Descompresión descontrolada

La descompresión descontrolada es una caída no planificada en la presión de un sistema de sellado, como una cabina de avión, y resulta típicamente de errores humanos, fatiga de materiales, errores de ingeniería o impactos, evitados por depósito bajo presión para dar curso a bajadas de presión ambiente o sin presión en absoluto.^[1]

La descompresión puede ser clasificada como explosiva, rápida o lenta:

• La descompresión explosiva (ED en inglés) es violenta, la descompresión es demasiado rápida para la salida del aire de forma segura desde los pulmones.
• La descompresión rápida, mientras que sigue siendo rápido, es bastante lenta como para permitir que los pulmones se ventilen.
• La descompresión lenta o gradual se produce tan lentamente que no puede ser detectada antes de sufrir de hipoxia.

Descripción

El término descompresión descontrolada aquí se refiere a la despresurización no planificada de depósitos que son ocupados por personas. Por ejemplo, una cabina de avión a gran altitud, una nave espacial, o una cámara hiperbárica. Por la falla catastrófica de otros recipientes a presión utilizados para contener gas, líquidos, o reactivos bajo presión, el término explosión es más comúnmente utilizado, u otros términos especializados como el BLEVE puede aplicarse a situaciones particulares.

La descompresión puede ocurrir debido a un fallo estructural del depósito de presión, o el fracaso del sistema de compresión.^[2][3] La velocidad y violencia de la descompresión se ve afectada por el tamaño del depósito de presión, la presión diferencial entre el interior y el exterior del recipiente y el tamaño del agujero de fuga.

La Administración Federal de Aviación reconoce tres tipos diferentes de eventos de descompresión en los aviones:^[2][3]

• Descompresión explosiva
• Descompresión rápida
• Descompresión gradual

Descompresión explosiva

La descompresión explosiva se produce a una velocidad más rápida en el que el aire puede escapar de los pulmones, típicamente en menos de 0,1 a 0,5 segundos.^[2][4] El riesgo de trauma pulmonar es muy alto, como también está el peligro de los objetos peligrosos que comprenden los proyectiles por las fuerzas explosivas, que pueden compararse a una detonación de bomba.

Después de una descompresión explosiva dentro de una aeronave, inmediatamente aparece una niebla espesa en el interior como en la humedad relativa del aire de la cabina rápidamente cambia a medida que el aire se enfría y se condensa . Los pilotos militares con máscaras de oxígeno deben respirar con presión, de manera que los pulmones se llenan de aire cuando está relajado, y el esfuerzo que debe ser ejercido para expulsar el aire de nuevo.^[5]

Accidentes aéreos más destacados por descompresión explosiva

• Vuelo 243 de Aloha Airlines

Descompresión rápida

La descompresión rápida toma típicamente más de 0,1 a 0,5 segundos, permitiendo que los pulmones se descompriman más rápidamente que la cabina.^[2][6] El riesgo de daños a los pulmones todavía está presente, pero significativamente reducido en comparación con descompresión explosiva.

Descompresión lenta

Recreación de dos cazas griegos F-16 inspeccionando el vuelo 522 de Helios Airways en el aire.

Artículo principal: Avión fantasma

La descompresión lenta o gradual durante un vuelo, se produce cuando es lo suficientemente lenta como para pasar desapercibida y sólo puede ser detectada por los instrumentos.^[2] Este tipo de descompresión también puede ocurrir a partir de un error de presurización en una aeronave que asciende en altitud. Un ejemplo de esto es el accidente del vuelo 522 de Helios Airways, en la que el servicio de mantenimiento dejó el sistema de presurización en modo manual, y los pilotos no comprobaron el sistema de presurización y al ascender sufrieron una pérdida de conocimiento (así como la mayoría de los pasajeros y tripulación) debido a la hipoxia (falta de oxígeno), el avión continuó volando gracias al piloto automático y finalmente se estrelló por agotamiento del combustible, tras salirse de su ruta de vuelo. A este tipo de accidentes aéreos se los conoce como "Vuelo fantasma".

