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Análisis de capacidad de pista en Barcelona – El Prat mediante la implantación TBS

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ANÁLISIS DE CAPACIDAD DE PISTA EN

BARCELONA – EL PRAT MEDIANTE LA

IMPLANTACIÓN TBS


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HOJA DEJADA INTENCIONADAMENTE EN BLANCO


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Título: ANÁLISIS DE CAPACIDAD DE PISTA EN BARCELONA – EL PRAT

MEDIANTE LA IMPLANTACIÓN TBS

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Autor: Óscar Cea Antolino

Revisor: Fernando Gómez Comendador

Aprobado: N.A.

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Numero Fecha Autor Comentarios

01 31/08/2018 Óscar Cea Antolino


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Resumen Ejecutivo

La necesidad actual en lo referente al aumento de la capacidad aeroportuaria a

consecuencia del progresivo crecimiento de tránsito aéreo, concretamente en lo

relativo a la capacidad de pista como principal cuello de botella del sistema ATM, ha

promovido y promueve el desarrollo y mejora de los procedimientos existentes, la

creación de nuevos conceptos y la introducción de nuevas tecnologías y

herramientas de trabajo.

De esta manera, habida cuenta de la relación directa entre la capacidad de pista con

las mínimas de separación aplicables por razones de estela turbulenta,

EUROCONTROL comenzó a trabajar en la actualización de la clasificación de

aeronaves por estela turbulenta establecida por OACI hace más de 40 años.

Por un lado, ISDEFE plantea la idea de evaluar la aplicación del TBS en un escenario

concreto para fomentar la investigación en nuevos proyectos encaminados a la

mejora y optimización en el uso del espacio aéreo y capacidad de pista

aprovechando el desarrollo de las nuevas tecnologías.

Por otro lado, también se plantea la aplicabilidad de la metodología desarrollada a

cualquier escenario diferente al estudiado en el proyecto (Barcelona – El Prat).

Este proyecto propone continuar con la siguiente línea técnica de investigación:

Evaluación de aplicación de TBS en Barcelona – El Prat.

Con el presente documento se pretende seguir con esta línea de investigación

asociada a la optimización futura de recursos existentes en el ámbito ATM,

especialmente impulsada por el crecimiento de tráfico previsto en los próximos años

y la necesidad de dar servicio a una demanda superior.


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I. Índice de Contenidos

Tabla de contenido

1. INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ............................................................18

2. OBJETIVO Y ALCANCE .............................................................................................................20

3. ESTADO DEL ARTE ...................................................................................................................22

4. INTRODUCCIÓN AL FENÓMENO DE ESTELA TURBULENTA ................................................38

4.1 DEFINICIÓN ...............................................................................................................................39

4.2 CARACTERÍSTICAS Y VARIABLES DE INFLUENCIA ..............................................................42

4.3 DINÁMICA DE VÓRTICES .........................................................................................................44

4.4 EFECTOS EN VUELO ................................................................................................................46

5. INFLUENCIA DE VIENTOS EN EL ENTORNO AEROPORTUARIO ..........................................49

6. METODOLOGÍA .........................................................................................................................55

6.1 FUENTE DE DATOS ..................................................................................................................55

6.2 ELECCIÓN DEL BUSY DAY .......................................................................................................61

6.3 CONDICIONES FÍSICAS ............................................................................................................63

6.4 MODO DE OPERACIÓN ............................................................................................................68

6.5 MODELO DE ESTIMACIÓN DE CAPACIDAD DE PISTA ..........................................................69

6.5.1 MODELIZACIÓN DEL ESCENARIO ...........................................................................................69

6.5.2 MODELIZACIÓN DE OPERACIONES........................................................................................71

6.5.3 DEFINICIÓN COMPLETA DEL MODELO ..................................................................................76

6.5.3.1 SIMULACIÓN A PRIORI .............................................................................................................90

6.5.4 SIMULACIÓN DEL ESCENARIO ................................................................................................98


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6.5.5 OBTENCIÓN DE RESULTADOS .............................................................................................102

7. CONCLUSIONES Y PROYECTOS FUTUROS ........................................................................110

8. BIBLIOGRAFÍA .........................................................................................................................120

9. ANEXOS ...................................................................................................................................123

ANEXO 1. ESCENARIO .......................................................................................................................124

ANEXO 2. GEOMETRÍA Y CONFIGURACIÓN DE PISTAS .................................................................126

ANEXO 3. FRECUENCIAS DE LAS DEPENDENCIAS Y RADIOAYUDAS DE INTERÉS ...................132

ANEXO 4. ORGANIZACIÓN DEL ESPACIO AÉREO ..........................................................................135

ANEXO 5. TIPOS DE AERONAVE Y TIPO DE TRÁNSITO .................................................................144

ANEXO 6. PROCEDIMIENTOS ATC ....................................................................................................149

ANEXO 7. VALORES DE SEPARACIÓN POR ESTELA TURBULENTA Y RADAR ............................150

ANEXO 8. TIEMPOS REALES DE OCUPACIÓN DE PISTA ...............................................................160

ANEXO 9. HERRAMIENTAS UTILIZADAS ..........................................................................................165


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II. Índice de figuras

Figura 1 – Categorías de estela turbulenta según la clasificación RECAT ............................................. 25

Figura 2 – Criterios empleados para la división de la clasificación por tipo de estela turbulenta OACI hacia

la clasificación RECAT. .................................................................................................................. 26

Figura 3 – Aeronaves categorizadas según la clasificación por estela turbulenta RECAT. .................... 27

Figura 4 – Diferencia de las mínimas de separación por estela turbulenta entre la OACI y RECAT. ..... 28

Figura 5 – Tiempos de procedimiento para una misma distancia en función de las condiciones de viento

existentes en cada momento. ......................................................................................................... 33

Figura 6 – Comparativa de la fuente Eurocontrol entre capacidad de pista con intensidad de viento leve

(izquierda) e intensidad de viento fuerte (derecha). ....................................................................... 34

Figura 7 – Comparación de las separaciones aplicadas en aproximaciones (distancias vs tiempos). ... 35

Figura 8 – Ejemplo de utilización del sistema de aproximación TBS en Heathrow. ............................... 36

Figura 9 – Estela turbulenta al paso de una aeronave. .......................................................................... 39

Figura 10 – Esquemas de líneas de vórtice en el fenómeno de estela turbulenta. ................................. 40

Figura 11 – Vorticidad asociada al fenómeno de estela turbulenta. ....................................................... 40

Figura 12 – Esquema de los instantes en los que se produce el fenómeno de estela turbulenta en

aterrizaje y en despegues. ............................................................................................................. 41

Figura 13 – Distribución general de las masas de aire con el paso de una aeronave. ........................... 42

Figura 14 – Fenómeno de estela turbulenta creada a partir del movimiento de las aeronaves. ............. 43

Figura 15 – Esquema de las características del perfil en el fenómeno de estela turbulenta. ................. 45

Figura 16–Intersección del plano perpendicular a la trayectoria de vuelo con la estela turbulenta. ....... 46

Figura 17 – Ejemplo de vientos extraído de Windfinder en el aeropuerto de Barcelona – El Prat. ......... 50


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Figura 18 – Huella de ruido en el aeropuerto de Barcelona – El Prat. .................................................... 51

Figura 19 – Ejemplo de rosa de vientos, donde se puede ver de forma gráfica la intensidad y dirección

de vientos. ...................................................................................................................................... 52

Figura 20 – Gráfica obtenida a partir de la realización de un estudio de vientos Valenzuela. ................ 53

Figura 21 – Imagen extraída del Doc 9817 AN/449 que expone las componentes de viento en referencia

terrestre y en referencia de orientación de pista. ............................................................................ 54

Figura 22 – Intervalos de tiempo de envío de mensajes AMDAR según la fase de vuelo de cada aeronave.

....................................................................................................................................................... 56

Figura 23 – Esquema general de los factores implicados en el funcionamiento del sistema de adquisición

de datos. ......................................................................................................................................... 57

Figura 24 - Esquema del envío de mensajes AMDAR desde la aeronave a tierra. ................................ 58

Figura 25 - Interfaz de la aplicación utilizada con el fin de obtener datos de viento registrados por las

aeronaves en sus procedimientos de aproximación a LEBL. ......................................................... 59

Figura 26 – Sondeo obtenido a partir de una operación concreta de aproximación a LEBL. ................. 60

Figura 27 – Presentación de los datos ordenados del sondeo extraído en la imagen anterior. .............. 61

Figura 28 – Operaciones totales en el aeropuerto de Barcelona – El Prat en julio del año 2015. .......... 62



Figura 31 – Configuraciones del aeropuerto Barcelona – El Prat. .......................................................... 64

Figura 32 – Esquema de utilización del aeropuerto Barcelona – El Prat en configuración preferente diurna.

....................................................................................................................................................... 65

Figura 33 – Distintas categorías de aeronaves en función de la velocidad de paso por umbral y de

velocidades en distintas fases de aproximación. ............................................................................ 66


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Figura 34 – Aeronaves dentro de cada categoría de aeronave atendiendo a su velocidad en distintas

fases de aproximación como en el paso por el umbral. .................................................................. 67

Figura 35 - Tramos establecidos en el procedimiento de aproximación a la 25R en Barcelona – El Prat.

....................................................................................................................................................... 70

Figura 36 – Formato de la extracción de datos de las operaciones de salida y aproximación existentes

en el día tipo seleccionado. ............................................................................................................ 72

Figura 37 – Porcentaje de operaciones del día tipo en función de la clasficación de aeronaves por estela

turbulenta. ...................................................................................................................................... 73

Figura 38 – Número de operaciones y clasificación por estela de cada aeronave registrada en el día tipo.

....................................................................................................................................................... 76

Figura 39 – Matriz de ocurrencia según la clasificación de estela turbulenta OACI. .............................. 76

Figura 40 – Matriz de valores de separación (NM) atendiendo al tipo de estela turbulenta. .................. 77

Figura 41 – Matriz de valores de separación (NM) atendiendo a la vigilancia radar. ............................. 77

Figura 42 – Matriz de tiempos de ocupación de pista 25R (s). ............................................................... 78

Figura 43 - Matriz resultante de la comparativa entre las separaciones radar y por estela turbulenta. .. 78

Figura 44 – Representación en Matlab de las velocidades de cada tipo de aeronave atendiendo a su tipo

de estela turbulenta. (Cada intervalo comprende 1 NM). ............................................................... 80

Figura 45 – Datos de velocidades en kt para cada una de las categorías de aeronaves en función de la

posición con respecto al umbral de pista. ....................................................................................... 81

Figura 46 – Calculadora de velocidades a disposición del usuario para consulta. ................................. 82

Figura 47 – Velocidades medias de la aeronave siguiente desde el punto en el que esta se encuentra en

el momento en el que la precedente cruza el umbral hasta el mismo. ........................................... 82

Figura 48 – Tiempos medios que se necesitan para recorrer las distancias de separación aplicadas en

cada caso. ...................................................................................................................................... 83


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Figura 49 – Tiempo medio de separación (s) y capacidad de pista estimada en caso de no existir

fenómenos de viento. ..................................................................................................................... 84

Figura 50 – Ejemplo de datos recogidos a partir de la aplicación AMDAR. En este caso se muestran tres

operaciones concretas. .................................................................................................................. 85

Figura 51 – Parámetros de viento registrados por una operación concreta. .......................................... 86

Figura 52 – Parámetros de viento registrados por una operación concreta aplicados a las distintas

categorías de aeronaves por tipo de estela turbulenta. .................................................................. 87

Figura 53 – Velocidades Ground Speed de las distintas categorías de aeronaves por tipo de estela

turbulenta para cada posición con respecto al umbral. .................................................................. 88

Figura 54 – Velocidades medias de la aeronave siguiente desde el punto en el que esta se encuentra en

el momento en el que la precedente cruza el umbral hasta el mismo. ........................................... 89


cada caso. ...................................................................................................................................... 89

Figura 56 – Tiempos medios de separación entre aeronaves y estimación de la capacidad de pista

obtenida a partir de los parámetros de viento registrados por una operación. ............................... 90

Figura 57 – Dirección magnética (rojo) y eje de pista (verde). ............................................................... 91

Figura 58 – Prolongación según la dirección del eje de la pista a una distancia de 8 NM respecto del

umbral en sentido opuesto al de la aproximación. .......................................................................... 92

Figura 59 – Tabla de parámetros de viento en distintas posiciones respecto al umbral (ejemplo de 10 kt

para todas las posiciones). ............................................................................................................. 93

Figura 60 – Intensidad de viento (kt) para cada categoría de aeronave según su estela turbulenta en cada

posición con respecto al umbral. .................................................................................................... 94

Figura 61 – Tiempos medios de separación (s) entre aeronaves y capacidad de pista estimada con

fenómenos de viento (ejemplo de 10 kt para todas las posiciones respecto del umbral). .............. 94


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Figura 62 – Representación en Matlab de los tiempos de separación recuperados en segundos (parte

roja) en el caso de la implementación TBS para el ejemplo descrito. ............................................ 96

Figura 63 – Comparativa ideal TBS vs NO TBS de los tiempos de separación entre dos aeronaves de la

categoría Super – Heavy según distintas intensidades de viento supuestas constantes a lo largo de

todo el procedimiento. .................................................................................................................... 97

Figura 64 – Tabla que muestra de forma cronológica las horas finales de cada uno de los procedimientos

observados junto con sus valores correspondientes de capacidad de pista (TBS vs NO TBS) y las

ganancias esperadas. .................................................................................................................. 101

Figura 65 – Representación de los valores de capacidad de pista en el caso de implementar TBS

(naranja) y en el caso de no implementarlo para cada una de las operaciones observadas. ....... 103

Figura 66 – Representación circular de los valores de recuperación de capacidad de pista esperada para

cada una de las operaciones observadas. ................................................................................... 105

Figura 67 – Valores de recuperación de capacidad de pista esperada para cada una de las operaciones

observadas. .................................................................................................................................. 107

Figura 68 – Resultados de los indicadores de rendimiento medidos. ................................................... 109

Figura 69 – Representación circular de los valores de recuperación de capacidad de pista esperada para

cada una de las operaciones observadas. ................................................................................... 112

Figura 70 – Observación en tierra en Barcelona – El Prat de parámetros de viento del 18 de junio de

2018. ............................................................................................................................................ 113


2018. ............................................................................................................................................ 114


2018. ............................................................................................................................................ 115



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2018. ............................................................................................................................................ 116

Figura 74 – Estudio e – TBS llevado a cabo por NATS en un proyecto con SESAR. .......................... 118

Figura 75 – Beneficios esperados por la aplicación del TBS en el entorno aeroportuario. ................... 119

Figura 76 – Situación geográfica del aeropuerto de Barcelona – El Prat. ............................................ 124

Figura 77 – Evolución de tráfico anual de pasajeros en el aeropuerto de Barcelona – El Prat. Fuente:

Aena. ............................................................................................................................................ 125

Figura 78 – Número de operaciones comerciales y kg de mercancía movidos en los 5 aeropuertos más

importantes de España. Fuente: Aena. ........................................................................................ 125

Figura 79 – Vista aérea del aeropuerto LEBL. ..................................................................................... 126

Figura 80 – Características físicas de las pistas del aeropuerto LEBL. ................................................ 127

Figura 81 – Perfiles de cada una de las pistas. .................................................................................... 128

Figura 82 – Configuraciones preferentes LEBL. ................................................................................... 129

Figura 83 – Estructura esquemática del aeropuerto. ............................................................................ 130

Figura 84 – Vista aérea del escenario a estudiar obtenida a partir del Google Earth Pro. ................... 131

Figura 85 – Frecuencias de las instalaciones de comunicación de las dependencias más importantes del

entorno. ........................................................................................................................................ 132

Figura 86 – Frecuencias de las instalaciones y radioayudas más importantes del entorno. ................ 133

Figura 87 – Características de los espacios aéreos relevantes según el AIP de Barcelona. ............... 135

Figura 88 – Espacio aéreo TMA de Barcelona en configuración OESTE obtenido a partir de INSIGNIA.

..................................................................................................................................................... 136

Figura 89 – Carta de vigilancia AIP de mínimos radar del entorno de Barcelona. ................................ 137

Figura 90 - Salida instrumental SID RNAV de la pista 25L del aeropuerto LEBL. ................................ 138


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Figura 91 – Salida instrumental SID Convencional de la pista 25L del aeropuerto LEBL. ................... 139

Figura 92 – Planta de la aproximación convencional a la pista 25R del aeropuerto LEBL. .................. 140

Figura 93 – Perfil de la aproximación convencional a la pista 25R del aeropuerto LEBL. .................... 141

Figura 94 – Carta de llegadas al aeropuerto LEBL, tanto en navegación convencional como RNAV

DME/DME. ................................................................................................................................... 142

Figura 95 – Imagen 1 de la mezcla de tráfico según la categoría de estela turbulenta en el espacio aéreo

TMA de Barcelona. ....................................................................................................................... 144

Figura 96 – Imagen 2 de la mezcla de tráfico según la categoría de estela turbulenta en el espacio aéreo

TMA de Barcelona. ....................................................................................................................... 145

Figura 97 – Análisis de tráfico en el espacio aéreo TMA de Barcelona según los perfiles de vuelo

verticales. ..................................................................................................................................... 146

Figura 98 – Mínimas de separación radar por estela turbulenta........................................................... 151

Figura 99 – Despegues por pistas paralelas separadas una distancia menor de 760m. ...................... 153

Figura 100 – Despegues por pistas paralelas separadas una distancia mayor de 760 m en los cuales la

trayectoria prevista de uno de ellos cruzará la primera el otro despegue a la misma altitud o a menos

de 300 m por debajo. .................................................................................................................... 154

Figura 101 - Despegue desde un punto intermedio de la pista. ........................................................... 155

Figura 102 – Episodio en el que una aeronave más ligera comienza el despegue en sentido contrario a

un procedimiento de aproximación frustrada de una aeronave más pesada. ............................... 156

Figura 103 – Aterrizaje de una aeronave más ligera en sentido contrario (en la misma pista) a la maniobra

de aproximación frustrada de la aeronave más pesada o en una pista paralela separada menos de

760 m. .......................................................................................................................................... 156

Figura 104 - Distancias desde el umbral hasta las calles de salida rápida. .......................................... 160

Figura 105 - Esquema de las calles de salida rápida de la pista 25R .................................................. 161


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Figura 106 – Tabla que relaciona las calles de salida rápida con las categorías de aeronaves por estela

turbulenta. .................................................................................................................................... 161

Figura 107 – Tabla que relaciona el TOP experimental con el TOP calculado, obteniendo el TOP final

mediante su comparación. ........................................................................................................... 163


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1. INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

La necesidad actual en lo referente al aumento de la capacidad aeroportuaria a

consecuencia del progresivo crecimiento de tránsito aéreo, concretamente en lo

relativo a la capacidad de pista como principal cuello de botella del sistema ATM, ha

promovido y promueve el desarrollo y mejora de los procedimientos existentes, la

creación de nuevos conceptos y la introducción de nuevas tecnologías y herramientas

de trabajo.

