viernes, 20 de marzo de 2009

Las Infraestructuras para la Navegación Aerea

Introducción

Decidir la asignación de una ruta o un nivel y conceder una prioridad a una aeronave sobre otra, son acciones que se realizan en función de una decisión personal que ha de ser rápida y correcta. Esta decisión la toma el controlador aéreo, el cual basa su decisión gracias a los conocimientos en aeronaves y, sobre todo, a la ayuda que le prestan las herramientas diseñadas para la navegación. Estas herramientas no solo ayudan al controlador sino también a los pilotos encargados de dirigir las aeronaves de un lugar a otro y conseguir que aterricen de la forma más segura posible. Todo el conjunto de infraestructuras para la navegación hacen que la navegación aérea sea la más segura.

La navegación aérea surgió como respuesta a las necesidades planteadas por el desarrollo de la aviación. En cuanto la aeronave despega, se ve expuesta a tres peligros: las condiciones meteorológicas adversas, la posible colisión y llegar a su destino. El desarrollo de la navegación aérea tiene como objetivo minimizar las tres amenazas y por ello se desarrollan nuevos elementos (cada vez más efectivos) para ayudar a la aeronave a superar sus dificultades.


Estas ayudas para la navegación han ido evolucionando desde los primeros vuelos, con los inventos más simples como puede ser una manga de viento hasta la última generación de satélites para el posicionamiento de las aeronaves conocido como GPS (Global Positioning System). Los primeros métodos de navegación estaban basados en las técnicas usadas en la marina, adaptadas para el uso de las aeronaves, las cuales representaban sobre un mapa la ruta programada, dibujando las posiciones del avión sobre la base de su rumbo (gracias a una brújula) y su velocidad (gracias a un anemómetro) respecto del aire.

Rápidamente surgió la necesidad de disponer ayudas para que la aeronave se dirigiese al aeródromo de manera sencilla, creándose así las primeras ayudas para la navegación basadas en tierra: los aerofaros luminosos. Además, hacia 1930 en los primeros aeródromos con "gran demanda de tráfico" se designaba un jefe de pista que ayudaba a las aeronaves por medio de la radio.

Con el tiempo y el desarrollo de las aeronaves, que aumentaron la capacidad de transporte y alcance, el desarrollo de las infraestructuras para la ayuda de la navegaciones ha tenido que extender de tal manera que ya no esta presente solo en las proximidades del aeródromo sino que ha tenido que extenderse a todo el espacio terrestre para poder controlar y guiar adecuadamente a las aeronaves. Este gran desarrollo ha sido impulsado por la evolución de la demanda del transporte aéreo.

Durante la evolución de la aviación se han ido desarrollando (a medida que han ido surgiendo y se han necesitado) organizaciones y leyes a nivel nacional e internacional para establecer una serie de mínimos tanto fuera como dentro de cada país, homogeneizado los sistemas de comunicación entre las aeronaves y las infraestructuras para de ese modo liberar al transporte aéreo y hacerlo llegar a todos los rincones del globo.

De este modo la evolución de los equipos antiguos y el desarrollo de los nuevos se ha realizado en base a estas normas internacionales con lo que cada nueva invención ha tenido una aplicación universal en todo el mundo (habiendo superado previamente un periodo de prueba) de forma inmediata. Estas organizaciones, que surgieron por necesidad, son la base de todas las reglamentaciones que hacen, junto con las infraestructuras para la navegación, que el transporte aéreo sea el mas seguro.

Dentro de todas las infraestructuras para la navegación, pasaremos a describir las más actuales:



El Aeropuerto

El Eeropuerto: es la infraestructura del transporte aéreo donde comienza y termina el vuelo, en el se encuentran un gran numero de edificios, instalaciones y equipos que permiten el aterrizaje, despegue y movimiento en tierra de la aeronaves. En él existen cuatro elementos fundamentales que intervienen en su planificación y diseño:

-La aeronave: Vehículo de transporte aéreo cuya función es llevar de un sitio a otro a través de espacio aéreo a los pasajeros y cargas.
-El pasajero: Usuario del transporte aéreo.
-Equipaje: pertenencias de los pasajeros.
-Carga: mercancías que se transportan.

Esto ha supuesto que los aeropuertos se hayan desarrollado de forma diferente, según la mayor o menor especialización que cada uno tenga en las diversas actividades y el tipo de trafico que acoja. Esta especialización se justifica por la necesidad de obtener ingresos adicionales para financiar las cuantiosas inversiones que se requieren para acometer las infraestructuras.

