Sistemas Anti hielo - Ice Control Systems

La lluvia, la nieve y el hielo son los enemigos de siempre del transporte. El vuelo ha añadido una nueva dimensión, sobre todo en lo que respecta al hielo. En determinadas condiciones atmosféricas, el hielo puede acumularse rápidamente en las superficies aerodinámicas y en las entradas de aire. 

En los días en que hay humedad visible en el aire, puede formarse hielo en las superficies de los bordes de ataque de los aviones en las altitudes en las que comienzan las temperaturas de congelación. Las gotas de agua en el aire pueden sobre-enfriarse por debajo del punto de congelación sin llegar a convertirse en hielo, a menos que se las perturbe de alguna manera. 

Este hecho inusual se debe en parte a que la tensión superficial de la gota de agua no permite que la gota se expanda y se congele. Sin embargo, cuando las superficies del avión perturban estas gotas, se convierten inmediatamente en hielo en las superficies del avión.

Los dos tipos de hielo que se encuentran durante el vuelo son el hielo claro y el hielo en escamas. El hielo claro se forma cuando la parte líquida restante de la gota de agua fluye sobre la superficie de la aeronave, congelándose gradualmente como una hoja lisa de hielo sólido. 

Se forma cuando las gotas son grandes, como en la lluvia o en las nubes cumuliformes. El hielo claro es duro, pesado y tenaz. Su eliminación con equipos de deshielo es especialmente difícil.

El hielo de cal se forma cuando las gotas de agua son pequeñas, como las de las nubes estratificadas o la llovizna. La parte líquida que queda tras el impacto inicial se congela rápidamente antes de que la gota tenga tiempo de extenderse por la superficie del avión. 

Las pequeñas gotas congeladas atrapan el aire dando al hielo un aspecto blanco. El hielo de cal es más ligero que el hielo transparente y su peso es poco significativo. 

Sin embargo, su forma irregular y su superficie rugosa disminuyen la eficacia de la eficiencia aerodinámica de los perfiles, reduciendo la sustentación y aumentando la resistencia. El hielo en escamas es frágil y se elimina más fácilmente que el hielo transparente.

La mezcla de hielo claro y hielo en escamas puede formarse rápidamente cuando las gotas de agua varían de tamaño o cuando las gotas de líquido se entremezclan con partículas de nieve o hielo. 

Las partículas de hielo se incrustan en el hielo claro, formando una acumulación muy áspera a veces en forma de hongo en los bordes de ataque. 

Se puede esperar que se forme hielo siempre que haya humedad visible en el aire y la temperatura esté cerca o por debajo del punto de congelación. Una excepción es la formación de hielo en el carburador, que puede ocurrir durante el tiempo cálido sin humedad visible.

La formación de hielo o escarcha en las aeronaves crea dos peligros básicos: 

1. La malformación resultante del perfil aerodinámico que podría disminuir la cantidad de sustentación. 

2. El peso adicional y la formación desigual del hielo que podría causar el desequilibrio de la aeronave, dificultando su control.

Se puede formar suficiente hielo para causar una condición de vuelo insegura en un periodo de tiempo muy corto, por lo que es necesario algún método de prevención o eliminación de hielo.

Efectos del hielo 

La acumulación de hielo aumenta la resistencia y reduce la sustentación. Provoca vibraciones destructivas y dificulta las lecturas de los instrumentos reales. Las superficies de control se desequilibran o se congelan. 

Las ranuras fijas se llenan y las ranuras móviles se atascan. La recepción de radio se ve obstaculizada y el rendimiento del motor se ve afectado. El hielo, la nieve y el aguanieve tienen un impacto directo en la seguridad del vuelo. 

No sólo por la degradación de la sustentación, la reducción del rendimiento en el despegue y/o la maniobrabilidad de la aeronave, sino que cuando los trozos se desprenden, también pueden causar fallos en el motor y daños estructurales. Los motores montados en la popa del fuselaje son particularmente susceptibles

a este fenómeno de daños por objetos extraños (FOD). Sin embargo, no se excluyen los motores montados en las alas. El hielo puede estar presente en cualquier parte de la aeronave y, cuando se desprende, hay cierta probabilidad de que pueda entrar en un motor. 

El peor caso es que el hielo en el ala se desprenda durante el despegue debido a la flexión del ala y vaya directamente al motor, provocando oleadas, vibraciones y una pérdida total de empuje. 