Accidentes aéreos más destacados por descompresión lenta

• Accidente del Learjet en Dakota del Sur de 1999
• Accidente del Beechcraft King Air en Australia de 2000
• Vuelo 522 de Helios Airways
• Accidente del Cessna 551 en el Mar Báltico

Cabinas a presión y pruebas

Los sellados de alta presión en los depósitos también son susceptibles a la descompresión explosiva, se utilizan juntas tóricas o de estanqueidad de caucho para sellar tuberías a presión que tienden a saturarse con gases de alta presión. Si la presión dentro del recipiente es liberada súbitamente, entonces los gases dentro de la junta de goma se pueden expandir violentamente, causando ampollas o explosiones de materiales. Por ello, es común para los equipos militares e industriales ser sometidos a una prueba de descompresión explosiva antes de certificarlos como seguros para su uso.

Mitos

La exposición a un vacío hace que el cuerpo explote

Este mito persistente se basa en una falta de distinción entre dos tipos de descompresión: la primera, desde la presión atmosférica normal (una atmósfera) a un vacío (cero atmósferas), y el segundo, a partir de una presión excepcionalmente alta (muchas atmósferas) hasta la presión atmosférica normal.

El primer tipo, un cambio repentino de la presión atmosférica normal a un vacío, que es la más común. La investigación en exploración espacial y aviación a alta altitud han demostrado que mientras la exposición al vacío causa inflamación, la piel humana es suficientemente fuerte como para soportar la caída de una atmósfera aunque la hipoxia resultante causa inconsciencia después de unos pocos segundos.^[7][8] También es posible que el barotrauma pulmonar se produzca si se fuerza la respiración.

El segundo tipo es poco común, ya que la única situación normal en la que se puede producir durante la descompresión es después del buceo. De hecho, sólo hay una única aparición bien documentada: el incidente de Byford Dolphin, en el que una caída de presión catastrófica de ocho atmósferas causó una explosión masiva e incluyendo el barotrauma letal. Una muerte similar pero ficticia se muestra en la película Licencia para matar, cuando el jefe de un personaje explota después de que su cámara hiperbárica es rápidamente despresurizada. Ninguno de estos incidentes hubiera sido posible si la caída de presión fuera sido sólo de una atmósfera normal a un vacío.

En la película 2001: Una odisea del Espacio el astronauta David Bowman se somete durante unos segundos al vacío del espacio exterior.

Los agujeros de bala no causan descompresiones explosivas

Los fuselajes de los aviones están diseñados con cuadernas armadas para evitar la fractura, el tamaño del agujero es uno de los factores que determina la velocidad de la descompresión, y un agujero de bala es demasiado pequeño para provocar una descompresión rápida o explosiva.

Un pequeño agujero podría hacer expulsar a la gente de un fuselaje

El programa de televisión Mythbusters examinó esta creencia de manera informal con una aeronave presurizada y varias pruebas a gran escala. Las aproximaciones de Mythbusters sugieren que el diseño del fuselaje no permite que esto suceda.

La auxiliar de vuelo C.B. Lansing salió eyectada en el vuelo 243 de Aloha Airlines cuando una gran parte del techo de la cabina (aproximadamente 18 x 25 cm) se separó, el informe señala que fue barrida por la borda en lugar de ser aspirada a través del agujero. En un episodio de Mayday: catástrofes aéreas se señala que la “línea de desgarro” se supone que evita la pérdida de grandes partes del fuselaje.^[9] Trabajando a partir de las cuentas de los pasajeros (incluyendo un informe de las piernas de la auxiliar “desapareciendo por las nubes”), evidencias forenses, incluyendo fotografías de la NTSB y cálculos de estrés,^[10] los expertos especularon que la azafata fue succionada contra el agujero inicialmente abierto por una presión atmosférica de 10, de ahí que la falla del material fuera mucho mayor.^[11] Un ingeniero de corrosión considera que las correas lagrimales también podrían haber sido destrozadas por la corriente de aire a través del impacto del cuerpo de Lansing.^[12]

Lesiones de descompresión

Las lesiones físicas siguientes pueden estar asociadas con incidentes de descompresión:

