Tobogán de evacuación

Un tobogán de evacuación es un tobogán inflable que se utiliza para evacuar rápidamente una aeronave . Se requiere un tobogán de escape en todas las aeronaves comerciales donde la altura del umbral de la puerta sea tal que, en caso de evacuación, los pasajeros no puedan bajar de la puerta sin sufrir lesiones ( la Administración Federal de Aviación exige toboganes en todas las puertas de las aeronaves donde el piso esté a 1,8 metros (6 pies) o más del suelo). 

Los toboganes de evacuación se guardan dentro de la estructura de la puerta, en el compartimento del tobogán , una parte sobresaliente del interior de la puerta del avión que varía según el tamaño del avión, el tamaño de la puerta y su ubicación. En muchos aviones modernos, para reducir el tiempo de evacuación, los toboganes se despliegan automáticamente cuando se abre una puerta en estado de alerta. Los aviones modernos suelen indicar esta alerta mediante una luz indicadora.

Las regulaciones de la Administración Federal de Aviación ( FAA) y la EASA exigen un método de escape aprobado en todas las salidas de las aeronaves donde el piso se encuentra a 1,8 m (6 pies) o más del suelo. ^{[ 1 ]} También existen requisitos de diseño para que los pasajeros puedan evacuar dentro de ciertos límites de tiempo; generalmente 90 segundos para aeronaves grandes. ^{[ 2 ]} Un tobogán de evacuación es un tobogán inflable que permite a las personas descender de forma segura desde la salida y tiene una tasa de uso suficientemente alta para cumplir con los tiempos de evacuación. Los toboganes de escape son el medio de referencia para el cumplimiento de la regulación, aunque algunas aeronaves de carga utilizan métodos diferentes. 

El primer tobogán de evacuación de aeronaves fue desarrollado y producido por Air Cruisers, fundada por James F. Boyle, inventor del chaleco salvavidas de la Segunda Guerra Mundial, el " Mae West ". ^{[ 3 ]} La patente para el conjunto del tobogán de escape inflable fue presentada por Boyle en 1954 y el diseño fue patentado en 1956 con el número de patente 2,765,131. ^{[ 4 ]} Hoy en día, Air Cruisers forma parte de Zodiac Aerospace y es propiedad de Safran , el mayor proveedor mundial de toboganes de evacuación. ^{[ 5 ]} Antes de los inflables, algunas aeronaves de pasajeros utilizaban toboganes de lona que requerían que la tripulación realizara un extenso procedimiento de montaje. Todavía se encuentran toboganes de lona en algunas aeronaves rusas fuera de producción.

En 1965, la idea se desarrolló aún más combinando el tobogán inflable con una balsa integrada. Anteriormente, las balsas salvavidas se transportaban por separado en la cabina y la tripulación las desplegaba manualmente tras un amerizaje . El nuevo diseño de tobogán/balsa fue presentado a la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) por Jack Grant, superintendente de seguridad de operaciones de Qantas . ^{[ 6 ]}

Hay cuatro tipos de ayudas inflables para la evacuación de aeronaves cubiertas por la Orden Técnica de la EASA: ^{[ 7 ]}

Los toboganes tipo I y los toboganes/balsas tipo II funcionan igual en tierra, permitiendo el descenso desde la puerta hasta el suelo. Un tobogán/balsa también funciona como balsa salvavidas en caso de desembarco en el agua y, por lo tanto, debe incluir características específicas para la supervivencia en el mar, como una cubierta desmontable, dispositivos de enderezamiento y kits de supervivencia que contengan elementos como tapones para fugas, remos y bengalas . ^{[ 8 ]} Incluso cuando solo se instala un tobogán tipo I, tiene suficiente flotabilidad para actuar como ayuda en caso de un desembarco en el agua.

Una rampa inflable de tipo III es una pequeña plataforma que se puede instalar para facilitar el acceso, por ejemplo, desde una puerta de salida sobre el ala a una zona de la estructura desde donde se puede descender mediante un tobogán independiente o saltando, según la altura.

El tipo IV combina la rampa y el tobogán en una sola unidad funcional. Las salidas sobre las alas de los aviones Airbus A320 , Airbus A380 , Boeing 747 , Boeing 757 , Boeing 767 y Boeing 777 utilizan rampas con toboganes en diversas configuraciones.

Los toboganes pueden ser de uno o dos carriles, según el ancho de la salida a la que se instalen, y en las pruebas deben mostrar una tasa de salida nominal de 70 personas por minuto por carril. Un tobogán de dos carriles es capaz de transportar dos filas paralelas de evacuados y se utiliza normalmente en las puertas principales de los aviones de fuselaje ancho . Los toboganes y las balsas de toboganes se pueden separar del avión. Esto puede implicar, por ejemplo, levantar la solapa de la barra de sujeción y tirar de la manija de desconexión. Estos procedimientos suelen estar señalizados en rojo en el tobogán con la leyenda "Solo para uso en amerizaje". Una vez separado el tobogán, permanece unido al avión mediante una línea de amarre. Esta línea se romperá si el fuselaje se sumerge o se puede desconectar con la manija de desconexión o con un cuchillo suministrado.

