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La caja negra El testigo más poderoso de la aviación

Introducción

Desde el inicio de la aviación moderna y el auge de la aviación civil internacional, convirtiéndose el transporte aéreo en el medio de transporte más seguro, siempre ha causado fascinación la forma en que las aeronaves registran las informaciones relativas al vuelo, como las conversaciones en la cabina hasta los datos técnicos relativos al comportamiento del vuelo y el funcionamiento de la aeronave durante el mismo, sobre todo en situaciones en las que ocurren catástrofes aéreas y la aeronave es parcial o totalmente destruida o sus restos son inaccesibles. En estos casos, se convierte en una prioridad acceder y proteger los datos de un sistema en particular: la caja negra.

La caja negra es el recipiente que contiene los registradores de vuelo de la aeronave. Según recomendaciones internacionales, los registradores de vuelo comprenden uno o más de los siguientes sistemas: un registrador de datos de vuelo (FDR), un registrador de la voz en el puesto de pilotaje (CVR), un registrador de imágenes de a bordo (AIR) y/o un registrador de enlace de datos (DLR).1 El primer prototipo de la caja negra, diseñado por el ingeniero francés François Hussenot, y aunque las pruebas datan del año 19362, apareció en el año 1939. Era una caja hecha con film fotográfico calibrada con espejos. Los sensores a bordo lanzaban flashes en el film fotográfico y así se registraba el historial del vuelo. Según una de las versiones, de ahí proviene el nombre de la ‘caja negra’: la grabadora estaba pintada de negro para proteger la película fotográfica de la luz.3 Sin embargo, la primera caja negra que fue fabricada comercialmente, “The Red Egg”, fue invento del australiano David Warren4. La misma incluía un único cable de acero como medio de grabación, tenía capacidad para registrar cuatro horas y se encendía y apagaba automáticamente junto con la aeronave. En 1967, Australia se convirtió en la primera ciudad que, según sus regulaciones, convirtió en obligatorio el uso de los registradores de vuelo, luego de que en 1960 el vuelo 538 de Trans Australia Airlines, aeronave Fokker Friendship, se estrellara en una aproximación nocturna en el aeropuerto de Mackay, Queensland, dejando un total de 29 víctimas.5 A pesar de su nombre y según regulaciones que se remontan a inicios de 19656, los recipientes que contienen los registradores de vuelo están pintados de color naranja o amarillo7, lo cual facilita su búsqueda en caso de un accidente. Además, deben llevar materiales reflectivos para facilitar su localización y llevar sujetado un dispositivo automático de localización subacuática. Luego de que las experiencias del vuelo 447 de Air France (2009), cuyas cajas negras fueron recuperadas dos años después del accidente, y del vuelo MH370 de Malaysia Airlines (2014), cuyas cajas negras no han sido recuperadas luego de cinco años y tres investigaciones oficiales, a más tardar para el año 2020, y según regulaciones internacionales, el dispositivo automático de localización subacuática deberá funcionar por un mínimo de 90 días luego de un accidente de aviación, aumentando el requerimiento anterior de 30 días. La primea generación de registradores no era capaz de registrar grandes cantidades de información provenientes directamente de los sensores de la aeronave, sin embargo, a finales de los años 70 una segunda generación de registradores de datos de vuelo fue introducida, desarrollando una unidad adicional, la cual “podía recibir parámetros discretos, análogos y digitales directamente de los sensores y sistemas de aviónica de la aeronave, los cuales representaban las funciones de la aeronave y luego redirigirlas en formato digital 8 al registrador de datos de vuelo o a un registrador de fácil acceso”. 9 Entre las décadas de los 60 y 70 el principio de funcionamiento de la caja negra era la cinta magnética y la capacidad de registro estaba limitada a la cantidad de cinta que podía ser protegida en caso de un accidente de aviación. Ya para los años 80, las cajas negras  utilizaban tecnología de estado sólido, lo que quiere decir que eran ya totalmente electrónicas utilizando medios como los circuitos integrados. Desde 1997, la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos aumentó a 88 la cantidad de parámetros para registradores de vuelo protegidos contra accidentes que deben ser grabados por dichos sistemas para las nuevas aeronaves fabricadas luego del 18 de agosto de 2002 y de 11 a 18 para las aeronaves más antiguas fabricadas antes del 11 de octubre de 199110 11, lo cual ha contribuido a fortalecer las investigaciones luego de un accidente de aviación gracias a la cantidad de información que se encuentra registrada en la caja negra. Luego de este cambio de regla, la compañía Boeing diseñó un plan de ajuste para dicho cambio y para apoyar a los operadores en el cumplimiento de los nuevos parámetros. Este plan incluía al Boeing 717, 727, 737, 747, 757, 777, en algunas de sus series y modelos fabricados antes del año 200012. Para entender el contexto y el alcance de este cambio, antes de este cambio de regla, un registrador de datos de vuelo de un Boeing 777 podía registrar 128 palabras por segundo y para agosto de 2002 dicho sistema estaba capacitado para manejar 256 palabras por segundo.13 En la actualidad, las aeronaves modernas, como el Boeing 787, son capaces de registrar aproximadamente 2,000 parámetros y 50 horas de vuelo antes de sobrescribir sobre la información de vuelo anterior, superando los requerimientos básicos de 88 parámetros y 25 horas. Además tienen la capacidad de recibir los parámetros a registrar directamente de los sensores de la aeronave y utilizando la tecnología de fibra óptica14, sin necesidad de tener una unidad adicional para transformar la información de los sensores a formato digital. Cada uno de los sistemas que componen los registradores de vuelo y que se encuentran protegidos por la caja negra, registran informaciones o parámetros específicos del vuelo:

