En el nmero A/L-421 publicamos la primera parte de este trabajo, introduciendo el concepto de las operaciones con piloto nico a bordo. Vimos all aspectos de seguridad en vuelo en este entorno de cabina. En la segunda nos ocuparemos de dos apartados fundamentales: consideraciones sobre la carga de trabajo del piloto y, sobre todo, del problema de la incapacitacin del nico a bordo, bien temporal, progresiva o determinante. La ltima parte del reportaje (III) tratar de las alternativas en estudio para estas situaciones extremas, pues la solucin debe resolverse para la condicin ms crtica.

• Operaciones areas con un solo piloto (I) Conceptos y presentaciones econmicas y de seguridad
• Operaciones con piloto nico a bordo en lneas areas (y III): Alternativas para sustitucin del copiloto

La cuestin inicial es considerar la carga de trabajo del piloto en la cabina de vuelo, puesto que se trata de suprimir uno de los puestos actualmente existentes en ella. En situaciones normales, un piloto al mando de Boeing 777, pongo este ejemplo como avin anterior a la ltima generacin y en largas distancias, se ocupa de los mandos unos 7 u 8 minutos durante el trayecto, digamos que los toca durante ese perodo de tiempo, ms o menos. El resto del tiempo es automtico y supervisado por los pilotos. En el caso de aviones de Airbus, o del 787 de Boeing, se ocupa an menos tiempo en el control directo de vuelo, pues son aeronaves ms automatizadas que el anterior citado.

Estado del Boeing 777-200ER de Asiana despus de realizar una aproximacin visual al aeropuerto de San Francisco (foto NTSB).

Desde este punto de vista podra argirse que, dado el poco tiempo de control manual necesario en los aviones actuales, para qu vamos a ocuparnos de los esquemas de carga de trabajo del piloto en cabina? Y esto es as porque, an en situaciones normales de vuelo, nada emergentes, es obligado hablar de carga fsica y de mental del piloto, que son distintas, como reconoce la sicologa aeroespacial. La primera se refiere al nmero de acciones que debe completar el piloto en un tiempo muy concreto y determinado; la carga mental se refiere a la capacidad cognitiva que tiene el piloto en comparacin con la demanda, tambin cognitiva, que exige una tarea determinada para completarla. Por sencillez podemos agrupar ambas parcelas como carga de trabajo, sin ms categora, pues itimos que el piloto est entrenado y dispone de los recursos cognitivos necesarios.

As, se ite a nivel profesional que existe alta carga de trabajo en ciertos momentos de la operacin de vuelo y, por supuesto, otras emergentes, que en su conjunto citamos como ejemplos: comunicaciones, diagnstico de averas o mal funcionamiento de sistemas a bordo, gestin de esos fallos, navegacin, meteorologa muy adversa, gestin de la configuracin de la aeronave (tren de aterrizaje, flaps, etc.), gestin de las modificaciones de autorizaciones (tpicamente en la proximidad de los aeropuertos) y de desvos al aeropuerto alternativo, aproximaciones para aterrizaje en pistas paralelas poco distantes, descensos con perfil optimizado, seleccin de modo de los componentes automticos, vigilancia de riesgos externos (intrusiones en pista, trficos prximos y anticolisin), ejecucin de procedimientos de emergencia y anormales, tratamiento de la descompresin rpida de cabina, supervisin de la evacuacin de emergencia y un amplio etctera.

Automatizacin 593f35

En aviones de ltima generacin cabe decir que algunos procedimientos de emergencia de los citados estn tambin automatizados, por ejemplo, la salvaguarda de la colisin en el aire con otra aeronave. Los aviones de Airbus implantan en los ordenadores de vuelo un modo automtico que ejecuta una maniobra de evasin si se detecta que existe riesgo, el llamado modo AP/FD TCAS (Autopilot/Flight Director Traffic Collision Aviodance System). Si hay trfico de otra aeronave en la vecindad los pilotos reciben avisos, audio e instrumentales de su presencia. Ahora bien, si el sistema reconoce que hay riesgo prximo de colisin lo que reciben es la llamada advertencia de resolucin que significa que hay que hacer algo para evitarla.

