Índice Descripción del Área de Movimientos Generalidades Introducción Definiciones...

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1 PLLAANNIIFFIICCAACCIIÓÓNN DDEE IINNFFRRAAEESSTTRRUUCCTTUURRAASS AEERROOPPOORRTTUUAARRIIAASS,, EDD.. 4 MÓDULO 3: PLANIFICACIÓN DE LA ZONA DE MOVIMIENTO DE AERONAVES

2 ÍNDICE Índice Descripción del Área de Movimientos Generalidades Introducción Definiciones Clasificación de los aeródromos Infraestructuras del lado aire Pista de Vuelo Calles de rodaje, calles de salida/entrada, apartaderos y secuenciadores Plataformas de Estacionamiento Vías de Servicio, Áreas ERA/ASA y EPA Otras Infraestructuras Capacidad aeroportuaria Conceptos de Capacidad Introducción Definiciones Factores que Influyen en la Capacidad del Lado Aire Introducción Características de la Demanda Disposición y Configuración del Campo de Vuelos Configuración del Control del Tráfico Aéreo Condiciones del Entorno en las Proximidades del Aeropuerto Procedimientos para Incrementar la Capacidad Introducción Procedimientos APATSI para Incrementar la Capacidad Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 2

3 2.4. Métodos de Cálculo de la Capacidad del Campo de Vuelos Introducción Métodos de Cálculo de la Capacidad del Campo de Vuelos Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 3

4 1. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE MOVIMIENTOS 1.1. Generalidades Introducción El sistema aeroportuario está configurado por infraestructuras y actividades, que pueden clasificarse en función de si están más orientadas al pasajero o a la aeronave. La forma más habitual de denominar a estas dos partes del aeropuerto, es denominar lado tierra a las infraestructuras y actividades relacionadas con el pasajero (cuando está en tierra) y lado aire a las infraestructuras y actividades relacionadas con las aeronaves (cuando están en tierra). Convine no olvidar, aunque no es objeto de análisis en este capítulo, que también forma parte del sistema aeroportuario, es espacio aéreo próximo al aeropuerto Área Terminal (TMA) y Zona de control (CTR) y las maniobras estándar de llegada (STAR) y salida (SID) y los procedimientos de aproximación instrumentales y visuales. Desde el punto de vista de planificación el Sistema General Aeroportuario, se divide en: Subsistema de movimiento de aeronaves y Subsistema de actividades aeroportuarias. Como criterio general de planificación, conviene recordar que el aeropuerto es una de las infraestructuras necesarias para el desarrollo de la industria del transporte aéreo, debiéndose diseñar este en función de las necesidades (requisitos operativos) de sus diferentes usuarios: aeronaves, pasajeros y resto de usuarios. Los criterios universalmente aceptados para el diseño de los aeródromos de uso público, están recogidos, en forma de normas y métodos recomendados, en el Anexo 14 de la OACI Volumen I y II, 4ª Edición. En este capítulo se analizan los criterios de planificación de las principales infraestructuras lado aire, describiendo su función e indicando los parámetros de los que dependen y los métodos de cálculo para su dimensionamiento. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 4

5 Criterios Generales de Diseño El campo de vuelos es una de las infraestructuras de la industria del Transporte, Debiéndose diseñar en función de las necesidades de las aeronaves. Compromiso entre las Infraestructuras y las Necesidades de las Aeronaves. - Longitud de las pistas. - Orientación de las pistas. - Geometría del área de maniobras. - Configuración de la plataforma. - Resistencia de los pavimentos. - Instalaciones y servicios. Diseñar para Optimizar la Operación en Tierra de las Aeronaves. Diseñar teniendo en cuenta Futuras Necesidades Definiciones Área de Maniobras Parte del aeródromo que ha de utilizarse para el despegue, aterrizaje y rodaje de aeronaves, excluyendo las plataformas. Incluye por tanto todas las infraestructuras que una aeronave necesite utilizar desde que abandona la plataforma de estacionamiento hasta que está en el aire y desde que aterriza hasta que accede a la plataforma. Incluye como elemento diferenciando el Área de Aterrizaje, que es la parte del área de maniobras destinada al aterrizaje o despegue de aeronaves Área de movimiento Parte del aeródromo que ha de utilizarse para el despegue, aterrizaje y rodaje de aeronaves, integrada por el área de maniobras y por las plataformas. El área de movimientos incluye, por tanto, las pistas, las calles de salida, las calles de rodadura, las calles de acceso a pista, áreas de espera y secuenciadores, la plataforma de estacionamiento de aeronaves, calles de rodaje en plataforma y las calles de acceso al puesto de estacionamiento de aeronave. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 5

6 Esta área forma parte del lado aire del aeropuerto. En la Figura se representa esquemáticamente los ámbitos que cubren estos conceptos. Figura Clasificación de los aeródromos OACI clasifica los aeródromos en función de dos claves, un número y una letra, relacionadas con las características de las aeronaves para las que se diseña el aeropuerto (aeronaves usuarias o que es previsible que utilicen el aeropuerto en un futuro). El número de clave, hace referencia a la longitud de campo de referencia de las aeronaves (longitud de pista mínima necesaria para el despegue con la masa máxima certificada de despegue al nivel del mar, en atmósfera tipo, sin viento y con pendiente de pista cero). Clave 1: menos de 800 m. Clave 2: de 800 a m, exclusive. Clave 3: de a m, exclusive. Clave 4: m o mayor. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 6

