O fuselagem de 1,5 metros de comprimento que se abriu na cabine superior do voo 812 da Southwest Airlines de sexta-feira de Phoenix para Sacramento terá um impacto profundo na natureza e frequência da manutenção de aeronaves comerciais. A Federal Aviation Administration (FAA) emitiu na terça-feira uma directiva encomendando cerca de 175 aviões Boeing 737-80 dos quais estão registados nos EUA, a maioria dos que são operados pela Southwest – para serem inspeccionados utilizando um dispositivo electromagnético que pode identificar fadiga metálica.
A FAA tem como alvo os aviões Boeing 737 série 300, 400 e 500 que acumularam mais de 30.000 ciclos de voo (descolagens e aterragens), a fim de evitar a repetição do incidente de 1 de Abril. A fuselagem de um Boeing 737-300 do Sudoeste de 15 anos rompeu 18 minutos de voo a uma altitude de cerca de 10.670 metros, forçando os pilotos a efectuar uma aterragem de emergência na Estação Aérea Yuma do Arizona Marine Corps.
O National Transportation Safety Board (NTSB) diz que os seus investigadores encontraram fissuras em porções da junta de colo que correm em duas linhas de juntas rebitadas cobrindo o comprimento da fuselagem da aeronave envolvida no incidente. Inspecções subsequentes no Sudoeste revelaram fissuras nas juntas de sobreposição em cinco outras aeronaves, encalhando-as também. O teste electromagnético de corrente de Foucault em curso utiliza uma sonda para enviar sinais de alta e baixa frequência para a pele da aeronave. A sonda é movida de um rebite para o seguinte. Qualquer fenda no metal altera o sinal da corrente e faz com que as pontas dos inspectores se transformem num problema potencial.
As juntas rebitadas que falharam no voo 812 não foram verificadas extensivamente porque se pensava que não eram susceptíveis à fadiga, de acordo com o NTSB. “O que vimos com o voo 812 foi uma questão nova e desconhecida”, disse Mike Van de Ven, vice-presidente executivo e chefe de operações da Southwest, num comunicado de imprensa.
Southwest, a maior companhia aérea doméstica dos EUA com mais de 3.400 voos diários, segue um modelo de negócio que depende exclusivamente de aviões Boeing 737, que na sua maioria fazem voos frequentes ao longo de rotas regionais fortemente traficadas, embora a companhia aérea se tenha expandido para o Midwest e costa leste nos últimos anos. Esta abordagem, juntamente com o serviço bare-bones, poupa dinheiro ao Sudoeste, mas também coloca muitos ciclos nos seus aviões.
Scientific American falou com Snorri Gudmundsson, professor assistente de engenharia aeroespacial na Universidade Aeronáutica Embry-Riddle em Daytona Beach, Fla.., sobre o que causa fissuras como as que podem ter levado à ruptura da fuselagem, o que os passageiros do voo 812 experimentaram quando o seu avião se abriu, e como as redes neurais podem ser capazes de um dia detectar fissuras antes de se tornarem um problema. Antes de se juntar à Embry-Riddle, Gudmundsson trabalhou durante 15 anos como engenheiro de testes de voo, engenheiro estrutural e o aerodinamicista-chefe da Cirrus Aircraft em Duluth, Minn.
br>Quais são algumas das razões pelas quais podem aparecer fissuras na pele exterior do alumínio de um avião? O que pode ter causado a verdadeira ruptura?
Para proporcionar conforto ou tornar realmente possível que um passageiro viva à altitude em que é eficiente operar um motor a jacto – entre 30.000 e 40.000 pés – é necessário pressurizar a cabine, para que a pressão no interior da cabine seja a mesma que ao nível do mar.* Há uma analogia com um balão – se explodir um balão, a pressão no interior do balão é maior do que a pressão no exterior, razão pela qual se expande. Em cada voo, o avião descola, voa para essas altitudes, e pressuriza a fuselagem. Quando desce, a fuselagem é despressurizada. E depois fá-lo uma e outra vez e outra vez para voos subsequentes. Cada um destes eventos é chamado um ciclo. Basicamente, põe-se força no alumínio da aeronave e alivia-se a mesma. Eventualmente, o alumínio começa a ceder, e a esse fenómeno chama-se fadiga. Quando se pressiona uma aeronave dezenas de milhares de vezes, as propriedades do material mudam – e um dia está a voar e simplesmente não aguenta o ciclo seguinte.
