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Turbulência

publicado 20/11/2018 20h51, última modificação 19/07/2019 11h54

O tema consta no conteúdo programático dos manuais dos seguintes cursos:

- Piloto Privado de Avião (MCA 58-3)
- Piloto Privado Helicóptero (MCA 58-4)
- Piloto de Linha Aérea Helicóptero – PLA-H (MMA 58-8)
- Voo Por Instrumentos (MMA 58-9)
- Comissário De Voo (MCA 58-11)
- Despachante Operacional de Voo
- Piloto Comercial – Helicóptero
- Piloto Comercial Avião

http://www.anac.gov.br/acesso-a-informacao/biblioteca/manuais-de-cursos-da-anac

Tópicos disponíveis nesta página:

 

Turbulência

Turbulência é o movimento irregular do fluxo de ar que pode acarretar agitações ascendentes e descendentes sobre uma aeronave em voo.

A turbulência pode ser classificada em três tipos: turbulência mecânica, esteira de turbulência e turbulência térmica.

 

Turbulência mecânica

A turbulência mecânica é causada pelo fluxo do vento através de uma estrutura sólida (montanha, prédios, hangares dos aeroportos, morros etc).


Fonte: https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/phak/media/14_phak_ch12.pdf

 


Fonte: https://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/AC_00-6B.pdf

 

Em regiões de planaltos, o relevo pode contribuir para a ocorrência de “circulação de montanha” que pode disparar processos de convecção profunda e gerar turbulência orográfica.

A turbulência orográfica surge do atrito do ar ao soprar contra elevações montanhosas, ou seja, é uma forma de turbulência mecânica.

A intensidade desse fenômeno depende muito da direção e da magnitude do vento, da rugosidade do terreno, da altura do obstáculo e da estabilidade do ar. Quanto mais perpendicular à barreira do vento, mais acentuados serão os seus efeitos. De igual maneira, quanto maior a magnitude do vento, mais fortes serão seus efeitos a sotavento.

Os ventos fortes fazem com que os efeitos da turbulência sejam mantidos a maior distância.

 

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Para que uma aeronave possa evitar os efeitos de turbulência de montanha, é recomendado cruzar a barreira a uma altura de 2,5 vezes a elevação da montanha. Por exemplo: Uma montanha que mede 1.000 metros de altura teria que ser cruzada a uns 2.500 metros de altura.

Nas nuvens barlavento, as aeronaves devem encontrar aumento de altitude (ganho de sustentação) e, a sotavento ,perda de altitude.

A barlavento da montanha o ar é forçado a subir, enquanto a sotavento, desce e estende seu efeito para baixo sobre o vale, sob a forma de ondas que podem se propagar por vários quilômetros, sendo as ondas mais próximas à montanha as mais turbulentas.

 

 

Apesar de serem mais intensas com a altitude mais elevada, as ondas orográficas podem ocorrer em qualquer faixa de terreno montanhoso ou sucessão de cristas com pelo menos 300 pés ou mais de altura.

A turbulência gerada por uma onda orográfica pode ser tão intensa quanto a ocasionada por uma trovoada.

Em experimentos foram encontradas acelerações de 2G a 4G em correntes violentas de ar, tanto horizontal quanto verticalmente e, em certa ocasião, foram excedidos os 7G, com variações de 2.000 a 3.000 pés por minuto.

 

Esteira de turbulência

Também chamada de Wake Vortex Turbulence. É o fenômeno resultante da passagem da aeronave através da atmosfera, caracterizado pela ocorrência de vórtices contra rotativos gerados nas pontas das asas. Os vórtices de aeronaves de maior porte representam perigo para a segurança da operação de aeronaves de menor porte.

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ICA 100-37 – Serviços de Tráfego Aéreo
3.24 CATEGORIAS DAS AERONAVES SEGUNDO A ESTEIRA DE TURBULÊNCIA
3.24.1 Os mínimos de separação da esteira de turbulência serão baseados no agrupamento dos tipos de aeronaves em três categorias de acordo com o peso máximo de decolagem certificado.
3.24.2 As três categorias para uso (ITEM 9) do formulário de Plano de Voo são:
a) PESADA (H) - todos os tipos de aeronaves de peso máximo de decolagem de 136.000 kg (300.000 libras) ou mais;
b) MÉDIA (M) - tipos de aeronaves de peso máximo de decolagem inferior a 136.000 kg (300.000 libras) e superior a 7000 kg ( 15.500 libras); e
c) LEVE (L) - tipos de aeronaves de peso máximo de decolagem de 7000 kg (15.500 libras) ou menos.