Pantalla con informacin de trfico proporcionada por el TCAS.

Esta accin evasiva se ejecuta normalmente mediante el cambio de la velocidad vertical del avin y, desde luego, puede hacerse de forma manual, siguiendo las instrucciones verticales y/u horizontales que para estos casos aparecen en los instrumentos. Ahora bien, si el piloto automtico (AP) est conectado, el sistema ejecutar la maniobra de evasin de forma automtica. Con el AP desactivado, como hemos dicho, el piloto puede volar la maniobra de resolucin manualmente, siguiendo la gua instrumental. Ms an, hoy da casi todos los aviones pueden aterrizar en modo automtico. Si el sistema de aterrizaje instrumental en la pista 28L del aeropuerto de San Francisco hubiera estado en servicio y el piloto de un Boeing 777-200ER de Asiana hubiera armado el autoland de la aeronave, el accidente del 6 de julio de 2013 no se hubiera producido y el avin habra aterrizado de forma automtica.

Queremos decir con esto que el piloto nico a bordo, segn el nuevo concepto que se desarrolla, debe ejecutar o supervisar estos procedimientos y en muchos de ellos necesitar soporte, el que no tendr ahora con el segundo piloto, con el que no que podr hablar, tampoco vigilar el comportamiento del compaero para alcanzar la toma de decisin ms adecuada. Ms sencillo an, sentirse acompaado en un momento de tensin emocional por una advertencia de seguridad en vuelo recibida. O si se quiere, en larga distancia, tener alguien con quien mitigar el aburrimiento. Entonces, el hecho de que un piloto de 777 vuele realmente el avin 7 minutos a lo largo de su extensa ruta es un acontecimiento que puede deslizarse hacia la ancdota, considerando que el esquema de piloto nico debe resolverse para la situacin ms crtica previsible.

Para responder de forma terica a esta situacin multidisciplinar los especialistas que se ocupan de este tema en NASA, EASA, FAA (organizaciones gubernamentales) junto a fabricantes de aviones como Airbus, Embraer (especialmente activa en el tema) y Boeing, han hecho y elaboran diversas investigaciones, segn las cuales la adaptacin a piloto nico en aviacin comercial podra presentarse segn dos modos bsicos de actuacin: El primero de ellos es un hbrido que consiste en mantener un cierto nivel de automatismo en la cabina de vuelo ms la existencia de soporte externo al propio vuelo, por ejemplo un piloto con calificacin suficiente en tierra que cuenta con enlace directo con el avin.

Esto significa a los mandos de vuelo. Viene en llamarse esta solucin como modo de piloto nico distribuido. Un ejemplo sera el piloto nico a bordo y otro en una estacin en tierra con capacidad de tomar el mando de la aeronave si se reconoce que el piloto de a bordo no controla el avin, digamos, por sencillez, al estilo de modo de piloto de aeronave no tripulada. Ntese que, as las cosas, si uno de los soportes hacia la iniciativa de piloto nico se orienta al estado financiero de la compaa area (aparte de la supuesta escasez futura de pilotos) puede preguntarse: qu ventaja econmica hay para la compaa area?

Intervencin 1q3i3v

El concepto que se abre paso en este asunto es que el piloto de tierra interviene en aquella situacin donde hay un piloto en el aire de su compaa con exceso de carga de situaciones anormales, tanto del propio avin y sus sistemas como fisiolgicas del que est a bordo. En situaciones normales el piloto en tierra formara parte de una organizacin de agentes y medios de apoyo en tierra que gestionara el conjunto de aviones de la compaa a lo largo de sus rutas. Otro modo o alternativa incluida en el nuevo concepto de operacin es el llamado modo de piloto nico con alternativa centrada en el avin. En este caso toda situacin anormal se resuelve dentro de la aeronave.

