La fabricación de un avión es un proyecto tan complejo que requiere de miles de personas trabajando coordinadamente en multitud de actividades: analizar el mercado, diseñar, fabricar, ensayar, mantenimiento, etc. Para realizarlas eficazmente existen departamentos especializados. En este artículo hablaremos sobre uno de ellos, el de ingeniería de sistemas de pruebas en tierra.
La aviación es el transporte más seguro que existe y en parte es gracias al trabajo de los ingenieros de sistemas, encargados de que todo funcione según lo previsto.
Para empezar, es conveniente comprender qué significa exactamente el término “ingeniería de sistemas”. Si acudimos a la RAE, ingeniería es “el conjunto de conocimientos orientados a la invención y utilización de técnicas para el aprovechamiento de los recursos naturales o para la actividad industrial”; en cuanto a “sistemas”, por nuestro contexto, sugiero quedarnos con la segunda acepción: “conjunto de cosas que relacionadas entre sí ordenadamente contribuyen a determinado objeto”. Podemos definir, por tanto, al ingeniero de sistemas como la persona encargada de conocer cómo funcionan y se relacionan entre sí los diferentes componentes del avión.
Para construir un avión hay que unir multitud de piezas y equipos diferentes. Estos suelen ser fabricados por empresas externas a las que se les llama proveedores. Poseen sus propias instalaciones y pueden estar ubicadas en diferentes países. Antes de enviar su producto a la cadena de montaje final, realizan una serie de pruebas que garanticen su correcto funcionamiento. El ingeniero de pruebas de un proveedor sólo se preocupa de sus propios equipos. Por el contrario, el ingeniero de sistemas tiene que tener en cuenta el resto de elementos del avión. Por ejemplo, un proveedor de luces sólo probará que, si se recibe la tensión adecuada por sus cables de alimentación, ésta se enciende, mientras que un ingeniero de sistemas probará que, cuando se pulse determinado botón en cabina, se enciende un aviso luminoso en la pantalla de navegación y, debido a que algún sistema de inhibición no está activo, finalmente se enciende.
El ingeniero de sistemas dedicado a las pruebas en tierra es, por tanto, el encargado de probar funcionalmente los equipos durante su proceso de instalación en el avión. El calificativo “en tierra” sirve para diferenciarse de la fase en la que el avión ha empezado a volar y que se llama “línea de vuelo”.
El objetivo de las pruebas es asegurar el funcionamiento de los sistemas, así como su calidad. No es necesario probar todas las funciones de todos los equipos durante su montaje final, a veces se garantiza con el certificado de pruebas realizadas por el proveedor. En esos casos el ingeniero de sistemas se limita a comprobar lo mínimo, como que el equipo enciende.
Las dos principales labores del ingeniero de sistemas son:
- Redactar las pruebas.
- Identificar, si las hay, la causa de los fallos encontrados durante la ejecución de las pruebas. A este proceso se le conoce como “troubleshooting”.
El ingeniero de sistemas no trabaja sólo, sino que colabora con otros departamentos con esta secuencia:
- El diseñador de un equipo, sistema, aeroestructura o nave, establece los requerimientos que deben comprobarse, una vez fabricado el elemento, para demostrar que es apto para el servicio.
- El ingeniero de sistemas de pruebas en tierra escribe las pruebas funcionales que comprueban los requisitos anteriormente mencionados.
- Los ingenieros de medios de prueba y utillaje proporcionan los medios para la ejecución de las pruebas.
- Finalmente, producción se encarga de ejecutar las pruebas. Si algo falla y no tienen clara la causa, lo reportan a ingeniería para que lo analice iniciando así el proceso de troubleshooting.
El ingeniero de sistemas adapta las pruebas a los medios técnicos de los que dispone el centro responsable de su realización, pero en caso de ser necesario, se encargará de solicitar al departamento de medios de prueba su adquisición o fabricación.
