¿Qué es el chorro de escape?

El chorro de escape es la corriente de escape de alta velocidad y alta temperatura de un motor a reacción que puede dañar el pavimento, los equipos y las aeronaves, y herir a personas.

Chorro de escape, efluvio de reacción y estela de hélice

El chorro de escape es el escape de un motor a reacción. EASA también usa «jet efflux» en su guía de pruebas de motor. Una hélice produce la estela de hélice, que también se llama flujo de la hélice. La FAA indica que la estela de hélice no produce el grado de peligro que produce el chorro de escape. Aun así puede levantar vientos de superficie y torbellinos. El viento de los turbohélices grandes puede levantar y volcar aeronaves más ligeras, vehículos y equipos de asistencia en tierra.

Por qué el chorro de escape es peligroso

La FAA describe el escape de un motor a reacción como una corriente de aire de alta velocidad a una temperatura elevada. Puede dañar la infraestructura aeroportuaria, los equipos de tierra y otras aeronaves, y puede herir gravemente a personas. El aire es además turbulento. Produce vibraciones y fuerzas que pueden dañar las fachadas de los edificios. Juntos, la alta temperatura y la alta velocidad pueden dañar también el pavimento cercano al punto de escape.

En las plataformas, las fuerzas del viento causadas por el chorro de escape pueden proyectar objetos, desplazar equipos, hacer que un vehículo pierda el control y dañar la infraestructura. Ponen en riesgo al personal de tierra, a los pasajeros, a las aeronaves y a las estructuras.

La FAA da umbrales de velocidad del aire para la planificación. Por encima de 12 mph, el aire puede desplazar escombros sin sujetar. Por encima de 30 mph (48 km/h), objetos sueltos como arena y piedras pueden elevarse. Los umbrales de la tabla C-1 proceden de la escala de Beaufort. Son umbrales de sensibilidad a partir de los cuales aumenta el riesgo. No son restricciones ni cargas de diseño estructural.

Para una fuerza aproximada, la FAA da la presión de una corriente de aire uniforme sobre una superficie que la enfrenta. La fórmula es P = 0,00256 V², con P en lb/ft² y V en mph. A 50 mph, esto equivale a unas 6,4 lb/ft² (unos 300 Pa). Multiplique la presión por el área del objeto para obtener la fuerza. La fórmula ignora la turbulencia, que hace variar la fuerza real. La FAA dice que en zonas complejas del lado aire puede ser necesario un análisis en túnel de viento o un modelado por ordenador.

Cuánta intensidad tiene

La intensidad del chorro de escape depende de la aeronave, del nivel de empuje y de la atmósfera. La FAA nombra tres niveles de empuje:

• Empuje al ralentí, habitual en las posiciones de estacionamiento de la plataforma y en las posiciones de espera de las calles de rodaje.
• Empuje de arranque (breakaway), que vence la inercia y la fricción de los neumáticos para poner la aeronave en movimiento. Se produce en las plataformas, en las calles de rodaje y en los extremos de pista. El peso de la aeronave, la pendiente del pavimento, el número de motores que dan potencia y el viento de cara modifican este empuje.
• Empuje de despegue, que se produce sobre todo desde el extremo de la pista hasta la rotación, y también en las zonas de prueba de motor. La mayoría de las salidas usan un nivel de empuje reducido para limitar el desgaste del motor.

La velocidad y la temperatura se extienden una larga distancia detrás de la aeronave antes de bajar a niveles seguros. La temperatura baja a un nivel seguro a una distancia menor que la velocidad. Un viento cruzado puede desplazar la envolvente del escape a la izquierda o a la derecha.

Hasta dónde llega

No hay una distancia segura única detrás de un motor en marcha. La distancia depende de la aeronave, del nivel de empuje y de la atmósfera. La FAA no da una cifra única. Indica a los planificadores que busquen los contornos de escape de cada tipo de aeronave.

• La mayoría de los fabricantes de aeronaves comerciales publican los contornos de velocidad y temperatura del escape para los tres niveles de empuje en sus manuales de planificación aeroportuaria.
• Para las aeronaves pequeñas, la fuente es el manual de operación del piloto.
• Los contornos suelen ser vistas en planta y en alzado, con notas sobre las hipótesis, por ejemplo la atmósfera estándar y el nivel de empuje.
• El software de modelado de trayectorias de aeronaves también incluye datos de velocidad y temperatura del escape.