Es necesario diferenciar aeródromo de aeropuerto. Un aeródromo es nada más que un área preparada para el aterrizaje despegue y movimiento en tierra de aeronaves, sin tráfico comercial. En cambio, un aeropuerto tiene tráfico comercial y, por tanto, posee las instalaciones necesarias para el embarque y desembarque de pasajeros, equipajes y carga adecuada a ese tipo de trabajo, junto con un gran número de infraestructuras para la navegación.

En los comienzos de la aeronáutica primeras demostraciones aéreas se realizaban en terrenos libres de obstáculos a las afueras de las ciudades, denominados campos de aviación. Algunos de estos lugares tomaron carácter permanente por lo que se les empezó a denominar aeródromos. Cuando aquellos aeródromos fueron dotándose de instalaciones permanentes para atender al transporte aéreo se les denomino aeropuertos.

El aeropuerto esta dividido en dos grandes zonas: lado tierra y lado aire, teniendo cada una a su vez diversas partes. En el lado aire se produce la operación aeroportuaria de las aeronaves y en el lado tierra, la operación aeroportuaria de pasajeros, equipajes y carga, previa al embarque o posterior al desembarque en las aeronaves.

Lado Aire:Es la zona del aeropuerto donde tiene lugar la operación aeroportuaria de las aeronaves. Su componente principal es el área de movimiento o campo de vuelos, que se divide a su vez en área de maniobras (con las áreas de aterrizaje y rodadura) y en plataforma de estacionamiento de aeronaves.

A:Pista de vuelo: Es una superficie rectangular preparada para el despegue y aterrizaje de las aeronaves.

B:Área de rodadura: Para unir la pista de vuelo con la plataforma donde se estacionan las aeronaves está el área de rodadura, con las calles de rodadura, calles de salidas y entrada a pista y zonas de espera.

C:Plataforma: También llamada rampa, es el área destinada al estacionamiento de las aeronaves para los fines de embarque desembarque de pasajeros, equipajes y carga, servicio y mantenimiento.

D:Otras zonas: Fuera del área de movimiento existen otras zonas tales como: vías de acceso caminos perimetrales, áreas no pavimentadas e instalaciones auxiliares.

E:Instalaciones lado aire: En el lado aire se pueden destacar las siguientes instalaciones y edificios:

1: Ayudas visuales (balizamiento).
2: Ayudas radioeléctricas (RADAR, ILS, Radio, etc.).
3: Instalaciones de suministro de combustible.
4: Instalación de 400 Hz.
5: Estación meteorológica.
6: Plataforma de deshielo.
7: Plataforma para prueba de motores.
8: Deflectores del chorro de los reactores.
9: Centro de emisiones.
10: Torre de control.

Lado Tierra:Es la zona del aeropuerto donde se efectúa la operación aeroportuaria de pasajeros, equipajes y carga previa al embarque posterior al desembarque de las aeronaves.

Se divide en urbanización, con la vía de acceso, aparcamientos, zonas industrial y el área terminal.

A: Terminal de pasajeros: es un edificio que sirve de enlace entre el transporte aéreo y el transporte terrestre. Incluye un sistema de tratamiento de pasajeros y manejo de equipajes, instalaciones para compañías aéreas, zonas de prestación de servicios, salas de espera y áreas comerciales.

B: Urbanización: Para acceder al aeropuerto existen diferentes medios, siendo los mas importantes los vehículos particulares, taxis, autobuses, metro y trenes. Por ello, hay que prever unas vías de acceso y circulación interior y aparcamiento de vehículos, así como apeaderos o estaciones en los casos que se requiera.

C: Terminal de carga: Cuando el volumen es elevado, es conveniente disponer de una zona de mercancías, construyéndose un Terminal de carga independiente del Terminal de pasajeros o incluso un centro de de carga, que es un área definida en un aeropuerto con instalaciones para el manejo de las mercancías donde se integran todos los operadores que intervienen en la cadena de transporte.

D: Zona industrial: Debido a las obvias ventajas que supone la cercanía al aeropuerto para el transporte de carga y pasajeros, la disponibilidad de terrenos y el no verse afectados por el ruido, algunas industrias optan por establecerse en las cercanías o incluso en los terrenos del aeropuerto. Por ello, suele existir una zona industrial que por otra parte repercutirá positivamente en la economía y funcionamiento del aeropuerto.