En este caso, ISDEFE plantea la idea de evaluar la aplicación del TBS en un escenario

concreto para fomentar la investigación en nuevos proyectos encaminados a la mejora

y optimización en el uso del espacio aéreo y capacidad de pista aprovechando el

desarrollo de las nuevas tecnologías.

Con este proyecto se propone continuar con la siguiente línea técnica de

investigación:

- Evaluación de aplicación de TBS en Barcelona – El Prat.

El presente documento desarrolla la continuación de esta línea de trabajo,

presentando:

Alcance y objetivos del trabajo.

Justificación del proyecto.

Fuentes de datos.

Modelo de estimación de capacidad de pista con y sin TBS.

Resultados y conclusiones

Entregables previstos.

El continuo crecimiento del tráfico aéreo en los últimos años hace necesario comenzar


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líneas de investigación asociadas a la maximización de la capacidad tanto del espacio

aéreo como de los aeródromos para poder dar servicio a una demanda cada vez

mayor.

La principal idea a futuro planteada por el concepto operacional de SESAR consiste

en adaptar la capacidad a la demanda, y no la demanda a la capacidad, como se hace

hoy en día, motivo por el cual es necesario evaluar las distintas posibilidades

existentes para aumentar la capacidad, siendo el área de rendimiento (KPA) que

supone la principal limitación a la demanda actual.

Por ello, la necesidad de realizar este proyecto viene impulsada por la tendencia

creciente de tráfico que existe en los últimos años y que se conoce que continuará e

incluso se incrementará a futuro. Este tráfico creciente hace que sea necesario llevar

a cabo estudios que valoren la viabilidad de implantación de nuevos procedimientos

que agilicen las operaciones, en este caso, en áreas de responsabilidad de aeródromo

y aproximación.


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2. OBJETIVO Y ALCANCE

El objetivo del proyecto es valorar si la implantación de la separación basada en

tiempo (TBS) entre aeronaves en procedimientos de aproximación y salida

instrumental es eficiente en términos de mejorar áreas de rendimiento de capacidad

de pista del aeropuerto.

Para ello se crea y aplica un modelo que permita realizar una comparación de la

capacidad de pista en el escenario concreto del aeropuerto Barcelona – El Prat en

operaciones de aproximación final realizadas con la implementación del TBS con la

capacidad de pista que se presenta hoy en día sin la implantación del TBS.

Posteriormente se realizará el análisis de datos meteorológicos y la aplicación del

modelo a los datos reales del escenario extraídos previamente para determinar la

mejora real en la capacidad de pista del aeropuerto. Es de interés que la metodología

descrita para el escenario concreto de Barcelona – El Prat sirva posteriormente para

cualquier otro entorno, con la salvedad de realizar los cambios de parámetros

concretos que atañen al escenario, como longitud de aproximaciones, velocidades de

aeronaves en tramos de aproximación final y salida, variabilidad de flota, etc.

Hay una serie de aspectos que pertenecen al alcance de este proyecto:

Obtener y tratar datos de viento (intensidad, dirección, altura, etc) del escenario

concreto del aeropuerto Barcelona – El Prat.

En cuanto a limitaciones de espacio aéreo y de provisión de servicios ATC, el

proyecto queda enmarcado dentro de la responsabilidad TWR y APP,

concretamente se involucran los procedimientos de despegue, ascenso inicial,

aproximación final y aterrizaje.

La optimización de categorías de aeronaves por estela turbulenta, así como el

análisis de los datos de categorías de aeronaves recogidos es una tarea


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planteada en futuros proyectos de investigación.

La nueva carga de trabajo por parte de los proveedores de servicio de

navegación aérea (ANSP’s), así como la formación adicional requerida para la

implantación del TBS, la cual supondrá una inversión en coste y en tiempo

deberá ser tenida en cuenta en posteriores análisis para fijar la decisión acerca

de la posibilidad de implantación del TBS.

Se tienen en cuenta las operaciones de aeronaves con ala fija, y por tanto las

estelas de turbulencia que se aplican para analizar el escenario de referencia

son referidas a estas. No se hace el estudio para aeronaves de ala rotatoria,

cuyas estelas turbulentas difieren de las anteriores.

Llegar a una metodología y un algoritmo con posibilidad de aplicación a

cualquier escenario distinto del evaluado que se desee para estimar las

ganancias de capacidad que supondría el TBS en ese escenario concreto.

Comparar la capacidad de pista actual con la que se podría tener de forma

teórica con la aplicación del TBS en el mismo escenario (Barcelona – El Prat).

Ver en qué condiciones meteorológicas la implementación del TBS supone un

beneficio en la capacidad de pista.

Conseguir calcular el aumento de capacidad real obtenido con TBS con los

datos meteorológicos que correspondan.

Lo que no se mide no se puede mejorar, por tanto, para medir resultados se van a

utilizar dos indicadores de rendimiento principalmente que permitan cuantificar las

ganancias. Estos son la recuperación de operaciones media horaria y la recuperación

de operaciones media al día.


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3. ESTADO DEL ARTE

Actualmente, la separación aplicada entre aeronaves en procedimientos de

aproximación se establece en función del factor que imponga la mayor distancia entre

ellas, realizando una comparación entre la categoría de estela turbulenta de la

aeronave precedente y siguiente, las separaciones radar a aplicar según el AIP y las

separaciones por tiempos de ocupación de pista que dependen del aeropuerto en

cuestión, teniendo en cuenta que en los aeropuertos españoles se prohíbe que haya

dos aeronaves al mismo tiempo en la pista.

En todos los aeropuertos españoles se aplica esta separación basada en distancia,

habiendo establecido previamente una clasificación de aeronaves en cuanto a estela

turbulenta de cuatro categorías según OACI, las cuales son Super – Heavy, Heavy,

Medium y Light.

Existen ya algunos aeropuertos del mundo en los cuales, aunque la separación sigue

realizándose en distancia, se han clasificado previamente las aeronaves por estela

turbulenta atendiendo a seis categorías en vez de a cuatro. Esto es lo que se conoce

como la primera fase del proyecto RECAT del que se habla a continuación.

Uno de los principales aspectos que dificultan la absorción del crecimiento de tránsito

aéreo en el futuro dentro del marco ATM viene representado por la capacidad

aeroportuaria, concretamente por la capacidad de pista. Consecuentemente, habida

cuenta de su relación directa, entre otras variables, con las mínimas de separación

aplicables por razones de estela turbulenta, EUROCONTROL, junto con sus

principales “stakeholders”, comenzó a trabajar en la actualización de la clasificación

de aeronaves por estela turbulenta establecida por OACI hace más de 40 años, de la

cual se ha hablado anteriormente.

Este proyecto europeo publicado en 2015 tiene como base la continua recopilación de

datos durante años acerca del comportamiento físico de los vórtices de estela


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producido por las aeronaves durante sus operaciones. De esta forma, con mayor

información, el proyecto RECAT – EU se centra en revisar las categorías básicas de

aeronaves planteadas por OACI así como los valores mínimos de separación

aplicables por dicho fenómeno, optimizando con ello la capacidad y eficiencia

aeroportuaria manteniendo unos niveles de seguridad aceptables.

Este proyecto dispone de la garantía desde el punto de vista de seguridad gracias a

la revisión técnica realizada por parte de EASA en octubre de 2014 al “safety case

report” propio de RECAT – EU. Es decir, los diferentes estados y proveedores de

servicios de navegación aérea (ANSP’s) pueden acoger el nuevo esquema RECAT –

EU como elemento base para la actualización de su clasificación de aeronaves por

estela turbulenta y hacerla efectiva a través de la provisión del servicio ATC de

aproximación y aeródromo.

FASES DEL PROYECTO

Este proyecto está dividido en tres fases:

Fase 1 o RECAT – EU1: Optimización de las clases de separación por estela

turbulenta ya existente en OACI, aumentándola hasta seis categorías.

De todas las variables que llegan a tener una influencia sobre la intensidad de estela

turbulenta, únicamente se tiene en consideración la MTOW (Masa Certificada Máxima

al Despegue) de la aeronave a clasificar, lo que es ineficiente a la hora de clasificar

las aeronaves. Por ello, se tienen en cuenta también aspectos como la envergadura.

Fase 2 o RECAT – EU2: Sustitución de las clases de separación existente por

un régimen “por parejas” en el que cada par de aeronaves tiene una mínima de

separación por estela turbulenta adecuada.

En la determinación de los valores mínimos de separación se tiene en cuenta la

aeronave más crítica en cuanto a estela turbulenta dentro de cada categoría. Por


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tanto, realizar la separación entre dos categorías de aeronaves suponiendo la más

desfavorable de las combinaciones no parece lo más óptimo a primera vista, ya que

disminuye la capacidad de espacio aéreo y de pista por aumentar la distancia de

separación, que en muchos casos se podría reducir si se analizasen las aeronaves de

forma concreta, lo que se conoce en esta fase como “Pairwise Separation”.

Fase 3 o RECAT – EU3: Separación dinámica “por parejas” en la que las

circunstancias del momento, como la masa de la aeronave y las condiciones

meteorológicas y atmosféricas, se tengan en cuenta a la hora de establecer los

mínimos valores propios de separación por estela turbulenta.

En las dos fases anteriores no se valoran las condiciones externas del entorno que

podrían favorecer la reducción de estela turbulenta, como intensidades o dirección de

viento concretas. Por tanto en esta fase se trata de ver qué condiciones

meteorológicas pueden ser favorables para reducir las separaciones.

¿Por qué surge el RECAT – EU?

La clasificación actual de aeronaves por estela turbulenta tiene varias

características principales, que pueden dar lugar a la necesidad de recurrir a

separaciones que no sean eficientes en las operaciones de aproximación.

A continuación se analizan más en profundidad las distintas fases de esta

reclasificación de aeronaves, donde las principales ventajas que trata de aportar la

reclasificación RECAT – EU1 a este efecto son:

Consideración de la envergadura como una variable de influencia y no solo del

MTOW, motivo por el cual aparecen nuevas categorías.

División de las antiguas categorías “MEDIUM” y “HEAVY” en dos: “UPPER” y

“LOWER”.


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Figura 1 – Categorías de estela turbulenta según la clasificación RECAT

De esta forma, en la siguiente imagen se muestran los criterios de asignación de

categoría a las distintas aeronaves según su MTOW y envergadura (span) partiendo

de la clasificación inicial planteada por OACI:


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Figura 2 – Criterios empleados para la división de la clasificación por tipo de estela turbulenta OACI

hacia la clasificación RECAT.

En la imagen se observa la posibilidad de realizar análisis específicos para ciertos

tipos de aeronaves en función de la envergadura a excepción de aquellas asociadas

al grupo “F” o “LIGHT”. De esta forma, una aeronave cualquiera, no por tener un peso

y una envergadura concretos se encuadra siempre en una categoría dada, hecho que

refleja la valoración de otros aspectos asociados tanto a la generación como a la

capacidad de soportar los efectos de estela turbulenta.


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Figura 3 – Aeronaves categorizadas según la clasificación por estela turbulenta RECAT.


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Figura 4 – Diferencia de las mínimas de separación por estela turbulenta entre la OACI y RECAT.

VERDE: MAYOR SEPARACIÓN EN RECAT QUE EN OACI.

AZUL: MENOR SEPARACIÓN EN RECAT QUE EN OACI.

En cuanto a la segunda fase, la separación basada en la individualización de

aeronaves (Pairwise Separation) se centra en establecer un valor de separación

específico para cada par de aeronaves, tratando de mejorar la capacidad de pista y

de disminuir las demoras innecesarias como ya se ha comentado anteriormente.

La tercera fase, en la que se tienen en cuenta las condiciones externas o del entorno,

constituye la base del proyecto y es en la que se va a centrar la mayor atención,

comentándose a continuación (Time Based Separation).

No obstante, esta última fase está basada en una clasificación previa de aeronaves

atendiendo a la estela turbulenta. Es decir, en esta fase se trata de ofrecer una

separación basada en tiempos fijos, pero para lograr fijar los tiempos de separación,

previamente se ha de definir unas distancias entre aeronaves.


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Es aquí donde la clasificación de aeronaves toma importancia, ya que se definirán

distancias de separación distintas (y por tanto, tiempos de separación distintos) en

función de si se ha realizado una clasificación tipo OACI, tipo RECAT – EU1 o RECAT

– EU2, siendo este último el más avanzado y que daría los mejores resultados, el cual

está siendo estudiado por NATS en un proyecto con SESAR bajo el nombre e – TBS

(Enhanced Time Based Separation).

En cuanto a los beneficios esperados por la puesta en funcionamiento de este

proyecto, los servicios ATS pueden ver revertidos beneficios de manera instantánea

tras la puesta en operación de los nuevos valores de separación RECAT – EU en

términos de capacidad de pista y eficiencia operacional. Al ser un proyecto basado en

rendimientos, tiene los siguientes objetivos principales.

RECAT – EU1:

Aumentos de hasta el 5%, o incluso superiores, del rendimiento de pista

durante períodos pico de tráfico en función de la mezcla de tránsito en el

aeropuerto en cuestión.

Reducción del tiempo global de vuelo en secuencias de llegadas y salidas de

tránsito, ofreciendo así más flexibilidad en el desempeño de las tareas ATC.

Mayor agilidad a la hora de restablecer la situación habitual ante circunstancias

adversas, ayudando a reducir la demora global y a mejorar el cumplimiento de

los slot ATFCM.

RECAT – EU2:

Conseguir aumentar el rendimiento de pista de un 5% hasta un 10%.

Conseguir movimientos adicionales en aeropuertos congestionados y evitar

congestiones por flujos de tráfico excesivos.


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Disminuir los retrasos y esperas realizadas en vuelo.

Ayudar a la gestión de tráfico aéreo mediante la reducción de separaciones

mínimas, compensando la carga por usar ahora 6 categorías.

RECAT – EU3:

Hacer que la probabilidad de que cualquier aeronave se encuentre con una

estela turbulenta sea casi nula gracias a los sistemas de tierra y de aire de

detección de estelas.

Al tener la tripulación acceso a los sistemas de detección de estelas, también

tienen un mayor estado de alerta ante este tipo de eventos, lo que aumenta

también la seguridad operacional.

Conseguir una reducción de mínimas de separación mediante la

individualización tanto de las aeronaves como del entorno en el que se

encuentran.

Actualmente se encuentra implementado en Heathrow con clasificación de

aeronaves por estela OACI, estableciendo separaciones basadas en tiempo

para eliminar los efectos negativos que tienen vientos en cara en

procedimientos de aproximación en cuanto a la capacidad efectiva de pista.

Estos beneficios citados provienen de la nueva clasificación efectuada y por los

nuevos valores asociados a aquellos tipos de aeronaves que conforman el tráfico

predominante en Europa (familias A320 y B737), así como a las reducciones de

mínimas de separación tras la aeronave A388 en aquellos aeropuertos en los que se

encuentre dentro de la mezcla de tránsito local.

De la misma forma, este proyecto también aporta mejoras a nivel de la KPA de

seguridad (safety) gracias a la gran cantidad de estudios realizados de forma

cualitativa y cuantitativa sobre el riesgo asociado al paso de aeronaves por estelas


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turbulentas con los nuevos valores de separación.

No obstante, hay que tener en cuenta que, para el caso de las llegadas, los tiempos

de ocupación de pista elevados de ciertas aeronaves pueden desaconsejar llegar a

los límites permitidos por RECAT – EU1 para ciertos pares de aeronaves, por lo que

la aplicación de estas nuevas separaciones no es algo aislado, sino que hay que

coordinarlo con muchos más factores que influyen en el entorno estudiado.

Poniendo atención en los requisitos necesarios, es de interés destacar que se

necesitan cambios a la hora de implantar el sistema RECAT – EU. Por un lado, los

cambios en el sistema ATM que se requieren en la primera fase son los siguientes:

Adaptación de la presentación en pantalla de datos (etiqueta) que proceden del

sistema de vigilancia ATS correspondiente para designar la categoría de cada

estela turbulenta.

Acomodación de las herramientas que sean capaz de modelizar el

AMAN/DMAN existentes para contemplar los nuevos valores de separación por

estela turbulenta.

Modificación de casillas de presentación de planes de vuelo, así como las FPS

(Flight Plan Strips) utilizadas por los controladores.

Publicación de los nuevos valores de separación mínima por estela turbulenta

en los documentos de información aeronáutica (AIP)

RECAT – EU1 no requiere el desarrollo de nuevas tecnologías, aunque sí que

puede ser necesario para las siguientes fases. En Reino Unido se ha

comenzado a operar en base a la categorización RECAT – EU1, y los

controladores han reportado que no es necesario implantar herramientas

automatizadas para trabajar con este nuevo modelo.

Por otro lado, desde el punto de vista ATC, se requiere que haya una formación


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añadida dirigida a los controladores a través del empleo de equipos de simulación. Es

lógico comentar que la experiencia por parte del personal de control constituye una

parte imprescindible en la eficiencia de la implantación del RECAT – EU.

En el caso de las tripulaciones, tienen que ser advertidas de los cambios que se van

a producir, ya que son una parte más involucrada en el sistema y requerirán formación

al igual que las dependencias de control.

Todos estos cambios operacionales y/o técnicos siempre tendrán que ir acompañados

de sus estudios de seguridad correspondientes supervisados por la agencia

encargada de dicha tarea en cada Estado. Para ello, la aplicación de RECAT – EU a

nivel local estará apoyada por parte de EUROCONTROL a través del aporte de

documentación y guías para el desarrollo en esta materia.

En cuanto a la idea principal del TBS, se trata de ser capaces de evaluar las mejoras

en capacidad de pista proporcionando una separación basada en tiempo y no en

distancia en los procedimientos de aproximación, que concretamente en este proyecto

se realiza para la aproximación a la pista 25R del aeropuerto de Barcelona – El Prat.

La base del funcionamiento de este nuevo método de separación entre aeronaves

recae en las condiciones meteorológicas del momento de cada operación, en concreto

en parámetros de viento. Esto es debido a que esta variable es la responsable de

causar gran parte de las demoras en los aeropuertos congestionados. Por ejemplo,

en Heathrow, donde el sistema ya está siendo utilizado desde 2015 tras probarlo

durante 4 años, hay al menos 65 días al año que surgen retrasos.

Es conceptualmente sencillo comprender la idea de que una aeronave que realice un

procedimiento de aproximación con fuertes vientos en contra, aunque mantenga la

misma velocidad indicada que en casos de viento nulo, tardará mayor tiempo en llegar

a la pista ya que la velocidad real sobre el suelo se reduce.


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Figura 5 – Tiempos de procedimiento para una misma distancia en función de las condiciones de

viento existentes en cada momento.

Esto hace que con fuertes vientos en cara se pierda un porcentaje de capacidad de

pista proporcional a la intensidad de viento por llevarse a cabo las aproximaciones con

una velocidad más reducida respecto a tierra.