Un estudio de la NASA de 1993 da una idea de la escala. Indica que casi todos los manuales de operación de los reactores comerciales tienen una página de datos sobre el chorro de escape. La página muestra un perfil de daños, medido desde la cola con potencia de motor baja, normalmente entre el 35 y el 40 por ciento de N1. El perfil llega a más de 200 ft (61 m) detrás de algunas aeronaves grandes. En él, las fuerzas del escape se acercan a 100 nudos.

Para convertir los contornos en una distribución, los planificadores los comparan con los umbrales de la tabla. Para el estacionamiento cola con cola en una terminal, la FAA recomienda una velocidad máxima del viento de 35 mph (56 km/h). Para las terminales enfrentadas, recomienda 50 mph (80 km/h) para el chorro inicial de una aeronave que entra o sale de una puerta. Para el estacionamiento enfrentado en puertas y para las vías de servicio, recomienda 35 mph. Las prácticas recomendadas piden también una zona de remolcado, un estacionamiento separado para la aviación general y los aviones regionales, y anclajes de amarre para las aeronaves pequeñas.

Dónde causa daños

El Sistema de Notificación de Seguridad Aérea de la NASA estudió 51 informes de chorro de escape en tierra. El estudio indica que eran una fracción mínima de todos los informes. Los autores encontraron estos hechos:

• 27 de los 51 informes (53 por ciento) procedían de una rampa. 10 procedían de una calle de rodaje, 10 de una espera en pista, de aterrizaje o de despegue, y 4 de una zona de prueba de motor.
• En las rampas, los giros cerrados causaron los incidentes. Los giros se produjeron durante un remolcado con motores en marcha, un retroceso con motores, el rodaje de salida o el rodaje hasta una puerta. Un tractor no los impidió cuando el giro era cerrado.
• El 85 por ciento de los daños fue en las alas, las hélices, los flaps y los timones de otras aeronaves. La mayor parte fue en aeronaves ligeras de 5 000 lb o menos.
• Los edificios, los objetos o los vehículos sufrieron el 11 por ciento de los daños, y las lesiones a personas, el 4 por ciento.
• Muchos incidentes fuera de rampa procedieron de pruebas y arranques de motor mal dirigidos.

Son informes de pilotos de 1993. Muestran los tipos de suceso, no con qué frecuencia ocurren hoy.

Chorro de escape en el pavimento y el suelo

En el asfalto, la erosión por chorro de escape es una zona oscurecida donde el ligante bituminoso se quemó o carbonizó. Las zonas quemadas localizadas pueden alcanzar unas 1/2 pulgada (13 mm) de profundidad. En una encuesta del estado del pavimento, el manual PAVER la clasifica como deterioro 46. No tiene niveles de severidad. El inspector registra que existe y mide su superficie en pies cuadrados o metros cuadrados. Véase erosión por chorro .

Otros dos deterioros pueden parecerse, pero el manual los define de otra forma:

• El desgranamiento (raveling) es la pérdida de partículas gruesas del árido en la superficie. La erosión por chorro de escape trata del ligante quemado.
• El derrame de aceite (oil spillage) es el deterioro o reblandecimiento de la superficie causado por aceite, combustible o disolventes. Una mancha por sí sola no es un deterioro.

El chorro de escape también puede erosionar el suelo sin protección junto a una pista o una calle de rodaje. Los motores montados en el ala de algunas aeronaves grandes sobresalen del borde de la pista. La superficie erosionada puede producir polvo y escombros, y un motor puede ingerirlos. Los arcenes pavimentados resisten esta erosión y la generación de escombros. La FAA también indica que el suelo sin protección junto a una calle de rodaje es susceptible de erosión que causa problemas de ingestión en los motores. La FAA diseña los pavimentos de los aeródromos para dar una superficie libre de restos que la estela de hélice o el chorro de escape puedan soplar o levantar.

Iluminación y ayudas a la navegación

El chorro de escape determina dónde se sitúan las luces y los equipos de navegación.

• La FAA recomienda que las luces de borde de pista se sitúen a 10 ft (3 m) del borde del pavimento en las pistas que usan aviones a reacción. Así se evitan posibles daños por el chorro de escape. En las pistas que no usan aviones a reacción, recomienda 2 ft (0,6 m).
• La FAA indica que solo se usen accesorios empotrados de borde de calle de rodaje en dos casos. Uno es cuando el chorro de escape puede dañar las luces elevadas. El otro es cuando las luces elevadas interferirían con las operaciones de las aeronaves.
• La caja de la luz PAPI interior puede situarse hasta a 75 ft (23 m) del borde de la pista. Esto se aplica cuando el chorro de escape y los vórtices de ala pueden dañarla. Es una desviación de la norma, y la FAA debe aprobarla antes de la instalación.
• La FAA recomienda al menos 600 ft (183 m) entre cualquier fuente de chorro de escape y sus instalaciones de comunicaciones, navegación, vigilancia y meteorología. Así se limitan los depósitos del escape sobre las antenas.