La opcin ms directa para este modo centrado consiste en automatizar por completo las funciones que antes realizaba el segundo piloto. Y no son sencillas. As, por ejemplo, el copiloto virtual valga la categora- debera tener capacidad suficiente de procesar el lenguaje natural, esto es, debe permitir al piloto nico la opcin de solicitar al copiloto virtual que ejecute ciertas acciones, como sucede en la cabina estndar de 2 pilotos, y que ste las reconozca y ejecute. En caso extremo, si el piloto nico es incapaz de volar el avin, porque entra en estado de incapacitacin, el copiloto virtual debera asumir el control de vuelo y aterrizar la aeronave, dada la incapacidad del piloto humano al mando para ejecutarla. Vemos que la cuestin tampoco es sencilla de resolver en este ejemplo, porque el piloto virtual debe reconocer que el que est al mando est incapacitado antes de tomar el control del avin.

Es regla de oro a bordo que en la toma de decisin final no puede existir duda de quin controla la aeronave. Otros ejemplos de este modo seran la presencia de un segundo piloto que viaja en el avin (pero no en funciones de vuelo), esto es, las asumira en situaciones anormales. Tambin, en fin, hay quien piensa que la situacin podra resolverse con un tripulante de cabina (entrenado para ello) que pueda hacerse cargo de los mandos..., pero es una solucin que slo tiene cabida en el anlisis morfolgico del esquema de soluciones que tratamos. Como hemos dicho, de estas situaciones nos ocuparemos en la parte III del reportaje. Hablemos ahora de una cuestin clave.

Incapacitacin del piloto 5n1s6b

La opcin de eliminar el segundo puesto de piloto pivota en torno a una derivada fundamental: la incapacitacin que puede sufrir para volar el piloto nico a bordo. En principio, sealaremos que la incapacidad del piloto al mando para realizar las funciones de vuelo no es novedad. Es tan antigua como la propia aviacin. De hecho, los 2 primeros accidentes areos que se atribuyen a incapacidad del piloto sucedieron en 1911, ocho aos despus del vuelo de los hermanos Wright, aunque hay indicios histricos actualmente que estos 2 accidentes apuntan ms a la prdida de control de vuelo que a la incapacitacin como factor causal principal.

Sea como fuere, la pequea historia de esta incidencia recorre todos los aos de la actividad area, como en la II Guerra Mundial, tan extensa en incapacitacin de personal de vuelo por problemas msculo-esquelticos, cardacos y, en particular, psiquitricos. El estado de incapacidad en vuelo del piloto nico es la situacin ms comprometida a que se enfrenta el modelo de cara futura a su certificacin por parte de aviacin civil. A estos efectos conviene sealar que se distinguen en medicina aeronutica dos trminos: incapacidad y deficiencia.

La incapacitacin (mdica) para vuelo es la condicin segn la cual un miembro de la tripulacin es incapaz de realizar cualquier tarea de vuelo. En trminos de registro, hay estados que aplican un tiempo mnimo de 10 min. en este estado para catalogar tal incidencia mdica en vuelo, es decir, en categora de incapacitacin plena. La definicin ms aceptada de deficiencia (Evans y Radcliffe) es: Incapacidad parcial asociada a sntomas que provocan, o podran provocar, una reduccin de las funciones o una distraccin de la tarea funcional de la tripulacin de vuelo. El piloto, pues, puede realizar tareas de vuelo limitadas, aunque su rendimiento puede estar degradado.

El Manual de Medicina Aeronutica Civil de la OACI (Organizacin de la Aviacin Civil Internacional) cita un modelo matemtico de probabilidad de incidencias mdicas de pilotos a partir de la epidemiologa de la insuficiencia coronaria, elegida sta porque puede aplicarse a otros estados de salud (convulsin, apopleja, etc.). Se conoce por la regla del 1 por ciento. Seala el lmite comn de riesgo para validacin del certificado mdico de piloto de lnea area. Asume que el riesgo de incapacitacin es del 1 por ciento anual, es decir, suponiendo que haya 100 pilotos que padecen la misma afeccin, uno de ellos tendr un episodio de incapacitacin en el entorno de los 12 meses de ese ao, mientras que los restantes 99 pilotos no lo tendrn. Los estudios realizados en este campo muestran que el riesgo de incapacitacin es bajo para edades inferiores a cuarenta aos, aumenta por encima de los cincuenta y se eleva por encima de los sesenta.

