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Como se construyen los aviones

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Como se construyen los aviones
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La noción de seguridad en el diseño de los aviones está íntimamente ligada al concepto anglosajón de las vorthines de choque, que puede definirse como la seguridad que el avión debe ofrecer a las personas y a los objetos transportados, así como a los terceros en la superficie, que sobrevivirán incluso en caso de accidente.

El ejemplo más reciente de esto fue el exitoso aterrizaje del A-320 de US Airways en las heladas y turbulentas aguas del río Hudson el 15 de enero en la ciudad de Nueva York. El hecho de que la aeronave no haya sido destruida cuando cayó al agua habla no sólo de la experiencia del comandante Chesly Sullemberger, sino también de la calidad del diseño de la aeronave. Ambos factores (diseño + experiencia humana) permitieron rescatar a 155 personas vivas, incluidos los pasajeros y la tripulación.

En 2008, según los datos estadísticos de la IATA, el número de víctimas de accidentes de aviación descendió de 692 en 2007 a 502 en 2008, lo que mejoró en un 56% el rendimiento de esta industria, lo que supuso una disminución del número de víctimas mortales del 0,23% al 0,13% por millón de pasajeros transportados. No en vano, Giovanni Bisignani (Director General y CEO de IATA) afirmó recientemente que “tenemos un gran historial de seguridad porque los datos impulsan decisiones que se implementan con estándares globales”, lo que no es poco para una industria que sólo en Estados Unidos mueve 1,1 billones de dólares al año en actividad económica y genera 10,2 millones de empleos.

El cumplimiento de ese objetivo de seguridad consumió varios milenios de la historia de la humanidad.

Consumir con éxito el primer vuelo mecánico fue una tarea que demandó al hombre unos 2.200 años, desde los primeros intentos de Arquitas de Tarento hasta el año 360 a.C.C, y mucho más tarde por Leonardo Da Vinci, Fray Terci Lana, Antonio Fuente de la Peña, el jesuita Bartholomeu Lourenzo de Guzmao, Clemente Ader -que en 1888 acuñó los términos aviación, aviador y avión- Otto Lilienthal, M. Tatin y Ferdinand Ferber, hasta llegar a los hermanos Wright en 1903.

Desde entonces, un siglo de permanente desarrollo tecnológico (ciencia + técnica) y altos índices de seguridad no han sido un incentivo suficiente para que el legislador regule este aspecto de la industria aeronáutica, ya que hasta la fecha, la responsabilidad del fabricante de aeronaves sigue siendo uno de los capítulos no legislados por la Ley Aeronáutica, ni en el orden interno ni en el orden internacional, salvo lo regulado por el Código de Navegación italiano de 1942.

Por estas razones, desde este foro intentaré describir no sólo qué aspectos del diseño y la seguridad son de interés para la ley, sino también hasta qué punto el constructor puede ver comprometida su responsabilidad si algún elemento o aspecto de ese binomio no funciona correctamente y ese fallo genera daños a personas o cosas.

No sería prudente cerrar esta introducción sin aclarar previamente que, dado que la ingeniería aeronáutica es considerada la primera tecnología de vanguardia en la historia de la humanidad, no tengo ninguna duda de que no se trata tanto de la máquina de vapor de Watts como de la invención de los hermanos Wright en 1903, que permitió al hombre entrar realmente en la modernidad tecnológica, ya que de ella descendió un linaje científico y técnico como nunca antes se había visto.

El mejoramiento de la radio, las comunicaciones inalámbricas, el laringófono y el radar, así como la investigación sobre las ondas de choque, la termoaerodinámica y las teorías sobre los flujos laminares y las capas límite, generaron tal acumulación logarítmica de conocimientos que permitió a la humanidad dar un formidable salto técnico y científico. La medicina también se benefició del estudio de los efectos de la aceleración sobre el organismo humano y la relación hombre-máquina, lo que condujo no sólo a la presurización de las cabinas de los aviones, sino también a nuevas investigaciones en medicina aplicada que condujeron al desarrollo de terapias alternativas, como las que utilizan cámaras hiperbáricas, por ejemplo. La física de los materiales se vio favorecida por las nuevas aleaciones aportadas por la industria aeronáutica para mejorar la resistencia de los metales a la fricción del aire y reducir el peso de los aviones con un doble objetivo: aumentar la seguridad y mejorar la relación coste-beneficio. Las fibras sintéticas, los materiales compuestos, los tejidos y revestimientos ignífugos, los sistemas de deshielo y antihielo son sólo algunos ejemplos de los diversos desarrollos concebidos por la industria aeronáutica.

