Un ala sostiene al avión manteniendo el aire pegado a ella, curvando el flujo suavemente sobre una forma hecha para eso. El hielo cambia la forma. No tiene que ser grueso, no tiene que verse desde la cabina, y no hace falta mucho. Por eso el hielo en el ala tiene su propia entrada en la ciencia de la lesión: es una manera en que una aeronave se puede perder en unos minutos a una altitud donde el suelo queda muy abajo.
Qué es el hielo. La guía para pilotos de la FAA define el hielo claro como un hielo brillante, claro o translúcido que se forma por el congelamiento relativamente lento de gotas de agua sobreenfriada, y dice qué lo produce: grandes cantidades de agua líquida, altas velocidades de la aeronave y gotas grandes favorecen la formación de hielo claro. Las gotas grandes sobreenfriadas, las que la guía abrevia SLD, son gotas de agua de más de 50 micrómetros (0.05 mm) de diámetro que existen en forma líquida a temperaturas del aire por debajo de 0 grados centígrados; siguen líquidas hasta que pegan contra algo, y el ala es ese algo. El hielo opaco, el otro tipo (rime en inglés), por lo general se ve más rugoso que el hielo claro. La palabra de la guía para el hielo que se congela detrás de las superficies calentadas o con botas de deshielo, por agua que corre hacia atrás a superficies sin protección, es runback (FAA, AC 91-74B, en inglés).
Lo que le hace al ala. Los números son claros. Una reducción del 30 por ciento en el CLmax, que es lo más que un ala puede sustentar, no es inusual, y una acumulación grande en forma de cuerno puede causar reducciones del 40 al 50 por ciento. La resistencia, el arrastre, va para el otro lado: un aumento del 100 por ciento en el arrastre del perfil no es inusual, con acumulaciones grandes en forma de cuerno el aumento puede ser del 200 por ciento o más, y, del arrastre, el efecto es significativo aun a ángulos de ataque muy pequeños. No hace falta una acumulación grande. Una reducción significativa del CLmax y una reducción del ángulo de ataque al que ocurre la pérdida pueden resultar de una acumulación de hielo relativamente pequeña. Rugoso es peor que grande: las pruebas en túnel de viento indican que si esas acumulaciones son particularmente rugosas pueden tener efectos más adversos que acumulaciones mayores relativamente lisas. El resultado para el piloto es un ala que se rinde antes que aquella con la que entrenó. Aun una capa delgada de hielo en el borde de ataque de un ala, sobre todo si es rugosa, puede aumentar de manera significativa la velocidad de pérdida, porque el ángulo de ataque al que ocurre la pérdida es mucho menor con hielo que sin hielo. Entrar en pérdida es que el ala suelte el aire; con hielo, lo suelta a un ángulo menor y a una velocidad mayor que aquella para la que pueden estar ajustadas las alarmas del avión (FAA, AC 91-74B, en inglés).
La cola. La parte del avión que junta hielo más rápido es la parte que nadie puede ver. El estabilizador de cola de una aeronave junta más hielo que sus alas porque presenta una superficie más delgada a la corriente de aire, y en la mayoría de las aeronaves la cola no está a la vista del piloto, que no puede observar qué tan bien la ha limpiado de hielo cualquier sistema de deshielo. La cola es lo que mantiene la nariz arriba, y la guía advierte que con hielo en la cola, esta puede entrar en pérdida después de extender los flaps, así que a los pilotos se les dice que estén alerta a la posibilidad de una pérdida de cola, particularmente después de extender los flaps por completo (FAA, AC 91-74B, en inglés).
Lo que promete la certificación. Menos de lo que la gente supone. Una aeronave certificada para volar por instrumentos no está necesariamente certificada para volar con hielo. Un avión aprobado para hielo conocido está hecho para operar con seguridad en las condiciones de hielo que abarcan las envolventes de hielo que especifica la FAA, y luego la guía agrega la frase que importa: siempre es posible encontrarse con una condición inusual para la que la aeronave no ha sido certificada, y su ejemplo es un contenido de agua líquida fuera de las envolventes, que puede notarse por un ritmo de acumulación muy rápido. El hielo severo se define por la falla, no por el grosor, aunque la guía da un ritmo de referencia de más de 3 pulgadas por hora: el ritmo de acumulación es tal que los sistemas de protección contra hielo no logran quitar el hielo acumulado, y aun los aviones aprobados para volar en condiciones de hielo conocido no deben volar en hielo severo. La certificación para volar en hielo conocido no incluye la llovizna congelante ni la lluvia congelante. Cuando se encuentra hielo severo, por reglamento, se exige la salida inmediata (FAA, AC 91-74B, en inglés).
El otro filo. Allá arriba, un jet vuela dentro de una banda angosta. Del lado lento está la pérdida, que el hielo acerca. Del lado rápido hay un límite propio. Todo jet tiene una velocidad máxima de operación, escrita como VMO, la velocidad máxima de operación en nudos, y MMO, la velocidad máxima de operación como número de Mach, y esas dos siempre definen la velocidad máxima de operación del avión. A altitudes altas y frías la velocidad del sonido es menor, así que la aeronave queda limitada por el Mach, y las cualidades de vuelo de un jet pueden cambiar significativamente a velocidades mayores que la máxima permitida. Una onda de choque se forma sobre el ala muy por debajo de la velocidad del sonido, y lo bastante pasado el límite la separación del aire detrás de la onda de choque puede producir un bataneo severo y una posible pérdida de control, y el centro de presión del ala se mueve hacia atrás, causando el inicio de una tendencia a bajar la nariz, el tuck. El tuck de Mach se desarrolla gradualmente, y no se debe permitir que la condición avance, para evitar entrar en una picada pronunciada, a veces irrecuperable. El manual tiene un nombre para la altitud donde el bataneo del lado lento y el del lado rápido se juntan: coffin corner, la esquina del ataúd (FAA, Airplane Flying Handbook, capítulo 16, en inglés). Un exceso de velocidad no es lo contrario de una pérdida. Es la otra salida del mismo cuarto angosto.
