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Erupción de La Palma: Cenizas volcánicas y aviación

Carlos García Royo. Vicepresidente del ICOG y Colegiado del COPAC Nº 1022

La actividad volcánica iniciada el pasado 19 de septiembre ha supuesto la irrupción en el espacio aéreo y en el aeropuerto de La Palma de una gran cantidad de materiales sólidos, como la ceniza -de un tamaño menor a 2 mm.-, lapilli mayor de 2 mm y gases que acompañan a este fenómeno volcánico. El archipiélago canario se encuentra en una posición donde se desarrolla el vulcanismo intraplaca en relación con la corteza de la tierra. (Fig.1) En la figura 1 pueden observarse las distintas distribuciones espaciales en relación con la corteza terrestre donde suceden los episodios volcánicos y la cuantía de material (km3/a.) que de forma extrusiva e intrusiva se genera. Todos ellos afectan a la navegación aérea, ya sean los de intraplaca IP (caso del corredor de EuropaSudamérica), las zonas de divergencia D (rutas del Atlántico) y las zonas de subducción C (tanto en los Andes como en las islas de Japón). Nos centramos en los destinos en los que operan los pilotos españoles.

El caso de la Palma

En el volcán de La Palma, la proyección de piroclastos ha generado tanto cancelaciones como el cierre ocasional del aeropuerto canario. La presencia de estos materiales ha provocado en ocasiones la contaminación de las pistas, por lo que no es posible realizar operaciones ni de despegue ni de aterrizaje. Cabe recordar que el volcán se encuentra situado al Oeste del aeropuerto de la Palma y que el viento predominante en el aeropuerto es de componente norte, norte-noreste. Cuando el viento predominante es de componente oeste (por la entrada de masas de aire afectadas por el anticiclón de las Azores en sus desplaza-

Figura 1. Localización y contexto global.

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Figura 2. Viento, intensidad y distribución anual, WINDFINDER.

Figura 3. Resultado de la dureza del material. Interacción con cámara de combustión y proyección del material fundido en álabes de turbina.

mientos o entradas de masas de aire de forma repentina), los materiales expedidos por el volcán se desplazan hacia el aeropuerto. Esta situación genera una lluvia continua que cubre las pistas, el área de maniobras y aledaños. Además, estos materiales podrían posarse sobre los aviones situados en el aparcamiento generando problemas adicionales a la operación. Figura 2. Algunos informes señalan que las nubes de cenizas han llegado a superar los 5.000 metros (unos 15.000 pies). El Instituto Geográfico Nacional (IGN) emitió un Volcano Observatory Notice for Aviation (VONA) informando de ese aumento significativo en la emisión de cenizas que se remitió, tal como está establecido en los protocolos de Aviación Civil Internacional, al Volcanic Ash Advisory Center (VAAC) de Toulouse, al Centro de Control de Canarias y a la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). El IGN realiza el seguimiento de la actividad volcánica tras reforzar su presencia en la isla, donde se ha establecido el Centro de Atención y Vigilancia de la Erupción (CAVE). Los informes emitidos por el VAAC señalan de forma continua la posición y pronóstico del movimiento de la nube volcánica de forma digital y gráfica. Existe, por tanto, una continua monitorización en la que intervienen organismos tanto de vigilancia en tierra como en vuelo, que mantienen una estrecha cooperación para obtener datos que puedan afectar a la seguridad aérea. Figura 3. Respecto a los materiales que componen las rocas volcánicas, estos son capaces de rayar el acero y, por ende, los elementos de aleación del motor de un avión. Todos estos materiales poseen un nivel superior al 5 de la escala de Mohs (referencia para medir la dureza de los minerales). Las rocas volcánicas tienen una composición mineralógica variable, volviéndose más duras cuanto más sílice posean. Tamaño, forma, y dureza son parámetros clave para evaluar la capacidad abrasiva de las cenizas. Otras propiedades significativas de estos materiales son la conducción de electricidad si están húmedos (en zonas marítimas cuyo porcentaje de humedad relativa es elevado o se dan fenómenos atmosféricos como lluvia, aguanieve o nieve, por ejemplo) y el magnetismo (generado por los volátiles metálicos que generan óxidos de hierro como la magnetita, susceptibles de ser magnetizados). El problema adicional de estas dos propiedades para las operaciones aéreas es la interferencia con los sistemas y sensores eléctricos del avión y la adherencia de partículas metálicas en zonas sensibles a los procesos de imantación. Figura 4. Respecto a la contaminación de pistas generada por la caída de piroclastos, es preciso realizar una detenida revisión de las actuaciones del avión tanto en la carrera de despegue como de aterrizaje. Al existir un elemento entre el neumático y el firme, se produce una reducción del coeficiente de rozamiento, lo que implica un aumento de la longitud de aterrizaje y afecta a la carrera de despegue. Las pistas se construyen principalmente con cemento de hormigón Portland (PCC) o asfalto de mezcla en caliente (HMA). Ambos materiales tienen ventajas y desventajas. El hormigón es más duro, más caro y más duradero, pero también más propenso a agrietarse. El asfalto es más barato y flexible, pero tiene una vida útil