 

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Fonte: Skybrary

 

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Fonte: Wake Vortices, C. Lelaie, Airbus Safety First Magazine No. 21, pp. 42-50, January 2016

 

A força do vórtice é determinada pelo peso, velocidade e forma da asa da aeronave geradora.

 

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Fonte: FAA AC 90-23G - Aircraft Wake Turbulence

 

Quando estão operando a velocidades mais baixas (20 a 50 nós), helicópteros também podem ocasionar esteiras de turbulência. Dependendo do tamanho do helicóptero, a esteira de turbulência gerada por eles, pode ter força semelhante a esteira gerada por aeronaves de asa fixa de peso similar. A maioria dos acidentes que envolvem helicópteros e pequenos aviões ocorrem quando pequenas aeronaves estão decolando ou pousando enquanto os helicópteros estão pairando perto da pista ou voando no circuito. A esteira de turbulência gerada por helicópteros varia de acordo com as manobras que são realizadas em voo.

 

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Fonte: New Zealand Air Force Good Aviation Practice Booklet on Wake Turbulence

 


Fonte: New Zealand Air Force Good Aviation Practice Booklet on Wake Turbulence

 

Os vórtices da esteira de turbulência gerados por aviões geralmente persistem entre um e três minutos, após a passagem da aeronave, dependendo das condições de estabilidade do ar e da velocidade do vento.

Este distúrbio do ar pode ser potencialmente perigoso, em espaços aéreos congestionados, quando as aeronaves seguem as mesmas trilhas - ou seja, estão "in trail", voando próximas umas das outras. Esta situação é encontrada principalmente perto do solo, na vizinhança de aeroportos, onde as aeronaves estão em aproximação ou partida.

Os três efeitos básicos da esteira de turbulência sobre as aeronaves são: o balanço violento, a perda de altura ou de velocidade ascensional e os esforços de estrutura. O perigo maior é o balanço violento da aeronave que penetra na esteira até um ponto que exceda sua capacidade de comando para resistir a esse efeito. Se o encontro com o vórtice ocorrer na área de aproximação, seu efeito será maior pelo fato de a aeronave que seguir atrás se encontrar numa situação crítica com relação à velocidade, empuxo, altitude e tempo de reação.

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Fonte: FAA - Pilot and Air Traffic Controller Guide to Wake Turbulence

 

Se uma aeronave geradora da esteira de turbulência estiver subindo ou descendo rapidamente os vórtices gerados podem persistir em vários níveis de voo.

 

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Fonte: FAA AC 90-23G - Aircraft Wake Turbulence


Em altitudes de cruzeiro, os vórtices se prolongam por mais tempo, devido a menor densidade do ar. A dissipação se torna ainda mais difícil quando a velocidade do vento predominante é baixa. Por conta disso, é importante a observação dos mínimos de separação ATC.

Os mínimos de separação da esteira de turbulência são baseados no agrupamento dos tipos de aeronaves em categorias, de acordo com o peso máximo de decolagem certificado.

 

Ver itens 3.23, 3.24, 3.25, 5.12.3, 6.6, 6.7.1.6, 10.13.4, 10.17.3.5 da ICA 100-37 – Serviços de Tráfego Aéreo e itens 4.2.3.1, 4.3.2 da ICA 100-12 – Regras do Ar.

- Acesse a ICA 100-37
- Acesse a ICA 100-12

 

Mesmo quando a responsabilidade de evitar esteira de turbulência cabe ao piloto em comando, os controladores de aeródromo informam, na medida do possível, as aeronaves sobre a ocorrência esperada de esteira de turbulência. No entanto, a ocorrência de perigos associados à esteira de turbulência não pode ser prevista com exatidão e os controladores de aeródromo não podem assumir a responsabilidade de sempre emitirem avisos sobre tais perigos, nem por sua precisão.

