¿Cuál es la física detrás de por qué morimos cuando un avión se estrella con el suelo?

Hace más de diez años, un viejo colega y conocido, el Dr. Bill Gormley, escribió un artículo bastante accesible sobre el tema de la patología forense en la investigación de accidentes de aviación. Se incluye en esta edición del Foro ISASI : http://www.isasi.org/documents/f…. En él, incluyó una tabla corta que asociaba la supervivencia de los accidentes con las fuerzas que pueden causar varios tipos de lesiones fatales.

Básicamente, señaló que las compresiones espinales de hasta 20-25 Gs en el eje vertical del cuerpo (cabeza a pies, también conocidas como “Gz”) son sobrevivibles. Es por eso que los asientos de los aviones están diseñados para colapsar a menos de 16 G de fuerza de impacto, para darle al cuerpo la oportunidad de manejar las fuerzas residuales encontradas durante la secuencia del choque. Una llamada “rotura aórtica” – laceración de la aorta por la fuerza de ser arrojada dentro del cuerpo por fuerzas de choque – ocurre en el rango de 50 G.

Entonces, la respuesta corta es que las fuerzas asociadas con un accidente aéreo son inmensas, y la mayoría de las aeronaves y sus muebles interiores están diseñados para tratar de derrumbarse y absorber (o al menos extender) esas fuerzas hasta un nivel que el cuerpo humano pueda sobrevivir. Los cuerpos humanos son duros, pero un choque potencialmente puede repartir más de lo que pueden manejar.

Cualquier daño que sobresalga o vuele alrededor del “volumen ocupable” del espacio dentro de una aeronave que el diseño intenta proteger también puede matar a las personas, al igual que el fuego o el humo después del choque. Todas esas son consecuencias de una secuencia de choque más allá de la simple transferencia de fuerzas de impacto a los cuerpos, pero también deben ser provistas.

(Dato curioso: el cuadro de Bill señala que la “fragmentación del cuerpo” requiere alrededor de 350 Gs. Sí, lo he visto).

Aquí hay un ejemplo simple. Suponga que su avión golpea la ladera de una colina mientras vuela relativamente lento a 360 km / h (aproximadamente 225 mph), o 100 metros por segundo. Suponga que se sienta en una fila que está a 10 metros del frente del avión. Y suponga que, milagro de milagros, su cuerpo sufre una desaceleración uniforme antes de detenerse como parte del accidente en la ladera.

Esa desaceleración uniforme equivaldría a más de 50 veces la gravedad terrestre estándar. Entonces, su cuerpo básicamente estará colgando de ese cinturón de regazo, pesando 50 veces su peso normal, durante aproximadamente 0.2 segundos. Suponiendo que el cinturón no se rompa, la fuerza podría ser suficiente para rasgar su cuerpo en dos, pero al menos, es probable que cause lesiones graves a todos sus órganos internos en su cavidad abdominal.

Pero espera. Su desaceleración no será uniforme. Tampoco te detendrás por completo antes de golpear partes ya arrugadas del avión frente a ti. Además del trauma por fuerza contundente, muchas de estas piezas también serán afiladas y nerviosas, causando graves cortes y heridas punzantes, apuñalando su cuerpo en lugares aleatorios.

Y luego, el resto del avión, aún viajando a una velocidad considerable, te aplasta. Todos los asientos y personas detrás de usted, sin mencionar varias partes del avión, carros de servicio en vuelo y demás, algunos de los cuales son bastante duros, bastante pesados.

Pero supongamos que por algún milagro, sobrevives a todo e incluso si estás sangrando profusamente, aún no estás desangrado. Notarás que probablemente estés cubierto de combustible para aviones cuando los tanques de combustible en las alas y el cuerpo del avión se rompan. Y es muy probable que este combustible se incendie, ya que hay muchas fuentes de ignición: pedazos calientes de los motores que se desintegran, chispas eléctricas, otras chispas arrojadas a medida que las partes metálicas se raspan y rasgan. Cuando sucede, estás en medio de un infierno, causado por la quema de varias toneladas (posiblemente muchas decenas de toneladas) de combustible para aviones, sin mencionar todo tipo de otras cosas (plásticos, telas, fluidos, lo que sea). que arde con eso. Lo que puede ser una bendición disfrazada, ya que el humo probablemente hará que pierdas el conocimiento en poco tiempo, por lo que no experimentarás que te quemen en forma crujiente.

Lo sorprendente es que de vez en cuando, contra todas estas probabilidades, algunas personas sobreviven a choques severos (aunque a menudo con lesiones masivas y debilitantes).

