LIGHTNING STRIKES

INSPECCION POR IMPACTO DE RAYO


Fuente: http://www.latercera.com
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Fuente: www.taringa.net480
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Como y el porqué realizar este tipo de inspección especial será el tema que nos ocupe en este artículo, motivado por consideraciones de tipo técnico que han permitido inducir al observar en varias oportunidades el desconocimiento de la practica estándar de cómo conducir de manera apropiada la inspección estructural por este tipo de fenómeno. Empecemos por decir, que el impacto de un rayo en una aeronave causa daños a su estructura y a sus sistemas, estos daños requieren de un minucioso proceso de inspección para descartar daños significativos y prevenir mayores daños por ocurrencia de un nuevo evento de este tipo a futuro por no haber tomado las acciones necesarias en un evento pasado. La inspección por impacto de rayo “lightning Strike” hace parte de las inspecciones no programadas y/o inspecciones especiales referenciadas en los manuales de mantenimiento de los fabricantes.

 

El impacto de rayos puede afectar a las operaciones de las líneas aéreas y causar costosos retrasos e interrupciones de la operación. Los Impactos de rayo a las aeronaves son relativamente comunes, pero rara vez resultan en un impacto significativo en el funcionamiento continuo y seguro del avión. Para aumentar la eficacia de la reparación de los daños causados por un rayo, el personal de mantenimiento debe estar familiarizado con las medidas de protección contra rayos, la inspección adecuada, y los procedimientos de reparación.

 

Un impacto por rayo a una aeronave puede ocurrir tanto en vuelo en condiciones adversas e incluso óptimas de clima o con la aeronave estacionada en tierra. Generalmente, el suceso es reportado por la tripulación en el libro de vuelo, pero en muchas ocasiones se descubre durante las inspecciones pre-vuelo y post-vuelo. Los impactos de rayo pueden producir daños menores hasta daños significativos. El rayo generalmente afecta a la aeronave en la nariz, y luego viaja a lo largo de la piel hasta que sale de la estructura de la aeronave en uno de los extremos.

 

Si bien es cierto que la aeronave siga funcionando de forma segura después de un impacto de rayo (como lo exigen las normas de diseño), y que no hay nada que debe preocupar a la tripulación, el impacto del rayo tiene un efecto perjudicial en la estructura. Debido a esto, se requerirá una inspección inmediata y antes del próximo vuelo.

 

Las inspecciones por impacto de rayo se dividen en dos etapas. La primera etapa comprende en profundidad inspecciones visuales, básicamente todos los procesos de inspección comienzan de la misma manera, y es realizando una inspección visual general de la aeronave (GVI: General Visual Inspection) de los puntos de entrada, recorrido y de salida de la descarga eléctrica. Algunas marcas de quemaduras por la alta tensión son muy difíciles de localizar en la superficie pintada de la aeronave debido a que su diámetro es a menudo más pequeño en tamaño que una cabeza de un alfiler. Sin embargo, el personal altamente competente será hábil para detectar las huellas del impacto de un rayo, porque a partir de su experiencia saben exactamente dónde echar un vistazo a los diferentes tipos de aeronaves. Esta inspección comprobará cualquier daño estructural causado por el rayo. La inspección consistirá normalmente en la localización del punto de entrada, muchos estudiosos del tema consideran que los lugares más frecuentes de impacto son los más prominentes de la aeronave, como la corona del fuselaje, el morro o nariz, las tomas pitot, los motores, las puntas de ala y los estabilizadores, tanto vertical como horizontal, y siguiendo el camino eléctrico a lo largo de la piel. En el recorrido eléctrico, es común encontrar puntos oscuros, marcas de quemaduras causadas por la descarga eléctrica pequeñas perforaciones, remaches quemados con la formación de un pequeño círculo o espacio blanco entre el borde de la cabeza del remache y la piel adyacente debido a la formación de un arco eléctrico.

También se identifica el punto de salida, a menudo en la cola, puntas de las alas, en los bordes o esquinas de una superficie de control, los trenes y por los descargadores estáticos. Usualmente dos o más puntos pueden encontrase, incluso con pérdida de material.

 

Aunque los daños por impacto de rayo, son evidentes sobre el exterior de la aeronave, la evidencia de más daños puede encontrarse en el interior de la estructura, llegando a afectar componentes eléctricos, electrónicos y otros mecanismos. Las partes plásticas o de material compuesto también suelen resultar afectadas presentando daños por delaminación o deformación. Algunos fabricantes establecen que si un rayo impacta con proximidad a zonas de ventilación o llenado de combustible toda la tubería deberá ser inspeccionada por daño. Finalizada la parte exterior, pasamos ahora al chequeo de los equipos tanto de navegación como de comunicaciones principalmente, ya que les puede introducir ruido parásito. En el 99% de los casos, los equipos no suelen estar afectados por su avance tecnológico, aun así puede verse afectado, por ejemplo a través de fuentes externas necesarias, como las antenas. Las pruebas básicamente son test operacionales y funcionales.

 

El mito de que un rayo golpea siempre en el punto más elevado de la estructura de la aeronave tanto en vuelo como en el suelo es falso. No es el estabilizador vertical el punto favorito de impacto, en la mayoría de los tipos de aeronaves el rayo entra en la estructura del avión por la nariz, el borde de las ventanas de la cabina o el borde de ataque de las alas. Los puntos de salida preferidos por un rayo resultaron ser las aletas o las puntas de las superficies de control del avión.