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Figura 6 – Comparativa de la fuente Eurocontrol entre capacidad de pista con intensidad de viento leve (izquierda) e intensidad de viento fuerte (derecha).


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Figura 7 – Comparación de las separaciones aplicadas en aproximaciones (distancias vs tiempos).

Supóngase que en un día de condiciones normales, se indica a un A380 que vuele a

seis millas náuticas de la aeronave más próxima. La aeronave tardaría en recorrer

esta distancia unos 135 segundos.

En el caso de haber fuertes vientos en contra, a esta misma aeronave le podría llevar

25 segundos extra recorrer esta misma distancia, por lo que lo ideal es que en días

con fuertes vientos, las aeronaves pudiesen volar más cerca entre sí para aumentar

la capacidad del espacio aéreo y disminuir demoras.

La idea es que en este nuevo sistema, las dependencias de control no hablen de

separaciones en distancia, sino de separaciones en tiempo, por lo que la línea de

separación virtual mostrada en los display no tiene por qué cambiar, pero tendrá una


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base de tiempo (variable) y no de distancia.

En el ejemplo anterior, esto significará que las aeronaves se encuentran

aproximadamente 1 NM más cerca, pero debido a las condiciones de viento esto no

representa un riesgo para la seguridad, ya que los efectos de estela turbulenta se

disipan antes cuanto mayor intensidad de viento en cara exista.

Figura 8 – Ejemplo de utilización del sistema de aproximación TBS en Heathrow.

El TBS ha supuesto en Heathrow una reducción del 60% en retrasos de aeronaves en

condiciones de fuertes vientos debido a la gestión y control del tránsito aéreo, con la

eliminación de 25.000 minutos de retraso en el mes de noviembre y con las siguientes

ventajas:


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Salva 80.000 minutos de retrasos al año.

Recupera 2 aterrizajes a la hora en episodios de vientos fuertes de cara.

El beneficio que obtienen las aerolíneas es de 6 a 7,5 millones de libras al año.


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4. INTRODUCCIÓN AL FENÓMENO DE ESTELA

TURBULENTA

El presente apartado tiene el objetivo de proporcionar al lector información básica

respecto al concepto de estela turbulenta, de forma que se llegue a conocer cuáles

son sus principales características así como los efectos que puede llegar a generar,

de tal manera que se tenga un mayor conocimiento de la necesidad existente de

establecer un conjunto de separaciones entre aeronaves por tipo de estela turbulenta.

La capacidad de pista está influida, entre otros factores – como pueden ser los medios

de vigilancia disponibles – por los valores de separación mínima que se establece

entre aeronaves por el tipo de estela turbulenta. El objetivo principal de esta

separación es garantizar la seguridad de las operaciones de aeronaves tratando de

reducir los encuentros con vórtices de estela.

Los valores existentes de separaciones mínimas por estela turbulenta establecidos

por OACI, basados exclusivamente en el parámetro de la masa máxima al despegue

(MTOW) y en la consideración del peor caso posible, y que dan lugar a los cuatro

grupos actuales existentes (muy pesado, pesado, medio y ligero), datan de hace más

de 40 años, aunque hay actualmente algunos países como Reino Unido que han ido

realizando pequeñas modificaciones a este tipo de clasificación.

El desarrollo y evolución en este campo se produce gracias a la recopilación y análisis

de una cantidad de datos mucho mayor en la actualidad en comparación con el

pasado, hecho que permite optimizar cada vez más, dentro del marco de la provisión

del servicio ATC, el conflicto entre seguridad y celeridad, o lo que es lo mismo, entre

las mínimas de separación y el ritmo de aceptación de tráfico en pista.


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Figura 9 – Estela turbulenta al paso de una aeronave.

4.1 DEFINICIÓN

La vorticidad es una propiedad de los fluidos que se manifiesta en la formación de

vórtices, que son flujos en rotación espiral. Los vórtices producidos por las aeronaves

son masas de aire cilíndricas que giran en sentidos opuestos entre sí y que llegan a

formar una estela detrás de la aeronave, representando uno de los mayores peligros

durante las fases de despegue, ascenso inicial, aproximación final y aterrizaje para

las aeronaves que se encuentran por detrás de aquellas que los producen.


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Figura 10 – Esquemas de líneas de vórtice en el fenómeno de estela turbulenta.

Los vórtices existen en la estela de todas las aeronaves a consecuencia de la fuerza

de sustentación generada en los planos del ala (concretamente por el gradiente de

presión entre extradós e intradós), pero son especialmente violentos cuando

provienen de aviones de reacción de grandes dimensiones y fuselaje ancho con

grandes masas.

Figura 11 – Vorticidad asociada al fenómeno de estela turbulenta.

Si bien normalmente los términos vórtice de estela y estela turbulenta se utilizan


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indistintamente, “estela turbulenta” se emplea dentro de este contexto para describir

el efecto de las masas de aire en rotación que se generan detrás de los extremos de

cada semi – ala de las grandes aeronaves de reacción, mientras que “vórtice de

estela” hace referencia a la naturaleza de dichas masas de aire.

El proceso de estela turbulenta se inicia en el momento de despegue de la aeronave,

y es que para que se formen estas estelas o vórtices es necesario que entre en escena

la fuerza de sustentación, obtenida al alcanzar una velocidad determinada. Por ello el

vórtice empieza a formarse en el momento de la rotación, cuando las ruedas de proa

dejan de hacer contacto con la pista, y termina aproximadamente cuando dichas

ruedas de proa hacen contacto con el suelo en el momento del aterrizaje.

Figura 12 – Esquema de los instantes en los que se produce el fenómeno de estela turbulenta en

aterrizaje y en despegues.


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Figura 13 – Distribución general de las masas de aire con el paso de una aeronave.

4.2 CARACTERÍSTICAS Y VARIABLES DE

INFLUENCIA

A medida que los vórtices evolucionan, tienden a derivar de forma descendente,

desplazándose lateralmente con respecto a la trayectoria de la aeronave que los ha

generado en el momento que se encuentran junto al suelo, lo que puede dar lugar a

posibles rebotes ascendentes. Además, si se fija un punto del espacio, a medida que

la aeronave se aleja, la envergadura del vórtice se hace mayor y su intensidad

disminuye, como puede verse en la imagen a continuación.


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Figura 14 – Fenómeno de estela turbulenta creada a partir del movimiento de las aeronaves.

Las características de los vórtices de estela engendrados por una aeronave vienen

determinados por su MTOW, su velocidad y su configuración de vuelo, alcanzando

valores de intensidad y envergadura máxima cuanto más pesada es la aeronave que

los genera, además de estar en configuración limpia y a baja velocidad.

Otra de las variables que influyen en la intensidad de la estela producida es la

envergadura del ala, de tal manera que las aeronaves con envergaduras más

pequeñas generan vórtices de estela más intensos que los aviones con pesos

equivalentes y un ala más larga. Por ejemplo, el B757, que tiene un ala relativamente

corta y un gran grupo motor en comparación con el peso de la aeronave, genera una

estela turbulenta equivalente a la de un avión mucho más pesado.

De hecho, esta aeronave representa una de las excepciones en cuanto a la

categorización de aeronaves por estela turbulenta en los aeropuertos del territorio

español.

Al mismo tiempo, las características de los vórtices cambian en función de la

interacción de estos con la atmósfera ambiente. Concretamente, el viento, el gradiente

anemométrico, la turbulencia y la estabilidad atmosférica afectan al movimiento y

disipación de un sistema de vórtices. Es necesario prestar especial atención a los


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casos de viento ligero (3 a 10 kt) en condiciones atmosféricas estables, en los que los

vórtices pueden permanecer más tiempo en las áreas de aproximación y en el punto

de contacto de la pista, desplazarse a pistas paralelas o descender al nivel de las

trayectorias de aterrizaje o despegue de aeronaves que los siguen.

Conociendo ya lo que se acaba de comentar, los diferentes modos de disipación y/o

desintegración de los vórtices son los siguientes:

Un largo período de difusión turbulenta puede dilatar cada una de las estelas

hasta el punto en que las estelas se combinan y se disipan.

Las perturbaciones que se producen a lo largo de los vórtices pueden hacerse

inestables, y la formación de oscilaciones sinuosas ocasionan que los vórtices

se junten y fusionen.

Una modificación repentina de estructura, denominada dislocación o estallido

de vórtices, puede hacer que se dilate bruscamente su núcleo.

Se ha observado que los efectos de estela turbulenta se disipan antes cuanto

mayor intensidad de viento en cara exista. Es en este fenómeno en el cual se

basa el TBS para poder reducir distancias físicas de separación con seguridad.

Por último, el suelo desempeña un papel muy importante en el desplazamiento y

disipación de vórtices, ya que actúa como un plano de reflexión, de forma que a

medida que los vórtices de estela descienden, su velocidad vertical disminuye, y con

vientos débiles o nulos, comienzan a desplazarse horizontalmente sobre el suelo,

alejándose uno de otro a una altura aproximadamente igual a la semi – envergadura

de la aeronave que produce dichos vórtices.

4.3 DINÁMICA DE VÓRTICES

Estudiando ahora la dinámica de vórtices, es interesante explicar que el vórtice


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generado en el lado izquierdo es horario mientras que el de la parte derecha es anti-

horario (visto desde la parte posterior de la aeronave).

Tal y como se adelantó, estos vórtices tienden a derivar hacia abajo y, cuando se

encuentran junto al suelo, se desplazan lateralmente, rebotando a veces hacia arriba.

Este fenómeno puede persistir hasta 5 minutos desde su generación y los vórtices

descienden lentamente a un régimen de descenso aproximado de 400 – 500 ft/min,

tendiendo a nivelarse a 900 ft por debajo de la trayectoria de vuelo de las aeronaves

que los producen y extendiéndose por detrás hasta 5 NM en términos generales.

Figura 15 – Esquema de las características del perfil en el fenómeno de estela turbulenta.

A partir de pruebas realizadas con aeronaves de grandes dimensiones, se ha podido

determinar que el campo de circulación de la corriente del vórtice, en un plano que

interseca la estela en cualquier punto en el sentido de la corriente, abarca un área

equivalente a las dimensiones de dos envergaduras en anchura y una envergadura

en profundidad, siendo el valor de la envergadura el correspondiente a la de la

aeronave que genera el vórtice, como puede apreciarse a continuación.


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Figura 16 – Intersección del plano perpendicular a la trayectoria de vuelo con la estela turbulenta.

4.4 EFECTOS EN VUELO

Los tres efectos principales que se producen en la aeronave que atraviesa una estela

turbulenta son el balanceo inducido, la pérdida de altura o de velocidad

ascensional y los posibles esfuerzos estructurales.

El primero de todos ellos constituye el peligro más grave en caso de que su violencia

sobrepase la eficacia de los mandos de vuelo para contrarrestarlo por el hecho de

poder derivar en un accidente. Concretamente, resulta más difícil para las aeronaves

de poca envergadura (en relación con la precedente generadora del vórtice)

contrarrestar el balanceo inducido por la corriente del vórtice precedente.

Por este motivo, de igual forma que es de importancia conocer qué factores influyen

en las características de los vórtices de estela generados, es también de vital

importancia evaluar la capacidad de resistencia de una aeronave ante los efectos

generados por otra aeronave.

Entre las variables principales que llegan a influir sobre la respuesta de una aeronave


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ante un encuentro con una estela turbulenta y por tanto las que habría que analizar

están la envergadura, la superficie alar, la velocidad, la masa y tamaño de la aeronave,

etc.

El procedimiento de vuelo en el cual los efectos de estela turbulenta son más

peligrosos es en el de aproximación, concretamente en aproximación intermedia y en

aproximación final, donde las aeronaves se encuentran establecidas en secuencia

volando la misma derrota, por lo que las separaciones entre aeronaves serán de gran

importancia para evitar efectos de estela de aeronaves precedentes.

Cuando la estela turbulenta es ya débil, se experimenta sólo un ligero balanceo alar,

similar a volar a través de una turbulencia mecánica asociada a diferentes densidades

de masas de aire. En el caso de que la estela turbulenta sea muy fuerte, puede

desencadenar pérdidas de control de la aeronave que se encuentre atravesándola,

con opción de recuperar el control dependiendo de la altitud de vuelo, la

maniobrabilidad y potencia de la aeronave.

Cabe destacar que puede resultar de interés realizar un pequeño cambio de altitud y

de posicionamiento lateral para evitar derrotas con vórtices, aunque siempre en

coordinación con los servicios ATC.

A efectos de recopilación de datos, los encuentros con estela turbulenta han sido

clasificados en función del ángulo de balanceo inducido en la aeronave, tal y como se

indica a continuación:

FUERTE: Ángulo de balanceo notificado de más de 30 grados con el alerón

opuesto extendido a fondo.

MODERADO: Ángulo de balanceo notificado de 10 a 30 grados.

LIGERO: Ángulo de balanceo notificado inferior a 10 grados.

Por último, es importante tener en cuenta que debido a que la estela turbulenta no es


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visible y a que resulta una masa de aire en movimiento en el espacio, no se puede

determinar con exactitud su presencia y posición. En consecuencia, tanto los centros

de control como los pilotos deben comprender plenamente las situaciones probables

que pueden encontrarse en casos de estela turbulenta peligrosos y tomar

precauciones en base a ello.


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5. INFLUENCIA DE VIENTOS EN EL ENTORNO

AEROPORTUARIO

Como ya se sabe, las aeronaves deben tener el viento en cara tanto en aterrizajes

como en salidas para maximizar el efecto sustentador y poder mantenerse en el aire

con una velocidad terrestre menor. Además, vientos cruzados y de cola pueden llegar

a ser muy peligrosos en estas etapas ya que son capaces de desestabilizar a la

aeronave y provocar accidentes o maniobras no deseadas.

Es necesario conocer que OACI desaconseja la construcción de cualquier aeródromo

si tras realizar un estudio detallado se considera que las condiciones meteorológicas

del entorno no aseguran una operatividad superior al 95%. Aparte de la climatología,

es muy importante también el entorno geográfico (influye en gran medida sobre la

anterior), para evitar obstáculos no solo en aproximación final, sino también en salidas

y en aproximación frustrada.

Al aplicar el coeficiente de utilización comentado del 95%, debería suponerse que en

circunstancias normales, se impida el aterrizaje o despegue de una aeronave que

tenga una componente transversal de viento que exceda de:

37 km/h o 20 kt, si se trata de aeronaves que tienen una longitud de campo de

referencia es de 1500 m o más, excepto cuando se presenten con alguna

frecuencia condiciones de eficacia de frenado deficiente en la pista, en cuyo

caso debería suponerse una componente transversal del viento que no exceda

de 24 km/h o 13 kt.

24 km/h o 13 kt, si se trata de aeronaves que poseen una longitud de campo

de referencia mayor o igual a 1200 m pero inferior a 1500 m.

19 km/h o 10 kt, si se trata de aeronaves cuya longitud de campo de referencia

es inferior a 1200 m.


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NOTA: La longitud del campo de pista se define como la longitud de campo

mínima necesaria para el despegue con el peso máximo homologado de

despegue al nivel del mar, en atmósfera estándar, sin viento y con pendiente de

pista nula, como se indica en el manual de vuelo del avión, prescrito por la

autoridad que otorga el certificado de aeronavegabilidad, según los datos

equivalentes que proporciona el fabricante de la aeronave.

Al abordar el estudio climatológico del proyecto de construcción de un aeródromo,

suele considerarse en primer lugar el régimen de vientos, debido a que las pistas

deben construirse para que se ajusten lo más posible a los vientos dominantes del

entorno. También se le da importancia al comportamiento de nieblas, ya que afectan

a la regularidad de las operaciones por modificar la visibilidad del campo.

Figura 17 – Ejemplo de vientos extraído de Windfinder en el aeropuerto de Barcelona – El Prat.


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La elección de los datos que se han de usar para calcular el coeficiente de utilización

debería basarse en estadísticas confiables de la distribución de los vientos que

abarquen un período tan largo como sea posible, preferiblemente no menor de cinco

años.

Otros factores a considerar son las temperaturas, las tormentas o posibles lluvias

torrenciales, cizalladuras de vientos, historial de desastres naturales, limitaciones de

ruido (que cada vez son de mayor importancia), etc.

En la siguiente imagen puede verse un pequeño ejemplo de un estudio de huellas de

ruido en el aeropuerto de Barcelona – El Prat para ver cuáles son las áreas más

afectadas por el ruido de las operaciones.

Figura 18 – Huella de ruido en el aeropuerto de Barcelona – El Prat.

Para decidir la orientación de la pista o las pistas de un aeródromo en función del

mapa de vientos existente se pueden utilizar varias técnicas, como la técnica de la

Rosa de vientos o la técnica del Método Valenzuela.


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ROSA DE VIENTOS

Permite realizar una representación simultánea de la relación que existe entre las

características que componen el viento. La información de cada rosa de viento

muestra la frecuencia de ocurrencia con 16 sectores de dirección (E, ENE, NE, NNE,

W, WNW, NW, NNW, ESE, SE, SSE, S, SSW, N, WSW, SW) y en clases de velocidad

para una localidad y un periodo de tiempo dado.

Figura 19 – Ejemplo de rosa de vientos, donde se puede ver de forma gráfica la intensidad y dirección

de vientos.

MÉTODO VALENZUELA

Es un método que se basa en relaciones trigonométricas de las componentes del

viento, concretamente el seno y sus ángulos. Se determina la influencia del viento en

todos los rumbos y se elige finalmente aquel par que cumple el criterio del 95%. Si no

cumpliese ninguno, se podría fragmentar más la velocidad del viento en nudos, para


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obtener más valores y tener la posibilidad de encontrar alguno que satisfaga el criterio.

Además, se presupone que el sumatorio de todos los rumbos del viento deberían dar

el 100% del valor de la velocidad del viento, incluida la velocidad en calma.

Figura 20 – Gráfica obtenida a partir de la realización de un estudio de vientos Valenzuela.

A parte de haber realizado los estudios anteriores, hay que tener en cuenta que una

intensidad de viento concreta no significa nada, sino que tiene que ir asociada a una

dirección, la cual puede coincidir con el eje de pista o no. Lo normal es que estas

direcciones no coincidan, por tanto, será necesario realizar la proyección del vector

intensidad con su dirección sobre la dirección del eje de pista para ver la influencia

real sobre las aeronaves que van a operar en la pista estudiada.


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Figura 21 – Imagen extraída del Doc 9817 AN/449 que expone las componentes de viento en

referencia terrestre y en referencia de orientación de pista.

La conclusión que se puede extraer de todo lo comentado en este apartado es que

los vientos predominantes en el entorno aeroportuario determinan la posición de la

pista que se vaya a construir, así como la posibilidad o factibilidad de realizar una

operación o no en un momento determinado en una pista ya construida.


