La presurización, un enemigo invisible

Aun cuando la presurización permitía un vuelo seguro y confortable a mayores alturas, implicaba unos riesgos no muy conocidos en los primeros años de la aviación y fue solo el estudio de algunos accidentes lo que permitió entender cómo afectaba las estructuras de las aeronaves.

El 27 de julio del año 1949, el de Havilland D.H. 106 Comet, desarrollado por el fabricante aeronáutico del Reino Unido -de Havilland Aircraft Company-, realizó su primer vuelo, convirtiéndose en una sensación: era el primer jet comercial con motores a reacción.

De un diseño aerodinámico avanzado y buscando disminuir su resistencia aerodinámica, presentaba sus cuatro turborreactores de Havilland Ghost incrustados en la estructura de las alas, lo cual hacía lucir al avión con una estructura alar muy estilizada y limpia.

Igualmente, presentaba una cabina capaz de ser presurizada para disminuir el ruido exterior y originalmente unas ventanas cuadradas de muy amplia visibilidad.

La prestigiosa revista de negocios Fortune calificó el año 1953 como el Año de la Coronación por la nueva reina Isabel II y la del Comet.

Fue una apuesta atrevida de Sir Geoffrey de Havilland, presidente de la compañía y un veterano pionero de la aviación, quien había invertido gran parte de su fortuna en el éxito del Comet y en la primera aerolínea con aviones jet del mundo. Desafortunadamente no habían pasado tres años cuando una serie de siniestros afectaron su creciente popularidad.

El primer incidente se produjo el 26 de octubre de 1952 cuando el Comet 1A con matrícula G-ALYZ de la línea aérea Inglesa British Overseas Airways Corporation  (“BOAC”) tuvo un incidente de despegue frustrado en Roma. La aeronave terminó seriamente averiada y económicamente irreparable, aun cuando la tripulación y sus 42 pasajeros salieron sanos y salvos.

El 2 de mayo del año 1953 estalló en pleno vuelo la aeronave Comet 1 con matrícula G-ALYV mientras se elevaba, después de haber despegado normalmente de Calcuta; día en que se celebraba el primer aniversario de las operaciones de BOAC con el Comet. Desgraciadamente, la zona estaba afectada por las turbulencias propias de los monzones y no se emprendió la más mínima investigación para averiguar si la causa del desastre estaba relacionada con el mal tiempo o por una posible falla estructural de la aeronave.

El 3 de marzo de 1953, un accidente del Comet 1A matrícula CF-CUN de Canadian Pacific Air Lines mientras decolaba con peso máximo de despegue desde el cálido aeropuerto de Karachi en Pakistán, causa la muerte de todos sus ocupantes.

Al año siguiente, 1954, dos siniestros similares ocurridos el 10 de enero al Comet 1 G-ALYP de BOAC y el 8 de abril el G-ALYY de BOAC operado por South African Airways (SAA) se desintegraron en el Mediterráneo por causas no establecidas.

Todo esto obligó al gobierno de Gran Bretaña, representado por Sir Winston Churchill, a designar a la Royal Aircraft Establishment para llevar a cabo la investigación de los accidentes y mientras toda la flota de Comet quedó inmovilizada en tierra para ser investigada. El ingeniero Arnold A. Hall fue nombrado investigador en jefe.

Después de que en febrero de 1955 se lograron recuperar y analizar fragmentos de los aviones siniestrados, se encontró que, tal como lo sospechaba Hall, se trataba de un caso de falla estructural por fatiga del material: un fenómeno poco conocido científicamente hasta ese momento.

Para demostrarlo, Hall mandó a desarmar un de Havilland Comet y le construyó un tanque de agua alrededor del fuselaje, dejando las alas fuera. El fuselaje quedaba sumergido bajo el agua dentro del tanque y los investigadores podían simular los efectos en los materiales por las diferencias de presión similares a las que estaba sometido el Comet en vuelo, al bombearle agua a presión dentro del fuselaje, para luego liberarla.

