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La descompresión incontrolada es una caída no planificada en la presión de un sistema sellado, como la cabina de un avión o una cámara hiperbárica , y generalmente resulta de un error humano , fatiga del material , falla de ingeniería o impacto , lo que hace que un recipiente a presión se ventile en su presión más baja. alrededores o no presurizar en absoluto.

Dicha descompresión puede clasificarse como explosiva, rápida o lenta :

  • La descompresión explosiva (DE) es violenta y demasiado rápida para que el aire escape con seguridad de los pulmones y otras cavidades llenas de aire en el cuerpo, como los senos nasales y las trompas de Eustaquio , lo que generalmente resulta en un barotrauma severo a fatal .
  • La descompresión rápida puede ser lo suficientemente lenta como para permitir que las cavidades se ventilen, pero aún puede causar barotrauma o malestar grave.
  • La descompresión lenta o gradual ocurre tan lentamente que es posible que no se detecte antes de que comience la hipoxia .

Descripción [ editar ]

El término descompresión incontrolada aquí se refiere a la despresurización no planificada de embarcaciones ocupadas por personas; por ejemplo, una cabina de avión presurizada a gran altura, una nave espacial o una cámara hiperbárica . Para la falla catastrófica de otros recipientes a presión utilizados para contener gas , líquidos o reactivos a presión, el término explosión se usa más comúnmente, u otros términos especializados como BLEVE pueden aplicarse a situaciones particulares.

La descompresión puede ocurrir debido a una falla estructural del recipiente a presión o una falla del propio sistema de compresión. [1] [2] La velocidad y la violencia de la descompresión se ven afectadas por el tamaño del recipiente a presión, la presión diferencial entre el interior y el exterior del recipiente y el tamaño del orificio de fuga.

La Administración Federal de Aviación de EE. UU. Reconoce tres tipos distintos de eventos de descompresión en aeronaves: [1] [2]

  • Descompresión explosiva
  • Descompresión rapida
  • Descompresión gradual

Descompresión explosiva [ editar ]

La descompresión explosiva ocurre a una velocidad más rápida que aquella a la que el aire puede escapar de los pulmones, por lo general en menos de 0,1 a 0,5 segundos. [1] [3] El riesgo de traumatismo pulmonar es muy alto, al igual que el peligro de cualquier objeto no asegurado que pueda convertirse en proyectil debido a la fuerza explosiva , que puede compararse con la detonación de una bomba.

En este sistema de prueba de descompresión explosiva especialmente diseñado, la humedad del aire de la cabina de vuelo simulada se enfría inmediatamente y se condensa en vapor visible al exponerse a una presión de aire equivalente a 60,000 pies de altitud. En 2 segundos, el vapor se ha calentado y se ha evaporado de nuevo al nuevo entorno de baja presión.

Después de una descompresión explosiva dentro de una aeronave, una densa niebla puede llenar inmediatamente el interior a medida que la humedad relativa del aire de la cabina cambia rápidamente a medida que el aire se enfría y se condensa. Los pilotos militares con máscaras de oxígeno tienen que respirar con presión, por lo que los pulmones se llenan de aire cuando están relajados, y hay que esforzarse para expulsar el aire nuevamente. [4]

Descompresión rápida [ editar ]

La descompresión rápida suele tardar más de 0,1 a 0,5 segundos, lo que permite que los pulmones se descompriman más rápidamente que la cabina. [1] [5] El riesgo de daño pulmonar todavía está presente, pero se reduce significativamente en comparación con la descompresión explosiva.

Descompresión gradual [ editar ]

La descompresión lenta o gradual ocurre lo suficientemente lenta como para pasar desapercibida y solo puede ser detectada por instrumentos. [1] Este tipo de descompresión también puede deberse a una falla en la presurización cuando un avión asciende a altitud. Un ejemplo de esto es el accidente del vuelo 522 de Helios Airways en 2005 , en el que los pilotos no pudieron verificar si la aeronave estaba presurizando automáticamente, y eventualmente perdieron el conocimiento (junto con la mayoría de los pasajeros y la tripulación) por hipoxia .

