Il trasporto aereo contro le ceneri vulcaniche

Notizie commentate dal Com.te Renzo Dentesano

Com’è ormai noto, le ceneri vulcaniche sospese nell’atmosfera sono pericolose per gli aeroplani, particolarmente per quelli di linea, costretti a volare “ogni-tempo” per assicurare il Trasporto Aereo, perché quando le particelle di cenere penetrano nei motori a reazione tendono a fondersi ed a solidificarsi sotto forma di depositi cristallini che oltre certi limiti impediscono al reattore di continuare a funzionare.

Si sono verificati diversi casi in cui la cenere vulcanica ha bloccato i motori di aeroplani di linea, uno memorabile avvenne nel 1982 a Galunggung in Indonesia:- un Boeing B. 747 attraversò una nube di ceneri vulcaniche che bloccò tutti e 4 i motori. L'aereo discese planando come un aliante dalla quota di crociera di FL370 (37.000  piedi) alla quota di FL120 (12.000  piedi). Usciti dalla nube di cenere l’equipaggio tentò di riavviarli ed i motori ripresero a funzionare. Il capitano procedette ad un atterraggio a Jakarta con il parabrezza completamente opacizzato a causa della polvere vulcanica. L'aereo, sottoposto successivamente a revisione completa, presentò ingenti danni ai motori e ad altre parti sensibili all'azione della polvere vulcanica.

Prima del 2010 esisteva un generale divieto che impediva agli aeroplani di volare in presenza di segnalazioni di nubi di ceneri vulcaniche emesse dagli appositi osservatori istituiti per monitorare tale fenomeno che perturba l’atmosfera terrestre, inquinandola gravemente.

A seguito dell’eruzione del vulcano islandese Eyjafjallajökull del 2010 e sulla base  di sperimentazioni empiriche, basate a loro volta su diversi livelli di concentrazione delle ceneri nell’atmosfera, sono state introdotte nuove regole per i voli del trasporto aereo.

Bisogna anche dire che le sostanziali e drastiche chiusure degli spazi aerei europei nel 2010 e nel 2011 (dovute al già citato vulcano ed al vulcano Grimvöyn) non avevano precedenti a causa di diversi fattori, che è bene siano conosciuti:-

. Le ceneri dei vulcani islandesi viaggiano più velocemente perché provengono dal disotto d’uno spesso strato di ghiaccio di vari metri di spessore e quando vengono eruttate le particelle di cenere vengono disperse in frammenti molto più piccoli e quindi viaggiano molto più in alto e più lontano.

·  Le condizioni climatiche al momento di quelle eruzioni hanno fatto in modo che la cenere viaggiasse verso la Gran Bretagna e l’Europa continentale, oltre che verso la Scandinavia e che vi rimanesse per vari giorni.

· Ma la grande verità era quella che sia le Autorità aeronautiche che l’industria del settore erano poco preparate ad eventi di questa portata.

Così la CAA (Civil Aviation Authority – U. K.) che sostiene con energia la necessità di questa definizione presso l’ICAO, ha deciso di definire tre distinti livelli di contaminazione dell’atmosfera terrestre da parte delle ceneri vulcaniche, in base alle seguenti definizioni di concentrazione dell’inquinamento:-

1. Area di bassa contaminazione: spazio di dimensioni definite nel quale la cenere vulcanica è rilevata in concentrazioni inferiori o uguali a:

       2x10-3 g/m3, ma maggiori a 2x10-4 g/m3;

2. Area di media concentrazione: spazio di dimensioni definite nel quale la cenere vulcanica è registrata in concentrazioni maggiori di:

       2x10-3 g/m3, ma minori di 4x10-3 g/m3;

3. Area di alta concentrazione: spazio aereo di dimensioni definite nel quale la cenere vulcanica è rilevata in concentrazioni maggiori o uguali a

       4x10-3 g/m3, o aree di spazi aerei contaminati nei quali non è disponibile alcun rilevamento rispetto alla concentrazione della cenere.

Inoltre le seguenti determinazioni consentono all’aviazione commerciale di decidere dove si possa navigare in sicurezza in termini di rischio, sulla base delle specifiche informazioni ricevute dai costruttori dei motori:-

·  Low density – in aree di bassa densità tutti gli aeromobili possono volare con sicurezza;

· Medium and High density – per le zone ad alta e media densità le informazioni vengono comunicate all’aviazione attraverso la pubblicazione di appositi NoTAMs (Avvisi ai Naviganti).

Questa regolamentazione mantiene alti il livello di sicurezza riducendo i disagi per gli utenti del trasporto aereo ed è strenuamente supportata, come già detto, dalla CAA-UK all’interno dell’ICAO.

Questo perchè la minaccia non solo è stata estremamente reale e molto penalizzante, ma è addirittura in crescita. Infatti, pare che i vulcanologi prevedano che il prossimo vulcano islandese pronto ad eruttare violentemente sarà il “Katia”, 10 volte più grande e più potente dei “perturbatori” del 2010/11. Il Katia ha avuto l’ultima eruzione nel 1918 e siccome statisticamente entra in parossismo eruttivo ogni 40/80 anni, significa che il tempo limite è già trascorso, ma recentemente avrebbe incominciato a dare segni di risveglio. Siccome gli effetti potrebbero essere veramente gravi (non solo per il trasporto aereo e gli aeroporti) ecco che è estremamente importante che un’adeguata tecnologia sia attiva e permetta di volare in quelle zone dell’atmosfera europea che non siano quelle definite “di alta concentrazione” di inquinamento di ceneri e vapori venefici.  

