Impacto de la ceniza volcánica en la seguridad aérea

El pasado 21 de marzo, el portal aeronáutico Aviación Online, publicó una nota de prensa donde se informaba del fallecimiento del comandante del histórico vuelo BA9 de la aerolínea British Airways (Véase: Falleció el piloto del Boeing 747 que voló a través de cenizas volcánicas y perdió sus cuatro motores en 1982). Vuelo, que originalmente salió desde el aeropuerto Intl. Heathrow en Londres hacia la ciudad de Auckland en Nueva Zelanda. La ruta que tendría los siguientes trayectos: Londres - Bombay - Madras - Kuala Lumpur - Perth - Melbourne - Auckland (Véase mapa de trayecto). Completando así, un recorrido aproximado de unos 20.400 kilómetros, desde el punto de origen al destino final.

Trayecto de vuelo BA9 de la aerolínea British Airways

Sin embargo, durante el trayecto realizado el 24 de junio de 1.982, desde la ciudad de Kuala Lumpur (Malasia) con rumbo a la ciudad de Perth, a una distancia radial de 4.125 kilómetros hacia el continente australiano. El vuelo 009 tendría como ruta: sobrevolar la región con más actividad volcánica del planeta, conocido como el arco de sonda.  Fue en esa región entre Sumatra Meridional y la Isla de Java, donde el vuelo comandado por capitán, Eric Moody se encontró de frente con la nube de cenizas proveniente de la erupción del volcán Monte Galunggung, en la isla de Java - Indonesia. El cual había entrado en erupción desde mes de abril del mismo año. Ver mapa.

Trayecto entre las ciudades Kuala Lampur - Perth en el océano Índico

El encuentro circunstancial con las cenizas volcánicas de Monte Galunggung, con índice de explosividad volcánica 4, provocó el fallo en los cuatro motores del Boeing 747-200; dejando a todos sus ocupantes a la merced de la inercia de la aeronave por unos pocos minutos, mientras el comandante del avión, reanudaba el encendido de los motores de la aeronave para realizar un aterrizaje de emergencia en el aeropuerto de Yakarta en la isla de Java. Como se aprecia en el mapa de arriba. (Véase: El incidente de Yakarta)
Es importante anotar que: la línea roja que se observa en la imagen de Flightradar24, no corresponde con el trayecto original del vuelo 009.

Una ceniza volcánica problemática

Lejos de ser un simple polvo inofensivo, la ceniza es parte del material expulsado durante el proceso de una erupción volcánica, la cual se dispersa con facilidad en el aire. Esta ceniza que se eleva en forma de columna hasta alcanzar los 11 kilómetros de altura (con excepción de casos, donde las columnas superan los 30 kilómetros de altura y desplazarse hasta los 8.000 kilómetros desde el origen), está compuesta de diminutos fragmentos de rocas de bordes afilados, cuyo tamaño varía desde el polvo fino a partículas inferiores a 3 milímetros; generando así, una serie de consecuencias negativas a nivel ambiental, de salud y de transporte, en particular, el aéreo. (Véase: Manejo de cenizas en otros aeropuertos y aerovías del mundo. Pág 103).

Debido al diminuto tamaño de las partículas que componen la nube de ceniza volcánica y en especial, las de baja densidad; estas pueden ser peligrosas para la aeronavegación en general, ya que es silenciosa y en algunos casos, invisible para el ojo humano. Comportándose como una amenaza oculta con efectos dañinos que se manifiestan como: 

• Rayar y desgastar la superficie del fuselaje de la aeronave: Vidrio, plástico y metal.
• Reducir por completo la visibilidad de la cabina de pilotos con el exterior.
• Introducción de olor a azufre en la cabina de pasajeros.
• Trastornar los sistemas eléctricos y mecánicos de los motores, generando fallos.
• Obstrucción de los tubos pitot.
• Entre otros.

Conociendo los relatos detallados de la experiencia vivida por las tripulaciones del vuelo de British Airways en 1.982 en Indonesia y el vuelo de KLM en 1.989 en Alaska; La OACI (Organización de Aviación Civil Internacional) estableció en 1.993, una serie de recomendaciones de comunicación entre los pilotos de las diferentes aerolíneas con personal en tierra, principalmente, meteorólogos, geologos y vulcanólogos. Con el fin de tener información detallada y con antelación de los volcanes que tienen incidencia en la trayectoria de los vuelos comerciales, además, de los aeropuertos que se encuentran en zonas de actividad volcánica y, para el 2.012, la AOCI, detalla un manual de procedimientos a seguir frente a estos sucesos naturales (Véase: La seguridad de vuelo y las cenizas volcánicas).

¿Cuál es el problema que genera la ceniza volcánica en los motores de los aviones?