Otro tipo único de tobogán de evacuación se encuentra en la familia de aeronaves DC-9 y sus sucesores, el MD-80 y el Boeing 717. Este tipo de tobogán está ubicado en el cono de cola de la aeronave y se despliega después de que este se desprende, permitiendo la evacuación por la parte trasera del fuselaje. El procedimiento para usar esta salida puede implicar retirar un mamparo de presión de tipo tapón o una puerta batiente que conduce directamente a una pasarela. Al final de la pasarela se encuentra el conjunto del tobogán y una manija manual para el desprendimiento del cono de cola, que se utiliza si este no se ha desprendido automáticamente al abrir la entrada de la pasarela.

Una de las innovaciones más recientes en tecnología de toboganes de evacuación se encuentra en el Airbus A380 , desarrollado por Goodrich Aircraft Interior Products. ^{[ 9 ]} Algunos toboganes a bordo de la aeronave cuentan con el Sistema de Inflado Tribrid, conectado a un sistema de detección dentro de la puerta. Si la puerta se abre en modo de emergencia con una actitud anormal (por ejemplo, con la nariz hacia arriba debido a la pérdida del tren de aterrizaje), el tobogán se inflará normalmente, pero también se inflarán varios pies adicionales para asegurar que llegue al suelo. Esto contrasta con el Boeing 747, ya que las puertas de esa aeronave no cuentan con dicho sistema; si el tobogán no llega al suelo, las puertas deben bloquearse para evitar lesiones a los pasajeros.

Los toboganes instalados junto a las puertas principales del fuselaje se montan en la propia puerta. Este embalaje normalmente se encuentra en el interior de un soporte para toboganes , una parte que sobresale en el interior de la puerta de la aeronave y que varía según el tamaño de la aeronave, el tamaño de la puerta y su ubicación. En las puertas anchas típicas de las aeronaves grandes, estos toboganes son de doble carril y pueden transportar dos filas paralelas de evacuados. ^{[ 1 ]} Para reducir el tiempo de evacuación, los toboganes se despliegan automáticamente cuando se abre una puerta en estado de alerta. Se utilizan diversos indicadores, como luces, banderas y pasadores con cintas, para indicar el estado de alerta. ^{[ 10 ]}

Todos los aviones comerciales grandes tienen toboganes de evacuación en las puertas principales, pero algunos también tienen toboganes de salida sobre las alas. Entre ellos se incluyen los aviones Boeing 767 , Boeing 757 y Airbus A320 . Por lo general, los toboganes de evacuación sobre las alas no están diseñados para usarse en situaciones de amerizaje, ya que no se pueden desmontar y no funcionan, puesto que el sistema se desactiva al entrar agua en los aspiradores del tobogán. Los aviones que no tienen toboganes sobre las alas, como el Embraer 190 , el 717 y el 737 , no los requieren por normativa, ya que cuando los flaps están completamente bajados, se encuentran lo suficientemente cerca del suelo como para cumplir con el requisito.

Las salidas de ventana suelen presentarse en dos configuraciones:

• Una salida de tipo escotilla sin bisagra , donde la escotilla se desbloquea desde el interior y se tira hacia la cabina para desecharla. Algunas aerolíneas recomiendan colocar la escotilla en los asientos adyacentes, mientras que otras pueden recomendar dejarla en la siguiente fila de asientos, o girar la salida y lanzarla fuera del avión lo más adelante posible. La manija de inflado manual para el tobogán de evacuación, si está instalado, se encuentra en el marco de la ventana. La mayoría de las salidas sobre las alas de los aviones son de este tipo.
• Una escotilla de salida abatible y autodesechable que se abre automáticamente hacia afuera mediante un resorte al tirar de la manija de salida. Este diseño actualmente solo se encuentra en los aviones Boeing 737 NG y de la familia A320neo .

Las salidas de emergencia por ventana suelen estar equipadas con líneas de seguridad o de rescate. Estas pueden estar fijadas al marco interior de la ventana o ubicadas en un compartimento cercano. Un extremo cuenta con una hebilla para conectarlas a los puntos de anclaje de las alas de la aeronave.

