Boeing 737 MAX

Maximiliano Bonnin

Universidad Catolica “Nuestra Senora de la Asuncion”Facultad de Ciencias y Tecnologıa

Departamento de Electronica e InformaticaAsuncion-Paraguay

2020maximilianobonnin@gmail.com

Resumen El Boeing 737 MAX, la ultima generacion de una de las ae-ronaves mas vendidas de toda la historia, sufrio dos accidentes aereosfatales (Indonesia y Etiopıa) ocasionando la muerte de 346 personas.La causa de estos desastres aeronauticos esta dada por la inclusion delMCAS1 que compensa el costo aerodinamico de los nuevos motores, sien-do estos esenciales para competir con el consumo energetico eficiente delrenovado modelo de Airbus; ademas la falta de capacitacion de los pilotosa cargo fue crucial, sumado a que el proceso de certificacion fue erraticopor parte de la FAA2. Se realiza un recorrido por toda la historia del737 hasta llegar a la inclusion del MCAS y el impacto economico de losaccidentes del 737 MAX para Boeing.

Keywords: Boeing · control automatico · error de software · sensores ·737 MAX · accidente aeronautico · simuladores · certificaciones · compe-tencia · duopolio · Airbus · FAA.

1. Introduccion

Se estima que a nivel mundial diariamente se realizan cerca de 120.000 vueloscon 12 millones de personas viajando alrededor del mundo, generando 1.260millones de USD en la industria aeronautica por dıa, siendo que la mayorıa deestos vuelos son realizados en aviones disenados por Boeing y Airbus, los cualesson acaparados en una proporcion importante por aeronaves de los modelos737 y A320. Hablando exclusivamente del Boeing 737, se estima que hay unpromedio de 1.250 en vuelo en todo momento, con dos unidades despegando oaterrizando en algun lugar del mundo cada cinco segundos. El duopolio que semanifiesta entre las empresas es comparable con el de Pepsi y Coca-Cola, Visay Mastercard, Android y iOS, entre otros.

1 MCAS: Sistema de Aumento de Caracterısticas de Maniobra.2 FAA: es la entidad gubernamental responsable de la regulacion de todos los aspectos

de la aviacion civil en los Estados Unidos.

2. Boeing

The Boeing Company es una empresa aeroespacial estadounidense, lıder en lafabricacion de aviones comerciales, siendo a la vez el segundo contratista dedefensa del mundo. En los ultimos anos genero anualmente ingresos cercanosa los 90.000 millones de USD, siendo de esta manera el mayor exportador deEstados Unidos. [10] [11]

Figura 1. Logo de Boeing

La companıa esta compuesta por tres unidades de negocio:

Aviones comerciales

Defensa, Espacio y Seguridad

Boeing Global Services

Emplea a mas de 153.000 personas en Estados Unidos y en 65 paıses mas, siendollamativa la principal fabrica de la empresa ubicada en Washington, denomina-da “Fabrica Boeing de Everett”dado que es el edificio mas grande del mundopor volumen con 13.300.000 m3 con 10.000 trabajadores en cada turno. Paradimensionar el tamano de la misma se puede ver en la Figura 2 cuantos estadiosolımpicos caben en la misma superficie. [26]

Tambien resulta interesante que no cuenta con un sistema de refrigeracion pormas que posee cerca de 1.000.000 de bombillas de luz (con el aumento de tem-peratura que esto implica) debido a que al nivel del suelo la temperatura semantiene estable en 20◦C gracias a la gran altura del edificio, siendo que se pue-de controlar el valor de la misma abriendo y cerrando las grandes compuertasque posee. En la Figura 3 se puede apreciar la dimension del edificio por dentro.[28]

Figura 2. Comparacion del tamano de la fabrica con estadios olımpicos

Figura 3. Interior de un sector de la Fabrica Boeing de Everett

Cabe mencionar que los modelos de fuselaje3 ancho 747, 767, 777 y 787 Dreamli-ner se producen en esta fabrica. El 737 sin embargo se produce en la “Fabrica deBoeing Renton”, ubicada tambien en Washington. Mas adelante se mencionaranen profundidad las diferencias entre los modelos, con especial enfoque en el 737.[12]

Boeing a lo largo del tiempo tiene entregadas 18.727 unidades, siendo que ac-tualmente tiene 5.160 pedidos de distintas aerolıneas pendientes de entrega. [11]

2.1. Breve resena historica

El 15 de julio de 1916, William Boeing fundo la empresa, originalmente bajoel nombre de Pacific Aero Products Co., para luego pasar a llamarse BoeingAirplane Company. William Boeing es considerado un pionero de la aviacion,era hijo de emigrantes alemanes y realizo sus estudios en la Universidad de Yale.Vivio hasta el ano 1956. [10]

Es importante resaltar el contexto mundial en 1916 (ano que se constituye laempresa) dado que la Primera Guerra Mundial era una realidad, y un ano mastarde Estados Unidos entrarıa a la misma. Esto propicio que la empresa sedesarrolle gracias a la oportunidad de vender hidroaviones a las fuerzas militaresde su paıs. Se diseno el modelo C, siendo que a los altos cargos de la marina lesatrajo el modelo y solicitaron la fabricacion de 50 unidades mas. [34]

Figura 4. Primera fabrica de Boeing en 1917

3 Fuselaje: Es uno de los elementos estructurales principales de un avion; en su interiorse situan la cabina de mando, la cabina de pasajeros y las bodegas de carga, ademasde diversos sistemas y equipos que sirven para dirigir el avion. [30]

Luego de la guerra hubo una gran cantidad de aviones militares usados en elmercado, por lo que se buscaron nuevas alternativas de produccion. En 1925 seconstruyo otro avion, el modelo 40, disenado para ser usado en el servicio postalnorteamericano. Pasaron los anos sin grandes cambios, pero recien con el iniciode la Segunda Guerra Mundial la empresa realmente se fortalecio construyendobombarderos, logrando el record de ventas de las empresas contratistas. En 1944la produccion habıa llegado a un pico de produccion donde se construıan 350aviones cada mes. [10]

Terminada la guerra fueron produciendose varios modelos mas de aeronaves,pero los avances significativos tecnologicos de los anos 50 y el contexto mundialpost-guerra (Guerra Frıa) llevaron a que Boeing se centre mayormente en eldesarrollo de aviones comerciales y de pasajeros, apareciendo el historico Boeing707, el primer avion a reaccion4 de pasajeros de Estados Unidos. [47]

En los anos 60 Boeing se involucro en el diseno y fabricacion del cohete Saturn Vusado en los programas Apollo y Skylab de la NASA, conjugado con un recorteen el gasto militar aeronautico estadounidense, lo que significo una gran crisispara la empresa. Pasaron un par de anos, aparecio el 737 en el 67’ revolucionandola industria aeronautica y luego en el 69’ el 747, con el que Boeing se afianzocomo empresa productora de aviones comerciales. [47]

La actualidad de la empresa sera revisada en los ıtems posteriores.