Efecto de la descompresión rápida a través de un agujero del tamaño del cuerpo [ editar ]

En 2004, el programa de televisión MythBusters examinó si se produce una descompresión explosiva cuando se dispara una bala a través del fuselaje de un avión de manera informal mediante varias pruebas con un DC-9 presurizado fuera de servicio. Un solo disparo a través del costado o la ventana no tuvo ningún efecto (se necesitaron explosivos reales para causar una descompresión explosiva), lo que sugiere que el fuselaje está diseñado para evitar que las personas salgan despedidas. [6] El piloto profesional David Lombardo afirma que un orificio de bala no tendría ningún efecto percibido sobre la presión de la cabina, ya que el orificio sería más pequeño que la abertura de la válvula de salida de la aeronave . [7] Científico de la NASA Geoffrey A. Landisseñala, sin embargo, que el impacto depende del tamaño del agujero, que puede expandirse por los escombros que lo atraviesan. Landis continuó diciendo que "se necesitarían unos 100 segundos para que la presión se iguale a través de un agujero de aproximadamente 30,0 cm (11,8 pulgadas) en el fuselaje de un Boeing 747". Luego declaró que cualquiera que se sentara al lado del agujero tendría media tonelada de fuerza tirando de ellos en la dirección de él. [8]

Se han documentado al menos dos casos confirmados de una persona que salió disparada a través de la ventana del pasajero de un avión. El primero ocurrió en 1973 cuando los escombros de una falla del motor golpearon una ventana aproximadamente en la mitad del fuselaje. A pesar de los esfuerzos por llevar al pasajero de regreso al avión, el ocupante se vio obligado a atravesar por completo la ventana de la cabina. [9] Los restos óseos del pasajero fueron finalmente encontrados por un equipo de construcción y fueron identificados positivamente dos años después. [10] El segundo incidente ocurrió el 17 de abril de 2018 cuando una mujer en el vuelo 1380 de Southwest Airlinesfue parcialmente volado a través de la ventana del pasajero de un avión que se había roto por una falla similar en el motor. Aunque los otros pasajeros pudieron llevarla de regreso al interior, más tarde murió a causa de sus heridas. [11] [12] [13] En ambos incidentes, el avión aterrizó de manera segura y la única fatalidad fue la persona sentada junto a la ventana involucrada. Los relatos ficticios de esto incluyen una escena en Goldfinger , cuando James Bond mata al villano del mismo nombre lanzándolo por la ventana de un pasajero. [14]

Mitos [ editar ]

La exposición al vacío hace que el cuerpo explote [ editar ]

Este mito persistente se basa en la falta de distinción entre dos tipos de descompresión y su representación exagerada en algunas obras de ficción . El primer tipo de descompresión se ocupa del cambio de la presión atmosférica normal (una atmósfera ) a un vacío (atmósfera cero) que generalmente se centra en la exploración espacial . El segundo tipo de descompresión cambia de una presión excepcionalmente alta (muchas atmósferas) a una presión atmosférica normal (una atmósfera) como puede ocurrir en el buceo en aguas profundas .

El primer tipo es más común ya que la reducción de presión de la presión atmosférica normal al vacío se puede encontrar tanto en la exploración espacial como en la aviación a gran altitud . La investigación y la experiencia han demostrado que, si bien la exposición al vacío causa hinchazón, la piel humana es lo suficientemente resistente como para resistir la caída de una atmósfera . [15] [16] El riesgo más grave de la exposición al vacío es la hipoxia , en la que el cuerpo carece de oxígeno , lo que lleva a la pérdida del conocimiento en unos pocos segundos. [17] [18]La descompresión rápida incontrolada puede ser mucho más peligrosa que la propia exposición al vacío. Incluso si la víctima no aguanta la respiración, la ventilación a través de la tráquea puede ser demasiado lenta para evitar la ruptura fatal de los delicados alvéolos de los pulmones . [19] Los tímpanos y los senos nasales también pueden romperse por una descompresión rápida y los tejidos blandos pueden verse afectados por hematomas que rezuman sangre. Si la víctima sobrevive de alguna manera, el estrés y el shock acelerarían el consumo de oxígeno, lo que provocaría hipoxia a un ritmo rápido. [20] A las presiones extremadamente bajas que se encuentran en altitudes superiores a aproximadamente 63.000 pies (19.000 m), el punto de ebullición del agua se vuelve menor que la temperatura corporal normal. [15]Esta medida de altitud se conoce como límite de Armstrong , que es el límite práctico para la altitud de supervivencia sin presurización. Los relatos ficticios de cuerpos que explotan debido a la exposición de un vacío incluyen, entre otros, varios incidentes en la película Outland , mientras que en la película Total Recall , los personajes parecen sufrir efectos de ebullismo y sangre hirviendo cuando se exponen a la atmósfera de Marte .

