Análisis de seguridad zonal

El Análisis de Seguridad Zonal ( ZSA ) es uno de los tres métodos analíticos que, en conjunto, forman un Análisis de Causa Común (CCA) en la ingeniería de seguridad de aeronaves según SAE ARP4761 . ^{[ 1 ]} Los otros dos métodos son el Análisis de Riesgos Particulares (PRA) y el Análisis de Modo Común (CMA). La seguridad de los sistemas de aeronaves requiere la independencia de las condiciones de falla para múltiples sistemas . Las fallas independientes, representadas por una puerta AND en un análisis de árbol de fallas , tienen una baja probabilidad de ocurrir en el mismo vuelo. Las causas comunes resultan en la pérdida de independencia, lo que aumenta drásticamente la probabilidad de falla. CCA y ZSA se utilizan para encontrar y eliminar o mitigar las causas comunes de fallas múltiples.

El análisis zonal de seguridad (ZSA, por sus siglas en inglés) es un método para garantizar que las instalaciones de equipos en cada zona de una aeronave cumplan con los estándares de seguridad adecuados en cuanto a diseño e instalación, interferencia entre sistemas y errores de mantenimiento. En las áreas del avión donde se instalan múltiples sistemas y componentes muy próximos entre sí, se debe asegurar que el análisis zonal identifique cualquier falla o mal funcionamiento que, si bien se considera sostenible, podría tener consecuencias más graves al afectar negativamente a otros sistemas o componentes adyacentes.

Los fabricantes de aeronaves dividen la estructura del avión en zonas para cumplir con las normas de aeronavegabilidad , el proceso de diseño y para planificar y facilitar el mantenimiento. La norma aeronáutica de uso común ATA iSpec 2200 , que reemplazó a ATA Spec 100 , contiene directrices para determinar las zonas del avión y su numeración. Algunos fabricantes utilizan ASD S1000D con el mismo propósito. Las zonas y subzonas generalmente se relacionan con barreras físicas en la aeronave. Se muestra un mapa de zonas típico para un avión de transporte pequeño. ^{[ 2 ]}

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  Mapa de zonas de una aeronave

Las zonas de las aeronaves difieren en cuanto a su uso, presurización , rango de temperatura , exposición a condiciones climáticas adversas y rayos , así como en los riesgos que presentan, como fuentes de ignición, fluidos inflamables , vapores inflamables o maquinaria rotativa. Por consiguiente, las normas de instalación varían según la zona. Por ejemplo, los requisitos de instalación del cableado dependen de si se instala en una zona de incendio, una zona de explosión del rotor o una zona de carga.

ZSA incluye la verificación de que el equipo del sistema y los cables de interconexión, así como las líneas hidráulicas y neumáticas, estén instalados de acuerdo con las reglas de instalación y los requisitos de segregación definidos. ZSA evalúa el potencial de interferencia entre equipos. También considera los modos de falla y los errores de mantenimiento que podrían tener un efecto en cascada en los sistemas, ^{[ 3 ]} tales como:

• eje de torsión oscilante
• Fuga de oxígeno
• Explosión del acumulador
• Fuga de líquido
• Rotorburst
• Sujetador suelto
• Purga la fuga de aire
• Cable sobrecalentado
• Error de clave del conector

Se identifican y se realiza un seguimiento de los posibles problemas para su resolución. Por ejemplo, si los canales redundantes de un bus de datos estuvieran enrutados a través de un área donde los fragmentos de una explosión del rotor podrían provocar la pérdida de todos los canales , al menos un canal debería ser redirigido.

El 19 de julio de 1989, el vuelo 232 de United Airlines , un McDonnell Douglas DC-10-10 , sufrió una falla no contenida en el conjunto del disco del rotor del ventilador de la etapa 1 del motor n.° 2. Los fragmentos del motor seccionaron las líneas del sistema hidráulico n.° 1 y n.° 3. Las fuerzas de la falla del motor fracturaron la línea del sistema hidráulico n.° 2. Con la pérdida de los tres sistemas de control de vuelo hidráulicos , el aterrizaje seguro fue imposible. La falta de independencia de los tres sistemas hidráulicos, aunque físicamente aislados, los hacía vulnerables a una sola falla debido a su proximidad. Esto representó un peligro zonal. La aeronave se estrelló después de ser desviada al aeropuerto Sioux Gateway en Sioux City, Iowa , con 111 fallecidos, 47 heridos graves y 125 heridos leves. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

El 12 de agosto de 1985, el vuelo 123 de Japan Air Lines , un Boeing 747-SR100 , sufrió una descompresión de cabina 12 minutos después del despegue del aeropuerto de Haneda en Tokio , Japón, a 24.000 pies de altitud. La descompresión se debió a la falla de un mamparo de presión trasero previamente reparado . El aire de la cabina se precipitó hacia la cavidad no presurizada del fuselaje , sobrepresurizando la zona y provocando la falla del cortafuegos de la unidad de potencia auxiliar (APU) y la estructura de soporte del estabilizador vertical . El estabilizador vertical se desprendió del avión. Los componentes hidráulicos ubicados en la parte trasera del fuselaje también se rompieron, lo que provocó un rápido agotamiento de los cuatro sistemas hidráulicos. La pérdida del estabilizador vertical, junto con la pérdida de los cuatro sistemas hidráulicos, hizo que el avión fuera extremadamente difícil, si no imposible, de controlar en los tres ejes. La falta de independencia de los cuatro sistemas hidráulicos ante una sola falla representó un riesgo zonal. El avión se estrelló contra una montaña cuarenta y seis minutos después del despegue, con 520 fallecidos y 4 supervivientes. ^{[ 7 ]}

• Ingeniería Aeroespacial
• Seguridad aérea
• ARP4761

• Apéndice 1 de la EASA CS-25
• Biblioteca de lecciones aprendidas de accidentes aéreos en el sector del transporte