2.2. Modelos

Antes de hablar especıficamente de los modelos, resulta importante mencionarque solo se realizara un enfoque en los aviones comerciales a reaccion de Boeing,por eso cada uno de estos modelos en cuestion empiezan con el numero 7. Conla siguiente lista quedara en evidencia el porque:

Serie 100 – Helicopteros

Serie 200 – Primeros aviones de antes de la guerra

Serie 300 – Aviones civiles posteriores a la Segunda Guerra Mundial

Serie 400 – Bombarderos

Serie 500 – Turbinas

Serie 600 – Misiles y cohetes

Serie 700 – Aviones comerciales a reaccion

Serie 900 – Modelos experimentales

El 7 al final del modelo es solo por marketing, ya que mencionan que “sonabamejor”para los encargados comerciales de la empresa. [44]

4 Avion con motores de reaccion: funciona generando un chorro de gases hacia atras,empujando el avion hacia delante, segun las Leyes de Newton. [8]

En el Cuadro 1 se pueden observar los modelos vigentes de aviones comercialesde Boeing, con ciertos datos relacionados. Claramente se observa que el 737 ensus distintas generaciones a lo largo del tiempo es el mas producido y vendido.[11]

Cuadro 1. Tabla comparativa de aviones comerciales de Boeing vigentes.

Aeronave Cantidad Producida Versiones Pasajeros

737 Classic 1988 3 108-159737 Next-Generation 6658 3 149-220737 Max 387 4 172-230747 1542 4 416-529747-8 124 1 410767 1106 3 181-375777 1534 2 317-396777X 0 2 384-426787 636 3 248-336

Vale la pena mencionar que el numero de 777X producidos es 0 debido a quetodavıa se esta desarrollando, pero ya existen mas de 326 encargos del mismo.Se espera que este terminado para principios del 2021. [11]

2.3. Competencia

A nivel mundial, en el 2016 se estimaba que existıan alrededor de 19.583 avionesoperativos de mas de cien pasajeros, siendo que se proyectaba para el 2025 laexistencia de 39.819. Con datos actuales, se puede apreciar que esta proyeccionya fue alcanzada, con cerca de 40.000 unidades en actividad. [20] [1]

Pero, ¿como se distribuyen estos numeros?, cuando se habla de empresas quefabrican aviones el duopolio es claro; Boeing y Airbus (fabricante europeo, consede en Francia) dominan el mercado con un 98 % de participacion. Como esde esperarse, es una intensa competencia comparable con Coca-Cola/Pepsi, Vi-sa/Mastercard, Android/iOS, entre tantas otras. La discusion involucra a lospropios gobiernos con acusaciones bidireccionales de recibir ayuda estatal injus-ta. [20]

Es importante senalar lo que dice Carlos Gutierrez Hita para el medio espanolRTVE: “el duopolio no corre peligro porque hay lo que hay, Airbus y Boeingtienen un par de decenios por delante porque las cosas en el sector aeronauticovan muy lentas y, antes del primer vuelo de un posible competidor, hay muchaspruebas”. [20]

En la Figura 5 se puede ver la enorme cantidad de pasajeros que vuelan porano, y la proyeccion para el 2036. Esto nos ayuda a dimensionar el tamano delmercado.

Figura 5. Cantidad de pasajeros a nivel mundial por ano

Figura 6. Comparacion por ano de pedidos y entregas de aviones de Airbus y Boeing

Determinar quien tiene mayor incidencia en el mercado resulta realmente engo-rroso dado que los medios se contradicen, por ende no es informacion confiable,pero analizarlo a traves de los aviones entregados por cada empresa es un ca-mino viable; en la Figura 6 se puede ver a la izquierda que Airbus posee hacevarios anos una relativa mayor cantidad de pedidos, pero sorpresivamente, a laderecha se observa que desde el 2012, Boeing tiene una mayor cantidad de uni-dades entregadas, pero la diferencia es realmente pequena. Lo mas resaltante deestas graficas es la magnitud de cada empresa y la competencia intensa que sedesprende del duopolio, un factor clave en el eje del trabajo, el 737 MAX. [19]

Cabe mencionar que en el 2019 esta tendencia se invirtio dado que Boeing soloentrego alrededor de 400 aviones, en cambio Airbus concreto la venta de aproxi-madamente 863 aeronaves. El motivo nuevamente es claro, el caso del 737 MAX,que sera desarrollado mas adelante. [5]

El duopolio es absoluto en los aviones de media y larga trayectoria, pero en losde corta trayectoria aparecen empresas importantes pero mas pequenas comoEmbraer (brasilena), Bombardier (canadiense) y COMAC (china). Por un lado,Airbus y Bombardier desde el 2018 formaron una alianza, que ayudo a explotarel A220 de Bombardier a nombre de Airbus, pero desde inicios del 2020 estaultima empresa termino absorbiendo a la canadiense por problemas financieros.Por su parte Boeing trato de crear una joint venture5 con los brasilenos de Em-braer, siendo esta ultima una empresa publica, todo esto tratando de no quedarrelegados por la alianza de su principal competidor, sin embargo el acuerdo ac-tualmente esta caıdo debido a que por un lado Embraer acusa a Boeing de nopoder hacer frente al acuerdo por la pandemia del COVID-19 y por el otro lado,Boeing acusa a los brasilenos de no cumplir satisfactoriamente las condicionespara seguir con el acuerdo. [21] [27]

