Entender la máxima fuerza g que puede soportar un piloto de combate no es sencillo, y tal vez “sobrevivir” no sea la mejor expresión. Una pregunta más adecuada sería: ¿cuántas fuerzas g puede soportar un piloto sin perder el conocimiento? Esto es clave para comprender cómo se diseñan los aviones de combate en relación con las fuerzas g y cómo afectan al cuerpo humano.
La “fuerza g”, o fuerza gravitacional, es un término que describe las aceleraciones sostenidas que generan una sensación de peso. Un objeto en reposo en la superficie de la Tierra experimenta 1 g, es decir, la fuerza gravitacional normal de la Tierra. En cambio, los objetos que experimentan ingravidez, como los que están en caída libre, se describen como en “gravedad cero”.
En el diseño de aviones de combate, lo crucial no es la velocidad, sino la aceleración y desaceleración. Un ejemplo claro es el avión cohete X-15, que alcanzó velocidades superiores a Mach 6, pero lo determinante es la capacidad del cuerpo humano para soportar el cambio de inercia.
Diferentes niveles de fuerza g y su impacto en los pilotos
El rango de fuerzas g que los pilotos pueden experimentar es amplio. Mientras que 1 g es la gravedad terrestre en reposo, los pilotos están expuestos a niveles mucho más altos.
- 4-6 g: Es el rango que la mayoría de los pilotos pueden soportar sin perder el conocimiento.
- 8 g: Es el máximo al que fueron expuestos los actores de la película Top Gun: Maverick durante el rodaje.
- 9 g: Es lo que soportan la mayoría de los pilotos en aviones de combate durante maniobras exigentes.
- 12 g: Este es el límite del F-15EX en situaciones de emergencia.
- 15-20 g: Son las fuerzas experimentadas durante la expulsión del avión.
Es importante destacar que, en la mayoría de los casos, el daño mortal no proviene de la fuerza g en sí, sino de los cambios repentinos de inercia, como los que se experimentan durante un accidente aéreo. Por esta razón, los vehículos, incluidos los aviones y automóviles, están diseñados con zonas de deformación para absorber parte de la energía y minimizar el impacto.
El riesgo durante maniobras de alta g y cómo los pilotos se preparan
Durante un vuelo, los pilotos experimentan cambios rápidos en las fuerzas g, y la capacidad para permanecer conscientes durante esas maniobras es fundamental. Apenas ocho segundos antes de que un avión experimente un aumento en las fuerzas g, se encienden las señales de cinturón de seguridad para advertir a los pasajeros, aunque esto es más relevante para vuelos comerciales que para pilotos de combate.
En resumen, los pilotos de combate deben estar preparados para enfrentar fuerzas g extremas, y los aviones están diseñados para maximizar la seguridad y la eficiencia en estas situaciones. El entrenamiento es clave para que los pilotos puedan resistir estas fuerzas sin perder el conocimiento, algo que puede marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso en situaciones de combate.
Cómo los pilotos de combate logran soportar fuerzas g
La mayoría de las personas solo pueden soportar fuerzas g entre 4 y 6 g. Sin embargo, los pilotos de combate, gracias a un entrenamiento especializado y trajes anti-G, son capaces de soportar fuerzas de hasta 9 g durante periodos breves, de uno o dos segundos. A pesar de esto, el cuerpo humano no está diseñado para resistir fuerzas g sostenidas, ya que incluso a 6 g, estas podrían ser fatales debido a que la aceleración fuerza a la sangre a salir de la cabeza, privando de oxígeno al cerebro.
En comparación, los astronautas enfrentan fuerzas de alrededor de 3 g durante el despegue. Dependiendo de la dirección de las fuerzas g, el cuerpo puede sentirlas de diferentes maneras: de adelante hacia atrás, de lado a lado, o de la cabeza a los pies. El cuerpo humano funciona de forma similar a una botella de agua, con la sangre fluyendo por su interior.
Efectos de las fuerzas g en el cuerpo humano
A nivel del mar y en reposo (1 g), las personas requieren una presión arterial de 22 milímetros de mercurio para bombear sangre desde los pies hacia el corazón y luego al cerebro. A 2 g, esta presión necesita duplicarse, a 3 g triplicarse, y así sucesivamente. La mayoría de las personas pierden el conocimiento al experimentar entre 4 y 5 g, momento en que el corazón ya no puede generar suficiente presión, lo que lleva a que la sangre se acumule en las extremidades inferiores. Como resultado, el cerebro se queda sin oxígeno, lo que provoca el desmayo.