Como são comuns as fendas que foram encontradas na fuselagem da aeronave?
Fendas como estas são comuns no alumínio. Quanto mais tempo a aeronave estiver em funcionamento, mais frequentemente começam a aparecer. Onde a fenda aparece na aeronave determina se é um incómodo ou uma coisa séria. As pessoas que concebem estas aeronaves sabem onde estão as áreas mais críticas, e dizem ao operador quais as áreas a inspeccionar extremamente bem e quais as áreas a inspeccionar talvez menos. Quanto mais antiga for a aeronave, mais prevalecentes são estas fissuras e mais difícil é mantê-las controladas. Se não houver mecânicos a inspeccionar estes locais com cuidado suficiente, um ou dois ou três podem passar por baixo do radar e algo do género pode acontecer.
*Editor’s Note (4/08/11): Gudmundsson esclareceu mais tarde que a pressão da cabine varia desde o nível de selagem até cerca de 1.500 metros.
O Boeing 737-300 em questão está em serviço há 15 anos. É muito tempo para este tipo de avião?
Não é realmente uma questão de idade em anos, mas sim de quantos ciclos o avião tem em 15 anos. Parece que o modelo de negócio que o Sudoeste tem é aquele em que alguns dos seus aviões já são velhos e já têm milhares de ciclos quando os adquirem, e operam-nos tão rapidamente que chegam a este número crítico de ciclos talvez mais depressa do que o fariam para uma companhia aérea diferente. Para lhe dar uma ideia, um Boeing 737 poderá ser concebido para 70.000 ciclos, algo que poderá acontecer ao longo de 20 anos de operação normal. O voo 243 da Aloha Airlines, que sofreu uma descompressão explosiva em voo em 1988 que provocou a ruptura de um pedaço do telhado, matando uma hospedeira de bordo, foi um Boeing 737-200 que tinha passado por cerca de 90.000 ciclos quando esse incidente ocorreu.
Como foi a experiência dos passageiros a bordo do voo Sudoeste 812 quando a cabine rompeu?
Nestas situações, pessoas que estavam sentadas numa atmosfera que corresponde a cerca de 5.000 pés acima do nível do mar, de repente, estão sentadas numa atmosfera que corresponde a 30.000 ou 35.000 pés. Nessa altura, o ar no corpo começa a escapar, mas o maior terror para as pessoas seria provavelmente o ruído de rebentamento associado à ruptura, seguido de uma acumulação muito rápida de condensação nas janelas – que rapidamente desaparece.* As máscaras de oxigénio descem. É um procedimento imediato nesse momento para os pilotos, quando percebem que há uma rápida descompressão no avião, mergulharem até 14.000 pés, porque abaixo dessa altitude é onde quase todo o ser humano é capaz de respirar. Este tipo de mergulho ocorre normalmente a cerca de 4.000 pés por minuto, e suponho que isso seria também uma experiência aterradora, porque a maioria dos passageiros não se vai aperceber de que isto está realmente a ser feito para salvar as suas vidas. O piloto está a levar rapidamente o avião para algum lugar onde haja ar rico em oxigénio.
O avião poderia ter uma ruptura de 1,5 pés por 1 pé, tal como o voo 812 do Sudoeste, que sofreu uma grande desestabilização do avião para o piloto?
Esta foi uma fenda demasiado pequena para ser um problema em termos da estabilidade do avião.
O avião tinha recebido a sua última “verificação pesada” em Março de 2010. Como poderia a causa da ruptura ter sido detectada antes do tempo?