3. El iconico Boeing 737

Es un avion con motores de reaccion, de fuselaje estrecho, de una velocidadmaxima en promedio de 840 km/h, con un alcance de 5.700 km, con una cabinade 2 clases incluyendo 12 asientos en Ejecutiva y entre 162 y 215 en Economi-ca, con una tripulacion de un piloto, un copiloto y cuatro auxiliares de vuelogeneralmente. [14]

Se empezo a desarrollar en 1964 en busca de no perder peso en el mercado, en eseentonces frente a empresas como Fokker (neerlandes), Douglas (estadouniden-se) y la British Aircraf Corporation (britanica). Dentro de Boeing, se buscabareemplazar al 707 (modelo utilizado por LAP6) y al 727. Por la desesperacion

5 Joint Venture: es aplicada cuando dos o mas empresas toman la decision de in-troducirse en un nuevo mercado o desarrollar un negocio durante un determinadotiempo. El proposito sera el de obtener las mayores ganancias posibles de esta uniono asociacion. [29]

6 Lıneas Aereas Paraguayas: fue la aerolınea de bandera nacional de Paraguay quepresto sus servicios entre 1960 y 1990. [37]

Figura 7. El primer 737 volando, de la aerolınea alemana Lufthansa

y el apuro de lanzar el 737 utilizaron el 60 % de los componentes del 727, perointrodujeron interesantes innovaciones para la epoca dado que los motores porprimera vez se encontraban totalmente por debajo de las alas, buscando mejo-rar el mantenimiento y aumentar la ligereza; hoy en dıa esto se mantiene en lamayorıa de los aviones modernos.[35]

Se realizo el primer vuelo del 737 en 1967, entrando oficialmente en servicio en1968 con Lufthansa7, en la Figura 7 se puede apreciar como se veıa esta primeraversion del 737 en el aire. En la actualidad, la competencia esta claramente dadaentre el A320 de Airbus y el Boeing 737, los aviones mas exitosos de la historiade la aviacion, observar la Figura 8. [13]

Para dimensionar lo que significa el 737 en el mundo es valido mencionar que ajunio del 2020, existıan mas de 10.580 unidades entregadas a un numero inmensode aerolıneas alrededor del mundo, que se puede encontrar en la referencia deeste parrafo. El costo actual de los 737 va desde los (en millones de USD) 89,1hasta 134,9. [3] [4]

Un estudio revela que: “se estima que hay un promedio de 1.250 Boeing 737 envuelo en todo momento, con dos unidades despegando o aterrizando en algunlugar del mundo cada cinco segundos. Es el modelo mas usado en los vuelosnacionales en Estados Unidos”, aunque sean datos estadısticos, muestra la mag-nitud del modelo para Boeing y el mundo. [13]

Existen cuatro generaciones de este exitoso modelo. La primera generacion de-nominada “Boeing 737 Original” con los 737-100 y 737-200, con motores Pratt& Whitney JT8D (debajo de cada ala); ambos modelos ya no se encuentranactivos en ninguna aerolınea. La segunda generacion lleva el nombre de “Boeing737 Classic” incluyendo a los 737-300, 737-400 y 737-500 cuyas caracterısticasprincipales son:

7 Lufthansa: Aerolınea alemana con sede en Colonia.

Figura 8. Aeronaves mas utilizadas en el mundo hasta el 2016

Nuevos motores turbofan CFM-56, que son un 20 % mas eficientes que losJT8D, empleados en la original.

Ala redisenada, mejoras en la aerodinamica.

Mejoras en la cabina del piloto, con opcion del agregado del sistema EFIS(Sistema de Instrumentacion en Vuelo Electronica, por sus siglas en ingles).

Cabina de pasajeros similar a la utilizada en el Boeing 757.

Luego aparece la tercera generacion, la mas utilizada en la actualidad alrededordel mundo, la “Boeing 737 Next Generation” con los modelos 737-600, 737-700, 737-800 y el 737-900, con las siguientes mejoras con respecto a la anteriorgeneracion:

Actualizacion de los motores CFM-56-7, siendo 7 % mas efectiva que la serieutilizada en la lınea clasica.

Ala redisenada completamente, incrementado su ancho y area.

Incremento de la capacidad de almacenamiento de combustible, y tambienincremento en el peso maximo al despegue.

Cabina del piloto redisenada.

Mejoras en la cabina de pasajeros, siendo similar a la encontrada en losBoeing 777 junto con los del Boeing 757-300.

Alcance aumentado y optimizado para viajes internacionales.

Por ultimo aparece la cuarta generacion, denominada “Boeing 737 MAX”, queincluye el 737 MAX 7, el 737 MAX 8, el 737 MAX 9 y el 737 MAX 10. Estageneracion sera desarrollada a continuacion. [13]

Finalmente, es tambien importante mencionar que el Boeing 737 es el avion conmas accidentes a lo largo del tiempo, relacionado a que es el avion comercial masvendido de la historia; un total de 370 accidentes aproximadamente incluyen alos modelos del Boeing 737, con alrededor de 5.000 muertes. [13]

4. Boeing 737 MAX

La cuarta generacion de la familia de los 737 de Boeing se denomina 737 MAX,que con la segunda generacion de este avion, son los que mas modificacionesofrecieron con respecto a su antecesora. Existen cuatro versiones, cuyas variacio-nes entre ellas estan basadas en el tamano del fuselaje, por ende, en la cantidadde pasajeros que puede llevar; esta el 737 MAX 7, el 737 MAX 8, el 737-8-200,el 737 MAX 9 y el 737 MAX 10, con un numero de asientos que va desde 172hasta 230, siendo que en promedio tiene un rango de vuelo de 6.500 km. [7] [15]

Es tambien de interes el coste unitario de cada una de las versiones.

Boeing 737 MAX 7: 90,2 millones de USD.

Boeing 737 MAX 8: 110 millones de USD.

Boeing 737 MAX 9: 112,9 millones de USD.

Boeing 737 MAX 7: 116,6 millones de USD.

