La rotura de 1,5 metros de largo que se abrió en la cabina superior del vuelo 812 de Southwest Airlines del viernes de Phoenix a Sacramento tendrá un profundo impacto en la naturaleza y la frecuencia del mantenimiento de los aviones comerciales. La Administración Federal de Aviación (FAA) emitió el martes una directiva en la que ordena que unos 175 aviones Boeing 737 -80 de los cuales están registrados en Estados Unidos, la mayoría de los que opera Southwest- sean inspeccionados con un dispositivo electromagnético que puede identificar la fatiga del metal.
La FAA tiene como objetivo los aviones Boeing 737 de las series 300, 400 y 500 que hayan acumulado más de 30.000 ciclos de vuelo (despegues y aterrizajes) para evitar que se repita el incidente del 1 de abril. El fuselaje de un Boeing 737-300 de Southwest, con 15 años de antigüedad, se rompió a los 18 minutos de vuelo a una altitud de unos 10.670 metros, lo que obligó a los pilotos a realizar un aterrizaje de emergencia en la Estación Aérea del Cuerpo de Marines de Arizona.
La Junta Nacional de Seguridad en el Transporte (NTSB) dice que sus investigadores han encontrado grietas en partes de la junta de solapa que recorre dos líneas de uniones remachadas que cubren la longitud del fuselaje del avión implicado en el incidente. Las inspecciones posteriores de Southwest revelaron la existencia de grietas en las juntas de solapa de otros cinco aviones, dejándolos también en tierra. La prueba electromagnética de corrientes de Foucault que se está realizando utiliza una sonda que envía señales de alta y baja frecuencia a la piel del avión. La sonda se mueve de un remache a otro. Cualquier grieta en el metal cambia la señal de la corriente y avisa a los inspectores de un posible problema.
Las uniones remachadas que fallaron en el vuelo 812 no fueron revisadas exhaustivamente porque se pensaba que no eran susceptibles de fatiga, según la NTSB. «Lo que vimos en el vuelo 812 fue un problema nuevo y desconocido», dijo Mike Van de Ven, vicepresidente ejecutivo y director de operaciones de Southwest, en un comunicado de prensa.
Southwest, la mayor aerolínea nacional de Estados Unidos, con más de 3.400 vuelos diarios, sigue un modelo de negocio que se basa exclusivamente en aviones Boeing 737, que en su mayoría realizan vuelos frecuentes en rutas regionales muy transitadas, aunque la aerolínea se ha expandido al Medio Oeste y a la costa este en los últimos años. Este enfoque, junto con un servicio básico, ahorra dinero a Southwest, pero también pone muchos ciclos en sus aviones.
Scientific American habló con Snorri Gudmundsson, profesor asistente de ingeniería aeroespacial en la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle en Daytona Beach, Florida, sobre las causas de grietas como las que pueden haber provocado la rotura del fuselaje, lo que experimentaron los pasajeros del vuelo 812 cuando su avión se abrió, y cómo las redes neuronales podrían algún día detectar grietas antes de que se conviertan en un problema. Antes de incorporarse a Embry-Riddle, Gudmundsson trabajó durante 15 años como ingeniero de pruebas de vuelo, ingeniero estructural y jefe de aerodinámica en Cirrus Aircraft en Duluth, Minnesota.

¿Cuáles son algunas de las razones por las que pueden aparecer grietas en la piel exterior de aluminio de un avión? ¿Qué puede haber causado la ruptura real?
Para proporcionar comodidad o hacer posible que un pasajero viva a la altitud en la que es eficiente hacer funcionar un motor a reacción -entre 30.000 y 40.000 pies- hay que presurizar la cabina, de modo que la presión dentro de la cabina sea la misma que a nivel del mar.* Hay una analogía con un globo: si se infla un globo, la presión dentro del globo es mayor que la presión exterior, por lo que se expande. En cada vuelo, el avión despega, vuela a esas alturas y presuriza el fuselaje. Cuando desciende, el fuselaje se despresuriza. Y luego lo hace una y otra vez en los siguientes vuelos. Cada uno de estos eventos se llama un ciclo. Básicamente, se ejerce fuerza sobre el aluminio del avión y se alivia. Eventualmente, el aluminio comienza a ceder, y ese fenómeno se llama fatiga. Cuando se presuriza un avión decenas de miles de veces, las propiedades del material cambian, y un día está volando y simplemente no puede soportar el siguiente ciclo.
