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En la aviación y el sector aeroespacial, el término daño por objeto extraño (FOD) se refiere a cualquier daño a una aeronave atribuido a desechos de objetos extraños (también denominados "FOD"), que es cualquier partícula o sustancia extraña a una aeronave o sistema que podría potencialmente causarle daños. [1]
Los peligros externos de FOD incluyen choques con aves, granizo, hielo, tormentas de arena, nubes de ceniza u objetos abandonados en una pista o cabina de vuelo . Los peligros internos de FOD incluyen elementos dejados en la cabina que interfieren con la seguridad del vuelo al enredarse en cables de control, atascar piezas móviles o cortocircuitar conexiones eléctricas.
Los motores a reacción pueden sufrir daños importantes incluso si los objetos pequeños son absorbidos por el motor. En los Estados Unidos , la Administración Federal de Aviación (FAA) exige que todos los tipos de motores pasen una prueba que incluye disparar un pollo fresco (muerto, pero no congelado) a un motor a reacción en funcionamiento con un pequeño cañón. El motor no tiene que permanecer funcional tras la prueba, pero no debe causar daños importantes al resto de la aeronave. Por lo tanto, si el impacto del pájaro hace que "arroje una pala" (se rompa de manera que las partes salgan volando a gran velocidad), hacerlo no debe causar la pérdida de la aeronave. [2]
Algunos aviones militares [ cita necesaria ] [ ¿cuáles? ] tenía un diseño único para evitar que FOD dañara el motor. El diseño incluía una curva en forma de S en el flujo de aire, de modo que el aire entraba por la entrada, se doblaba hacia la parte delantera del avión y se doblaba de nuevo hacia la parte trasera antes de entrar en el motor. Al final de la primera curva, un fuerte resorte mantenía cerrada una puerta. Cualquier objeto extraño que volara en la entrada entró, golpeó la puerta, la abrió, la atravesó y luego salió del avión. De este modo, en el motor sólo podían entrar pequeños objetos arrastrados por el aire. De hecho, este diseño evitó problemas de FOD, pero la constricción y la resistencia inducida por la curvatura del flujo de aire redujeron la potencia efectiva del motor y, por lo tanto, el diseño no se repitió.
Un enfoque similar se utiliza en muchos helicópteros propulsados por turboeje , como el Mi-24 , que utiliza una entrada "tipo vórtice" o "centrífuga", en la que el aire se fuerza a fluir a través de una trayectoria en espiral antes de entrar en el motor; el polvo más pesado y otros desechos son expulsados hacia afuera, donde se separan del flujo de aire antes de ingresar a la entrada del motor.
Los cazas rusos Mikoyan MiG-29 y Sukhoi Su-27 tienen un diseño de entrada especial para evitar la ingestión de FOD durante el despegue desde aeródromos en mal estado. Las entradas de aire principales se podían cerrar con puertas de malla y se podían abrir temporalmente entradas especiales en la parte superior de las entradas. Esto permitiría suficiente flujo de aire al motor para el despegue, pero reduciría las posibilidades de que el motor absorbiera objetos del suelo.
Otro diseño interesante para minimizar el riesgo de FOD es el del Antonov An-74 , que tiene una colocación de motores muy alta.
Boeing ofreció un kit de pista de grava para los primeros 737 que permite que el avión se utilice en pistas de grava y no mejoradas, a pesar de tener motores muy bajos. Este kit incluía deflectores de grava en el tren de aterrizaje; luces plegables en la parte inferior del avión; y pantallas que evitaban que la grava, que entraría en los espacios abiertos de las ruedas cuando se extendiera el tren, golpeara componentes críticos. El kit también incluía disipadores de vórtice, dispositivos que reducirían el flujo de aire hacia el motor desde la parte inferior para reducir la probabilidad de ingerir grava.