Cómo protegen los aeropuertos frente al chorro de escape

La FAA enumera estas medidas de mitigación:

• Protección frente a la erosión: arcenes de pista, zonas de protección contra chorro y arcenes de calle de rodaje.
• Configuración de la plataforma, con posiciones de estacionamiento que orientan el escape lejos de las personas, los equipos y las estructuras.
• Protección frente al chorro, que incluye la valla antichorro .
• Señalización de las zonas peligrosas de chorro de escape en la plataforma.

Una zona de protección contra chorro es un área junto al extremo de la pista. Reduce los efectos erosivos del chorro de escape y de la estela de hélice. La FAA exige una zona de protección pavimentada cuando la aeronave crítica pertenece al Grupo de Diseño de Aeronaves IV o a uno superior. Las marcas amarillas en chevrón identifican una zona de protección pavimentada. La CS ADR-DSN.B.175(d) de la EASA indica que al menos 30 m de la franja antes del inicio de la pista deberían estar preparados contra la erosión por chorro. El Anexo 14 de la OACI da la misma recomendación en el párrafo 3.4.11. La OACI también recomienda arcenes en las plataformas de giro de pista, lo bastante anchos para evitar la erosión por chorro de escape.

Una valla antichorro es una barrera que desvía o disipa el chorro de escape o la estela de hélice. También ayuda con los humos y el ruido. La FAA establece estas reglas:

• Mantenga la valla fuera de las zonas de seguridad de pista y de calle de rodaje y de las zonas libres de objetos.
• Mantenga la valla fuera de las superficies de aproximación y de salida, de la zona libre de obstáculos y de las zonas críticas del ILS.
• Diseñe los elementos de la valla para resistir las fuerzas del viento de la aeronave con los contornos de chorro más exigentes.
• Sitúe la valla de forma que el eje de la corriente de escape quede por debajo de su parte superior.
• Instale una valla solo si no es práctico un margen de seguridad suficiente. Es una práctica recomendada.
• Mantenga al menos 50 ft (15,2 m) entre la cola de la aeronave y la parte delantera de la valla. Esto también es una práctica recomendada.

Las vallas pueden ser necesarias cerca de los extremos de pista, las plataformas de prueba de motor y el límite del aeropuerto. Los terraplenes o los muros estructurales son alternativas.

Las pruebas de motor necesitan un lugar propio. La FAA recomienda una zona de prueba de motor alejada de las posiciones de estacionamiento, de las zonas de puertas y de los edificios. La guía de EASA indica que las pruebas de motor se hagan en una zona remota cuando sea posible. Su guía no permite las pruebas con potencia de ralentí o superior en callejones sin salida. Tampoco las permite cuando el efluvio de reacción afectaría a las posiciones, a las zonas de equipos o a las zonas de trabajo. Limita las pruebas en las posiciones de estacionamiento regulares a la comprobación de arranques y del ralentí. La EASA también pide cuidado en una zona de espera. El chorro de escape y la estela de hélice de las aeronaves en espera no deben interferir con las operaciones de aeronaves, dañar vehículos ni herir a personas.

Normas de la UE sobre plataformas

Según el ADR.OPS.D.055, el operador del aeródromo de la UE debe:

• informar a los usuarios de la plataforma de los peligros del chorro de escape y del flujo de la hélice, por ejemplo mediante formación o promoción de la seguridad
• exigir a los usuarios de la plataforma que aseguren los vehículos y los equipos, y designar zonas de estacionamiento donde el efecto del chorro de escape sea mínimo
• tener en cuenta el chorro de escape al diseñar o modificar las distribuciones de la plataforma
• identificar los lugares sensibles al chorro de escape, y publicar una solicitud de empuje mínimo para los pilotos o adoptar otras medidas

La solicitud de empuje mínimo se publica en la publicación de información aeronáutica (AIP). Las señales informativas pueden marcar estos lugares.

Qué comprueba una inspección

La guía de inspección de EASA pide comprobar los extremos de pista por si hay daños por chorro en las luces de aproximación, los conos de marcación y las luces de umbral. En las zonas pavimentadas, también enumera los daños en la superficie del pavimento y en los accesorios de luces. En una encuesta de pavimento, una zona de erosión por chorro de escape es el deterioro 46, y el inspector mide su superficie.