Boeing trabajo para este modelo con varios proveedores tales como Spirit Ae-rosystems (estadounidense), Commercial Aircraft Corporation of China Ltd (chino),Electroimpact (multinacional), entre otras. Las partes proveıdas se dividen en:aeroestructura, es decir el fuselaje y las alas (entre 10-12 millones de USD porunidad), el motor (entre 7-9 millones de USD por unidad), los sistemas inte-riores (entre 5-6 millones de USD por unidad) y por ultimo toda la electronicadel avion, denominado en ingles avionics, (entre 1,5-2 millones de USD porunidad), dando un total aproximado de 28,5-30 millones de USD por unidad enpartes proveıdas. [15]

Originalmente el costo del programa de desarrollo fue de 1-1,8 billones de USD;si se incluye el desarrollo del motor ronda entre los 2-3 billones de USD.[15]

Figura 9. Varios Boeing 737 MAX en el aire

El primer vuelo de esta generacion se dio el 29 de enero de 2016, siendo queoficialmente, con pasajeros a bordo, se dio el 22 de mayo de 2017 con la aerolıneamalaya Malindo Air (Lion Air es la principal accionista de la misma). La rutafue Kuala Lumpur - Singapur - Kuala Lumpur. [24]

Un dato importante para el analisis de esta generacion es que fueron ordenadashasta la fecha aproximadamente 4.741 unidades, de las cuales solo 387 fueronentregadas. Cabe mencionar que si ya no se ordenaran 737s, la produccion delmismo estarıa asegurada hasta el 2027 para cubrir la cantidad solicitada hasta elmomento. El numero de aerolıneas que ordenaron este modelo desde el 2011 esrealmente importante, como ası tambien el de las operadoras de esta aeronave,de igual manera, a continuacion se muestra una lista reducida de las principales,ordenadas por cantidades adquiridas. [18]

1. Southwest Airlines

2. American Airlines

3. Air Canada

4. China Southern Airlines

5. Air China

6. United Airlines

7. Flydubai

8. Norwegian Air Sweden

9. Lion Air

10. Gol Transportes Aereos

11. Aeromexico

12. Copa Airlines

13. Aerolıneas Argentinas

14. Ethiopian Airlines

15. Ryanair

16. Air Europa

4.1. Contexto competitivo

Aproximadamente desde 2006, The Boeing Company venıa desarrollando lo queserıa el programa Y1, que buscaba crear la nueva generacion de 737s, acom-panado del 787 Dreamliner. Por razones inciertas se pospuso hasta el 2011, peroel motivo de que se haya activado en ese ano especıfico es claro: su principalcompetidor, Airbus, lanzo el A320neo con nuevos motores y una mayor eficien-cia energetica (es necesario recordar que el 737 y el A320 son los aviones masvendidos de la historia). Al principio Boeing no vio esto como un desafıo a suposicion en el mercado, pero como American Airlines, uno de los clientes exclu-sivos de la empresa americana, solicito 130 unidades del A320neo, se confirmoel inicio del programa de desarrollo del nuevo 737 el 30 de agosto de 2011. Seesperaba que disenar el 737 MAX sea una tarea de 6 anos, pero luego de tresmeses ya estuvo listo a un ritmo frenetico de diseno y produccion, todo en buscade que el A320neo no acapare todo el mercado. Al principio las aerolıneas tuvie-ron una fuerte repulsion a financiar (comprar) este modelo, pero luego con lasmejoras que proponıan cedieron. Entre las mejoras se destaca un 16 % menos deconsumo de combustible que el A320 y un 4 % menos que el A320neo. [15] [7]

Cabe mencionar que a la fecha (octubre del 2020), el A320neo tiene 7.445 ordenesy 1.347 unidades entregadas, en contraposicion a las 4.741 y 387 del 737 MAXexpresadas anteriormente. [39]

4.2. Diferencias en relacion a la anterior generacion

La mejora principal que propuso esta ultima generacion del 737 es el motorLEAP-1B de la ya bien conocida empresa CFM (es una joint venture entreempresas norteamericanas y francesas), la cual habıa disenado los motores de lasdos generaciones anteriores del 737. La novedad principal de este nuevo motores la reduccion de consumo de combustible, se estima un 13 % menos que losutilizados en los aclamados 737 NG (CFM56). [7]

Como menciona John Hamilton, ingeniero jefe para el 737 MAX: “los costes decombustible representan casi el 30 % de los costes operativos de una aerolınea,por lo que este nuevo motor asegura una ventaja competitiva”. El precio deesta ventaja se vio reflejado en el lugar para colocarlos en la aeronave, debido aque eran mas grandes se tuvo que ubicarlos al borde del ataque del ala y a lavez redisenar el tren de aterrizaje para cumplir los estandares de seguridad queindican una separacion mınima con respecto al suelo. El diametro del ventiladordel LEAP-1B es 20 centımetros mayor que del CFM56. Esta diferencia se puedeapreciar en la Figura 10. [7]

Figura 10. Diferencias aerodinamicas entre el 737 NG y el 737 MAX

Tambien el nuevo motor permitio una disminucion importante del ruido del mis-mo, inspirado en sistemas que propuso el 787. Esto se logro gracias al sistemaque Boeing denomina “chevrons”, que basicamente hace que el aire que atra-viesa el motor lo haga en diferentes tiempos, lograndose ası una reduccion delruido gracias a la forma de “diente de sierra”, permitiendo que este avion puedaoperar en aeropuertos con restricciones de polucion sonora por ejemplo. En laFigura 11 se puede notar como se ve el chevron desde afuera. Esto se logro conuna alianza entre Boeing, la NASA y General Electric. [38]

La ultima mejora significativa aerodinamica que se presenta son los “winglets”,las aletas verticales en los extremos de las alas, que permiten reducir la resistenciaal paso del aire, un factor que ya estaba disponible como mejora de los 737 NG

Figura 11. Terminacion dentellada del LEAP-1B del Boeing 737 MAX

por 500.000 USD aproximadamente. Tambien se puede apreciar en la Figura 10esta mejora. [38]

Los cambios relacionados a la fısica del nuevo motor trajeron como consecuencialo que se denomina “pitch-up tendency”, que no es mas que una tendencia mayora que se eleve la nariz del avion bajo ciertas circunstancias. Para mitigar esteproblema se buscaron nuevos cambios estructurales aerodinamicos pero no selograron resultados favorables, por lo que finalmente se introdujo una solucion atraves del control automatico, es decir, sensores interpretados por software paraluego producir el esfuerzo de control por medio de actuadores. [45]

