Una descompresión incontrolada es una caída no deseada en la presión de un sistema sellado, como la cabina de un avión presurizada o una cámara hiperbárica , que generalmente resulta de un error humano , falla estructural o impacto , lo que hace que el recipiente presurizado se ventile hacia sus alrededores o no pueda presurizar en absoluto.
Dicha descompresión puede clasificarse como explosiva, rápida o lenta :
El término descompresión incontrolada se refiere aquí a la despresurización no planificada de embarcaciones ocupadas por personas; por ejemplo, la cabina de un avión presurizada a gran altura, una nave espacial o una cámara hiperbárica . Para la falla catastrófica de otros recipientes a presión utilizados para contener gases , líquidos o reactivos bajo presión, el término explosión se usa más comúnmente, u otros términos especializados como BLEVE pueden aplicarse a situaciones particulares.
La descompresión puede ocurrir debido a una falla estructural del recipiente a presión o a una falla del propio sistema de compresión. [1] [2] La velocidad y la violencia de la descompresión se ven afectadas por el tamaño del recipiente a presión, la presión diferencial entre el interior y el exterior del recipiente y el tamaño del orificio de fuga.
La Administración Federal de Aviación de EE. UU. reconoce tres tipos distintos de eventos de descompresión en aeronaves: descompresión explosiva, rápida y gradual. [1] [2]
La descompresión explosiva ocurre típicamente en menos de 0,1 a 0,5 segundos, un cambio en la presión de la cabina más rápido de lo que los pulmones pueden descomprimir. [1] [3] Normalmente, el tiempo necesario para liberar aire de los pulmones sin restricciones, como las máscaras, es de 0,2 segundos. [4] El riesgo de sufrir un traumatismo pulmonar es muy alto, al igual que el peligro de que cualquier objeto no asegurado pueda convertirse en proyectil debido a la fuerza explosiva , que puede compararse con la detonación de una bomba.
Inmediatamente después de una descompresión explosiva, una densa niebla puede llenar la cabina del avión a medida que el aire se enfría, elevando la humedad relativa y provocando una condensación repentina. [4] Los pilotos militares con máscaras de oxígeno deben respirar a presión, por lo que los pulmones se llenan de aire cuando están relajados y hay que hacer un esfuerzo para expulsar el aire nuevamente. [5]
La descompresión rápida suele tardar más de 0,1 a 0,5 segundos, lo que permite que los pulmones se descompriman más rápidamente que la cabina. [1] [6] El riesgo de daño pulmonar todavía está presente, pero se reduce significativamente en comparación con la descompresión explosiva.
La descompresión lenta o gradual ocurre lo suficientemente lentamente como para pasar desapercibida y puede que solo sea detectada por instrumentos. [7] Este tipo de descompresión también puede deberse a una falla en la presurización de la cabina cuando un avión asciende a altitud. Un ejemplo de esto es el accidente del vuelo 522 de Helios Airways en 2005 , en el que el servicio de mantenimiento dejó el sistema de presurización en modo manual y los pilotos no revisaron el sistema de presurización. Como resultado, sufrieron una pérdida de conciencia (al igual que la mayoría de los pasajeros y tripulantes) debido a la hipoxia (falta de oxígeno). El avión continuó volando gracias al sistema de piloto automático y finalmente se estrelló debido al agotamiento del combustible después de abandonar su trayectoria de vuelo.
Las siguientes lesiones físicas pueden estar asociadas con incidentes de descompresión:
Se han documentado al menos dos casos confirmados de una persona que salió despedida por la ventanilla de un pasajero de un avión. El primero ocurrió en 1973 , cuando los restos de una falla del motor golpearon una ventana aproximadamente en la mitad del fuselaje. A pesar de los esfuerzos por volver a meter al pasajero en el avión, el ocupante fue obligado a salir por la ventana de la cabina. [15] Los restos óseos del pasajero fueron finalmente encontrados por un equipo de construcción y fueron identificados positivamente dos años después. [16] El segundo incidente ocurrió el 17 de abril de 2018, cuando una mujer en el vuelo 1380 de Southwest Airlines salió parcialmente despedida a través de la ventana de un pasajero de un avión que se había roto debido a una falla similar en el motor. Aunque los demás pasajeros lograron llevarla al interior, más tarde murió a causa de sus heridas. [17] [18] [19] En ambos incidentes, el avión aterrizó de manera segura y la única víctima mortal fue la persona sentada junto a la ventana involucrada.