Mientras esto ocurría, se sometían las alas a movimientos de abajo hacia arriba con pistones hidráulicos, para simular condiciones de vuelo conjuntamente con los ciclos de presurización/despresurización de la cabina.

Luego de un tiempo de someter al fuselaje a estos numerosos ciclos de presurización-despresurización, el fuselaje finalmente explotó en el tanque de agua, exponiendo claramente la falla.

Así se supo que la energía de la compresión fatigaba particularmente los ángulos rectos de las ventanillas. Era allí precisamente donde se originaban las fracturas y grietas que originaban la descompresión explosiva.  Era como tratar de hacer un microscópico orificio con una aguja en un globo inflado.

Esto llevó a los diseñadores de los de Havilland a la adopción de ventanillas de menor superficie y de forma oval para evitar ángulos rectos y dispersar así la energía proveniente de la presurización.

Hall demostró que el diseño del avión con amplias ventanillas rectangulares para aumentar la visión de los pasajeros, sin el suficiente radio de curvatura en sus esquinas, y montadas sobre un fuselaje de lámina de espesor algo delgado, originaba las grietas en las láminas del fuselaje.

Hay que tomar en cuenta que se trataba del avión con el mayor grado de presurización que se había experimentado para esa fecha. Así, después de un número de ciclos (presurización de la cabina durante el ascenso y posterior despresurización durante el descenso) comenzaba a agrietarse el material mismo que conformaba la estructura del fuselaje por la fatiga del material y finalmente causaba una descompresión explosiva y falla estructural catastrófica de la cabina.

El Comet era presurizado a 0,58 kg/cm², a fin de conseguir una presión interior en la cabina equivalente a 2.440 metros cuando el avión volaba a 12.200 metros. Este valor de presión interior constituía el doble de la presión interior de la cabina de cualquier aparato comercial fabricado hasta esa fecha.

Todo esto llevó el proyecto del Comet a una dura competencia y lucha por la supervivencia. Muchos aviones fueron devueltos y muchas órdenes de compra de estos aviones fueron canceladas. Muchos de estos aviones fueron incorporados a la Real Fuerza Aérea. Posteriormente, después de cuatro años de pruebas y rediseño, el Comet 4 con todas estas fallas corregidas le tocó competir muy duro con los aviones Boeing 707 y los Douglas DC-8.

La carrera por la supervivencia de la compañía con el Comet 4 comenzó tarde; ya había perdido gran parte de su prestigio y su grandioso impacto inicial, dando cabida a una muy dura competencia con la industria aeronáutica norteamericana.

Aun cuando la despresurización, desde el punto de vista mecánico y de fatiga de materiales ha sido muy estudiada y el diseño aeronáutico ha sido adaptado para soportarlo, se siguen presentando eventuales fallas de presurización en la medida que los aviones vuelan en niveles de vuelo (FL o Flight Level) superiores. Recuérdese que en aviación, altura, altitud y nivel de vuelo no son sinónimos. Aunque todos se miden en metros o en pies, los niveles de vuelo se determinan por lo que indica el altímetro a bordo del avión ajustado a la presión de 29,92 pulgadas de mercurio o 101325 Newton/m² o Pa -1013,25 hectopascales que es el estándar convencional de la presión al nivel del mar en la atmósfera tipo.

Los sistemas de presurización de los aviones de pasajeros de hoy en día están diseñados para mantener la presión interior de la cabina entre 12 y 11 libras por pulgada cuadrada o psi (0.84 – 0,77 kg/cm2) a una altitud de crucero. En un vuelo típico, cuando el avión asciende a 36.000 pies (que es el nivel de vuelo FL 360) y por regulaciones de certificación, el interior del avión se debe mantener a una presión equivalente a entre 6000 y hasta un máximo de 8000 pies que es el requerido para la máxima altitud de funcionamiento o techo de vuelo certificada.