7 La letra de clave, hace referencia a las características geométricas de las aeronaves (envergadura y ancho de vía del tren de aterrizaje). Clave A: hasta 15 m de envergadura y hasta 4,5 de ancho de vía. Clave B: de 15 hasta 24 y de 4,5 hasta 6 m, excluidos. Clave C: de 24 hasta 36 y de 6 hasta 9 m, excluidos. Clave D: de 36 hasta 53 y de 9 hasta 14 m, excluidos. Clave E: de 52 hasta 65 y de 9 hasta 14 m, excluidos. Clave F: de 65 hasta 80 y de 14 hasta 16 m, excluidos. Se elegirá la clave mayor de las que corresponda a cada valor de envergadura o ancho de vía, para cada aeronave. La mayoría de los aeropuertos utilizados por la aviación comercial de transporte de pasajeros, les corresponde un número de clave 4 y una letra de clave D ó E. Las infraestructuras que son necesarias para el aterrizaje, despegue y movimiento de las aeronaves en tierra, se engloban en el lado aire del aeropuerto. El criterio básico de planificación del lado aire es satisfacer los requisitos operacionales de las aeronaves. El Área de Maniobras es la parte del aeródromo que ha de utilizarse para el despegue, aterrizaje y rodaje de aeronaves, integrada por el área de maniobras y por las plataformas. Incluye el Área de Movimientos, que a su vez, incluye el Área de Aterrizaje. Los aeródromos se clasifican en función de un número de clave y una letra de clave, que tienen en cuenta características geométricas y aspectos operativos de las aeronaves Infraestructuras del lado aire Pista de Vuelo Se define como área rectangular definida en un aeródromo terrestre preparada para el aterrizaje y el despegue de las aeronaves. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 7

8 Lo que entendemos como pista de vuelo incluye los siguientes elementos: Pista. Márgenes de pista. Franjas de pista. Áreas de seguridad de extremo de pista. Zonas libres de obstáculos. Zonas de parada. Plataforma de viraje en la pista. Zona resistente al chorro. En función del tipo de operación que permiten, las pistas pueden ser: De vuelo visual: Pista destinada a las operaciones de aeronaves que utilicen procedimientos visuales para la aproximación. De vuelo por instrumentos: cuando está destinada a la operación de aeronaves que utilizan procedimientos de aproximación por instrumentos, pueden ser: No de precisión: Pista servida por ayudas visuales y que cuenta, al menos con una guía en azimut. De precisión CAT I: Pista servida por ayudas instrumentales que proporcionan guía en azimut y en pendiente, y por ayudas visuales, destinada a operaciones con una altura de decisión no inferior a 60 m (200 ft) y con una visibilidad de no menos de 800 m o con un alcance visual de pista no inferior a 550 m. De precisión CAT II: Pista servida por ayudas instrumentales que proporcionan guía en azimut y en pendiente, y por ayudas visuales, destinada a operaciones con una altura de decisión no inferior a 60 m (200 ft), pero no inferior a 30 m (100 ft) y con un alcance visual de pista no inferior a 350 m. De precisión CAT III: Pista servida por ayudas instrumentales que proporcionan guía en azimut y en pendiente hasta la superficie de la pista y a lo largo de la misma; y Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 8

9 A. destinada a operaciones con una altura de decisión inferior a 30 m (100 ft) y un alcance visual de pista no inferior a 200 m. B. destinada a operaciones con una altura de decisión inferior a 15 m (50 ft) o sin altura de decisión y un alcance visual de pista inferior a 200 m pero no inferior a 50 m. C. destinada a operaciones sin altura de decisión y sin restricciones de alcance visual en pista. En general, para aeropuertos comerciales, el criterio a seguir es dotar a la pista de las instalaciones necesarias para poder proporcionar aproximaciones instrumentales de precisión en, al menos, uno de sus umbrales. La posibilidad de que la aproximación sea CAT I o II/III, dependerá de las condiciones meteorológicas del aeropuerto, del volumen de tráfico y de si las compañías que operan el aeropuerto tienen aeronaves y tripulaciones certificadas y entrenadas para realizar aproximaciones de categoría II/III. La categoría de la aproximación ILS no implica en ningún caso una mayor seguridad (CAT III frente a CAT I, p.e.) ya que todas las aproximaciones son igualmente seguras diferenciándose únicamente en la posibilidad de continuar aproximando a la pista volando en instrumental sin tener contacto visual con la pista Características físicas Longitud verdadera de las pistas La longitud de una pista es, sin duda, su elemento más característico, siendo común el convencimiento de que una pista cuanto más larga mejor, lo que es profundamente erróneo. La longitud de una pista es un traje a medida y mayor longitud de pista de la necesaria, no implica mayor seguridad o mejoras operativas. Es por tanto muy importante conocer cómo se calcula la longitud con la que debemos dotar a la pista para que ésta sea la adecuada desde el punto de vista operativo. Eliminar espacio La longitud de pista está grosso modo relacionada con el tipo de aeronaves que operan en el aeropuerto y la longitud de la etapa máxima que queremos cubrir desde el aeropuerto, es decir la longitud de pista debe ser la adecuada para satisfacer los requisitos operativos de una determinada aeronave que quiera despegar con una determinada masa al despegue. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 9

10 La longitud de pista requerida será la mayor de las longitudes correspondientes al despegue y al aterrizaje de los distintos tipos de aeronaves que operen, o se prevea que puedan operar, en nuestro aeropuerto, cubriendo la etapa máxima que comercialmente se considere. Las longitudes de aterrizaje, salvo casos especiales, son menores que las de despegue, por lo que la longitud de pista viene fijada, en la mayoría de los casos, por esta última. Profundizando más, la longitud de pista requerida es función de las siguientes variables: Los tipos de aeronaves. Será necesario conocer los diferentes modelos de aeronaves usuarias del aeropuerto, o que en un futuro puedan ser usuarias, con sus porcentajes. Longitudes de etapa a cubrir. Determinar las distancias a los diferentes destinos a los que se prevé llegar desde el aeropuerto. Estas distancias determinaran el peso del combustible que es necesario llevar (más la reservas normalizadas) para cubrir cada etapa. Carga de pago prevista. Determinar el peso de los pasajeros, maletas y mercancías (PL) al objeto de calcular el preso de despegue (TOW), que será la suma del peso de operación en vacío de la aeronave (OEW) más el peso del combustible necesario para la etapa (FW) más el peso de la carga de pago (PL). En la Figura , se muestra un ejemplo de un diagrama Carga de Pago Radio de Acción genérico. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 10