Según el científico de la NASA Geoffrey A. Landis , el efecto depende del tamaño del agujero, que puede ampliarse con los escombros que lo atraviesan; "La presión tardaría unos 100 segundos en igualarse a través de un agujero de aproximadamente 30,0 cm (11,8 pulgadas) en el fuselaje de un Boeing 747". Cualquiera que bloquee el agujero tendría media tonelada de fuerza empujándolo hacia él, pero esta fuerza se reduce rápidamente con la distancia desde el agujero. [20]
Los aviones modernos están diseñados específicamente con nervaduras de refuerzo longitudinales y circunferenciales para evitar daños localizados al desgarrar todo el fuselaje durante un incidente de descompresión. [21] Sin embargo, los eventos de descompresión han resultado fatales para los aviones en otros aspectos. En 1974, la descompresión explosiva a bordo del vuelo 981 de Turkish Airlines provocó el colapso del suelo, cortando cables vitales de control de vuelo en el proceso. La FAA emitió una Directiva de Aeronavegabilidad al año siguiente exigiendo a los fabricantes de aviones de fuselaje ancho reforzar los pisos para que pudieran resistir los efectos de la descompresión en vuelo causada por una abertura de hasta 20 pies cuadrados (1,9 m 2 ) en la cubierta inferior. compartimento de carga. [22] Los fabricantes pudieron cumplir con la Directiva reforzando los pisos y/o instalando respiraderos de alivio llamados " paneles ranurados " entre la cabina de pasajeros y el compartimiento de carga. [23]
Las puertas de la cabina están diseñadas para que sea casi imposible perder la presurización al abrir una puerta de la cabina durante el vuelo, ya sea accidental o intencionalmente. El diseño de la puerta con tapón garantiza que cuando la presión dentro de la cabina excede la presión exterior, las puertas se cierran a la fuerza y no se abrirán hasta que se iguale la presión. Las puertas de la cabina, incluidas las salidas de emergencia, pero no todas las puertas de carga, se abren hacia adentro o primero se deben tirar hacia adentro y luego girar antes de poder empujarlas hacia afuera a través del marco de la puerta porque al menos una dimensión de la puerta es más grande que el marco de la puerta. . La presurización impidió que las puertas del vuelo 163 de Saudia se abrieran en tierra después de que el avión realizara un aterrizaje de emergencia exitoso, lo que provocó la muerte de los 287 pasajeros y 14 miembros de la tripulación a causa del fuego y el humo.
Antes de 1996, aproximadamente 6.000 grandes aviones de transporte comercial estaban certificados para volar hasta 45.000 pies (14.000 m), sin necesidad de cumplir condiciones especiales relacionadas con el vuelo a gran altitud. [24] En 1996, la FAA adoptó la Enmienda 25-87, que impuso especificaciones adicionales de presión de cabina a gran altitud, para nuevos diseños de tipos de aeronaves. [25] Para aeronaves certificadas para operar por encima de 25.000 pies (FL 250; 7.600 m), "debe diseñarse de modo que los ocupantes no queden expuestos a altitudes de presión de cabina superiores a 15.000 pies (4.600 m) después de cualquier condición de falla probable en el sistema de presurización." [26] En caso de una descompresión que resulte de "cualquier condición de falla que no se haya demostrado que sea extremadamente improbable", la aeronave debe diseñarse de manera que los ocupantes no queden expuestos a una altitud de cabina que exceda los 25.000 pies (7.600 m) durante más de 2 minutos, sin exceder una altitud de 40.000 pies (12.000 m) en ningún momento. [26] En la práctica, esa nueva enmienda FAR impone un techo operativo de 40.000 pies en la mayoría de los aviones comerciales de nuevo diseño. [27] [28] [Nota 1]
En 2004, Airbus solicitó con éxito a la FAA que permitiera que la presión en la cabina del A380 alcanzara los 43.000 pies (13.000 m) en caso de un incidente de descompresión y superara los 40.000 pies (12.000 m) durante un minuto. Esta exención especial permite al A380 operar a mayor altitud que otros aviones civiles de nuevo diseño, a los que aún no se les ha concedido una exención similar. [27]
La Integral de Exposición a la Despresurización (DEI) es un modelo cuantitativo que utiliza la FAA para hacer cumplir las directivas de diseño relacionadas con la descompresión. El modelo se basa en el hecho de que la presión a la que está expuesto el sujeto y la duración de esa exposición son las dos variables más importantes en juego en un evento de descompresión. [29]
Otras normas nacionales e internacionales para pruebas de descompresión de explosivos incluyen:
Los incidentes de descompresión no son infrecuentes en aeronaves militares y civiles; anualmente se producen aproximadamente entre 40 y 50 eventos de descompresión rápida en todo el mundo. [30] Sin embargo, en la mayoría de los casos el problema es manejable, las lesiones o daños estructurales son raros y el incidente no se considera notable. [8] Un caso reciente notable fue el del vuelo 1380 de Southwest Airlines en 2018, donde una falla incontrolada del motor rompió una ventana, lo que provocó que un pasajero saliera parcialmente volando. [31]
Los incidentes de descompresión no ocurren únicamente en aeronaves; El accidente de Byford Dolphin es un ejemplo de descompresión explosiva violenta de un sistema de buceo de saturación en una plataforma petrolera . Un evento de descompresión suele ser el resultado de una falla causada por otro problema (como una explosión o una colisión en el aire), pero el evento de descompresión puede empeorar el problema inicial.