El segundo tipo es raro ya que implica una caída de presión en varias atmósferas, lo que requeriría que la persona fuera colocada en un recipiente a presión. La única situación probable en la que esto podría ocurrir es durante la descompresión después de bucear en aguas profundas. Una caída de presión tan pequeña como 100 Torr (13 kPa), que no produce síntomas si es gradual, puede ser fatal si ocurre repentinamente. [19] Uno de esos incidentes ocurrió en 1983 en el Mar del Norte , donde la violenta descompresión explosiva de nueve atmósferas a una causó la muerte instantánea de cuatro buzos de un barotrauma masivo y letal . [21] Los relatos ficticios dramatizados de esto incluyen una escena de la película License to Kill., cuando la cabeza de un personaje explota después de que su cámara hiperbárica se despresuriza rápidamente, y otra en la película DeepStar Six , donde la despresurización rápida hace que un personaje sufra una hemorragia profusa antes de explotar de manera similar.

Lesiones por descompresión [ editar ]

Los candidatos a astronauta de la NASA están siendo monitoreados para detectar signos de hipoxia durante el entrenamiento en una cámara de altitud

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

  • La hipoxia es el riesgo más grave asociado con la descompresión, especialmente porque puede pasar desapercibida o incapacitar a la tripulación. [22] [23] [24] [25]
  • Barotrauma : incapacidad para igualar la presión en los espacios de aire internos, como el oído medio o el tracto gastrointestinal , o lesiones más graves, como un pulmón reventado . [22]
  • Enfermedad por descompresión . [22] [23] [26] [27]
  • Traumatismo físico causado por la violencia de la descompresión explosiva, que puede convertir a personas y objetos sueltos en proyectiles.
  • Enfermedad de las alturas .
  • Congelación o hipotermia por exposición a aire helado a gran altura. [28]

Implicaciones para el diseño de aeronaves [ editar ]

Los aviones modernos están diseñados específicamente con nervaduras de refuerzo longitudinales y circunferenciales para evitar que los daños localizados rasguen todo el fuselaje durante un incidente de descompresión. [29] Sin embargo, los eventos de descompresión han resultado fatales para los aviones de otras formas. En 1974, la descompresión explosiva a bordo del vuelo 981 de Turkish Airlines hizo que el piso colapsara, cortando cables de control de vuelo vitales en el proceso. La FAA emitió una Directiva de aeronavegabilidad el año siguiente que requería que los fabricantes de aeronaves de fuselaje ancho reforzaran los pisos para que pudieran resistir los efectos de la descompresión en vuelo causada por una abertura de hasta 20 pies cuadrados (1.9 m 2) en el compartimento de carga del piso inferior. [30] Los fabricantes pudieron cumplir con la Directiva ya sea reforzando los pisos y / o instalando respiraderos de alivio llamados " paneles de ranura " entre la cabina de pasajeros y el compartimiento de carga. [31]

Las puertas de la cabina están diseñadas para que sea casi imposible perder la presurización al abrir una puerta de la cabina en vuelo, ya sea accidental o intencionalmente. El diseño de la puerta del enchufe asegura que cuando la presión dentro de la cabina excede la presión exterior, las puertas se cierran a la fuerza y ​​no se abren hasta que se iguale la presión. Las puertas de la cabina, incluidas las salidas de emergencia, pero no todas las puertas de carga, se abren hacia adentro, o primero se deben tirar hacia adentro y luego girar antes de que se puedan empujar hacia afuera a través del marco de la puerta porque al menos una dimensión de la puerta es más grande que el marco de la puerta . La presurización impidió las puertas del vuelo 163 de Saudiade abrirse en tierra después de que la aeronave realizó un aterrizaje de emergencia exitoso, lo que resultó en la muerte de los 287 pasajeros y 14 miembros de la tripulación por fuego y humo.