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6. METODOLOGÍA

La metodología planteada para llevar a cabo este proyecto aplicado de forma concreta

al escenario de Barcelona – El Prat y que se pretende que sirva para cualquier otro

escenario concreto es la que se describe a continuación:

FUENTE DE DATOS

ELECCIÓN DEL BUSY DAY

CONDICIONES FÍSICAS

MODO DE OPERACIÓN

o MODELO DE ESTIMACIÓN DE CAPACIDAD DE PISTA

MODELIZACIÓN DEL ESCENARIO

MODELIZACIÓN DE OPERACIONES

DEFINICIÓN COMPLETA DEL MODELO

SIMULACIÓN DEL ESCENARIO

OBTENCIÓN DE RESULTADOS

A continuación, se comenta cada uno de los apartados definidos en la metodología,

haciendo especial hincapié en los tres últimos puntos: definición completa del modelo,

simulación del escenario y obtención de resultados.

6.1 FUENTE DE DATOS

Para llevar a cabo la simulación real es necesario contar con los datos que reportan

las propias aeronaves tanto en altitud como en distancia respecto a pista, siendo

inútiles datos extraídos de estaciones terrestres, perfiladores y sondeos debido a que

las condiciones que estos elementos registran no son las que se encuentran a lo largo

de los procedimientos de aproximación.


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Estos datos se obtienen a partir de una aplicación desarrollada por la NOAA (National

Oceanic and Atmospheric Administration), en la cual existen datos de operaciones

reales de 1 mes de antigüedad, restringiendo el acceso a la información de las

operaciones de las últimas 48 horas.

Figura 22 – Intervalos de tiempo de envío de mensajes AMDAR según la fase de vuelo de cada

aeronave.

Estos datos contienen información de intensidad y dirección de viento enviados cada

60 segundos durante la fase de aproximación, así como intervalos horarios, distancias

al umbral, altitud, etc registrados por las propias aeronaves durante el vuelo de los

procedimientos a partir de sensores instalados a bordo y enviados a tierra mediante

el sistema de comunicación ACARS como mensajes AMDAR (Aircraft Meteorological

Data Relay).


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Figura 23 – Esquema general de los factores implicados en el funcionamiento del sistema de

adquisición de datos.

Además, el envío de información puede ser vía directa VHF o vía satélite hacia las

NMHS (National Meteorological and Hydrological Services), donde se procesa la

información y se evalúa su calidad. A partir de este punto, se envía a las compañías

o a centros de procesamiento establecidos, desde donde se envía a los servicios

meteorológicos para su uso directo.


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Figura 24 - Esquema del envío de mensajes AMDAR desde la aeronave a tierra.

Centrando la atención en las aproximaciones a la pista 25R, se pueden obtener datos

de cada una de las operaciones que vuela este procedimiento de interés, que serán

los datos que se tomen para realizar el estudio.

Como se puede deducir, este medio supone una toma de datos de mayor calidad que

las predicciones realizadas en tierra, no obstante, debido a la falta de equipamiento

de muchas de las aeronaves se tienen menos datos de los que serían adecuados para

poder realizar un estudio amplio en este escenario.

La siguiente imagen muestra la interfaz de la aplicación, en la cual se presentan las

posibilidades que se ofrecen en ella para la obtención de datos de interés.


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Figura 25 - Interfaz de la aplicación utilizada con el fin de obtener datos de viento registrados por las

aeronaves en sus procedimientos de aproximación a LEBL.

La imagen muestra todas las operaciones observadas en el mundo para un día

elegido, no obstante, la aplicación permite ampliar el zoom a la zona de interés para

lograr visualizar aquellas operaciones del entorno que se está estudiando, en este

caso, las operaciones de aproximación al aeropuerto de Barcelona – El Prat.


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Figura 26 – Sondeo obtenido a partir de una operación concreta de aproximación a LEBL.

La anterior imagen muestra un ejemplo de la aplicación para un día concreto, el cual

es el 26 de junio de 2018, donde se selecciona una de las operaciones observadas y

se obtienen los datos registrados por dicha operación en formato de sondeo o

esquema “Skew – T”, el cual proporciona información muy útil como altitudes

barométricas, temperaturas, temperaturas de rocío, direcciones e intensidades de

viento, posición con respecto al aeródromo, etc.


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Figura 27 – Presentación de los datos ordenados del sondeo extraído en la imagen anterior.

Aquí se muestra el conjunto de datos ordenados por altitud barométrica del ejemplo

anterior, donde se tienen datos que son de interés para llevar a cabo el estudio como

la intensidad de viento y la dirección de procedencia, posicionados en la cuarta

columna de datos.

Cabe destacar que en la actualidad se habla de la instalación del software AMDAR a

bordo de las aeronaves. Este software es el responsable de que las aeronaves puedan

recoger datos y enviarlos mediante este tipo de mensajes a tierra. Debido a que no

todas las aeronaves están equipadas con este software y a que esta base de datos

es americana, las observaciones a las que se tiene acceso en el escenario estudiado

en este proyecto son escasas.

6.2 ELECCIÓN DEL BUSY DAY

Para comenzar el análisis de datos de las operaciones en un escenario concreto, se


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necesita un día del cual obtener los datos que se pretenden evaluar, para ello se hace

la elección del día tipo o BUSY DAY que represente un momento de alto tráfico del

aeropuerto. La IATA define BUSY DAY como “El segundo día de mayor tráfico en

una semana media durante el mes de mayor número de operaciones”.

La elección detallada del día tipo podría considerarse una tesis por sí misma, por tanto,

como el alcance de este proyecto no cubre esta tarea, se describe brevemente el

proceso seguido para llegar a la elección de un día tipo que se considere

representativo.

El proceso trata la consulta de una serie de informes anuales de 2015, 2016 y 2017

de la base de datos de Aena con datos registrados acerca del número de operaciones

cada mes. Mediante el análisis de estos datos se puede obtener la conclusión de que

julio es el mes con mayor número de operaciones para los tres años consultados.

2015:

Figura 28 – Operaciones totales en el aeropuerto de Barcelona – El Prat en julio del año 2015.


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2016:


2017:


Por tanto, el mes elegido es julio por ser el mes pico.

Una vez que se ha elegido el mes con el mayor número de operaciones del año, se

toman los dos ciclos Airac del 2017 (por ser los del año más reciente) que cubren todo

el mes de julio, evaluando todos los días en la herramienta Nest y eligiendo el segundo

día de mayor tráfico, lo cual se traduce en el 5 de julio de 2017.

6.3 CONDICIONES FÍSICAS

Como ya se comenta posteriormente en el Anexo 2 (Geometría y configuraciones

preferentes del aeropuerto de interés), el estudio se lleva a cabo en Barcelona – El

Prat en configuración oeste por ser la configuración considerada como preferente,


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independientemente de los períodos establecidos como diurnos y nocturnos.

Según el AIP se tiene:

Figura 31 – Configuraciones del aeropuerto Barcelona – El Prat.

La configuración preferente diurna es la que se va a tener en cuenta en el estudio, en

la cual se llevan a cabo los aterrizajes por la pista 25R y los despegues por la 25L,

reservando la 25R también para los despegues que necesiten mayor longitud de pista.

No obstante, este último aspecto no se tiene en cuenta, ya que para el día tipo se

supone que todas las operaciones de aterrizaje lo hacen por la pista 25R y todas las

operaciones de despegue se producen por la 25L.


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Figura 32 – Esquema de utilización del aeropuerto Barcelona – El Prat en configuración preferente

diurna.

Tanto para salidas como para aproximaciones se tiene que tener en cuenta los límites

expuestos a continuación, de 250 kt por debajo de FL100.

En Barcelona TMA, a menos que el ATC indique otro ajuste de velocidad, las salidas

y llegadas a Barcelona/El Prat AD bajo control radar ajustarán sus velocidades

conforme a lo especificado a continuación:

IAS 250 kt por debajo de FL100, en todas las salidas.

IAS 250 kt en SLP.

Ajustes de velocidad en aproximación:

No se reducirá la velocidad por debajo de 160 kt hasta 4 NM del umbral.

Las aeronaves con IAS de crucero inferiores a las citadas anteriormente,

deberán mantener velocidad de crucero hasta el punto de ajuste que les afecte.


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Si no se puede cumplir con este ajuste de velocidad, se notificará al ATC qué

velocidades se pueden mantener.

Las aeronaves estarán exentas de cumplir con estas limitaciones de velocidad cuando

estén cumplimentando un procedimiento de llegada por instrumentos-descenso

continuo (CDA).

Las salidas no son determinantes en este proyecto ya que se calcula la capacidad de

pista en aproximaciones debido a que la aplicación de separaciones TBS se plantea

únicamente en procedimientos de aproximación.

Por tanto, en cuanto a los procedimientos de aproximación, se respetan estos límites

establecidos anteriormente, permaneciendo las velocidades de cada categoría de

aeronave siempre por debajo de estos límites máximos.

Para fijar las velocidades de cada categoría de aeronave por estela turbulenta se

consultan documentos como los PANS – OPS, donde se determinan distintas

categorías de aeronaves en función de la las velocidades mínimas y máximas en cada

fase de aproximación, así como de paso por el umbral, que posteriormente se

relacionan con las categorías de aeronaves por estela turbulenta.

Figura 33 – Distintas categorías de aeronaves en función de la velocidad de paso por umbral y de


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velocidades en distintas fases de aproximación.

Una vez que se conocen estas velocidades para cada categoría de aeronave según

los PANS – OPS, con la tabla que se muestra a continuación se puede ver qué

aeronaves se encuentran dentro de cada una de estas categorías, lo que hace posible

efectuar la relación entre la clasificación de PANS – OPS y la clasificación por estela

turbulenta con la que se está trabajando en el proyecto. De esta manera, se puede

obtener la velocidad media tanto máxima como mínima en cada fase de la

aproximación para la clasificación de aeronaves por estela turbulenta.

Figura 34 – Aeronaves dentro de cada categoría de aeronave atendiendo a su velocidad en distintas

fases de aproximación como en el paso por el umbral.

Las aeronaves más utilizadas y más comunes son las que pertenecen a las categorías

B, C y en menor medida la D, por tanto, como se acaba de comentar, conociendo

cuáles son las distintas aeronaves que se encuentran dentro de cada categoría se


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puede establecer una relación entre esta clasificación y la clasificación por estela

turbulenta.

Cabe destacar que aunque en la clasificación de los PANS – OPS se empleen las

mismas letras que en la clasificación RECAT para nombrar a cada grupo de

aeronaves, esta no se corresponde con la clasificación que se hace en el proyecto

RECAT.

6.4 MODO DE OPERACIÓN

En este apartado se define de forma general cómo se realiza el modelo de cálculo de

capacidad de pista para luego entrar en detalle en cada paso en el apartado de la

definición completa del modelo. Para ser capaces de lograr una estimación de la

capacidad de pista sin TBS (situación actual) y con TBS se realiza una comparación

entre las separaciones mínimas radar, por estela turbulenta y por ocupación de pista,

siendo siempre la mayor de todas ellas la que predomine en cada caso por el hecho

de ser más restrictiva:

1) Primero se determina la matriz de ocurrencia para el escenario concreto, para

lo cual previamente se ha tenido que extraer de la herramienta Nest todos y

cada uno de los vuelos en LEBL para el día tipo. La matriz de ocurrencia

representa la probabilidad de que se presente un determinado caso (por

ejemplo, que lleguen dos aeronaves Super – Heavy seguidas, o una Super –

Heavy y una Medium, etc). Para ello se valora qué porcentaje de categorías

operan en este día como se ha visto anteriormente.

2) Una vez que se tiene la matriz de ocurrencia (que será útil al final para obtener

la capacidad de pista), la primera comparación a realizar en términos de

distancia es la separación por estela y la separación radar, predominando la

mayor como se ha comentado.


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3) A partir de las velocidades de cada categoría en cada tramo se transforma la

distancia más restrictiva para los casos de separación por estela y separación

radar en tiempos, de manera que esto permita establecer una comparativa con

el tiempo de ocupación de pista.

4) Una vez que se tiene la matriz definitiva de tiempos (la más restrictiva de la

triple comparación anterior), junto con la matriz de ocurrencia se puede calcular

la capacidad de pista.

5) Se tiene en cuenta los parámetros de viento y se calcula la capacidad de pista

de la misma manera para cada conjunto de datos extraído de cada operación

observada.

6) Se ordenan en un día tipo todos los datos de capacidad de pista con fenómenos

de viento para poder medir la ganancia o recuperación media esperada.

Todas las mediciones sobre capacidades de pista se realizan siempre de forma

referenciada al paso de una aeronave por el umbral. Es decir, para realizar la

estimación sobre la capacidad de la pista, se mide el número de aeronaves que pasan

por el umbral de pista en un tiempo determinado.

6.5 MODELO DE ESTIMACIÓN DE CAPACIDAD DE

PISTA

6.5.1 MODELIZACIÓN DEL ESCENARIO

Los procedimientos de aproximación se van a dividir en 4 tramos para el análisis del

escenario, que van desde 12 NM con respecto al umbral hasta el propio umbral, donde

se considera finalizado el procedimiento de aproximación, sin tener en cuenta posibles

aproximaciones frustradas o aterrizajes interrumpidos que puedan interferir en la

capacidad de pista estimada.


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Cabe destacar que, tras analizar los procedimientos de aproximación del escenario

concreto, la elección de las 12 NM se debe a que es el punto en el que comienza el

tramo cuyo curso coincide con la dirección del eje de pista.

Además, para el análisis se toman procedimientos de aproximación de precisión,

haciendo una división de estos procedimientos en 4 tramos, como acaba de

comentarse, de acuerdo a la siguiente imagen:

Figura 35 - Tramos establecidos en el procedimiento de aproximación a la 25R en Barcelona – El

Prat.

Como se puede ver, el primer tramo abarca el último segmento desde el umbral

hasta 4NM, que es el último punto donde existe control de velocidad por parte

de la unidad de control.

El segundo tramo abarca las 4 NM siguientes, desde la milla 4 hasta la milla 8.

En este tramo se encuentra el FAP en torno a la milla 6,9 desde el umbral.

El tercer tramo va desde la milla 8 hasta la 11, punto donde se encuentra el IF.

El último tramo es el más pequeño, que abarca desde la milla 11 hasta la 12.

Otro aspecto a tener en cuenta es que se supone un escenario en el que las pistas

25R y 25L mantienen operaciones que son independientes, es decir, no se necesitan

separaciones adicionales, sino que hay operaciones en ambas pistas de forma


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independiente.

Como ya se ha comentado, también se plantea que todas las llegadas en el día tipo

se llevan a cabo por la pista 25R y las salidas por la 25L. La pista 02/20 no se evalúa,

ya que se reconoce como una pista utilizada en ocasiones de alta demanda.

Cabe destacar que esto es lo que se ha planteado en el análisis del escenario concreto

de Barcelona – El Prat, no obstante, para cualquier otro escenario se pueden

considerar otros criterios (diferentes tramos, operaciones dependientes, etc).

6.5.2 MODELIZACIÓN DE OPERACIONES

A partir de la recolecta de datos del día tipo que se ha comentado en el primer apartado

de la definición de la metodología gracias a la cual se obtiene el porcentaje de

operaciones por tipo de estela turbulenta, se puede calcular la matriz de ocurrencia

que será imprescindible para lograr estimar la capacidad de pista.

Además, se toma la hipótesis de que se efectúan operaciones continuadas, es decir,

de manera que las distancias mínimas aplicables se cumplen de forma estricta. Esto

en la realidad no ocurre así, ya que no es posible que todas las aeronaves se separen

las distancias o tiempos mínimos de forma exacta, sino que las separaciones siempre

serán algo mayores por operativa y por seguridad. Por esto, el cálculo del rendimiento

máximo de pista (RMP) se pondera a un 85% para obtener la capacidad de pista real

que será publicada.

NOTA: ENAIRE aplica de un 0,8 a un 0,9 en su factor de cálculo de capacidad

real de pista sobre el rendimiento máximo de pista (RMP), motivo por el cual se

ha decidido aplicar el valor medio de dichos factores.

Es necesario analizar el tráfico del día tipo para ver el número de operaciones de cada

tipo de aeronave. Para conocer lo comentado, se extraen todas las operaciones en

LEBL en el día tipo en un archivo EXCEL con el siguiente aspecto:


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Figura 36 – Formato de la extracción de datos de las operaciones de salida y aproximación existentes

en el día tipo seleccionado.

Como se puede ver, se registran datos como la identificación del vuelo, origen,

destino, EOBT, ETOT, RFL, aerolínea, longitud de ruta, y lo más importante en este

momento, el tipo de aeronave y el grupo al que pertenece por clasificación de estela

turbulenta (WVC).

Los grupos de aeronaves según el tipo de estela turbulenta se representan en este

formato de la siguiente manera:

J: Super – Heavy

H: Heavy

M: Medium

L: Light

Una vez que se tienen todas las aeronaves categorizadas por estela turbulenta, se

está en disposición de calcular el número de operaciones por categorías, dando esto

lugar al siguiente gráfico, donde se muestra el porcentaje de las operaciones por cada


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tipo de estela turbulenta:

Figura 37 – Porcentaje de operaciones del día tipo en función de la clasficación de aeronaves por

estela turbulenta.

Organizando todos los datos que se han recogido del análisis del día tipo elegido se

tiene el siguiente conjunto de datos tabulados:

Aircraft Type Número de

operaciones

CATEGORÍA ACTUAL LEBL

A320 439 MEDIUM

B738 208 MEDIUM

A321 151 MEDIUM

A319 80 MEDIUM

0% 8%

90%

2%

Super heavy

heavy

medium

light


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E190 20 MEDIUM

B763 14 HEAVY

B752 13 HEAVY

A332 12 HEAVY

B737 11 MEDIUM

C56X 8 LIGHT

B734 8 MEDIUM

B788 8 HEAVY

B772 7 HEAVY

A333 6 HEAVY

F2TH 5 MEDIUM

CRJ2 5 MEDIUM

C510 4 LIGHT

A359 4 HEAVY

E35L 4 MEDIUM

B764 4 HEAVY

A388 4 SUPER-H

A343 3 HEAVY

B350 2 LIGHT

DH8D 2 MEDIUM

B735 2 MEDIUM


31 / 08 / 2018 75 / 165

LJ35 2 LIGHT

C25B 2 LIGHT

CRJX 2 MEDIUM

BCS3 2 MEDIUM

A306 2 HEAVY

GLF5 2 MEDIUM

E120 2 MEDIUM

B77W 2 HEAVY

AT43 2 MEDIUM

A346 2 HEAVY

B762 2 HEAVY

A318 2 MEDIUM

E55P 1 LIGHT

B744 1 HEAVY

C550 1 LIGHT

LJ40 1 LIGHT

FA7X 1 MEDIUM

C208 1 LIGHT

BE20 1 LIGHT

C25A 1 LIGHT

GLF4 1 MEDIUM


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TOTAL 1057

Figura 38 – Número de operaciones y clasificación por estela de cada aeronave registrada en el día

tipo.

De esta manera, puede elaborarse la matriz de ocurrencia, la cual representa la

probabilidad de que ocurra un determinado suceso, refiriéndose a la probabilidad de

que operen seguidas dos aeronaves de la misma o distinta categoría.