MCAS (Manoeuvring Characteristics Augmentation System), es decir,el sistema de aumento de caracterısticas de maniobra, fue la solucion que propusoBoeing para la pitch-up tendency que, en palabras sencillas, si no se solucionabapodrıa ocasionar que el avion pueda desplomarse debido a perdidas de velocidadde sustentacion en el despegue especialmente. Este sistema de control solo estaimplementado en los Boeing 737 MAX 8 y en los 737 MAX 9. [46]

Basicamente el MCAS es un software que controla los estabilizadores horizontalestraseros del avion cuando la inclinacion del avion no es la adecuada, o cuandoocurren giros bruscos o luego del despegue cuando los flaps8 se cierran. El sistema

8 Flaps: sirven para variar la superficie y forma del ala con el fin de aumentar lasustentacion a bajas velocidades

de control consta de dos sensores de AOA (angle of attack) que, como dice sunombre, mide el angulo del ataque siendo que este es la relacion entre la direcciondel ala y el flujo del viento relativo, ası como se puede observar en la Figura 12.Este concepto es fundamental ya que con esta informacion se debe regular elaire que fluye por arriba y abajo del ala para que produzca sustentacion, y deesta manera no perturbar el flujo ni producir perdidas de estabilidad. En pocaspalabras, el control del angulo de ataque influye en todo el movimiento del avion.[6]

Figura 12. Grafico explicativo de la accion del sensor AOA

El MCAS recibe informacion de solo uno de estos sensores AOA por vuelo, queluego pasa por un ADIRU (Air Data Inertia Reference Unit) que codifica lainformacion de los sensores, para luego ejecutar el algoritmo de control en el mi-croprocesador, el FCC (Flight Control Computer) para de esta forma actuar enel estabilizador horizontal trasero, siendo que este ultimo tambien esta conecta-do a un sistema de control manual por poleas. Este esquema de funcionamientose puede apreciar en la Figura 13. [23]

Este sistema fue aprobado por la FAA recibiendo la certificacion “hazardousfailure”que indica que si ocurre una falla implicara una gran reduccion de losmargenes de seguridad, por ende estos sistemas deben tener una probabilidadde error de 1 en 10 millones. [23]

Se diseno el MCAS para que sea transparente al piloto, es decir, que funcioneautomaticamente, pero al actuar se activa el “stick shaker”(vibracion y sonidofuerte del cuerno, “el volante”del avion), indicando que el MCAS actuara por

Figura 13. Grafico del funcionamiento del MCAS

un angulo de ataque indebido. El MCAS corrige 2,5◦ en 10 segundos por cadaactuacion, luego una pausa de 5 segundos y se repite la accion si las condiciones(angulo de ataque alto, flaps arriba y autopiloto desactivado) se cumplen. Paradesactivar se debe cambiar el interruptor STAB TRIM a CUT OUT en la consolacentral. [23]

Un dato interesante es que las computadoras utilizadas en el 737 MAX, y quemanejan el MCAS, son las mismas que las del 737 NG (Collins Aerospace FCC-730) ya que se busco mantener los costos bajos y aprovechar que esa generacion esconsiderada la mas segura de fuselaje estrecho, a pesar de que son computadoraspoco espectaculares, con la misma potencia de procesamiento que un SuperNintendo. Se diseno con dos de estas computadoras de un nucleo y procesadoresde 16 bits operando independientemente, reduciendo la potencia de computopero agregando redundancia para que en el caso de que un procesador falle notodo el sistema se vea afectado. [22]

4.3. Caracterısticas opcionales

Boeing ofrecıa una version estandar de cada uno de los modelos del 737 MAXası como tambien una opcion mas costosa con algunas caracterısticas de segu-ridad adicionales, siendo una de ellas un indicador que muestra la lectura deambos sensores AOA en la pantalla principal de vuelo y la otra una luz dedesacuerdo entre las mediciones de ambos sensores. La empresa explicala razon de estas dos versiones: “Algunas aerolıneas tienen sus propios requisitosde formacion personalizados y han solicitado que tambien proporcionemos infor-macion sobre AOA en la pantalla de vuelo principal, por lo que hemos ofrecidola capacidad opcional de proporcionar dicha informacion. Sin embargo, no todoslos clientes desean incluir esta caracterıstica en su pantalla de vuelo principal,

por lo que se ofrece como opcion seleccionada por el cliente”. Ciertos mediosanaden ademas que para tener un extintor dentro de la cabina habrıa que com-prar la version mas costosa. A pesar de que se realizo una busqueda exhaustiva,no se pudo determinar la diferencia de precio entre las dos versiones para cadamodelo, pero se menciona en reiteradas ocasiones que era considerable. [11]

4.4. Capacitacion para los pilotos de las anteriores versiones del 737

Las aerolıneas, como cualquier empresa, cada dıa buscan reducir costos por loque la capacitacion, entrenamiento y actualizacion de sus pilotos y co-pilotosforman parte de lo que que se busca minimizar en lo posible. Es importantesaber que los pilotos reciben certificaciones para volar modelos especıficos deaviones, por lo que al momento de adquirir nuevas aeronaves las operadorasbuscan que exista la mayor similitud posible con las unidades que se tienen en laflota para ası tener capacitaciones breves y menos costosas para la empresa; poresto y sumado a que el A320neo de Airbus cada vez pisaba mas fuerte, Boeingtrato de atraer a las aerolıneas no solo con su mayor eficiencia energetica sinoque tambien con un menor costo de capacitacion de los pilotos, pasando solopor un curso online de un par de horas para los que ya volaban los 737NG.En la Figura 14 se observa un flyer de la empresa promocionando esta ventajacompetitiva. [25]

Figura 14. Flyer real de Boeing promocionando el poco entrenamiento que necesitabanlos pilotos de los 737NG/MAX

Lo importante para Boeing y las aerolıneas era evitar que los pilotos tengan quepasar por el simulador si ya eran pilotos del 737NG por el costo que implica

la fabricacion del mismo, ası como tambien el precio del entrenamiento “entierra”propiamente dicho. Esto se logro gracias a que, a pesar de los numerososcambios fısicos y de la inclusion del MCAS, la FAA certifico que no existıancambios sustanciales en la operacion de las aeronaves, por lo que la mayorıa delos pilotos se actualizaron desde un iPad. [25]

