Fattori meteorologici che favoriscono la formazione di ghiaccio

Affinché si verifichi la formazione di ghiaccio sugli aeromobili, devono essere soddisfatte diverse condizioni.

• In primo luogo, la temperatura deve essere inferiore agli 0 °C. Esperimenti hanno dimostrato che la formazione di ghiaccio può avvenire a temperature comprese tra 0 °C e circa -40 °C. Se è più fredda, l'aria è troppo secca e manca l'acqua necessaria. La formazione di ghiaccio è più importante quando la temperatura dell’aria è compresa tra 0 °C e -20 °C.
• È necessaria la presenza di acqua per la formazione di ghiaccio. A temperature inferiori agli 0 °C e in condizioni di saturazione, l’acqua è presente sotto forma di goccioline sopraffuse nell'aria. Più elevato è il contenuto di acqua liquida, maggiore è il pericolo di formazione di ghiaccio.
• Anche i movimenti verticali dell’aria verso l'alto possono avere un influsso. Ad esempio, nelle nuvole temporalesche, le goccioline d'acqua possono essere rapidamente portate ad alta quota, dove sono presenti basse temperature, causando condizioni che favoriscono la formazione di ghiaccio.
• Anche la dimensione delle gocce è determinante per l'intensità della formazione di ghiaccio. Semplificando, più grandi sono le gocce e più importante è la formazione di ghiaccio.
• Oltre agli aspetti meteorologici, anche le caratteristiche del velivolo svolgono un ruolo importante. Queste includono la forma dell'ala, la velocità dell'aereo oppure la temperatura della superficie esterna dell'aeromobile.

Effetti della formazione di ghiaccio

L'accumulo di ghiaccio sulla superficie dell’aereo o sulle pale dell'elica può influire sul comportamento di volo:

• Il ghiaccio sulle superfici portanti modifica la forma aerodinamica dell'ala e riduce la portanza.
• La massa dell'aereo aumenta e il suo centro di gravità può spostarsi in modo tale che l'aeromobile non è più controllabile.
• I sensori (per la misura della velocità, della temperatura o della pressione dell'aria) dell'aereo possono bloccarsi, fornendo ai piloti valori inesistenti o errati.

Le parti mobili dell'aereo, come i flap di controllo o di atterraggio, possono bloccarsi.

Previsione e allerta di formazione di ghiaccio

È possibile prevedere le regioni con condizioni favorevoli alla formazione di ghiaccio. In qualità di servizio meteorologico designato per l'aviazione, MeteoSvizzera fornisce tali previsioni agli utenti interessati. In caso d’importante formazione di ghiaccio, sono emesse anche allerte per le regioni dello spazio aereo corrispondenti, i cosiddetti SIGMET. Di seguito è riportato un esempio di bollettino SIGMET per lo spazio aereo svizzero in una situazione con la possibilità di importante formazione di ghiaccio (Severe Icing, SEV ICE), in questo caso tra i livelli di volo 120 e 200 (corrispondenti all'incirca alla quota compresa tra 3600 e 6000 m):

LSAS SIGMET I01 VALIDA 111303/111700 LSZH- LSAS SWITZERLAND FIR/UIR SEV ICE FCST AT 1303Z WI N4757 E00900 - N4726 E00951 - N4549 E00720 - N4556 E00632 - N4605 E00547 - N4740 E00749 - N4757 E00900 FL120/200 NC FCST A 1700Z WI N4552 E00612 - N4537 E00743 - N4629 E00830 - N4620 E00927 - N4704 E01031 - N4804 E00910 - N4552 E00612=

De-icing e anti-icing

Le regioni con possibile importante formazione di ghiaccio vengono evitate dai piloti, se possibile, o almeno attraversate solo brevemente. Tuttavia, esistono anche diverse procedure per prevenire la formazione di ghiaccio (procedure di anti-icing) o per rimuoverlo (procedure di sghiacciamento o de-icing). Quando le condizioni meteorologiche lo richiedono, prima del decollo gli aeromobili vengono liberati dal ghiaccio e/o dalla neve, oppure sono trattati con liquido antighiaccio e quindi protetti preventivamente dalla formazione di ghiaccio.

Tipi di ghiaccio: ghiaccio trasparente, ghiaccio opaco, brina

Il ghiaccio può presentarsi in varie forme. I principali tipi sono:

• Ghiaccio trasparente: si forma quando le gocce d'acqua sopraffuse impattano sul bordo d'attacco dell'ala e scorrono all'indietro lungo la superficie del velivolo. Congelano rapidamente, formando uno strato di ghiaccio trasparente, liscio e molto resistente.
• Ghiaccio opaco: si forma quando, in presenza di temperature alquanto basse, piccole gocce d'acqua congelano rapidamente dopo l'impatto senza diffondersi sulla superficie, intrappolando fra loro anche dell’aria. Si forma in questo modo uno strato di ghiaccio poroso e biancastro.
• Brina: Si forma attraverso il deposito (brinamento) del vapore acqueo sulla superficie esterna dell'aeromobile, che crea un rivestimento di ghiaccio bianco e cristallino. A differenza delle altre forme di ghiaccio menzionate in precedenza, questo tipo di ghiaccio può svilupparsi anche durante un volo in regioni senza nuvole. La brina può anche formarsi durante notti serene sugli aerei parcheggiati.