INSTITUTO EDUCATIVO AERONAUTICO DE COLOMBIA SAS. BOGOTA-COLOMBIA
GUIA DE ESTUDIO PARA CERTIFICACION COMO OPERADOR DE AERONAVES PILOTEADAS REMOTAMENTE (R.P.A.S.) 2.016
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QUIENES SOMOS
El Instituto Educativo Aeronáutico de Colombia S.A.S. es una empresa legalmente constituida, y registrada ante la cámara de Comercio y Aprobada por la Aeronáutica Civil, cuyas instalaciones principales se encuentran en la ciudad de Bogotá Distrito capital. En la Carrera 18A Nº 44-50.
MISIÓN El Instituto Educativo Aeronáutico de Colombia S.A.S, es una institución de naturaleza técnica, privada, dedicada a la formación de personal idóneo para el medio aeronáutico, basado en principios de integridad, responsabilidad, compromiso, calidad y servicio. Teniendo criterios claros de metodologías que adoptan nuestro talento humano las necesidades del mercado laboral Aeronáutico nacional e internacional.
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VISIÓN El Instituto Educativo Aeronáutico de Colombia S.A.S, Será en el año 2020 la mayor institución de educación aeronáutica con una cobertura superior al 40% del País iniciando por la Capital de la República, con los más altos niveles de calidad en su Talento Humano.
Actualmente encontrándonos en la última fase de aprobación para nuestra escuela de pilotos y nuestros simuladores y entrenadores de vuelo certificados por la U.A.E.A.C.
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RAZONES PARA ELEGIRNOS
El instituto Educativo Aeronáutico de Colombia S.A.S cuenta con salones y talleres altamente equipados para garantizar el entrenamiento durante la capacitación de sus estudios, a la vez cuenta con docentes con alto perfil profesional. Nuestro instituto cumple con los altos estándares de calidad para su excelente formación.
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Estamos certificados por la aeronáutica civil de Colombia: Según consta ante la U.A.E.A.C. estamos debidamente certificados como centro de instrucción aeronáutico aprobado según CCI Nº 049 y resolución 02363.
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Formación integral: contamos con una planta de docentes debidamente licenciados y con experiencia y altamente calificados ante las autoridades aeronáuticas Colombianas, con sus respectivos recurrentes y certificaciones al día. ATENCIÓN PERSONALIZADA. Se hace mucho énfasis en atender las inquietudes personales de los estudiantes de todos nuestros programas certificados, y evitamos avanzar en los temas contenidos cuando alguno de los estudiantes tiene alguna duda o no comprende alguno de los temas tratados. FORMACIÓN CON CALIDAD Y SEGURIDAD: La calidad que con la que cuenta la institución se basa en nuestro esfuerzo de proveer los mejores instructores responsables y cumplidores estrictos de los temas a tratar en cada materia asignada. Y en la seguridad proveemos las mejores instalaciones posibles con los planes de evacuación a la vista de los asistentes.
AMBIENTE DE COMPAÑERISMO Y ESTUDIO: el ambiente es esencial para que cada participante en los programas sea una parte integral de la institución, como un miembro más de la familia aeronáutica colombiana. RELACIONES CON EMPRESAS: contamos con amplio portafolio de empresas con las cuales nos permiten intercambiar convenios de capacitación y empleo para todos nuestros egresados de acuerdo a sus necesidades de contratación laboral.
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Todo operador de RPAS y observador que sea requerido para la operación, deberá recibir y acreditar instrucción teórica y entrenamiento práctico conforme a lo siguiente:
CONTENIDOS TEMATICOS DE LOS TEMAS A DICTAR EN EL PROGRAMA PARA CERTIFICACION DE OPERADOR DE RPA.
