Para colores, 32 Bits

Estos días se ha cumplido el primer aniversario del fatídico accidente del avión cuyo identificador era JK5022 de Spanair, el cual no llegó a despegar oficialmente de la Terminal 4 de Barajas.

Muchos han sido los informes y supuestos, aparte del dolor de los familiares de las 153 personas fallecidas, pero nadie ha dado el punto clave que desembocó todo el proceso de despegue en una tragedia. Por ellos, y para acallar ya a los medios que solo culpan a los sistemas de los flaps, va este artículo. En este, explicaré todo lo que una persona debe saber para entender el vuelo de un avión, y las causas reales de dicho accidente. Si el lector está interesado, necesitará al menos 1 hora de su tiempo en leer y comprender todos los detalles que se van a explicar en el post que, aunque parezcan muy técnicos, son sencillos y necesarios para entenderlo todo.

No es que sea un mindungui cualquiera. Sé de lo que hablo, pues tengo licencia de piloto (no comercial). Aquí os la pongo escaneada a alta resolución para que veais que no ha sufrido modificaciones por photoshop ni nada por el estilo (click para ampliar):

Este es el resumen de lo que se verá tras el salto:

1. Por qué vuelan los aviones: sustentación vs resistencia vs velocidad
2. Los flaps: qué son y para qué sirven
3. Sistemas de orientación y pistas de aterrizaje/despegue
4. El porqué del accidente de Barajas

1. Por qué vuelan los aviones

Necesito que el lector entienda que, en realidad, los aviones vuelan por velocidad. Hablando en este post siempre de aviones comerciales de pasajeros. Esto es tan así que, de pararse los motores en un avión de este tamaño, acto seguido caería como una piedra por el efecto de la gravedad. Se puede asociar el mismo efecto a un helicóptero que se queda sin motor.

De hecho, la superficie de las alas no es la suficiente para crear la fuerza necesaria para que el avión planee, es decir, no tiene los suficientes metros cuadrados como para, sin ayuda extra, ‘levantar’ el peso del avión. Por tanto, se necesita la ayuda de motores que empujen el avión y así obtener la velocidad necesaria para que las alas creen sustentación.

Las alas no son simétricas en su sección. Me refiero a que si cortais por la mitad un ala y os poneis en un lateral mirando el corte, vereis que el ala tiene un dibujo asimétrico horizontalmente, y de ahí se crea la sustentación, como podeis ver en el siguiente dibujo:

Tras estudiar las aves, se demostró que la parte inferior del ala era algo más corta que la superior, que tenía cierta curvatura. Esto, junto a que cuando dos partículas chocan con el ala y una se va por la parte de abajo y la otra por la parte superior ( algo que en la física no se ha podido demostrar por que ocurre ) ambas llegan a la vez al final del ala, crea una diferencia de presión porque las partículas que van ‘por encima’ del ala van más rápido dado que tienen que recorrer más camino.

Las partículas que viajan por la parte inferior, van ‘más despacio’ porque tienen menos recorrido por hacer en el mismo tiempo. Esto crea 2 presiones diferenciadas, siendo la superior menor que la inferior… y ¡et voilá! ya tenemos sustentación. Como ya he dicho, esto solo ocurre a grandes velocidades por la superficie alar reducida que tienen los aviones de pasajeros (comparado con el peso total).

Esto sería muy bonito si no tuvieramos una resistencia inherente al propio objeto que intenta volar, directamente relacionada con el volumen del avión. Entonces, y de momento, tenemos 4 fuerzas: la resistencia al aire, el peso del avión, la fuerza del empuje de los motores y la sustentación creada por las alas.

No es de extrañar que los despegues se realicen siempre a ‘Full Throttle’ (a máxima potencia), se necesita la máxima velocidad para vencer el reposo que tiene el avión y crear la suficiente sustentación para salir del paso y poder despegar.

El problema radica en que hay otra cosa que nos frena (o nos crea más resistencia): los flaps

Podeis leer más de la sustentación aquí.

2. Los flaps

Los flaps son díficil de explicar en palabras no técnicas, pero lo intentaré. Los flaps vienen a ser unas pequeñas placas (podeis llamarlas mini alas o mini secciones) que se encuentran en la parte posterior del ala, y tienen una peculiaridad: son movibles, tanto hacía atrás como en ángulo. Lo podeis ver en un avión a punto de aterrizar en la siguiente imagen:

Estos se idearon para maximizar el efecto de la sustentación de las alas. Aunque todo tiene sus límites, a un ala le podemos sacar más sustentación si, en un momento determinado, aumentamos la superficie o aumentamos la curvatura final del ala (esto último también provoca que el ala tenga más recorrido).

Podeis ampliar conocimiento sobre lo extendible de los flaps aquí.

Esto hace que el ala termine teniendo una figura más curva que la inicial, proporcionando dos cosas: más sustentación pero más resistencia.