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Nota

Para mitigar o perigo da esteira de turbulência é fundamental que o piloto mantenha a consciência situacional, através do monitoramento de outros trânsitos (aeronaves) na vizinhança, mantenha a escuta da frequência e utilize o TCAS Display.

Em espaços aéreos congestionados, pode não ser apropriado solicitar ao ATC detalhes sobre a aeronave que está à frente, devido ao risco de obstruir a frequência com chamadas desnecessárias. Nesse caso, é possível estimar a categoria de esteira de turbulência da aeronave que está à frente através do conhecimento da frota do outro operador aéreo.

 

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Nota

ICA 100-37 – Serviços de Tráfego Aéreo
3.24.3 Helicópteros devem ser mantidos afastados de aeronaves de categoria leve enquanto estiverem pairando no ar ou quando voando em táxi.


Em baixos níveis ou no nível do solo, a dissipação dos vórtices da esteira de turbulência ocorrerá mais rapidamente. Alterações bruscas na direção do vento ou ocorrência de ventos cruzados podem contribuir para facilitar a dissipação da esteira de turbulência nesses níveis ou desviá-los do eixo da pista de pouso e decolagem.

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Fonte: FAA AC 90-23G - Aircraft Wake Turbulence

 

Embora no solo a dissipação dos vórtices da esteira de turbulência ocorra mais rapidamente, ao emitir autorizações ou instruções, os controladores de tráfego aéreo consideram os perigos ocasionados pelo escapamento de motores a jato e sopro de rotores, no caso de aeronaves em táxi, aeronaves que estão decolando ou pousando, particularmente quando pistas que se cruzam estão sendo usadas.

O escapamento de motores a jato e o sopro de rotores podem produzir velocidades de vento em áreas localizadas, com intensidade suficiente para causar danos a outras aeronaves, veículos e pessoal que circulam dentro da área afetada.

 

Acidentes e incidentes

A esteira de turbulência foi mencionada nos relatórios de investigação dos seguintes acidentes/incidentes:

  • A319 / B744, en-route near Oroville WA USA, 2008
  • A320, en-route, North East Spain 2006
  • A306, vicinity JFK New York USA, 2001
  • B733, en-route, Santa Barbara CA USA, 1999
  • B735, en-route, North East of London UK, 1996
  • C185, Wellington New Zealand, 1997
  • E170, en-route, Ishioka Japan, 2014
  • P28A / S76, Humberside UK 2009
  • WW24, vicinity John Wayne Airport Santa Ana CA USA, 1993

 

Veja mais sobre o perigo ocasionado pela esteira de turbulência em: https://www.bfu-web.de/EN/Service/V180-Video-EN/V180-Video-EN_node.html

 

Turbulência térmica

A turbulência térmica é causada pelo aquecimento solar da superfície, que por sua vez aquece a atmosfera inferior, resultando em correntes convectivas irregulares.



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Nota

Em voos à baixa altura, em regiões com alta temperatura, há possibilidade de presença de turbulência.

Embora seja tipicamente de classificação leve, esse tipo de turbulência pode apresentar-se com intensidade moderada em locais áridos devido ao forte deslocamento da massa de ar em diversas direções e velocidades, podendo fazer a aeronave sofrer os efeitos da variação de velocidade horizontal e vertical ao passar por essa corrente de ar irregular.

 

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As correntes descendentes fazem com que a aeronave seja desviada para baixo de sua trajetória normal, podendo ocasionar um toque na pista de pouso e decolagem antes do ponto desejado (undershoot).

As correntes ascendentes forçam a aeronave para cima de sua trajetória normal de pouso, resultando num toque além do ponto desejado (overrun).

Clear Air Turbulence - CAT*

Turbulência de Ar Limpo (CAT) é definida como turbulência súbita e severa que ocorre em regiões sem nuvens que causam violentos ataques à estrutura da aeronave. Este termo é comumente aplicado a turbulência de maior altitude associada ao cisalhamento do vento.

Trata-se de uma turbulência de alta altitude encontrada fora das nuvens convectivas. Isso inclui turbulência em nuvens cirrus, dentro e nas proximidades de nuvens lenticulares eretas e, em alguns casos, em ar limpo nas proximidades de tempestades.