Antes del despegue (normalmente antes del arranque de los motores), la tripulación de cabina activa el modo de armado (o automático) de todas las puertas del avión . Los métodos de armado varían según el avión, pero en última instancia, la barra de seguridad (una barra metálica unida al extremo de la puerta) se fija físicamente a soportes ubicados en el umbral de la puerta o junto a él. En aviones más antiguos, como el Boeing 737 , la tripulación de cabina realiza esta operación manualmente, mientras que en la mayoría de los demás aviones se acciona una palanca en la propia puerta, lo que la arma internamente.

Si se requiere una evacuación rápida y las puertas se abren estando "armadas", la apertura de la puerta extrae el tobogán de la parte trasera (ya que la barra de sujeción está físicamente unida al piso del avión). Debido al peso tanto de la puerta como del tobogán, se requiere un gran esfuerzo para abrir la puerta lo suficiente como para liberar el tobogán de la parte trasera; por lo tanto, en aviones más grandes se activa una función de "asistencia eléctrica" ​​para facilitar la apertura, ya sea eléctrica o mediante gas comprimido. Una vez que el tobogán está completamente libre, cae por gravedad y, tras recorrer cierta distancia, se extrae un pasador de un detonador que contiene gas comprimido y el tobogán se infla. Si este sistema falla, la tripulación de cabina puede inflar manualmente el tobogán tirando de una palanca de inflado manual en la parte superior del mismo. Si esto también falla, los procedimientos operativos estándar exigen que la tripulación de cabina dirija a los pasajeros lejos de la puerta y hacia otra que tenga un tobogán de escape en funcionamiento.

Algunos aviones de fabricación rusa, como el Tupolev Tu-154, tienen un proceso muy complejo para activar y desplegar los toboganes de emergencia. Estos se guardan en armarios, generalmente junto a la salida de emergencia dentro del avión. Suelen tener aproximadamente el mismo ancho y alto que un asiento. Para activar el tobogán, hay que tirar de la cubierta frontal hasta formar un ángulo de 90 grados, luego extenderlo hasta que quede plano sobre el suelo o el umbral de la puerta, abrir la salida de emergencia y empujarlo o patearlo hacia afuera. La gravedad lo atraerá entonces hacia el suelo y se inflará.

Las tarjetas informativas sobre seguridad en la aeronave y las demostraciones de seguridad a bordo muestran a los pasajeros dónde se encuentran las salidas de emergencia más cercanas y cómo usar los toboganes de evacuación. Además, los auxiliares de vuelo reciben una formación exhaustiva en seguridad que incluye el uso de los toboganes de evacuación.

El despliegue involuntario del tobogán ocurre cuando el operador de la puerta de la aeronave intenta abrirla estando en posición de seguridad. Esto le cuesta a la industria millones de dólares en pérdidas de ingresos cada año, estimados en 20 millones de dólares solo en Norteamérica por la tripulación de cabina. ^{[ 12 ]}

Para prevenir este problema, existe un dispositivo que emite una alerta sonora (voz) cuando el operador de la puerta, esté o no capacitado, está a punto de abrirla en la posición de armado. Funciona como un sistema independiente, sin necesidad de realizar ninguna otra acción que no sea armar la puerta según los procedimientos operativos estándar. Al colocar la puerta en la posición de armado, el dispositivo se activa. Puede instalarse como una unidad independiente o integrarse en los sistemas de la aeronave y alimentarse con la energía eléctrica de la misma.

Tanto los toboganes como las balsas salvavidas utilizan sistemas de inflado con gas inerte no explosivo. La FAA exige la evacuación completa de la aeronave en 90 segundos utilizando el 50 % de las salidas de evacuación disponibles. Para cumplir con este requisito, todas las unidades de evacuación deben desplegarse en menos de 10 segundos. En aeronaves grandes de fuselaje ancho, como los A380 y los B747, el despliegue se completa en aproximadamente cinco a siete segundos, dependiendo de las condiciones (como la temperatura y el viento).

El sistema de inflado generalmente consta de un cilindro presurizado, una válvula reguladora, dos mangueras de alta presión y dos aspiradores. El volumen del cilindro puede oscilar entre 100 y 1000 pulgadas cúbicas (1,6 y 16,4 litros) , presurizado a aproximadamente 3000 libras por pulgada cuadrada (200 atmósferas estándar) con nitrógeno gaseoso (N₂ ₎ o una mezcla de dióxido de carbono (CO₂ ₎ y nitrógeno. Si bien antes se fabricaban de acero, la mayoría de los cilindros actuales están hechos de aluminio o núcleos de aleación recubiertos con fibra de vidrio u otros materiales ligeros que ahorran combustible. El CO₂ _se utiliza para disminuir la velocidad a la que la válvula libera los gases.