 

Cuando el personal ha situado las marcas de entrada y salida del rayo, la segunda etapa del procedimiento de inspección entra en vigor. Las partes con marcas de quemaduras sospechosas son ahora zonas que se deben estudiar más a fondo, desde el exterior como desde el interior. Después de que los puntos de entrada, del recorrido eléctrico y de salida son encontrados, la estructura entre esos puntos deberá ser cuidadosamente inspeccionada, algunos procedimientos establecen poner atención a herrajes de bisagra, ejes de articulaciones, cables, poleas, rodamientos (especialmente los auto-lubricados), pernos y a todas las uniones, con el fin de comprobar posibles picaduras, su libre movimiento y funcionamiento.

 

Una tercera etapa, corresponde a las acciones correctivas, los descargadores estáticos deben ser reemplazados por otros nuevos. Las zonas adyacentes de los remaches afectados se examinan por métodos de ensayos no destructivos y se reemplazan si es necesario. Daños en el fuselaje, las alas o en el empenaje normalmente no se producen si estas estructuras están hechas de aluminio. El uso de materiales compuestos, como plásticos reforzados de fibra de carbono (CFRP) sin embargo, hace que estas partes sean más sensibles a la caída de rayos. Las altas temperaturas generadas por la descarga eléctrica pueden hervir y fundir las resinas usadas en materiales compuestos y por lo tanto debilitar la estructura.

 

Los Manuales de Mantenimiento establecen para cada tipo de aeronave los requerimientos específicos de inspección por impacto de rayo, en ellos se cubre de manera específica la inspección al motor, hélices y estructura del fuselaje, empenaje, alas y superficies de control. Para el caso de los motores y las hélices se hace énfasis en la inspección minuciosa o el overhaul a estos componentes antes de retornar la aeronave al servicio, debiéndose cumplir con los procedimientos establecidos por el respectivo manufacturador del producto. Los daños en los motores pueden exhibir magnetismo y requieren al igual que las partes de acero afectadas su desmagnetización cuando superen los valores máximos permisibles establecidos por el fabricante.

 

Una vez concluida la inspección visual, en el caso de haber encontrado algún daño estructural, tendremos que acudir al SRM (Structural Repair Manual) y comprobar los límites permitidos de daño que se proporcionan en dicho manual para concluir si se puede retornar la aeronave al servicio con ese tipo de daño, si requiere alguna acción de reparación provisional antes del próximo vuelo y límite de tiempo hasta la reparación final, o si dicho daño no permite volar sin una reparación por parte de estructuras.

 

Los aviones están protegidos ante los rayos por un fenómeno 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 fuselaje exterior del avión y escapando por la cola sin más motivo de preocupación, sin peligrar ninguna vida humana. 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 posibles 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. Los descargadores deben ser inspeccionados por resistividad, asegurando siempre sus condiciones óptimas de funcionamiento; en condiciones de falla, durante condiciones adversas ellos limitarán el potencial estático que podrá ser relevado de la aeronave y generar interferencias en los equipos de abordo (radio, comunicaciones).

 

Las estructuras de las aeronaves actualmente en desarrollo por Boeing o Airbus, que contarán con un fuselaje casi todo compuesto, han de ser protegidos por una malla especial de fibras de vidrio o metálicas para derivar la energía eléctrica a partir de la estructura del fuselaje. La cúpula de radar en la nariz de las aeronaves es más difícil de proteger, porque una malla metálica podría causar interferencias en el radar meteorológico por debajo de ella.

 

Los pasajeros o la tripulación tienen una muy baja probabilidad de presenciar el impacto de un rayo en uno de sus vuelos, sin embargo, una aeronave será golpeada varias veces durante toda su vida útil.

FLUJOGRAMA INSPECCION POR IMPACTO DE RAYO.  * En el 99% de los casos, los equipos no suelen estar afectados por su avance tecnológico, aun así puede verse afectado, por ejemplo a través de fuentes externas necesarias, como las antenas.
FLUJOGRAMA INSPECCION POR IMPACTO DE RAYO. * En el 99% de los casos, los equipos no suelen estar afectados por su avance tecnológico, aun así puede verse afectado, por ejemplo a través de fuentes externas necesarias, como las antenas.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

  1. http://www.lufthansa-technik.com/lightning-strikes
  2. About Lightning by the Dutch Storm Chase Team
  3. http://www.meteored.com/ram/984/daos-causados-por-los-rayos/
  4. http://surcandoloscielos.es/blog/los-efectos-del-rayo-sobre-una-aeronave/
  5. http://es.wikipedia.org/wiki/Jaula_de_Faraday
  6. http://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/articles/2012_q4/4/

En esta página se brindará información acerca de las Estructuras Aeronáuticas para reforzar el uso de mejores prácticas en los procesos de inspección, valoración, reparación y mantenimiento de las estructuras. Para ello, el espacio será un canal de comunicación donde se expongan los aportes de ingenieros y técnicos especialistas con amplia experiencia, permitiendo que sus ideas y conceptos impacten positivamente al mantenimiento aeronáutico y el logro de objetivos de crecimiento personales e institucionales. Las ideas y opiniones expresadas en los artículos de este blog reflejan la opinión exclusiva del autor, elaboradas y basadas en el ambiente académico de libertad de expresión. Por ningún motivo reflejan la posición oficial de las instituciones para la cual se trabaje o sus dependencias. 

 

Administrador de la página

TJ(RA) JOSE MIGUEL ATEHORTUA ARENAS

 

 

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