Scatola nera: i segreti dei flight recorder

Sapete come funziona la scatola nera di un aereo?

Ogni volta che avviene un incidente aereo, la notizia passa su tutti i giornali e nei programmi televisivi sbucano piloti amateur ed esperti in sicurezza pronti a dare la loro opinione, convinti di sapere quali siano state le cause del disastro. Di sicuro sono ben informati perché hanno avuto informazioni dal nonno che guidava un camion o da un amico della moglie che fa la guardia giurata in aeroporto… tutti siamo esperti.

Altri saputelli hanno fatto qualche ricerca su Wikipedia per poi affermare con sufficienza: “Si tratta dello stesso tipo d’incidente accaduto nel 1967 in Tanzania, combacia tutto alla perfezione!”. Il problema è che questi fantomatici “esperti” arrivano sui teleschermi e parlano di cose senza senso a un pubblico desideroso d’informazioni; purtroppo in TV, così come su Internet, si vedono tante sciocchezze. Il mondo ha bisogno di dettagli sordidi e in tempi rapidi, ovvero qui e adesso. Questo genere di tragedie e come vengono trattate tali notizie galvanizzano i telespettatori.

Purtroppo, le vere ragioni della tragedia vengono a galla molto tempo dopo quando si recupera la scatola nera, un processo troppo lungo per i canali televisivi, per non parlare dei social network. Sono informazioni che non interessano più allo spettatore comune, ma è a partire da qui che iniziano a lavorare i veri esperti.

Il loro proposito non ha nulla a che fare con indirizzare il traffico ai portali di notizie; gli investigatori cercano le vere cause del disastro e, in base all’analisi approfondita dei dati ottenuti, provano a capire come evitare che la tragedia si ripeta in futuro.

L’espressione “decifrare la scatola nera” è piuttosto eloquente, bisogna dirlo.

Innanzitutto le “scatole nere” non sono nere e a volte non hanno neanche la forma di una scatola. Il dispositivo ha assunto questo nome in gergo per la sua funzione: nel settore scientifico, informatico e in ingegneria la “scatola nera” è un sistema o un oggetto i cui input e output possono essere visualizzati senza dover necessariamente conoscere il loro funzionamento interno. In realtà il termine esatto sarebbe “flight recorder”, conosciuto anche con l’acronimo FR.

Un flight recorder comune è di colore rosso così può essere facilmente indentificato tra i rottami e ha una forma cilindrica o sferica per evitare che si deteriori troppo. Inoltre, il dispositivo è a prova d’impatto, deve essere resistente all’acqua e al calore per salvaguardare i dati fondamentali per le indagini.

Inoltre, in caso d’impatto in acqua il flight recorder utilizza un beacon speciale (conosciuto anche con l’acronico ULB, Underwater Locator Beacon) che si attiva e trasmette il segnale a 37.5 kHz (ultrasuoni). In questo modo è più facile individuare il dispositivo e recuperarlo.

Nella progettazione dei flight recorder ci sono alcuni requisiti da seguire: devono resistere a una forza di accelerazione di 3400G durante 6.5 ms, devono resistere al fuoco per 30 minuti (durante questo intervallo di tempo il fuoco brucia la zona circostante e inizia a estinguersi) e devono resistere intatti negli abissi per 30 giorni a 6 mila metri di profondità.

I vecchi flight recorder erano composti da un nastro o un filo magnetico dove venivano immagazzinati i dati; i dispositivi moderni utilizzano invece memorie flash. In sostanza, la scatola nera non è altro che una mega USB avvolta in vari sistemi di protezione. L’unica differenza sostanziale riguarda il tipo di memoria: le scatole nere sono costituite da chip di livello industriale, maggiormente resistenti alle temperature estreme e capaci di sostenere diversi cicli di lettura/scrittura.

L’immagazzinamento dei dati è più o meno simile al RAID, ovvero si segue il principio di ridondanza dei dati. Inoltre, i flight recorder sono progettati apposta per essere ridondanti e ce ne sono vari in ogni aereo per evitare la perdita totale delle informazioni. È davvero improbabile, quindi, che dopo un incidente aereo non ci siano flight recorder da analizzare.

I dati non sono criptati affinché siano disponibili a chiunque raccolga la scatola nera; del resto, è questo il principio di base della scatola nera: chiunque la trovi deve essere in grado di leggere i dati che contiene.

Esistono tre tipi di flight recorder: il Cockpit Voice Recorder (CVR), il Flight Data Recorder (FDR) e il Quick Access Recorder (QAR). Il CVR registra le ultime due ore della conversazione dell’equipaggio in cabina così come i messaggi radio scambiati con gli operatori di terra e i rumori di fondo (quattro canali in totale). I nuovi dati sono sovrascritti su quelli meno recenti, lo stesso funzionamento dei sistemi di videosorveglianza.

Non c’è alcuna motivazione pratica per registrare durante l’intera durata del volo, i momenti che importano davvero sono quelli poco prima o poco dopo l’incidente. La registrazione si blocca automaticamente al momento dell’impatto poiché non c’è più energia elettrica, questi momenti non possono essere sovrascritti con altre informazioni.

Il FDR immagazzina i dati registrati durante un periodo di tempo più prolungato (si arriva fino alle 24 ore) per registra malfunzionamenti magari avvenuti in voli precedenti e che poi hanno provocato l’incidente. Il recorder registra costantemente numerosi parametri di volo (88 in totale) tra cui velocità e quota dell’aereo, la posizione dei flap e il funzionamento dei motori. Tutti i valori sono indicati a intervalli di tempo regolari con una precisione di millesimi di secondo.

Il QAR registra ulteriori parametri (2 mila circa in totale), creando un unico report di tutte le operazioni dei sistemi presenti nell’aereo, compresi i parametri di temperatura in cabina e altri valori che possono non avere rilevanza nella dinamica dell’incidente.

Questi dati servono per la compagnia aerea, per migliorare la costruzione dei velivoli e non hanno nulla a che vedere con la sicurezza del volo, non aiutano le indagini. Per questo i QAR non sono protetti dagli agenti esterni e, in caso d’incidente, non vengono analizzati (non ce n’è bisogno).

Questo tipo di tecnologie si evolve costantemente, le memorie flash diventano sempre più disponibili e le loro prestazioni miglioreranno nel tempo. In un futuro non molto lontano i flight recorder potrebbero immagazzinare anche video. In realtà questo già succedei negli aerei più moderni, dove si registrano le immagini da terra che poi vengono inviate ai sistemi di entertainment dei passeggeri in cabina.

Inoltre, le tecnologie di comunicazione wireless si stanno facendo strada nella vita quotidiana: l’accesso a Internet a bordo e le connessioni mobile diventeranno presto un’opzione disponibile su tutti i voli. Le tecnologie wireless consentiranno di salvare i dati del volo direttamente su cloud  in tempo reale (non le “nuvole” che attraversano i cieli solcati dagli aerei, parliamo ovviamente dei data center).

Il mining dei dati e le tecnologie che riguardano i big data aiuteranno gli investigatori a trovare quegli elementi che possono aver portato all’incidente. Lo schianto di un aereo di solito è dovuto a una serie di fattori e non a un’unica causa: gli strumenti di analisi del futuro ci aiuteranno a evitare molte tragedie.

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