Existem várias técnicas que são utilizadas, incluindo a técnica de corrente de Foucault e raios X. Estas fissuras não aparecem simplesmente do nada. Leva anos até que tais fissuras causem a falha de um painel. Não posso dizer porque é que o Sudoeste não detectou estas fissuras na sua última grande revisão. Um avião voará durante talvez 15.000 ciclos antes de começar a inspeccionar as fissuras. Depois, fá-lo-ão a cada 3.000 ciclos, ou algo do género. Dependendo da rapidez com que uma aeronave efectua ciclos de rachaduras, pode estar entre dois anos e seis anos entre revisões, em que estão realmente à procura de fissuras. Devo dizer que me surpreende que não tenham apanhado estas fissuras naquele avião em particular. Porquê? Terão de responder a isso.
O que procuram durante uma verificação normal de manutenção pré-voo?
Durante uma verificação pré-voo, normalmente o co-piloto fará um passeio à volta do avião para verificar as rodas, sensores e controlos externos do avião para se certificar de que nada as está a bloquear. Um passeio não é concebido para apanhar fendas porque estas são normalmente microscópicas.
*Nota do editor (4/08/11): Gudmundsson esclareceu mais tarde que teria havido uma acumulação muito rápida de condensação de humidade na cabina do avião que pareceria como um nevoeiro (não enevoando as janelas, no entanto) e que depois se dissiparia rapidamente.
É um caso em que existe um problema especificamente com os aviões Boeing 737 ou que inspecções mais apertadas em todas as diferentes aeronaves comerciais produziriam problemas semelhantes de fuselagem?
Todos os aviões estão sujeitos a fadiga metálica. A única forma de o apanhar é através de procedimentos de manutenção adequados. Todos os dias, muitos aviões têm manchas e placas de pele colocadas para evitar mais fadiga, e nunca ouvimos falar sobre isso. Só se torna um problema se a manutenção for inadequada.
Sudoeste substituiu a pele de alumínio em muitos dos seus aviões 737-300 nos últimos anos, de acordo com uma porta-voz. Os aviões que a companhia imobilizou nos últimos dias não tinham tido a sua pele substituída. O que é que isto lhe diz?
Têm consciência deste problema e estão a tentar evitar que se torne demasiado sério. Não quero dizer nada que seja injusto, e não sei como operam o seu programa de manutenção, mas não é irrazoável que o público voador questione dois incidentes como este, ocorridos na mesma companhia aérea. O Sudoeste é conhecido por voos curtos, o que significa que os seus aviões acumulam muitos ciclos durante um curto período de tempo. Talvez por isso deveriam alterar os seus procedimentos de manutenção para terem mais hipóteses de apanhar estas fissuras antes de se tornarem falhas.
A indústria aeronáutica é encorajada a procurar novos tipos de compósitos e outros materiais que possam ser utilizados na construção dos seus aviões?
A indústria tem vindo a avançar para a utilização de compósitos há algum tempo. Mas não importa se são compósitos ou alumínio – todos os materiais têm os seus defeitos. O alumínio é um material fantástico. O problema com o alumínio, no entanto, é que não tem aquilo a que chamamos um limite de resistência. O aço, por exemplo, tem um conhecido limite de resistência ao stress. Isto significa que, desde que os níveis de tensão no material sejam mantidos abaixo de um determinado valor, é possível fazer o seu ciclo sem fim. No caso do alumínio, não importa se se aplicam tensões elevadas ou baixas, acabará por quebrar o material. É claro que levará muito mais tempo se os seus níveis de tensão forem baixos. No entanto, afastando-se do alumínio e em direcção a outros materiais menos conhecidos, poderá estar a abrir uma lata diferente de vermes.
Em vez disso, seria melhor incorporar no avião um sistema que monitorizasse o crescimento da fenda. Uma forma de o fazer que está a ser desenvolvida na Embry-Riddle é colocar um microfone na pele do avião que capte o ruído. Utilizar-se-ia então uma rede neural, basicamente inteligência artificial para quebrar o som em componentes constituintes e identificar as fontes dos diferentes tipos de sons. Por exemplo, cria-se um modelo matemático que pode estimar as características de uma fenda geradora de um determinado som. Este sistema estaria em cada voo, e quando determina demasiado ruído vindo de uma determinada direcção, avisaria o piloto.