En 2004, el programa de televisión MythBusters examinó si se produce una descompresión explosiva cuando una bala se dispara informalmente a través del fuselaje de un avión mediante varias pruebas con un DC-9 presurizado fuera de servicio. Un solo disparo a través del costado o la ventana no tuvo ningún efecto (se necesitaron explosivos reales para causar una descompresión explosiva), lo que sugiere que el fuselaje está diseñado para evitar que las personas salgan volando. [70] El piloto profesional David Lombardo afirma que un agujero de bala no tendría ningún efecto percibido sobre la presión de la cabina ya que el agujero sería más pequeño que la apertura de la válvula de salida del avión . [71]
El científico de la NASA Geoffrey A. Landis señala, sin embargo, que el impacto depende del tamaño del agujero, que puede ampliarse con los escombros que lo atraviesan. Landis continuó diciendo que "la presión tardaría unos 100 segundos en igualarse a través de un agujero de aproximadamente 30,0 cm (11,8 pulgadas) en el fuselaje de un Boeing 747". Luego afirmó que cualquiera que se sentara junto al agujero tendría aproximadamente media tonelada de fuerza empujándolo hacia él. [72] Se han documentado al menos dos casos confirmados de una persona que fue lanzada a través de la ventana de un pasajero de un avión. El primero ocurrió en 1973 , cuando los restos de una falla del motor golpearon una ventana aproximadamente en la mitad del fuselaje. A pesar de los esfuerzos por volver a meter al pasajero en el avión, el ocupante fue obligado a salir por la ventana de la cabina. [15] Los restos óseos del pasajero fueron finalmente encontrados por un equipo de construcción y fueron identificados positivamente dos años después. [16] El segundo incidente ocurrió el 17 de abril de 2018, cuando una mujer en el vuelo 1380 de Southwest Airlines salió parcialmente despedida a través de la ventana de un pasajero de un avión que se había roto debido a una falla similar en el motor. Aunque los demás pasajeros lograron llevarla al interior, más tarde murió a causa de sus heridas. [17] [18] [19] En ambos incidentes, el avión aterrizó de manera segura y la única víctima mortal fue la persona sentada junto a la ventana involucrada. Los relatos ficticios de esto incluyen una escena en Goldfinger , cuando James Bond mata al villano del mismo nombre lanzándolo por la ventana de un pasajero [73] y Die Another Day , cuando un disparo errante rompe una ventana en un avión de carga y se expande rápidamente, causando múltiples enemigos. funcionarios, secuaces y el villano principal serán succionados hasta la muerte.
Este mito persistente se basa en la falta de distinción entre dos tipos de descompresión y su representación exagerada en algunas obras de ficción . El primer tipo de descompresión consiste en cambiar de la presión atmosférica normal (una atmósfera ) al vacío (cero atmósfera), que suele centrarse en la exploración espacial . El segundo tipo de descompresión cambia desde una presión excepcionalmente alta (muchas atmósferas) a una presión atmosférica normal (una atmósfera), como puede ocurrir en el buceo en aguas profundas .
