El mundo de la ciencia | ¿Una avalancha provocada por el sonido?

El ejército austriaco está practicando actualmente el vuelo de sus llamados Eurofighters. Se trata de los infames cazas Typhoon de Eurofighter Jagdflugzeug GmbH, que fueron adquiridos para el ejército por el gobierno de Schüssel en un "proceso opaco posiblemente acompañado de sobornos por un total de 100 millones" (Wikipedia)

Hasta el 17 de noviembre están previstas maniobras de vuelo, durante las cuales se pretende alcanzar velocidades supersónicas dos veces al día. Estos vuelos iban a tener lugar en la zona de Salzburgo, pero ahora se han trasladado a las tierras bajas debido a las condiciones de la nieve. "Hay tanta nieve en Salzburgo, Tirol, Vorarlberg y Carintia que un estampido sónico podría desencadenar avalanchas," se cita al comandante Martin Baierer, de la organización de vigilancia del espacio aéreo. Informe de la ORF.

¿Puede el sonido desencadenar avalanchas?

Las avalanchas suelen producirse por sí solas, por ejemplo debido a la carga cada vez mayor de nieve fresca durante un episodio de precipitaciones, o son provocadas por fuerzas externas en la superficie, por ejemplo por esquiadores o explosiones de aludes.

Un estudio de la SLF (Reuter, B, Schweizer, J, 2009. Avalanche triggering by sound: myth and truth. International Snow Science Workshop Davos, Processdings) aborda la cuestión de si los aludes también pueden desencadenarse por gritos fuertes, aviones o incluso un estampido sónico:

Cualquier tipo de ruido produce ondas en el aire que se propagan a la velocidad del sonido (aprox. 340m/s). Las ondas sonoras son ondas longitudinales, lo que significa que oscilan en la dirección en la que se propagan. (Cuando pensamos en una onda, solemos pensar en ondas transversales, que oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación). Las ondas sonoras son ondas de presión: el aire de diferentes densidades se desplaza desde la fuente del sonido hasta nuestros oídos.

El efecto de la fuerza sobre un manto de nieve causado por gritos, ruido de aviones, estampidos sónicos y ondas de presión producidas por voladuras puede describirse físicamente como el impacto y la penetración de las ondas respectivas en el manto de nieve. (Por otra parte, un esquiador en la superficie de la nieve se suele describir como una fuerza cercana a la superficie que actúa sobre un semiespacio elástico. Nota: un esquiador no es una onda).

Eurofighter

Foto: Bundesheer/Markus Zinner

Detonación de aludes

Las ondas de presión producidas por el ruido o la detonación penetran por tanto en la capa de nieve e influyen en ella. Sin embargo, parte de la energía de las ondas se pierde durante la transición del aire a la nieve. Los explosivos se detonan mejor a una altura de 1 a 2 metros por encima de la superficie de la nieve, ya que esto permite que las ondas se propaguen por una zona mayor antes de llegar a la nieve, en la que ya no pueden propagarse lejos. Esto aumenta el radio efectivo de la explosión. Si el artefacto explosivo se detonara en la nieve, ésta prácticamente se lo tragaría y la onda expansiva apenas se propagaría.

En el caso de las explosiones de aludes, el "radio efectivo" se define como la zona en la que la explosión ejerce al menos tanta fuerza a una profundidad de 50 cm como la que ejercería un esquiador. Las mediciones han demostrado que los esquiadores ejercen una carga dinámica de entre 200 y 1.200 Pa sobre la nieve. Para mayor seguridad, al calcular el alcance de la explosión se suponen valores de unos 1500 Pa, por lo que la presión de la explosión debe alcanzar al menos este valor. Si se detona un artefacto explosivo de 2,5 kg a una altura de un metro, se obtiene un alcance efectivo de unos 40 m.

Se especifica una presión sonora de 2Pa para un grito fuerte y de 20Pa para un avión a reacción, es decir, mucho menos de lo que puede soportar un esquiador. Un helicóptero que aterriza sólo provoca una presión de unos 10Pa en el manto de nieve.

Boom supersónico

El término boom supersónico se utiliza generalmente para describir la onda de choque que un avión a velocidad supersónica "arrastra tras de sí", o la parte audible de la onda de choque. En una determinada posición sólo se oye el estampido una vez, pero la onda está ahí mientras el avión vuela a velocidad supersónica. Por lo tanto, llega al suelo no sólo en un punto, sino en un área relativamente grande y durante toda la duración del vuelo supersónico.

Onda de choque causada por el vuelo supersónico. El observador oye la explosión cuando el cono toca su posición por primera vez. — Onda de choque provocada por un vuelo supersónico. El observador oye la explosión cuando el cono toca su posición por primera vez.

Wikipedia CC

Antiguos estudios de los años 60 y 70 sobre el tema de los estampidos sónicos y las avalanchas contienen valores medidos de 200 a más de 500 Pa de presión sonora en el suelo con un avión supersónico volando a 900 metros de altura (según el ejército, los Eurofighter vuelan a más de 12500 metros de altura durante los ejercicios para reducir la contaminación acústica en tierra). Durante la encantadoramente titulada "Operación Bangavalanches", sólo en uno de los 20 vuelos de prueba se registraron algunas pequeñas avalanchas de nieve suelta combinadas con una presión sonora superior a la media. Los vuelos se realizaron durante un período de 7 días en una situación "crítica" de avalancha. En 1965, en una prueba similar, no se desencadenó ninguna avalancha, aunque el peligro de avalancha era generalmente bajo. En un estudio posterior realizado en 1972, se simuló la fuerza del estampido sónico con explosivos. Aquí fue posible desencadenar avalanchas en 3 de cada 4 casos, pero sólo con valores de carga muy superiores a 500Pa.

En el estudio más reciente, Reuter y Schweizer parten de la base de que se necesitan cargas de 200-500Pa para producir una fractura en una capa débil con poca estabilidad. Se requieren cargas correspondientemente mayores para una capa de nieve más estable.

Resumiendo:

Exposiciones de diferentes ondas de presión según el estudio SLF:

Grito fuerte: 2Pa
Avión en chorro: 20Pa
Ráfaga supersónica: 200Pa (hasta 500Pa dependiendo del estudio)
Ráfaga: 1500Pa
Aplicable para fractura en capa débil en situación de avalancha muy desfavorable: 200-500Pa.

Hasta donde sabemos, no hay ejemplos confirmados de avalanchas que fueran definitivamente provocadas por un estampido sónico. Los resultados de los experimentos prácticos de los años 60 y 70, en los que se desencadenaron aludes por estampidos sónicos, indican que los aludes desencadenados por estampidos sónicos son muy poco probables. La posibilidad de provocar aludes con vuelos supersónicos es, por tanto, muy teórica.

El hecho de que las Fuerzas Armadas austriacas sigan queriendo ir a lo seguro es, por supuesto, legítimo. Sin embargo, el experto en avalanchas y formador de guías de montaña Paul Mair, que nos llamó la atención sobre este tema, critica la información bastante sensacionalista de los medios de comunicación en vista de la bajísima probabilidad de que se desencadenen avalanchas con el ejercicio del Eurofighter:

"Lo que permanece y se refuerza con algo así es la histeria general por las avalanchas

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