Antes de 1996, aproximadamente 6.000 grandes aviones de transporte comercial tenían certificación de tipo para volar hasta 45.000 pies (14.000 m), sin necesidad de cumplir con condiciones especiales relacionadas con el vuelo a gran altitud. [32] En 1996, la FAA adoptó la Enmienda 25-87, que impuso especificaciones adicionales de presión de cabina a gran altitud, para nuevos diseños de tipos de aeronaves. [33] Para aeronaves certificadas para operar por encima de 25,000 pies (FL 250; 7,600 m), "debe diseñarse de manera que los ocupantes no estén expuestos a altitudes de presión de cabina superiores a 15,000 pies (4,600 m) después de cualquier condición de falla probable en el sistema de presurización ". [34]En el caso de una descompresión que resulte de "cualquier condición de falla que no se muestre como extremadamente improbable", la aeronave debe diseñarse de manera que los ocupantes no queden expuestos a una altitud de cabina que exceda los 25,000 pies (7,600 m) durante más de 2 minutos. ni exceder una altitud de 40.000 pies (12.000 m) en ningún momento. [34] En la práctica, esa nueva enmienda FAR impone un techo operativo de 40.000 pies en la mayoría de los aviones comerciales de nuevo diseño. [35] [36] [Nota 1]

En 2004, Airbus solicitó con éxito a la FAA que permitiera que la presión de la cabina del A380 alcanzara los 43.000 pies (13.000 m) en caso de un incidente de descompresión y superara los 40.000 pies (12.000 m) durante un minuto. Esta exención especial permite que el A380 opere a una altitud mayor que otras aeronaves civiles de nuevo diseño, a las que aún no se les ha concedido una exención similar. [35]

Normas internacionales [ editar ]

El Integral de Exposición a la Despresurización (DEI) es un modelo cuantitativo que utiliza la FAA para hacer cumplir las directivas de diseño relacionadas con la descompresión. El modelo se basa en el hecho de que la presión a la que está expuesto el sujeto y la duración de esa exposición son las dos variables más importantes en juego en un evento de descompresión. [37]

Otros estándares nacionales e internacionales para pruebas de descompresión explosiva incluyen:

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

Accidentes e incidentes de descompresión notables [ editar ]

Los incidentes de descompresión no son infrecuentes en aviones militares y civiles, con aproximadamente 40 a 50 eventos de descompresión rápida que ocurren en todo el mundo anualmente. [38] Sin embargo, en la mayoría de los casos el problema es manejable, las lesiones o daños estructurales son raros y el incidente no se considera notable. [22] Un caso reciente y notable fue el vuelo 1380 de Southwest Airlines en 2018, donde una falla no contenida del motor rompió una ventana, causando que un pasajero quedara parcialmente destruido. [39]

Los incidentes de descompresión no ocurren únicamente en aviones; El accidente de Byford Dolphin es un ejemplo de descompresión explosiva violenta de un sistema de buceo de saturación en una plataforma petrolífera . Un evento de descompresión es un efecto de una falla causada por otro problema (como una explosión o una colisión en el aire), pero el evento de descompresión puede empeorar el problema inicial.

Ver también [ editar ]

  • Presurización de la cabina  : proceso para mantener la presión del aire interno en la aeronave
  • Descompresión (altitud)  : reducción de la presión ambiental debido al ascenso sobre el nivel del mar
  • Descompresión (buceo)  : la reducción de la presión ambiental en los buceadores submarinos después de la exposición hiperbárica y la eliminación de gases disueltos de los tejidos del buceador.
  • Descompresión (física)  : reducción de la presión o compresión
  • Tiempo de conciencia útil

Notas [ editar ]

  1. ^ Las excepciones notables incluyen el Airbus A380 , Boeing 787 y Concorde

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Exposición humana al vacío
  • ¿Explotará un astronauta si se quita el casco?