MATRIZ DE OCURRENCIA LEBL

PR/SG Super –

Heavy

Heavy Medium Light

Super – Heavy 1,43E-05 2,86E-04 3,40E-03 8,59E-05

Heavy 2,86E-04 5,73E-03 6,80E-02 1,72E-03

Medium 3,40E-03 6,80E-02 8,06E-01 2,04E-02

Light 8,59E-05 1,72E-03 2,04E-02 5,16E-04

Figura 39 – Matriz de ocurrencia según la clasificación de estela turbulenta OACI.

Como se puede ver en esta tabla, lo más probable es que operen dos aeronaves de

tipo Medium seguidas, ya que como se ha visto en el análisis de las operaciones del

día tipo, estas comprenden aproximadamente el 90% del tráfico en este escenario.

6.5.3 DEFINICIÓN COMPLETA DEL MODELO

La idea que predomina en el algoritmo es realizar una comparación entre la capacidad

de pista obtenida con la implementación TBS y con la estimada a partir de las

separaciones actuales basadas en distancias. Para ello, centrando la atención en la

situación actual, es necesario establecer una comparación entre los distintos agentes

que implican una separación entre aeronaves, los cuales son la separación por estela,


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la separación por radar, y la separación debida al tiempo de ocupación de la propia

pista.

En cuanto a los distintos valores de separación que se deben aplicar, se tienen las

siguientes tablas elaboradas a partir de los datos presentados en los anexos 7 y 8:

En cuanto a la separación por estela:

APROXIMACIÓN SEPARACIÓN ESTELA TURBULENTA (NM) PR/SG Super – Heavy Heavy Medium Light

Super – Heavy 6 7 8

Heavy 4 5 6

Medium 5

Light

Figura 40 – Matriz de valores de separación (NM) atendiendo al tipo de estela turbulenta.

En cuanto a la separación radar:

APROXIMACIÓN SEPARACIÓN RADAR (NM) PR/SG Super – Heavy Heavy Medium Light Super – Heavy 3 3 3 3 Heavy 3 3 3 3 Medium 3 3 3 3 Light 3 3 3 3

Figura 41 – Matriz de valores de separación (NM) atendiendo a la vigilancia radar.

Las separaciones que se establecen por los tiempos de ocupación de pista (Anexo 8)

se extraen de consultas a los pilotos y a los controladores oportunos, resultando en la

siguiente tabla:

APROXIMACIÓN SEPARACIÓN POR OCUPACIÓN DE PISTA (S) PR/SG Super – Heavy Heavy Medium Light

Super – Heavy 50 50 50 50

Heavy 50 50 50 50

Medium 45 45 45 45


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Light 45 45 45 45

Figura 42 – Matriz de tiempos de ocupación de pista 25R (s).

A partir de esto, se realiza la primera comparación entre los valores de separación por

estela turbulenta y radar, predominando el valor más restrictivo y por tanto el valor

más alto, que da lugar a la siguiente tabla:

ESTELA TURBULENTA VS SEPARACIÓN RADAR (NM) PR/SG Super – Heavy Heavy Medium Light Super – Heavy 3 6 7 8 Heavy 3 4 5 6 Medium 3 3 3 5 Light 3 3 3 3

Figura 43 - Matriz resultante de la comparativa entre las separaciones radar y por estela turbulenta.

Como se ve, en los casos que no se aplica un mínimo de separación por estela

turbulenta predomina la separación por motivos radar. En los casos en los que sí

existe un mínimo por estela, es esta la que predomina por ser más restrictiva que la

separación por motivos radar.

En este momento, los valores de la tabla de separaciones se encuentran expresados

en distancias, pero para poder establecer la comparativa con la tabla de tiempos de

ocupación de pista es necesario convertir estas distancias a tiempos, que serán

distintos para distintas aeronaves por tener distintas velocidades de aproximación.

Cabe destacar que cuando la aeronave precedente es más lenta que la aeronave

siguiente, la separación debería establecerse en el umbral, de tal forma que la

siguiente no alcance a la precedente en ningún momento del procedimiento. En el

caso en el cual la aeronave precedente es más rápida o igual que la aeronave

siguiente, la separación se debería proporcionar en el último punto en el que existe

control de velocidad por parte del controlador, que es 4 NM desde el umbral, por lo


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que a partir de este punto, la separación irá aumentando o como mínimo se mantendrá

constante hasta el umbral.

No obstante, tras evaluar todos los casos a partir de los datos de velocidades y

separaciones aplicadas, el hecho de que una aeronave precedente sea de mayor

categoría que la siguiente no asegura que la velocidad de la precedente sea también

mayor, sino que más bien ocurre lo contrario, ya que la aeronave siguiente se

encuentra en una fase más temprana de aproximación y por tanto posee mayor

velocidad.

Por ello, como conclusión del análisis comentado, la estimación de la capacidad de

pista se realiza contabilizando el número de aeronaves que son capaces de pasar por

el umbral en unidad de tiempo, es decir, la referencia de medida se toma sobre el

umbral.

Tras lo explicado, la separación de cada aeronave SG (siguiente) con la PR

(precedente) se establece cuando la PR se encuentra sobre el umbral, siendo esto

necesario para garantizar los mínimos de separación aguas arriba del procedimiento.

Con los tramos de procedimiento establecidos en el apartado 6.5.1, se consideran

unas velocidades de aeronaves fijas para cada categoría de estela turbulenta,

posibilitando esto la representación de las mismas en Matlab:


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Figura 44 – Representación en Matlab de las velocidades de cada tipo de aeronave atendiendo a su

tipo de estela turbulenta. (Cada intervalo comprende 1 NM).

A partir de esta representación se pueden tabular los datos de velocidades de forma

que se tengan ordenados de la siguiente manera para simplificar la estructura de los

cálculos posteriores:


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Figura 45 – Datos de velocidades en kt para cada una de las categorías de aeronaves en función de

la posición con respecto al umbral de pista.

De la misma forma se habilita una “calculadora de velocidades” que le permita al

usuario realizar la comprobación de cualquier velocidad en cualquier parte del tramo.

También permite modificar la longitud de los tramos, actualizándose las velocidades

a los nuevos tramos considerados por el usuario.

La calculadora se elabora a partir de una regresión lineal entre los puntos

especificados, de tal forma que el usuario puede seleccionar la posición en la que

quiere conocer la velocidad de una aeronave, como se muestra a continuación en un

ejemplo en el que se pretende conocer las velocidades a una distancia de 10 NM

desde el umbral:


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Figura 46 – Calculadora de velocidades a disposición del usuario para consulta.

Lógicamente, al introducir la posición 10, la aeronave SG se encuentra en el tramo 3

definido previamente, por lo que los otros tramos se muestran como “N/A”.

A partir de las tablas de la figura 72 y 74, el siguiente paso consiste en calcular las

velocidades medias de la aeronave SG desde el punto en el que esta se encuentra en

el momento de mínima de separación hasta el momento en que esta pasa por el

umbral. Este datose debe conocer para poder calcular el tiempo medio que una

aeronave tarda en recorrer la distancia de separación mínima establecida hasta el

umbral.

Figura 47 – Velocidades medias de la aeronave siguiente desde el punto en el que esta se encuentra

en el momento en el que la precedente cruza el umbral hasta el mismo.

A partir de esta tabla de velocidades medias, y conociendo los valores de separación

en distancia de la aeronave SG a la PR (o umbral, ya que la separación se establece

cuando la PR se encuentra sobre el umbral) para cada par de categoría de aeronaves

en aproximación, se puede calcular la matriz de tiempos que se puede ver a

continuación:


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cada caso.

Como es posible observar en esta tabla, el valor de separación en tiempo más elevado

se da en el caso de que la aeronave PR pertenezca a la categoría Super – Heavy y la

SG sea una aeronave de la categoría Light. Esto era de esperar por darse en este

caso el mayor valor de separación en distancia junto con la menor de las velocidades

de la aeronave SG.

Estableciendo la comparación entre esta matriz de tiempos (que ha surgido de la

comparativa entre separación radar y separación por estela) y la matriz de los tiempos

de ocupación de pista, se tiene la matriz definitiva con la que se puede estimar la

capacidad de la pista evaluada. La matriz resultante es la misma que la de antes por

el hecho de que los tiempos de ocupación de pista son menores, motivo por el cual

no son limitantes en este escenario.

Con la matriz definitiva de tiempos y la matriz de ocurrencia que se ha descrito

anteriormente, se puede calcular el tiempo medio de separación total. A partir de este

dato se calcula de forma directa el número de movimientos de aproximación

conseguidos a la hora, ponderado finalmente con un 85%.


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Figura 49 – Tiempo medio de separación (s) y capacidad de pista estimada en caso de no existir

fenómenos de viento.

En la explicación previa no se han tenido en cuenta fenómenos de viento, sino que

únicamente se ha estimado la capacidad de pista a partir de separaciones y de

velocidades de categorías de aeronaves. No obstante, como se ve a continuación, el

proceso para calcular la capacidad de pista con fenómenos de viento es muy similar,

únicamente se debe tener en cuenta la influencia que las intensidades y direcciones

de viento tienen sobre las velocidades de cada una de las categorías de aeronaves.

Se procede a definir la metodología de estimación de pista a partir de datos reales en

el escenario concreto estudiado en el proyecto. Para ello se cuenta con una serie de

datos tanto de intensidad como de dirección de viento y hora de registro para las

distintas posiciones que recorren las aeronaves en su procedimiento de aproximación

a la pista 25R, los cuales han sido extraídos de la base de datos de NOAA como se

ha especificado anteriormente.

Con estos datos se calculan las intensidades de viento proyectadas sobre el eje de

pista, teniendo la siguiente tabla donde se recoge además información adicional como

intervalos horarios, identificación de la aeronave, fecha, etc.


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Figura 50 – Ejemplo de datos recogidos a partir de la aplicación AMDAR. En este caso se muestran

tres operaciones concretas.

Esta tabla tiene el mismo formato que la tabla donde se introducen los datos para el

cálculo de parámetros, por tanto, es de fácil traslado, como se puede ver a

continuación con un ejemplo de traslado de los datos pertenecientes a una operación

concreta:


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Figura 51 – Parámetros de viento registrados por una operación concreta.

Estos datos sirven para obtener las velocidades de viento en cada posición para cada

categoría de aeronave, como se tiene en la siguiente tabla para el ejemplo que se está

considerando de una operación concreta:


31 / 08 / 2018 87 / 165

Figura 52 – Parámetros de viento registrados por una operación concreta aplicados a las distintas

categorías de aeronaves por tipo de estela turbulenta.

Cabe destacar que se mantiene la velocidad de viento registrada por una aeronave

tanto para ese tipo de aeronave como para las demás categorías.

La última columna determina la cantidad de datos que se tienen; normalmente solo se

tienen datos con resoluciones de una milla y es complicado disponer del paquete de

datos completo, por tanto esta columna muestra a simple vista la cantidad de datos

que se tiene para cada operación.

En este caso se tienen casillas donde aparece “INCOMPLETO”, ya que como se ha

comentado anteriormente, en los datos reales es complicado disponer de operaciones

en las cuales los datos de viento estén completos por el hecho de que se emiten estos

mensajes cada 60 segundos, tiempo que supone de 2 a 3 NM de distanciacon

velocidadesmedias de aproximación.


31 / 08 / 2018 88 / 165

Con el dato de la velocidad de aproximación de cada categoría de aeronave junto con

el dato de velocidad de viento en cada punto de la aproximación, se puede obtener la

velocidad respecto al suelo de cada categoría de aeronave en cada punto (GS:

Ground Speed).

Este dato de velocidad es muy importante, ya que es el que realmente es capaz de

determinar el número de aeronaves que pasan por el umbral en un determinado

intervalo de tiempo (capacidad de pista).

Figura 53 – Velocidades Ground Speed de las distintas categorías de aeronaves por tipo de estela

turbulenta para cada posición con respecto al umbral.

De igual forma que en la explicación de estimación de capacidad de pista sin

fenómenos de viento, con estas nuevas velocidades se pueden determinar las

velocidades medias desde el punto en el que se encuentra la aeronave SG en el

momento en el que la PR se encuentra sobre el umbral hasta el propio umbral.


31 / 08 / 2018 89 / 165

Figura 54 – Velocidades medias de la aeronave siguiente desde el punto en el que esta se encuentra

en el momento en el que la precedente cruza el umbral hasta el mismo.

A partir de este punto, con los datos de la tabla anterior y las distancias de separación

se calcula directamente la matriz de tiempos definitiva para cada caso

(correspondiente a la comparativa entre separaciones radar y separaciones por estela

turbulenta), que tras compararla con la matriz de tiempos de ocupación de pista resulta

en la matriz siguiente:


cada caso.

Al igual que en el caso sin fenómenos de viento, con esta nueva matriz de tiempos y

con la matriz de ocurrencia – la cual es invariable – se puede estimar la capacidad de

pista obtenida a partir de los datos de viento registrados por una operación concreta:


31 / 08 / 2018 90 / 165

Figura 56 – Tiempos medios de separación entre aeronaves y estimación de la capacidad de pista

obtenida a partir de los parámetros de viento registrados por una operación.

Este proceso se lleva a cabo para todas las operaciones de las que se han recogido

datos, obteniendo el resultado de la capacidad de pista horaria estimada según los

datos registrados por cada operación, de forma que se puede graficar al final el

resultado general tras el análisis de todos los datos que se tengan para poder obtener

una conclusión final en base a estos resultados. No obstante, estas representaciones

se muestran en el apartado 6.5.5 “obtención de resultados”, de manera que en este

apartado queda definido el modelo que se sigue para el cálculo de la capacidad de

pista con y sin fenómenos de viento.

6.5.3.1 SIMULACIÓN A PRIORI

En primer lugar, en esta simulación a priori no se han evaluado datos reales de viento

registrados mediante las operaciones, por eso mismo se le califica como “a priori”, ya

que se describe un ejemplo de cálculo con una intensidad supuesta constante en todo

el proceso de aproximación, de manera que se ha realizado este estudio con varios

valores de intensidad constantes para ver el comportamiento de la capacidad de la

pista cuando la intensidad de viento varía (para direcciones siempre constantes

iguales al sentido opuesto de aproximación).

Dado que el viento siempre está presente, será imprescindible evaluar los datos reales

registrados por las operaciones de aproximación y así conseguir unos resultados

distintos a los que se muestran en este apartado, lo que se llevará a cabo en el


31 / 08 / 2018 91 / 165

apartado de la simulación del escenario.

En el ejemplo que se va a describir, se considera una intensidad de 10 kt en todos los

puntos del procedimiento de aproximación y para todas las categorías de aeronave,

como se verá en la tabla de velocidades de viento, donde se registran las magnitudes

de intensidad de viento para cada posición desde el umbral (hasta 8 NM por ser el

punto de máxima separación desde el umbral).

El valor máximo de separación aplicado en este escenario asciende a 8 NM respecto

del umbral, por tanto, en ese rango de distancias el procedimiento de aproximación es

totalmente recto, lo que permite establecer la hipótesis de que los valores de viento

en cara de cada aeronave se pueden obtener a partir de la proyección de la dirección

de viento medida sobre el eje de prolongación de pista; conociendo además que las

direcciones son magnéticas, tanto las de viento como las de las pistas.

Figura 57 – Dirección magnética (rojo) y eje de pista (verde).


31 / 08 / 2018 92 / 165

Figura 58 – Prolongación según la dirección del eje de la pista a una distancia de 8 NM respecto del

umbral en sentido opuesto al de la aproximación.

Datos de viento como la dirección real, la dirección respecto a pista y el valor de

intensidad en la proyección de pista – que es realmente el que interesa – se muestran

en la tabla a continuación. En este caso, al ser un ejercicio de simulación, se plantea

que la dirección de viento sea 250º, coincidente con el eje de pista y por tanto la

intensidad total coincidirá con la intensidad proyectada sobre el eje de pista.


31 / 08 / 2018 93 / 165

Figura 59 – Tabla de parámetros de viento en distintas posiciones respecto al umbral (ejemplo de 10

kt para todas las posiciones).

De esta forma, a partir de las intensidades de viento en la proyección de la pista se

asignan las velocidades de viento para cada categoría de aeronave de la siguiente

manera:


31 / 08 / 2018 94 / 165

Figura 60 – Intensidad de viento (kt) para cada categoría de aeronave según su estela turbulenta en

cada posición con respecto al umbral.

De la manera que se ha definido anteriormente, se calcula la capacidad de pista a

partir de estos datos de viento supuestos para la simulación, de forma que se tienen

los siguientes resultados:

Figura 61 – Tiempos medios de separación (s) entre aeronaves y capacidad de pista estimada con

fenómenos de viento (ejemplo de 10 kt para todas las posiciones respecto del umbral).

Obviamente, como era de esperar, tras tener viento de cara y mantener iguales las

velocidades relativas al aire, las velocidades reales sobre tierra disminuyen, por tanto,

a pesar de mantener constantes los valores de separación en distancia, el tiempo


31 / 08 / 2018 95 / 165

medio de separación obtenido es mayor que antes. Aquí es donde el TBS pretende

proporcionar mejoras, ya que si se fijase la separación en tiempo, aunque existiesen

episodios de viento (la distancia real física de separación se reduciría cuanto más alta

fuese la intensidad de viento de cara), se lograría mantener constante la capacidad

de pista independientemente de las condiciones externas.

En este ejemplo simulado, se pierden del orden de 3 operaciones a la hora por el

hecho de existir la intensidad de viento que se ha considerado, siendo recuperadas

en el caso de que se implanten separaciones TBS.

La pérdida en tiempo para cada categoría de aeronave en el caso de haber supuesto

una intensidad de viento constante de 10 kt para todo el procedimiento se puede

graficar en Matlab de la siguiente manera:


31 / 08 / 2018 96 / 165

Figura 62 – Representación en Matlab de los tiempos de separación recuperados en segundos (parte

roja) en el caso de la implementación TBS para el ejemplo descrito.

Como se ha comentado al inicio del apartado, habiendo realizado este proceso para

distintos valores de intensidades de viento constantes para todo el procedimiento de

aproximación se puede obtener una serie de gráficas que permiten tener una idea

global de lo que se pretende conseguir con las separaciones basadas en tiempo y de

los resultados ideales que se obtendrían en distintos escenarios de viento.

La primera gráfica muestra valores de capacidad y la segunda muestra valores de

tiempo de separación para el caso concreto de que tanto la aeronave PR como la SG

perteneciesen a la categoría “Super – Heavy”.


31 / 08 / 2018 97 / 165

Figura 63 – Comparativa ideal TBS vs NO TBS de los tiempos de separación entre dos aeronaves de

la categoría Super – Heavy según distintas intensidades de viento supuestas constantes a lo largo de

todo el procedimiento.