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Figura 4. Fenómeno eléctrico de piroclastos vinculado a la formación de pirocúmulos

más corta. En las grietas o intersticios pueden permanecer materiales finos, inferiores a 2 mm, que pueden ser ingeridos por el avión en su carrera de aterrizaje durante el uso de la reversa.

La ceniza volcánica en vuelo

El entrenamiento basado en la evidencia (EBT) nos recuerda la existencia de encuentros con ceniza volcánica que han tenido como consecuencias apagado de llama y paradas de la totalidad de motores en sucesos como los del KLM 867 y el BA9, entre otros. Figura 5. Un estricto seguimiento de los procedimientos en vuelo y el entrenamiento en simuladores son una adecuada herramienta de seguridad para gestionar estas situaciones. Entre las posibles medidas preventivas, queda pendiente desarrollar un sistema de detección efectivo y fiable de cenizas en vuelo. Se está trabajando en un sistema que podría detectar las que se encuentren delante del avión, denominado AVOID - Detector Infrarrojo de Objetos Volcánicos en Suspensiónque se basa en la detección de campos electromagnéticos.

Figura 5. Evolución del vuelo KLM 867 en el año 1989 tras el encuentro con la nube de ceniza volcánica

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Figura 6. Nubes de cenizas donde se pueden apreciar las estelas de caída

Así mismo, se estudia también la inserción de elementos cerámicos en los componentes de los álabes, al objeto de atenuar y disminuir los efectos del encuentro. Puesto que no existe un elemento de detección de cenizas fiable en vuelo y que su encuentro puede suponer una situación adversa, siempre hay que tener presente una recomendación: EVITAR, EVITAR, EVITAR. Los umbrales de concentración menor o igual a 2 mg/m3 (área de baja contaminación- azul-), superiores a dos e inferiores a 4 mg/m3 (área de contaminación media- gris-), y el espacio aéreo en el que pueden encontrarse concentraciones iguales o superiores con 4mg/m3 son señalados regularmente por las cartas de concentración de cenizas volcánicas por los VAAC. A pesar de ello, es necesario revisar el procedimiento y establecer una norma que garantice una operación segura. No es factible realizar el vuelo, ni por encima ni por debajo de la ceniza. El peor escenario en el caso del vuelo sobre la ceniza volcánica sería el fallo de un motor, el inicio de un Drift Down y el posterior encuentro con la ceniza. Por otro lado, si se vuela por debajo se produce una constante lluvia tenue de elementos de variado tamaño (cenizas en estado semifundente, enterización y coalescencia de las cenizas en suspensión con gotas de lluvia, centros de nucleación para la cristalización de nieve y caída de cenizas por el cese del viento). Figura 6.

El gas, una asignatura pendiente

Otro aspecto a tener en consideración es la presencia de gases en las áreas volcánicas. Existen diferentes notificaciones específicas como los NOTAM, SNOWTAM, ASHTAM ¿Y el GASTAM? Independientemente de que exista de forma conjunta con el ASHTAM, sería deseable que los aviadores contásemos con información más detallada sobre este particular. Por todos es conocido que en el panel de aire acondicionado no tenemos un indicador de gas y, como se ha apuntado en distintos foros (Congreso de IFALPA en Belgrado o reunión conjunta de factores humanos HUPER y diseño de aeronaves ADO), sería necesario implementarlo, ya que podría incrementar notablemente la seguridad en vuelo. Con motivo de la erupción de La Palma, he tenido ocasión de contrastar opiniones con Raúl López, vulcanólogo del Instituto Geológico y Minero de España (IGME). Dada la cantidad de gases que surgen con el material fundente (dióxido de azufre SO2, monóxido de carbono, CO, dióxido de carbono, CO2, clorhídrico, CLH, sulfhídrico, SH2, otros gases volcánicos, vapor de agua, sulfuros, halógenos y helio), coincidimos en que la fase de aproximación en el entorno de una erupción volcánica, la exposición a estos gases podría resultar nociva para el aparato respiratorio tanto de tripulantes como de pasajeros. Por este motivo, en este escenario es aconsejable el uso de mascarillas, pero no existe un procedimiento formal para ello ante el encuentro con cenizas volcánicas. Tampoco existe un detector de gases (cromatógrafo) a bordo, que pueda paliar esta situación adversa mediante una notificación MASTER CAUTION, MASTER WARNING, según unos umbrales definidos que nos afecten.