A pesar de su nombre y según regulaciones que se remontan a inicios de 1965, los recipientes que contienen los registradores de vuelo están pintados de color naranja o amarillo, lo cual facilita su búsqueda en caso de un accidente.

 

1. El registrador de datos de vuelo (FDR), registra la altitud de presión, la velocidad aerodinámica indicada o velocidad aerodinámica calibrada, situación aire-tierra y sensor aire-tierra de cada pata del tren de aterrizaje, temperatura total o temperatura exterior del aire, rumbo (de la aeronave), aceleración normal, aviso de baja presión, falla de la computadora, pérdida de presión de cabina, TCAS/ACAS (Sistema de alerta de tránsito y anticolisión/sistema anticolisión de a bordo), detección de engelamiento, aviso de vibraciones en cada motor, aviso de exceso de temperatura en cada motor, aviso de baja presión del aceite en cada motor, entre otros parámetros.

2. El registrador de voz en el puesto de pilotaje (CVR) y el sistema registrador de audio en el puesto de pilotaje (CARS) registran las comunicaciones orales por radio, el ambiente de la cabina de pilotaje, comunicaciones orales por intercomunicador, señales orales o auditivas que identifican a las ayudas para la navegación o la aproximación, comunicaciones a través del sistema de altavoces destinados a los pasajeros.

3. Los registradores de imágenes de abordo, los cuales puede ser A, B o C, registran el área general del puesto de pilotaje, las imágenes de los mensajes de datos y las imágenes de los tableros de mando e instrumentos.

4. El registrador de enlace de datos registra los mensajes de enlace de datos en el caso de que una aeronave haya sido autorizada utilizando este medio.

Cuando ocurre un accidente aéreo y podemos apreciar el daño estructural que sufren las aeronaves en algunos casos, nos preguntamos cómo es posible rescatar de forma íntegra la caja negra que contiene los datos referentes al vuelo y que contiene información crucial y determinante para la investigación. En este sentido, los registradores de vuelo deben estar protegidos contra accidentes, de forma tal que puedan soportar condiciones extremas pero mayormente previsibles y que se presentan en caso de que la aeronave se accidente. Para garantizar que los datos que se generan y almacenan en estos sistemas estén protegidos en caso de estar expuestos a dichas situaciones, como un impacto, fuego o inmersión, los fabricantes deben agotar ensayos “mediante los métodos aprobados por la autoridad certificadora competente, deberán demostrar que se adaptan perfectamente a las condiciones ambientales extremas en las que se prevé que funcionen.”15 Esta caja de protección contra fuego e impactos “soporta 1,100 grados centígrados en un tiempo máximo de 30 minutos. También soporta un impacto de 3,400 G 15 Anexo 6, Operaciones de Aeronaves
(aceleración de la gravedad), y 36 horas de inmersión en cualquier elemento líquido, todo esto antes del deterioro de la cinta de vinilo que se encuentra en su interior.”16 En todo caso, debe garantizarse que el daño a los registros de vuelo sea poco probable, que reciban energía eléctrica de una barra independiente que garantice su funcionamiento, que se pueda verificar por medios auditivos o visuales que los registradores están funcionando correctamente y que si existe un dispositivo de borrado instantáneo, el mismo no funcione durante el vuelo o durante un impacto o choque. En general, los registradores de vuelo cumplen con requisitos mínimos establecidos por normas y regulaciones internacionales, para garantizar que sea registrada la mayor cantidad de información posible durante el vuelo, así como su integridad y protocolos de redundancia para garantizar la continuidad de los registros frente a cualquier contingencia o ausencia de fuente de energía externa, dentro de los cuales podemos citar algunos:

1. El registrador de datos de vuelo (FDR) registra por lo menos 25 horas de la operación de la aeronave y el registrador de voz en el puesto de pilotaje (CVR) por lo menos las últimas dos horas de información.17

2. Los registradores de vuelo operan sobre el principio de bucle sin fin o infinito18, esto quiere decir

3. Los registradores de imágenes de abordo, los cuales puede ser A, B o C, registran el área general del puesto de pilotaje, las imágenes de los mensajes de datos y las imágenes de los tableros de mando e instrumentos.

4. El registrador de enlace de datos registra los mensajes de enlace de datos en el caso de que una aeronave haya sido autorizada utilizando este medio.

 

La primea generación de registradores no era capaz de registrar grandes cantidades de información provenientes directamente de los sensores de la aeronave.