Principalmente, se deben considerar en esta zona las actividades específicas de apoyo a las aeronaves, entre las que se encuentran:

1 Estacionamiento en hangares.
2 Mantenimiento de aeronaves.
3 Catering.
4 Almacenamiento de combustibles y lubricantes.

E: Instalaciones lado tierra:

1: Sistema eléctrico.
2: Deposito de agua y red de agua potable.
3: Red de aguas residuales y depuradora.
4: Sistema de drenaje
5: Red de riego y red telefónica












El RADAR (Radio detection and ranging)

A partir de la segundo guerra mundial se empezaron a desarrollar equipos para medir con gran precisión la dirección y distancia a un objeto reflectante (aeronave) incluso en la más completa oscuridad o sin visibilidad alguna, lo que hizo del radar un sistema altamente valorado. Gracias a los sistemas radar, el servicio de control de transito aéreo dispone desde entonces de una herramienta que les permite coordinar el tráfico aéreo y evitar colisiones. Los diferentes tipos de radares que se usan son:

-El radar de exploración o vigilancia del aeropuerto (radar de control mediante impulsos).
-El radar de a bordo (radar que detecta, mediante impulsos, los blancos que rodean el avión, como tormentas y otros aviones)
-Radar Doppler (mide las velocidades mediante una onda continua)
-El Radioaltímetro (de onda modulada)

El radar se basa en el principio de la reflexión de las ondas de radio por los cuerpos sólidos, por tanto se utiliza una determinada banda de frecuencias con excelentes características reflectoras. Las ondas largas (baja frecuencia) no se reflejan con facilidad y tienden a seguir la curvatura de la tierra. Sin embargo las ondas de radio muy cortas de ultra-alta o super-alta frecuencia viajan en línea recta y son fácilmente reflejadas por los objetos que se encuentran en su trayectoria.

Con el radar primario el controlador puede conocer la situación en un plano horizontal de todos los aviones que operan en la zona, mientras que con el radar secundario permite conocer diversos datos del avión y así la identificación de este.

Además de controlar las aeronaves desde tierra permite que las propias aeronaves (gracias al radar de a bordo) controlen el espacio que las rodea desde desniveles de terreno hasta las tormentas.


El Sistema VOR (Very High Frecuency Omnidirectional Range)

El VOR es el sistema de navegación radioeléctrica mas preciso y utilizado en todo el mundo en navegación primaria para las salidas, en ruta y aproximación. El principio de funcionamiento de este se basa en la comparación de diferencia de fases entre dos señales radiales de radiofrecuencia, variando la diferencia de fase con el azimut. Esta diferencia de fase entre las dos señales se interpreta en el receptor del avión como un rumbo en brújula respecto al norte magnético o respecto a un rumbo 0º predeterminado proporcionando al piloto en todo momento su línea de situación con relación al emisor. Las señales de VOR tienen la ventaja de estar libres de interferencias estáticas, pero presentan el inconveniente de que su alcance queda limitado a la línea visual, no pueden evitar accidentes geográficos, por lo que la distancia a la que se puede utilizar depende de la altura de vuelo y de la clase de estación que la recibe. Otro inconveniente de la recepción es que la estructura presente encima un cono de silencio (donde no hay señal).

El sistema consta de dos equipos, uno situado en tierra (emisor) y otro en el avión (receptor).


El Sistema DME (Distance Measuring Equipment)

Sistema electrónico que mide la distancia oblicua directa ente el avión y la ayuda situada en tierra. Su funcionamiento consiste en lo siguiente: el transmisor del avión empieza el proceso de interrogación emitiendo las señales de distancia, pulsadas a una frecuencia de repetición baja. Estas señales las reciben y descifra el equipo de tierra y, luego de pasar un retardo fijo, se activa un emisor que enviará una respuesta codificada con la misma separación ente impulsos que la emitida por el avión. El equipo de a bordo del avión solo admite las señales correspondientes a las características de su emisión.



Configuración de los sistemas de alumbrado aeronáutico de superficie

El sistema general de luces aeronáuticas de superficie de un aeropuerto puede dividirse en varios subsistemas principales:

-Iluminación de aproximación.
-Indicador de pendiente.
-Luces de pista de vuelo.
-Luces de calle de rodaje.