La nieve ligera que se desprende de las superficies del ala y del fuselaje también puede causar daños en el motor, provocando sobretensión, vibración y pérdida de empuje.

Siempre que se produzcan condiciones de hielo, las características de rendimiento del avión se deterioran. El incremento de la resistencia aerodinámica aumenta el consumo de combustible, reduciendo la autonomía del avión y dificultando el mantenimiento de la velocidad. 

Hay que prever una disminución de la velocidad de ascenso, no sólo por la disminución de la eficiencia de las alas y del empenaje, sino también por la posible reducción de la eficiencia de las hélices y el aumento del peso bruto. 

Deben evitarse las maniobras bruscas y los giros bruscos a baja velocidad porque el avión entra en pérdida a velocidades superiores a las publicadas con la acumulación de hielo. En la aproximación final para el aterrizaje, se debe mantener una mayor velocidad del aire para compensar este aumento de la velocidad de pérdida. 

Después de la toma de contacto con una gran acumulación de hielo, las distancias de aterrizaje pueden ser hasta el doble de la distancia normal debido a las mayores velocidades de aterrizaje. En este capítulo se analiza la prevención y eliminación del hielo mediante presión neumática, aplicación de calor y aplicación de fluidos.

Los sistemas de protección contra el hielo y la lluvia utilizados en las aeronaves evitan la formación de hielo en los siguientes componentes del avión:

• Bordes de ataque del ala (Wing leading edges)
• Bordes de ataque del estabilizador horizontal y vertical (Horizontal and vertical stabilizer leading edges)
• Bordes de ataque del capó del motor (Engine cowl leading edges)
• Hélices (Propellers)
• Hilera de la hélice (Propeller spinner)
• Sondas de datos de aire (Air data probes)
• Ventanas de la cabina de vuelo (Flight deck windows)
• Líneas y desagües del sistema de agua y residuos (Water and waste system lines and drains)
• Antena (Antenna)

En los aviones modernos, muchos de estos sistemas son controlados automáticamente por el sistema de detección de hielo y los computadores de a bordo.

Sistema detector de hielo 

El hielo puede detectarse visualmente, pero la mayoría de los aviones modernos tienen uno o más sensores de detección de hielo que advierten a la tripulación de vuelo de las condiciones de hielo. Un indicador luminoso se enciende para alertar a la tripulación de vuelo. 

En algunos modelos de aviones, se utilizan múltiples detectores de hielo, y el sistema de detección de hielo enciende automáticamente los sistemas WAI cuando se detecta la formación de hielo.

Prevención del hielo 

Hoy en día se utilizan varios medios para prevenir o controlar la formación de hielo en las aeronaves: 

1. Calentar las superficies con aire caliente 

2. Calentamiento mediante elementos eléctricos 

3. Romper las formaciones de hielo, normalmente mediante botas hinchables 

4. Aplicación de productos químicos

Los equipos están diseñados para el antihielo o para el deshielo. El equipo antihielo se enciende antes de entrar en condiciones de hielo y está diseñado para evitar que se forme hielo. 

Una superficie puede ser antihielo manteniéndola seca, calentándola a una temperatura que evapore el agua al incidir, o calentando la superficie lo suficiente para evitar la congelación, manteniéndola húmeda.

El equipo de deshielo está diseñado para eliminar el hielo después de que empiece a acumularse, normalmente en las alas y en los bordes de ataque de los estabilizadores.

Ubicación del hielo en el avión y su Método de control

• Borde de ataque del ala - Térmico neumático, térmico eléctrico, químico y neumático (deshielo)
• Bordes de ataque de los estabilizadores verticales y horizontales - Neumático térmico, eléctrico térmico y neumático (deshielo)
• Parabrisas, ventanas - Neumático térmico, eléctrico térmico y químico
• Entradas de aire del calentador y del motor - Neumática térmica y eléctrica térmica
• Sensores de datos Pitot y de aire estático - Térmico eléctrico
• Borde de ataque de las palas de la hélice y hilera - Térmico eléctrico y químico
• Carburador(es) - Neumático térmico y químico
• Desagües del lavabo y líneas de agua portátiles - Termoeléctrico

Sistemas anticongelantes del ala y del estabilizador horizontal y vertical

Los bordes de ataque del ala, o listones del borde de ataque, y los bordes de ataque de los estabilizadores horizontales y verticales de muchas marcas y modelos de aeronaves tienen sistemas antihielo instalados para evitar la formación de hielo en estos componentes. 