Es sencillo ver que el número de movimientos ganados, o expresado con mayor

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 10 20 30 40 50 60

MO

VIM

IEN

TOS

/ H

VIENTO (KT)

NO TBS

TBS

MOVIMIENTOS RECUPERADOS

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

TIEM

PO

S D

E SE

PA

RA

CIÓ

N (

S)

VIENTO (KT)

NO TBS

TBS

GANANCIA DE TIEMPO


31 / 08 / 2018 98 / 165

propiedad, el número de movimientos no perdidos en el caso de la implementación

TBS va aumentando a medida que se aumenta la intensidad de viento. No obstante,

estos datos de viento no son reales sino que son hipótesis, por lo que aún no son

representativos. Los datos reales por lo general serán cambiantes tanto con el

transcurso del día, como en direcciones, magnitudes y altitudes, como ya se ha visto

con un ejemplo en el apartado anterior de la definición completa del modelo.

6.5.4 SIMULACIÓN DEL ESCENARIO

En este apartado se trata de mostrar el proceso seguido una vez que se conoce la

metodología para determinar la capacidad de pista explicada en la definición completa

del modelo.

Cabe destacar que las representaciones de los resultados completos se mostrarán en

la obtención de resultados (apartado 6.5.5).

Partiendo de lo que se conoce de apartados anteriores, se organiza cada dato

perteneciente a cada una de las estimaciones de capacidad de pista realizadas a partir

del conjunto de datos extraído de cada operación. Es decir, la intención es tabular y

ordenar por horario los resultados de capacidad de pista que se han obtenido, de la

siguiente forma:

HORA FINAL CAPACIDAD NO TBS CAPACIDAD TBS RECUPERACIÓN

0:00:00

3:51:00 37,86 38,27 0,41

3:55:00 37,75 38,27 0,52

3:58:00 37,67 38,27 0,6

4:00:00 37,83 38,27 0,44

4:07:00 38,27 38,27 0

4:15:00 38,08 38,27 0,19

5:12:00 38,13 38,27 0,14

5:42:00 38,27 38,27 0


31 / 08 / 2018 99 / 165

5:51:00 37,65 38,27 0,62

6:06:00 38,19 38,27 0,08

6:13:00 38,27 38,27 0

6:22:00 38,27 38,27 0

6:51:00 38,27 38,27 0

7:30:00 38,26 38,27 0,01

7:32:00 38,22 38,27 0,05

7:34:00 38,26 38,27 0,01

7:37:00 38,03 38,27 0,24

7:43:00 38,27 38,27 0

7:44:00 38,27 38,27 0

8:07:00 38,27 38,27 0

8:26:00 37,99 38,27 0,28

9:23:00 37,87 38,27 0,4

9:29:00 38,27 38,27 0

9:36:00 37,87 38,27 0,4

9:37:00 38,04 38,27 0,23

9:39:00 38,13 38,27 0,14

9:40:00 38,06 38,27 0,21

9:41:00 38,19 38,27 0,08

9:44:00 38,16 38,27 0,11

9:44:00 38,17 38,27 0,1

9:50:00 38,27 38,27 0

9:53:00 38,27 38,27 0

9:54:00 38,27 38,27 0

9:59:00 38,27 38,27 0

10:00:00 38,27 38,27 0

10:03:00 38,27 38,27 0

10:06:00 37,72 38,27 0,55

11:07:00 38,27 38,27 0

11:19:00 37,74 38,27 0,53

11:26:00 38,27 38,27 0

13:03:00 38,14 38,27 0,13

13:07:00 37,94 38,27 0,33


31 / 08 / 2018 100 / 165

13:08:00 37,98 38,27 0,29

13:10:00 38,11 38,27 0,16

13:10:00 38,27 38,27 0

13:12:00 37,63 38,27 0,64

13:15:00 37,62 38,27 0,65

13:20:00 38,27 38,27 0

13:21:00 38,27 38,27 0

13:35:00 37,96 38,27 0,31

13:36:00 38,27 38,27 0

13:38:00 37,51 38,27 0,76

13:38:00 37,51 38,27 0,76

13:38:00 37,22 38,27 1,05

14:00:00 37,63 38,27 0,64

14:43:00 38,27 38,27 0

15:48:00 38,12 38,27 0,15

15:52:00 38,27 38,27 0

15:59:00 36,92 38,27 1,35

16:00:00 37,81 38,27 0,46

16:04:00 37,92 38,27 0,35

16:05:00 37,65 38,27 0,62

16:11:00 38,09 38,27 0,18

16:11:00 37,6 38,27 0,67

16:20:00 37,88 38,27 0,39

16:27:00 36,85 38,27 1,42

16:34:00 38,12 38,27 0,15

16:39:00 37,42 38,27 0,85

16:41:00 38,16 38,27 0,11

17:31:00 37,51 38,27 0,76

17:39:00 38,03 38,27 0,24

17:40:00 38,21 38,27 0,06

17:48:00 38,27 38,27 0

17:59:00 38,27 38,27 0

18:00:00 38,27 38,27 0

18:07:00 37,75 38,27 0,52


31 / 08 / 2018 101 / 165

18:14:00 38,06 38,27 0,21

18:15:00 38,26 38,27 0,01

18:20:00 37,94 38,27 0,33

18:47:00 38,27 38,27 0

19:36:00 38,2 38,27 0,07

19:36:00 38,27 38,27 0

19:47:00 38,1 38,27 0,17

20:15:00 37,39 38,27 0,88

20:45:00 37,45 38,27 0,82

20:55:00 38,25 38,27 0,02

21:01:00 37,42 38,27 0,85

22:14:00 37,98 38,27 0,29

22:40:00 37,7 38,27 0,57

23:44:00 36,93 38,27 1,34

23:59:59

Figura 64 – Tabla que muestra de forma cronológica las horas finales de cada uno de los

procedimientos observados junto con sus valores correspondientes de capacidad de pista (TBS vs

NO TBS) y las ganancias esperadas.

En esta tabla se tienen las horas en las que finaliza cada uno de los procedimientos

en los que se han recogido datos, la capacidad de pista que se tendría en el caso de

implementar TBS (constante), la capacidad en el caso de mantenerse las

separaciones en distancias fijas para cada conjunto de datos de viento registrados por

cada operación, así como la ganancia o recuperación que se logra en caso de

implementar TBS.

Las casillas azules representan operaciones en las cuales se han registrado datos de

viento con los cuales se logra mayor capacidad de pista sin TBS (por ser vientos

predominantes de cola). Por lo tanto, si se implementase TBS en estos casos, la

ganancia sería negativa porque estos vientos aceleran los procedimientos. Por tanto,

en esos casos se supone que la ganancia es 0.


31 / 08 / 2018 102 / 165

6.5.5 OBTENCIÓN DE RESULTADOS

Una vez que se ha llevado a cabo el cálculo de todos y cada uno de los datos de

ganancia en función del análisis realizado para cada operación concreta (como se ha

comentado, los datos de viento se extraen de cada operación concreta), se pueden

representar una serie de gráficas para facilitar la interpretación de los resultados

obtenidos, de la siguiente manera:


31 / 08 / 2018 103 / 165

Figura 65 – Representación de los valores de capacidad de pista en el caso de implementar TBS (naranja) y en el caso de no implement

operaciones observadas.

36

36,5

37

37,5

38

38,5

CAPACIDAD NO TBS CAPACIDAD TBS


31 / 08 / 2018 104 / 165

Esta gráfica permite observar la comparativa entre la capacidad de pista estimada con

TBS (constante) y sin TBS para cada uno de los períodos horarios en los que se han

recogido datos de viento, aportando una idea de qué orden de magnitud de “mejora”

se tendría con la implantación de separaciones basadas en tiempos, así como de

cuáles son los períodos horarios en el día en los que se tienen ganancias superiores.

Cabe destacar que esta gráfica representa en un solo “día tipo” todos los datos

recogidos de todos los días analizados, lo cual no es cierto, ya que cada observación

pertenece a un día concreto, pero es una forma de poder representar todos los datos

de manera conjunta.

NOTA: el término día tipo es usado para definir un día en el cual se agrupan

todas las operaciones, es decir, se supone que todas las operaciones que se

registran a lo largo de los meses ocurren en este día, a pesar de que en la

realidad no sea así.

En la siguiente gráfica se representan las ganancias de cada observación realizada,

también representadas en un “día tipo” para poder graficar todos los datos de forma

conjunta. Se trata de una gráfica circular en la que se presentan todas las horas del

día tipo como un reloj, que en función del radio, se tiene un dato de un valor más

grande o más pequeño.


31 / 08 / 2018 105 / 165

Figura 66 – Representación circular de los valores de recuperación de capacidad de pista esperada

para cada una de las operaciones observadas.


31 / 08 / 2018 106 / 165

Al igual que la primera gráfica, en la que se muestra a continuación se trata de

representar en un “día tipo” todos los datos respectivos a las observaciones realizadas

en términos de capacidad. En este caso no se compara la capacidad de pista con TBS

y sin TBS, sino que directamente se presenta la capacidad de pista ganada (o mejor

dicho, no perdida) para cada una de las horas de este día tipo en el caso de realizar

las separaciones mediante tiempos y no mediante distancias.


31 / 08 / 2018 107 / 165

Figura 67 – Valores de recuperación de capacidad de pista esperada para cada una de las operaciones observadas.

0,41

0,52

0,6

0,44

0

0,190,14

0

0,62

0,08

0 0 00,010,05

0,01

0,24

0 0 0

0,28

0,4

0

0,4

0,23

0,14

0,21

0,080,110,1

0 0 0 0 0 0

0,55

0

0,53

0

0,13

0,330,29

0,16

0

0,640,65

0 0

0,31

0

0,760,76

1,05

0,64

0

0,15

0

1,35

0,46

0,35

0,62

0,18

0,67

0,39

1,42

0,15

0,85

0,11

0,76

0,24

0,06

0 0 0

0,52

0,21

0,01

0,33

0

0,07

0

0,17

0,88

0,82

0,02

0,85

0,29

0,57

1,34

GANANCIA ESPERADA CON LOS DATOS APORTADOS POR CADA OPERACION


31 / 08 / 2018 108 / 165

Con todas estas gráficas, las cuales presentan los resultados que se han obtenido tras

la realización del proyecto, se puede ver cuáles son las horas más favorables para la

implementación del TBS, así como las ganancias obtenidas que se esperan de forma

media, teniendo en cuenta siempre que los datos que se han podido consultar son

limitados y escasos. No obstante, con todo ello se pueden establecer una serie de

conclusiones.

A partir del conjunto de datos obtenido mediante la estimación de capacidad de pista

para cada operación de aproximación se muestran a continuación los resultados del

cálculo de los indicadores de rendimiento que se comentaron en el apartado del

alcance, los cuales representan la recuperación de operaciones media horaria y la

recuperación de operaciones media al día.

Recuperación de operaciones media horaria

En cuanto a este indicador, los valores que se obtienen son de 0,28 ops/h, lo que

quiere decir que aproximadamente cada 3 horas y media se recuperaría una

operación de aproximación en el escenario evaluado, lo que supone una ganancia

bastante reducida.


31 / 08 / 2018 109 / 165

Recuperación de operaciones media al día.

En cuanto a este indicador, los valores que se obtienen son de 6,9 ops/día.

Es decir, con la implementación del TBS, el número de operaciones de aproximación

recuperadas no llega a ser de 7 operaciones en un día completo.

Quedan recogidos estos valores en la siguiente tabla, donde la recuperación media

supone el 0,75% del número de operaciones existentes en el escenario en caso de no

tenerse episodios de viento.

RESULTADOS PARA EL DÍA TIPO INDICADOR RESULTADO PORCENTAJE

MEDIA DE OPS/H RECUPERADAS 0,287777778 0,75196702 OPERACIONES RECUPERADAS EN TODO EL

DÍA 6,906666667

Figura 68 – Resultados de los indicadores de rendimiento medidos.


31 / 08 / 2018 110 / 165

7. CONCLUSIONES Y PROYECTOS FUTUROS

Tras haber explicado la metodología necesaria para conseguir estimar la capacidad

de pista en cada situación (tanto en episodios sin viento como en episodios con viento)

y tras haber obtenido una serie de resultados a partir de la ejecución de dicha

metodología con el aporte inicial de los datos de viento obtenidos mediante NOAA, se

pueden extraer una serie de conclusiones acerca del proyecto que culminen el mismo,

las cuales pueden recogerse en los siguientes puntos:

La implantación TBS puede requerir una formación y preparación adicional por

parte de los recursos humanos implicados en las tareas de control de tránsito

aéreo y en las propias tareas de navegación, aspecto que tendrá que ser

valorado en estudios posteriores y cuantificado para ver su impacto en las

operaciones reales.

NOAA es una gran base de datos, no obstante, los datos a los que se tiene

acceso son muy limitados, ya que se consigue tener un total de visualizaciones

de unos 3 meses, teniendo en cuenta que en cada día, de media se tienen

datos reales de 8 procedimientos de aproximación, de los cuales 6 se producen

en la configuración contraria a la que se está considerado. Por tanto, los datos

son escasos para tomar cualquier decisión y por tanto los resultados obtenidos

son meramente anecdóticos.

Los resultados obtenidos – aunque se disponga de una información de partida

pobre – indican recuperaciones medias de 0,28 operaciones a la hora, con

recuperaciones medias al día que no llegan a ser de 7 operaciones.

Los resultados indican que se tienen valores de recuperación más altos y más

frecuentes en la segunda mitad del día tipo, es decir, desde las 12 hasta las

24h, con máximos de hasta 1,5 operaciones/h ganadas.


31 / 08 / 2018 111 / 165

Con los resultados obtenidos, el escenario donde se ha evaluado el proyecto

no es el más adecuado para la implementación del TBS, ya que los vientos

dominantes en el aeropuerto estudiado no tienen la intensidad ni la regularidad

que se requeriría para que este sistema fuese efectivo. No obstante, como ya

se ha dicho habría que evaluar una base de datos mucho más extensa para

obtener resultados más acordes a la situación actual.

Tras analizar cada una de las operaciones registradas, se puede determinar

que en cada momento y en cada operación existen condiciones de viento

distintas. Este hecho hace que para cada operación se tengan que reajustar

los valores de separación aplicados según los datos actualizados enviados de

la aeronave a tierra, lo que puede requerir nuevos equipos computacionales

que sean capaces de manejar toda la información en tiempo real.

A pesar de la escasez de datos registrados, se puede establecer una cierta

relación entre la recuperación de capacidad de pista mediante la

implementación TBS y las observaciones realizadas en tierra en cuanto a

intensidad y dirección de procedencia de vientos. Dicha relación se explica en

el siguiente apartado, donde se comentan algunos de los proyectos futuros que

se pueden llevar a cabo.

Como se ha comentado en este último punto, en el proyecto se establece una pequeña

relación entre la recuperación de capacidad de pista y las observaciones terrestres.

Esto puede entenderse mejor con las siguientes imágenes:


31 / 08 / 2018 112 / 165

Figura 69 – Representación circular de los valores de recuperación de capacidad de pista esperada

para cada una de las operaciones observadas.

Como se puede ver en esta imagen que ya se ha mostrado en los apartados anteriores

de resultados, el período horario en el cual se establecen las mayores recuperaciones

de capacidad de pista y con mayor frecuencia va desde las 12 del mediodía hasta las

24, es decir, abarca la segunda mitad del día.


31 / 08 / 2018 113 / 165

Con este resultado, si se recurre ahora a la observación de datos de viento mediante

estaciones terrestres posicionadas en el aeropuerto, se tiene lo siguiente:


2018.


31 / 08 / 2018 114 / 165


2018.


31 / 08 / 2018 115 / 165


2018.


31 / 08 / 2018 116 / 165


2018.

Estas observaciones en tierra se obtienen a partir de la fuente “Windfinder” y

pertenecen a los días 18, 19, 21 y 22 de junio del 2018 respectivamente. Estas

observaciones se toman como ejemplo para ver que en todas ellas la intensidad de

viento crece a partir de las 12 del mediodía. Además, desde las 12 hasta las 24h la

dirección de procedencia de viento es opuesta al sentido de aproximación y aterrizaje,

lo que es óptimo para la recuperación de operaciones mediante la implementación

TBS, que según los resultados obtenidos es justo el período en el que se tienen

mayores niveles de recuperación.

Esto indica que se podría realizar un estudio estadístico mediante el cual se relacionen

las observaciones en tierra con los datos registrados por las aeronaves en cada

operación, de tal manera que se establezcan probabilidades de que se tengan unas

ciertas condiciones en los puntos de interés de la aproximación mediante la

observación de datos en tierra.


31 / 08 / 2018 117 / 165

No obstante, para llevar a cabo este estudio estadístico, se tendría que disponer de

una base de datos mucho más extensa de la que se tiene actualmente, por ello se

plantea como un estudio a futuro que podría realizarse y ser útil.

Para aclarar el concepto, el ejemplo que se podría poner es el siguiente:

Se quieren conocer las condiciones de viento en toda la fase de aproximación en

intervalos de 0,5 NM para un rango de altitudes que se determine. Por tanto, habiendo

realizado previamente el estudio estadístico y mediante la observación de las

condiciones en tierra se puede determinar que en cada punto existe una probabilidad

“X” de que se tenga una intensidad y una dirección de viento concreta, con su media

y su desviación asociadas.

De esta manera, consultando observaciones terrestres que existen hoy en día se

podría tener una estimación a partir de datos históricos de lo que ocurre en toda la

fase de la aproximación, con mayor o menor fiabilidad dependiendo del

comportamiento de esos datos históricos con los que se ha realizado el estudio

estadístico.

Al haber desarrollado toda la metodología de análisis, la idea en el futuro sería realizar

este mismo proyecto para un escenario que resulte interesante tras haber analizado

previamente el comportamiento en cuanto a intensidades y direcciones de viento en

un período de tiempo extenso como para obtener ciertos patrones de comportamiento

de estos fenómenos.

De esta manera, se cambiarían los aspectos que sean concretos de cada escenario,

pero la metodología llevada a cabo sería la misma, por lo que este proyecto abre las

puertas hacia el estudio de escenarios que puedan llegar a ser de mayor interés para

la aplicación del TBS en la operación real.

Otro de los objetivos en proyectos futuros es ser capaces de obtener una base de

datos mucho más completa para realizar un estudio mucho más amplio y detallado de


31 / 08 / 2018 118 / 165

manera que se puedan obtener unas conclusiones más precisas y acordes con la

operativa real.

Por último, podría ser interesante evaluar el impacto de mejora que tendrían nuevas

investigaciones como el TBS mejorado, llamado e – TBS, donde se plantean tiempos

fijos de separación habiendo realizado una clasificación previa de aeronaves por

“Pairwise Separation”, es decir, que a cada par de aeronaves le correspondería una

separación concreta, de tal manera que la individualización es mucho mayor y se

“exprime” más las actuaciones de cada aeronave, obteniendo capacidades de pista

superiores y tratando de mantener una capacidad máxima constante a partir de la

aplicación del e – TBS.

Figura 74 – Estudio e – TBS llevado a cabo por NATS en un proyecto con SESAR.


