MANUAL DE VUELO
Sistema eléctrico

Sistemas funcionales.

Sistema eléctrico.

La energía eléctrica es necesaria para el funcionamiento de muchos sistemas e instrumentos del aeroplano: arranque del motor, radios, luces, instrumentos de navegación, y otros dispositivos que la necesitan para su funcionamiento (bomba de combustible, en algunos casos accionamiento de flaps, subida o bajada del tren de aterrizaje, calefacción del pitot, avisador de pérdida, etc.)

Antiguamente, muchos aeroplanos no contaban con un sistema eléctrico sino que tenían un sistema de magnetos que proporcionaban energía eléctrica exclusivamente al sistema de encendido (bujías); debido a esta carencia, el arranque del motor debía realizarse moviendo la hélice a mano hasta que posteriormente se utilizó la energía eléctrica para arrancarlo mediante un motor y así eliminar la necesidad de mover la hélice manualmente.

Hoy en día, los aviones están equipados con un sistema eléctrico cuya energía alimenta a otros sistemas y dispositivos; no obstante, para el encendido del motor se sigue utilizando un sistema de magnetos independiente, es decir que las magnetos no necesitan del sistema eléctrico para su operación. Gracias a esta característica, el corte del sistema eléctrico en vuelo no afecta para nada al funcionamiento normal del motor.

La mayoría de los aviones ligeros de entrenamiento están equipados con un sistema de corriente continua de 12 o 14 voltios, mientras que aviones mayores suelen estar dotados de sistemas de 24 o 28 voltios, dado que necesitan de mayor capacidad para sus sistemas más complejos, incluyendo la energía adicional para arrancar motores más pesados.

El sistema eléctrico consta a grandes rasgos de los siguientes componentes:

3.4.1   Batería.

La batería o acumulador que, como su propio nombre indica, transforma y almacena la energía eléctrica en forma química la cual se utiliza para arrancar el motor, comenzar a mover el alternador y como fuente de reserva limitada para suministro en caso de fallo del alternador o generador. Con el motor en marcha la batería se carga con parte de la electricidad que genera el alternador y es este último el que provee de energía al sistema eléctrico; con el motor parado el sistema eléctrico se nutre de la batería.

Batería

Por muy potente que sea una batería, su capacidad es insuficiente para satisfacer la demanda de energía de los sistemas e instrumentos del avión, los cuales la descargarían rápidamente. Para paliar esta insuficiencia, los aviones están equipados con generadores o alternadores.

3.4.2   Generador/Alternador.

Movidos por el giro del motor, proporcionan corriente eléctrica al sistema y mantienen la carga de la batería aunque existen diferencias básicas entre generadores y alternadores.

Con el motor a bajo régimen, muchos generadores no producen la suficiente energía para mantener el sistema eléctrico; por esta razón, con el motor poco revolucionado el sistema se nutre de la batería, que en poco tiempo puede quedar descargada. Un alternador en cambio, produce suficiente corriente y muy constante a distintos regímenes de revoluciones.

Otras ventajas de los alternadores es que son más ligeros de peso, menos caros de mantener y menos propensos a sufrir sobrecargas.

Alternador

El sistema eléctrico del avión se nutre pues de dos fuentes de energía: la batería y el generador/alternador. La batería se utiliza en exclusiva (salvo emergencias) para el arranque del motor; una vez puesto en marcha, es el alternador el que pasa a alimentar el sistema eléctrico siendo la fuente primaria de suministro al sistema eléctrico con el motor en funcionamiento.

Como su nombre indica, genera corriente alterna que es convertida en corriente continua por diodos internos que actúan como rectificadores y su salida es controlada por un regulador de voltaje. Un relé protege al sistema eléctrico de posibles daños por exceso de voltaje.

El voltaje de salida del generador/alternador es ligeramente superior al de la batería. Por ejemplo, una batería de 12 volts. suele estar alimentada por un generador/alternador de 14 volts. o una batería de 24 volts. se alimenta con un generador/alternador de 28 volts. Esta diferencia de voltaje mantiene la batería cargada, encargandose un regulador de controlar y estabilizar la salida del generador/alternador hacia la batería.

3.4.3   Amperímetro.

Es el instrumento utilizado para monitorizar el rendimiento del sistema eléctrico. En algunos aviones el amperímetro es analógico, como el mostrado en la fig.343, en otros es digital, otros no poseen amperímetro sino que en su lugar tienen un avisador luminoso que indica un funcionamiento anómalo del alternador o generador, y en otros este avisador complementa al amperímetro.

El amperímetro muestra si el alternador/generador está proporcionando una cantidad de energía adecuada al sistema eléctrico, midiendo amperios. Este instrumento también indica si la batería está recibiendo suficiente carga eléctrica.