11 Figura Altitud del Aeropuerto. La densidad del aire influye en las prestaciones de las aeronaves, por lo que se requiere menores longitudes de pista para aeródromos situados a nivel del mar, para cubrir una misma etapa con la misma PL, que si el aeropuerto se sitúa en zonas de elevada altitud. Temperatura de referencia. El efecto es similar al de la altitud, a mayor temperatura se requiere mayor longitud de pista. Pendiente media. Aunque las pendientes longitudinales están limitadas a valores bajos, la pendiente media de la pista puede favorecer el despegue si es a favor o penalizarlo, si es en contra. Viento. Las condiciones de viento favorables (vientos de cara fuertes) permiten reducir la carrera de despegue, mientras que los vientos en cola (límite máximo entre 5 7 nudos), alargan la carrera de despegue. Otros factores. El estado superficial de la pista, lluvia o nieve, etc. son factores que deben ser tenidos en cuenta para el cálculo de la longitud de pista. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 11

12 Al objeto de poder comparar las longitudes de pista de distintos aeropuertos, se suele calcular la longitud de campo de referencia, que es la longitud de pista requerida para que una determinada aeronave pueda despegar con su masa máxima certificada de despegue, a nivel del mar, en atmósfera tipo (temperatura de referencia 15 º C) y sin viento y con pendiente de pista nula. La longitud de campo de referencia se calcula a partir de los gráficos suministrados por los fabricantes de aeronaves en las publicaciones de nominadas Airport Planning. En la Figura , se adjunta un ejemplo de este tipo de gráficos correspondiente a un Boeing Figura Cuando se dispone de datos de longitud de pista necesaria correspondientes al nivel del mar, atmósfera estándar y pendiente nula, existen fórmulas para realizar las correcciones necesarias, por elevación, temperatura y pendiente, al objeto de determinar la longitud de pista correspondiente a las condiciones de emplazamiento del aeródromo, estas son: Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 12

13 La longitud básica deberá aumentarse a razón del 7% por cada 300 m de elevación del aeródromo. La longitud corregida por elevación, deberá aumentarse a razón de un 1% por cada grado Celsius en que la temperatura de referencia del aeródromo exceda a la temperatura de la atmósfera tipo correspondiente a la elevación del aeródromo (con un máximo de un 35%). Para longitudes mayores de 900 m, la longitud anterior deberá aumentarse a razón de un 10% por cada 1% de pendiente longitudinal de la pista. La longitud de pista (Full - length FL), se obtiene generalmente como suma de tres componentes: Tramo de pavimento estructural (Full strength FS). Tramo de pista constituido por pavimento estructural, es decir capaz de soportar las cargas a las que le somete la operación continuada de las aeronaves. Zona de parada (Stop way SW). Tramo de zona pavimentada con firme no estructural, pero capaz de soportar el paso ocasional de una aeronave, situada a continuación de FS. No tiene por qué existir siempre y su función es asegurar que durante una maniobra de aterrizaje interrumpido, la aeronave se detiene sobre terreno pavimentado. Zona libre de obstáculos (Clear way CL). Área rectangular no pavimentada, sometida a control de obstáculos y con limitaciones de pendiente longitudinal y transversal. Así la longitud de pista requerida se obtiene (generalmente) como suma de tres componentes: Tramo de pista pavimentada (FS), zona de parada (SW) y zona libre de obstáculos (CW). Para un aeródromo con una longitud de pista dada, no puede decirse estrictamente que la longitud sea corta o larga, ya que el operador de la aeronave deberá, a partir de la longitud de pista y de las condiciones del emplazamiento del aeródromo, determinar que longitud de etapa puede cubrir y con qué carga de pago, para una aeronave determinada. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 13

14 Para facilitar estos cálculos, el aeropuerto publica sus Distancias Declaradas que son: Recorrido de despegue disponible (TORA). Longitud de pista que se ha declarado disponible y adecuada para el recorrido en tierra de un avión que despegue. Distancia de despegue disponible (TODA). Longitud del recorrido de despegue disponible más la longitud de la zona libre de obstáculos, si la hubiera. Distancia de aceleración parada disponible (ASDA). Longitud del recorrido de despegue disponible más la longitud de zona de parada, si la hubiera. Distancia de aterrizaje disponible (LDA). Longitud de pista que se ha declarado disponible y adecuada para el recorrido en tierra de un avión que aterrice. A nivel de diseño, salvo cuando una pista vaya asociada con una zona de parada y / o una zona libre de obstáculos, la longitud verdadera (FS) de toda pista principal debería ser adecuada para satisfacer los requisitos operacionales de las aeronaves para las que se proyecte la pista. Para la determinación de la longitud de una pista, no necesariamente se debe tener en cuenta los requerimientos de la aeronave más crítica con la carga de pago máxima. Esquema: Cálculo de la longitud de pista Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 14

15 Las normas y recomendaciones incluidas en el Anexo 14 de OACI, permiten determinar los valores del resto de características geométricas de la pista, a saber: Anchura de las pistas. Pendientes de las pistas. Márgenes de las pistas. Franjas de las pistas. Zonas de parada. Zonas libres de obstáculos. Áreas de seguridad de extremo de pista. Plataformas de viraje en las pistas. Emplazamiento del umbral. Anchura de las pistas (ref. Anexo 14) La anchura de una pista es función de la letra de clave que le corresponda, con la salvedad de que si es pista para vuelo instrumental su anchura no debe ser inferior a 30 metros. Por ejemplo, la anchura de pista que requiere la operación de aeronaves tipo Airbus A380 (código F), es de 60 metros. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 15

