Análisis numérico de las salidas de emergencia de los aviones

Abstract

El Trabajo de Fin de Grado titulado Análisis numérico de las salidas de emergencia de los aviones aborda la eficiencia de los procesos de evacuación en aeronaves comerciales mediante simulaciones realizadas con el software Pathfinder. El estudio se enmarca en el cumplimiento normativo de la FAA y la OACI, que exigen evacuar en menos de 90 segundos incluso en condiciones adversas, y surge de la necesidad de comprobar si este requisito se mantiene bajo escenarios más realistas que los de certificación.

El proyecto analiza tres modelos representativos: Embraer 175, Boeing 737-700 y Boeing 777-300, con diferentes configuraciones de cabina y capacidades de ocupación. Se diseñaron escenarios de evacuación que incluyen condiciones base, tiempos de pre-movimiento —para simular el retraso de los pasajeros en reaccionar— y bloqueos parciales de salidas. Los resultados muestran que en condiciones ideales los tiempos de evacuación cumplen el límite normativo, pero cuando se incorporan factores realistas, especialmente en aeronaves de gran capacidad, se superan con holgura los 90 segundos. En particular, el Boeing 777-300 alcanzó 137 segundos con premovimiento, evidenciando la dificultad de gestionar evacuaciones en aviones de fuselaje ancho.

El trabajo concluye que los factores más determinantes son el número de ocupantes, la distribución y disponibilidad de salidas y el tiempo de reacción inicial de los pasajeros. Además, subraya que los cálculos analíticos simplificados subestiman los tiempos reales, destacando la utilidad de simuladores avanzados como Pathfinder. En definitiva, este estudio aporta recomendaciones para mejorar el diseño de cabinas y protocolos de evacuación, reforzando la importancia de integrar factores dinámicos y de comportamiento en la validación de la seguridad aeronáutica.

The final degree project entitled Numerical Analysis of Aircraft Emergency Exits examines the efficiency of evacuation processes in commercial aircraft through simulations carried out with Pathfinder software. The study is framed within FAA and ICAO regulations, which require full evacuation within 90 seconds even under adverse conditions, and arises from the need to verify whether this requirement is maintained in more realistic scenarios than those used for certification.

Three representative aircraft models were analysed: Embraer 175, Boeing 737-700, and Boeing 777-300, each with different cabin layouts and passenger capacities. Evacuation scenarios were designed that include baseline conditions, pre-movement times—simulating passengers’ reaction delays—and partial exit blockages. The results show that under ideal conditions, evacuation times meet the regulatory limit, but when more realistic factors are introduced, especially in high-capacity aircraft, the 90-second threshold is exceeded by a wide margin. In particular, the Boeing 777-300 reached 137 seconds with pre-movement, highlighting the challenge of managing evacuations in wide-body aircraft.

The study concludes that the most decisive factors are the number of occupants, the distribution and availability of exits, and passengers’ initial reaction time. It also emphasises that simplified analytical calculations underestimate actual evacuation times, underscoring the value of advanced simulation tools such as Pathfinder. Ultimately, this project provides recommendations for improving cabin design and evacuation protocols, reinforcing the importance of integrating dynamic and behavioural aspects into the validation of aviation safety.