Los sistemas antihielo más utilizados son los térmicos neumáticos, los térmicos eléctricos y los químicos. La mayoría de las aeronaves de aviación general (GA) equipadas para volar en condiciones de hielo utilizan botas neumáticas de deshielo o un sistema químico antihielo. 

Los aviones de alto rendimiento pueden tener "alas lloronas". Las grandes aeronaves de categoría de transporte están equipadas con avanzados sistemas térmicos neumáticos o térmicos eléctricos antihielo que se controlan automáticamente para evitar la formación de hielo.

Antihielo termoneumático - Thermal Pneumatic Anti-icing 

Los sistemas térmicos utilizados para evitar la formación de hielo o para descongelar los bordes de ataque de las alas suelen utilizar aire caliente canalizado a lo largo del interior del borde de ataque de la alas y distribuido alrededor de su superficie interior. 

Estos sistemas termoneumáticos antihielo se utilizan para las alas, los slats del borde de ataque, los estabilizadores horizontales y verticales, las entradas de los motores, etc. 

Existen varias fuentes de aire calentado, entre ellas el aire caliente que sale del compresor de la turbina, los intercambiadores de calor del escape del motor y el aire de ariete calentado por un calentador de combustión.

Sistema antihielo del ala (WAI) - Wing Anti-Ice (WAI) System 

Los sistemas térmicos antihielo del ala (WAI o TAI) de los aviones de la categoría de reactores de negocios y de transporte de gran tamaño suelen utilizar aire caliente purgado del compresor del motor. 

Se pueden purgar cantidades relativamente grandes de aire muy caliente del compresor, proporcionando una fuente satisfactoria de calor antihielo. El aire caliente se dirige a través de conductos, colectores y válvulas a los componentes que necesitan ser anticongelados. 

El aire de purga se dirige a cada borde de ataque del ala mediante un eyector en cada zona interior del ala. El eyector descarga el aire de purga en tubos piccolo para su distribución a lo largo del borde de ataque. 

El aire fresco del entorno se introduce en el borde de ataque del ala mediante dos tomas de aire de ariete empotradas en cada borde de ataque del ala, una en la raíz del ala y otra cerca de la punta del ala. Los eyectores arrastran el aire ambiente, reducen la temperatura del aire de purga y aumentan el flujo de aire másico en los tubos piccolo. 

El borde de ataque del ala está construido con dos capas de piel separadas por un estrecho pasillo. El aire dirigido contra el borde de ataque sólo puede escapar a través del pasillo, tras lo cual se ventila por la borda a través de un respiradero en la parte inferior de la punta del ala.

Cuando se enciende el interruptor WAI, el regulador de presión se energiza y la válvula de cierre se abre. Cuando la temperatura del borde de ataque del ala alcanza aproximadamente +140 °F, los interruptores de temperatura encienden la luz de funcionamiento que se encuentra sobre el interruptor. 

Si la temperatura en el borde de ataque del ala excede aproximadamente +212 °F (exterior) o +350 °F (interior), la luz roja de advertencia WING OV HT en el panel anunciador se enciende.

Los conductos de los sistemas WAI suelen consistir en tubos de aleación de aluminio, titanio, acero inoxidable o fibra de vidrio moldeada. Las secciones de los tubos, o conductos, se unen entre sí mediante bridas atornilladas en los extremos o mediante abrazaderas en V tipo banda. 

Los conductos se recubren con un material resistente al fuego y aislante del calor, como la fibra de vidrio. En algunas instalaciones, se utilizan fuelles de expansión de acero inoxidable. Los fuelles se sitúan en posiciones estratégicas para absorber cualquier distorsión o expansión del conducto que pueda producirse debido a las variaciones de temperatura. 

Las secciones unidas de los conductos se sellan herméticamente mediante anillos de sellado. Estas juntas se colocan en huecos anulares en las caras de unión de los conductos.

Cuando se instala una sección de conducto, hay que asegurarse de que la junta se apoya uniformemente en la brida de la junta adyacente y se comprime con ella. Cuando se especifique, los conductos deben probarse a la presión recomendada por el fabricante de la aeronave en cuestión. 

Las comprobaciones de fugas se realizan para detectar defectos en el conducto que permitan el escape de aire caliente. El índice de fugas a una presión determinada no debe superar el recomendado en el manual de mantenimiento de la aeronave.

Las fugas de aire suelen detectarse de forma audible y a veces se revelan por los agujeros en el revestimiento o el material de aislamiento térmico. Sin embargo, si hay dificultades para localizar las fugas, se puede utilizar una solución de agua y jabón. 