Recentemente è nato il progetto AVOID (Airborne Volcanic Object Imaging Detector) dell’Ing. Fred Prata del Norvegian Institute for Air Research, in fase di sperimentazione a partire dall’ormai prossima primavera presso Airbus Industries, assieme ad una Compagnia Aerea, per sopperire alla sentita esigenza da parte del trasporto aereo internazionale di poter volare e trasportare in sicurezza i propri passeggeri anche quando i vulcani della crosta terrestre fanno i loro “capricci”.

Il sistema di rilevamento viene presentato come basato su di un paio di telecamere a raggi infrarossi che dovrebbero consentire ai piloti degli aerei di linea attrezzati con tale tecnologia di individuare, su di un apposito display in cabina di pilotaggio, le ceneri vulcaniche nell’atmosfera, di valutarne la densità e il derivante rischio per i reattori. Il suo inventore afferma di averlo presentato alcuni anni prima a Boeing e ad Airbus, che lo giudicarono inutile perché «… non faceva né guadagnare né risparmiare soldi», però, a mio modesto avviso, non può consistere solo in ciò, come finora affermato.

La motivazione della sperimentazione è ineccepibile: infatti, le eruzioni vulcaniche islandesi, che nel 2010 hanno pressoché paralizzato tutto il traffico aereo europeo, hanno indotto nel 2010 stesso e nel 2011 Airbus a rivedere i propri giudizi, anche su richiesta di EasyJet.

Ma siccome per rilevare l’inquinamento atmosferico non bastano soltanto due telecamere agli infrarossi, bensì serve qualcosa che renda possibile la discriminazione fra contenuti inquinanti dell’aria atmosferica e che indichino esattamente, nella fattispecie, quale tipo e quale concentrazione di particelle inquinanti vengono rilevate, ecco la necessità che appositi sensori riescano, per prima cosa, a stabilire quale sia la diversa composizione, in termini di calore, presenti in una nube vulcanica rispetto ad una nube di vapore acqueo atmosferico e poi a definirne sia i contorni che il grado di densità inquinante delle particelle vulcaniche presenti in una nube di tale origine.

Ed ecco allora la presentazione del progetto, finora sperimentato soltanto su di un piccolo aeroplano ad elica (fornito dal Department of Environmental  Measurement Techiques dell’Università di Dϋsseldorf, interessata alla ricerca) equipaggiato con AVOID appeso sotto un’ala, in grado di consentire ai piloti di un aviogetto che vola a 900  km/h di identificare una nube di cenere vulcanica ad altitudini comprese fra 5.000 e 50.000  piedi fino ad una distanza di 100  km, vale a con circa 7 minuti di anticipo rispetto all’incontro.

Un po’ poco, sempre a mio modesto parere. Anche se la distanza di preavviso annunciata potrebbe essere aumentata sia con l’adozione di telecamere ancora più veloci sul sistema di rilevamento AVOID, sia forse coniugandolo con un LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), tecnologia abbondantemente utilizzata sugli elicotteri da combattimento in ambito militare USA.

Inoltre, le informazioni che venissero trasmesse a terra da un aeroplano ricognitore in volo dotato di tecnologia AVOID, potrebbero essere utilizzate per costruire una mappa della nube vulcanica, grazie ai dati trasmessi in tempo reale con data-link.

Questo potrebbe dare la possibilità di aprire vaste aree di spazio aereo ai voli del trasporto aereo, che altrimenti rimarrebbero chiuse durante tutta la durata d’una normale eruzione vulcanica.

Durante il 2010 l’aeroplano fornito dall’Università di Dϋsseldorf ed equipaggiato con AVOID ha affrontato numerosi voli di ricerca e nel 2011, per la durata di due settimane, ha condotto dei voli sperimentali e di prova con piccoli velivoli in Italia, sopra l’Etna e sopra lo Stromboli, anche perché un ingegnere della predetta Università voleva volare all’interno delle nubi di cenere per prelevarne campioni da analizzare. Ciò in quanto l’attuale configurazione di AVOID rileva ceneri e SO² dalla distanza di 100  km e le predette sperimentazioni hanno dimostrato che la tecnologia è affidabile ed il sistema non genera falsi allarmi.

Adesso bisognerà attendere le sperimentazioni che verranno condotte a bordo di un Airbus A. 340 di Airbus Industries che, completamente attrezzato, dovrebbero iniziare (e non solo in Europa, ma anche in Asia e nell’Estremo Oriente) fra due mesi i test validi per aeromobili di linea, prima che l’EASA possa iniziare la propria certificazione operativa del prodotto aeronautico AVOID.

Dunque, per ora, le speranze, per il trasporto aereo e per l’industria costruttrice che s’impegna in questo ciclo di sperimentazione, sono tante, bisogna però vedere se apriranno veramente la strada per poter volare “ogni-tempo”!