• Hipoxia es el riesgo más grave asociado a la descompresión, especialmente por lo que puede pasar desapercibido o incapacitar a la tripulación.^{[13][14][15][16]}
• Barotrauma: una incapacidad para equilibrar la presión en los espacios de aire internos, como la oído medio o el aparato digestivo, o una lesión más grave, como una explosión pulmonar.^[13]
• Síndrome de descompresión.^{[13][14][17][18]}
• Traumatismo físico causados por la violencia de descompresión explosiva, que puede convertir a las personas y objetos sueltos en proyectiles.
• Mal de altura
• Congelación o hipotermia de la exposición a la congelación de aire frío en altura

Accidentes e incidentes importantes involucrando descompresión

Los incidentes de descompresión no son infrecuentes en los aviones militares y civiles, con aproximadamente 40-50 eventos de descompresión rápida, se producen en todo el mundo anualmente.^[19] En la mayoría de los casos, el problema es relativamente manejable para la tripulación aérea.^[13] Por lo tanto, donde los pasajeros y el avión no sufren los efectos nocivos, los incidentes no suelen considerar importantes.^[13] Las lesiones resultantes de incidentes de descompresión son raros.^[13]

Los incidentes de descompresión no se producen únicamente en aviones, el incidente del Byford Dolphin es un ejemplo de descompresión explosiva violenta en un plataforma petrolífera. Un evento de descompresión es un efecto de un error causado por otro problema (como una explosión o colisión en el aire), pero el evento de descompresión puede empeorar el problema inicial.