¿Qué tan comunes son las grietas que se encontraron en el fuselaje del avión?
Grietas como éstas son comunes en el aluminio. Cuanto más tiempo esté el avión en funcionamiento, más frecuentemente empezarán a aparecer. El lugar donde aparece la grieta en el avión determina si es una molestia o algo serio. Las personas que diseñan estos aviones saben dónde están las zonas más críticas, y le indican al operador qué zonas debe inspeccionar extremadamente bien y qué zonas debe inspeccionar quizás menos. Cuanto más antiguo es el avión, más frecuentes son estas grietas y más difícil es hacer un seguimiento de ellas. Si no se hace que los mecánicos inspeccionen estos lugares con suficiente cuidado, uno o dos o tres pueden pasar desapercibidos y puede ocurrir algo así.
*Nota del editor (4/08/11): Gudmundsson aclaró posteriormente que la presión de la cabina oscila entre el nivel del sello y unos 1.500 metros.
El Boeing 737-300 en cuestión lleva 15 años en servicio. ¿Es mucho tiempo para este tipo de avión?
En realidad no es una cuestión de edad en años sino de cuántos ciclos tiene el avión en 15 años. Parece que el modelo de negocio de Southwest consiste en que algunos de sus aviones ya son viejos y tienen miles de ciclos cuando los adquieren, y los operan tan rápidamente que llegan a este número crítico de ciclos más rápido de lo que lo harían en otra aerolínea. Para que nos hagamos una idea, un Boeing 737 podría estar diseñado para 70.000 ciclos, algo que podría ocurrir a lo largo de 20 años de funcionamiento normal. El vuelo 243 de Aloha Airlines, que experimentó una descompresión explosiva en vuelo en 1988 que provocó la ruptura de un trozo del techo, matando a una azafata, era un Boeing 737-200 que había pasado por unos 90.000 ciclos cuando ocurrió ese incidente.
¿Cómo fue la experiencia de los pasajeros a bordo del vuelo 812 de Southwest cuando se rompió la cabina?
En estas situaciones, las personas que estaban sentadas en una atmósfera que corresponde a unos 5.000 pies sobre el nivel del mar, de repente están sentadas en una atmósfera que corresponde a 30.000 o 35.000 pies . En ese momento, el aire del cuerpo empieza a escapar, pero el mayor terror para la gente sería probablemente el ruido de estallido asociado a la ruptura, seguido de una acumulación muy rápida de condensación en las ventanas, que desaparece rápidamente.* Las máscaras de oxígeno bajan. Es un procedimiento inmediato en ese momento para los pilotos, cuando se dan cuenta de que hay una rápida descompresión en el avión, sumergirse hasta 14.000 pies , porque por debajo de esa altitud es donde casi cualquier ser humano es capaz de respirar. Este tipo de inmersión se produce normalmente a unos 4.000 pies por minuto, y supongo que también sería una experiencia aterradora, porque la mayoría de los pasajeros no se van a dar cuenta de que esto se está haciendo para salvar sus vidas. El piloto está llevando rápidamente el avión a un lugar donde hay aire rico en oxígeno.
¿Podría una ruptura de 1,5 por 1,5 metros como la que experimentó el vuelo 812 de Southwest desestabilizar en gran medida el avión para el piloto?
Esta era una grieta demasiado pequeña para ser un problema en términos de la estabilidad del avión.
El avión había sido sometido a su última «revisión pesada» en marzo de 2010. ¿Cómo se podría haber detectado la causa de la rotura antes de tiempo?