 

Cuando ocurre un accidente aéreo y podemos apreciar el daño estructural que sufren las aeronaves en algunos casos, nos preguntamos cómo es posible rescatar de forma íntegra la caja negra que contiene los datos referentes al vuelo y que contiene información crucial y determinante para la investigación. En este sentido, los registradores de vuelo deben estar protegidos contra accidentes, de forma tal que puedan soportar condiciones extremas pero mayormente previsibles y que se presentan en caso de que la aeronave se accidente. Para garantizar que los datos que se generan y almacenan en estos sistemas estén protegidos en caso de estar expuestos a dichas situaciones, como un impacto, fuego o inmersión, los fabricantes deben agotar ensayos “mediante los métodos aprobados por la autoridad certificadora competente, deberán demostrar que se adaptan perfectamente a las condiciones ambientales extremas en las que se prevé que funcionen.”15 Esta caja de protección contra fuego e impactos “soporta 1,100 grados centígrados en un tiempo máximo de 30 minutos. También soporta un impacto de 3,400 G (aceleración de la gravedad), y 36 horas de inmersión en cualquier elemento líquido, todo esto antes del deterioro de la cinta de vinilo que se encuentra en su interior.”16 En todo caso, debe garantizarse que el daño a los registros de vuelo sea poco probable, que reciban energía eléctrica de una barra independiente que garantice su funcionamiento, que se pueda verificar por medios auditivos o visuales que los registradores están funcionando correctamente y que si existe un dispositivo de borrado instantáneo, el mismo no funcione durante el vuelo o durante un impacto o choque. En general, los registradores de vuelo cumplen con requisitos mínimos establecidos por normas y regulaciones internacionales, para garantizar que sea registrada la mayor cantidad de información posible durante el vuelo, así como su integridad y protocolos de redundancia para garantizar la continuidad de los registros frente a cualquier contingencia o ausencia de fuente de energía externa, dentro de los cuales podemos citar algunos:

1. El registrador de datos de vuelo (FDR) registra por lo menos 25 horas de la operación de la aeronave y el registrador de voz en el puesto de pilotaje (CVR) por lo menos las últimas dos horas de información.17

2. Los registradores de vuelo operan sobre el principio de bucle sin fin o infinito18, esto quiere decir que la nueva información se graba sobre la información anterior.

3. El CVR y el CARS comienzan a registrar antes de que el avión empiece a desplazarse por su propia potencia y continuarán registrando hasta la finalización del vuelo, aun cuando el avión ya no se desplace con su propia potencia.

4. El CVR y el CARS comenzarán a registrar lo antes posible durante la verificación del puesto de pilotaje previa al arranque del motor, al inicio del vuelo, hasta la verificación del puesto de pilotaje que se realiza al finalizar el vuelo, inmediatamente después de que se apaga el motor. El CVR registrará simultáneamente en cuatro o más canales separados y el CARS registrará en dos o más canales separados.

Esta caja de protección contra fuego e impactos “soporta 1,100 grados centígrados en un tiempo máximo de 30 minutos.

Como hemos visto, los requerimientos en cuanto al funcionamiento de la caja negra han ido evolucionando de la mano de la tecnología aplicada a la fabricación de aeronaves y a los sistemas y aviónica en general, pero sobre todo, se ha ido adaptando a los resultados de investigaciones de catástrofes aéreas y a las nuevas circunstancias, en algún momento sin precedentes, que se pueden presentar entorno a los accidentes de aviación. Entonces podemos preguntarnos cuál es el futuro entorno a la fabricación de los dispositivos de registro de datos. En este sentido, la compañía Airbus ya ha anunciado una nueva generación de registradores de vuelo para su modelo A35019, los cuales contarán con la tecnología desprendimiento automático, lo cual provocará que en caso de accidentes sobre el agua, la caja negra pueda flotar en lugar de hundirse con el fuselaje de la aeronave y contará con un sistema de detección satelital que estará en funcionamiento por 150 horas. Según normas de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), dichos registradores de desprendimiento automático tendrán lugar cuando la estructura de la aeronave se haya deformado significativamente, cuando el avión se hunda en el agua, no podrán desprenderse manualmente, deberán poder flotar en el agua y no liberarán más de una pieza durante el accionamiento del mecanismo.

 

 

Conclusión

Muchas ideas han surgido en cuanto a salvaguardar las información más preciada proveniente de la aeronave, como la iniciativa de que los registradores de vuelo no tengan que estar a bordo de la aeronave, sino que cuenten con un mecanismo de alimentación remota conectado a los sensores y sistemas de la aeronave, con un punto de almacenamiento en tierra. Si bien es cierto que las cajas negras son el testigo más poderoso de la aviación en caso de accidentes, no menos cierto es que todavía es necesario ser más ambiciosos en cuanto a la cantidad de parámetros mínimos que se registran, el tiempo de funcionamiento de los localizadores subacuáticos, y la posibilidad de tener un acceso más expedito a la caja negra (sobre todo en casos de inmersión de los restos de la aeronave), entre otros aspectos importantes, ya que luego de un accidente de aviación todos estos factores se suman a la carrera contra el reloj.

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