Todos los conductos deben inspeccionarse para comprobar su seguridad, su estado general o su deformación. Se debe comprobar la seguridad de los revestimientos o de las mantas aislantes y deben estar libres de fluidos inflamables, como aceite o líquido hidráulico.

Sistema antihielo de las lamas del borde de ataque - Leading Edge Slat Anti-Ice System 

Las aeronaves que utilizan listones en el borde de ataque suelen utilizar aire de purga del compresor del motor para evitar la formación de escarcha en estas superficies. En un avión moderno de categoría de transporte, el sistema neumático suministra aire de purga para este propósito. 

Las válvulas WAI controlan el flujo de aire desde el sistema neumático a los conductos WAI. Los conductos WAI llevan el aire a las lamas. Los agujeros en la parte inferior de cada lama dejan salir el aire.

La tarjeta del ordenador del sistema de protección contra el hielo de las lamas (ACIPS) controla las válvulas WAI, y los sensores de presión envían los datos de la presión del aire de los conductos al ordenador. 

La tripulación puede seleccionar un modo automático o manual con el selector WAI. En el modo automático, el sistema se enciende cuando el sistema de detección de hielo detecta hielo. Las posiciones de apagado y encendido se utilizan para el control manual del sistema WAI. 

El sistema WAI sólo se utiliza en el aire, excepto para las pruebas en tierra. El sistema de peso en las ruedas y/o los datos de velocidad aerodinámica desactivan el sistema cuando la aeronave está en tierra.

Válvula WAI

La válvula WAI controla el flujo de aire de purga del sistema neumático a los conductos WAI. La válvula se controla eléctricamente y se acciona neumáticamente. El motor controla el funcionamiento de la válvula. 

Si el motor no recibe corriente eléctrica, la presión del aire en un lado del actuador mantiene la válvula cerrada. La corriente eléctrica a través del motor  permite que la presión del aire abra la válvula. A medida que aumenta la corriente del motor, aumenta la apertura de la válvula.

Sensor de presión WAI 

El sensor de presión WAI detecta la presión del aire en el conducto WAI después de la válvula WAI. La tarjeta del sistema ACIPS utiliza la información de presión para controlar el sistema WAI.

Conductos WAI 

Los conductos WAI mueven el aire desde el sistema neumático a través del borde de ataque del ala hasta las lamas del borde de ataque. Algunas secciones de los conductos WAI están perforadas. Los agujeros permiten que el aire fluya hacia el espacio interior de las lamas del borde de ataque. 

El aire sale de las lamas a través de los agujeros en la parte inferior de cada lama. Algunos conductos WAI tienen conductos en forma de "T" que se extienden para dirigir el aire hacia las lamas cuando están extendidas. 

La sección telescópica unida a la lama en un extremo, se desliza sobre la sección en "T" de diámetro estrecho que se conecta al conducto WAI. Una junta impide cualquier pérdida de aire. Esta disposición permite el suministro de aire caliente a las lamas mientras están retraídas, en tránsito y totalmente desplegadas.

Sistema de control del WAI 

Los aviones modernos utilizan varios ordenadores de a bordo para controlar los sistemas del avión. El sistema WAI está controlado por la tarjeta informática ACIPS. La tarjeta informática ACIPS controla las dos válvulas WAI. 

Las posiciones requeridas de las válvulas WAI cambian según la temperatura del aire de purga y la altitud. Las válvulas izquierda y derecha operan al mismo tiempo para calentar ambas alas por igual. Esto mantiene el avión aerodinámicamente estable en condiciones de hielo. 

Los sensores de presión de la WAI suministran información de retorno a la tarjeta del ordenador ACIPS de la WAI para el control de la válvula de la WAI y la indicación de su posición. 

Si cualquiera de los sensores de presión falla, la tarjeta del ordenador WAI ACIPS ajusta la válvula WAI correspondiente a totalmente abierta o totalmente cerrada. Si cualquiera de las válvulas falla cerrada, la tarjeta del ordenador WAI mantiene la otra válvula cerrada.

Hay un selector para el sistema WAI. El selector tiene tres posiciones: automático, encendido y apagado. Con el selector en automático y sin inhibir el modo de funcionamiento, la tarjeta informática WAI ACIPS envía una señal para abrir las válvulas WAI cuando cualquiera de los detectores de hielo detecta hielo. 