El sistema de iluminación de aproximación es un sistema luminoso cuya misión es facilitar la operación de aproximación de una aeronave a la pista, especialmente cuando las condiciones de visibilidad son limitadas. Se dispone antes del umbral de la misma, extendiéndose, a lo sumo, hasta una distancia de 900 m. Sus luminarias tienen una disposición geométrica triangular que proporciona un buen guiado en azimut hacia la toma de contacto de la pista.

El indicador de pendiente tiene por objeto proporcionar una indicación visual de la pendiente a aproximación. Esta ayuda complementará al ILS. La indicación se consigue mediante unos focos situados en el borde de la pista que proporcionan un haces luminosos rojos y blancos, inclinados adecuadamente para dar mediante el cambio de color la indicación de la pendiente.

Una vez realizada la aproximación, es necesario dar al piloto la información necesaria para efectuar el aterrizaje, indicándole los límites de la pista, tanto laterales como transversales, así como su eje transversal. Para ello se emplearán las luces de pista y zona de parada. El sistema general de luces de pista y de la zona de parada asociada, consta de las siguientes partes:

- Luces de umbral, situadas en la cabecera operacional de pista, de color verde.

- Luces de borde, situadas en los límites longitudinales de la pista, de color blanco.

- Luces de extremo, situadas en el final de la pista de vuelo, de color rojo. Adicionalmente, de uso nocturno, la zona de parada se delimitará longitudinal y transversalmente con luces de zona de parada de color rojo.

- Luces de eje, situadas en el centro de la pista, de color blanco.

- Luces de toma de contacto, empotradas, de color blanco, entre las cuales queda delimitada una banda de 18 m de anchura, centrada en el eje de la pista, en el área donde al avión puede posar las ruedas.

- Luces de calle de rodaje, utilizadas en las zonas del área de maniobra donde se produce el rodaje de las aeronaves, emiten luces verdes, amarillas, azules y rojas.

- Luces indicadoras de salida rápida, que dan información de la distancia restante hasta la calle de rodaje de salida rápida más cercana.

Por último, las luces de borde y de eje de la calle de rodaje son las que definen los límites y el centro de la calle de rodadura y permiten realizar la operación en superficie hasta su aparcamiento al aterrizar o la cabecera de pista al despegar. Son de menor intensidad que las de pista de vuelo y no se ven para ángulos superiores de la cabina del avión. Cuando el tráfico es muy elevado pueden suprimirse las de eje.















Torre de control

Desde la torre, se ejerce el control del tránsito aéreo en el aeropuerto, autorizando aterrizajes y despegues. Debe tener altura suficiente para ver todo el campo de vuelos y toda la zona sobre la que se tenga que ejercer control.



Sistema GPS (Global Positioning System)

El llamado GPS es el sistema mundial de posicionamiento por medio de satélites. Es un sistema de medición en un solo sentido, basado en la alta estabilidad de la frecuencia del oscilador en el transmisor situado en el satélite.

Originalmente fue concebido con fines exclusivamente militares. Se comenzó el estudio del GPS a finales de los 50, pero no fue hasta 1973 cuando se dieron a conocer los primeros resultados por la Fuerza Aérea y la Marina estadounidense y tardaría bastante en empezar a generalizarse su uso. En 1993, el GPS inicialmente basaba su operación en una red de 21 satélites más tres de reserva.

Está constituido por tres segmentos operativos diferenciados: el segmento espacial, el segmento de control y el segmento usuario.

La fiabilidad de la precisión que ofrece este sistema de navegación está teniendo un efecto en la Navegación Aérea como jamás ha tenido ninguna otra ayuda para la navegación, pues presenta ventajas tales como la universalidad de los equipos al poderse usar en cualquier zona del mundo.



Sistema ILS (Instrumental Landing System)

El término ILS quizá no sea el más apropiado dado que normalmente no permite efectuar aterrizajes con la sola ayuda de instrumentos sino constituye un medio para efectuar aproximaciones con un techo y visibilidad menores que las Standard. El sistema está constituido por cuatro unidades: localizador, que es una estación radio-direccional visual VHF, rayo direccional de planeo, que proporciona una trayectoria inclinada un ángulo de 2º aproximadamente con respecto a la horizontal, dos radiofaros verticales y radiobalizas de compás, o radiofaros no direccionales.

El método Standard de aproximación más usado hasta ahora reside en volar hasta la estación radio-direccional del aeropuerto efectuando una serie de virajes para ubicar el rayo direccional del localizador e hincar la aproximación final haciendo uso del equipo ya descrito.

 
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