El MCAS no fue mencionado ni una sola vez en el entrenamiento online a travesde medios audiovisuales por lo que los pilotos no sabıan ni siquiera que existıaeste nuevo sistema de control en la nueva generacion. En el manual de vuelo soloaparecıa una vez dentro de las 1.600 paginas del mismo y encima en la seccionde “Abreviaciones”, siendo que varios medios suponen que esto fue ası para quela FAA apruebe el modelo sin hacer obligatorio el entrenamiento en simuladores.[40]

Es necesario exponer que inicialmente el MCAS fue disenado para contrarrestarla sustentacion no lineal generada por el nuevo motor (LEAP-1B) a un AOA alto,situacion algo inusual pero que debıa ser tomada en cuenta indudablemente enel diseno; sin embargo como consecuencia del mismo, se lograba que el vuelodel 737 MAX sea similar al del 737NG y al ser automatizado propicio a queBoeing quiera utilizarlo a su favor, como se menciono anteriormente, evitandoel entrenamiento en simuladores. [2]

5. Accidentes del 737 MAX-8

5.1. Lion Air 610

El vuelo 610 de Lion Air, una aerolınea indonesa low-cost, cubrıa la ruta entreYakarta y Pangkal Pinang, hasta que el 29 de octubre de 2018 ocurrio el accidenteaereo 13 minutos luego del despegue. El avion cayo en el mar Java, cobrandose lavida de todos los pasajeros y la tripulacion, 189 personas. Se supo que alrededorde 20 veces el sistema de MCAS se activo por una mala lectura de los sensoresgracias a los datos extraıdos de la caja negra del vuelo. La aeronave contaba conaproximadamente 800 horas en servicio, siendo que fue adquirida por Lion Airel 13 de agosto de 2018. [23]

Es realmente importante mencionar que un dıa antes del accidente, se habıa ins-talado un sensor AOA defectuoso con 21◦ de error, una calibracion inaceptable.Lo que aun es mas llamativo es que el mismo avion, luego del cambio de sensor,cubrio la ruta Denpasar a Yakarta con otra tripulacion, que se pudo comprobarque tuvo problemas con el MCAS tambien solo que gracias a la accion de unmiembro entrenado de la tripulacion, pero que estaba fuera de servicio, se logrocortar la energıa de la parte trasera del avion, recuperando el control de la aero-nave, y de esta manera pudo terminar su recorrido sin mayores inconvenientes,solo un pequeno retraso. Si se seguıan los protocolos estandares de la aviacion,la tripulacion tenıa que haber reportado este incidente a la tripulacion en tierrapara que se repare el sensor, cosa que no se hizo; seis horas despues ocurrioel accidente en el siguiente vuelo. Existen versiones que dicen que el piloto lo

reporto pero no encontraron ninguna falla, de igual manera, el resultado es elmismo. [41]

Cabe mencionar que la inexperiencia demostrada por el co-piloto fue un fac-tor contribuyente ya que se tardo mucho tiempo en buscar las soluciones en elQuick Reference Handbook, donde estarıan las acciones a seguir cuando ocurrenproblemas inusuales. [41]

Luego de este accidente la FAA y Boeing emitieron comunicados expresandoque se lanzarıan advertencias y avisos de capacitacion a todos los operadoresde la serie 737 MAX para evitar que ocurran situaciones similares a las de esteaccidente fatal. [49]

5.2. Ethiopian Airlines 302

El vuelo 302 de Ethiopian Airlines, una aerolınea etıope, cubrıa la ruta inter-nacional entre Adıs Abeba (Etiopıa) y Nairobi (Kenia), hasta que cinco mesesdespues del primer accidente del 737 MAX 8 en Indonesia y seis minutos despuesde iniciar el despegue, el 10 de marzo de 2019 se estrello a 62 km del aeropuerto.Se cobro la vida de todos los pasajeros y la tripulacion, en total 157 personas,siendo de esta manera el accidente aeronautico mas importante del 2019 y elpeor de toda la historia de Etiopıa. [48]

El stick shaker se activo rapidamente luego del despegue, indicando que la alti-tud y el angulo de ataque eran peligrosos; cuando el co-piloto subio los flaps laaeronave automaticamente se inclino hacia abajo, saltando las alarmas de proxi-midad al suelo; se solicito a la torre de control volver al aeropuerto, pero luego de5 segundos se volvio a activar el software como era de esperarse. La tripulacionluego ejecuto el STAB TRIM CUT-OUT para desactivar el MCAS y controlarel avion con las poleas manuales, pero estando mas alla de la lınea roja de alti-tud y velocidad del viento los controles manuales son difıciles de manipular; lospilotos unos tres minutos despues de desactivar el MCAS lo volvieron a activarpensando que era la unica forma de poner al avion de nuevo en la posicion co-rrecta. Despues de unos 15 segundos se estrello, a una altısima velocidad, contrael suelo. [23]

Figura 15. Referencia de como se dieron los dos accidentes

5.3. La relacion entre los accidentes

La relacion es clara, el MCAS, pero se pueden mostrar ciertos hechos innegablesque contribuyeron al fracaso y a los desastres de los accidentes, cobrandose lavida de 346 personas.

La falta de capacitacion de los pilotos resulto ser clave, dado que ni se men-ciono al MCAS en el entrenamiento y encima este tuvo una duracion de tansolo entre 56 minutos y 3 horas auto-administrados. Si los pilotos conocıanen profundidad el modelo iban a poder desactivar el MCAS cambiando losperillas del STAB TRIM a CUT OUT, cortando la energıa electrica de laparte trasera del avion oportunamente y ası controlar manualmente el esta-bilizador. En el caso del vuelo de Ethiopian se realizo esta accion pero muytarde, ya habiendo cruzado la lınea roja de velocidad y altitud dado que setardo en determinar cual era el problema. Pudieron saber igualmente queesa era la falla gracias a que luego del primer accidente Boeing emitio unboletın explicando como funciona el MCAS y los pasos a seguir en caso defalla. [36]