De acuerdo con algunos portales especializados en aviación y vulcanología; nos contextualizan los efectos incesantes cuando la ceniza volcánica entra en contacto con los motores de las aeronaves al cruzarse con una zona de erupción volcánica.

Algunas de las preocupaciones que exponen los expertos en este tema, reside en la composición química de la ceniza eyectada a la atmósfera, la cual está compuesta en su mayoría por roca y sílece (óxido de silicio). Además, prestan un énfasis especial en la temperatura de fusión de las mismas; donde se ha demostrado tanto que las rocas, como el sílice y ciertos cristales que son arrojados a la atmósfera, se funden a una temperatura inferior a la que reina en el interior de un motor a reacción.

Esquema de los que sucede cuando la ceniza volcánica entre en contacto con el motor

Partiendo de este fundamento, los profesionales en esta área explican lo siguiente: En el momento en que las partículas volcánicas ingresan al motor y se abren paso por sistema de compresión del aire hasta llegar a la cámara de combustión; la roca como el sílice y los cristales se funden en el interior del motor, en un proceso que se denomina sintetización, el cual se da a una temperatura de 1.400°C; formando así, una capa de líquido vítreo, similar a un gel o resina líquida, que se va acumulando y pegando como un chicle en las zonas más frías del motor, como son los álabes (hojas o paletas curvas que componen la turbina del motor), obstruyendo los inyectores de combustible y la salida del aire por la turbina. Por lo tanto, esto genera una mayor presión en la cámara de combustión, produciendo una alteración en su ciclo normal; haciendo que el motor presente dificultades y el aire termine saliendo por donde entró. Asimismo, presentando estallidos y algunas llamaradas. Produciendo de esta manera, una pérdida parcial en la eficacia del motor o, el empuje total del mismo (flame out). En otras palabras, el nulo funcionamiento del motor; similar a lo ocurrido en vuelo de British Airways en 1.982.

La solución

En el año de 2.010, Europa vivió un caos en su espacio aéreo por cuenta de la erupción del volcán Eyjafjallaajökull en Islandia. Evento natural que generó miles de cancelaciones de operaciones aéreas en los diferentes aeropuertos del continente; dejando aproximadamente una decena de millar de pasajeros en tierra hasta que la emergencia fuera disminuyendo, además, del impacto económico negativo que generó este hecho a las diferentes aerolíneas de la región.
Este suceso que provocó el cierre del espacio aéreo, principalmente en el norte del continente europeo por un tiempo de 6 días; puso de relieve la necesidad de contar con un dispositivo en los aviones, para detectar las nubes de ceniza volcánica en las diferentes rutas de los vuelos programados por las aerolíneas.

Erupción del Volcán Eyjafjallaajökull en marzo - abril del 2.10

Sobre este incidente de origen natural y corriente, la aerolínea de bajo costo inglesa EasyJet y el fabricante aeronáutico Airbus, se unieron al proyecto del Dr. Fred Prata de Nicarnica Aviation del Instituto Noruego de Investigación Aérea; sobre un estudio que venía elaborando el científico atmosférico desde principios de los años 90; que consistía en el diseño y fabricación de un detector de ceniza volcánica para aviones comerciales. El dispositivo basado en una serie de sensores infrarrojos capaz de identificar partículas de silicatos y de otras partículas críticas presentes en las nubes de cenizas volcánicas, las cuales representan un peligro significativo para las aeronaves y para todo el sector aeronáutico en general. Igualmente, el dispositivo tecnológico incluiría un software para el análisis de imágenes con el fin de identificar, caracterizar y diferenciar las nubes de ceniza volcánica de otros elementos como son las nubes de cirrostratosas o polvo. Es decir: este sistema tecnológico tendría la capacidad de proporcionar información crucial de alerta temprana a pilotos y al centro de operaciones de la aerolínea en momentos de decisiones críticas por actividad volcánica.

Sistema AVOID

Tras la prueba realizada en octubre de 2.013 del sistema AVOID (Airborne Volcanic Object Imaging Detector). (Véase: EasyJet, junto a Airbus y Nicarnica Aviation, crean con éxito una nube artificial de cenizas volcánicas para probar el sistema AVOID) y la aprobación por parte de la Autoridad de Aviación Civil Británica; el dispositivo fue instalado en las aeronaves de la aerolínea EasyJet (Véase fotos: Inventor Dr. Fred Prata de Nicarnica Aviation); lo que permitió a la aerolínea: mejorar la seguridad aérea de sus aeronaves, tripulación y pasajeros en aproximación a nubes de ceniza volcánica; gracias a la información procesada por el software y presentada a los pilotos en tiempo real y en forma de imágenes fáciles de interpretar. Facilitando de este modo, la toma de decisiones oportunas y fundamentadas sobre la ruta de vuelo, evitando de una manera segura, las zonas con presencia de cenizas de origen volcánico.
Esta tecnología que se puso a prueba hace 13 años, es esencial para la industrial de la aviación en general la cual, servirá para minimizar el impacto de futuras alteraciones en el transito aéreo por cuenta de una actividad volcánica, como puede ser las interrupciones en los vuelos