Estábamos obligados a discutir accidentes bien conocidos durante el entrenamiento recurrente. Uno de los más famosos fue el accidente de Pappa India, o el accidente de Stains, un tridente BEA (ahora parte de British Airways).

Se cree que el capitán sufrió un ataque al corazón poco después del despegue y la “limpieza” del avión se salió de la secuencia. Ambos conjuntos de dispositivos para permitir que la aeronave vuele más despacio (aletas y dispositivos de borde de ataque) fueron mal manejados y el resultado fue una pérdida profunda que hizo que la aeronave golpeara el suelo en una actitud muy plana.

Es interesante leer arriba – “. . . observó que las compresiones espinales de hasta 20–25 Gs en el eje vertical del cuerpo (de pies a cabeza, también conocidas como “Gz”) pueden sobrevivir “.

Años después conocí a un oficial de policía que había asistido a la escena. Mencionó, pero no estaba seguro de haberle creído en ese momento, que muchos de los pasajeros podrían haber sobrevivido si los servicios de emergencia hubieran podido pasar a las personas que se detenían a mirar. Entonces, una lección allí. Además, cuando puse un hilo reciente, un Col Stapp, se dejó someter a una gran desaceleración para aprender a salir de los nuevos aviones de combate de alta velocidad de esa época. Su trineo de cohetes entró en el agua y lo desaceleró muchas veces, con la lectura más alta de 47 g. Estaba mirando hacia adelante y cuando se lo llevaron, alguien dijo: “Sus ojos están llenos de sangre”.

Eso es lo que yo llamo dedicación. Ambos elementos se pueden encontrar fácilmente con una entrada mínima.

Ah, y de nuevo. Perdimos al piloto de prueba Mike Lithgow y su tripulación en un puesto plano mientras probábamos un BAC 1-11. La marca de impacto en el suelo era marcadamente similar al contorno del fuselaje.

Err, depende.

Si el avión literalmente se estrella y se rompe al golpear algo, su cuerpo estará sujeto a fuerzas mucho más allá de lo que normalmente hace. Un cinturón de seguridad no va a hacer nada por esto:

Este video no es específicamente gráfico, pero es bastante horrible. Se recomienda la discreción del espectador.

La mayoría de los accidentes de avión en los que mueren todos terminarán algo así. Por alguna razón, el avión está fuera de control e impacta el suelo o el agua (nota: el césped que se lanza al agua no es mejor que el suelo). La fuerza del impacto haría que tu cuerpo se sacudiera como una muñeca de trapo. Su cuello puede romperse y puede morir por un golpe de fuerza en un accidente automovilístico: si hay un impacto directo de un avión, será a una velocidad mucho mayor, por lo que la fuerza de desaceleración es mucho mayor. Si su cuerpo no se separa por dentro, su cerebro aún golpeará contra el interior de su cráneo, lo que le causará una conmoción cerebral enorme.

Pero la mayoría de los incidentes de avión no son así. Los aterrizajes accidentales pueden ocurrir donde nadie sale herido: no me gustaría estar en este vuelo, pero más allá de un susto y un inconveniente, todos estaban bien:

En ese caso, el tren de aterrizaje falló en el avión (y aterrizó por la nariz primero, lo que no debería estar haciendo).

Por lo tanto, las fuerzas involucradas en un accidente aéreo pueden variar desde ser inmediatamente destruidas por la desaceleración extrema, hasta algo más leve de lo que experimentarías en un paseo en un parque de atracciones que funciona perfectamente.

Aquí hay un accidente de hace un par de años. De nuevo, fue un aterrizaje forzoso, no un choque absoluto. 3 personas fueron asesinadas.

Así es. 3)

Varias personas salieron volando del avión, y algunas sobrevivieron. Creo que solo una persona que se quedó en el avión murió.

Una fuente secundaria que encontré relacionada con las lesiones en ese accidente está aquí:

“En un informe de ABC News, la jefa de cirugía del Hospital General de San Francisco, Dra. Margaret Knudson, reveló que muchos pacientes estaban cubiertos en lo que se caracterizó como” erupción en la carretera “, un fenómeno más estrechamente relacionado con las personas en accidentes de motocicleta cuando no están vistiendo ropa de cuero. Knudson también dijo que muchos pacientes sufrieron hemorragia abdominal severa que podría haber sido causada por los cinturones de seguridad del avión. Al menos dos personas con fracturas vertebrales quedaron paralizadas y otras sufrieron traumatismos craneales. Algunos pasajeros sufrieron costillas rotas o esternones fracturados por el choque. Otros experimentaron quemaduras leves y muchos tuvieron dificultades respiratorias a corto plazo como resultado del humo y los humos, o posiblemente debido a la desgasificación ”.

