Enviado por
José María Rebés

Solo con motores: United Airlines 232, 19-7-1989

 Fecha y hora de inicio
 
04/03/2013 17:33:16
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Cuando comento accidentes trato de hacerlo desde el punto de vista de la evolución de la aviación, trato de explicar cómo los grandes accidentes han ayudado a esa evolución modificando métodos o mostrando cómo los sistemas podían llegar a fallar bajo determinadas circunstancias. En algún caso he comentado accidentes sin más enseñanza para el futuro que la de mejorar los sistemas de entrenamiento o los procedimientos operativos, pero siempre, incluso en los peores casos, ha habido una mejora a implementar, una amarga lección que aprender y aplicar, una ventana a la esperanza.

Días atrás expliqué sucintamente el funcionamiento de un reactor (véase http://www.aviationcorner.net/view_topic.asp?topic_id=10130 ). Hoy comentaré un accidente que se produjo por un fallo de uno de los motores, pero cuyas graves consecuencias se debieron también al diseño de la posición de ese motor en el avión y a la fabricación del mismo: estoy hablando del accidente del vuelo 232 de la United Airlines que tuvo lugar el día 19 de Julio de 1989 en el aeropuerto Sioux Gateway, en Sioux City, Estado de Iowa (USA).

Tal y como se comentó en ese artículo, la primera parte en el ciclo de funcionamiento de un reactor es la zona de admisión de aire, que es básicamente un ventilador de múltiples álabes, muy juntos entre sí, que impulsa el aire hacia el interior del motor, hacia atrás. A diferencia de un motor de hélices, o de un ventilador doméstico, el ventilador de admisión del aire está formado por un número importante de álabes, con posible reemplazo individual en caso de daños aislados. La carcasa externa del motor debe, en principio, ser capaz de impedir que un álabe o un fragmento del mismo puedan salir al exterior del motor a través de la carcasa. Así, en el caso de una ingesta de ave durante el despegue, momento en el que el ventilador gira a la máxima velocidad que es capaz (o cerca de ella) y cuando, por lo tanto, la rotura de un álabe significa el lanzamiento de fragmentos con la máxima velocidad y energía posibles, raramente la carcasa permite que los fragmentos salgan al exterior del motor. Es cierto que en este caso los fragmentos, y el ave, son engullidos por la cámara de compresión, dada la dirección del impacto, pasan después por la de combustión y salen al exterior por la tobera, causando posiblemente daños en el interior del motor, pero raramente en su exterior.

El vuelo 232 de la United Airlines había salido del aeropuerto Stapleton International de Denver, y tenía como destino el aeropuerto O'Hare International de Chicago. Se trataba de un DC-10 de la McDonnell Douglas. El motor número 2, el de cola, un General Electric CF6-6, contenía minifracturas en los álabes que deberían haber sido detectadas durante el último mantenimiento, pero no lo fueron. Se debían a impurezas en el material durante su construcción, que posibilitaban la aparición de esas minifracturas por el uso y hacían quebradizos los álabes.

Al cabo de una hora de vuelo el ventilador saltó hecho pedazos, se desintegró parcialmente y algunos fragmentos consiguieron pasar a través de la carcasa, actuando como una metralla y destrozando todo a su paso. Y en ese paso estaban, además de los estabilizadores de cola, que resultaron afectados pero no de gravedad, los tres circuitos hidráulicos de los sistemas de gobierno del avión. El diseño del DC-10 contiene redundancia de sistemas hidráulicos, para impedir que el fallo de un único sistema deje ingobernable el avión, pero ese diseño tenía en aquél avión un punto débil: en los estabilizadores los tres circuitos coincidían en una misma zona con bastante proximidad unos de otros. El corte de los tres sistemas hidráulicos supuso la rápida pérdida del líquido hidráulico y, por consiguiente, la pérdida de control sobre los actuadores del avión. Dejaron pues de funcionar los estabilizadores, los alerones, los flaps, los slats e incluso el mecanismo normal de extensión de los trenes de aterrizaje. El avión solo podía mantener la actitud en la que se encontraba. Y se encontraba girando levemente hacia la derecha, a la vez que descendía levemente. Si no se corregía esa actitud entonces el avión acabaría cayendo en barrena de una forma imposible de corregir.

Al frente se encontraba el Capitán Alfred Haynes, quien, al comprobar que el avión no respondía a las acciones de la columna de dirección, intentó con éxito controlar la actitud del avión llevando el motor número 1, el izquierdo, a la mínima velocidad y el derecho, el número 3, a la máxima potencia. El empuje diferente en cada lado del avión contribuyó a corregir lentamente la actitud previa y a nivelar el vuelo. La palanca del inoperativo motor número 2 no respondía, resultaba imposible de mover, por lo que al final optaron por cortar el acceso de combustible al motor.