Igualmente, las regulaciones requieren que los pilotos se pongan y usen sus máscaras de oxígeno cuando se aventuran por encima del nivel de vuelo (FL) 350 (aproximadamente 35,000 pies).

Esta norma se debe a que los estudios de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos de América (FAA) demuestran que si una aeronave se despresuriza repentinamente mientras vuela a esa altitud, el tiempo de conciencia útil del piloto, o tiempo efectivo de ejecución, es de 30 a 60 segundos. Igual regla se aplica cuando uno de los tripulantes de vuelo se ausenta de la cabina.

Y los tiempos efectivos de ejecución disminuyen a medida que aumenta la altitud. Por ejemplo, solo de 15 a 20 segundos en FL 400 y de 9 a 12 segundos en FL 450. Es decir, en esos niveles de vuelo casi no tendrían tiempo para ponerse las máscaras de oxígeno. Estas máscaras, por cierto, no solo les suministran a los tripulantes de vuelo oxígeno puro, sino que además el suministro es a alta presión para permitirles respirar.

Los problemas de la hipoxia hipobárica, es decir la falta de oxígeno cuando la causa es la disminución en la presión atmosférica (P atm) o del aire que nos rodea, se agravan cuando nos vemos sometidos rápidamente a un gran diferencial de presión o descompresión. La descompresión afecta primero las funciones mentales antes que las habilidades físicas. Por esto en algunos casos los pilotos sometidos a una descompresión súbita eran capaces de activar el micrófono, pero no eran capaces de hablar de forma racional o inteligible.

Las descompresiones pueden ser lentas o explosivas, pero está demostrado que unas tres cuartas (3/4) partes de los eventos de despresurización son ocasionados por problemas mecánicos.

Como primera causa, la mayoría de estos eventos son ocasionados o por la falla del sistema de control o por la falla de las válvulas de liberación o expulsión de aire. Al final de cuentas, la presurización es poder mantener un balance entre el aire que entra a la cabina y el aire que se deja salir. Por eso es que las autoridades aeronáuticas repiten que el aire dentro de la cabina se renueva cada 3 segundos.

La segunda causa es la fuga de presión por las puertas de embarque o carga (sea por fallas en los sistemas de sellado de las puertas que consisten en empacaduras sometidas a presión, o ya sea por una mala operación de cierre) y en las ventanas por pequeñas fugas por deficiencia del sellado o por pequeñas grietas.

Por eso me permito recordarle algunos consejos para cuando podamos volver a volar normalmente como pasajeros:

Mantengan abrochado y ajustado su cinturón de seguridad mientras permanezca sentado. No importa que la señal de ajustarse los cinturones esté apagada. Este consejo le puede salvar la vida. De lo contrario, de haber una descompresión súbita, en pocos segundos los pilotos bajaran la nariz para rápidamente descender a niveles de vuelo que permitan respirar sin la ayuda de oxigeno y Ud. puede terminar pegando la cabeza al techo y hasta volar por los aires, sufriendo heridas o traumas de consideración.

El 24 de febrero de 1989, el vuelo 811 de United Airlines, un Boeing 747-122, con matrícula N-4713U, despegado de Honolulu con destino a Sidney, Australia, sufrió una descompresión violenta por la apertura súbita de una puerta de carga, arrancando parte del fuselaje de la cabina. La tripulación logró regresar a Honolulu, pero 9 pasajeros fueron expulsados durante la descompresión, cayendo en el océano Pacifico.