Por último, la investigación sistemática de los accidentes de aviación ha permitido establecer directrices sobre prevención y seguridad que deberían ser tenidas en cuenta por otras disciplinas o tareas humanas, adaptándolas a sus propias necesidades. Esta “didáctica de la catástrofe aérea” ha contribuido en gran medida a aumentar los índices de seguridad, ya que cada informe técnico elaborado por la respectiva comisión de investigación del accidente se transforma en un catálogo de “lecciones aprendidas” sobre aquellos aspectos que no deben repetirse, con el fin de evitar que vuelvan a producirse nuevos accidentes o incidentes por causas similares. En varias ocasiones, estas lecciones aprendidas han tenido que ver con el diseño y la construcción de aeronaves.

Como se construyen los aviones

El proceso, en el que participan miles de técnicos, pasa por diferentes etapas, desde el diseño, la producción, el transporte de piezas de gran tamaño, el montaje, la prueba de todos los sistemas, hasta la entrega de la aeronave al cliente.

El A320, que entró en servicio en 1998, ha transportado a más de 11.500 millones de pasajeros y ha supuesto más de 204 millones de horas de vuelo. La familia de este exitoso avión tiene 4 tamaños diferentes: A318, A319, A320 y A321, que pueden transportar de 100 a 240 pasajeros.

En América Latina, el A320, junto con sus diferentes modelos, es la familia de aviones de pasillo único más popular. Con 619 aviones de la Familia A320 operando actualmente en la región, 1073 pedidos y unos 534 por entregar, es la opción preferida de las aerolíneas tradicionales, así como de las aerolíneas de bajo coste de rápido crecimiento.

En 2015, Avianca realizó el mayor pedido en la historia de la aviación en América Latina con la compra de 100 aviones de la Familia A320neo, el miembro más reciente de la Familia A320, cuyas iniciales en inglés se refieren a la nueva tecnología de opción de motor porque ahorra consumo de combustible y reduce la huella acústica en comparación con los aviones de la generación anterior, pero ¿se ha preguntado alguna vez cómo se fabrican estos aviones?

La construcción de un avión es el resultado de la participación de diferentes clusters y cadenas de producción globales y del proceso de fabricación de Airbus, así como de los avances e innovaciones generados en la industria aeronáutica. Con técnicas eficientes y modernas, la empresa se caracteriza por sus rigurosas y complejas pruebas de certificación en el mercado del transporte aéreo y actividades relacionadas.

Fase 1: El diseño general de la aeronave

El diseño se concibe desde los diferentes centros de ingeniería de la empresa, donde se valoran y trabajan temas de integración en arquitectura, diseño general y cálculo estructural.

Fase 2: Transporte de grandes secciones premontadas

Estas piezas se transportan desde sus lugares de producción hasta las líneas de montaje final en las plantas de Toulouse, Francia, y Hamburgo, Alemania. Esto se hace mediante el servicio de una flota de 5 aviones A300-600ST modificados llamados “Beluga”, por su curiosa estructura de ballena, que permite la carga de alas completas de fuselaje.

Fase 3: Comienza el extenso y complejo proceso de montaje

Después del transporte de las piezas más grandes, el fuselaje delantero y trasero debe pasar por un proceso de aclimatación al edificio, para evitar dilataciones o contracciones en el material. Estas secciones se unen aplicando la técnica de remachado orbital. Los cables y tuberías de cada fuselaje están conectados y acoplados con sus contrapartes, un proceso en el que cada pieza debe encajar con precisión.

Tras el montaje de los grandes elementos estructurales, los esfuerzos se concentran en la conexión de cables y tuberías de los diferentes sistemas del avión. Los mazos de cables deben estar unidos y estructurados de forma lógica, según el diseño y siguiendo las indicaciones que cada cable contiene en su funda en forma de etiqueta. Esta conexión de cables multicolor de kilómetros se cubre con paneles térmicos y acústicos y revestimientos. A continuación, los operadores cuidan el suelo de la aeronave, utilizando paneles ligeros de materiales compuestos, que luego son revestidos con un material plástico adecuado para protegerlos.

En la línea de montaje, después de ensamblar los diferentes elementos estructurales, como el fuselaje, las alas, los estabilizadores horizontales y verticales, el avión avanza en el hangar a través de las diferentes estaciones de trabajo. Allí se instalan los sistemas de la aeronave (hidráulicos, eléctricos, de combustible, entre otros) y las superficies de control y se revisan exhaustivamente. Luego se colocan los pilones, que son las estructuras que sirven de anclaje de los motores al ala.