Este es uno de esos momentos en los que, cuando ya sabes las decisiones tomadas, a toro pasado, te parece evidente la solución a emplear, pero no para ellos, no para los tres miembros de la tripulación técnica, capitán y dos oficiales, que no se habían nunca enfrentado a un problema similar, ni encontraron procedimientos establecidos en los manuales acerca de qué hacer. La base de United Airlines les comunicó por radio poco más o menos que improvisaran, que no se había previsto esa posibilidad.

Cuesta imaginarse en esa situación sin sentir escalofríos: no sabes cómo gobernar el avión, pero eso no es lo peor, sino que aparentemente nadie sabe cómo hacerlo. Solo personas realmente bien preparadas son capaces de encontrar una solución que, aunque imperfecta, permita dar esperanzas a las 296 personas que van en el avión. Sorprendentemente el Capitán no perdió ni siquiera el buen humor, como lo demostraron algunas de las frases que quedaron grabadas en el Cockpit Voice Recorder. Hay que estar hecho de una pasta muy especial, de aquella de la que diríamos que tenían "madera de héroes".

El vuelo, aunque nivelado, había entrado en una nueva fase: un ciclo fugoide. Se denomina así a un ciclo de subidas y bajadas relativamente suaves, acompañado de aumento y disminución de la velocidad, como subiendo y bajando colinas. Ese ciclo no puede detenerse sin los actuadores, y puso en verdaderas dificultades el vuelo. El mismo problema se había presentado unos años antes en el vuelo 123 de la Japan Airlines, un Boeing 747 que se accidentó tras perder también todos los sistemas, un accidente en el que perdieron la vida prácticamente todos sus ocupantes.

En el que nos ocupa viajaba en primera clase un instructor de vuelo de DC-10 de la compañía, Dennis Fitch, fuera de servicio. Al advertir los problemas del avión se presentó a los tripulantes de cabina de pasajeros y se ofreció a través de ellos a ayudar a la tripulación técnica, confiando en su experiencia para ello. Su sorpresa iba a ser enorme cuando le explicaron los problemas por los que atravesaban, a los que Fitch no pudo ofrecer solución alguna. Al cabo el capitán le encomendó la tarea de utilizar las palancas de potencia de los motores para equilibrar e intentar gobernar el vuelo, para lo cual se le cedió el asiento del primer oficial. Utilizando las palancas de potencia fue capaz de mitigar el efecto fugoide, estabilizando el vuelo y evitando la pérdida de 1500 pies de altitud por ciclo.

Ahora solo les quedaba aterrizar el avión, sin más controles efectivos que la potencia de los motores, algo nunca antes intentado. Para aterrizar un avión de esas dimensiones y masa sin flaps ni slats hace falta una pista muy larga, pero también hace falta alinear el vuelo con la pista, principal problema en su situación. Como añadido, al no disponer de control de actitud no podrían evitar una velocidad de descenso elevado en el momento del touchdown, ese momento final en el que se levanta el morro del avión para que el touchdown se produzca en el tren principal, pero también para disminuir su velocidad vertical. Estas son pues las condiciones de aterrizaje: dificultades para alinear la pista, imposibilidad de frenar la velocidad de descenso vertical en el touchdown, posible malfuncionamiento de los trenes de aterrizaje, o incluso la imposibilidad de desplegarlos. Además se había de quemar el máximo combustible posible antes del touchdown, tanto para minimizar el peso del avión (menos velocidad vertical) como para minimizar los riesgos de un incendio fatal una vez aterrizado. Y quemar combustible no se puede hacer volando en línea recta si no quieres pasarte del punto de destino. Habían de realizar amplios giros de tal manera que acabaran alineados con alguna pista de aterrizaje.

Eso significaba encontrar un aeropuerto donde aterrizar a una distancia tal que fuera posible descender sin controles, actuando solamente con la potencia de los motores, y que a ser posible tuviera más de una pista, para poder alinear el vuelo con cualquiera de ellas. Ese aeropuerto era el de Sioux City, un aeropuerto con dos pistas, la 31 con una longitud de 2700 metros y la 22 con 2000 metros. El control ATC les indicó el uso preferente de la 31, y todos los sistemas de rescate se instalaron convenientemente para un aterrizaje en esa pista.