¿Qué queda por hacer?

La firma en 2020 del convenio de colaboración entre el Ilustre Colegio Oficial de Geólogos (ICOG) y el Colegio Oficial de Pilotos de Aviación Comercial (COPAC), abre un horizonte de colaboración y sinergias entre profesiones en favor de la seguridad. La geología utiliza la cromatografía en la detección de gases para la exploración de hidrocarburos. ¿Por qué no utilizarlo en la aviación? Por su parte, la aviación cuenta con robustos sistemas de gestión de seguridad (SMS) y sistemas de información (SRS) que podrían trasladarse a la geología para elaborar informes, aumentar la seguridad en los trabajos de geotecnia y evitar accidentes e incidentes como el desprendimiento de taludes, fallos en cimentaciones o riesgos de inundaciones. La cooperación entre aviación y la geología es la base del progreso. <

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Buscando soluciones para la fauna

Ricardo Huercio. Colegiado nº 693

La pérdida de la “Wright Flyer” –a los mandos de Cal Rodgers- en abril de 1912, tras chocar con una bandada de gaviotas en la playa californiana de Long Beach, nos recuerda que las colisiones entre los aviones y las aves son tan antiguas como la propia aviación. Es un hecho contrastado que, en estos últimos tiempos, se ha registrado un aumento significativo en la población y el número de especies faunísticas, y no parece necesario tener que ir a Stanford a realizar ningún master para saber que si incrementamos el número de aves y aviones en un mismo espacio aéreo la probabilidad de impactos va a ser mayor. El aumento de la fauna aviar experimentado puede que esté relacionado con el cambio climático, o con el hecho de que cada vez existan más especies protegidas -la mayoría de las cuales no tienen depredadores-, pero también hay que tener en cuenta que la proliferación o ampliación de recintos aeroportuarios continúa en línea ascendente y que cada vez se programan más vuelos por las compañías. Desde un punto de vista preventivo, mal haríamos en negar que tenemos un problema con la fauna –principalmente la aviar-; esta constituye un riesgo potencial significativo para la seguridad de los vuelos que, por su caótica probabilidad, es preciso controlar, aunque algunos quizá piensen que es mejor adoptar la estrategia del avestruz. Siempre que hablamos de fauna englobamos tanto a la terrestre como a la aviar, pero vamos a centrarnos en esta última, puesto que supone el 95% de los impactos. Para argumentar la magnitud del problema con datos contrastados debe bastarnos saber que durante el periodo 20082015 ICAO registró 97.751 impactos

(notificados por 91 estados) o que por dar datos más recientes-, en 2019 la Federal Aviation Administration (FAA) notificó 17.228. Con semejantes números se podría pensar que las aves declararon la guerra a los artilugios metálicos que, sin pedirles permiso, aparecieron de pronto con la intención de compartir un espacio aéreo que no les pertenecía, aunque puede que no entendieran que venían para aprender de ellas e imitarlas. Salvando casos extraordinarios, como el impacto a mayor altitud registrado del que tenemos constancia -se produjo a 37.000 pies con un buitre leonado sobrevolando Costa de Marfil-, sabemos que la mayoría de los impactos (96%) se producen en las fases de despegue, aproximación y aterrizaje y, aunque afortunadamente los sucesos catastróficos suelen ser raros, no debemos olvidar que todas las modificaciones de aeronavegabilidad que se han llevado a cabo, las nuevas tecnologías utilizadas, los programas de fauna de los aeropuertos y las medidas mitigadoras implementadas, no son infalibles, registrándose miles de impactos Imagen reciente del impacto de un A350 de Iberia con un buitre negro anualmente. Hoy en día, la comunidad aeronáutica acepta –quizá atendiendo más a la economía que a la seguridad-, que el comportamiento impredecible de la fauna no representa un