El 10 de junio de 1990, en el vuelo 5390 de British Airways, un BAC 1-11, con matrícula G-BJRT, decolado del aeropuerto internacional de Birmingham en el Reino Unido con destino a Málaga, España, sufrió una descompresión violenta. A unos 17.300 pies de altitud, hubo un fuerte golpe y la cabina se llenó de niebla por condensación. Fue evidente para la tripulación de cabina que se había producido una descompresión explosiva en la cabina de mando. El capitán, quien no tenía el cinturón puesto porque estaba esperando la cena, había sido parcialmente succionado por la abertura del parabrisas izquierdo y la puerta de la cabina de vuelo había volado sobre el panel frente a la consola de radio y navegación. El sobrecargo, que había estado trabajando al lado de la puerta de la cabina, se apresuró y agarró al capitán por la cintura para sujetarlo. Entre todos los tripulantes lograron mantener sujeto al capitán hasta que el copiloto logró aterrizar en Southampton. El capitán sufrió varias fracturas y un shock severo, pero salió con vida.

La investigación determinó que el parabrisas izquierdo había sido remplazado y que 84 de los 90 pernos que lo fijan tenían un diámetro menor al requerido.

La descompresión rápida o súbita es una emergencia mayor que puede tener resultados fatales. A menudo observo a ciertos pasajeros que se acomodan en sus asientos y asumen la conducta de que lo saben todo. Muestran un olímpico desinterés por las instrucciones de seguridad y, a veces, hasta desobedecen las advertencias de la tripulación de vuelo. Lo que más le conviene a un pasajero, poco o muy frecuente, es oír,  atender y entender  las instrucciones de seguridad, leer las instrucciones escritas que tienen en el bolsillo frente a sus asientos, entender cómo se abren las salidas de emergencias, revisar que su salvavidas está en su lugar, fotografiar mentalmente dónde se encuentra ubicado, dónde está la salida de emergencia más cercana y contar las filas de asientos que debe atravesar para llegar a esa salida de emergencia. Si viaja con un menor, asegúrese de pedir un salvavidas para su tamaño.

Si ocurre una descompresión súbita, proteja sus ojos y su cabeza, todo lo que esté suelto volará velozmente por los aires – incluyendo personas y artículos, objetos y botellas ubicados en los portaequipajes o compartimientos superiores que estén abiertos – y serán expulsados por la abertura que se haya originado.

En cualquier caso de descompresión, si las mascarillas aparecen, póngaselas y úselas  lo antes posible. Si sabe cómo usarlas, quizás no se desmaye. Pero tenga la seguridad de que si no lo sabe, no tendrá tiempo de leer las instrucciones ni de preguntar ni de escuchar la respuesta.

Otros consejos:

El aire dentro de la cabina de un avión presurizado tiene muy poca humedad. Durante un vuelo largo o durante una cadena de varios vuelos sucesivos uno de otro, es importante beber mucha agua para mantenerse hidratado. Es posible que, sin notarlo, alcance la condición de deshidratación severa.

Los efectos del alcohol en su cuerpo –que ya de por sí produce deshidratación en circunstancias normales en tierra- aumentan en un ambiente presurizado. Si elige beber alcohol en un vuelo, asegúrese de beber mucha agua y comer algo mientras disfruta de su bebida. Consuma bebidas alcohólicas de forma responsable al volar.

Es muy probable que su comida a bordo tenga un sabor insípido, no se preocupe no es un síntoma de Covid 19. La baja humedad de la cabina del avión y la menor presión de aire reducen percepción de los sentidos del gusto y el olfato hasta en un 30%, según un estudio encargado por Lufthansa.

Las comidas gourmet de algunas empresas de catering y cocinas de alimentos de las aerolíneas, a menudo agregan especias y saborizantes adicionales a las comidas para compensar la pérdida de sensibilidad de sus papilas gustativas… pero si usted va en un vuelo de bajo costo, cómase su sándwich y disfrute su vuelo.

Fotografía Autor: BEA_De_Havilland_DH-106_Comet_4B_Manteufel.jpg: Ralf Manteufel derivative work: Altair78 (talk). Este archive se publica bajo los términos de GNU Free Documentation License, Version 1.2 only as published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. A copy of the license is included in the section entitled GNU Free Documentation License.