Las válvulas se cierran tras un retardo de 3 minutos cuando el detector de hielo deja de detectar hielo. El retardo evita los ciclos frecuentes de encendido y apagado durante las condiciones de hielo intermitente. 

Con el selector encendido y sin inhibición del modo operativo, las válvulas WAI se abren. Con el selector apagado, las válvulas WAI se cierran. El modo operativo de las válvulas WAI puede ser inhibido por muchos conjuntos diferentes de condiciones.

Antihielo térmico eléctrico 

La electricidad se utiliza para calentar varios componentes de una aeronave para que no se forme hielo. Este tipo de antihielo se limita normalmente a los componentes pequeños debido al elevado consumo de amperios. 

El antihielo eléctrico térmico eficaz se utiliza en la mayoría de las sondas de datos de aire, como los tubos pitot, los puertos de aire estático, las sondas TAT y AOA, los detectores de hielo y los sensores P2/T2 del motor. 

Los conductos de agua, los desagües de aguas residuales y algunos capós de entrada de los turbohélices también se calientan con electricidad para evitar la formación de hielo. Las aeronaves de categoría de transporte y de alto rendimiento utilizan antihielo eléctrico térmico en los parabrisas.

En los dispositivos que utilizan el antihielo eléctrico térmico, la corriente fluye a través de un elemento conductor integral que produce calor. 

La temperatura del componente se eleva por encima del punto de congelación del agua, por lo que no se puede formar hielo. Se utilizan varios esquemas, como un cable de bobina interno, mantas o cintas envueltas externamente, así como películas conductoras y juntas calentadas.

Las sondas de datos que sobresalen en la corriente de aire ambiental son particularmente susceptibles a la formación de hielo en vuelo. Un tubo pitot, por ejemplo, contiene un elemento eléctrico interno que se controla mediante un interruptor en la cabina. 

Tenga cuidado al comprobar el funcionamiento del calor del pitot cuando el avión está en tierra. El tubo se calienta mucho ya que debe evitar que se forme hielo en altitud a temperaturas cercanas a los -50 °F a velocidades posiblemente superiores a las 500 millas por hora. Un amperímetro o medidor de carga en el circuito puede ser utilizado como un sustituto para tocar la sonda, si así está equipado.

En las aeronaves GA existen circuitos térmicos de sonda simples con un interruptor y un disyuntor para activar y proteger el dispositivo. Las aeronaves avanzadas pueden tener circuitos más complejos en los que el control se realiza por ordenador y se tienen en cuenta las condiciones de vuelo de la aeronave antes de que los calentadores eléctricos térmicos se activen automáticamente. 

El ordenador de vuelo primario (PFC) suministra señales para que la tarjeta de datos de aire (ADC) active los relés de control de calor de tierra y aire para activar el calor de la sonda. La información relativa a la velocidad de la aeronave, si está en el aire o en el suelo, y si los motores están funcionando son factores considerados por la lógica del ADC. Un control similar se utiliza para otros calentadores de sonda.

Anticongelante químico 

El anticongelante químico se utiliza en algunas aeronaves para evitar el hielo en los bordes de ataque del ala, los estabilizadores, los parabrisas y las hélices. Los sistemas de alas y estabilizadores se denominan a menudo sistemas de alas lloronas o se conocen por su nombre comercial de sistemas TKS™. 

La protección contra el hielo se basa en el concepto de depresor del punto de congelación. Se bombea una solución anticongelante desde un depósito a través de una malla incrustada en los bordes de ataque de las alas y los estabilizadores. 

Activado por un interruptor en la cabina, el líquido fluye sobre las superficies de las alas y la cola, impidiendo la formación de hielo a medida que fluye. La solución se mezcla con el agua sobreenfriada de la nube, disminuye su punto de congelación y permite que la mezcla fluya fuera del avión sin congelarse. 

El sistema está diseñado para combatir el hielo, pero también es capaz de descongelar un avión. Cuando el hielo se ha acumulado en los bordes de ataque, la solución anticongelante rompe químicamente la unión entre el hielo y el fuselaje. Esto permite que las fuerzas aerodinámicas arrastren el hielo. De este modo, el sistema limpia el fuselaje del hielo acumulado antes de pasar a la protección antihielo.

El sistema de alas lloronas TKS™ contiene paneles de titanio formados y perforados con láser con más de 800 agujeros diminutos (de 0,0025 pulgadas de diámetro) por pulgada cuadrada. Estos se acoplan con paneles traseros de acero inoxidable no perforados y se adhieren a los bordes de ataque del ala y del estabilizador. 