Más sustentación porque ahora las partículas superiores tienen más recorrido por hacer, con lo que tendrán más velocidad y la presión resultante será mucho menor.

Más resistencia porque el ala deja de ser relativamente recta, y pasa a tener más curvatura, cosa que le resta velocidad.

Así pues, cuando un avión lleva los flaps extendidos, tiene más resistencia y mas sustentación. Esto le permite volar a muy bajas velocidades, pero aguantando mucho más tiempo en el aire que si no los llevara.

El efecto medio negativo de esto es que hay que forzar los motores para vencer la resistencia.

Los flaps tienen, por norma, varios puntos. En cada punto es un ángulo distinto y una superficie distinta. Generalmente los aviones suelen despegar con 1 punto de flap: esto son una variación de unos 30º y casi no se aprecia el aumento de superficie alar; con lo que el avión tiene casi la misma velocidad pero con un poco más de sustentación y puede despegar más fácilmente.

A la hora de aterrizar, se debe asegurar que el avión tiene la máxima sustentación posible, con lo que el punto de flap suele ser 2 o 3 (dependiendo del modelo), eso crea muchísima resistencia, pero es capaz de mantener el avión volando para evitar que cualquier imprevisto le tire al suelo; con ello, el piloto puede maniobrar mucho y poner el motor a fondo si tiene que abortar el despegue por algo. En este punto, los flaps inciden con 45º o más y la superficie alar aumenta entre un 5 – 10%, dependiendo del sistema de flaps y del modelo.

Además existen unas cosas delante de las alas llamadas Slats, cuya función es similar a la de los flaps. Podeis leer algo más de ellos aquí.

Hasta aquí os debería quedar claro que el avión vuela por velocidad, tanto por lo explicado como por el simple hecho de necesitar pistas de aterrizaje y despegue. Si los aviones no volaran por velocidad, no necesitarías una pista de despegue (los helicópteros no vuelan por velocidad y no necesitan pista, solo un sitio donde posarse). Esto también os llevará a la conclusión que tampoco necesitaríamos una pista de aterrizaje: las pistas de aterrizaje son para frenar el avión, dado que vuela por velocidad y no se puede frenar en seco. Hasta aquí todo bien, ¿no?

Vayamos pues al siguiente punto.

3. Orientación y pistas de aterrizaje/despegue.

Los aviones usan en sus rutas el sistema más antiguo que se usa en orientación: la brújula. No en vano este sistema se usó en navegación marítima, que fue uno de los primeros grandes sistemas de viajar fuera de tierra seca. Cuando surgió la aviación, simplemente copiaron/usaron el sistema cartográfico y orientativo de los marinos: de hecho la velocidad se calcula en millas naúticas y no en millas terrestres.

La brújula tiene 360º y se orienta según el polo norte. A partir de aquí se dibujaron cartas aéreas para las rutas y rumbos a seguir. De hecho las autopistas del cielo son rumbos marcados y prefijados por las compañías, incluyendo la altura, para llegar de un punto A a otro punto B por el cielo. De ello se extrae que una dirección, al tener 2 sentidos, tiene 2 rumbos: por ejemplo, la misma dirección tiene los dos rumbos 240º y 60º (que son los contrapuestos en la brújula). Estas son las orientaciones de las pistas de aterrizaje del aeropuerto de Palma de Mallorca, para que el lector vea que mi ejemplo es fundado.

Los aeropuertos construyen las pistas de aterrizaje en base a esas orientaciones. Pero no eligen la orientación así al tuntún: se basan en las mediciones meteorológicas de muchos años (a la hora de construir un aeropuerto o pista nueva) para saber de qué lados sopla el viento más a menudo. ¿Y qué tiene que ver el viento en esto?

Muy fácil, dado que el avión vuela por velocidad, usando el viento en contra obtenemos 2 beneficios:

• En el momento del despegue, el avión tiene más viento en contra, lo que hace que sus alas creen más sustentación y así ganar más rapidamente a la gravedad: esto lleva a un tiempo de despegue más corto.
• En el momento del aterrizaje, el avión se frena más rápidamente al tener el viento de cara que le frena (en el aterrizaje los motores están simplemente encendidos sin ejercer fuerza, por norma general). De esto podeis hacer una prueba con cualquier vehículo. Si os poneis contra el viento y dejais de dar gas, os parareis mucho antes que si no hay viento o que si teneis el viento empujándoos.

En base a esto, generalmente los aeropuertos construyen 2 pistas: una de aterrizaje y otra de despegue, totalmente paralelas con dichas orientaciones. En el caso de Palma, hay 2 pistas con orientaciones 240º/60º paralelas. Una de ellas se define como la de aterrizaje y la otra de despegue. Esto se dice por radio a los aviones, se usa Left o Right (izquierda o derecha), dado que están en paralelo, en función de la orientación designada, que depende del viento.