El primer tipo es más común ya que la reducción de la presión desde la presión atmosférica normal al vacío se puede encontrar tanto en la exploración espacial como en la aviación a gran altitud . La investigación y la experiencia han demostrado que, si bien la exposición al vacío provoca hinchazón, la piel humana es lo suficientemente resistente como para soportar la caída de una atmósfera . [74] [75] El riesgo más grave de la exposición al vacío es la hipoxia , en la que el cuerpo carece de oxígeno , lo que provoca la pérdida del conocimiento en unos pocos segundos. [76] [77] La descompresión rápida e incontrolada puede ser mucho más peligrosa que la exposición al vacío en sí. Incluso si la víctima no contiene la respiración, la ventilación a través de la tráquea puede ser demasiado lenta para evitar la ruptura fatal de los delicados alvéolos de los pulmones . [78] Los tímpanos y los senos nasales también pueden romperse por una descompresión rápida, y los tejidos blandos pueden verse afectados por hematomas que filtran sangre. Si la víctima sobreviviera de alguna manera, el estrés y el shock acelerarían el consumo de oxígeno, lo que provocaría hipoxia a un ritmo rápido. [79] A las presiones extremadamente bajas que se encuentran en altitudes superiores a aproximadamente 63.000 pies (19.000 m), el punto de ebullición del agua se vuelve inferior a la temperatura corporal normal. [74] Esta medida de altitud se conoce como límite de Armstrong , que es el límite práctico para la altitud de supervivencia sin presurización. Los relatos ficticios de cuerpos que explotan debido a la exposición al vacío incluyen, entre otros, varios incidentes en la película Outland , mientras que en la película Total Recall , los personajes parecen sufrir efectos de ebullición y sangre hirviendo cuando se exponen a la atmósfera de Marte .
El segundo tipo es raro ya que implica una caída de presión de varias atmósferas, lo que requeriría que la persona hubiera sido colocada en un recipiente a presión. La única situación probable en la que esto podría ocurrir es durante la descompresión después de bucear en aguas profundas. Una caída de presión tan pequeña como 100 Torr (13 kPa), que no produce síntomas si es gradual, puede ser fatal si ocurre repentinamente. [78] Uno de esos incidentes ocurrió en 1983 en el Mar del Norte , donde una violenta descompresión explosiva de nueve atmósferas a una causó la muerte instantánea de cuatro buzos debido a un barotrauma masivo y letal . [80] Los relatos ficticios dramatizados de esto incluyen una escena de la película License to Kill , cuando la cabeza de un personaje explota después de que su cámara hiperbárica se despresuriza rápidamente, y otra en la película DeepStar Six , en la que la rápida despresurización hace que un personaje sufra una hemorragia abundante antes de explotar. de una forma similar.
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )[A] 40.000 pies (12.200 m), la presión de la
atmósfera estándar internacional
(ISA) es de sólo aproximadamente 18,8 kPa (2,73 psi) y la temperatura del aire es de aproximadamente
−56,5
°C (217
K)
.
La
temperatura de ebullición
del agua a esta presión atmosférica es de aproximadamente
-59
°C (332
K)
.
Por encima de 63.000 pies o 19.200 m (
línea Armstrong
), la presión ambiental ISA cae por debajo de 6,3 kPa (0,91 psi) y la temperatura de ebullición del agua alcanza la temperatura normal del cuerpo humano (aproximadamente 37 C).
Cualquier exposición prolongada a un entorno de este tipo podría provocar
ebullismo
, anoxia y, finalmente, la muerte, después de varios minutos.
De hecho, se trata de condiciones muy hostiles para la vida humana.
... el técnico del traje que estaba dentro de la cámara de altitud de ocho pies [240 cm] perdió el conocimiento cuando su traje Apolo perdió presión cuando se soltó una línea de oxígeno.
La cámara estaba a aproximadamente 46.000 m [150.000 [equivalente] pies] en el momento del accidente...
La investigación del accidente del Challenger 51-L mostró que el Challenger CM permaneció intacto y la tripulación pudo tomar algunas acciones inmediatas después de la avería del vehículo, aunque las cargas experimentadas fueron mucho mayores como resultado de las cargas aerodinámicas (estimadas entre 16 G y 21 G). ).5 La tripulación del Challenger quedó incapacitada rápidamente y no pudo completar la activación de todos los sistemas de aire respirable, lo que llevó a la conclusión de que se produjo una despresurización de la cabina incapacitante.
En comparación, la tripulación del Columbia experimentó cargas más bajas (~3,5 G) en el CE.
El hecho de que ninguno de los miembros de la tripulación bajara sus visores sugiere fuertemente que la tripulación quedó incapacitada después del CE por una rápida despresurización.
Aunque no se puede llegar a ninguna conclusión cuantitativa con respecto a la tasa de despresurización de la cabina, es probable que la tasa de despresurización de la cabina fuera lo suficientemente alta como para incapacitar a la tripulación en cuestión de segundos.
Conclusión L1-5.
La despresurización incapacitó tan rápidamente a los miembros de la tripulación que no pudieron bajar las viseras de sus cascos.
No todo es ficción.
Si la ventana de un avión se rompiera, la persona sentada junto a ella saldría por el agujero o la taparía, lo que no sería cómodo.