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En aviación y aeroespacial, el término daño por objeto extraño (FOD) se refiere a cualquier daño a una aeronave atribuido a restos de objetos extraños (también denominados "FOD"), que es cualquier partícula o sustancia, ajena a una aeronave o sistema que podría potencialmente causarle daño. [1]
Los peligros externos por FOD incluyen impactos de aves, granizo, hielo, tormentas de arena, nubes de ceniza u objetos dejados en una pista o cabina de vuelo . Los peligros internos por FOD incluyen elementos dejados en la cabina que interfieren con la seguridad del vuelo al enredarse en los cables de control, atascar partes móviles o provocar cortocircuitos en las conexiones eléctricas.
Los motores a reacción pueden sufrir daños importantes incluso si son succionados por objetos pequeños. 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 desde un pequeño cañón. El motor no tiene que seguir funcionando después de la prueba, pero no debe causar daños significativos al resto de la aeronave. Por lo tanto, si el impacto del pájaro hace que "arroje una cuchilla" (se rompa de tal manera que las partes salgan volando a gran velocidad), esto no debe causar la pérdida de la aeronave. [2]
Algunos aviones militares [ cita requerida ] [ ¿cuáles? ] tenían un diseño único para evitar que los FOD dañaran 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 nuevamente hacia la parte trasera antes de entrar en el motor. En la parte posterior de la primera curva, un resorte fuerte mantenía cerrada una puerta. Cualquier objeto extraño que volara por la entrada entraba, golpeaba la puerta, la abría, volaba a través de ella y luego salía del avión. De este modo, solo los objetos pequeños arrastrados por el aire podían entrar en el motor. Este diseño efectivamente evitó los problemas de FOD, pero la constricción y la resistencia inducidas por la curvatura del flujo de aire redujeron la potencia efectiva del motor, por lo que el diseño no se repitió.
Un enfoque similar se utiliza en muchos helicópteros propulsados por turboeje , como el Mi-24 , que utilizan una entrada "tipo vórtice" o "centrífuga", en la que el aire es obligado a fluir a través de una trayectoria en espiral antes de entrar en el motor; el polvo más pesado y otros residuos son expulsados hacia afuera, donde se separan del flujo de aire antes de entrar en la entrada del motor.
Los cazas rusos Mikoyan MiG-29 y Sukhoi Su-27 tienen un diseño especial de entrada de aire para evitar la ingestión de FOD durante el despegue desde aeródromos accidentados. Las entradas de aire principales podrían cerrarse con puertas de malla y entradas especiales en la parte superior de las entradas abiertas temporalmente. Esto permitiría un flujo de aire suficiente al motor para el despegue, pero reduciría las posibilidades de que el motor succionara objetos del suelo.
Otro diseño interesante para minimizar el riesgo de FOD es el del Antonov An-74 , que tiene una colocación muy alta de los motores.
Boeing ofreció un kit de pista de grava para los primeros 737 que permite utilizar el avión desde pistas de grava y en mal estado, 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 impedían que la grava, que entraba en los huecos de las ruedas abiertos cuando el tren estaba extendido, golpeara los componentes críticos. El kit también incluía disipadores de vórtices, dispositivos que reducirían el flujo de aire hacia el motor desde la parte inferior para reducir la probabilidad de ingestión de grava.