16 Pendientes de las pistas (ref. Anexo 14) Los valores de las pendientes longitudinales máximas se especifican en función del número de clave del aeródromo. Se establecen valores para la pendiente longitudinal total, las pendientes de los cuartos extremos y de los cuartos medios y los valores máximos de los cambios de pendiente y la distancia mínima entre dos cambios de pendiente. Los valores de las pendientes transversales máximas se especifican en función de la letra de clave del aeródromo. Márgenes de las pistas (ref. Anexo 14) El margen de pista es una banda de terreno estabilizado que bordea el pavimento estructural, tratada de forma que sirva de transición entre el pavimento y el terreno adyacente. Su función principal es evitar que los motores de las aeronaves pasen sobre terreno pavimentado evitando que puedan absorber materiales sueltos. La anchura de los márgenes de pista se establece en función de la letra de clave del aeródromo y se deberá disponer en pistas cuya letra de clave sea D, E hasta completar un ancho de 60 m y en pistas cuya letra de clave sea F hasta completar un ancho de 75 metros. Las pendientes de los márgenes de las pistas, longitudinalmente deberán ser las mismas que las de la pista y transversalmente no exceder del 2,5%. La resistencia de los márgenes debería poder soportar el paso ocasional de una aeronave y el tránsito de los vehículos terrestres sin sufrir daños. Franja de pista (ref. Anexo 14) Superficie definida que comprende la pista y la zona de parada, si la hubiera, destinada a: Reducir el riesgo de daños a las aeronaves que se salgan de la pista. Proteger a las aeronaves que la sobrevuelen durante las operaciones de despegue o aterrizaje. La franja se extiende más allá del umbral o más allá del extremo de la zona de parada en función del número de clave y del tipo de pista (60 metros para pista de vuelo por instrumentos). La anchura de la franja es función del número de clave del aeródromo y si la pista es para aproximaciones de precisión, no de precisión o de vuelo visual. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 16

17 Por ejemplo, para pistas cuyo número de clave sea 3 ó 4 y sean para aproximaciones instrumentales de precisión, la anchura mínima de la franja será de 150 m a cada lado del eje de la pista y de su prolongación a lo largo de ésta. Todo objeto situado en la franja de una pista y que pueda constituir un peligro para las aeronaves, debería eliminarse, siempre que sea posible. No se podrá emplazar ningún objeto fijo (con excepción de las ayudas visuales localizadas sobre soportes frangibles) en la franja de una pista dentro de una distancia de: 77,5 m para aproximaciones CAT I y II/III para pista 4F. 60 m para aproximaciones CAT I y II/III para pistas de número de clave 3 ó m para aproximaciones CAT I y II/III para pistas de número de clave 1 ó 2. Las franjas deberán nivelarse en, al menos los primeros 75 m, cuando el número de calve sea 3 ó 4, o 40 m, cuando el número de clave sea 1 ó 2. La superficie de la zona de la franja lindante con la pista o zona de parada deberá estar al mismo nivel que éstas. Los valores de las pendientes longitudinales, los cambios de pendiente longitudinal y las pendientes transversales de la zona de la franja que ha de nivelarse, son función del número de clave del aeródromo. La resistencia de las franjas deberá ser tal que no suponga una grave discontinuidad para una aeronave que se salga de la pista. Áreas de seguridad de extremo de pista RESA (ref. Anexo 14) Es un área simétrica respecto a la prolongación del eje de la pista, adyacente al extremo de la franja, cuyo objeto principal consiste en reducir el riesgo de daños a un avión que efectúe un aterrizaje demasiado corto o un aterrizaje demasiado largo. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 17

18 Las RESA son obligatorias para pista de número de clave 3 ó 4 o para pistas de aterrizaje por instrumentos. Su longitud es función del número de clave y su anchura será, al menos, el doble de la anchura de la pista correspondiente. Por ejemplo una pista para aterrizajes por instrumentos y número de clave 4, tendrá obligatoriamente que disponer de un área de seguridad de extremo de pista, adyacente a la franja, de cómo mínimo de 240 m de longitud y de, al menos, 90 m de ancho. Las pendientes longitudinales de una RESA no deberán sobrepasar el valor del 5% descendente y las transversales no deberán sobrepasar el 5% ascendente o descendente. Las RESA deben construirse de forma que reduzcan en lo posible el riesgo de daño que pueda correr una aeronave que efectué un aterrizaje demasiado corto o que se salga del extremo de la pista, intensifique la deceleración del avión y facilite el movimiento de los vehículos de salvamento y extinción de incendios. Debido a que en muchos aeropuertos no es posible disponer de RESA s con las dimensiones mínimas establecidas, sin que para ello se tenga que disminuir la longitud de pista disponible, se ha desarrollado un sistema de frenado consistente en una superficie de hormigón poroso que hace la función de playa de frenado deteniendo a la aeronave sin que se produzcan daños en caso de que ésta se salga de pista. Las características de este tipo de material denominado Engineered Material Arresting System (EMAS) y sus criterios de diseño están definidos en el Advisory Circular AC 150 / ª de la Federal Aviation Administration (FAA) de los Estados Unidos de América. Zona libre de obstáculos (ref. Anexo 14) Área rectangular, bajo el control de las autoridades competentes, preparada de forma adecuada para que las aeronaves puedan efectuar una parte del ascenso inicial hasta una altura especificada. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 18

19 El origen de la zona libre de obstáculos está en el extremo del recorrido de despegue disponible (no en el extremo de la zona e parada si la hubiera) y su longitud no deberá superar la mitad de la longitud del recorrido de despegue disponible. Su anchura será, por lo menos de 75 m a cada lado de la prolongación del eje de la pista, sus pendientes estarán limitadas al mínimo posible, no debiendo sobresalir de un plano con una pendiente ascendente del 1,25%. Todo objeto situado en una zona libre de obstáculos, que pudiera poner en peligro a las aeronaves en vuelo, debería considerarse como obstáculo y eliminarse. Zona de parada (ref. Anexo 14) Es un área rectangular definida a partir del recorrido de despegue disponible, preparada para que puedan pararse las aeronaves en caso de despegue interrumpido. La anchura de las zonas de parada y sus pendientes serán iguales a la pista a la que estén asociadas, y su resistencia será tal que puedan soportar el peso de una aeronave que realiza un despegue interrumpido sin que se causen daños estructurales en ésta, ni se produzcan roturas en el pavimento. El coeficiente de rozamiento deberá ser compatible con el de la pista. Zona resistente al chorro La zona comprendida entre el umbral de la pista y una distancia de entre 160 y 200 metros, debería construirse con un tratamiento adecuado para impedir la erosión del terreno debido al efecto del chorro de los motores en el momento del despegue. En la Figura , se representan los distintos elementos de una pista: márgenes, franja, áreas de seguridad de extremo de pista, zonas libres de obstáculos y zonas de parada, indicando sus dimensiones y su posición relativa. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 19