A medida que el fluido se suministra desde un depósito central y una bomba, se filtra a través de los agujeros. Las fuerzas aerodinámicas hacen que el fluido recubra las superficies superior e inferior del perfil aerodinámico. El líquido a base de glicol impide que el hielo se adhiera a la estructura del avión.

Algunos aviones con sistemas de alas lloronas están certificados para volar en condiciones de hielo conocidas. Otros lo utilizan como protección contra el hielo inesperado que se encuentra en vuelo. Los sistemas son básicamente los mismos. 

La capacidad del depósito permite 1 a 2 horas de funcionamiento. Las alas lloronas TKSTM se utilizan principalmente en aviones recíprocos que carecen de un suministro de aire caliente de purga para la instalación de un sistema térmico antihielo. Sin embargo, el sistema es sencillo y eficaz, por lo que también se utiliza en algunas aeronaves corporativas con turbina.

Sistemas de deshielo de alas y estabilizadores 

Las aeronaves de tipo turbohélice y los aviones de pasajeros suelen utilizar un sistema neumático de deshielo para romper el hielo una vez que se ha formado en las superficies de los bordes de ataque. 

Los bordes de ataque de las alas y los estabilizadores tienen botas inflables unidas a ellos. Las botas se expanden cuando se inflan mediante presión neumática, lo que rompe el hielo acumulado en la bota. La mayoría de las botas se inflan durante 6 a 8 segundos. Se desinflan por succión al vacío. El vacío se aplica continuamente para mantener las botas firmemente contra el avión mientras no se utilizan.

La fuente de aire de funcionamiento para los sistemas de botas antihielo varía según el tipo de motor instalado en la aeronave. Las aeronaves con motores recíprocos suelen utilizar una bomba de aire específica accionada por el motor y montada en la caja de engranajes del motor. 

El lado de succión de la bomba se utiliza para hacer funcionar los instrumentos giroscópicos instalados en la aeronave. También se utiliza para sujetar las botas de deshielo a la aeronave cuando no están infladas. El lado de presión de la bomba suministra aire para inflar las botas antihielo, lo que rompe el hielo que se ha formado en los bordes de ataque del ala y del estabilizador. 

La bomba funciona continuamente. Se utilizan válvulas, reguladores e interruptores en la cabina para controlar el flujo de aire de origen al sistema.

Sistema neumático de eliminación de hielo para aeronaves 

Las aeronaves, especialmente los modelos bimotores, suelen estar equipadas con sistemas de descongelación neumática. Las botas de goma se fijan con pegamento a los bordes de ataque de las alas y los estabilizadores. 

Estas botas tienen una serie de tubos inflables. Durante el funcionamiento, los tubos se inflan y desinflan en un ciclo alternativo. Este inflado y desinflado hace que el hielo se agriete y se rompa. El hielo es arrastrado por la corriente de aire. 

Las botas utilizadas en los aviones suelen inflarse y desinflarse a lo largo del ala. En los aviones de turbohélice más grandes, las botas se instalan en secciones a lo largo del ala y las diferentes secciones funcionan de forma alternativa y simétrica en torno al fuselaje. 

Esto se hace para que cualquier perturbación del flujo de aire causada por un tubo inflado se mantenga al mínimo inflando sólo secciones cortas en cada ala a la vez.

Sistema de deshielo para aviones turbohélice 

La fuente de aire neumático es el aire de purga del motor, que se utiliza para inflar dos botas de ala interiores, dos botas exteriores y las botas del estabilizador horizontal. El aire de purga adicional se dirige a través de la válvula de deshielo de los frenos. 

Un interruptor de tres posiciones controla el funcionamiento de las botas. Este interruptor está cargado con un resorte a la posición central de OFF. Cuando se ha acumulado hielo, el interruptor debe seleccionarse en la posición de ciclo único (arriba) y soltarse. 

El aire de purga regulado por presión de los compresores del motor suministra aire a través de unidades de control de flujo de aire de purga y válvulas de cierre neumáticas a un conjunto de control neumático que infla las botas del ala. 

Después de un período de inflado de 6 segundos, un temporizador electrónico conmuta el distribuidor en el conjunto de control para desinflar las botas del ala, y se inicia un inflado de 4 segundos en las botas del estabilizador horizontal. 