Los ingenieros de Airbus están investigando [ ¿cuándo? ] un enfoque novedoso para reducir el FOD. Al desarrollar, en colaboración con Israel Aerospace Industries , el Taxibot , un tractor controlado por el piloto, los aviones no necesitarán utilizar motores a reacción durante el rodaje y, por tanto, no serán vulnerables a los FOD en las plataformas o calles de rodaje. [3]
Los escombros a menudo quedan atrapados en las bandas de rodadura de los neumáticos de los vehículos que llegan a un aeródromo. Los tipos de desechos atrapados en la llanta de un vehículo pueden incluir rocas, barro, piedras, piezas sueltas (tornillos, arandelas, pernos, etc.) y muchas otras formas de materiales pequeños. Estos pueden ser camiones de tripulación y de combustible, vehículos de mantenimiento y muchos otros que, sin darse cuenta, llevan escombros a una línea de vuelo y los depositan allí. Estos tipos de FOD son muy difíciles de rastrear y gestionar una vez que se introducen en el aeródromo. La entrada de un motor a reacción, la explosión del motor y el tiro del rotor de la hélice o del helicóptero pueden recoger los escombros fácilmente. Este material, una vez suelto alrededor de aeronaves operativas, puede generar serios problemas de seguridad, incluidas lesiones al personal y daños al equipo y a la propiedad.
El accidente de un Concorde , vuelo 4590 de Air France , en el aeropuerto Charles de Gaulle, cerca de París , el 25 de julio de 2000, fue causado por FOD; en este caso, un trozo de fragmento de titanio en la pista que había formado parte de un inversor de empuje que se había caído de un McDonnell Douglas DC-10 de Continental Airlines durante el despegue unos cuatro minutos antes. El impacto de los escombros provocó la explosión de un neumático. Los restos de caucho del neumático golpearon el ala, rompieron un tanque de combustible y provocaron un incendio grave que provocó la pérdida de control. Murieron los 100 pasajeros y nueve tripulantes a bordo del vuelo, así como cuatro personas en tierra. [4]
Un Gates Learjet 36A , número de matrícula N527PA, despegaba del Aeropuerto Internacional Newport News/Williamsburg en Virginia el 26 de marzo de 2007, cuando la tripulación escuchó un fuerte "pop". Abortando el despegue, la tripulación intentó controlar el "fishtailing" y activar el paracaídas . El paracaídas no funcionó y el Learjet se salió de la pista con los neumáticos reventados. El personal del aeropuerto informó haber visto rocas y trozos de metal en la pista tras el accidente. La Junta Nacional de Seguridad en el Transporte dijo que el accidente fue causado por FOD en la pista. La falla del paracaídas de emergencia contribuyó al accidente. [5]
El 24 de junio de 1982, el vuelo 9 de British Airways con destino a Perth , Australia , chocó contra una nube de ceniza volcánica sobre el Océano Índico. El Boeing 747-200B sufrió sobretensiones en los cuatro motores hasta que todos fallaron . Los pasajeros y la tripulación pudieron ver alrededor del avión un fenómeno conocido como fuego de San Telmo . El vuelo 9 se sumergió hasta salir de la nube, permitiendo que las cenizas en el aire limpiaran los motores, que luego se reiniciaron. El parabrisas de la cabina resultó gravemente dañado por las partículas de ceniza, pero el avión aterrizó sin problemas.
El 15 de diciembre de 1989, el vuelo 867 de KLM , de camino al aeropuerto internacional de Narita , en Tokio , atravesó una espesa nube de ceniza volcánica procedente del Monte Redoubt, que había entrado en erupción el día anterior. Los cuatro motores del Boeing 747-400 se incendiaron. Después de descender más de 14.000 pies, la tripulación reinició los motores y aterrizó de manera segura en el Aeropuerto Internacional de Anchorage .