Suceso	Fecha	Aeronave o depósito bajo presión	Tipo de suceso	Número de víctimas mortales/totales a bordo	Tipo de descompresión	Causa
Vuelo 781 de BOAC	1954	De Havilland Comet	Accidente	35/35	Descompresión explosiva	Fatiga del metal
Vuelo 201 de South African Airways	1954	De Havilland Comet	Accidente	21/21	Descompresión explosiva[20]	Fatiga del metal
Vuelo 2 de TWA	1956	Lockheed L-1049 Super Constellation	Accidente	70/70	Descompresión explosiva	Colisión en el aire
Accidente en 1961 de Yuba City B-52	1961	B-52 Stratofortress	Accidente	0/8	Descompresión gradual o rápida	(Indeterminado)
Accidente de la prueba del traje espacial del programa Apolo	1966	Traje espacial Apollo A7L (o posiblemente, un prototipo)	Accidente	0/1	Descompresión rápida	Error en el acoplamiento de la línea de oxígeno[21]
Reentrada del Soyuz 11	1971	Soyuz	Accidente	3/3	Descompresión gradual	Cabina dañada por la válvula de ventilación
Vuelo 96 de American Airlines	1972	Douglas DC-10-10	Accidente	0/67	Descompresión rápida[22]	Error la compuerta de carga
Vuelo 27 de National Airlines	1973	Douglas DC-10-10	Accidente	1/116	Descompresión explosiva[23]	La tripulación encendió los circuitos de expulsión; motor con velocidad excesiva y se desintegró, saltaron piezas de fuselaje
Vuelo 981 de Turkish Airlines	1974	Douglas DC-10-10	Accidente	346/346	Descompresión explosiva[24]	Error la compuerta de carga
Accidente del C-5 en Tan Son Nhut de 1975	1975	C-5 Galaxy	Accidente	155/330	Descompresión explosiva	Mantenimiento inadecuado de las puertas traseras, error de la compuerta de carga
Vuelo 902 de Korean Air Lines	1978	Boeing 707	Derribo intencional	2/109	Descompresión explosiva	Abatido tras entrar en espacio aéreo prohibido sobre la Unión Soviética.
Vuelo 163 de Saudia	1980	Lockheed L-1011 TriStar	Accidente	301/301	Descompresión explosiva	Explosión de una rueda (posible causa).
Vuelo 103 de Far Eastern Air Transport	1981	Boeing 737	Accidente	110/110	Descompresión explosiva	Corrosión
Accidente de Byford Dolphin	1983	Campana de buceo	Accidente	5/6	Descompresión explosiva	Error humano, sin sistema a prueba de fallos en el diseño
Vuelo 007 de Korean Air Lines	1983	Boeing 747-230B	Derribo intencional	269/269	Descompresión rápida[25][26]	Se disparó intencionalmente un misil aire-aire después de que la aeronave se extraviara en espacio aéreo prohibido sobre la Unión Soviética[27]
Vuelo 123 de Japan Airlines	1985	Boeing 747-SR46	Accidente	520/524	Descompresión explosiva	Fallo estructural del mamparo de presión posterior
Vuelo 182 de Air India	1985	Boeing 747-237B	Atentado terrorista	329/329	Descompresión explosiva	Explosión de una bomba en la zona de carga
Incidente en 1985 de Alia	1985	Lockheed L-1011 TriStar	Incidente	0/?	Descompresión rápida	Incendio durante el vuelo en el mamparo de presión posterior[28]
Vuelo 5055 de LOT	1987	Ilyushin Il-62M	Accidente	183/183	Descompresión rápida	Error la turbina del motor
Vuelo 243 de Aloha Airlines	1988	Boeing 737-297	Accidente	1/95	Descompresión explosiva[29]	Fatiga del metal
Vuelo 103 de Pan Am	1988	Boeing 747-121	Atentado terrorista	259/259	Descompresión explosiva	Explosión de una bomba en la zona de carga
Vuelo 811 de United Airlines	1989	Boeing 747-122	Accidente	9/355	Descompresión explosiva	Error la compuerta de carga
Vuelo 772 de UTA	1989	McDonnell Douglas DC-10-30	Atentado terrorista	170/170	Descompresión explosiva	Explosión de una bomba en la zona de carga
Vuelo 5390 de British Airways	1990	BAC 1-11	Incidente	0/87	Descompresión rápida[30]	Sujetadores incorrectos de los parabrisas utilizados
Vuelo 800 de TWA	1996	Boeing 747-131	Accidente	230/230	Descompresión explosiva	Explosión en el depósito de combustible que luego provocó la ruptura en vuelo del avión
Progress M-34	1997	Spektr	Accidente	0/?	Descompresión rápida	Colisión durante el acoplamiento en órbita
Vuelo 602 de Lionair	1998	Antonov An-24RV	Derribo intencional	55/55	Descompresión rápida	Probablemente abatido por un MANPADS
Accidente del Learjet en Dakota del Sur de 1999	1999	Learjet 35	Accidente	6/6	Descompresión gradual o rápida	(Indeterminado)
“Vuelo fantasma” de Australia	2000	Beechcraft Super King Air	Accidente	8/8	Sospecha de descompresión	(Indeterminado)
Incidente de Hainan Island	2001	Lockheed EP-3	Accidente	0/24	Descompresión rápida	Colisión en el aire
Vuelo 9755 de TAM	2001	Fokker 100	Accidente	1/82	Descompresión rápida	Ventana rota por metralla tras un fallo del motor[31]
Vuelo 611 de China Airlines	2002	Boeing 747-200B	Accidente	225/225	Descompresión explosiva	Fatiga del metal
Vuelo 2937 de Bashkirian Airlines	2002	Tupolev Tu-154M	Accidente	69/69	Descompresión explosiva	Colisión en el aire, el timón del otro avión rompió el tanque de combustible haciendo que estallara
Vuelo 522 de Helios Airways	2005	Boeing 737-31S	Accidente	121/121	Descompresión gradual	El sistema de presurización quedó en manual durante todo el vuelo y los pilotos no lo revisaron
Vuelo 536 de Alaska Airlines	2005	McDonnell Douglas MD-80	Incidente	0/142	Descompresión rápida	El operador de equipaje no reportó que el vehículo de carga abolló el fuselaje
Vuelo 30 de Qantas	2008	Boeing 747-438	Incidente	0/365	Descompresión rápida[32]	El fuselaje se rompió por la explosión de un cilindro de oxígeno
Vuelo 2294 de Southwest Airlines	2009	Boeing 737-300	Incidente	0/131	Descompresión rápida	Fatiga del metal[33]
Vuelo 812 de Southwest Airlines	2011	Boeing 737-300	Incidente	0/123	Descompresión rápida	Fatiga del metal[34]
Vuelo 1282 de Alaska Airlines	2024	Boeing 737 MAX 9	Incidente	0/177	Descompresión rápida	Fallo de mantenimiento en una de las puertas