Poco antes del aterrizaje la tripulación consiguió desplegar el tren de aterrizaje, manualmente. A pesar de que sabían que la velocidad vertical sería demasiado elevada como para que actuaran como en un aterrizaje normal, pensaron que quizás ayudarían a absorber en parte el impacto, siendo después inútiles.

Poco antes del aterrizaje se vio que era imposible alinear el avión con la 31, por lo que optaron por la 22. En tierra hubo carreras para despejar esa pista, parcialmente ocupada por los servicios de emergencia, que se desplazaron para cubrir el aterrizaje por la 22. Justo antes del aterrizaje el avión entró en uno de esos ciclos fugoides, haciendo todavía más ingobernable la velocidad de descenso y dificultando la precisión del aterrizaje. El vuelo no se alineó perfectamente con la pista 22, sino que la cruzó de través, impactando además en tierra primero con la punta de un ala, y el plano se rompió en medio de una llamarada enorme. Después el avión rebotó varias veces en tierra fraccionándose en varios secciones.

Fue un accidente grabado por televisión y fotografiado en la fase de aproximación y a todo lo largo del impacto, por lo que está muy bien documentado todo lo que pasó en tierra. Afortunadamente para el pasaje superviviente, 185 de los 296, los servicios de emergencia se habían visto altamente incrementados por personal de la Guardia Nacional de las Fuerzas Aéreas, que se encontraban en ese aeropuerto, lo que puso a 285 personas experimentadas y preparadas en las tareas de rescate.

¿Y los pilotos? Al principio nadie reparó en el cockpit, un amasijo de hierros apenas identificable, y no fue sino al cabo de 35 minutos que alguien se dio cuenta de que entre aquellos hierros había personas. Los cuatro salieron vivos, con diferentes heridas, que supusieron 3 meses de baja para dos de ellos y once meses para Fitch, el hábil operador de motores.

A consecuencia de este accidente se introdujeron numerosos cambios en los DC-10 y en los MD-11, encaminados por un lado a evitar las impurezas de los álabes y por otro lado a reforzar la carcasa, así como a aislar de forma diferente los circuitos hidráulicos.

Este accidente ha sido objeto de numerosas películas, documentales, revistas y miles de artículos como este mío, que espero que merezca, a pesar de ello, vuestra indulgencia.

Saludos,

José María

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Modificado el 05/03/2013 11:49:35
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Respondido por
José María Rebés

 Respuesta 4
 
05/03/2013 00:17:46

Entre lo mucho que leí para documentarme sobre el vuelo del UA 232 estaba también el del A300, así como el del JA 123 que sí he comentado en el texto. Podría considerarse casi milagroso poder maniobrar un avión sin controles de actitud, pero sin duda la experiencia del UA 232 enseñó el camino a los del DHL. Es lo bueno de la aviación, la experiencia se acumula generación tras generación, tripulación tras tripulación.

El tema del fugoide me ha llamado la atención desde el vuelo del JA 123, un accidente dramático hasta la depresión. En cuanto leí los primeros informes me di cuenta que ese ciclo se escapaba de mis conocimientos de física, uno no espera una reacción cíclica sino lineal, sea ascendente o descendente, pero no un ciclo perfecto con pérdida de altitud a cada periodo. Merece un comentario técnico aparte:

Un fugoide se caracteriza por el mantenimiento del ángulo de ataque, sin el cual no se produce, algo que claramente se cumple en un avión con los hidráulicos inoperativos y sin posiblidad de utilización de los actuadores. Lo que varía es la velocidad y el ángulo de cabeceo, de forma considerable. Si consideramos un momento de estabilidad en una zona "valle" de la oscilación, el avión tiene a subir gracias a su ángulo de ataque, por el empuje sustentario que produce una componente ascendente que es superior a la gravitatoria. Conforme el avión va ascendiendo va perdiendo velocidad, frenado por el empuje frontal sobre la parte inferior de los planos (al igual que al aterrizar cuando se levanta el morro para frenar el avión). La pérdida de velocidad implica una pérdida de sustentación, lo que produce que, tras una breve pausa en la "cima" de la oscilación, el avión comience a descender. Ese descenso acelera al avión, y al aumentar su velocidad llega a equilibrarse de tal manera que la sustentación impide un descenso mayor, produciendo un nuevo valle tras el que se iniciará un nuevo ascenso. Ese ciclo conlleva además una pérdida neta de altitud, el descenso es más prologando que el ascenso.

La forma de combatir el fugoide con un avión sin controles de actitud es controlando la potencia de los motores para anular las fases de ascenso y descenso lo más posible, contrarrestando con el empuje de los motores los efectos descritos en el párrafo anterior.

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Modificado el 05/03/2013 0:19:07




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