Todo el que haya volado alguna vez en avión seguramente ha experimentado la turbulencia. Es un fenómeno que acelera el pulso y hace sudar las palmas por la inquietud. Pero ¿qué es la turbulencia en realidad, y por qué últimamente es cada vez más difícil predecirla? Vamos a analizarlo.
¿Qué es la turbulencia?
La turbulencia son movimientos irregulares del aire que afectan al vuelo de un avión. Imagine un río con una corriente rápida en el que se forman remolinos y vórtices. El aire en la atmósfera se comporta de forma similar. En lugar de una embarcación, por esas "ondas de aire" navega una aeronave.
Las causas de la turbulencia pueden ser distintas:
- Relieve del terreno: montañas y colinas crean obstáculos para los flujos de aire, provocando remolinos.
- Corrientes en chorro: son potentes flujos de aire a gran altitud que pueden generar fuertes sacudidas al chocar con masas de aire más lentas.
- Fenómenos meteorológicos: tormentas, frentes y otros procesos atmosféricos pueden dar lugar a turbulencia.
- Turbulencia térmica: surge por las diferencias de temperatura entre masas de aire, lo que induce movimientos verticales del aire.
El proceso se describe mediante la teoría de Kolmogórov, que explica cómo se distribuye la energía en un flujo turbulento. Según sus trabajos científicos, la energía en un flujo turbulento se transfiere de remolinos grandes a otros más pequeños en un proceso denominado "cascada de energía". Ya en 1941 el científico postuló que, en ciertas escalas, la turbulencia se vuelve estadísticamente homogénea e isótropa, es decir, igual en todas las direcciones. Esto le permitió deducir la famosa ley -5/3 que describe la distribución de energía en un flujo turbulento. La aplicación práctica de la teoría ayuda a modelar procesos atmosféricos, lo cual es crucial para la predicción del tiempo y, en particular, de la turbulencia en la aviación. Aunque la teoría tiene algunas limitaciones, sigue siendo una herramienta clave en el estudio de fenómenos naturales no solo en la atmósfera, sino también en la oceanografía, la astrofísica y otras áreas de la ciencia.
Tipos de turbulencia
La turbulencia tiene distintos niveles de intensidad:
- Leve: sacudidas pequeñas que solo causan un ligero malestar.
- Moderada: movimientos más fuertes que pueden derramar bebidas y hacer que los pasajeros se sujeten con más fuerza de los apoyabrazos.
- Fuerte: movimientos bruscos del avión en los que objetos no asegurados pueden desplazarse por la cabina.
- Extrema: fenómeno muy raro en el que el avión puede salir temporalmente del control de la tripulación o incluso sufrir daños.
Un tipo particular es la turbulencia de aire claro (CAT, por sus siglas en inglés, Clear Air Turbulence). Surge en lo que parece una atmósfera tranquila y no es visible ni a simple vista ni en los radares.
Este fenómeno se observa con mayor frecuencia a las altitudes de crucero de los aviones comerciales, normalmente entre 7 y 12 kilómetros sobre la superficie. La CAT se produce por la compleja interacción de diversos factores atmosféricos:
- Corrientes en chorro: la CAT suele formarse en los límites de potentes flujos de aire donde existe un gradiente significativo de la velocidad del viento.
- Inversiones térmicas: cambios bruscos de temperatura con la altura pueden crear condiciones propicias para la formación de CAT.
- Ondas orográficas: flujos de aire que atraviesan cordilleras pueden generar oscilaciones invisibles que se propagan a grandes distancias y alturas.
- Cizalladura del viento: cambios rápidos en la velocidad o dirección del viento con la altura también pueden provocar la aparición de CAT.
El peligro particular de la turbulencia de aire claro radica en su aparición súbita. Movimientos bruscos de la aeronave pueden sorprender a pilotos y pasajeros. Por eso las aerolíneas recomiendan encarecidamente que los pasajeros permanezcan con el cinturón abrochado durante todo el vuelo, incluso cuando la señal de abrocharse el cinturón esté apagada. Sin el cinturón de seguridad, se corre el riesgo de sufrir contusiones o, rara vez pero posible, fracturas por la caída de equipaje o el impacto con elementos del interior de la cabina.
En los últimos años la frecuencia y la intensidad de la CAT han aumentado, algo que se relaciona con el cambio climático.
¿Por qué la turbulencia resulta más difícil de predecir?
Los científicos sostienen que el cambio climático juega un papel clave en el aumento de la turbulencia de aire claro. Aquí algunos hechos importantes:
- La frecuencia de turbulencia de aire claro severa sobre Estados Unidos y el Atlántico Norte aumentó un 55% entre 1979 y 2020.