20 Figura Orientación de las pistas El principal criterio para la orientación de una pista o de un sistema de pistas es que el coeficiente de utilización, porcentaje de tiempo durante el cual el uso de una pista o sistema de pistas no está limitado por la componente transversal de viento, sea superior al 95%, para las aeronaves a las que esté destinado a servir. Como segundo criterio, y no por ello menos importante, en la medida de lo posible, la pista o sistema de pistas deberían orientarse de forma que las derrotas de aproximación y despegue reduzcan al mínimo posible el impacto acústico sobre las poblaciones entorno al aeropuerto. Debido que para las aeronaves comerciales la limitación por viento, en la mayoría de los emplazamientos, permite su orientación en la práctica totalidad de las orientaciones de la rosa de vientos, el criterio de elegir una orientación de mínima afección acústica, es el criterio que finalmente prevalece para la orientación de la pista o sistema de pistas. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 20

21 En circunstancias normales, impide el aterrizaje o despegue de un avión una componente transversal de viento que exceda de: 37 km/h (20 kt), para aeronaves con longitud de campo de referencia de 1500 m o mayor, excepto cuando se pueda presentar alguna deficiencia de frenado, en cuyo caso los valores deberían reducirse a 24 km/h (13 kt). 24 km/h (13 kt), en el caso de aviones cuya longitud de campo de referencia es de 1200 m o mayor pero inferior a 1500 m. 19 km/h (10 kt), en el caso de aviones con longitud de campo de referencia inferior a 1200 metros Sistemas de más de una Pista Si bien los aeropuertos más antiguos pueden presentar un configuración de más de una pista (generalmente cruzadas o convergentes) que tuvieron su origen en la necesidad de tener cubierta más de una orientación de la rosa de vientos, al objeto de poder cumplir que el criterio de que el coeficiente de utilización fuera superior al 95%, en la actualidad las aeronaves modernas admiten componentes transversales altas, por lo que,salvo en emplazamientos muy particulares, la existencia de más de una pista se debe a criterios de capacidad y su configuración suele ser de pistas paralelas. Así cuando un aeropuerto tiene más de una pista la configuración relativa entre ellas puede ser: Pistas cruzadas. Cuando las orientaciones son tales que las pistas se cruzan. Pistas convergentes. Cuando se cruzan las prolongaciones de sus ejes. Pistas casi paralelas. Pistas convergentes que se cruzan formando un ángulo inferior a 15 grados. Pistas paralelas. Cuando sus ejes son paralelos. En función de la distancia de separación entre ejes de dos pistas paralelas las operaciones que se realizan en ellas pueden ser: Uso simultáneo en condiciones de vuelo visual: 210 m, para número de clave 3 ó 4; 150 m para calve 2 y 120 m para calve 1. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 21

22 Uso simultáneo para condiciones de vuelo instrumental: 1035 m para aproximaciones paralelas independientes; 915 m para aproximaciones paralelas dependientes; 760 m para salidas independientes paralelas y 760 m para operaciones paralelas segregadas. Los valores para operaciones paralelas segregadas pueden disminuirse si el umbral de la pista de llegadas está adelantado respecto del de salidas, a razón 30 m por cada 150 de desfase, hasta una separación mínima de 300 metros. Igualmente en el caso contrario, el umbral de llegadas está retrasado respecto al de salidas, la separación debería aumentarse 30 metros por cada 150 m de desfase. La separación de 1035 m para aproximaciones simultáneas paralelas independientes, requieren de un equipamiento radar especial, si no se dispones de este tipo de equipamiento la separación debe aumentarse a 1310 metros. Cuando el sistema de pistas de un aeropuerto está constituido por tres o más pistas paralelas (cuatro es la configuración más adecuada), las pistas se pueden operar como pistas duales, en las que se utilizan pares de pistas con una separación mínima de 310 m, configuradas de tal forma que de cada par de dos pistas, una se utiliza para despegues y la otra para aterrizajes, siendo la configuración más eficiente que las exteriores se utilicen para aterrizajes y las interiores para despegues, permitiendo combinando con el otro par de pistas duales, operaciones instrumentales simultáneas en aterrizajes y despegues. Las distancias de separación entre ejes indicadas, son separaciones mínimas que puede que sea necesario aumentar para tener en cuenta otros requisitos. Por ejemplo, si estamos planificando un aeropuerto con pistas paralelas y área terminal en el medio, la separación de 1035 m, no permite disponer de espacio suficiente para desarrollar adecuadamente el área terminal, por lo que habrá de separar más los ejes para aumentar el espacio disponible entre pistas. Otro ejemplo sería el caso de pistas duales, en el que la separación de 310 m no permite disponer de una calle de rodadura paralela a la pista de aterrizajes, necesaria para poder canalizar las aeronaves que llegan y poder regular el cruce de la pista de despegues. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 22

23 La longitud de una pista es un traje a medida, que depende de las características de las aeronaves, de la elevación y temperatura de referencia del aeropuerto y de la longitud de la etapa a cubrir. Una longitud mayor de la necesaria no supone una mejora operativa o un incremento de seguridad, supone un gasto innecesario. El concepto pista incluye: margen, franja y área de seguridad de extremo de pista y puede incluir: zona de parada y zona libre de obstáculos. Las existencia de zonas de parada y/o zonas libres de obstáculos, pueden permitir despegar con un peso al despegue mayor, sin necesidad de tener que construir una ampliación de pista. En los aeropuertos destinados a la operación de aeronaves comerciales, excepto emplazamientos singulares, una sola orientación de la rosa de vientos suele ser suficiente para cumplir que el objetivo de que el porcentaje de utilización por vientos sea superior al 95%. Cuando, por motivos de capacidad se requiera más de una pista, la mejor configuración es la de pistas paralelas con la mayor separación entre ejes posible para asegurar que es posible desarrollar el área terminal en el espacio entre pistas Calles de rodaje, calles de salida/entrada, apartaderos y secuenciadores Calles de rodaje El aeropuerto deberá disponer de un sistema de calles de rodaje adecuado a la densidad del tráfico y de su configuración, para garantizar el movimiento seguro, rápido y eficiente, de las aeronaves en la superficie del aeropuertos, desde las pista hasta las posiciones de estacionamiento y desde éstas hasta los umbrales. El trazado de una calle de rodaje debe garantizar que, para las aeronaves para las que está prevista, cuando el ojo del piloto se sitúa sobre la línea de eje de la calle, entre la cara exterior del neumático del tren principal, más alejado del eje del avión y el borde del pavimento, siempre existirá un margen cuyo valor será función de la letra de clave de la aeronave y varía entre 1,5 y 4,5 metros (ref. Anexo 14). Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 23

