Formação de gelo em aeronaves.

Gotas menores acompanham facilmente os filetes aerodinâmicos ao passo que gotas grandes são mais resistentes e se desviam menos. A consequência que resulta disso é de que QUANTO MAIORES AS GOTAS DE ÁGUA MAIOR SERÁ O ACÚMULO DE GELO SOBRE A AERONAVE.

Os filetes aerodinâmicos se desviam mais ao longo dos perfis mais espessos e sofrem menos deflexão ao longo dos perfis mais finos. A consequência disso é que o GELO ACUMULA MAIS RAPIDAMENTE SOBRE PERFIS MAIS FINOS.

O acumulo do gelo aumenta com a velocidade de deslocamento da aeronave. Assim: a razão de acumulo de gelo se faz CONSTANTE ou QUASE CONSTANTE, até cerca de 250 KT. A velocidades maiores o acúmulo AUMENTA RAPIDAMENTE. Para altas velocidades, como é o caso dos grandes jatos, o processo se inverte, pois o atrito e a altitude dificultam a formação de gelo. Velocidades de 500 Kt ou mais praticamente não apresentam problemas com formação de gelo.

As principais consequências advindas do acúmulo de gelo sobre aeronaves em voo são as seguintes:

1-BORDO DE ATAQUE DAS ASAS - O gelo começa a acumular ao longo da parte central e vai progredindo na direção do intradorso e do extradorso. Altera o fluxo aerodinâmico, provocando perda de sustentação e aumento na resistência ao avanço e, também, do limite da velocidade de perda. O gelo transparente ou cristal, típico da trovoadas, é o mais perigoso no caso,pois acumula numa proporção exagerada.

2-HÉLICES - O gelo sobre as hélices reduz sua eficiência aerodinâmica e consequentemente a tração efetiva que se reflete diretamente no decréscimo continuado da IAS. Embora o valor de RPM se mantém constante, a IAS cai aos poucos com a mesma potência. A vibração que surge pelo acúmulo do gelo nas pás, pode ser confundido como falha mecânica, razão que não pode ser considerada com o único elemento identificador do gelo. Um aumento de RPM pode fazer com que uma parte do gelo se desprenda, devido ao aumento centrífugo e nos multimotores, pode-se ouvir o barulho das pedras de gelo batendo na fuselagem. A IAS, portanto começa a cair novamente, devido ao novo gelo acumulado. Um bom indício inicial de gelo sobre uma hélice é o gelo que começa a acumular sobre seu cubo.

3-CARBURADOR - Um carburador convencional está sujeito a formação interna de gelo, na passagem da borboleta, devido ao resfriamento por efeito de Venturi. A expansão do ar tira em cerca de 15°C na temperatura do ar e a evaporação da gasolina cerca de 3°C a 4°C. Isto quer dizer que em um ar de 18°C e umidade relativa de 70%, um carburador poderá acumular gelo, porque sua temperatura total vai a 0°C e o ar se torna saturado pelo resfriamento. O gelo na borboleta reduz a entrada de ar enriquecendo a mistura. O valor da RPM permanece constante a IAS também, porém o motor começa a perder potência. Uma boa medida preventiva é de manter a temperatura do carburador sempre acima de 0°C. É bom lembrar nesse caso que o gelo cristal de trovoada pode "calar" o motor em menos de um minuto, se o carburador estiver entregue a própria sorte.

4-TUBO DE PITOT - Deve ser mantido aquecido sempre que for penetrar nuvem ou áreas de precipitação. Gelo que se forma nele prejudicará os instrumentos conectados ao sistema estático (indicador de velocidade, altímetro e climb).

5-PARA-BRISAS - Gelo ou geada que se acumula sobre um para-brisa, se tornam perigoso para operação de pouso e decolagem, principalmente para aeronaves que são desprovidas de desembaçador e helicópteros.

6-ANTENAS - Gelo acumulado em uma antena pode enrijecê-la e parti-la. Os modernos equipamentos de bordo dispõem, entretanto de meios para combatê-lo.

7-ROTOR DE HELICÓPTEROS - O gelo que se acumula no conjunto de rotor principal gera vibrações críticas e perda de controle. A indicação do torque aumenta gradualmente e a capacidade e auto-rotação é diminuída perigosamente, principalmente quando em voo próximo ao solo, durante o inverno. O gelo sobre o rotor de cauda gera vibrações e redução da sua eficiência. O efeito centrífugo proveniente da rotação poderá ajudar na remoção do gelo, porem os pedaços livres que serão arremessadores poderão danificar a fuselagem e o rotor principal.