Después de que estas botas se hayan inflado y desinflado, el ciclo se completa, y todas las botas se mantienen de nuevo firmemente contra las alas y el estabilizador horizontal por el vacío. El interruptor de resorte debe seleccionarse de nuevo hacia arriba para que se produzca otro ciclo.

Componentes del sistema de deshielo 

Se utilizan varios componentes para construir todos los sistemas de deshielo. Los componentes pueden diferir ligeramente en el nombre y la ubicación dentro del sistema dependiendo de la aeronave. Los componentes también pueden combinar funciones para ahorrar espacio y peso. 

Las funciones básicas de filtrado, regulación de la presión, distribución y conexión al vacío cuando las botas no están en uso deben estar presentes. También deben instalarse válvulas de retención para evitar el reflujo en el sistema. 

Los colectores son comunes en las aeronaves multimotoras para permitir el suministro de aire a baja presión desde las dos bombas del motor. Tenga en cuenta que la presión de la bomba de aire normalmente se expulsa por la borda cuando no se necesita. 

El aire de purga se cierra con una válvula cuando no se necesita para el funcionamiento de la bota de deshielo en los aviones con motor de turbina. En muchas aeronaves existe un temporizador, o una unidad de control con un modo automático, para repetir el ciclo de deshielo periódicamente.

Botas antihielo eléctricas 

Algunas aeronaves modernas están equipadas con botas antihielo eléctricas en las secciones del ala o en el estabilizador horizontal. Estas botas contienen elementos calefactores eléctricos que se adhieren a los bordes de ataque de forma similar a las botas de deshielo neumáticas. 

Cuando se activan, las botas se calientan y derriten el hielo de las superficies del borde de ataque. Los elementos son controlados por un temporizador de secuencia en un controlador de deshielo. 

Las entradas del detector de hielo y de la sonda de temperatura del aire del ariete inician la operación cuando existen otros parámetros de condiciones de vuelo. Los elementos de arranque se encienden y apagan en secciones emparejadas para evitar el desequilibrio aerodinámico. El sistema no funciona mientras la aeronave está en tierra.

Sistema de hielo en la hélice 

La formación de hielo en los bordes de ataque de la hélice, en los puños y en la hélice reduce la eficiencia del sistema de la planta motriz. Se utilizan sistemas de deshielo que utilizan elementos de calefacción eléctricos y sistemas que utilizan líquido de deshielo químico.

Sistema de deshielo electrotérmico de las hélices 

Muchas hélices se descongelan mediante una bota calentada eléctricamente en cada pala. La bota, firmemente cementada en su lugar, recibe corriente de un anillo deslizante y un conjunto de cepillos en el mamparo de la hélice. 

El anillo deslizante transmite la corriente a la bota de deshielo. La fuerza centrífuga de la hélice que gira y la ráfaga de aire desprenden las partículas de hielo de las palas calentadas.

En un modelo de avión, las botas se calientan en una secuencia preestablecida, que es una función automática controlada por un temporizador. 

Esta secuencia es la siguiente 30 segundos para los elementos exteriores de la hélice derecha; 30 segundos para los elementos interiores de la hélice derecha; 30 segundos para los elementos exteriores de la hélice izquierda; y, 30 segundos para los elementos interiores de la hélice izquierda. 

Una vez que el sistema se enciende para que se active el automático, realiza un ciclo continuo. Se incorpora una derivación manual del temporizador.

Deshielo químico de las hélices 

Algunos modelos de aviones, especialmente los monomotores GA, utilizan un sistema de deshielo químico para las hélices. El hielo suele aparecer en la hélice antes de que se forme en el ala. 

El fluido a base de glicol se dosifica desde un depósito mediante una pequeña bomba de accionamiento eléctrico a través de un microfiltro hasta los anillos de la hélice. El sistema de hélices puede ser un sistema autónomo, o puede formar parte de un sistema químico de deshielo de alas y estabilizadores, como el sistema TKS™.

Deshielo en tierra de las aeronaves 

La presencia de hielo en una aeronave puede ser el resultado de la precipitación directa, la formación de escarcha en los tanques de combustible integrales después de un vuelo prolongado a gran altura, o las acumulaciones en el tren de aterrizaje después de rodar a través de la nieve o el aguanieve. 

De acuerdo con la Circular de Asesoramiento (AC) 120-60 de la Administración Federal de Aviación (FAA), la aeronave debe estar libre de todos los contaminantes congelados adheridos a las alas, superficies de control, hélices, entradas del motor u otras superficies críticas antes del despegue.