Los aviones de combate están diseñados para soportar diferentes niveles de fuerzas g. Algunos ejemplos son:
Técnicas de entrenamiento y el uso de trajes anti-G
Los pilotos de combate aumentan su tolerancia a las fuerzas g de dos formas principales. Primero, entrenan usando centrifugadoras que generan fuerzas g artificiales, lo que les permite aprender técnicas de respiración y tensión muscular que ayudan a mantener la sangre en la parte superior del cuerpo durante maniobras de alta g.
La segunda estrategia es el uso de trajes anti-G, que emplean cámaras de aire que se inflan alrededor de las piernas y el abdomen durante maniobras intensas. Esto ayuda a impulsar la sangre hacia la mitad superior del cuerpo, evitando que se acumule en las extremidades y ayudando a los pilotos a mantener la conciencia durante maniobras críticas en el aire.
Tolerancia a fuerzas g negativas y su impacto en los pilotos
La tolerancia humana a las fuerzas g negativas es considerablemente menor en comparación con las fuerzas g positivas. Cuando la presión se invierte y la fuerza se aplica de cabeza a pies, la mayoría de las personas pierden el conocimiento con tan solo 2 o 3 g negativos, ya que la sangre se acumula en la cabeza, lo que puede llevar a efectos graves.
Los aviones de combate son especialmente difíciles de volar, en gran parte debido a las enormes fuerzas g a las que están sometidos tanto los pilotos como las aeronaves. A pesar de que muchos aviones están diseñados para soportar hasta 9 g, el factor limitante en el diseño es la capacidad del piloto para resistir dichas fuerzas. Por ejemplo, aunque el nuevo F-15EX Eagle II está configurado para operar a 9 g, en situaciones de emergencia puede alcanzar hasta 12 g, según los sistemas de control de vuelo.
Como señaló Sandboxx News: “El F-15QA y su hermano el F-15EX pueden tener los sistemas de control de vuelo configurados más allá de un límite de carga de 9 g hasta 12 g en caso de emergencia”. Este tipo de capacidades coloca a estos aviones en un rango superior de resistencia frente a las fuerzas g en comparación con otros modelos.
En cuanto a los aviones acrobáticos, suelen estar diseñados para soportar entre 10 y 12 g, pero durante los vuelos ofrecidos al público, las maniobras rara vez superan las 4 g para evitar riesgos.
Fuerzas g extremas en el cine y la vida real
En la película Top Gun: Maverick, los actores fueron sometidos a intensas fuerzas g de hasta 9 g para dar realismo a las escenas. Según un artículo de PEOPLE, el director Joseph Kosinski explicó que los actores experimentaron fuerzas de hasta 1.600 libras o 8 g. Tom Cruise describió la experiencia como “físicamente agotadora” y mencionó lo difícil que fue soportar estas fuerzas. Por su parte, el actor Greg Tarzan Davis comentó que “no puedes fingir cómo la fuerza g distorsiona tu rostro”, destacando el impacto físico real de las maniobras.
Aunque los 9 g son impresionantes, no representan las mayores fuerzas que los pilotos de combate pueden experimentar. Durante una expulsión de emergencia, los pilotos pueden estar expuestos a fuerzas de entre 15 y 25 g.
Estas fuerzas, aunque breves, son extremadamente peligrosas y pueden causar lesiones en la columna vertebral. Algunos países han informado de una tasa de traumatismos espinales del 20-30% en pilotos que se eyectan, siendo las fracturas y compresiones del segmento torácico los tipos más comunes de lesiones.
Traje antigravedad modificado para pilotos femeninas
En 2020, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos comenzó a probar una versión modificada de su traje antigravedad de tecnología avanzada, específicamente diseñado para pilotos de combate femeninas y otros tipos de cuerpos. Este traje, utilizado desde 2001, fue desarrollado inicialmente para tipos de cuerpos masculinos estándar, lo que hizo que no fuera completamente adecuado para pilotos de estatura más baja o con cuerpos más pequeños o difíciles de ajustar.
La capitana Brittany Trimble, piloto instructora del F-16 Fighting Falcon, fue citada por la Fuerza Aérea en relación con su experiencia probando el traje modificado. Trimble comentó: “A medida que más mujeres se suben a aviones rápidos para completar la misión, creo que la Fuerza Aérea se dirige en la dirección correcta”. Esta modificación en el diseño incluye paneles de cordones anchos en la cintura, muslo y pantorrilla, permitiendo que el traje se ajuste de manera más efectiva a diferentes proporciones corporales.
El ajuste adecuado de los trajes es esencial para que los pilotos puedan soportar las fuerzas G durante las maniobras sin perder el conocimiento. Con estas modificaciones, la Fuerza Aérea busca mejorar la comodidad y la eficiencia de las pilotos femeninas, asegurando que puedan desempeñar su labor en condiciones óptimas. Este avance resalta la importancia de adaptar la tecnología de vuelo para ser más inclusiva, permitiendo a las mujeres participar plenamente en las misiones de combate aéreo.