es troba de sobte amb grans remolins que el pilot no ha anticipat, pot tenir problemes.

Quan troba una d’aquestes zones turbulentes, l’avió deixa d’anar per una autopista i passa a transitar per una mena de carretera de terra amb molts sots. Això pot fer que la nau es mogui de manera lleugera o brusca, o bé, en casos excepcionals, que entri en pèrdua; és a dir, que les ales perdin sustentació ràpidament i deixin de subjectar l’avió.

En aquests casos, cal que l’avió perdi altura per recuperar la sustentació. En el cas del vol Londres-Singapur, unes onze hores després d’haver-se envolat, l’avió va caure bruscament uns 1.800 metres en només tres minuts mentre travessava la mar d’Andaman i s’acostava a Tailàndia.

Més turbulències pel canvi climàtic

A causa de l’emergència climàtica en què ens trobem immersos, hi ha molta més energia a l’atmosfera, cosa que implica que els avions com més va més es trobaran amb aquests proverbials camins de terra.

En el principal congrés de turbulència del món –fet l’any passat a la Universitat Politècnica de València– Paul Williams, de la Universitat de Reading, va presentar una sèrie d’estudis que mostraven que la possibilitat que un vol experimenti turbulències d’aire ha crescut d’un 50% aquests darrers anys, una tendència que pot anar directament relacionada amb el canvi climàtic.

Segons les simulacions de Williams, el problema de les turbulències anirà creixent, fins a duplicar-se o triplicar-se, fins i tot, els anys vinents. El problema podria ser especialment greu a l’Atlàntic Nord a causa que de les grans pertorbacions que darrerament s’han notat en el corrent del golf, la ruta més usada per a volar d’Amèrica a Europa.

I les turbulències en l’envolament?

Els pilots i els sistemes de seguretat dels avions estan molt preparats per a possibles turbulències en l’envolament. Als aeroports, per exemple, la sortida dels avions està espaiada per evitar que un avió s’envoli sobre l’estela de turbulència del vol immediatament anterior. En un procés evolutiu curiós, els grans ocells migradors també eviten els deixants turbulents dels seus companys de ruta a còpia de volar en formació de V.

No hi ha res impossible, però seria extraordinàriament estrany que un avió tingués un accident estructural crític per problemes de turbulències durant un vol. Per tant, podreu continuar viatjant amb tranquil·litat si seguiu un consell cabdal: dur el cinturó cordat en tot moment. Pot ser incòmode, però és l’únic que ens protegeix d’aquesta mena d’esdeveniments –que, lamentablement, no faran sinó anar creixent els anys vinents.

 

Sergio Hoyas Calvo és catedràtic d’enginyeria aeroespacial a la Universitat Politècnica de València. Andrés Cremades és investigador de mecànica de fluids al KTH Royal Institute of Technology d’Estocolm (Suècia). Ricardo Vinuesa és professor associat al KTH Royal Institute of Technology d’Estocolm (Suècia). Aquest article es va publicar originalment a The Conversation.

Recomanem

La premsa lliure no la paga el govern. La paguem els lectors.

Fes-te de VilaWeb, fem-nos lliures.

Fer-me'n subscriptor
des de 75€ l'any