Cualquier depósito de hielo, nieve o escarcha en las superficies externas de una aeronave puede afectar drásticamente a su rendimiento. 

Esto puede deberse a la reducción de la sustentación aerodinámica y al aumento de la resistencia aerodinámica resultante de la perturbación del flujo de aire sobre las superficies aerodinámicas, o puede deberse al peso del depósito sobre toda la aeronave. 

El funcionamiento de una aeronave también puede verse seriamente afectado por la congelación de la humedad en los controles, bisagras, válvulas, microinterruptores, o por la ingestión de hielo en el motor. 

Cuando se cuelga la aeronave para derretir la nieve o la escarcha, la nieve o el hielo derretidos pueden volver a congelarse si la aeronave se traslada posteriormente a temperaturas bajo cero. 

Cualquier medida que se tome para eliminar los depósitos congelados mientras la aeronave está en tierra debe evitar también la posible recongelación del líquido.

Eliminación de la escarcha 

Los depósitos de escarcha pueden eliminarse colocando la aeronave en un hangar caliente o utilizando un líquido anticongelante o de deshielo. Estos fluidos normalmente contienen etilenglicol y alcohol isopropílico y pueden aplicarse en spray o a mano. 

Debe aplicarse en las dos horas siguientes al vuelo. Los líquidos descongelantes pueden afectar negativamente a las ventanas o al acabado exterior de la aeronave, por lo que sólo debe utilizarse el tipo de líquido recomendado por el fabricante de la aeronave. 

Las aeronaves de la categoría de transporte se deshielan a menudo en la rampa o en un lugar dedicado al deshielo en el aeropuerto. Los camiones de deshielo se utilizan para rociar el líquido de deshielo y/o anticongelante en las superficies de la aeronave.

Eliminación de hielo y nieve 

Probablemente, el depósito más difícil de tratar es la nieve profunda y húmeda cuando las temperaturas ambientales están ligeramente por encima del punto de congelación. Este tipo de depósito debe eliminarse con un cepillo suave o una escobilla de goma. 

Tenga cuidado de no dañar las antenas, las rejillas de ventilación, los dispositivos de aviso de pérdida, los generadores de vórtices, etc., que puedan estar ocultos por la nieve. 

La nieve ligera y seca a temperaturas bajo cero debe soplarse siempre que sea posible; no se recomienda el uso de aire caliente, ya que esto derretiría la nieve, que se congelaría y requeriría un tratamiento adicional. 

El hielo moderado o pesado y los depósitos de nieve residual deben eliminarse con un líquido descongelante. No se debe intentar eliminar los depósitos de hielo o romper una unión de hielo por la fuerza.

Una vez finalizadas las operaciones de deshielo, inspeccione la aeronave para asegurarse de que su estado es satisfactorio para el vuelo. Todas las superficies externas deben ser examinadas en busca de signos de nieve o hielo residual, particularmente en la proximidad de los huecos de control y las bisagras. 

Compruebe que los puertos de drenaje y de detección de presión no estén obstruidos. Cuando sea necesario eliminar físicamente una capa de nieve, se deben examinar todos los salientes y rejillas de ventilación en busca de signos de daños. 

Las superficies de control deben moverse para comprobar que tienen un movimiento completo y libre. El mecanismo del tren de aterrizaje, las puertas y la bahía, y los frenos de las ruedas deben ser inspeccionados en busca de depósitos de nieve o hielo, y se debe comprobar el funcionamiento de los bloqueos y los microinterruptores.

La nieve o el hielo pueden entrar en las tomas de los motores de turbina y congelarse en el compresor. Si el compresor no puede ser girado a mano por esta razón, se debe soplar aire caliente a través del motor hasta que las partes giratorias se liberen.

Advertencia: Los artículos publicados en este sitio web deben ser utilizados únicamente con fines educativos (instrucción). 

No los utilice para operar una aeronave, volar, ni hacer procedimientos de mantenimiento. Tenga en cuenta que "Aprendamos Aviación" no está afiliado de ninguna manera con ninguna compañía fabricante de aeronaves. 

Verificar y confirmar la información con personal aeronáutico certificado y documentación certificada.

Fuente: La información (texto e imágenes) utilizado para este artículo está basado en el manual de la FAA (Aviation Maintenance Technician Handbook– Airframe, Volume 2 - FAA-H-8083-31A ) y manuales de instrucción de centros académicos aeronáuticos.