Ghiaccio - PPL Lezione 26

Condizioni di Formazione del Ghiaccio

Slide 34 – Condizioni necessarie per la formazione di ghiaccio in volo

Il ghiaccio in volo (icing) si forma quando gocce d'acqua presenti nell'atmosfera si congelano al contatto con le superfici dell'aeromobile. Per la formazione sono necessarie due condizioni simultanee:

Condizione 1: Presenza di gocce d'acqua (in particolare acqua sopraffusa) nell'atmosfera.

Condizione 2: Temperatura dell'aria ambiente e/o delle superfici dell'aeromobile inferiore o uguale a 0 °C.

Slide 35 – Zone di rischio ghiaccio in funzione della temperatura

ATTENZIONE: Il rischio di ghiaccio è massimo nella fascia di temperatura tra 0 °C e -20 °C. Sotto i -40 °C le gocce sono quasi tutte congelate (cristalli di ghiaccio) e il rischio diminuisce significativamente.

Acqua Sopraffusa (Supercooled Water)

Slide 36 – Acqua sopraffusa: meccanismo e distribuzione

L'acqua sopraffusa è acqua che rimane allo stato liquido nonostante la temperatura sia inferiore a 0 °C. Si trova in uno stato di equilibrio instabile: basta un minimo disturbo (urto con una superficie, vibrazione, particella di ghiaccio) per provocarne il congelamento istantaneo.

Distribuzione per temperatura:

Tra 0 °C e -15 °C: acqua sopraffusa molto frequente, massimo rischio di icing
Tra -15 °C e -20 °C: miscela di gocce sopraffuse e cristalli di ghiaccio
Sotto -20 °C: prevalgono i cristalli di ghiaccio, rischio minore
Sotto -40 °C: praticamente solo cristalli, rischio trascurabile

Zona critica per icing: da 0 °C a -15 °C (massima concentrazione di acqua sopraffusa)

Tipi di Ghiaccio Aeronautico

Slide 37 – I tre tipi principali di ghiaccio aeronautico

Si distinguono tre tipi principali di ghiaccio che si possono formare sulle strutture dell'aeromobile:

Tipo	Nome inglese	Temperatura	Pericolosità
Brinoso	Hoar frost	Qualsiasi T < 0 °C	Bassa–Media
Granuloso	Rime ice	-10 °C / -20 °C	Media
Vetrone	Clear ice	0 °C / -10 °C	Molto alta

Ghiaccio Brinoso (Hoar Frost)

Slide 38 – Ghiaccio brinoso (brina)

Il ghiaccio brinoso (brina) si forma per sublimazione diretta del vapore acqueo sulle superfici fredde dell'aeromobile, senza passare attraverso la fase liquida.

Caratteristiche:

Aspetto: cristalli bianchi e leggeri, simili a brina del mattino
Si forma sia a terra (notte serena, irraggiamento) che in volo (discesa rapida in aria umida)
Facilmente rimovibile (fragile, poco aderente)
Pericoloso se non rimosso prima del decollo: modifica il profilo alare e riduce la portanza

Ghiaccio Granuloso (Rime Ice)

Slide 39 – Ghiaccio granuloso (rime ice)

Il ghiaccio granuloso si forma quando piccole gocce di acqua sopraffusa colpiscono la superficie dell'aeromobile e congelano rapidamente, intrappolando bolle d'aria al loro interno.

Caratteristiche:

Aspetto: opaco, bianco, poroso e rugoso
Temperatura tipica: tra -10 °C e -20 °C
Si forma da piccole gocce che congelano istantaneamente all'impatto
Si accumula principalmente sul bordo d'attacco
Tende a conformarsi al profilo alare, meno deformante del vetrone
Più facile da rimuovere con sistemi de-icing rispetto al vetrone

Slide 40 – Meccanismo di formazione del ghiaccio granuloso

Ghiaccio Vetrone (Clear Ice)

Slide 41 – Ghiaccio vetrone (clear ice) – il più pericoloso

Il ghiaccio vetrone (clear ice, glaze ice) si forma quando grosse gocce di acqua sopraffusa colpiscono la superficie e congelano lentamente, scorrendo prima di solidificarsi. Il risultato è uno strato di ghiaccio compatto e trasparente.

IL PIÙ PERICOLOSO: Il ghiaccio vetrone è il tipo più pericoloso per le seguenti ragioni:

Aspetto: trasparente, liscio, compatto, molto aderente
Temperatura tipica: tra 0 °C e -10 °C
Si forma da grosse gocce sopraffuse (pioggia gelata, nubi cumuliformi)
Deforma gravemente il profilo alare (forma cornetti o protuberanze)
Molto pesante e difficile da rimuovere
Si accumula rapidamente

Situazioni ad alto rischio di vetrone:

Volo in pioggia gelata (freezing rain): gocce molto grandi
Nubi cumuliformi con forti moti ascendenti (gocce grandi mantenute in sospensione)
Zona del fronte caldo: pioggia calda che cade attraverso aria fredda sotto 0 °C

Effetti del Ghiaccio sul Volo

Slide 42 – Effetti del ghiaccio sulle prestazioni dell'aeromobile

Il ghiaccio sulle strutture dell'aeromobile provoca:

Effetto	Conseguenza
Aumento del peso	Maggiore carico alare, velocità di stallo più alta
Modifica del profilo alare	Riduzione della portanza, aumento della resistenza
Aumento della resistenza	Riduzione della velocità, aumento del consumo
Riduzione della portanza	Perdita di efficienza, stallo anticipato
Blocco presa statica	Errori altimetro, variometro, anemometro
Blocco tubo di Pitot	Lettura errata della velocità indicata (IAS)
Blocco prese d'aria motore	Riduzione potenza, possibile spegnimento
Ghiaccio al carburatore	Riduzione potenza anche a temperature sopra 0 °C (fino a +25 °C con umidità alta)
Blocco superfici mobili	Impossibilità di controllare l'aeromobile

Anche uno strato sottile di ghiaccio (1-2 mm) può ridurre la portanza del 30% e aumentare la resistenza del 40%

Prevenzione e Procedure

Slide 43 – Prevenzione e azioni contro il ghiaccio in volo

Prima del volo

Briefing meteorologico: verificare le condizioni di temperatura e umidità lungo la rotta e in quota
De-icing a terra: rimuovere ogni traccia di ghiaccio, brina o neve prima del decollo
Verificare il funzionamento del riscaldamento Pitot e dell'aria calda al carburatore

In volo – Se si incontra ghiaccio

Azioni immediate:

Cambiare quota: salire (per trovare temperature sotto -20 °C o aria secca) oppure scendere (per trovare temperature sopra 0 °C)
Cambiare rotta: uscire dalla zona di nubi o precipitazioni
Attivare aria calda al carburatore (carb heat)
Attivare riscaldamento Pitot
Comunicare con ATC e dichiarare eventuale emergenza se la situazione peggiora

REGOLA PER IL PILOTA VFR: Un aeromobile leggero non certificato per il volo in condizioni di ghiaccio deve evitare assolutamente di volare in condizioni di icing. La migliore strategia è la prevenzione: non entrare in zone dove il ghiaccio è previsto. Se ci si trova involontariamente in condizioni di icing, uscirne il più rapidamente possibile cambiando quota e/o rotta.