Diseñar un avión comercial moderno no es nada sencillo, es una tarea titánica que requiere de miles de personas y millones de horas de trabajo, aunque dispongamos de la más avanzada tecnología, es necesario contar con un amplio abanico de profesiones entre el equipo de diseño y, por supuesto, de construcción de la nueva aeronave.
Fase de pruebas del nuevo avión
Pero, una vez realizada la primera o las primeras unidades, el trabajo duro no acaba. Comienza una carrera de fondo para poder certificar el avión y que este pueda ser vendido a las aerolíneas, por tanto, cumplir con los requerimientos de los reguladores internacionales es un paso clave en el desarrollo de cualquier aeronave.
Y es que estos requisitos son seguidos al pie de la letra en la etapa de diseño y fabricación del avión, pero como se suele decir «no es lo mismo sobre el papel que en la vida real», así que el nuevo avión tiene que demostrar sus capacidades en una serie de pruebas que requieren lo máximo de él, en condiciones muy duras que muchas veces duplican o triplican las condiciones con las que se encontrará en sus operaciones diarias. Porque, como no podría ser de otra forma, safety first.
Una de esas pruebas es la denominada como «hot and high» algo así como «caliente y alto» y es que se trata de, precisamente, operar el avión en aeropuertos que se encuentran a gran altitud con un clima caliente. Y esto, ¿por qué? Antes de explicarlo, hay que decir que no hay un límite claramente establecido para declarar un aeropuerto como hot and high, pero generalmente se piensa en este tipo de aeropuertos cuando estos se encuentran a más de 2000 m sobre el nivel del mar.
Descripción de la prueba
Bueno, los motores de los aviones actúan un poco como el motor de un coche (salvando evidentemente las enormes diferencias) y es que a nivel de mar con una temperatura moderada, funcionan mejor que a gran altitud con mucho calor. En el caso de los motores de aviación, necesitan un aire lo más frío y denso posible para que al pasar por las diferentes partes del motor, que este pueda ser comprimido de forma más eficiente y conferir así mayor empuje al avión.
Cuando esto no sucede, es decir, cuando el avión se encuentra a una mayor altitud donde la presión es menor y el aire es más caliente, la efectividad de los motores disminuye, lo que se traduce en una menor potencia de los mismos. Ocurre también que, cuando la temperatura es más alta, la densidad del aire es menor, por lo que es un doble problema.
Sin embargo, esto no afecta únicamente a los motores, sino también a muchas otras partes del avión, que vamos a pasar a explicar brevemente:
- Alas: la sustentación se reduce. Al ser el aire menos denso, las alas no consiguen generar la misma sustentación que al nivel del mar dado que la presión atmosférica es menor, por tanto el flujo de aire que pasa por encima y por debajo del ala también es menor. Esto se traduce en que es necesaria más superficie de ala (flaps y slats) o más velocidad para despegar, lo que implica más distancia.
- Ruedas: los neumáticos del avión son una parte crítica del mismo y, como todo, tienen sus límites. Estos límites se pueden ver superados al necesitar el avión mayor distancia de frenado tras un aterrizaje o de despegue. Sobre todo hay que tener en cuenta que un avión puede tener una mayor distancia de despegue y mayor velocidad para conseguir la sustentación necesaria, por lo que se puede sobrepasar la velocidad máxima del neumático lo que podría provocar daños en los mismos.
- Frenos: los frenos del avión tampoco son tan eficientes cuando se frena en condiciones de mucho calor. Esto es debido a que estos elementos desprenden una gran cantidad de calor durante el frenado y si no son rodeados de un aire más fresco, pueden perder su eficacia provocando que el avión no frene, exactamente igual que pasa en un vehículo con los frenos sobrecalentados.
