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ICING

Formazione di un deposito di ghiaccio sulla struttura dell’aeromobile o sul motore.

La formazione può avvenire:
per congelamento di acqua sopraffusa.il processo di deposizione, nel quale il vapore acqueo è trasformato in ghiaccio senza passare dallo stato liquido.
Il ghiaccio si può formare:
in volo nelle nubi;aria chiara;terra.

Effetti Pericolosi Dell’Icing

Alterazione del flusso aerodinamico lungo i profili deformati dagli accumuli di ghiaccio:
l’alterazione di tale flusso provoca una diminuzione della portanza e un aumento della resistenza: la velocità di stallo raggiungere valori talmente elevati da rendere impossibile oltre alla salita, anche il mantenimento del semplice volo livellato.
Ostruzione delle prese d’aria di alimentazione dei motori.della presa dinamica e blocco dell’avvisatore di stallo.motore può portare a perdite di potenza.dell’aereo.di visibilità anteriore (pericolosa in atterraggio).

Icing in volo nelle nubi

I fattori che contribuiscono alla formazione di ghiaccio in nube sono divisi in fattori meteorologici e fattori aerodinamici.
I fattori meteorologici sono:
il contenuto di acqua sopraffusa;contenuto di cristalli di ghiaccio;temperatura;’umidità;distribuzione delle gocce e dei cristalli.
I fattori aerodinamici sono:
l’efficienza di cattura delle gocce da parte dell’aereo;velocità dell’aereo;temperatura superficiale dell’aereo.

Condizioni necessarie per la formazione di ghiaccio in nube:
La presenza di gocce d’acqua allo stato di sopraffusione.temperatura ambiente e/o delle superfici dell’aeromobile sia inferiore a 0°C
L’acqua sopraffusa è:
Acqua liquida con temperatura inferiore a 0°C’ frequente a temperature comprese tra 0° e -15°C’ uno stato di equilibrio critico facilmente perturbabile.
Ogni perturbazione provoca l’immediato ghiacciamento delle gocce, quindi anche il contatto con un corpo solido

Congelamento

Generalmente il processo di congelamento avviene perché una goccia che si trova a temperature inferiori a 0°C incontra i nuclei di congelamento,attorno ai quali si attiva il processo.
I nuclei di congelamento sono:
attivi a temperature inferiori a -15°C;numero crescente al decrescere della temperatura;ù frequenti in gocce grosse.

Le gocce di pioggia (diametro > 1 mm) congelano a temperature comprese tra -15°C e -20°C.gocce di nube (10-20 ì) congelano a T -30°C.le più piccole sono congelate a T = -40°C (l’ultima temperatura alla quale si può trovare acqua sopraffusa in nube).
L’impatto delle superfici dell’aeromobile con l’acqua sopraffusa provoca il congelamento.

Se le gocce di nube sono piccole e la temperatura è inferiore a -20°C,poiché la temperatura della goccia (che si trova a 0°C) è più alta dell’aria circostante,il processo è immediato.le gocce di nube sono grandi e la temperatura è attorno a 0°C,il processo è più lento; di conseguenza le gocce hanno il tempo di spalmarsi sulla superficie del velivolo per poi congelare.
Quindi:
Se la temperatura ambiente è di poco inferiore a 0°C:
il congelamento è più lento;goccia ha il tempo di spalmarsi sulla superficie dell’aeromobile;gocce si fondono assieme prima di congelare;formazione di ghiaccio che ne consegue è ben aderente,compatta e solida (ghiaccio vetroso).
Se la temperatura ambiente è molto bassa:
le gocce congelano prima di unirsi;formazione di ghiaccio è friabile (ghiaccio granuloso).

Contenuto d’acqua in nube

Un altro fenomeno meteorologico che va tenuto in considerazione è il contenuto complessivo di acqua nella nube.
Valori indicativi:
il valore massimo si ha nelle nubi tropicali (0,008 Kg/m3) a circa 8 Km sopra la base della nube e attorno a -10°C;regioni temperate il valore è 0,005 Kg/m3 a 6 Km sopra la base della nube a circa -25°C;
Occorre analizzare i casi di nubi miste, dove sono presenti contemporaneamente acqua e cristalli di ghiaccio, e il caso in cui vi sia presenza di precipitazione.
Nelle nubi miste,la presenza di ghiaccio induce il congelamento dell’acqua sopraffusa eventualmente presente diminuendo così la possibilità di formazione di ghiaccio. In una nube recente il fenomeno è attivo solo se la temperatura è inferiore a -15°C; in una nube di vecchia formazione è necessario un meccanismo di rimpiazzo del vapore come nel caso di nubi convettive e fronti.
La precipitazione ha due effetti contrapposti:
le gocce d’acqua sopraffusa diminuiscono per coalescenzaprecipitazione d’altro canto aumenta il contenuto d’acqua della nube per caduta dagli strati superiori della nube.
In sintesi si può dire che il contenuto di acqua in nube è difficile da determinare.

Icing in volo, in aria chiara

In aria chiara (priva di nubi) si può formare ghiaccio al carburatore:
L’aria aspirata dal carburatore si espande raffreddandosi;benzina sottrae calore all’aria per evaporare;aria umida, e in tal caso, può raffreddarsi sotto zero e sotto il punto di rugiada, oltre al fatto che i depositi di ghiaccio diminuiscono la sezione di aspirazione: ne consegue una diminuzione della potenza del motore.
Rimedi:
Termometro per monitorare la temperatura del carburatoredi riscaldamento del carburatore

Principali Tipologie di Ghiaccio

Ghiaccio brinoso, hoarfrost:
aspetto di cristalli di ghiaccio leggero, simile a brina;forma in aria chiara per sublimazione del vapore acqueo;forma a terra e in volo; fa da base per la formazione di altri tipi di ghiaccio;
Ghiaccio granuloso, rime ice:
struttura opaca, porosa;forma per congelamento di piccole gocce di acqua sopraffusa;forma nelle nubi e nella pioviggine, tra -10°C e -20°C;
Ghiaccio vetroso, clear ice:
ghiaccio chiaro, compatto, trasparente, aderente;forma per congelamento di grosse gocce di acqua sopraffusa;forma nelle nubi tra 0°C e -10°C.

Icing, Classificazione

Tracce: il ghiaccio diventa percettibile. Sebbene non vengano utilizzati i sistemi de-icing/anti-icing non è rischioso, purché non si resti in tali condizioni per un tempo elevato (oltre un’ora).il rateo di accumulazione potrebbe creare problemi se il volo è prolungato in quest’ambiente
(oltre un’ora). Un uso occasionale dei sistemi deicing/anti-icing rimuove/previene l’accumulo.
Non presenta un problema se il sistema deicing viene utilizzato.
Moderato: il rateo di accumulo è tale che anche incontri brevi diventano potenzialmente rischiosi e l’uso dei sistemi deicing/anti-icing diventano necessari.il rateo di accumulo è tale che i sistemi deicing/anti-icing falliscono nel ridurre il rischio.
Si rende necessaria un’inversione immediata di rotta.

Icing, Conclusioni

Si può dire che l’icing in nube è pericoloso tra 0°C e -10°C, ed è più frequente tra -4°C e -10°C:
Se T < -10°C si forma ghiaccio più friabileT < -40°C il problema non esiste.
Le nubi più pericolose per l’icing sono,nell’ordine:
Cumuli e cumulonembi, che hanno un alto contenuto di gocce di dimensioni maggiori;che nella parte inferiore hanno una consistente densità di gocce d’acqua;stratiformi in generale, con temperature molto basse e in caso di lunga permanenza in essa.

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