Implicaciones para el diseño de aeronaves

Las aeronaves modernas están diseñadas específicamente con vigas de refuerzo longitudinales y circunferenciales con el fin de evitar daños localizados de desgarro del conjunto del fuselaje durante un incidente de the Black Box. Sin embargo, los acontecimientos de descompresión pero , han demostrado ser fatales para las aeronaves. En 1974, la descompresión explosiva a bordo del vuelo 981 de Turkish Airlines causó el colapso del suelo, cortando cables vitales del control del vuelo. La FAA emitió una directiva de Aeronavegabilidad que el año siguiente exige a los fabricantes de aviones de fuselaje ancho a fortalecer las plantas para que puedan resistir los efectos de la descompresión en el vuelo, causadas por una abertura de hasta 1,9 m² en el compartimiento de carga de cubierta inferior.^[35] Los fabricantes fueron capaces de cumplir con la Directiva, bien mediante el fortalecimiento de los pisos y/o la instalación de rejillas de ventilación de alivio llamados "paneles de dado" entre la cabina de pasajeros y el compartimento de carga.

Las puertas de cabina están diseñadas para hacer que sea casi imposible perder la presurización a través de la apertura de una puerta de la cabina de vuelo, ya sea accidental o intencionada. El diseño de puertas de enchufe aseguran que cuando la presión dentro de la cabina supere la presión fuera de las puertas son expulsadas y no se abre hasta que la presión se iguale. Las puertas de la cabina, incluyendo las salidas de emergencia, pero no todas las puertas de carga, se abren hacia dentro, o primero debe ser tirado hacia dentro y girar entonces antes de que puedan ser empujadas mediante el marco de la puerta, porque al menos una dimensión de la puerta es más grande que el marco de la puerta.

Antes de 1996, aproximadamente 6000 aviones grandes de transporte comerciales fueron certificados para volar a 13.716 metros (45000 pies), sin estar obligados a cumplir con las condiciones especiales relacionadas con el vuelo a gran altitud. En 1996, la FAA adoptó la Enmienda 25 a 87, que impuso especificaciones adicionales para los nuevos diseños de tipos de aeronaves de cabina de presión de gran altitud. Para las aeronaves certificadas para operar por encima nos 7620 metros (25.000 pies), deben "ser diseñados para que los ocupantes no sean expuestos a una altitud de presión de cabina en exceso de 4522 metros (15.000 pies) después de cualquier condición de de error probable del sistema de presurización."^[36]

En el caso de una descompresión que resulta de "cualquier condición de de error no mostrado ser extremadamente improbable," la aeronave debe ser diseñada de manera que los ocupantes no estarán expuesto a una altitud de cabina exceda de 7620 metros (25.000 pies) durante más de 2 minutos, ni superior a una altitud de 12.192 metros (40.000 pies) en cualquier momento.^[36] En la práctica, esta nueva enmienda de la FAR impone un funcionamiento techo de vuelo de 12192 metros (40.000 pies) en la mayoría de los aviones recientemente diseñados para uso comercial.^{[37][Note 1]}

En 2004, Airbus solicitó con éxito la FAA para permitir que la presión de la cabina del A380 pudiera llegar a 13106 metros (43.000 pies) en el caso de un incidente de descompresión, y para superar los 12.192 metros (40.000 pies) durante un minuto. Esta exención especial permite que las nuevas aeronaves puedan operar a una altitud superior a otros aviones de nuevo diseño civil, que todavía no se ha concedido una exención similar.^[38]

Normas internacionales

La exposición despresurización integral (Depressurization Exposure Integral o DEI en inglés) es un modelo cuantitativo que es utilizado por la FAA para garantizar el cumplimiento de las directivas relacionadas con el diseño de descompresión. El modelo se basa en el hecho de que la presión del sujeto que está expuesto y la duración de la exposición, son las dos variables más importantes en juego en un caso de descompresión.^[39]

Otras normas nacionales e internacionales para las pruebas de descompresión explosivas incluyen:

• MIL-STD -810, 202
• RTCA/D0-160
• NORSOK M710
• API 17K y 17J
• NACE TM0192 y TM0297
• TOTALELFFINA SP TCS 142 Apéndice H

Véase también

• Síndrome de descompresión
• Presurización de cabina
• Atmósfera (unidad)
• Aire comprimido
• Rarefacción
• Traje espacial

Notas

1. Las excepciones más importantes incluyen el Airbus A380, el Boeing 787 y el Concorde