A los sesenta aos los datos muestran una tasa media de incapacitacin de aproximadamente 1,2 por ciento. El modelo matemtico de la OACI se orienta a trminos de licencia de piloto y parece claro que, desde el punto de vista de certificacin del procedimiento de piloto nico, la autoridad reguladora deber conocer y concretar las incidencias de incapacidad o deficiencia que se producen en vuelo. Igualmente ocurre con las declaradas por los propios pilotos cuando estn fuera de servicio (digamos que, hasta el momento, aunque se ha estudiado, no se ha encontrado correspondencia entre las incidencias mdicas declaradas por pilotos fuera de servicio con las que se producen en vuelo, en servicio).

La estadstica 2j5z62

Los datos estadsticos de incapacidad ms concluyentes, y que forman parte de todos los estudios, fueron los realizados por DeJohns, de la de FAA (Federal Aviation istration), publicados en Flight Safety Digest en 2005; y el realizado por Evans y Radcliffe en el Reino Unido, en 2012 en Aviation, Space, and Environmental Medicine. No son recientes, pero muy predictivos, Ambos coinciden en plano general y estn sirviendo de base a la investigacin en este campo. DeJohns encontr 39 incapacitaciones y 11 deficiencias en pilotos con licencia ATPL (Airline Transport Pilot Licence) en 47 vuelos durante el periodo que va de 1993 a 1998 (en 3 de los vuelos, ms de un piloto se vio afectado).

Las compaas areas estadounidenses volaron durante los aos citados un total de 85.732.000 h. y, por lo tanto, el ndice de incapacidad en vuelo fue de 0,045 por cada 100.000 h. (4,5e-7 en forma exponencial). Esto corresponde a la ocurrencia de un caso de incapacidad cada 1,85 meses, o cada 2,2 millones de h. de vuelo, retengamos este dato. En el perodo contemplado hubo 2 accidentes areos (no mortales) debidos a deficiencias mdicas de los pilotos. Uno tuvo su origen en la insuficiencia visual del piloto, que us lentes de o monovisin durante una aproximacin. El otro fue por fatiga de la tripulacin de vuelo.

El estudio completo (DOT/FAA/AM-04/16) recoge tambin que hubo situaciones donde se vio afectada la seguridad en vuelo de la aeronave. Ocurri en 7 de los 47 vuelos en los cuales hubo incapacitacin y/o deficiencia. La edad media de los 7 pilotos implicados fue de 48,4 aos. He aqu un par de casos que citamos como ejemplos causales. Un copiloto de Boeing 737 de 45 aos, que sufra abstinencia de alcohol, entr en convulsin y extendi los brazos hacia arriba, rgidos, empuj a fondo el pedal derecho y se desplom sobre el volante de mando cuando la aeronave estaba en aproximacin a pista. El avin descendi a 300 m. del nivel del suelo, en viraje no coordinado, antes de que la tripulacin auxiliar pudiera retirar al copiloto de los mandos, lo que permiti al comandante recuperar el control del avin.

En otro suceso, el pie del copiloto, que estaba en ese momento al mando de un DC-9, se qued atrapado en el pedal del timn tras sufrir un ataque al corazn. El comandante aplic timn opuesto para controlar la aeronave hasta que pudo desalojar el pie de su copiloto. Ntese lo siguiente: el hecho de que la recuperacin del vuelo normal del avin en estos ejemplos que hemos comentado la realizara el piloto sin afeccin compromete sin duda el esquema de piloto nico frente a la autoridad de aviacin civil, en su exigencia de que la alternativa debe contar con peso suficiente de seguridad, dicho en trminos informticos.

Similares y ms recientes resultados fueron, como hemos dicho, los obtenidos por Evans y Radcliffe en Reino Unido en 2004, un estudio que se public en 2012. Ambas investigadoras compararon los datos de 539 pilotos varones, que experimentaron un episodio de incapacidad mdica y encontraron un sesgo definido hacia los grupos de edad ms avanzada (Figura 1). El nmero de episodios demostr el peso estadstico del factor edad en el riesgo de experimentar una incidencia mdica. Un piloto varn de sesenta aos tena 5 veces ms riesgo de incapacitacin que otro de cuarenta. La tasa anual de incapacitacin fue de 40/16.145 (0,25 por ciento). Del nmero de incapacitaciones, la mitad tena origen cardiaco o cerebrovascular.