No siempre el viento sopla completamente en contra, puede hacerlo oblícuo o no haber viento. En este caso, son los de la torre de control junto con el parte meteorológico actualizado los que deciden que orientación se toma. Y esto simplemente se hace para favorecer los despegues y aterrizajes. Como muestra, he aquí una foto del aeropuerto de Dallas:

Volviendo al tema de la T4 de Barajas, el accidente se produjo en la 36L, dirección desde la cual el JK5022 despegaba. Lo de 36L viene por: dirección 360º y L de Left (izquierda). Esto siempre se suele apuntar en las cabeceras de las pistas, y se ahorra el último dígito dado que siempre se suelen crear las pistas en orientaciones terminadas en 0.

4. El motivo del accidente

Aunque la mayoría culpa a los Flaps/Slats por no estar desplegados, cosa real y que fue un cúmulo de fallos a lo largo de las comprobaciones y mal funcionamiento de los sistemas de alarmas, el causante final no fue tal.

Mi instructor de vuelo de tomas y despegues siempre decía: los accidentes son un cúmulo de errores. Por 1 o dos errores/despistes, generalmente no se produce un accidente. Podeis revisar todos y cada uno de los accidentes del mundo aeronaútico y vereis que siempre ha habido más de 1 factor determinante para el accidente.

En este caso, aparte de todo el cúmulo de la comprobación de los flaps y slats, y de los sistemas de alarma que no funcionaron, hubo otro factor que no se comenta últimamente: la dirección del viento.

Ahora solo se intentan buscar responsabilidades humanas, errores en los chequeos de seguridad y en las revisiones de los sistemas que sufren las aeronaves estando en tierra; pero nadie hace caso al factor decisivo que, como ya he mencionado, fue el cambio de dirección del viento.

Si vemos todos los manuales de cualquier aeronave, los flaps son algo que es necesario para el despegue… pero no obligatorio. Me refiero que la configuración de un avión sin aplicar flaps, es simplemente no óptima para el despegue. El único efecto, como ya he mencionado en los puntos 1 y 2, es que el avión necesita más metros de pista y más velocidad para despegar sin flaps… no que no pueda hacerlo.

De hecho, si veis el video que se publicó, el avión ya no estaba tocando tierra en el momento del accidente: ergo estaba volando aunque se encontrara al final de la pista y a muy baja altura (de llevar los flaps, el avión se encontraría a varias decenas de metros al llegar a ese punto). Así que debería quedar claro que sin flaps, un avión puede despegar, aunque no sea lo óptimo.

Como ya hemos dicho, sin flaps hay menos sustentación para una misma velocidad con flaps, así que el avión se encontraba en ese momento en un punto delicado: estaba levantando el vuelo, ya no tocaba el suelo con el tren, pero la sustentación era mínima por esa velocidad. A esto hay que añadirle que el viento no ayudaba: se produjo el fatal cambio en la dirección del viento, con lo que la sustentación que debía provocar un viento relativamente en contra, no existía.

De hecho, el accidente se produjo entre las dos pistas de la T4, fijaros en el video grabado desde la pista de despegue y como la humareda del choque está en medio:

Lo raro es el cambio de dirección que tomó el avión al sufrir el cambio de viento: de 200º, los cuales le daban el viento en contra a favor del despegue, pasó a tener una dirección de 50º y menor velocidad, con lo que el viento lo tenía en la cola impidiendo aún más el despegue. Si dicho viento hubiese sido suficientemente fuerte, el avión se hubiera desplazado hacia su izquierda, y no hacia la derecha como pasó. Digo suficientemente fuerte porque estamos hablando de desplazar en el aire varias toneladas de peso, no es una simple cometa.

Conclusión: Aunque por lo visto eso no fue necesario, al cambiar la dirección del viento durante el despegue, el avión dejó de tener la sustentación y pasó a tener un empuje del lado derecho, lo que balanceó la aeronave hacía la izquierda y empezó a perder altura. El piloto, supongo, intentó corregir la dirección hacia la derecha al notar eso para mantener rumbo de despegue… pero a la vez seguía teniendo pérdida de altura, cosa irrecuperable dada la poca velocidad de salida (de hecho, el piloto empezó a elevarse antes de tiempo porque creía que tenía los flaps puestos).

Aunque haya gente que solo le dé la culpa a los flaps/slats, o algunos crean que la larga lista que llevó al JK5022 a no tener los flaps activados (que no digo que no fuera así) fue el desencadenante, si no fuera por el cambio de viento, quizás no se hubiera provocado el accidente.

Otras direcciones de interés:

http://www.elpais.com/articulo/espana/viento/cambio/bruscamente/despegue/JK5022/elpepuesp/20080915elpepunac_2/Tes

http://www.publico.es/espana/151537/viento/cambio/forma/brusca/instante/accidente/barajas

http://www.publico.es/espana/144893/jk5022/hechos/probados/accidente/minuto/minuto

http://www.elpais.com/articulo/espana/Avise/Espana/podia/pasar/MD/hicieron/nada/elpepuesp/20081005elpepinac_1/Tes