Un caso inusual de FOD ocurrió el 28 de septiembre de 1981 sobre la Bahía de Chesapeake . Durante las pruebas de vuelo de un F/A-18 Hornet , el Centro de Pruebas Aéreas Navales de la Armada de los Estados Unidos estaba utilizando un Douglas TA-4J Skyhawk como avión de persecución para filmar una prueba de desecho de un portabombas del Hornet. El portabombas golpeó el ala derecha del Skyhawk, cercenando casi la mitad del ala. El Skyhawk se incendió a los pocos segundos de ser alcanzado; las dos personas a bordo fueron expulsadas . [6] [7]
El 20 de noviembre de 1975, un Hawker Siddeley HS.125 que despegaba del aeródromo de Dunsfold atravesó una bandada de avefrías inmediatamente después de despegar de la pista y perdió potencia en ambos motores. La tripulación aterrizó el avión de nuevo en la pista, pero se invadió el final y cruzó una carretera. El avión chocó contra un coche en la carretera, matando a sus seis ocupantes. Aunque el avión quedó destruido en el incendio que se produjo, los nueve ocupantes del avión sobrevivieron al accidente. [8]
El 17 de noviembre de 1980, un Hawker Siddeley Nimrod de la Royal Air Force se estrelló poco después de despegar de la RAF Kinloss . Voló a través de una bandada de gansos canadienses , provocando que fallaran tres de sus cuatro motores. El piloto y el copiloto murieron; Posteriormente, el piloto recibió póstumamente una Cruz de la Fuerza Aérea por sus acciones para mantener el control de la aeronave y salvar las vidas de los 18 tripulantes. Los restos de 77 aves fueron encontrados en la pista o cerca de ella. [9] [10]
El 15 de enero de 2009, el vuelo 1549 de US Airways chocó contra una bandada de gansos canadienses poco después del despegue y sufrió una doble falla de motor. El piloto abandonó el avión en el río Hudson, salvando la vida de todos a bordo.
Se producen problemas importantes en los aeropuertos donde los terrenos eran o se han convertido en zonas de anidación de aves. Si bien las cercas pueden evitar que un alce o un ciervo deambulen por una pista, las aves son más difíciles de controlar. A menudo, los aeropuertos emplean un tipo de espantapájaros que funciona con propano para provocar un ruido lo suficientemente fuerte como para ahuyentar a las aves que puedan encontrarse en las proximidades. Los administradores de aeropuertos utilizan todos los medios disponibles (incluidos halcones entrenados y drones tipo halcón con alas batientes) para reducir las poblaciones de aves. Otra solución que se está investigando es el uso de césped artificial cerca de las pistas, ya que no ofrece alimento, refugio ni agua a la fauna. [11]
En los Estados Unidos, la reunión más destacada de expertos en FOD ha sido la Conferencia Nacional Aeroespacial anual sobre Prevención de FOD. Es organizado en una ciudad diferente cada año por National Aerospace FOD Prevention, Inc. (NAFPI), una asociación sin fines de lucro que se centra en la educación, concientización y prevención de FOD. La información sobre la conferencia, incluidas presentaciones de conferencias anteriores, está disponible en el sitio web de NAFPI. [12] Sin embargo, la NAFPI ha sido objeto de algunas críticas por estar centrada en el control de herramientas y los procesos de fabricación, y otros miembros de la industria han dado un paso adelante para llenar los vacíos. BAA organizó la primera conferencia mundial sobre el tema dirigida por aeropuertos en noviembre de 2010. [13]
Existe cierto debate sobre los sistemas de detección de FOD, ya que los costos pueden ser altos y el ámbito de responsabilidad no está claro. Sin embargo, un aeropuerto afirma que su sistema de detección de FOD puede haberse amortizado en un único incidente en el que se alertó al personal sobre un cable de acero en la pista, antes de que un solo avión se pusiera en riesgo. [14] La FAA ha investigado las tecnologías de detección de FOD y ha establecido estándares para las siguientes categorías: [15]
Los efectos negativos del FOD se pueden reducir o eliminar por completo introduciendo tensiones residuales de compresión en áreas críticas de fatiga en la pieza durante el proceso de fabricación. Estas tensiones beneficiosas se inducen en la pieza mediante el trabajo en frío de la pieza con procesos de granallado: granallado o granallado por láser . Cuanto más profunda sea la tensión residual de compresión, más significativa será la mejora de la vida a la fatiga y la tolerancia al daño. El granallado típicamente induce tensiones de compresión de unas pocas milésimas de pulgada de profundidad, el granallado por láser generalmente imparte tensiones residuales de compresión de 0,040 a 0,100 pulgadas de profundidad. Las tensiones de compresión inducidas por el láser también son más resistentes a la exposición al calor.