La deteccin y cuantificacin 8392o

Precisamente, de cara a la nueva iniciativa de piloto nico, es preciso comentar que la deteccin de la incapacitacin del profesional en servicio es ms fcil si se debe a problemas de salud cardiaca que a episodios cerebrales, porque los primeros son ms pronunciados y estn presentes durante un periodo de tiempo ms largo. Ahora bien, el estudio de Evans en el Reino Unido y el de FAA encontraron que, proporcionalmente, las incapacitaciones psiquitricas predominaban como una de las causas mayores de incidencia en vuelo y tales situaciones se acompaan de sntomas ms difusos, hasta el punto de que en ocasiones se detecta slo interrogando al sujeto que la padece.

Las incapacitaciones en vuelo (y una en simulador) que encontraron Evans y Radcliffe fueron predominantemente de origen psiquitrico y gastrointestinal aguda (intoxicacin alimentaria). Curiosamente, en su estudio, notificaron que haba 18 pilotos con licencia JAR clase 1 que no experimentaron incidencia alguna, y tenan edades de 70-79 aos, y hubo 2 ms que sobrepasaban esta banda de edad, tambin sin incidencias, pero es claro que como dato estadstico habra que ponderarlo con mayor muestra.

Las investigadoras inglesas citadas calcularon la tasa anual de incapacitacin de pilotos en el Reino Unido para el ao en estudio en 2,83e-7 incapacitaciones/h. (2,83 por 10 millones de h. de vuelo). Entre los pilotos de lneas areas estadounidenses en el perodo de 1993 a 1998, DeJohns encontr una tasa de 4,5e-7 (4,5 por 10 millones). Las tasas en Estados Unidos y Reino Unido, pues, son de magnitud similar o, al menos, estn en el mismo orden exponencial estadstico. Por consiguiente, trasladando estos datos a la iniciativa de piloto nico, cabe esperar un orden de magnitud exponencial de e-7 en la incidencia de incapacitacin de piloto nico para continuar el vuelo.

Es aceptable este dato desde el punto de vista de certificacin? En la UE se exige cuantificar los niveles de seguridad en la navegacin area segn ATM (Air Traffic Management), versin ESARR4 o superior, que precisa un Nivel Objetivo de Seguridad de riesgo global de accidentes para ATM de 1,55e-8 (1,55 por 100 millones de h. de vuelo). Del mismo modo, las FAR (Federal Aviation Regulations) estadounidenses establecen que la ocurrencia de cualquier condicin de fallo que impida la continuacin segura del vuelo y el aterrizaje de un avin debe tener una probabilidad del orden de 1e-9 o inferior (1 por 1.000 millones de h. de vuelo).

Observamos que los ndices hallados por Evans y DeJohn (2,8e-7 y 4,5e-7, respectivamente) son dos rdenes de magnitud superiores a lo aceptable por las FAR o UE para cualquier condicin de fallo de consecuencias equivalentes. Bien es cierto que las FAR asignan probabilidades mximas a condiciones genricas de fallo y entonces la incapacitacin del piloto debera mejor asimilarse al fallo de un componente. El piloto sera un componente ms del sistema de avin. Pero, en todo caso, dos rdenes de magnitud son clara indicacin de que un solo piloto no cumple los requisitos de aeronavegabilidad, a menos que se proporcione redundancia por otro medio.

Gestin de la incapacitacin del piloto nico a bordo 3v5l66

Sea cual fuere el agente o medios elegidos en apoyo del piloto nico (se podr ver en prxima parte III del reportaje), es obvio que deben ser capaces de intervenir con rapidez. Presentamos a este respecto un conjunto de consideraciones sobre la gestin del piloto nico a bordo incapacitado. Si se elige la automatizacin como apoyo al piloto nico, el enfoque debe ser conservador desde el punto de vista de la seguridad en vuelo, es decir, el agente o medio automtico entra en accin (aunque sea temporalmente) cuando haya que tomar inmediatamente una decisin relacionada con el vuelo y an no hay respuesta firme si el piloto est o no incapacitado.