- Indicadores: la velocidad de los aviones no es fija, como en los coches. Esta velocidad en realidad depende de varias velocidades como la IAS (Indicated Air Speed) y la TAS (True Air Speed). Ambas velocidades son variables según el entorno del avión. Para entender la primera (IAS) hay que tener en cuenta que se basa en un esquema de la OACI denominada ISA (International Standard Atmosphere) que está establecida a una presión de 1013.2mb con una temperatura a nivel del mar de 15º celsius, que se reduce en 2º por cada 1000 pies de ascenso. Sin embargo, esta es una tabla estándar que tiene que ser corregida para compensar la diferencia entre la presión atmosférica de la ISA y la presión real, así como de la temperatura estándar ofrecida por este esquema y la temperatura real. Por poner un ejemplo, el aeropuerto de El Alto (Bolivia) es uno de los más conocidos para realizar estas pruebas. Según la tabla de la ISA tendría que tener una temperatura de 3º celsius y una presión de 1013.2mb, sin embargo, en el momento de escribir este artículo, tiene una temperatura de 14º celsius y 1033mb de presión atmosférica. Una vez entendido esto, se puede deducir que los sistemas del avión tienen que ser recalibrados para calcular la velocidad real del mismo. Si esto se hace de forma equivocada, puede provocar la entrada en pérdida del avión y una rotación muy temprana del mismo.
Y entonces, ¿para qué sirven todas estas pruebas?
Una vez que hemos visto a todas las partes que afectan en una aeronave, es lógico preguntarse para qué sirven todas estas pruebas. Con estas pruebas lo que se consigue es que se determinen los límites del avión en las operaciones diarias que puede tener en este tipo de aeropuertos, para que todas ellas se puedan realizar de forma normal y segura.
Por ello, después de todas estas pruebas, se publican las directivas para los aeropuertos hot and high para ese modelo en concreto, donde se establecen las velocidades de aproximación y aterrizaje, las velocidades de despegue, los pesos máximos permitidos, las temperaturas, en resumidas cuentas, todo lo necesario para que la aeronave pueda operar en esos aeropuertos. Por supuesto, también se publica el rendimiento de los motores en estas condiciones, un aspecto fundamental.
Con esta información, las aerolíneas que adquieran el modelo pueden calcular, entre otras muchas cosas, si venden más billetes a cambio de no llenar las bodegas de carga del avión o si, por el contrario, prefieren llevar las bodegas de carga llenas a costa de llevar menos pasajeros e incluso hacer una escala en vuelos de largo radio para salir con menos peso.
Incluso en los aviones de corto y medio alcance se observa que el despegue es más largo de lo habitual:
Aunque hoy en día no hacen falta modificaciones sustanciales para que los aviones puedan operar en estos aeropuertos porque, generalmente, se decide llevar menos carga, antaño sí que se realizaban versiones especiales de aviones para poder operar en estas condiciones. Hay que tener en cuenta que la tecnología de hace 40 ó 50 años era más limitada, por lo que el desempeño de algunas aeronaves podía no ser suficiente para realizar estos tipos de vuelos.
Normalmente lo que se hacía para estas «versiones especiales» era utilizar un fuselaje más pequeño con unos motores más grandes. Por ejemplo, se desarrolló una versión hot and high del DC-9 que consistió en el fuselaje del DC-9-10 con motores del DC-9-30. También se adaptaron los famosos cohetes JATO para aeronaves civiles, como el B727, para que este popular reactor pudiera operar en aeropuertos como Ciudad de México o La Paz.
En próximos artículos os explicaremos otras pruebas necesarias para la certificación de un avión, como las pruebas de frío extremo, calor extremo, velocidad mínima de despegue o ingestión de agua.
3 comentarios en “Las pruebas hot and high en los aviones comerciales”
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Un artículo muy interesante que a mucha gente le gusta saber, pues por lo general,mucha gente utiliza el avión pero no sabe o no le interesa saber cómo se fábrica o cuantas personas intervienen para hacer la magia 6un avión….saludos
Y eso es solo una pequeña parte de las pruebas que realizan. Por eso la aviación es tan segura. ¡Saludos!