31 / 08 / 2018 119 / 165

Figura 75 – Beneficios esperados por la aplicación del TBS en el entorno aeroportuario.


31 / 08 / 2018 120 / 165

8. BIBLIOGRAFÍA

GARRATT, J.R (1992): “The atmospheric boundary layer”. Cambridge,

Atmospheric and space sciencies series.

LEDESMA JIMENO, M. (1978): “Turbulencia atmosférica”. Iberia.

LINÉS ESCARDÓ, A. (1992): “Climatología Aeronáutica”. Iberia.

LINÉS ESCARDÓ,A. (1992): “Compendio de la Operación de Vuelo”. Iberia.

PAL ARYA (1988): “Introduction to Micrometeorology”. International

Geophysics Series. Acad. Press. Inc. N. York.

VIEDMA MUÑOZ, M. (2001): Climatología de la Presión Atmosférica y de los

Vientos en la España Peninsular y Baleares.

FLORIS HERREMA (2015): “Compression on final approach and Time Based

Separation for optimized runway delivery”. Eurocontrol.

AIR TRAFFIC MANAGEMENT, Procedures for Air Navigation Services (PANS),

ICAO PANS ATM, Doc 4444, ATM/501, ed 2001.

WAKE VORTEX PREDICTION, an Overview. Prepared for Transportation

Development Centre Transport Canada By Wayne Jackson, ed. March 2001.

Rutishauser D. K. & O’Connor C. J., Aircraft Wake Vortex Spacing System

(AVOSS) Performance Update and Validation Study, NASA Oct. 2001,

NASA/TM-2001-211240.

Donohue, G. L. & Rutihauser D. K., The Effect of Wake Vortex Separation on

Air Transportation Capacity. 4th ATM Seminar, Santa Fe, 2001.

FAA, Federal Aviation Administration Order 7110.110, Department of

Transportation, Washington DC.


31 / 08 / 2018 121 / 165

Simmons B., Boan L. & Massimini P., Simulation Analysis of Dual DRDA Arrival

Streams to Runways 27 and 33L at Boston Logan international Airport. Nov.

2000, MITRE Corporation.

Time – Based Separation (TBS): Solution and Controller Tool for Final

Approach. Eurocontrol.

DOC 4444 ATM/501

DOC 9426-AN/924

DOC 9817 AN/449

ANEXO 3 OACI

http://www.cispotting.net/cms/?p=1152

http://www.upm.es/UPM?fmt=detail&prefmt=articulo&id=08795c841f93e110Vg

nVCM10000009c7648a____

http://kimerius.com/estela-turbulenta-5/estela-turbulenta-ii/

https://www.icao.int/SAM/Documents/2010/ASTERIX/07%20%20DOC4444.pd

f?Mobile=1&Source=%2FSAM%2F_layouts%2Fmobile%2Fview.aspx%3FList

%3D101a94fc-4fb7-49fc-ab36-dbb3e9e3ccdb%26View%3Da9da5628-4794-

4482-8373-

63bcba6e6a8f%26RootFolder%3D%252FSAM%252FDocuments%252F2010

%252FASTERIX%26CurrentPage%3D1

http://www.eurocontrol.int/press-releases/recat-eu-paris-cdg-first-europe

http://www.divulgameteo.es/uploads/Vuelo-capa-l%C3%ADmite.pdf

http://ingenieriaaeroportuaria.blogs.upv.es/2013/04/24/tema-6-orientacion-de-

pistas/

https://www.guioteca.com/viajes-en-avion/%C2%BFque-efectos-tiene-el-


31 / 08 / 2018 122 / 165

viento-fuerte-sobre-un-vuelo/

http://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/02/150206_aeropuertos_trafico_ata

scos_am

http://your.heathrow.com/nats-air-traffic-control-heathrow/

http://www.aemet.es/es/eltiempo/observacion/ultimosdatos?k=cat&l=0076&w=

0&datos=img&x=&f=vel_viento

https://ais.enaire.es/AIP/AIPS/AMDT_299_2018_AIRAC_02_2018/AIP.html

http://www.aena.es/csee/ccurl/147/74/Anexo%20IV%20-

%20AIP%20Aeropuerto%20de%20Barcelona%20(2007).pdf

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19830013925.pdf

https://www.nats.aero/wp-

content/uploads/2017/03/Full_eTBS_PresentationV1.pdf

https://library.wmo.int/pmb_ged/wmo_958_en.pdf

https://es.slideshare.net/bhanupriya_r/amdar-acars-by-david-helms

https://es.windfinder.com/#12/40.4783/-3.5046

http://www.flap152.com/2015/10/recat-ue-separacion-por-vortice-de.html

http://icrat.org/seminarContent/seminar10/papers/222-

CHOROBA_0125130310-Final-Paper-4-11-13.pdf

http://www.sipotra.it/wp-content/uploads/2017/11/Capacity-Building-through-

Efficient-Use-of-Existing-Airport-Infrastructure.pdf

http://www.aena.es/csee/Satellite?pagename=Estadisticas/Home


31 / 08 / 2018 123 / 165

9. ANEXOS

En este apartado se presentan varios anexos en los cuales se tiene:

Información que no es imprescindible para el seguimiento de la metodología

desarrollada en el proyecto, pero que permite al lector disponer de información

adicional sobre el escenario concreto de Barcelona – El Prat que puede ser de

ayuda. Esto comprende:

o Escenario (Anexo 1).

o Geometría y configuración de pistas (Anexo 2).

o Frecuencias de las dependencias y radioayudas de interés (Anexo 3).

o Organización del espacio aéreo (Anexo 4).

o Tipos de aeronave y tipo de tránsito (Anexo 5).

o Procedimientos ATC (Anexo 6).

Información sobre los valores de separación por estela turbulenta, radar y por

tiempos de ocupación de pista en el escenario concreto que han sido utilizados

en la metodología desarrollada.

o Valores de separación por estela turbulenta y radar (Anexo 7).

o Tiempos reales de ocupación de pista (Anexo 8).

Descripción de las herramientas más importantes utilizadas en el desarrollo del

proyecto:

o Herramientas utilizadas (Anexo 9).


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ANEXO 1. ESCENARIO

Como análisis inicial cabe destacar que el aeropuerto de Barcelona – El Prat se

encuentra en la ciudad de Barcelona, siendo uno de los más importantes y con mayor

número de pasajeros anuales.

Figura 76 – Situación geográfica del aeropuerto de Barcelona – El Prat.

Según datos de Aena, la evolución anual en cuanto al tráfico de pasajeros en este

aeropuerto ha sido creciente en los últimos años, siendo este crecimiento medio del

7,6% desde el 2013 hasta el 2017.


31 / 08 / 2018 125 / 165

Figura 77 – Evolución de tráfico anual de pasajeros en el aeropuerto de Barcelona – El Prat. Fuente:

Aena.

Además de los datos de tráfico de pasajeros que se acaban de mostrar en la gráfica

anterior, se tienen también datos sobre el número de operaciones en el año 2017

comerciales y de carga, como se puede ver a continuación a partir del informe

estadístico de 2017 de Aena:

Figura 78 – Número de operaciones comerciales y kg de mercancía movidos en los 5 aeropuertos

más importantes de España. Fuente: Aena.

Por tanto, Barcelona – El Prat se encuentra en segunda posición tanto en número de

operaciones comerciales y tráfico de pasajeros como en número de operaciones de

carga en el conjunto de aeropuertos españoles, lo que permite hacerse una idea de la

gran importancia que este aeropuerto supone.


31 / 08 / 2018 126 / 165

ANEXO 2. GEOMETRÍA Y CONFIGURACIÓN DE PISTAS

El análisis del proyecto se va a realizar, como ya se ha comentado, en el escenario

concreto del aeropuerto de Barcelona – El Prat (LEBL), el cual está formado por tres

pistas, las cuales se pueden ver en la siguiente imagen ilustrativa extraída de Google

Earth Pro:

Figura 79 – Vista aérea del aeropuerto LEBL.

Las cuales son 25R/07L, 25L/07R y 20/02, cuyas características, como las distancias

declaradas, se obtienen del AIP de ENAIRE de la siguiente manera:


31 / 08 / 2018 127 / 165

Figura 80 – Características físicas de las pistas del aeropuerto LEBL.


31 / 08 / 2018 128 / 165

Figura 81 – Perfiles de cada una de las pistas.

Una vez establecidas las pistas del aeropuerto, cabe destacar que su combinación

puede dar lugar a varias configuraciones, como puede verse en la siguiente imagen

explicativa extraída del AIP.


31 / 08 / 2018 129 / 165

Figura 82 – Configuraciones preferentes LEBL.

No obstante, según el AIP, el uso de la RWY 25R queda restringido a aquellas

aeronaves que puedan justificar que necesitan mayor longitud de pista que la

disponible en la RWY 25L, salvo vuelos ambulancia con plan de vuelo

STS/MEDEVAC, vuelos de salvamento, de estado o vuelos que presten servicio para

las Comunidades Autónomas y otras Entidades Locales siempre y cuando realicen

servicios públicos no comerciales, que lo soliciten a ATC, siendo obligatorio la

realización de un procedimiento de salida en modo convencional.

El modelo de estimación de capacidad de pista se establece para la configuración


31 / 08 / 2018 130 / 165

preferente diurna (CONFIGURACIÓN OESTE) con llegadas únicamente por la pista

25R y con salidas únicamente realizadas en la pista 25L.

La siguiente figura muestra una imagen global de la estructura física del aeropuerto,

que permite al lector hacerse una idea del funcionamiento de la configuración

preferente que se ha comentado y que se va a analizar (configuración OESTE).

Figura 83 – Estructura esquemática del aeropuerto.

Como último aspecto a destacar en este apartado, merece la pena establecer una

idea del entorno geográfico del propio aeropuerto.


31 / 08 / 2018 131 / 165

Figura 84 – Vista aérea del escenario a estudiar obtenida a partir del Google Earth Pro.

Como se puede ver en la imagen, el aeropuerto se encuentra prácticamente a una

altitud 0 por estar pegado a la costa. Al lado contrario de la costa, se encuentran

sistemas montañosos, como el Parc Natural de la Serra de Collserola, o las

Mountanyes d’Ordal, ambos representados en la imagen anterior y que pueden

suponer un factor importante en cuanto a condiciones de vientos, turbulencias,

cizalladura, temperaturas, presiones, etc.

De la misma manera, también el mar supone un factor a tener en cuenta a la hora de

saber las condiciones exactas de operación en el aeropuerto, ya que al fin y al cabo,

las condiciones que se presenten en el aeropuerto vienen determinadas por lo que

suceda en el entorno, por eso se ha considerado importante analizar este apartado.


31 / 08 / 2018 132 / 165

ANEXO 3. FRECUENCIAS DE LAS DEPENDENCIAS Y

RADIOAYUDAS DE INTERÉS

En cuanto a las frecuencias de comunicaciónque tienen importancia para el

aeropuerto, se tienen las siguientes:

Figura 85 – Frecuencias de las instalaciones de comunicación de las dependencias más importantes

del entorno.

Como se puede ver en la imagen, se tienen frecuencias para APP (aproximación),

para TWR (torre) y para servicios ATIS y D-ATIS (servicio automático de información)

por tratarse de un aeródromo de congestión elevada. Cada uno de estos servicios

disponen de varias frecuencias, dependiendo de los sectores que procedan, de si se

está realizando una salida o una llegada, rodadura, etc.

Además, como puede verse, todas las frecuencias se encuentran disponibles las 24

horas del día.

En cuanto a las radioayudas, se pueden destacar las siguientes:


31 / 08 / 2018 133 / 165

Figura 86 – Frecuencias de las instalaciones y radioayudas más importantes del entorno.


31 / 08 / 2018 134 / 165

En este caso, se presentan las frecuencias de las radioayudas que sirven para

establecer una navegación convencional, como pueden ser DME, DVOR, LOC, ILS,

etc, tanto para realizar aproximaciones y salidas como para realizar aproximaciones

de precisión y no precesión.

No obstante, hoy en día, la navegación convencional está desapareciendo poco a

poco, de forma más avanzada en la práctica, ya que en muchos casos los

procedimientos convencionales se vuelan directamente como navegación de área por

comodidad y por capacidad de los equipos de navegación a bordo.

El estudio en este proyecto y en este escenario concreto se realiza evaluando el

procedimiento de aproximación de la pista 25R, que es únicamente convencional, por

lo cual se ha hecho una introducción de las radioayudas existentes en el entorno. No

obstante, en el futuro, si se quiere llevar a cabo este proyecto en un entorno en el cual

sus procedimientos de aproximación se realicen mediante navegación de área, no

cambiaría nada a efectos de este estudio, ya que lo que interesa en este caso es la

forma en planta del procedimiento.


31 / 08 / 2018 135 / 165

ANEXO 4. ORGANIZACIÓN DEL ESPACIO AÉREO

Como ya se sabe, todo espacio aéreo tiene una organización y una estructura. En

este caso, como puede verse en la siguiente imagen, se tiene explicada la estructura

del espacio aéreo que incumbe al aeropuerto estudiado.

En primer lugar, el ATZ sería el espacio aéreo más pequeño que “protege” al

aeropuerto (Aerodrome Traffic Zone) y cubre el movimiento de las aeronaves en un

volumen de unos 8 km de radio centrado en el ARP.

El ATZ queda englobado por el CTR, que es la zona de control, que protege el tráfico

de entrada y salida al aeropuerto y puede englobar más de un aeropuerto cuando

estos se encuentran cercanos unos de otros.

Figura 87 – Características de los espacios aéreos relevantes según el AIP de Barcelona.

El CTR queda englobado completamente en el TMA, el cual tiene una serie de

sectores encargados de canalizar tanto el tráfico de llegadas como el de salidas en

función de la configuración de pistas del aeropuerto. El TMA que da servicio al

aeropuerto de Barcelona – El Prat en configuración OESTE es el que se puede ver en


31 / 08 / 2018 136 / 165

la siguiente imagen obtenida de INSIGNIA, aplicación desarrollada por ENAIRE.

Figura 88 – Espacio aéreo TMA de Barcelona en configuración OESTE obtenido a partir de

INSIGNIA.

Es también importante conocer cuáles son los mínimos establecidos de vigilancia

radar en este entorno de espacio aéreo. Para ello, en el AIP existe una carta de

mínimos radar para cada uno de los TMA’s, en este caso, para el TMA de Barcelona

se tiene la siguiente imagen:


31 / 08 / 2018 137 / 165

Figura 89 – Carta de vigilancia AIP de mínimos radar del entorno de Barcelona.

En esta imagen se puede observar en verde los mínimos establecidos por mínimos

radar para cada uno de los espacios aéreos dentro del TMA. Estos mínimos son

especialmente importantes de conocer junto con las coberturas de los radares a la

hora del diseño y ejecución de procedimientos, ya que indican la altitud por debajo de

la cual no se pueden proporcionar vectores radar.

El aeropuerto de Barcelona – El Prat es el segundo de mayor tráfico en España, lo

que quiere decir que es un aeropuerto de gran importancia, no solo en el ámbito

nacional, sino en aspectos de conexión internacional e intercontinental. Por este


31 / 08 / 2018 138 / 165

motivo, se disponen de un gran número de procedimientos estandarizados publicados

tanto de llegadas, salidas y de aproximaciones. En este apartado se va a mostrar

simplemente un procedimiento de llegada y aproximación de la RWY 25R y una SID

de la RWY 25L por ser los que involucran en mayor medida la zona aeroportuaria,

tanto con navegación convencional como con navegación de área.

SID RNAV

Figura 90 - Salida instrumental SID RNAV de la pista 25L del aeropuerto LEBL.


31 / 08 / 2018 139 / 165

SID CONVENCIONAL

Figura 91 – Salida instrumental SID Convencional de la pista 25L del aeropuerto LEBL.


31 / 08 / 2018 140 / 165

APROXIMACIÓN – SOLO CONVENCIONAL

Figura 92 – Planta de la aproximación convencional a la pista 25R del aeropuerto LEBL.


31 / 08 / 2018 141 / 165

Figura 93 – Perfil de la aproximación convencional a la pista 25R del aeropuerto LEBL.

En el caso de la aproximación a la pista 25R, solo se presenta una aproximación

convencional ya que aún no existen aproximaciones de navegación de áreas

publicadas. Es un caso como el comentado anteriormente, en el que el procedimiento

de aproximación es convencional pero en términos prácticos se puede realizar en

navegación de área por comodidad.

LLEGADA

Esta STAR permite el acceso tanto a la pista 25R como a la 25L, tanto en convencional

como en navegación de área (DME/DME).


31 / 08 / 2018 142 / 165

Figura 94 – Carta de llegadas al aeropuerto LEBL, tanto en navegación convencional como RNAV

DME/DME.

Por último, como dato a tener en cuenta para todos los procedimientos comentados,

se define la altitud de transición como la altitud por encima de la cual se utilizan

altitudes barométricas con respecto a un estándar de presión de 1013 hPa y por

debajo con respecto al nivel del mar medio calculado por el aeródromo. Esto se

conoce como el calado del altímetro, mientras que por encima de la altitud de

transición el altímetro se cala con QNE, por debajo de la altitud de transición el

altímetro se cala con QNH.

En este escenario, la altitud de transición se encuentra en 6000 ft, por lo tanto – tras

analizar los perfiles de procedimientos de aproximación – este valor se va a encontrar

por encima de los valores en los que se encontrarán las aeronaves en los tramos

analizados.


31 / 08 / 2018 143 / 165

Esto quiere decir que en los tramos de procedimiento analizados, todas las aeronaves

van a tener su altitud referenciada al nivel del mar medido por parte del aeródromo,

por lo cual no hay que emplear ningún factor de corrección.

NOTA: La altitud de transición en los aeropuertos españoles es de 6000 ft menos

en Madrid y en Granada (13000 ft y 7000 ft respectivamente).


31 / 08 / 2018 144 / 165

ANEXO 5. TIPOS DE AERONAVE Y TIPO DE TRÁNSITO

Como se puede ver en la siguiente imagen extraída de la herramienta Nest, la mayoría

de tráfico que opera en el aeropuerto Barcelona – El Prat está soportado por

aeronaves cuya estela turbulenta es de tipo medio, como el A320, B738, A321, etc.

Figura 95 – Imagen 1 de la mezcla de tráfico según la categoría de estela turbulenta en el espacio

aéreo TMA de Barcelona.


31 / 08 / 2018 145 / 165

Figura 96 – Imagen 2 de la mezcla de tráfico según la categoría de estela turbulenta en el espacio

aéreo TMA de Barcelona.

En las dos imágenes anteriores se muestra el porcentaje del tipo de aeronave según

estela que cruza cada uno de los sectores del TMA de Barcelona para llegadas y

salidas del aeropuerto Barcelona – El Prat, representando el color más oscuro a las

aeronaves de tipo pesado, el color medio a las aeronaves de tipo medio, y el color


31 / 08 / 2018 146 / 165

más claro a las aeronaves ligeras.

