La acumulación de hielo en las alas de los aviones es un factor común que contribuye a los accidentes aéreos. La mayoría de los modelos existentes se enfocan en hielo que se congela como una película delgada en el perfil aerodinámico, o inmediatamente después de que impacta contra el ala. Los investigadores han anunciado un nuevo modelo, teniendo en cuenta una combinación de estas formas, que esperan derretir nuestro malentendido de la acumulación de hielo.

Un equipo de la Universidad de Nottingham utilizó una simulación que combina observaciones experimentales e in situ para caracterizar el hielo en un espectro entre el hielo de escarcha que se forma a partir del vapor de agua y el hielo glaseado que se forma a partir de gotas de agua superenfriadas. Su trabajo se basa en modelos existentes al introducir un nuevo parámetro que da cuenta de los cambios en las características de adhesión. Su papel publicado en Física de fluidos , proporciona un modelo para cuatro etapas de formación de hielo en las alas de los aviones. Notablemente, los autores amplían el código ICECREMO (modelo de acumulación de hielo) disponible comercialmente para incluir una nueva definición de hielo mixto.

"Hasta ahora, Ha habido una falta de trabajo realizado en la investigación de hielo mixto, "dijo Zaid Ayaz Janjua, un autor en el papel. "Nuestro trabajo ayudará a informar la investigación sobre nano revestimientos térmicamente activos para aviones para combatir la formación de hielo".

La mayoría de los modelos consideran dos formas:hielo glaseado y hielo escarchado. El hielo glaseado es suave y transparente como el vidrio. mientras que la escarcha es irregular y opaca.

"Puedes pensar en el hielo de escarcha como el tipo de hielo que podrías raspar fácilmente de las paredes de tu congelador, mientras que el hielo glaseado se parece más al hielo en cubitos, "Dijo Janjua.

El grupo introdujo una fracción de congelación para describir la proporción de gotitas sobreenfriadas que se congelan al impactar. La mezcla de hielo tiene las características de adhesión del hielo glaseado cuando esta fracción es cero. Verificaron la fracción con datos experimentales previos sobre cómo la altura del hielo acumulado afecta la acumulación de hielo de escarcha a lo largo del tiempo.

Luego, modelaron las etapas de acumulación de hielo aerodinámico. Mientras el hielo cubre el ala, menos hielo se congela en el impacto porque la escarcha es un conductor térmico más pobre que los materiales de los aviones. Como resultado, el hielo glaseado forma una mezcla de hielo en el ala. A medida que este hielo mezclado se vuelve más grueso y la velocidad de conducción disminuye, comienza a aparecer una película de agua hasta que el hielo adquiere un perfil predominantemente glaseado.

"Para un conjunto particular de condiciones atmosféricas, puedes tener alturas de hielo muy diferentes, lo que influiría en gran medida en la cantidad de energía necesaria para eliminar el hielo o incluso en las herramientas que puede seleccionar para lograrlo, "Dijo Janjua.

Janjua dijo que espera que el trabajo futuro mire más allá de la altura del hielo e investigue cómo el hielo se acumula en dos dimensiones a través de un perfil aerodinámico. Se requiere más trabajo para relacionar la fracción de congelación con otros parámetros del hielo, como la fracción de empaque. La acumulación de hielo afecta a una amplia gama de otras aplicaciones de ingeniería, incluidos los cables de alimentación, Mástiles de radio y aerogeneradores, que Janjua quiere estudiar a continuación.