- Los pronósticos indican que para 2050 los pilotos podrían enfrentarse a turbulencia de aire claro severa el doble de veces que ahora.
- El calentamiento global intensifica la cizalladura del viento en las corrientes en chorro, lo que conduce a sacudidas más frecuentes y fuertes.
Estos cambios hacen que la predicción de la turbulencia sea una tarea cada vez más compleja para los meteorólogos aeronáuticos y los pilotos. El calentamiento global afecta la dinámica atmosférica, alterando el carácter e intensidad de las corrientes en chorro. Esto, a su vez, aumenta la probabilidad de aparición de turbulencia de aire claro en lugares inesperados y en momentos impredecibles.
Además, los métodos tradicionales de predicción, basados en datos históricos y modelos atmosféricos establecidos, resultan menos fiables en un clima que cambia con rapidez.
Impacto de la turbulencia en la industria de la aviación
Aunque volar sigue siendo el medio de transporte más seguro, la turbulencia genera varios problemas:
- Lesiones a pasajeros y tripulación: según la Administración Federal de Aviación de EE. UU. (FAA), entre 2009 y 2023, 37 pasajeros y 146 miembros de la tripulación sufrieron lesiones graves debido a la turbulencia.
- Pérdidas económicas: las aerolíneas gastan cada año cientos de millones de dólares en reparar daños, gestionar retrasos de vuelos y compensar a los afectados.
- Malestar de los pasajeros: incluso la turbulencia leve puede generar ansiedad, sobre todo en personas con miedo a volar. El estado psicológico de los viajeros puede afectar la reputación de una aerolínea; algunos asocian la turbulencia con problemas técnicos de la aeronave y llegan a desconfiar de la tripulación. Esto, por supuesto, no guarda relación con la realidad.
- Aumento del consumo de combustible: la turbulencia intensa puede obligar a los pilotos a cambiar la ruta o la altitud de vuelo, lo que conduce a un mayor consumo de combustible y a un aumento de las emisiones de CO2.
¿Cómo lucha la industria de la aviación contra la turbulencia?
A pesar del aumento de la imprevisibilidad de la turbulencia, las aerolíneas y los científicos no están cruzados de brazos:
- Los lidar compactos emplean radiación láser coherente para detectar partículas microscópicas de aerosol en el aire. Analizando la dispersión y el desplazamiento Doppler de la señal reflejada, pueden determinar la velocidad y la dirección del movimiento de las masas de aire a distancias de hasta 10-15 km delante del avión, identificando así zonas de turbulencia de aire claro.
- Los modelos atmosféricos modernos tienen en cuenta numerosos factores, incluido el relieve del terreno, la radiación solar, la humedad y la química atmosférica. Pueden simular procesos atmosféricos con una resolución de hasta varios kilómetros, lo que permite predecir con mayor precisión la formación de zonas de turbulencia.
- Los algoritmos de aprendizaje automático, por ejemplo las redes neuronales recurrentes, se entrenan con terabytes de datos meteorológicos históricos y reportes de pilotos. Son capaces de identificar patrones y correlaciones complejas que escapan a los métodos tradicionales de análisis.
- Los ingenieros desarrollan alas más flexibles con extremos adaptativos capaces de atenuar las oscilaciones durante la turbulencia. También se implementan sistemas de control activo que emplean numerosos pequeños actuadores en la superficie del ala para generar microvórtices que contrarresten los flujos turbulentos.
Una de las direcciones prometedoras es el desarrollo de sistemas de alerta temprana sobre turbulencia instalados directamente a bordo del avión. Estos sistemas pueden analizar el estado de la atmósfera en tiempo real y avisar a los pilotos del acercamiento a zonas de turbulencia con varios minutos de antelación.
¿Qué deben hacer los pasajeros?
Aunque las sacudidas provocan incomodidad, rara vez representan un peligro real para las aeronaves modernas. Aquí van algunos consejos para volar con tranquilidad:
- Mantenga siempre el cinturón de seguridad abrochado, incluso si la señal está apagada.
- Siga las instrucciones de la tripulación: saben cómo actuar incluso en las situaciones más extremas.
- Recuerde que el avión está diseñado para soportar cargas mucho mayores que las que genera la turbulencia.
- Elija un asiento cerca del ala del avión: allí la turbulencia se percibe con menor intensidad.
Conclusión
La turbulencia es un fenómeno natural en la atmósfera que, aunque se vuelve más impredecible por el cambio climático, no hace que los vuelos sean menos seguros. La industria de la aviación mejora constantemente los métodos de predicción y las estrategias para luchar contra la turbulencia, y las aeronaves modernas son cada vez más resistentes a sus efectos. Así que la próxima vez que sienta sacudidas en un vuelo, recuerde: es lo mismo que los baches en la carretera y no hay motivo para alarmarse.