Hay varias técnicas que se utilizan, incluyendo la técnica de corrientes parásitas y los rayos X. Estas grietas no aparecen de la nada. Pasan años antes de que dichas grietas provoquen el fallo de un panel. No sé por qué Southwest no detectó estas grietas en su última revisión importante. Un avión volará durante unos 15.000 ciclos antes de empezar a inspeccionar las grietas. Luego, lo harán cada 3.000 ciclos, o algo así. Dependiendo de la rapidez con la que un avión acumule ciclos, pueden pasar entre dos y seis años entre revisiones en las que se busquen realmente grietas. Tengo que decir que me sorprende que no hayan detectado estas grietas en ese avión en particular. ¿Por qué? Ellos tendrán que responder a eso.
¿Qué es lo que buscan durante una revisión normal de mantenimiento previa al vuelo?
Durante una revisión previa al vuelo, normalmente el copiloto hace un paseo alrededor del avión para comprobar las ruedas, los sensores y los controles externos del avión para asegurarse de que no hay nada que los bloquee. Un paseo no está diseñado para detectar grietas porque éstas suelen ser microscópicas.
*Nota del editor (4/08/11): Gudmundsson aclaró más tarde que se habría producido una acumulación muy rápida de condensación de humedad en la cabina del avión que aparecería como una niebla (sin enturbiar las ventanas, sin embargo) y luego se disiparía rápidamente.
¿Se trata de un caso en el que hay un problema específicamente con el avión Boeing 737 o las inspecciones más detalladas en todos los diferentes aviones comerciales arrojarían problemas similares en el fuselaje?
Todos los aviones están sujetos a la fatiga del metal. La única forma de detectarla es mediante procedimientos de mantenimiento adecuados. Todos los días, a muchos aviones se les ponen parches y placas de revestimiento para evitar una mayor fatiga, y nunca oímos hablar de ello. Sólo se convierte en un problema si el mantenimiento es inadecuado.
Southwest ha sustituido la piel de aluminio de muchos de sus aviones 737-300 en los últimos años, según una portavoz. A los aviones que la compañía ha dejado en tierra en los últimos días no se les había sustituido la piel. ¿Qué dice esto?
Son conscientes de este problema y están tratando de evitar que sea demasiado grave. No quiero decir nada que sea injusto, y no sé cómo operan su programa de mantenimiento, pero no es descabellado que el público que vuela se cuestione dos incidentes como este que ocurren desde en la misma aerolínea. Southwest es conocida por sus vuelos cortos, lo que significa que sus aviones acumulan muchos ciclos en un corto período de tiempo. Tal vez por eso deberían cambiar sus procedimientos de mantenimiento para tener más posibilidades de detectar estas grietas antes de que se conviertan en fallos.
¿Esto anima a la industria de las aerolíneas a buscar nuevos tipos de compuestos y otros materiales que puedan utilizarse para construir sus aviones?
La industria lleva un tiempo avanzando hacia el uso de compuestos. Pero no importa si se trata de materiales compuestos o de aluminio: todos los materiales tienen sus defectos. El aluminio es un material fantástico. Sin embargo, el problema del aluminio es que no tiene lo que llamamos un límite de resistencia. El acero, por ejemplo, tiene un límite de resistencia a la tensión conocido. Esto significa que mientras los niveles de tensión en el material se mantengan por debajo de un determinado valor, se puede hacer un ciclo sin fin. En el caso del aluminio, no importa si aplicas tensiones altas o bajas, eventualmente vas a romper el material. Por supuesto, te llevará mucho más tiempo si los niveles de tensión son bajos. Sin embargo, alejarse del aluminio y acercarse a otros materiales menos conocidos podría ser abrir una lata de gusanos diferente.
En su lugar, sería mejor incorporar al avión un sistema que controlara el crecimiento de las grietas. Una forma de hacerlo que se está desarrollando en Embry-Riddle es colocar un micrófono en la piel del avión que capte el ruido. A continuación se utilizaría una red neuronal, básicamente inteligencia artificial, para descomponer el sonido en componentes constitutivos e identificar las fuentes de los diferentes tipos de sonidos. Por ejemplo, se crea un modelo matemático que puede estimar las características de una grieta que genera un sonido determinado. Este sistema estaría en todos los vuelos, y cuando determine que hay demasiado ruido procedente de una dirección concreta, avisaría al piloto.