24 Anchura de las calles de rodaje La anchura de la parte rectilínea de una calle de rodaje es función de la letra de calve de las aeronaves a las que está destinada (ref. Anexo 14). La exigencia de garantizar una distancia mínima entre el borde del pavimento y el neumático más exterior del tren principal, puede dar lugar a la necesidad de realizar sobre anchos en los acuerdos entre calles o entre calles de salida y pista, en función del ángulo que formen los ejes y de los radios de los acuerdos. Curvas de las calles de rodaje Se deben evitar cambios de dirección, en la medida de lo posible, y los radios de las curvas deberán ser compatibles con la capacidad de maniobra y las velocidades de rodaje de las aeronaves. Distancias mínimas de separación de las calles de rodaje La distancia de separación entre el eje de una calle de rodaje y el eje de una pista o de una calle de rodaje paralela o la distancia entre el eje y un objeto fijo son función de la letra de clave y del número de clave de las aeronaves a las que está destinada (ref. Anexo 14). Pueden permitirse distancias menores a las mínimas establecidas por OACI, si un estudio de seguridad indicara esta circunstancia no influye adversamente en la seguridad de las operaciones o en la regularidad de las operaciones. Por ejemplo, un aeropuerto de código 4E, podría admitir operaciones de aeronaves F (Airbus 380) no fuera de 190 m, sin más que asegurar mediante un procedimiento adecuado, que no se produce la circunstancia de que este rodando una aeronave F cuando se esté realizando un aterrizaje de otra aeronave F. Pendientes de las calles de rodaje Los valores de las pendientes máximas y mínimas, longitudinales y transversales de las calles de rodaje son función de la letra de clave (ref. Anexo 14). Los cambios de pendiente, deben evitarse en la medida de lo posible y cuando no se posible las transiciones deben realizarse con una superficie cuya curvatura no exceda de un valor función de la letra de clave (ref. Anexo 14). Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 24

25 Resistencia de la calles de rodaje Al contrario de lo que habitualmente se piensa, las solicitaciones de las calles de rodaje son más severas que las de las pistas, debido a que las aeronaves ruedan a plana carga y de forma más lenta que sobre las pistas, en las que a medida que se va aumentando la velocidad, también se aumenta la sustentación y por lo tanto, la solicitación sobre el pavimento es menor. Debe tenerse un especial cuidado en el diseño de los firmes flexibles en zonas donde tengan que girar las aeronaves, ya que los esfuerzos cortantes que aparecen, pueden deteriorar el pavimento. Superficie de las calles de rodaje La superficie de las calles de rodaje no deben tener irregularidades que puedan ocasionar daños a las aeronaves y deben tener un buen coeficiente de rozamiento con lluvia. Márgenes de las calles de rodaje Las calles de rodaje incorporan márgenes hasta una anchura total, función de la letra de clave del aeropuerto, al objeto de evitar que una aeronave pudiera salirse de la zona pavimentada y evitar ingestión de materiales sueltos por los motores. Franjas de las calles de rodaje Las calles de rodaje, excepto las calles de acceso a los puestos de estacionamiento y las internas de plataforma, deberán estar comprendidas dentro de una franja. La anchura e las franjas es función de la letra de clave y su objetivo es evitar la presencia de objetos que pudieran poner en peligro a los aviones en rodaje Calles de salida / entrada a pista Calles de Salida Tienen por objeto el permitir abandonar la pista de vuelo, uniendo ésta con las calles de rodaje. El diseño de las calles de salida debe ser tal, que en la medida que la densidad del tráfico del aeropuerto lo requiera, estas permitan abandonar la pista lo más rápidamente posible, siempre antes de que la velocidad de la aeronave sea nula, al objeto de disminuir el tiempo de ocupación de pista, lo que se traduce en un aumento de la capacidad (ver capítulo de capacidad). Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 25

26 La velocidad a la que una aeronave puede abandonar la pista, está limitada por el valor de la fuerza centrífuga V 2 / R, que puede aceptar el tren de aterrizaje y la comodidad del pasaje. En función de los valores de la velocidad a la que se puede acceder a una calle de salida, éstas se clasifican en: Calle de salida a 90 grados. Calle de salida semi-rápida. Calles de salida rápida. Calle de salida rápida con geometría clotoidal. Las calles de salida a 90 grados (cuyo eje forman con el eje de la pista un ángulo de 90 grados), permiten abandonar la pista a todo tipo de aeronaves, pero dado el reducido valor del radio de acuerdo, las aeronaves deben decelerar hasta una velocidad entorno a los 25 km/h (6,9 m/s). Son calles adecuadas para situarlas en los finales de pista o en el centro de una pista de un aeropuerto en el que la densidad del tráfico sea muy baja, dejando que la aeronave decelere sobre la pista y retorne para salir por la calles central utilizando una raqueta de extremo de pista o haciendo back round, sobre la misma pista. Las calles de salida semi-rápidas, son aquellas en las que su eje forma un ángulo de 45 grados con el eje de la pista. Para poder hacer el giro para entrar en este tipo de calles, la aeronave tiene que decelerar hasta una velocidad de 65 km/h (18,1 m/s). No debe diseñarse este tipo de calles salvo que por alguna circunstancia sea el único trazado posible, ya que no aportan ninguna ventaja frente a las calles de salida rápida. Las calles de salida rápida, son aquellas cuyo eje forma un ángulo de entre 35 y 25 grados (aunque el óptimo es de 30 grados) con el eje de la pista. El radio de la curva de acuerdo deberá ser de, al menos 550 m, para aeropuertos con número de clave 3 ó 4. Antes de poder hacer el giro para entrar en este tipo de calle de salida, la aeronave deberá decelerar hasta una velocidad de 95 km/h (26,4 m/s), lo que significa un valor de tiempo de ocupación de pista muy reducido. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 26