As definições de CAT excluem a turbulência causada por tempestades, inversões de temperatura em baixa altitude, térmicas, fortes ventos na superfície ou características do terreno local.

*[fonte: FAA AC 00-30C].

 

 

Intensidade da turbulência*

Para fins de relato e previsão, a turbulência é graduada em uma escala relativa, de acordo com seu efeito percebido ou potencial em uma aeronave, sendo classificada como Leve, Moderada, Severa e Extrema.

A turbulência leve é ​​a menos severa, com mudanças leves de atitude e / ou altitude.

A turbulência moderada ocasiona variações na velocidade, altitude e atitude da aeronave, mas a aeronave permanece sempre no controle.

A turbulência severa é caracterizada por grandes e abruptas mudanças de atitude e altitude, com grandes variações na velocidade do ar. Pode haver breves períodos em que o controle efetivo da aeronave é perdido. Objetos soltos podem se mover pela cabine e podem ocorrer danos às estruturas da aeronave.

A turbulência extrema é capaz de causar danos estruturais e resultar diretamente na perda prolongada e possivelmente terminal do controle da aeronave.

A avaliação de turbulência em voo é essencialmente subjetiva. Os casos mais comumente relatados envolvem turbulência leve ou moderada, embora para pilotos inexperientes, especialmente em aeronaves pequenas, essas condições possam parecer graves.

A percepção da severidade da turbulência experimentada por uma aeronave depende não apenas da força do distúrbio do ar, mas também do tamanho da aeronave - uma turbulência moderada em uma aeronave grande pode parecer severa em uma aeronave pequena.  Por esse motivo, os relatos de eventos de turbulência devem mencionar o tipo de aeronave, para auxiliar na avaliação da relevância para outros pilotos que estão voando na mesma área ou que se aproximem dela.

*Fonte: Skybrary

 

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Nota

Quanto maior a velocidade da aeronave, maior será o efeito da turbulência em voo. Em aeronaves com a superfície da asa muito grande pode-se esperar um efeito maior da turbulência.

 

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O conhecimento prévio das áreas de turbulência ajuda a evitar ou a minimizar o desconforto e os perigos ocasionados por esse fenômeno, criando-se a possibilidade de efetuar um desvio na rota.

Mitigação do Perigo*

As cartas SIGWX podem conter indicação de áreas de turbulência.

Clique na imagem para ampliar.

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Fonte: www.redemet.aer.mil.br

O símbolo destacado pela seta vermelha na carta SIGWX acima representa previsão de turbulência moderada.

 

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Geralmente a turbulência e sua intensidade são reportadas pelos pilotos na fonia e os controladores de voo repassam a informação aos demais pilotos que se aproximam da região onde foi reportada.

Essas informações servem para alertar e prevenir aeronaves próximas ou em rota com o fenômeno.

 

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Nota

Ao reportar um evento de turbulência, é importante ficar atento ao aspecto de subjetividade do reporte diante da real situação, evitando reportar exageradamente para mais ou para menos a intensidade da turbulência.

Uma maneira de reduzir o grau de subjetividade do reporte de turbulência é acrescentar informação sobre o tipo de aeronave, altitude em que se encontra e a velocidade de voo.

 

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Nota

Se for impossível desviar da área de turbulência, geralmente são recomendados os seguintes cuidados, para minimizar os efeitos desse fenômeno:

a) corrigir a velocidade indicada da aeronave para suavizar os efeitos da turbulência, segundo as normas do aparelho;

b) evitar voos a baixa altura entre montanhas, principalmente nas proximidades do lado sotavento de uma delas;

c) evitar as nuvens "rolo", pois constituem áreas de intensa turbulência;

d) evitar nuvens lenticulares, principalmente se seus bordos forem esfarrapados;

e) não confiar, excessivamente, nas indicações do altímetro próximo aos picos de montanhas, pois podem conter erros superiores a 1.000 pés;

f) executar a aproximação para pouso em velocidade pouco acima da prevista, a fim de evitar uma queda brusca de sustentação;

g) estar atento para os possíveis efeitos psicológicos da turbulência sobre a tripulação.