Asiana Vuelo 214 pasajeros lesiones médicas | Kreindler y Kreindler LLP | Nacional

Por último, la descompresión explosiva a gran altitud puede ayudarlo. En caso de que haya un evento de descompresión explosiva en el avión, caerá inconsciente muy rápidamente a medida que el aire escapa de sus pulmones y entra en la atmósfera, sofocándolo. con conveniencia Estarías muerto mucho antes de que el avión aterrizara.

Ahí vas.

Las fuerzas de impacto pueden causar fracturas de huesos, médulas espinales destruidas, conmociones cerebrales, sangrado y más. El fuego puede quemarte o, más probablemente, el humo puede asfixiarte. La descompresión explosiva puede literalmente aspirar el aire de su cuerpo. Puede sobrevivir a un aterrizaje forzoso solo para ser atropellado por el camión de bomberos (una persona que murió en el accidente del vuelo 214 fue asesinada por un camión de bomberos). Es posible que esté esperando en condiciones críticas asistencia médica en un evento de choque importante: literalmente no es posible llegar a todos lo suficientemente rápido. Dependiendo del accidente aéreo específico, puede ocurrir cualquier combinación de lo anterior.

Pero la física de la misma? Regrese al video de un avión que se estrella. Ahora imagina golpear tu cabeza contra una pared a 5 mph. Y en realidad no lo hagas.

Varios fenómenos físicos diferentes pueden provocar un accidente aéreo que puede causar lesiones.

La otra respuesta ya ha mencionado la aceleración que típicamente produce lesiones de tipo aplastante cuando los órganos son forzados contra el interior del cuerpo y comprimidos.

La sacudida que es el nombre físico de una alta tasa de cambio en la aceleración también puede provocar lesiones, principalmente porque un cambio rápido en la aceleración no le da a sus órganos internos suficiente tiempo para responder a la desaceleración repentina del exterior de su cuerpo. Ejemplos de lesiones de esto serían cosas como contusiones cerebrales donde el cerebro impacta violentamente con el interior del cráneo, otros órganos también pueden dañarse de esta manera, bolsas internas de fluido / aire como vasos sanguíneos, intestinos, corazón, pulmones, el estómago, los riñones, etc. pueden romperse.

Esos serían los dos fenómenos físicos principales que producen lesiones por fuerza contundente, luego está el problema adicional del hecho de que los objetos que se convierten en proyectiles o restos también pueden producir un trauma penetrante de fuerza aguda.

Tenga en cuenta que para producir una fuerza aguda, los objetos de trauma no siempre necesitan ser particularmente agudos, simplemente necesitan ser impulsados ​​lo suficientemente fuerte como para ejercer presión suficiente como para perforar la piel e invadir el cuerpo rompiendo y rasgando tejidos en el proceso.

Además, los proyectiles o restos pueden producir traumas de fuerza contundente si los asientos fallan y los pasajeros chocan con restos estacionarios o con cualquier objeto pesado que se suelte en el choque, un teléfono inteligente puede matar a un pasajero en un impacto, incluso unos pocos cientos de gramos pueden causar mucho daño. Si viaja a alta velocidad en relación con el pasajero restringido, los traumatismos craneales graves causados ​​por objetos no sujetos han causado la muerte en accidentes aéreos antes.

Dependiendo de la dinámica del choque (la desaceleración encontrada), los asientos generalmente se arrancarán, con el asiento y el pasajero continuando hacia adelante hasta que golpee el asiento de otro pasajero u otra obstrucción adecuada. A menudo habrá algunas aceleraciones en otra dirección (por ejemplo, vertical o lateral, debido a la salida de las alas y la superficie de control, o encuentros con el paisaje) que romperán el fuselaje y expulsarán a los pasajeros. En general, hay numerosas oportunidades para incurrir en insultos indeseables para el cuerpo.

Generalmente es lo mismo que morir en un accidente automovilístico o cualquier otro evento de desaceleración repentina (como saltar del World Trade Center …)
El avión (o automóvil) se detiene repentinamente (por ejemplo, por impacto en el suelo): su cuerpo se detiene repentinamente pero sus órganos internos (como su cerebro, que no lleva puesto el cinturón de seguridad) impactan sus huesos y se reducen a papilla. En algunos casos, las partes superiores del cerebro se separarán del tronco encefálico o todo el cerebro puede separarse de la médula espinal. En cualquier caso, eres tostada.

La mayoría de las veces, los accidentes aéreos pueden sobrevivir, pero es el incendio posterior al accidente lo que mata a las personas.