27 Una calle de salida rápida debe incluir un tramo recto, después de la curva de viraje, suficiente para que la aeronave pueda detenerse dejando un margen de seguridad con la calle de rodaje, para permitir que el control de aeródromo pueda solicitar que la aeronave se detenga antes de incorporarse al flujo general de rodaje. Calles de salida rápida con geometría clotoidal Una clotoide es una curva que responde a la ecuación: R x L = A 2 Es decir, que el radio de curvatura en cada punto por la longitud recorrida a lo largo de la clotoide, es una constante. En el punto de contacto con el eje de la pista, el radio de curvatura es infinito y por tanto, la aceleración centrífuga es nula. A medida que avanzamos a lo largo de la clotoide el radio de curvatura va disminuyendo y la aceleración centrífuga va aumentando (y la velocidad va disminuyendo, ya que la aeronave frena a lo largo de la calle de salida). El método de cálculo del parámetro de la clotoide A se basa en fijar un valor máximo para la aceleración centrífuga (a C max ), función de la resistencia estructural del tren de aterrizaje o de la comodidad del pasaje (aceleraciones centrífugas 0,1 g, son molestas para los pasajeros). Así tendremos: R x L = A 2 a c = V 2 / R V = V 0 - t (con V 0 = 26 m/s y = deceleración en tierra) V 2 = V t 2-2V 0 t L = V 0 t ½ t 2 V 2 = V L De las ecuaciones anteriores se obtiene el siguiente valor para la aceleración centrífuga: a c = (V 0-2 L) L / A 2 Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 27

28 Igualando la derivada primera respecto de L a cero, obtendremos el valor de L que corresponde a a c máxima. 2 - da c /dl = V 0 4 L / A 2 L = V 2 0 /4 a c max = V 4 0 / 8 A 2 Fijando un valor para a c máxima obtendremos los valores del parámetro A de la clotoide y la distancia L en la que se produce la máxima aceleración centrifuga. Conocido el parámetro A de la clotoide, es fácil replantear el eje de la calle y a partir de garantizar la anchura mínima y que la distancia de seguridad entre el borde del pavimento y la cara exterior del neumático externo del tren principal de la aeronave más crítica, se puede replantear los bordes de la calle, que por facilidad se ajustarán a arcos de circunferencias. Calles de Entrada a Pista Tienen por objeto facilitar el acceso de las aeronaves a los umbrales de pista para iniciar la carrera de despegue. Debido a que las tripulaciones tratan de utilizar toda la pista disponible (se necesite o no), las calles de entrada a pista suelen ser a 90 grados y el eje de la calle corta al eje de pista sobre el umbral. Al objeto de mejora las secuencias de despegue, logrando una gestión eficiente de estos y reducir los tiempos muertos de reacción para conseguir una mayor capacidad, se diseñan distintos tipos de calles de entrada a pista, como alternativa a la calle de acceso a 90 grados. Existen, al menos dos tipos de calles de acceso a pista, a parte de la calle de acceso a 90 grados, que permiten una gestión más eficiente de la secuencia de despegues: calles de acceso a pista en carrera (running take off) y calles de acceso a pista múltiples, situadas a distintas distancias del umbral. Los running take-off, son calles cuyo radio de acuerdo es un arco de circunferencia con un valor mínimo de 250 m (también se pueden utilizar arcos de clotoide), que permiten iniciar la carrera de despegue desde la barra de parada, en lugar de proceder a alinear la aeronave en el umbral e iniciar la carrera de despegue con una velocidad V 0 = 0. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 28

29 Las calles de acceso para despegues desde intersecciones, son calles a 90 grados situadas a distintas distancias del umbral de la pista, función de las necesidades de distancia de despegue que requieran las distintas aeronaves usuarias del aeropuerto. Se trata de evitar que, por ejemplo, una aeronave turbohélice inicie su carrera de despegue desde el mismo punto que un B747, aunque sus requerimientos de distancia de despegue sean mucho menores. Este tipo de calles de acceso a pista deben ser siempre a 90 grados, ya que el piloto de la aeronave que accede a pista por un punto que no sea el umbral, debe pode comprobar por sí mismo que no hay otra aeronave iniciando la carrera de despegue, para lo cual debe tener una clara visión sobre la pista antes de entrar en ella Apartaderos y secuenciadores En la actualidad ya no son necesarias las áreas para el calentamiento de los motores antes del despegue (holding pad), pero si son necesarias áreas, más o menos complejas que permitan realizar adelantamientos entre aeronaves (por ejemplo dar preferencia a un despegue de una aeronave de estado o a un servicio médico). Los apartaderos de espera son necesarios en aeropuertos con una gran densidad de tránsito, al objeto de poder garantizar un flujo continuo de aeronaves hacia el umbral ante cualquier eventualidad. Consisten en ensanchamientos de la calle de rodaje o de la calle de acceso a pista, para establecer más de una calle de rodaje en su interior, facilitando de esta forma que el control de aeródromo pueda decidir a qué aeronave autoriza antes a entrar en pista (normalmente, salvo en los casos que se discuten en el capítulo de capacidad, la secuencia de despegue suele ser: primero que llega primero que sale). Sus dimensiones son función de la letra de clave del aeropuerto. Su superficie puede estar completamente pavimentada o estar constituida por un determinado número de calles (by pass). Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 29

