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Aviones y otras máquinas de nubes artificiales
Las nubes que forman los aviones en ciertos días se llaman estelas de condensación o contrails. Algunos días, las estelas de condensación forman finas líneas que cruzan todo el cielo. Otros días serán mucho más cortas, y algunos días no habrá ninguna.
Las estelas de condensación se forman porque uno de los componentes de los gases de escape de los reactores es el agua. El combustible de los aviones está compuesto por carbono e hidrógeno (para más detalles sobre el combustible, consulte esta pregunta del día y para más detalles sobre los motores de turbina de gas, consulte Cómo funcionan los motores de los aviones). Cuando el combustible de los aviones se quema con oxígeno, la mayor parte de los gases de escape está formada por CO2 (dióxido de carbono) y H2O (agua). El agua es generalmente un vapor invisible.
Cuando usted exhala, su aliento contiene también una gran cantidad de vapor de agua invisible. Es posible que haya notado que, en ciertos días de invierno, su aliento formará una nube de condensación al exhalar. En verano, sin embargo, no se ve el aliento. El aire frío puede contener mucha menos humedad que el aire caliente, por lo que en invierno, cuando la humedad de tu aliento choca con el aire frío, la humedad se condensa en una nube visible.
Cuidado con las nubes de los aviones
Averiguar las causas de las estelas de vapor no se convirtió en una gran preocupación hasta la Segunda Guerra Mundial, cuando las estelas de vapor se consideraron por primera vez un problema. “Hacen visibles a los aviones, se puede ver el rastro de un avión en vuelo”, dice Schumann. “Así que durante la Segunda Guerra Mundial, los militares trataron de evitar las estelas de condensación porque querían evitar la visibilidad de sus aviones”.
Sin embargo, las primeras explicaciones correctas de cómo se formaban se obtuvieron a principios de los años 40 y 50, con lo que ahora se conoce como el criterio Schmidt-Appleman, que mostraba que las condiciones del umbral dependían de la presión ambiental, la humedad y la proporción de agua y calor liberada por el avión.
En pocas palabras, las estelas de condensación son las nubes de partículas de hielo en forma de línea que se forman en la estela de los aviones. Pueden tener una longitud de entre 100 m y varios kilómetros.
Para que se formen se necesitan tres cosas: vapor de agua, aire frío y partículas en las que el vapor de agua pueda condensarse. Los aviones producen vapor de agua cuando el hidrógeno de su combustible reacciona con el oxígeno del aire. En condiciones de frío (normalmente por debajo de los -40C (-40F)) puede condensarse, normalmente en las partículas de hollín que también emiten los motores de los aviones, hasta formar una niebla de gotas, que luego se congelan para formar partículas de hielo. El proceso se asemeja al aliento congelado en un día frío de invierno, dice Schumann.
Por qué los aviones dejan rayas en el cielo – Science Behind
Las estelas de vapor son nubes con forma de línea producidas por los gases de escape de los motores de los aviones o por cambios en la presión atmosférica, normalmente a una altura de crucero de varios kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Las estelas de vapor se componen principalmente de agua, en forma de cristales de hielo. La combinación de vapor de agua en los gases de escape de los motores de las aeronaves y las bajas temperaturas ambientales que existen a gran altura permiten la formación de las estelas. Las impurezas en el escape del motor procedentes del combustible, incluidos los compuestos de azufre (0,05% en peso en el combustible de los aviones) proporcionan algunas de las partículas que pueden servir como lugares de nucleación para el crecimiento de las gotas de agua en el escape. Si se forman gotas de agua, éstas pueden congelarse para formar partículas de hielo que componen una estela de condensación[1]. Su formación también puede ser provocada por cambios en la presión del aire en los vórtices de las puntas de las alas o en el aire de toda la superficie de las alas[2]. Las estelas de condensación, y otras nubes resultantes directamente de la actividad humana, se denominan colectivamente homogenitus[3].
¿Por qué los aviones dejan rayas blancas en el cielo?
HAY pocos antídotos más agradables contra el estrés que tumbarse sobre la hierba caliente y ver pasar las nubes. De niños, nos encanta encontrar los contornos de los animales y los castillos en las formas onduladas. Como adultos, hay algo tranquilizador y reconfortante en esos mechones blancos que pasan lentamente. Las nubes son hermosas. Las nubes son inocentes.
Con una excepción. Las manchas de nubes que cruzan el cielo tras los aviones pueden parecer demasiado tenues como para causar algún daño. Pero ahora sabemos que estas estelas de condensación, o estelas de condensación, contribuyen enormemente al calentamiento global al atrapar el calor como una chaqueta de plumas. “Son una de las pocas manifestaciones de los agentes del cambio climático provocados por el hombre que se pueden observar realmente”, afirma David Lee, científico atmosférico de la Universidad Metropolitana de Manchester (Reino Unido). A medida que se acumulan las pruebas que demuestran lo dañinas que son las estelas de condensación, algunos ingenieros están buscando una solución audaz: eliminarlas por completo del cielo.
Las estelas de condensación se crean cuando el agua se condensa y forma cristales de hielo alrededor de las diminutas partículas de hollín de los tubos de escape de los aviones. Sin embargo, no hay ninguna razón fundamental para que esto ocurra. Décadas de experimentos con aviones espía, motores alternativos y, más recientemente, con inteligencia artificial han demostrado que es posible impedir su formación. No será fácil: limpiar la atmósfera de estelas de condensación puede requerir nada menos que una reimaginación total del tráfico en nuestros cielos.