Por supuesto, el agente o medio de refuerzo debe determinar dnde aterrizar la aeronave. Una cuestin importante y complicada es, que una vez determinado el estado de incapacidad del piloto, la aeronave debe ser inmune a las entradas involuntarias de tal piloto. Pinsese, por ejemplo, que entra en un estado de convulsin (por ejemplo, sncope o epilepsia) y en su accin convulsiva echa la minipalanca o el volante de mando de vuelo hacia atrs u otra posicin. Cmo se debe ejecutar la inmunidad? Decimos esto porque la opcin de bloquear las acciones de mando del piloto a bordo debe manejarse con cuidado y precisa determinar de forma fehaciente que el piloto est realmente incapacitado.

De pasada, hay un aspecto colateral inquietante que no debe obviarse: La mera existencia de esta capacidad de intervencin en el control total del avin es una invitacin para que piratas informticos expertos puedan acceder a las funciones de bloqueo de la aeronave cuando, en la prctica, el piloto nico est en perfectas condiciones de controlar el vuelo. Tambin, si un piloto se recupera del estado de incapacitacin habr que establecer un algoritmo de respuesta: Puede tal piloto recobrar control total de la aeronave o este grado de control debe tener limitaciones?

Deteccin de la incapacidad 1o2t3c

Llegados los casos, pues, estaremos de acuerdo que la deteccin de la incapacitacin del piloto nico, sin la presencia de un segundo piloto humano a bordo, representa uno de los retos ms importantes para la certificacin de las operaciones de piloto nico, aparte de las acciones subsiguientes que deben tomarse tras el reconocimiento de la incapacidad. Se est de acuerdo hoy da que por medios automticos no se podr alcanzar la capacidad de evaluacin del estado de consciencia o salud que tiene el piloto humano respecto a su compaero de cabina.

Dicho esto, tambin se considera que hay muchos datos del estado de salud de un tripulante que podran ser controlados en modo automtico. No se trata de cablear al piloto con sensores por todos lados para determinar sus condiciones fisiolgicas, sencillamente porque es indeseable y los pilotos se opondrn firmemente a ello. Adems, en este caso debera cambiarse la ergonoma del puesto de cabina y hay tambin condiciones de seguridad.

Hay sensores fisiolgicos elaborados para evaluar ciertas variables el estado de salud, como el electroencefalograma.

Dicho esto, tambin es cierto que hay sensores fisiolgicos, poco o nada intrusivos, que pueden evaluar ciertas variables del estado de salud de una persona, que van desde el simple cambio de la frecuencia cardiaca y los niveles de oxgeno en el pulso, hasta medios ms elaborados, como electroencefalograma y la espectroscopia en el infrarrojo cercano, una unidad ptica de imagen que ofrece una visin del cerebro basada en la oxigenacin de la sangre, que, por tanto, proporciona una medida indirecta de la actividad cerebral.

Figura 1: Porcentaje en tasa de incapacitacin por grupo de edad. El estudio, publicado en 2012 en Reino Unido por Evans y Radcliffe, compar datos de 539 pilotos varones que experimentaron un episodio de incapacidad mdica y encontraron un sesgo definido hacia los grupos de edad ms avanzada (fuente de datos, Evans y Radcliffe; dibujo, Technicus Graph para A/L92).

La tecnologa avanza en estos campos hacia la teledeteccin que sera necesaria en el campo que tratamos. Si se consigue, estas mediciones seran la base para evaluar si el piloto nico a bordo est en buen estado de salud y, sobre todo, responde normalmente en sentido neurolgico. En cualquier caso, se presenta un amplio campo por delante, pues no slo se trata del estado de salud del piloto, tambin de su comportamiento en cabina.

Figura 2: Incidencias mdicas ms frecuentes de incapacidad en vuelo segn grupo de edad (fuente de datos, DOT/FAA/AM-04/16 de DeJohn; dibujo de Technicus Graph para A/L92).