La válvula reguladora dosifica mecánicamente el gas a una presión de aproximadamente 300 a 600 libras por pulgada cuadrada (20 a 41 atm) y a un caudal de aproximadamente 4 pies cúbicos (0,11 m³ ) por minuto. Normalmente ^, hay dos mangueras de alta presión conectadas a la válvula, que en el otro extremo están conectadas a aspiradores. Estos suelen ser tubos cilíndricos huecos de aluminio con compuertas cilíndricas deslizantes o internas que se abren cuando se aplica gas a alta presión y se cierran cuando el flujo de gas disminuye y la contrapresión interna del riel alcanza aproximadamente 2,8 a 3,7 psi. Funcionan según el principio de Venturi y aspiran aire exterior hacia la unidad de evacuación a una relación de aproximadamente 500:1. Un cilindro de gas de 750 pulgadas cúbicas (12,3 litros) puede llenar un riel con aproximadamente 850 pies cúbicos (24 m³ ⁾ de aire a una presión de aproximadamente 3 psi (0,20 atm) en aproximadamente cuatro a seis segundos.       

Para que el tobogán se despliegue correctamente, se empaqueta de manera que los aspiradores queden directamente debajo de la cubierta exterior. El paquete completo del tobogán, autónomo, mide aproximadamente 0,91 m de ancho, 0,76 m de largo y unos 0,30 m de alto , según el tipo de aeronave. En la parte central delantera del paquete, una pieza multicapa de tejido grueso de uretano o neopreno/nylon, llamada correa, sobresale hasta una longitud de unos 0,61 m . Al instalarlo en la aeronave, se coloca una barra de correa a través del extremo exterior central de la correa y se fija al piso interior, justo dentro y delante de la puerta de salida. En la superficie de la correa hay instrucciones en letras rojas grandes y una manija con la palabra "TIRAR".        

Sin embargo, esto se usa raramente, ya que el cordón unido al asa pasa a través de la correa hasta la válvula, que es varios centímetros demasiado corta cuando la correa está completamente extendida. Cuando la corredera está en posición de armado y la puerta está abierta, el paquete de la corredera se desprende del contrafuerte de la puerta (un contenedor exterior semirrígido) y el peso y el impulso de la corredera tiran del cordón de la válvula, iniciando el flujo de gas. Casi al mismo tiempo, también se tira de un pasador metálico que mantiene cerrado el centro de la maleta, liberando una cadena de margaritas y las dos mitades de la tapa. Cuando se libera la tapa y se activa el sistema de inflado, los dos aspiradores salen disparados de la maleta, absorbiendo grandes cantidades de aire y contenidos únicamente por los tubos de tela a los que están firmemente sujetos.

Para compensar el viento, los nuevos toboganes de evacuación incorporan deflectores internos que inflan primero los extremos más cercanos a la aeronave. Estos deflectores están diseñados para extenderse en forma de cuatro codos y presionar contra el fuselaje, tanto en la parte delantera como en la trasera de la puerta de salida. También cuentan con sujeciones de media amarre que impiden que el tobogán inflable se hunda o se deslice bajo la aeronave. Estas sujeciones están diseñadas para que, cuando el tobogán alcanza una presión relativamente alta (entre 1,5 y 2 psi, o entre 0,10 y 0,14 atm) , se desprendan rápidamente (generalmente hay dos). Dado que los tubos de cabecera ya están contra el fuselaje, el tobogán sale casi horizontalmente de la puerta y luego desciende suavemente al suelo. Las pruebas realizadas con vientos cruzados de 25 nudos (46 km/h) han demostrado la gran eficacia de estos sistemas de despliegue.   

Independientemente del sistema de inflado, todos los toboganes están equipados con al menos un dispositivo de alivio de presión por cámara de inflado. Esto protege la cámara de fallas catastróficas por sobrepresión. (Normalmente, los toboganes modernos constan de al menos dos cámaras de inflado y deberían poder evacuar una aeronave incluso si una de ellas pierde toda la presión).

Todos los nuevos toboganes de evacuación se prueban en una maqueta de una puerta de salida de avión y se graban en vídeo antes de obtener la certificación de aeronavegabilidad y ser entregados al cliente. Además, las unidades nuevas suelen estar fabricadas con materiales de uretano y recubiertas con una capa aluminizada para que resistan durante un breve periodo de tiempo incluso en caso de incendio. Los toboganes más antiguos son amarillos y están hechos de neopreno/nylon.

Aviones como la familia Embraer ERJ , la familia Fokker 50 , la familia Antonov An-148 , la familia ATR y la familia Bombardier CRJ no tienen toboganes de escape porque todas las salidas están a una distancia del suelo (menos de 6 pies (1,8 m) ), por debajo de la cual las regulaciones no requieren dispositivos de asistencia para la evacuación. ^{[ 13 ]} En la puerta de entrada principal, 1L, algunos de estos aviones tienen escaleras que están conectadas a la puerta o se despliegan. 

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