 

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Nota

No caso de sobrevoo de uma região montanhosa com fortes ventos de superfície, ao se deparar com uma condição de turbulência severa, o piloto deve solicitar ao Controle de Tráfego Aéreo a mudança para um nível de voo superior, onde provavelmente encontrará melhores condições.

 

RBAC 121 – Requisitos operacionais: operações domésticas, de bandeira e suplementares

121.135 Conteúdo do sistema de manuais

(b) O manual pode ser composto por dois ou mais volumes separados, podendo conter cópias de publicações originais dos fabricantes dos aviões e componentes, desde que o conjunto contenha todas as informações abaixo, sendo que cada volume deve conter todas as informações concernentes a cada grupo específico de pessoas:

(1) política geral do detentor de certificado; e

(15) procedimentos para operação em gelo, granizo, tempestade, turbulência e outras condições atmosféricas potencialmente perigosas;

 

RBAC 121 – Requisitos operacionais: operações domésticas, de bandeira e suplementares

121.419 Pilotos e mecânicos de voo; treinamento de solo inicial, de transição e de elevação de nível

(a) O treinamento de solo inicial, de transição ou de elevação de nível para pilotos e mecânicos de voo deve incluir pelo menos o seguinte, como aplicável para cada função:

(1) assuntos gerais:

(iii) conhecimentos de meteorologia suficientes para assegurar conhecimento prático de fenômenos atmosféricos, incluindo os princípios de sistemas frontais, gelo, nevoeiro, trovoadas e alterações atmosféricas de grande altitude;

(2) para cada tipo de avião:

(vi) procedimentos para:

(A) reconhecer e evitar condições atmosféricas adversas;

(B) livrar-se de condições atmosféricas severas no caso de entrada inadvertida nas mesmas, incluindo tesouras de vento em baixa altitude; e

(C) operar dentro ou próximo a tempestades (incluindo melhor altitude de penetração), ar turbulento (incluindo turbulência de céu claro), gelo, granizo e outras condições meteorológicas potencialmente perigosas;

 

Nota 2-6

Considerando-se a direção do vento, pode ser potencialmente perigoso voar pelo lado do sotavento de morros e encostas, pois nessa região normalmente são esperadas turbulências ocasionadas por correntes de vento descendentes, devido à existência do obstáculo natural.

 

 

RBAC 135 - Requisitos operacionais: operações complementares e por demanda.

135.345 Piloto: treinamento de solo inicial, de transição e de elevação de nível

Ver itens 135.345(3)(b), 135.345(6).

Acesse o RBAC 135

 

Na fase de planejamento de voo, a ocorrência de turbulência no aeródromo de partida, ao longo da rota ou no aeródromo de destino pode ser identificada por consulta a boletins meteorológicos.

As imagens de satélites, imagens de radar meteorológico e as cartas de tempo significativo (SIGWX) auxiliam na identificação deste fenômeno.

 

Acidentes e incidentes

A turbulência foi mencionada nos relatórios de investigação dos seguintes acidentes/incidentes:

  • IG-094/CENIPA/2014
  • A - 207/CENIPA/2013
  • A-009/CENIPA/2012
  • A-032/CENIPA/2011
  • A-011/CENIPA/2011
  • A-066/CENIPA/2011
  • A-082/CENIPA/2010

Relatórios do CENIPA disponíveis em http://prevenca#mce_temp_url#o.potter.net.br/relatorio/page/1

  • E145, en-route, near London ON Canada, 2014
  • A388, en-route, southeast of Mumbai India, 2014
  • B772, en-route, Northern Kanto Japan, 2014
  • A346, en route, eastern Indian Ocean, 2013
  • A332, en-route, near Dar es Salaam Tanzania, 2012
  • B732, vicinity Islamabad Pakistan, 2012
  • A343, en-route, mid North Atlantic Ocean, 2011
  • B773, en-route, South China Sea Vietnam 2011
  • B773, en-route, Bay of Bengal, 2011
  • A333, en-route, Kota Kinabalu Malaysia, 2009
  • DHC2, Squaw Lake Quebec Canada, 2005
  • A321, en-route, Vienna Austria, 2003
  • B741, en-route, Pacific Ocean, 1997