Los sistemas del avión pueden clasificarse de muchas maneras: por su tipología, su funcionalidad, etc. Una de las más importantes, y que sirve como estándar aeronáutico de facto, es la que estableció la ATA (Air Transport Association, una asociación privada de transporte aéreo de EEUU) en 1956 y que se llama de capítulos ATA 100. Básicamente numera del 00 al 100 los sistemas del avión. Por ejemplo, el piloto automático es el ATA 22, el tren de aterrizaje el ATA 32, etc.
Por otro lado, los ingenieros de sistemas suelen especializarse por tecnologías:
- Aviónica / navegación / misión: Sistemas electrónicos encargados de la ayuda a la navegación, sistemas de comunicación interna/externa, sistemas defensivos, piloto automático, etc.
- Eléctrica: Sistemas encargados de generar y distribuir la energía eléctrica, luces internas/externas, etc.
- Cargo: Sistemas electrónicos y mecánicos encargados del transporte de cargas.
- Neumática / fuel: Aire acondicionado y refrigeración, sistema de oxígeno, antihielo, combustible, inertización de tanques con nitrógeno, etc.
- Hidráulica / flight controls: Sistemas encargados de mover superficies de mandos de vuelo u otras superficies como puertas, la rampa de carga, etc.
Dentro de una misma tecnología, el tipo de elementos bajo test puede ser variado: mazos eléctricos, tuberías, mangueras, equipos, válvulas…etc. Eso permite agrupar a las pruebas funcionales a su vez en otras sub-categorías:
- Eléctricas.
- Mecánicas.
- Estanqueidad
- Funcionales
- Reglajes y ajustes mecánicos.
- Rodaje de motores/APU (Auxiliar Power Unit).
- Exteriores con motores parados/encendidos.
- Combustible
Por ejemplo, dentro de las pruebas de la tecnología FUEL, puede haber pruebas en seco que sean eléctricas y/o funcionales y otras con combustible propiamente dicho.
Las pruebas deben realizarse tan pronto como la funcionalidad a probar esté instalada para garantizar que se tenga accesibilidad. Por ello, el proceso de pruebas debe integrarse con el proceso de montaje de avión, llamado Build Process, ya que conforme se va fabricando, se van tapando los huecos en la estructura con paneles y pisos. Esto es especialmente relevante en pruebas de sistemas hidráulicos y neumáticos.
Todas la pruebas y el resultado de sus ejecuciones deben estar recogidas en un proceso de gestión documental, bien sea documentación en papel o usando un sistema de gestión informática. La informatización de las pruebas funcionales ayuda en los siguientes aspectos:
- Edición.
- Ejecución.
- Gestión.
- Registro y análisis de resultados.
- Facilita la recogida de datos de armarios eléctricos complejos que se conecten a las interfaces del avión para adquirir y estimular señales.
El listado de pruebas funcionales de un avión depende de su equipamiento, y éste a su vez de la versión de avión. Por ejemplo, no tienen las mismas pruebas un avión de patrulla marítima que una versión para lanzamiento de paracaidistas.
Muchas veces no es posible ejecutar una prueba tal y como estaba prevista y es necesario escribir una nueva, llamada retest, que reemplace a la nominal. Esto puede deberse a diversos motivos: retrasos en la ejecución de la planificación prevista, problemas con los medios de pruebas, defectos encontrados durante o posterior a la ejecución de la prueba, etc. Lo normal es que el retest se haga sobre pruebas de la misma factoría, pero a veces la prueba a repetir depende de otro centro de producción o de un proveedor. En estos casos la factoría en donde se encuentre la pieza objeto de prueba deberá diseñar un retest adaptado a sus instalaciones y accesos, pero asegurando la misma comprobación o al menos equivalente a la que tenía la prueba original.
La aviación es el transporte más seguro que existe y en parte es gracias al trabajo de los ingenieros de sistemas que se preocupan, como hemos visto, de que todo funcione según lo previsto.