30 En aeropuertos que disponen de pistas dedicadas sólo a despegues, para poder despachar el mayor número posible de aeronaves a la hora, es necesario poder secuenciar los despegues en función de distintos parámetros: separaciones mínimas establecidas por control, turbulencia de estela, velocidades relativas, rutas a seguir. Al objeto de garantizar que se puede ordenar la secuencia de despegues y lograr despachar el mayor número posible de aeronaves por hora es necesario disponer de áreas de estacionamiento que actúan como almacén del que se sacan las aeronaves en el momento que se requieran. Normalmente estas áreas de secuenciamiento (que no tienen que estar físicamente en una misma zona), deben permitir, en función de la densidad de tráfico del aeropuerto, almacenar más de tres aeronaves. Su funcionamiento se basa en autorizar la puesta en marcha y el rodaje del avión hasta el área de secuenciamiento, de la que un controlador especializado, con ayuda de programas software adecuados, extrae la aeronave que necesita autorizando su rodaje hasta el punto de espera y posteriormente la autorización de entrada en pista para inicio de la carrera de despegue. A configuración física, más común, de los secuenciadores, es la de una pequeña plataforma que permite el estacionamiento temporal, con unas maniobras sencillas de entrada y salida Plataformas de Estacionamiento Las plataformas de estacionamiento son áreas en las que realizar las operaciones de embarque/desembarque de pasajeros, carga o correo así como las operaciones de servicio a las aeronaves, sin obstaculizar el transito del aeródromo. Su clasificación más común es por su función, así las plataformas pueden ser: Plataformas asociadas a edificios de pasajeros, carga o mixtas. Plataformas de estacionamiento (para permanencias prolongadas). Plataformas de servicio (hangares, lavado, prueba de motores, aprovisionamientos, etc.). El área total de la plataforma deberá ser suficiente para poder soportar el tránsito de las aeronaves que tengan que utilizarla, teniendo en cuenta el tipo de operación que tengan que realizar y las necesidades en función de la utilización del aeropuerto (por ejemplo aeropuerto hub en el que duermen un gran número de aeronaves). Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 30

31 El tránsito de las aeronaves debe procurarse que sea lo más sencillo posible, evitando configuraciones complejas que den lugar a limitaciones en condiciones adversas de operación (por ejemplo en condiciones de baja visibilidad). Sus pendientes deberán permitir el adecuado drenaje de la plataforma, pero deberán ser lo más bajas posibles, no superando en los puestos de estacionamiento el 1%. Los puestos de estacionamiento deben diseñarse de forma que las aeronaves mantengan unas distancias de guarda mínimas, función de la letra de clave (ref. Anexo 14), entre cualquier punto de la aeronave y cualquier edificación, instalación, aeronaves estacionada en un puesto adyacente o cualquier objeto. En el capítulo de capacidad, se dan criterios para el dimensionamiento de las plataformas. Los elementos que configuran la plataforma son: Las posiciones de estacionamiento, las calles de acceso a las posiciones, las calles internas de rodadura, las vías de servicio de vehículos y las áreas para estacionamiento de equipos y vehículos. Tipos de puestos de estacionamiento Los puestos de estacionamiento asociados a un Edificio Terminal pueden ser de dos tipos: Posición de contacto. Posición remota. Las posiciones de contacto son puestos próximos al edificio terminal en los que el embarque y desembarque de pasajeros se realiza mediante el uso de pasarelas telescópicas (fingers) y parte de los servicios que precisa la aeronave se suministran a través de instalaciones fijas situadas en la plataforma (o en la propia pasarela telescópica): 400 Hz, aire pre-acondicionado, agua potable y suministro de combustible. En las posiciones de contacto la aeronave estaciona en la configuración proaadentro, es decir con el morro mirando hacia el edificio terminal, ayudado, generalmente, por un sistema de guía de atraque visual que asegura el alineamiento de la aeronave con el eje de la posición y el lugar donde debe parar. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 31

32 Para sacar a la aeronave de la posición se requiere la ayuda de un tractor de remolque que empuje a la aeronave a una calle de rodaje en la que se realiza el encendido de motores. Esta calle deberá diseñarse de forma que no afecte al flujo general de circulación de la plataforma. Las posiciones remotas pueden ser de distintos tipos: proa adentro; en ángulo con proa hacia adentro; en paralelo; en ángulo con proa hacia fuera y con proa afuera. Generalmente suelen ser de entrada y salida autónoma (excepto las posiciones con proa hacia dentro, que requieren el apoyo de un tractor de remolque para abandonar la posición). Las posiciones remotas no suelen disponer de instalaciones para el servicio de la aeronave, realizándose todas las operaciones con vehículos de apoyo, por lo que este tipo de posiciones genera una mayor densidad de tránsito de vehículos por la plataforma. El embarque y desembarque de pasajeros se realiza con autobuses ( jardineras ), por lo que tienen una baja aceptación por los pasajeros. En el capítulo de capacidad, se ofrecen indicaciones de cómo diseñar las calles de circulación en plataforma, con el objetivo de evitar que las operaciones en ésta se conviertan en el cuello de botella del aeropuerto. Dada la alta siniestralidad, tanto entre vehículos como entre aeronaves y vehículos, que se produce en las plataformas de los aeropuertos con altas densidades de tráfico, en las plataformas modernas se busca disponer del mayor número de servicios posibles que se presten mediante instalaciones fijas, normalmente soterradas. Un desarrollo de esta idea es el concepto rampa libre de vehículos (free ramp), en la que todos los servicios de mayordomía se suministran desde instalaciones situadas en galerías subterráneas, incluyendo las maletas y las mercancías, disminuyendo drásticamente en número de vehículos en superficie. Dimensionamiento de los puestos de estacionamiento Para facilitar el diseño de los puestos de estacionamiento, las aeronaves se agrupan en ocho tipos diferentes, en función de su longitud y envergadura. Para cada tipo se definen las dimensiones de una superficie denominada sobre de estacionamiento, que incluye el área que ocupa la aeronave, las guardas y las necesidades de espacio para los equipos, vehículos y personas de servicio. Módulo 3: Planificación de la zona de movimiento de aeronaves 32