Hay distintos modelos de amperímetros; unos tienen una escala de 0 hasta un máximo (habitual 60 Amp) y la aguja debe marcar en condiciones normales un valor entre ambos límites; otros tienen un cero central y valores negativos y positivos a izquierda y derecha del mismo respectivamente. La aguja indicando valores positivos muestra que el alternador funciona correctamente y la batería se está cargando; valores negativos indican que el alternador no funciona bien y genera muy poco o nada; la batería es la que aporta este déficit y puede acabar descargada. Si el indicador fluctúa rápidamente indica también un mal funcionamiento del alternador/generador.

Amperímetro

3.4.4   Interruptor principal (master).

Con este interruptor, el piloto enciende (on) o apaga (off) el sistema eléctrico del avion, a excepción del encendido del motor (magnetos) que es independiente.

Si el interruptor es simple, un mecanismo eléctrico activado por la carga/descarga del alternador, cambia de forma automática el origen de la alimentación del sistema eléctrico, de la batería al alternador o viceversa.

En la mayoría de los aviones ligeros este interruptor es doble: el interruptor izquierdo, marcado con las iniciales BAT corresponde a la batería y opera de forma similar al "master"; al encenderlo el sistema eléctrico comienza a nutrirse de la batería. El interruptor derecho, marcado con ALT corresponde al alternador/generador; al encenderlo, el sistema eléctrico pasa a alimentarse de la energía generada por este dispositivo, cargándose la batería con el excedente generado. Este desdoblamiento del interruptor posibilita que el piloto excluya del sistema eléctrico al alternador/generador en caso de mal funcionamiento de este.

Interruptor doble del Master

Este interruptor tiene un mecanismo interno de bloqueo de manera que normalmente, el interruptor ALT solo puede activarse con el interruptor BAT también activado.

En algunos modelos de aviones podemos encontrar interruptores individualizados (uno para Batería y otro para Alternador) con un letrero de aviso para activar ambos a la vez (TURN ON MASTER AND ALTERNATOR BOTH).

Interruptores individuales del Master

3.4.5   Fusibles y circuit breakers.

Los equipos eléctricos están protegidos de sobrecargas eléctricas por medio de fusibles o breakers (interruptores de circuito). Los breakers hacen la misma función que los fusibles, con la ventaja que pueden ser restaurados manualmente en lugar de tener que ser reemplazados.

Los breakers tienen forma de botón, que salta hacia afuera cuando se ve sometido a una sobrecarga; el piloto solo tiene que pulsar sobre el breaker ("botón") para volver a restaurarlo.

Circuit breakers

Cada interruptor o breaker tiene un rótulo que identifica el circuito al que protege y su límite de amperaje.

3.4.6   Otros elementos.

Además de los elementos anteriores, el sistema eléctrico consta de otros componentes como: motor de arranque, reguladores, inversores de polaridad, contactores, transformadores/rectificadores, etc. Para facilitar la conexión de los equipos al sistema eléctrico, los aviones disponen de una barra de corriente ("electrical bus") que distribuye la corriente a todos ellos, simplificando sobremanera el cableado.

Algunos aviones tienen “enchufes” en los cuales conectar una unidad externa de potencia (Ground Power Unit – GPU) para ayudar a arrancar el motor, especialmente si la temperatura externa es muy baja.

Puesto que los generadores producen corriente continua y los alternadores corriente alterna, el sistema está provisto de los correspondientes conversores, de corriente contínua a alterna y viceversa.

El sistema de encendido del motor (magnetos), que como hemos dicho es un sistema independiente del eléctrico, se tratará en el siguiente capítulo.

3.4.7   Fallos eléctricos.

La pérdida de corriente de salida del alternador se detecta porque el amperímetro dá una lectura cero o negativa, y en los aviones que dispongan de ella, porque se enciende la luz de aviso correspondiente. Antes de nada debemos asegurarnos de que la lectura es cero y no anormalmente baja, encendiendo un dispositivo eléctrico, por ejemplo la luz de aterrizaje.

Si no se nota un incremento en la lectura del amperímetro, podemos asumir que existe un fallo en al alternador. Si el problema subsiste, chequear el breaker del alternador y restaurarlo si fuera necesario.

Si el breaker del alternador estaba bien o restaurarlo no arregla el fallo, el siguiente paso consiste en apagar el alternador durante un segundo y volverlo a encender (switch ALT). Si el problema era producido por sobrevoltaje, este procedimiento debe retornar el amperímetro a una lectura normal.

Por último, si nada de lo anterior soluciona el fallo, apagar el alternador. Cuando se apaga el alternador, el sistema eléctrico se nutre de la batería, por lo que todo el equipamiento eléctrico no esencial debería ser cortado para conservar el máximo tiempo posible la energía de la batería.

En caso de fallo eléctrico en cualquier equipo, chequear el breaker correspondiente y restaurarlo. Si el fallo persiste no queda más remedio que apagar ese equipo.

Es importante desconectar el interruptor principal después de apagar el motor, ya que si se deja activado puede descargar la batería.

Interesante video que muestra cómo funciona un amperímetro

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Copyright Miguel Angel Muñoz Navarro