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La comunidad aeronáutica acepta –quizá atendiendo más a la economía que a la seguridad-, que el comportamiento impredecible de la fauna no representa un peligro grave para la aviación, pero sí conlleva un riesgo considerable

peligro grave para la aviación, pero sí conlleva un riesgo considerable. Si tenemos en cuenta que la labor del piloto es la continua evaluación de los riesgos durante un vuelo y, por ejemplo, nos dice la FAA que entre enero y noviembre de 2020 recibió 8400 reportes de impactos con fauna (26 al día, solo en EEUU), parece lógico pensar que añadir 26 riesgos más cada día a la labor de un piloto no es lo que aconsejan las normas de seguridad, así que este tipo de riesgos impredecibles deben atajarse mediante estudios, estrategias y metodologías necesarias para evitarlos y desde luego mitigar sus consecuencias. Sabemos que el 68% de los impactos se producen durante el día, el 25% de noche y el 7% restante entre amanecer y atardecer. La mayoría de las investigaciones iniciales que se realizaron para prevenir impactos se centraron en “la visibilidad”, tratando de establecer la correlación entre el color del fuselaje y el comportamiento/ habilidad de las aves para detectar y evitar una aeronave. Por ejemplo, en los turbohélices se consigue este efecto pintando las palas de las hélices con patrones que mejoren el contraste fuselaje/hélices/cielo. Se estima que las colisiones con fauna cuestan a las compañías de aviación unos 1.000 millones de dólares al año, razón por la que llevan bregando con este problema desde tiempos inmemoriales. Sirva como ejemplo el caso de ANA (All Nippon Airways) que en 1986, y durante un año, realizó el experimento de pintar ojos en las carenas de los motores de 26 de sus 747´s y 767´s, con el asombroso resultado de que esos aviones registraron un promedio de “un impacto” por motor, mientras que en los que no habían sido pintados el promedio fue de “nueve impactos”. Aunque la aerolínea pensó en aplicar esa misma medida a todos los aviones de su flota, finalmente se decantó por el patrón en espiral pintado en los fanes (ayuda a identificar el movimiento del motor a mayor distancia o en condiciones de poca luz), al estar universalmente aceptado como medida disuasoria de acercamiento de aves a los aviones. El experimento pretendía sacar conclusiones sobre el papel que juega la visibilidad en los impactos con aves. Otra de las investigaciones se centró en “la iluminación del avión”; se demostró que las luces de destellos mejoraban la detección visual de las aves, si bien con algunas particularidades según la especie, ya que aunque a la mayoría les produce una reacción de rechazo muy intensa, a otras no les afecta en su comportamiento. De todos modos, Alaska Airlines realizó una prueba durante 3 años instalando luces de destellos en las luces de aterrizaje y los logos de varios de sus aviones y obtuvo un 33,5% menos de impactos que en el resto de los aviones de su flota. Lo mismo hizo Qantas durante dos años, registrando un descenso de impactos de entre el 54% y el 66%, así que las luces de destellos parecen ser un sistema prometedor que quizá deberían contemplar los equipos de fauna de los aeropuertos a la hora de evitar impactos. La Purdue University de Indiana estableció en 2011 que las aves tienen tendencia a colisionar más con los aviones de compañías que utilizan colores oscuros en sus fuselajes, marcas y logos que con las que los utilizan claros y brillantes. El contraste entre el avión y el cielo es importante, y para la retina de la mayoría de las aves los colores claros son más visibles, por lo que pueden evitarlos con mayor facilidad. En 2017, Richard Dolbeer (científico jubilado del departamento de agricultura de EEUU) y William Barnes (investigador de impactos con aves) establecieron que las aves son casi incapaces de ver la luz roja de la punta del plano izquierdo de un avión, lo que podría explicar porque se registran más impactos en el plano izquierdo del avión que en el derecho. El estudio concluyó que simples cambios operacionales de la aviación comercial, tales como la utilización de todas las luces de aterrizaje por debajo de 2000 pies, principalmente por la noche, y especialmente durante los periodos de migración de las aves, podría mejorar la casuística anual de impactos. La última iniciativa de la que tenemos constancia, es la utilización de una piara de cerdos, de una granja cercana al aeropuerto de Amsterdam, para evitar que los gan-

Es necesario aumentar la participación de los pilotos e implementar medidas ATC para mejorar la conciencia situacional de pilotos y controladores en todo lo relacionado con los problemas que ocasiona la fauna local.