A pesar del avance significativo en la seguridad aérea que brinda la tecnología AVOID para detectar y evitar las nubes de ceniza volcánica durante los vuelos; no se tiene claridad de cuántas aerolíneas a nivel mundial poseen el este sistema en sus aeronaves. Se especula que fuera de la aerolínea de bajo costo EasyJet, las aerolíneas Lufthansa, Air France y Qantas cuentan con este dispositivo, las cuales les daría una ventaja competitiva frente a sus rivales. (...) Aun así, ojalá, fueran muchas más aerolíneas las que contaran con este sistema, Más que para sacar ventaja frente a sus competidores, sea para mejorar la seguridad aérea en aquellos trayectos donde hay presencia de actividad volcánica.

Anillo de fuego del Pacífico

El cinturón o, anillo de fuego del Pacífico es: una extensa zona montañosa en forma de herradura que rodea todo el océano pacífico; abarcando los territorios de 29 países en toda su extensión. Asimismo, esta región es geológicamente activa; se caracteriza por ser la zona con mayor número de sismos, además, por concentrar aproximadamente el 75% de los volcanes más activos de todo el mundo. Lo que representa un desafío significativo para la aviación comercial en este sector del planeta Tierra.

Cinturón o, anillo de fuego del Pacífico

En la imagen de arriba, se muestra un esquema general de la zona con más actividad geológica del planeta y pone de manifiesto, los riesgos tanto para la infraestructura aeroportuaria por agitación sísmica, como para la aeronavegación por cuenta de las erupciones volcánicas; partiendo que muchos de los principales aeropuertos estos países se entran en zonas altamente sísmicas (SCL, LIM, UIO, BOG, PTY, MEX, LAX. SFO, OAK, YVR, HND, HKG, entre otros) y decenas de miles de vuelos nacionales e internacionales, sobrevuelan regiones con alta actividad volcánica. Como se ve en la imagen de abajo de Flightradar24.

Actividad volcánica a la fecha de esta publicación 

El Volcán Nevado del Ruíz - Colombia

Haciendo referencia a Sudamérica, la cordillera de los Andes que forma parte del cinturón de fuego del Pacífico y finaliza en el macizo colombiano; desde donde nacen tres nuevos ramales: La cordillera occidental, central y oriental. Entre estas tres cordilleras, se encuentran dos de volcanes más activos del país, el volcán Galeras en el departamento de Nariño y el volcán Nevado del Ruiz entre los departamentos de Caldas y Tolima. Éste último, ha presentado periodos de baja y alta actividad, desde su última erupción en noviembre de 1.985, cuando cobró más de 25.000 vidas humanas en el municipio de Armero y zonas aledañas.
A parte del peligro que representa el volcán Nevado del Ruíz para la población en general. Esta formación geológica se ubica en un punto radial primordial para algunas de las aerovías con salida y llegadas desde el aeropuerto Intl. El Dorado en Bogotá. Restringiendo de algún modo este trayecto. Por tanto, a las aerolíneas le toca cambiar las rutas de sus vuelos por algunas más largas, con el fin de evitar esta dirección radial cuando el volcán entra en actividad. Como se observa en el mapa de abajo. De igual modo, han llegado a afectar las operaciones de los aeropuertos cercanos al volcán, principalmente el aeropuerto La Nubia en Manizales; el cual suspendió sus operaciones en los meses de agosto y diciembre de 2.015 y, en noviembre de 2.021 por la caída de ceniza volcánica en sus instalaciones.

Volcán Nevado del Ruíz - Colombia

En resumen

El vuelo de 009 de British Airways, que experimentó un aterrizaje de emergencia en 1982 tras la ingesta de cenizas volcánicas, sumado al vuelo de KLM en 1.989; han dejado una huella histórica en la industria de la aviación. Hechos que se convirtieron en catalizadores de valiosas lecciones aprendidas, sobre los peligros que representan la ceniza volcánica para la aviación en general.
A partir de estos dos eventos circunstanciales, se han implementado protocolos y medidas de seguridad más estrictas para la detección y evasión de nubes de cenizas, con el objetivo de prevenir futuros incidentes en la aeronavegación; por cuanto vivimos en un planeta dinámicamente activo (ver imagen de volcanes arriba); por eso es importante que más aerolíneas implementen en sus aeronaves el sistema AVOID, por la seguridad de los pasajeros, tripulación y aeronaves, como también, minimizar las pérdidas de dinero por cancelaciones de vuelos, a causa, de los sucesos naturales. Como son: los volcanes.