8-REATORES - A sucção na parte dianteira de uma turbina reduz a temperatura do ar, podendo facilitar a formação de gelo na entrada sem que haja acúmulo de gelo sobre as asas. Esse gelo diminui o volume de ar sugado, enriquecendo a mistura e provocando aumento da temperatura de exaustão, com perda proporcional no empuxo. O uso do sistema antigelo deve ser regra básica de segurança.

9-ESTABILIZADOR HORIZONTAL - Um piloto deve ter em mente a possibilidade de formação de gelo no bordo de ataque do estabilizador horizontal. Esse gelo altera as forças aerodinâmicas que atuam sobre a superfície móvel e isso se torna perigoso, principalmente nas aproximações sob condições IFR de inverno rigoroso.  Um piloto de um modo geral tende a confiar no seu próprio julgamento, embora nem sempre possa imaginar que esteja ocorrendo o acumulo de gelo sobre a sua aeronave, principalmente sobre o estabilizador horizontal. Devido a isso é sempre aconselhável usar o sistema antigelo disponível na aeronave, sempre que haja condições favoráveis ao gelo, mesmo que ocorram em períodos curtos de tempo. A um piloto em voo é sempre importante lembrar que "O GELO ESTÁ SEMPRE ONDE ELE É ENCONTRADO".

Umas poucas regras elementares devem ser sempre lembradas quando voando em condições favoráveis ao gelo. São elas:

1- Quando em voo sob condições favoráveis ao gelo, um piloto deve acionar as superfícies de comando de vez em quando, manual e bruscamente, a fim de quebrar e soltar algum gelo que possa acumular nos bordos dianteiros dessas superfícies.

2- Ter em mente que um gelo acumulado sobre um radome de radar pode obliterar a emissão do mesmo impossibilitando recepção de eco. O resultado é a percepção de um "chuvisco" no escopo.

3- O gelo é mais frequente entre 0°C e -10°C embora podendo ocorrer mais raramente em temperaturas inferiores a -30°C.

4- Gelo intenso sempre ocorre em chuva moderada a forte, sob temperaturas inferiores a 0°C.

5- Evitar curvas de meia inclinação com a aeronave revestida de gelo espesso.

Relativamente à intensidade, o gelo pode ser assim classificado:

a- Suave: o gelo é apenas perceptível e não há necessidade de usar o sistema de defesa.

b- Leve: pode acarretar acúmulo apreciável caso o voo seja prolongado sob tal condição. O sistema de defesa poderá ser acionado esporadicamente.

c- Moderado: o acúmulo é apreciável mesmo ao longo de pequenas distâncias. O sistema de defesa deve ser usado obrigatoriamente.

d- Forte: o acúmulo é grande e o sistema de defesa opera ao máximo.

e- Extremamente forte: o sistema de defesa simplesmente não dá conta do recado. Mudança de nível imediata deve ser feita, pois há perigo de danos estruturais.

Os sistemas de defesa usados contra o gelo nas aeronaves são de dois tipos:

a- Sistemas degeladores ou descongelantes: que atuam sob o gelo já formado. Eles simplesmente quebram e removem o gelo. é ainda usado na aviação geral, em aeronaves antigas.

b- Sistemas preventivos ou anticongelantes: que previnem a formação de gelo. Eles evitam o seu acúmulo. São os sistemas mais usados atualmente.

Os sistemas degeladores são de operação mecânica. Consistem em capas de borracha pretas que envolvem os bordos de ataque. O ar é injetado sob pressão através de tubos e de modo alternado, fazendo a capa ondular, deformando o perfil aerodinâmico, quebrando o gelo e fazendo com que o fluxo de ar desloque os pedaços de gelo quebrados. O grande cuidado e não deixar que o gelo cubra totalmente a superfície preta fixando-se no metal.

Os sistemas preventivos são de dois tipos de uso bem diferentes:

1º-Sistema de superaquecimento que aquece os bordos de ataque  por meio de placas elétricas ou de câmaras de aquecimento; 2º-Sistema repelente que espalha líquido oleoso e anticongelante sobre as superfícies críticas. O gelo se forma sobra a camada líquida e é levado pelo fluxo de ar.  É muito usado em bordo de ataque e pás da hélice de alguns turboélices; além dos jatos.

Referência

CEZAR, FARID. METEOROLOGIA. 1ªEdição. EDITORA TÉCNICA DE AVIAÇÃO