El siguiente paso es el montaje del tren de aterrizaje: el tren principal y el tren delantero. Este sistema permite posicionar el avión en el suelo y, junto con los frenos, absorber la energía cinética generada durante el aterrizaje, a partir de este momento, el avión puede moverse fácilmente dentro del hangar.

Para continuar con el montaje de la aeronave, procedemos con las superficies de control, como el timón de dirección (vertical) y el timón de profundidad (horizontal), cuya función es hacer que la aeronave ascienda o descienda; los alerones, cuya misión combinada con el timón de dirección permite que la aeronave realice giros compensados; y los flaps, que aumentan la elevación de las alas cambiando su aerodinámica durante los despegues y aterrizajes.

Posteriormente, se coloca el cono de la cola del avión, un elemento importante para reducir la resistencia aerodinámica del fuselaje. Luego, el radomo o nariz del avión que esconde el radar y las antenas, esenciales para la navegación.

Para completar la fase de construcción, el interior de la estructura está equipado con la colocación de baños, cocina, sillas de 18 pulgadas (el Airbus estándar) y cajones para maletas que ofrecen más volumen que cualquier otro avión de pasillo único.

Fase 4: Montaje final e instalación del motor

El motor está instalado, en el caso específico del Airbus A320, un motor turbofán para proporcionar potencia de empuje. Los modelos A319neo, A320neo y A321neo, lanzados en diciembre de 2010, ofrecen la posibilidad de elegir entre dos nuevos motores (PurePower PW1100G-JM de Pratt y Whitney y LEAP-1A de CFM International), e incorporan grandes dispositivos aerodinámicos en la punta de las alas, conocidos como Sharklets.

A continuación, se inicia un proceso de prueba para verificar que las tuberías, el sistema hidráulico y la conductividad eléctrica funcionan perfectamente. Además, el fuselaje se prueba para corroborar el bombeo de aire comprimido en la cabina, para asegurar suficiente oxígeno a los ocupantes cuando el avión alcanza gran altura. Del mismo modo, se lleva a cabo una prueba exhaustiva del funcionamiento de las alas y del timón. En esta fase, el avión también se pinta con materiales resistentes a los rayos UVA y los colores de la aerolínea compradora.

Fase 5: Proceso de certificación de Airbus

Después de estos pasos, la aeronave pasa a la quinta etapa de certificación, donde debe pasar rigurosas pruebas de vuelo preparatorias, tales como la potencia de frenado, el arranque del motor, las alas y los alerones, y luego ser certificada a lo largo de su vida útil.

Fase 6: Entrega, una aeronave está lista para viajar

Este proceso se resume en la verificación de la aeronave de acuerdo con la especificación contractual para realizar la entrega al cliente. El personal técnico de Airbus es responsable de mostrar y verificar paso a paso la estructura de la aeronave al comprador.

Cuantos motores tiene un avión

Hay muchos y cada uno de ellos, con sus ventajas y desventajas. Hay un detalle que es fácilmente identificable y que los diferencia a simple vista: los motores.

Los aviones comerciales de largo alcance pueden tener 2, 3 ó 4 motores. Si nos centramos en el pasado y el presente de la flota de Iberia, veremos que ha habido modelos con cada una de las configuraciones anteriores. Lo que queremos explicarles hoy es la diferencia entre cada uno de los que han pasado por la empresa. Hubo un tiempo en que tenía el B757, que era bimotor, y el B747, que era de 4 motores. Hoy en día, ha comenzado a reemplazar los más antiguos A340 de su flota, que son los cuatro motores, por los modernos, económicos y más eficientes A330, que son bimotores.

Dicen que han conocido a veteranos pilotos de Iberia que prefirieron volar con 4 motores, porque para el largo radio y sobrevolar grandes océanos o desiertos inhóspitos, en caso de avería del motor, se tiene más “tranquilidad” con un avión que tiene 4 motores. Los tiempos han cambiado mucho y la tecnología ha evolucionado lo suficiente como para que un avión de 2 motores sea fiable y, sobre todo, en caso de fallo del motor, esté listo para volar con el motor parado.

Se trata principalmente de una cuestión de economía. Hay compañías aéreas que nunca han utilizado aviones de 4 motores para sus radios largas y no han tenido que lamentar ninguna desgracia como resultado de ello.

Como dijimos antes, los aviones de 4 motores podían aportar más tranquilidad hace años. Además, una ley aeronáutica internacional no le permitía volar con dos motores, especialmente sobre océanos y desiertos. Pero se ha trabajado mucho en las últimas dos décadas – fabricantes en contacto con las compañías aéreas – y esa ley se ha vuelto obsoleta. Hoy podemos concluir que sí, cuantos más motores más empuje, pero también más queroseno gastado y mucho más precio a la hora de comprar el avión.

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