Se comprobo que ambos vuelos tenıan la “version economica”del 737 MAX8, logico para Lion Air al ser una aerolınea low-cost. Esto resulta de interesporque esta opcion no tenıa los indicadores del AOA ni la luz de discrepanciaentre los sensores; se considera que pudo haber sido extremadamente util pa-ra determinar el problema por parte de los pilotos y actuar en consecuencia.[11]

El grado de riesgo que se le asigno al MCAS por la FAA implicaba un gradode redundancia importante, pero a ciencia cierta, no se aplico. El MCAS solorecogıa informacion de uno de los dos sensores que disponıa, por lo que nopodıa probar el estado del sensor comparandolo con el segundo, o cambiarde sensor en caso de mal-funcionamiento. Directamente el sistema usa lainformacion que le provee el sensor, causa clave de los dos accidentes. [23]

Otro hecho increıble es que el 737 indica con una luz los problemas, haciendoque los pilotos deban revisar las fallas en el Quick Reference Handbook (claveen el primer accidente), siendo que versiones mas modernas de Boeing deotros aviones ya despliegan en las pantallas las medidas recomendadas pararesolverlas. [33]

El 737 MAX es el unico avion moderno de Boeing que sigue incluyendo eltimon manual, ya que a gran velocidad, es difıcil mover el mismo, ası comoocurrio en el accidente de Ethiopian Airlines. La respuesta al fallo del MCASera un metodo ineficiente bajo ciertas circunstancias. [33]

La FAA fallo en la certificacion claramente, pero resulta increıble que Boeingen los modelos que llevo a certificar indicaba que el MCAS solo corregıa 0,6◦

por actuacion, lo que fue aprobado, pero al final corregıa 2,5◦ siendo que estecambio ya no fue re-certificado por el apuro inmenso en lanzarlo al mercado.[41]

6. Repercusion de los accidentes

Inmediatamente despues del accidente en Etiopıa, muchos paıses como China,Indonesia, Etiopıa, Alemania, Australia, Reino Unido, etc. tomaron la decisionde dejar en tierra los Boeing 737 MAX y prohibir el paso del mismo por suespacio aereo. Luego de dos dıas, tras recibir informacion de la relacion entrelos dos accidentes la FAA determino tambien dejar en tierra los 737 MAX enEstados Unidos, un hecho vergonzoso y grave para la misma FAA (entidad quecertifico el avion) y para todo el paıs. Desde el 18 de marzo de 2019 hasta la fecha(octubre 2020), todas las 387 unidades operativas del Boeing 737 MAX estanfuera de servicio, siendo que cubrıan 8.600 rutas para 59 aerolıneas alrededor delmundo, con un mayor flujo en China y Estados Unidos. [16]

Luego de la prohibicion de vuelo del 737 MAX, hasta la fecha se encontrarondos errores mas de software. El primero de estos problemas que confirmo Boeingfue uno que tenıa relacion con el proceso de encendido de las computadoras devuelo del avion, problema suficientemente serio como para suspender un vuelo deprueba importante en busca de una posible re-certificacion. El segundo problematuvo que ver con la luz de aviso que indica a los pilotos que el estabilizadorhorizontal trasero no estaba funcionando correctamente, esta luz se quedabamas tiempo prendido que el deseado. [42]

6.1. Legal

En lo jurıdico, Boeing tiene muchos asuntos pendientes. Primeramente tienedemandas de los pilotos exclusivos del 737 MAX, que culpan a la empresa pordejarlos sin trabajo por la suspension de la aeronave alrededor del mundo, asegu-ran que perdieron en total unos 100 millones de USD, esperando que Boeing loscompense por ese valor. Por otro lado estan las vıctimas de los accidentes, Boeingtiene alrededor de 100 casos pendientes en la Corte de Chicago con familiares delos fallecidos. Se estima que cada uno de los acuerdos que esta logrando la em-presa con las familias rondan por los 1,2 millones de USD. Resulta llamativo deigual manera, que hoy en dıa la batalla legal mas importante se da con Airbus,es decir, entre la Union Europea y Estados Unidos, ya que se acusan de recibirayuda estatal ilegal mutuamente violando reglas del comercio internacional. [17]

6.2. Economico

Las consecuencias monetarias pueden ser vistas como un efecto domino que vaafectando a toda la cadena de produccion y al mundo aeronautico en general.Como primera instancia es importante mencionar que la produccion del Boeing737 MAX se paro totalmente desde el 17 de diciembre del 2019, siendo quese tenıan aproximadamente 4.500 ordenes pendientes y aproximadamente 400aviones listos para entregar en las fabricas respectivas. El 27 de mayo del 2020se volvio a iniciar la produccion pero a un ritmo mucho mas lento, tratando decumplir con los contratos con proveedores. [16]

El 12 de marzo de 2019, luego del segundo accidente y cuando empezaron aaparecer las prohibiciones de vuelo para el 737 MAX, Boeing tuvo una caıda enel mercado bursatil de un valor aproximado de 26.600 millones de USD, mientrasque su principal competidor, Airbus, subio un 2 % en ese momento. Luego delanuncio oficial de Boeing de que pararıa la produccion en diciembre de 2019,cayo nuevamente un 4 %. Para el primer cuatrimestre del 2020 esto significo unacaıda del 0,5 % del PIB de Estados Unidos. [17]

La cadena de produccion contaba con cerca de 8.000 proveedores, siendo quetodos sufrieron las consecuencias de la interrupcion debido a que estos no tenıanla misma capacidad que Boeing tuvo para poder sostener los salarios de sustrabajadores sin poder realizar su labor. [17]

Para finales del 2019, Boeing estimaba una perdida de alrededor de 18.400 mi-llones de USD, y reporto alrededor de 183 pedidos suspendidos del MAX, comose puede ver en la Figura 16. Hasta la fecha, se reportan alrededor de 836 nuevasordenes suspendidas. No se volvio a entregar ningun 737 MAX. Cabe resaltar queproducto de la pandemia del nuevo coronavirus la companıa recibio un estımulode 17.000 millones de USD. [17]

Figura 16. Tabla acumulativa de ordenes y entregas del Boeing 737 MAX

Si Boeing consigue vender todas las unidades que tiene ordenadas hasta la fecharecibirıa aproximadamente 600.000 millones de USD, pero cada dıa hay massuspensiones de ordenes, que encima van relacionadas con nuevas ventas paraAirbus. [16]