Los ingenieros de Airbus están investigando [ ¿cuándo? ] un nuevo enfoque para reducir los FOD. Mediante el desarrollo, en colaboración con Israel Aerospace Industries , del Taxibot , un tractor controlado por el piloto, los aviones no necesitarán utilizar motores a reacción durante el rodaje y, por lo tanto, no serán vulnerables a los FOD en las plataformas o calles de rodaje. [3]
Los escombros suelen quedar atrapados en las bandas de rodadura de los neumáticos de los vehículos que llegan a un aeródromo. Los tipos de escombros atrapados en un neumático de un vehículo pueden incluir rocas, barro, piedras, herrajes sueltos (tornillos, arandelas, pernos, etc.) y muchas otras formas de materiales pequeños. Estos pueden ser camiones de la tripulación y de combustible, vehículos de mantenimiento y muchos otros que inadvertidamente traen escombros a una pista de vuelo y los depositan allí. Estos tipos de FOD son muy difíciles de rastrear y manejar una vez que se introducen en el aeródromo. La entrada de aire de un motor a reacción, la explosión del motor y la corriente de aire de la hélice o del rotor de un helicóptero pueden recoger los escombros fácilmente. Este material, una vez suelto alrededor de una aeronave operativa, puede provocar graves problemas de seguridad, incluidas lesiones al personal y daños a los equipos 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 titanio en la pista que había sido parte de un inversor de empuje que 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 goma del neumático golpearon el ala, rompiendo un tanque de combustible y provocando un grave incendio que provocó la pérdida de control. Los 100 pasajeros y nueve tripulantes a bordo del vuelo, así como cuatro personas en tierra, murieron. [4]
El 26 de marzo de 2007, un Gates Learjet 36A , matrícula N527PA, despegaba del Aeropuerto Internacional de Newport News/Williamsburg en Virginia , cuando la tripulación oyó un fuerte "pop". Tras abortar el despegue, la tripulación intentó controlar el "deslizamiento" y activar el paracaídas de frenado . 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 después del accidente. La Junta Nacional de Seguridad del Transporte dijo que el accidente fue causado por FOD en la pista. La falla del paracaídas de frenado contribuyó al accidente. [5]
El 24 de junio de 1982, el vuelo 9 de British Airways, que se dirigía a Perth ( Australia) , se topó con una nube de cenizas volcánicas sobre el océano Índico. El Boeing 747-200B sufrió picos de presión en los cuatro motores hasta que todos fallaron . Los pasajeros y la tripulación pudieron ver un fenómeno conocido como el fuego de San Telmo alrededor del avión. El vuelo 9 descendió en picado hasta salir de la nube, lo que permitió que las cenizas en el aire despejaran los motores, que luego se reiniciaron. El parabrisas de la cabina quedó muy dañado por las partículas de ceniza, pero el avión aterrizó sin problemas.
El 15 de diciembre de 1989, el vuelo 867 de KLM , con destino al Aeropuerto Internacional de Narita , 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 apagaron. Tras descender más de 14.000 pies, la tripulación volvió a poner en marcha los motores y aterrizó sin problemas en el Aeropuerto Internacional de Anchorage .
Aunque no está relacionado con cenizas volcánicas, en 1991, un MD-81 operado por SAS aterrizó de manera forzada en un bosque después de que, según se informó, ambos motores se ingirieron con hielo. Las 129 personas sobrevivieron y el avión quedó inutilizable.
El 28 de septiembre de 1981 se produjo un caso inusual de FOD 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 lanzamiento de un portabombas desde el Hornet. El portabombas golpeó el ala derecha del Skyhawk, cortando casi la mitad del ala. El Skyhawk se incendió a los pocos segundos de ser alcanzado; las dos personas a bordo se eyectaron . [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 logró aterrizar el avión de nuevo en la pista, pero se salió del final de la pista 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 siguió, 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 , lo que provocó que tres de sus cuatro motores fallaran. El piloto y el copiloto murieron; el piloto recibió posteriormente de forma póstuma 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 se encontraron 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 de despegar y sufrió una doble falla en el motor. El piloto aterrizó en el río Hudson, salvando así la vida de todos los que iban a bordo.
Los aeropuertos presentan problemas importantes en los que sus instalaciones han sido o se han convertido en zonas de anidación para las aves. Si bien las vallas pueden impedir que un alce o un ciervo se acerquen a una pista, las aves son más difíciles de controlar. A menudo, los aeropuertos emplean un tipo de espantapájaros que funciona con propano para producir un ruido lo suficientemente fuerte como para asustar a cualquier ave que pueda estar en las inmediaciones. Los administradores de los aeropuertos utilizan todos los medios disponibles (incluidos halcones adiestrados y drones similares a los halcones) 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 silvestre. [11]
En los Estados Unidos, la reunión más importante de expertos en FOD ha sido la Conferencia Nacional Aeroespacial para la Prevención de FOD, que se celebra anualmente en una ciudad diferente y que organiza National Aerospace FOD Prevention, Inc. (NAFPI), una asociación sin ánimo de lucro que se centra en la educación, la concienciación y la prevención de FOD. La información sobre la conferencia, incluidas las presentaciones de conferencias anteriores, está disponible en el sitio web de la NAFPI. [12] Sin embargo, la NAFPI ha recibido algunas críticas por centrarse 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 del mundo dirigida por un aeropuerto sobre el tema 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 solo incidente en el que el personal fue alertado de la presencia de un cable de acero en la pista, antes de que una sola aeronave corriera peligro. [14] La FAA ha investigado las tecnologías de detección de FOD y ha establecido estándares para las siguientes categorías: [15]
Los efectos negativos de FOD pueden reducirse o eliminarse 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 láser . Cuanto más profunda sea la tensión residual de compresión, más significativa será la mejora de la resistencia a la fatiga y la tolerancia al daño. El granallado normalmente induce tensiones de compresión de unas pocas milésimas de pulgada de profundidad, el granallado láser normalmente imparte tensiones residuales de compresión de 0,040 a 0,100 pulgadas de profundidad. Las tensiones de compresión inducidas por el granallado láser también son más resistentes a la exposición al calor.