La actitud anormal. Este es el mecanismo general que enseña el manual, no el relato de ningún vuelo. La desorientación espacial ha sido un factor significativo en muchos accidentes por actitudes anormales del avión, lo que el manual llama upset, y los pilotos desorientados no siempre están conscientes de su error de orientación. Dentro de la nube, un piloto distraído por otras sensaciones puede entrar fácilmente en un viraje descendente con la nariz un poco abajo y un ala un poco baja, que es como empieza una picada en espiral, y la recuperación tiene un orden que el manual escribe: reducir la potencia al mínimo, quitar la carga de fuerzas G antes de nivelar, nivelar las alas con alerones y timón coordinados, y luego subir la nariz con suavidad a vuelo nivelado. Los errores que enumera son intentar salir de la picada sin nivelar las alas y no reducir la potencia primero, y una picada así puede estar en la velocidad de nunca exceder, la VNE, o más allá, donde un jalón brusco del mando crea cargas capaces de causar daño o falla estructural de la aeronave (FAA, Airplane Flying Handbook, capítulo 5, en inglés).
La aritmética. Los ritmos de descenso en aviación se dan en pies por minuto, y los números esconden qué tan rápido es eso. Un descenso de 10,000 pies por minuto son unos 167 pies por segundo, más o menos 114 millas por hora directo hacia abajo; 20,000 pies por minuto son unas 227 millas por hora; 30,000, unas 341. Esas son velocidades verticales solas, antes de sumar la velocidad hacia adelante del avión, y un frenado desde cualquiera de ellas contra el suelo es el frenado más corto que existe, que es lo que El objeto fijo y Siete veces la energía explican para el vehículo en tierra: la energía sube con el cuadrado de la velocidad y la distancia para gastarla son pulgadas. Las cifras son aritmética, no la medición de ningún vuelo.
Lo que guarda el registro. Un choque dentro de la nube deja más registros que un choque en el camino. La grabación del control de tránsito aéreo, con sus tiempos, es pública en cuestión de horas. Los datos de radar y de rastreo ponen la altitud, la velocidad y el ritmo de descenso en el mismo reloj. El clima está en el expediente: los pronósticos, los reportes de los pilotos de otras aeronaves, los ecos del radar. Los propios registros del avión dicen para qué estaba certificado, qué permitía su manual de vuelo con hielo, cómo se les dio mantenimiento a sus sistemas antihielo y para qué estaba entrenada la tripulación. Si traía grabadora de voz de cabina y grabadora de datos de vuelo, esas dicen el resto, cuando sobreviven. Y la pregunta que la ley le hace a todo eso no es solo por qué, que es la pregunta de los investigadores, sino qué sabían las personas a bordo y por cuánto tiempo, que es la pregunta que retoman Consciente y Mayday. Nada de esta página es sobre ningún vuelo en particular. Lo que el hielo le hace a un ala es lo mismo en toda ala; lo que pasó en una en particular le toca decirlo al registro de ese vuelo.
Todas las fuentes en inglés. FAA, Advisory Circular 91-74B, Pilot Guide: Flight in Icing Conditions (8 de octubre de 2015) (párrafo 1-3g, página 2, y 3-1a(1), página 15, el hielo claro; 1-3ll, página 5, las gotas grandes sobreenfriadas; 1-3ee, página 5, el hielo opaco; 1-3ff, página 5, y 2-1d, página 9, el runback; 3-2b(1), página 18, las cifras de sustentación y arrastre y la acumulación pequeña; 1-4d, página 7, la rugosidad; 3-2a, página 17, la capa delgada y el ángulo de pérdida; 3-1a, página 15, y 3-7a y 3-7b, páginas 22 a 23, la cola; 1-4a, página 6, 3-12a, páginas 26 a 27, 1-3gg, página 5, 5-2a, página 39, y 4-2d, página 36, la certificación, el hielo severo y la salida; 1-1, página 1, la guía no es reglamentaria). FAA, Airplane Flying Handbook, FAA-H-8083-3C, capítulo 16, Transition to Jet-Powered Airplanes (página 16-4, VMO, MMO y las cualidades de vuelo; página 16-6, el bataneo de Mach, el tuck de Mach y coffin corner). FAA, Airplane Flying Handbook, FAA-H-8083-3C, capítulo 5, Maintaining Aircraft Control: Upset Prevention and Recovery Training (página 5-3, la desorientación espacial; página 5-26, la picada en espiral, su recuperación y la VNE; página 5-27, los errores comunes). Los pies y las millas son aritmética: pies por minuto entre 60 da pies por segundo; pies por segundo por 3,600 entre 5,280 da millas por hora. Información general, no asesoría legal. Cifras y textos tal como estaban publicados al momento de esta publicación.