Otro aspecto de interés a tener en cuenta es el tipo de tráfico atendiendo a los perfiles

verticales existentes en el TMA de Barcelona, que es el espacio aéreo que da servicio

tanto a las salidas como a las llegadas del aeropuerto Barcelona – El Prat, de manera

que con las siguientes imágenes se puede tener una idea general del porcentaje de

vuelos que se encuentran en ascenso, descenso y crucero.

Figura 97 – Análisis de tráfico en el espacio aéreo TMA de Barcelona según los perfiles de vuelo

verticales.

Rosa: Ascenso. Verde: Descenso. Azul: Crucero.

Como se puede ver, los procedimientos que predominan son los de llegada y salida

por tratarse de un espacio aéreo terminal, y a su vez uno sobre otro dependiendo del

sector del TMA analizado.


31 / 08 / 2018 147 / 165

Cada una de las columnas no representan datos para cada sector, sino que muchas

de ellas son datos registrados por un espacio aéreo formado por la unión de un

conjunto de sectores, que a su vez, se le nombra como aparece en la imagen.

No obstante, no se entra a analizar concretamente de qué sub-espacios aéreos se

trata, ya que lo que interesa de este apartado es tener una idea general del porcentaje

de ascensos y descensos del TMA.

Figura 21 – Análisis mediante la herramienta Nest del escenario a estudiar (TMA Barcelona CONF.

OESTE).

Barcelona – El Prat está alimentado por el TMA de Barcelona, en este caso TMA

CONF. OESTE, por tanto, analizando los flujos que pasan por este TMA se puede ver

los orígenes y destinos principales de este aeropuerto tanto en llegadas como en


31 / 08 / 2018 148 / 165

salidas respecticamente. En naranja se encuentran los flujos dominantes, los cuales

son Barcelona – Madrid, Barcelona – Zonas de Europa (Francia, Italia, Alemania,

Suiza). También existe un tráfico importante hacia las zonas de Canarias y América.

Aproximadamente – en el día tipo – el TMA cuenta con un número de 1500 vuelos, de

los cuales, unos 1000 son llegadas y salidas del aeropuerto de Barcelona – El Prat, lo

que supone alrededor de un 66%. El resto de vuelos son llegadas o salidas de

aeropuertos cercanos, como el aeropuerto de Sabadell (LELL), Reus (LERS) y Girona

(LEGE), así como vuelos cuyo origen/desitno es Islas Baleares.

Figura 22 - Imagen de los aeropuertos cercanos al escenario de estudio a partir de INSIGNIA.


31 / 08 / 2018 149 / 165

ANEXO 6. PROCEDIMIENTOS ATC

Analizando el AIP de España para el escenario concreto del aeropuerto de Barcelona

– El Prat se tienen las siguientes consideraciones:

En Barcelona TMA, a menos que el ATC indique otro ajuste de velocidad, las salidas

y llegadas a Barcelona/El Prat AD bajo control radar ajustarán sus velocidades

conforme a lo especificado a continuación:

IAS 250 kt por debajo de FL100, en todas las salidas.

IAS 250 kt en SLP.

Ajustes de velocidad en aproximación:

No se reducirá la velocidad por debajo de 160 kt hasta 4 NM del umbral.

Las aeronaves con IAS de crucero inferiores a las citadas anteriormente,

deberán mantener velocidad de crucero hasta el punto de ajuste que les afecte.

Si no se puede cumplir con este ajuste de velocidad, se notificará al ATC qué

velocidades se pueden mantener.

Las aeronaves estarán exentas de cumplir con estas limitaciones de velocidad cuando

estén cumplimentando un procedimiento de llegada por instrumentos-descenso

continuo (CDA).

El punto situado a 4 NM del umbral es el último punto para los procedimientos de

aproximación en el cual existe control de velocidad por parte de las unidades ATC, ya

que a partir de dicho punto se supone la aeronave en deceleración continua hasta la

velocidad de paso por umbral.

Cabe destacar que uno de los motivos de la restricción de 250 kt por debajo de FL100

es debido al posible impacto de aves contra la estructura de la aeronave, ya que se

determina que el rango de altitud donde la probabilidad de encontrar aves es mayor


31 / 08 / 2018 150 / 165

se encuentra desde 0 hasta 10000 ft, habiéndose experimentado que esa es la

velocidad máxima a la cual la estructura soportaría el impacto.

ANEXO 7. VALORES DE SEPARACIÓN POR ESTELA

TURBULENTA Y RADAR

Actualmente, como ya se ha comentado, los valores mínimos definidos de separación

entre aeronaves deben de estar basados en función de la clasificación de aeronaves

por estela turbulenta. Por ello, en el DOC 9426-AN/924 de la OACI se distinguen 3

categorías por estela turbulenta de acuerdo a la masa máxima de despegue

certificada, las cuales son:

SUPER – HEAVY (J): Airbus A380 (580000 kg).

HEAVY (H): Todas las aeronaves de 136000 kg hasta 580000 kg.

MEDIUM (M): Todas las aeronaves de menos de 136000 kg y más de 7000 kg.

LIGHT (L): Todas las aeronaves de 7000 kg o menos.

NOTA: Respecto a las aeronaves de la categoría pesada de estela turbulenta, la

palabra “pesada” se incluirá inmediatamente después del distintivo de llamada

de la aeronave para hacer el contacto inicial entre dicha aeronave y las

dependencias ATS.

Con la experiencia de hoy en día, la siguiente tabla de separaciones mínimas se

establece como referencia en el caso de haber un control de vigilancia radar:


31 / 08 / 2018 151 / 165

Figura 98 – Mínimas de separación radar por estela turbulenta.

La aplicación de estas separaciones se debe realizar cuando:

Una aeronave está operando directamente detrás de otra aeronave a la misma

altitud o menos de 300 m por debajo.

Ambas aeronaves estén usando la misma pista, o pistas paralelas separadas

menos de 760 m.

Una aeronave está realizando un cruce por detrás de otra aeronave, a la misma

altitud o a menos de 300 m por debajo.

En el caso en que no exista un control radar, se realizan dos grupos (aeronaves de

llegada y aeronaves de salida), llevándose a cabo la separación mediante el tiempo:


31 / 08 / 2018 152 / 165

No se requerirá de la dependencia ATC en cuestión que aplique la separación por

turbulencia de estela en los siguientes casos:

a) Para vuelos VFR que aterricen en la misma pista que una aeronave precedente

PESADA o MEDIA.

b) Entre vuelos IFR que lleguen en aproximación visual cuando la aeronave haya

notificado que tiene a la vista la aeronave precedente y que ha recibido

instrucciones para que siga y mantenga su propia separación de esa aeronave.

La dependencia ATC expedirá respecto a los vuelos especificados en los dos puntos

anteriores (a y b), así como cuando por otros motivos se juzgue necesario, un aviso

de precaución por turbulencia de posible estela turbulenta. El piloto al mando de la

aeronave en cuestión tendrá la responsabilidad de asegurarse de que es aceptable la

separación de una aeronave precedente que sea de una categoría más pesada de

turbulencia de estela. Si se determina que se requiere una separación adicional, la

tripulación de vuelo lo notificará consiguientemente a la dependencia ATC,

manifestando sus requisitos.

AERONAVES DE LLEGADA

Salvo lo previsto en a) y b), se aplicarán las siguientes mínimas de separación:

Se debería aplicar una separación mínima para aeronaves aterrizando detrás de una

HEAVY o una MEDIUM de la siguiente manera:

Una aeronave MEDIUM detrás de una HEAVY: 2 minutos

Una aeronave LIGHT detrás de una HEAVY o MEDIUM: 3 minutos

AERONAVES DE SALIDA

Debería proporcionarse un mínimo de 2 minutos entre aeronaves LIGHT o MEDIUM

en el caso en el cual se encuentren despegando detrás de una HEAVY, o en el caso


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de que una aeronave LIGHT esté despegando detrás de una MEDIUM cuando las

aeronaves estén utilizando:

La misma pista.

Pistas paralelas separadas menos de 760 m.

Pistas cruzadas si la trayectoria de vuelo prevista de la segunda aeronave

cruzará la trayectoria de vuelo prevista de la primera aeronave a la misma

altitud o a menos de 300 m por debajo.

Pistas paralelas separadas por más de 760 m, si la trayectoria de vuelo prevista

de la segunda aeronave cruzará la de la primera aeronave a la misma altitud o

a menos de 300m por debajo.

Figura 99 – Despegues por pistas paralelas separadas una distancia menor de 760m.


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Figura 100 – Despegues por pistas paralelas separadas una distancia mayor de 760 m en los cuales

la trayectoria prevista de uno de ellos cruzará la primera el otro despegue a la misma altitud o a

menos de 300 m por debajo.

PUNTOS INTERMEDIOS

No obstante, se debería dar una separación mínima de 3 minutos entre una aeronave

LIGHT y una MEDIUM cuando se despegue tras una HEAVY o cuando una LIGHT

despegue detrás de una MEDIUM desde:

Una parte intermedia de la misma pista.

Una parte intermedia de una pista paralela separada menos de 760 m de la de

despegue de la aeronave precedente.


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Figura 101 - Despegue desde un punto intermedio de la pista.

UMBRAL DE PISTA DESPLAZADO

En el caso de existir un umbral de pista desplazado, se aplicará una mínima

separación de 2 minutos entre una aeronave LIGERA o MEDIA y una aeronave

PESADA, y entre una aeronave LIGERA y una aeronave MEDIA, cuando:

La salida de una aeronave LIGERA o MEDIA siga a la llegada de una aeronave

PESADA, y la salida de una aeronave LIGERA siga a la llegada de una

aeronave MEDIA

La llegada de una aeronave LIGERA o MEDIA siga a la salida de una aeronave

PESADA y la llegada de una aeronave LIGERA siga a la salida de una

aeronave MEDIA, si se espera que las trayectorias de vuelo previstas se

crucen.

SENTIDOS OPUESTOS

Se aplicará una mínima separación de 2 minutos entre una aeronave LIGERA o

MEDIA y una aeronave PESADA, o entre una aeronave LIGERA y una aeronave

MEDIA cuando la más pesada efectúe una aproximación baja o frustrada, y la más

ligera:


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Utilice para el despegue una pista en sentido opuesto

Figura 102 – Episodio en el que una aeronave más ligera comienza el despegue en sentido contrario

a un procedimiento de aproximación frustrada de una aeronave más pesada.

Aterrice en la misma pista en sentido opuesto o en una pista paralela de sentido

opuesto separada menos de 760 m (2500 ft).

Figura 103 – Aterrizaje de una aeronave más ligera en sentido contrario (en la misma pista) a la

maniobra de aproximación frustrada de la aeronave más pesada o en una pista paralela separada

menos de 760 m.

NOTA: Llegados a este punto se considera conveniente aclarar que la provisión


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de las mínimas de separación por estela turbulenta en términos de distancia o

de tiempo variará según la disponibilidad y operatividad o no del sistema de

vigilancia ATS correspondiente respectivamente.

Uno de los sistemas estudiados para tratar de evitar la problemática de las estelas

turbulentas en cuanto a ciertas áreas de rendimiento esenciales como puede ser la

capacidad del espacio aéreo y de pista, así como los niveles de seguridad alcanzados,

es el VAS (Vortex Advisory System), diseñado con el fin de ayudar a los

controladores de tránsito aéreo para aliviar la problemática existente con los

fenómenos de estelas turbulentas. El uso de este sistema promete una ganancia

significativa en la capacidad aeroportuaria a través de la reducción de tiempos de

llegada y salida.

El estudio extensivo de la gran cantidad de datos que se tienen hoy en día sobre el

comportamiento de estelas turbulentas como una función de las condiciones

meteorológicas ha mostrado una correlación positiva entre el tiempo que la estela

permanece y las condiciones de viento del ambiente, indicando que hay condiciones

de viento que eliminan vórtices de manera más rápida que otras. Por este motivo, se

podría determinar cuándo se utilizan los criterios de separación estándar o los criterios

modificados por efectos de estela turbulenta.

Este sistema fue designado para tomar ventaja del criterio de la dirección de vientos.

Se basa en comparar las medidas de la magnitud y dirección de viento con respecto

a la cabecera de cada pista. Esta comparación indica en un display cuando las

separaciones por estela no son necesarias.

Otro sistema enfocado a optimizar las operaciones cercanas al aeropuerto limitadas

por efectos de estela es el VWS (Vortex Warning System). Este sistema tiene las

siguientes características principales:

Es diseñado para ayudar a los pilotos a monitorizar el tramo final crítico de


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aproximación, así como para proporcionar al piloto de la aeronave que va a

aterrizar información sobre la existencia/o no de vórtices en el tramo final de

aproximación.

Toda la información es medida mediante un sensor en tierra (GWVSS) o un

sistema Doppler de medición (DAVSS) localizados aproximadamente a 600 m

del umbral de pista. Estos sistemas son capaces de detectar las características

de aquellos vórtices que se encuentren en el tramo final de aproximación,

informando a la aeronave mediante luces instaladas en el umbral de la pista en

la cual se va a efectuar el aterrizaje.

Se emplean luces de color rojo o verde en función de si existen o no vórtices

en el tramo analizado. La luz verde significa que no existen vórtices, mientras

que la luz roja indica la existencia de vórtices, dando la posibilidad al piloto de

iniciar de forma anticipada una maniobra de aproximación frustrada. Además,

en el caso de existir una luz roja, si es ondulante, la duración del vórtice se

estima que sea superior a 60segundos; por el contrario, si es fija, la duración

será menor de 60 segundos.

Por último, la solución definitiva a todo este estudio parece ser combinar los dos

sistemas anteriores junto con desarrollos en la tecnología computacional para producir

un nuevo sistema WVAS (Wake Vortex Avoidance System) con la capacidad de

resolver los problemas de estela turbulenta en los aeródromos en los que se instale.

El WVAS incorpora los dos conceptos, pero añade una capacidad de predicción al

sistema para proporcionar una separación entre aeronaves lo más eficiente posible,

optimizando el flujo de tráfico para unas condiciones meteorológicas dadas. Este

nuevo sistema emplea las siguientes técnicas:

Utilización de un algoritmo basado en técnicas de predicción de condiciones de

vórtices en un tramo durante aproximadamente los próximos 20 minutos de


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vuelo. Este algoritmo se alimenta a partir de datos meteorológicos, recogidos

mediante sensores a lo largo del aeródromo.

Uso de un modelo de predicción de comportamiento de vórtices que incorpora

todos los parámetros meteorológicos y todos los tipos de aeronaves.

Uso del VWS en cada pista de aproximación como sistema de redundancia en

caso de fallo.

En oposición a un estándar de separación fija, el WVAS es capaz de obtener

una matriz de separaciones óptimas que optimizan el flujo de tráfico en cada

conjunto de condiciones meteorológicas.


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ANEXO 8. TIEMPOS REALES DE OCUPACIÓN DE PISTA

Los tiempos medios reales de ocupación de pista representan el tiempo transcurrido

desde que una aeronave se encuentra sobre el umbral – suponiendo que pasa por el

mismo a una altura de 50 ft – hasta el momento en el que abandona la pista y

comienza su rodadura hacia los puestos de estacionamiento.

Por tanto, el tiempo de ocupación de pista será el que se ocupe para efectuar el

contacto con el suelo y la deceleración en contacto con la pista a fin de conseguir una

velocidad adecuada de entrada a la calle de rodadura correspondiente.

El propio AIP realiza una clasificación de las distintas calles de salida rápida que

pueden ser utilizadas en función del tipo de aeronave según su estela turbulenta que

vaya a aterrizar. De igual forma, se presentan las distancias de contacto necesario

con la pista para poder comenzar la rodadura de forma segura en caso de aterrizar

por la pista 25R. Como es de esperar, las aeronaves más pesadas van a necesitar

mayor distancia de contacto con la pista, como puede verse en la tabla que se muestra

a continuación.

Figura 104 - Distancias desde el umbral hasta las calles de salida rápida.


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Figura 105 - Esquema de las calles de salida rápida de la pista 25R

De esta forma, conociendo qué salidas se utilizan para cada tipo de aeronave, se

establece una clasificación de las calles utilizadas para cada tipo de aeronave según

su estela turbulenta.

Figura 106 – Tabla que relaciona las calles de salida rápida con las categorías de aeronaves por

estela turbulenta.


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En esta tabla se presenta la velocidad de rodadura, que se ha supuesto de 30 kt, así

como la velocidad de paso por umbral de cada una de las categorías de aeronave en

función del tipo de estela turbulenta. Cabe destacar que en la última columna se tienen

los tiempos de ocupación de pista obtenidos de forma aproximada a partir de consultas

y de la experiencia de los pilotos.

Con objeto de comprender mejor la tabla anterior:

Dist.THR-Calle salida: es la distancia existente entre el THR y el momento en

que la aeronave empieza a virar para abandonar la pista por la calle de salida

correspondiente.

�� es la velocidad de la aeronave por la calle de salida rápida

correspondiente.

��es la velocidad sobre el umbral.

��. es el tiempo de ocupación de pista basado en la experiencia de piloto.

La velocidad sobre el umbral (��) es la mínima velocidad en vuelo que la aeronave

va a mantener tal que sea el mayor de:

��=1,3·��, donde �� corresponde a la velocidad de pérdida convencional (es

decir, cuando el empuje de repente se derrumba, momento en el que el factor

de carga es siempre inferior a uno) y corresponde con la definición de velocidad

de pérdida según normativa FAR 25), o

��=1,23·��1 , donde ��1 es la velocidad para el valor máximo de coeficiente

de sustentación, momento en el que el factor de carga es igual a uno (definición

de velocidad de pérdida según normativa JAR25).

Además, dicha velocidad será corregida en función de las circunstancias propias de

la aproximación. Ejemplo de ello puede ser por la presencia de componentes de viento

en cara o por acumulación de hielo en superficies sustentadoras).


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La Tabla siguiente incorpora los datos finalmente empleados (valores medios) así

como los cálculos relativos al tiempo de ocupación de pista considerando un

movimiento rectilíneo uniformemente decelerado, tal que:

��.=2·(��−��+��)

Donde:

��: es el valor de distancia desde el THR hasta la calle de salida

correspondiente (entendido como el momento en el que empieza a virar la

aeronave para abandonar la pista)

��: es el punto origen, coincidente con la posición del THR.

Figura 107 – Tabla que relaciona el TOP experimental con el TOP calculado, obteniendo el TOP final

mediante su comparación.

En vista de los datos calculados, el tiempo de ocupación de pista final (��) ha

sido determinado como el valor mayor de la comparativa del tiempo de ocupación de

pista experimental (��.) y el tiempo de ocupación de pista calculado (��.).

La diferencia existente entre ambos coincide aproximadamente con el tiempo que


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emplea la aeronave en abandonar la pista desde que efectúa el viraje a este efecto.


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ANEXO 9. HERRAMIENTAS UTILIZADAS

INSIGNIA (ENAIRE)

NEST

GOOGLE EARTH PRO

GOOGLE MAPS

GSD. AMDAR

MATLAB

MICROSOFT EXCEL