A nivel internacional, los FOD le cuestan a la industria de la aviación 13.000 millones de dólares al año en costos directos e indirectos. Los costos indirectos son hasta diez veces mayores que el valor de los costos directos, y representan demoras, cambios de aeronaves, costos de combustible, mantenimiento no programado y otros gastos similares. [18] Además, causan daños costosos y significativos a las aeronaves y sus partes, así como muertes y lesiones a trabajadores, pilotos y pasajeros.
Se estima que los FOD cuestan a las principales aerolíneas de los Estados Unidos 26 dólares por vuelo en reparaciones de aeronaves, además de 312 dólares en costos indirectos adicionales como demoras en los vuelos, cambios de avión e ineficiencias del combustible. [19]
"Hay otros costos que no son tan fáciles de calcular pero que son igualmente inquietantes", según el comandante de escuadrón de la Real Fuerza Aérea del Reino Unido e investigador de FOD, Richard Friend. [20] "De accidentes como el del Concorde de Air France, vuelo AF 4590 , están la pérdida de vidas, el sufrimiento y el efecto en las familias de los que murieron, la sospecha de mala praxis, la culpa y la culpa que podrían durar toda la vida. Este tormento desgarrador es incalculable, pero no debe olvidarse nunca . Si todo el mundo tuviera esto en cuenta, permaneceríamos vigilantes 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 conducir a un fracaso".
Sólo se han realizado dos estudios detallados del coste económico de los FOD para las operaciones de las aerolíneas civiles. El primero fue realizado por Brad Bachtel de Boeing , que publicó un valor de 4.000 millones de dólares al año. [1] Este valor de arriba hacia abajo fue durante varios años la cifra estándar de la industria para el coste de los FOD. El segundo trabajo (2007) fue realizado por Iain McCreary de la consultora Insight SRI Ltd. Este informe más detallado ofrecía un primer recorte del coste de los FOD, basado en un análisis de abajo hacia arriba de los registros de mantenimiento de las aerolíneas. Aquí, los datos se desglosaron en costes directos por vuelo y costes indirectos por vuelo para los 300 principales aeropuertos mundiales, con notas detalladas sobre los datos de apoyo. [21] La investigación de Insight SRI fue una referencia estándar para 2007-2009, ya que era la única fuente que presentaba los costes y, por tanto, fue citada por reguladores, aeropuertos y proveedores de tecnología por igual. [22]
Sin embargo, aunque el documento de Insight SRI de 2007 sigue siendo la mejor fuente de datos públicos y gratuitos, el nuevo análisis (2010) de Insight SRI ofrece nuevas cifras. El autor del nuevo informe (que no es gratuito) dice: "Se advierte a los lectores que no se basen en las cifras del documento de Insight SRI de 2007-2008, The Economic Cost of FOD to Airlines, ni que en el futuro hagan referencia a ellas. Este trabajo anterior fue 'el' primer documento que detallaba el coste directo e indirecto de FOD basado en datos de mantenimiento de las aerolíneas (el documento completo consistía en una sola página de datos, seguida de ocho páginas de notas a pie de página)".
Los costos directos por vuelo de $26 [21] se calculan considerando el gasto de mantenimiento del motor, el reemplazo de neumáticos y el daño a la carrocería de la aeronave.
Los costes indirectos por vuelo incluyen un total de 33 categorías individuales:
El estudio concluye que cuando se suman estos costos indirectos, el costo del FOD aumenta en un múltiplo de hasta 10 veces. [23]
Tanto Eurocontrol como la FAA están estudiando los 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, Aeropuerto TF Green de Providence ), Stratech (ORD, Aeropuerto Internacional O'Hare de Chicago ), 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 causados por objetos extraños en Wikimedia Commons