A nivel internacional, el FOD le cuesta a la industria de la aviación 13 mil millones de dólares al año en costos directos e indirectos. Los costos indirectos son hasta diez veces el valor del costo directo y representan retrasos, cambios de aeronaves, costos de combustible incurridos, mantenimiento no programado y similares. [18] y causa daños costosos e importantes a las aeronaves y sus piezas, así como muertes y lesiones a trabajadores, pilotos y pasajeros.
Se estima que el FOD cuesta a las principales aerolíneas de los Estados Unidos 26 dólares por vuelo en reparaciones de aeronaves, más 312 dólares en costos indirectos adicionales como retrasos en los vuelos, cambios de avión e ineficiencias de combustible. [19]
"Hay otros costes que no son tan fáciles de calcular pero que son igualmente preocupantes", según Richard Friend, comandante del ala de la Royal Air Force del Reino Unido e investigador del FOD. [20] "A partir de accidentes como el del Concorde de Air France, vuelo AF 4590 , se produce la pérdida de vidas, el sufrimiento y el efecto en las familias de quienes murieron, la sospecha de negligencia, la culpa y la culpa que podría durar toda la vida. Este tormento desgarrador es incalculable, pero no debe olvidarse nunca . Si todos tuviéramos esto en mente, permaneceríamos alerta y evitaríamos para siempre que los restos de objetos extraños causaran un problema. De hecho, muchos factores se combinan para causar una cadena de eventos que pueden llevar a al fracaso."
Sólo se han realizado dos estudios detallados sobre el costo económico de la FOD para las operaciones de líneas aéreas civiles. El primero fue el de Brad Bachtel de Boeing , quien publicó un valor de 4 mil millones de dólares al año. [1] Este valor de arriba hacia abajo fue durante varios años la cifra estándar de la industria para el costo de FOD. El segundo trabajo (2007) fue de Iain McCreary de la consultora Insight SRI Ltd. Este informe más detallado ofreció un primer recorte del costo de FOD, basado en un análisis ascendente de los registros de mantenimiento de las aerolíneas. Aquí, los datos se dividieron en costos directos por vuelo y costos indirectos por vuelo para los 300 principales aeropuertos del mundo, con notas a pie de página detalladas sobre los datos de respaldo. [21] La investigación Insight SRI fue una referencia estándar para 2007-2009, ya que era la única fuente que presentaba costos y, por lo tanto, fue citada por reguladores, aeropuertos y proveedores de tecnología por igual. [22]
Sin embargo, si bien ese artículo de Insight SRI de 2007 sigue siendo la mejor fuente pública y gratuita de datos, el nuevo análisis (2010) de Insight SRI ofrece nuevas cifras. El autor del nuevo informe (no gratuito) dice: "Se advierte a los lectores que no confíen ni consulten en el futuro las cifras del documento Insight SRI de 2007-08 The Economic Cost of FOD to Airlines . Este esfuerzo anterior fue 'El' primero documento que detalla el costo directo e indirecto de FOD que se basó en datos de mantenimiento de la aerolínea (el documento completo era una sola página de datos, seguida de 8 páginas de notas a pie de página)".
Los costos directos por vuelo de $26 [21] se calculan considerando los gastos de mantenimiento del motor, reemplazo de neumáticos y daños a la carrocería de la aeronave.
Los costos indirectos por vuelo incluyen un total de 33 categorías individuales:
El estudio concluye que cuando se suman estos costos indirectos, el costo de FOD aumenta hasta 10 veces. [23]
Tanto Eurocontrol como la FAA están estudiando la FOD. Eurocontrol publicó una evaluación preliminar de las tecnologías de detección de FOD en 2006, mientras que la FAA está realizando pruebas de los cuatro sistemas líderes de Qinetiq (PVD, Providence TF Green Airport ), Stratech (ORD, Chicago O'Hare International Airport ), Xsight Systems (BOS , Aeropuerto Internacional Logan de Boston ) y Trex Aviation Systems (ORD, Aeropuerto O'Hare de Chicago) durante 2007 y 2008. Los resultados de este estudio deberían publicarse en 2009. [ necesita actualización ]
Medios relacionados con daños por objetos extraños en Wikimedia Commons