Las aerolıneas que tenıan una mayor flota operativa de 737 MAX se vieronrelativamente afectadas por la prohibicion, siendo que las norteamericanas comoSouthwest Airlines y American Airlines calculaban perdidas de 350 millonesde USD cada una, pero Boeing diseno un presupuesto acorde con la ley paracompensar a todas las aerolıneas afectadas por la prohibicion de vuelo del 737MAX. [16]

7. El 737 MAX en America Latina

En Latinoamerica, hasta la fecha de elaboracion de este trabajo, las aerolıneasGol Linhas Aereas (Brasil), Aeromexico (Mexico), Aerolıneas Argentinas (Ar-gentina) y Copa Airlines (Panama) son las que tienen en su flota los Boeing 737MAX 8 y 9, pero desde marzo de 2019 todas las unidades pertenecientes a lasmismas estan en tierra voluntariamente. [32]

Cabe mencionar que no se cubren rutas regularmente con los 737 MAX a Asun-cion, solamente lo han hecho por motivos particulares una vez Aerolıneas Argen-tinas y otra Gol. Actualmente estan suspendidas las operaciones de aeronaves737 MAX 8 y 737 MAX 9 en Paraguay, determinado por la entidad a cargo, laDINAC. [32]

Normalmente, en Paraguay son utilizadas aeronaves 737NG para cubrir lasrutas Buenos Aires-Asuncion con los Boeing 737-700/800 por Aerolıneas Ar-gentinas, GOL entre Sao Paulo-Asuncion con 737-700/800, Copa Airlines haceCiudad de Panama-Asuncion con Boeing 737-800, y por su parte, la low-costFlybondi, Buenos Aires-Asuncion con 737-800. [32]

8. Re-certificacion

Boeing esta volcando todos sus esfuerzos en busca de la re-certificacion de lageneracion en cuestion, la 737 MAX. Como primer paso se hizo obligatoria laformacion y actualizacion de los pilotos con simuladores y no solo con una tutorıaonline. Actualmente hay 34 simuladores de vuelo Max certificados en todo elmundo. Las aerolıneas tambien pueden usar los mas de 200 simuladores 737NGpara realizar la capacitacion, aunque aun no esta claro si eso es posible. [15] [25]

Boeing tambien anuncio que los clientes no tendran que pagar mas por el avisode conflicto de AOA o por seleccionar la opcion de indicador del AOA, ya vendrapor defecto en todas las unidades. [11]

La empresa americana tambien declaro que el MCAS se basara en los dos sensoresAOA y no solo en uno como era anteriormente, y si las lecturas de ambos sensorestienen diferencias de 5,5◦ o mas los pilotos seran alertados y no se activara elMCAS; inclusive si se activa en las condiciones esperadas solo lo harıa una vez(lo necesario en la mayorıa de los casos), sumado a que el sistema no estabilizaramas de lo que los pilotos puedan contrarrestar al estirar el mando. Se mantendrala opcion de desactivar el MCAS y utilizar el timon manual. [31]

En junio del 2020 se concreto el programa de vuelos de re-certificacion por partede la FAA, donde se llevaron a cabo tres dıas de vuelo y pruebas de todo tipo,actualmente se estan revisando todos los datos y videos de los vuelos, con unespecial enfasis en todo lo relacionado al MCAS. En septiembre del 2020, laagencia europea de seguridad aerea, EASA, llevo a cabo tambien una serie devuelos de prueba. Se espera la resolucion de ambas entidades hasta la fecha. [15]

9. Otros errores de software actuales en el mundoaeronautico

La FAA detecto que si el Boeing 787 Dreamliner permanecıa encendido pormas de 248 dıas (8 meses aproximadamente) podrıa hacer que el sistemaelectrico falle por un bug de desbordamiento de entero, provocando la perdidade control de la aeronave. Esto ocurre debido a que las unidades de controldel generador entrarıan en modo a prueba de fallas. Esto se sumo a problemasiniciales que tuvo el modelo con la baterıa, que una vez se incendio paradoen el aeropuerto de Boston en el 2013. En el ano 2012, expertos en seguridaddescubrieron ademas que existıan graves vulnerabilidades en el sistema hastael punto de poder piratear los aviones de forma remota. [43]

Airbus con el A350 tuvo un problema similar al bug de desbordamiento,pero solo que luego de 149 horas ya habrıa que reiniciar el sistema paraevitar que el sistema electrico se apague por error. Es normal que los avionesse mantengan encendidos mientras estan en el aeropuerto ya que de estamanera los tecnicos realizan los trabajos de mantenimiento y chequeo de lossistemas, por eso resulta relevante el bug. Muchas aerolıneas optaron por noactualizar el sistema a pesar de que Airbus lo recomendaba porque requerıaque las aeronaves esten mucho tiempo en tierra. [9]

10. Conclusiones

La historia del 737 MAX se basa mayormente en lo que no paso. Difıcilmente sepueda juzgar desde la optica de errores intencionados sino mas bien desde unacrıtica fuerte a la lucha entre el negocio competitivo al extremo, la tecnologıa yla seguridad. La FAA se vio apurada por el ritmo frenetico que quiso imponerBoeing para la certificacion, para no perder la competencia frente a Airbus (sien-do que ni aunque quisiera iba a poder cubrir toda la demanda), pero es innegableque es uno de los principales responsables del hecho, sumado al descredito quele ocasiono al mundo aeronautico. Economicamente, hasta el 2018, le funciono aBoeing su programa de mejoras ya que el 737 MAX fue el avion que mas rapidose vendio en la historia de la empresa, pero en la actualidad, como se mencionoanteriormente, las perdidas son inmensas.

Otro dilema relacionado a lo tecnologico que se plantea es hasta que punto sedeben automatizar los controles, ası como tambien si valıa la pena que el inputhumano casi no tenga incidencia en el MCAS. Lo cierto es que claramente faltoredundancia en el control y capacitacion en los pilotos, elementos inaceptablesen un sistema automatizado del que dependen las vidas de los pasajeros y tripu-lantes. El software siempre puede fallar y los negocios competitivos no puedenmarcar la hoja de ruta en materia de seguridad.

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