Ghiaccio
Lezione 26 – Meteorologia | Corso PPL NIBBIO IV
Condizioni di Formazione del Ghiaccio
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.
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)
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
Tipi 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)
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)
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
Ghiaccio Vetrone (Clear Ice)
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
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 |
Prevenzione e Procedure
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.