REGULACIONES AÉREAS: REGLAMENTO DEL AIRE. (OACI) REGLAMENTO DEL AIRE TABLA DE CONTENIDO CAPITULO I 5.1. DEFINICIONES CAPITULO II 5.2. APLICACIÓN DEL REGLAMENTO DEL AIRE 5.2.1. Aplicación territorial del Reglamento del Aire 5.2.1.1. Aeronaves de Estado 5.2.2. Cumplimiento del Reglamento del Aire 5.2.2.2. Vuelos nocturnos 5.2.2.3. Autoridad ATS competente CAPITULO III
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5.3. REGLAS GENERALES 5.3.1. Protección de personas y propiedad 5.3.1.2. Alturas mínimas 5.3.6.1. Autorizaciones de control de tránsito aéreo 5.3.6.2. Observancia del plan de vuelo CAPITULO IV 5.4. REGLAS DE VUELO VISUAL 5.4.11. Vuelos VFR especiales 5.5. REGLAS DE VUELO POR INSTRUMENTOS 5.5.1. Reglas aplicables a todos los vuelos IFR 5.5.1.1. Equipo de las aeronaves. APENDICE A SEÑALES 1. Señales de socorro y urgencia 2. Señales que se han de utilizar en caso de interceptación 3. Señales visuales empleadas para advertir a una aeronave no autorizada que se encuentra volando en una zona restringida, prohibida o peligrosa, o que está a punto de entrar en ella. 4. Señales para el tránsito de aeródromo 5. Señales para maniobrar en tierra Adjunto 1 al Apéndice A. Requerimientos de instrucción y autorización para encargados de señales 1. Instrucción 2. Autorización 3. Otro personal involucrado en el movimiento terrestre de aeronaves 4. Porte de la autorización 5. Transitorio APENDICE B TRAMOS DE RUTA AUTORIZADOS PARA VUELO NOCTURNO DE MONOMOTORES EN COLOMBIA. 1. Requisitos 2. Operación nocturna de aeronaves de instrucción. 1. NORMAS GENERALES DE OPERACIÓN DE AERONAVES RPA.
Apéndice B MODELO DE CARTA SOLICITUD DE PERMISO PARA OPERACIÓN RPAS ANTE LA UAEAC Señores: XXXX… Dirección de Servicios a la Navegación Aérea (DSNA)
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Av. Eldorado 103-15, Primer Piso Nuevo Edificio Aerocivil Bogotá, D. C. – Colombia Por medio de la presente estamos efectuando la solicitud para …….xxxxxxxxxxx. SOLICITUD DE PERMISO PARA OPERACIÓN RPAS ANTE LA UAEAC Mientras que la UAEAC desarrolle la reglamentación definitiva para RPAS, explotador de RPAS en Colombia debe efectuar solicitud por cada vuelo ante la UAEAC con una antelación de quince (15) días hábiles antes de la fecha prevista del vuelo, a menos que la UAEAC lo especifique de otro modo. Generalidades Nombre completo solicitante (Representante legal para el caso de Empresas): Empresa (si no es persona natural):
Dirección:
Teléfono(s):
Correo electrónico:
Fecha de la solicitud:
Datos de la Operación Descripción de la operación (que incluya el propósito del vuelo, operación con visibilidad directa visual (VLOS), nivel de vuelo estimado):
Fecha(s) de la operación: Lugar de la operación: Duración del Vuelo: Adjuntar análisis sobre la actividad que pretende realizar, declarando que su operación no afecta a empresas de trabajos aéreos especiales certificadas, debido a que el vuelo que se pretende realizar no es factible o no puede ser realizado con una aeronave tripulada (con certificado de aeronavegabilidad) que efectué trabajos aéreos especiales. Adjuntar Evaluación de Riesgo para la operación a efectuar. (Sistema de Gestión de Riesgos) Confirmación de cumplimiento con los requisitos que incluya medidas de seguridad pertinentes a la operación de RPAS (Ej. Meteorología, zonas restringidas, Zonas prohibidas, cercanía a aeropuertos, NOTAM, y demás que sean necesarias por el tipo de operación), si aplica:
Datos de la RPA Marca:
Modelo:
N/S: Masa máxima certificada de despegue:
Tipo Equipo requerido de la RPA para efectuar el vuelo:
Capacidades de comunicaciones, navegación y vigilancia (1) Referenciar las frecuencias básicas y equipo de comunicaciones a usar en la operación:
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(2) número y localización de las estaciones de pilotaje a distancia (así como procedimientos de transferencia entre las estaciones de pilotaje a distancia, si aplica: (3) Identificación que utilizará la aeronave o aeronaves para radiotelefonía, si aplica: Nota: Es importante mencionar que el Operador debe asegurar que las frecuencias usadas en la operación no generen interferencia y se encuentran en las porciones del espectro radioeléctrico de uso libre por parte del público en general, salvo requerimiento contrario de la Agencia nacional del espectro (ANE).
Información/descripción relativa a la carga útil a usar en el vuelo solicitado:
Declaración que establezca que la aeronave RPA y la Estación de pilotaje a distancia estén en condiciones técnicas apropiadas para la operación propuesta (condiciones de operar de modo seguro):
Adjuntar copia de póliza de seguro o caución para responder por eventuales daños a terceros, conforme a lo establecido en los artículos 1827, 1835, 1842 y 1900 del Código de Comercio. Nota: La UAEAC se reserva el derecho de verificar el adecuado uso del permiso que otorgue para las operaciones de RPAS en el país mediante inspecciones, así como de suspender o cancelar cualquier permiso si no se cumple con las condiciones establecidas en la aprobación operacional. Todos los gastos que estas inspecciones demanden correrán por cuenta del explotador RPAS de conformidad con el numeral 3.6.3.4.3.19 de los RAC. Piloto a distancia/Observador Nombre e Identificación (Piloto a distancia):
Nombre e Identificación (Observador RPAS):
Nombre e Identificación (Otro personal involucrado en la operación):
Cordialmente, Nombre del Solicitante Copia: Secretaria de Seguridad Aérea.
CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL USO DE LOS APENDICES 1. El Objetivo de los Apéndices es estandarizar los procedimientos para facilitar el desarrollo de la evaluación de las solicitudes de autorización para operaciones RPAS.
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2. Los apéndices en formato Word para que el interesado pueda ajustarlos y diligenciarlos, se tendrá colgada en la página web de la UAEAC en el siguiente link: http://www.aerocivil.gov.co/AAeronautica/GTecnico/Paginas/ProyectosEspeciales.aspx 3. Una vez la carta del Apéndice A y la información requerida – (INFORMACIÓN PARA BASE DE DATOS DE RPAS DE LA UAEAC) sea radicada en la UAEAC, la misma deberá ser enviada en forma digital (Archivo PDF y archivo Word) por Email referenciando en el asunto el número de radicado y nombre de la Empresa o persona que efectúa la solicitud: grupo.tecnico@aerocivil.gov.co 4. Se ratifica que en la secciones del apéndice A se menciona cuando debe adjuntar documentos. Y que esta evidencia requerida, también será enviada en otro archivo digital (formato PDF) pero en el mismo correo arriba mencionado. 5. Cualquier inquietud sobre la información a ser radicada para este trámite puede comunicarse con las dependencias mencionadas en esta circular o al correo electrónico ya mencionado.
CLASIFICACION DE LOS ESPACIOS AEREOS
Los espacios aéreos ATS se clasifican y designan de conformidad con lo siguiente:
Clase A. Solo se permiten vuelos IFR, todos los vuelos están sometidos al servicio de control de tránsito aéreo y separados entre sí.
Clase B. Se permiten vuelos IFR y VFR, todos los vuelos están sometidos al servicio de control de tránsito aéreo y separados entre sí.
Clase C. Se permiten vuelos IFR y VFR, todos los vuelos están sometidos al servicio de control de tránsito aéreo y los vuelos IFR están separados de otros vuelos IFR y de los vuelos VFR. Los vuelos VFR están separados de los vuelos IFR y reciben información de tránsito con respecto a otros vuelos VFR. Clase D. Se permiten vuelos IFR y VFR y todos los vuelos están sometidos al servicio de control de tránsito aéreo, los vuelos IFR están separados de otros vuelos IFR y reciben información de tránsito con respecto a los vuelos VFR, los vuelos VFR reciben información de tránsito con respecto a todos los demás vuelos. Clase E. Se permiten los vuelos IFR y VFR, los vuelos IFR están sometidos al servicio de control de tránsito aéreo y separados de otros vuelos IFR. Todos los vuelos reciben información de tránsito en la medida de lo posible. Clase F. Se permiten los vuelos IFR y VFR, todos los vuelos IFR participantes reciben un servicio de asesoramiento de tránsito aéreo y todos los vuelos reciben servicio de información de vuelos si lo solicitan. Clase G. Se permiten los vuelos IFR y VFR y reciben servicio de información de vuelo si lo solicitan.
En la siguiente tabla se muestran los requisitos sobre los vuelos dentro de cada clase de espacio aéreo, dentro de las FIR Bogotá y Barranquilla. Tipo de
Separació n Clas Todas A IFRVuelo e las aeronaves Proporcionad únicament Todas a B IFR e las aeronaves
Servici o Servicio de control de Proporcionad tránsito oaéreo Servicio de control de tránsito aéreo
Mínimos de Visibilidad y distancia de NoVMC se aplica nubes No se aplica *
Limitación de No se aplica Velocida d No se aplica
Requisito de Radio comunicaci ón Bidireccional
Sometido a Autorizació Sí n ATC
Continua Bidireccional
Sí
Continua
10
VFR
Todas las aeronaves
Servicio de control de tránsito aéreo
8 Km por encima de 3050
No se aplica
Bidireccional
Sí
Continua M (10.000 FT) AMSL.
C
IFR VFR
D
IFR
VFR
IFR de IFR IFR de VFR VFR de IFR
IFR de IFR
Ninguna
Servicio de control de tránsito aéreo de 1) Servicio control de tránsito aéreo para la separación de IFR
5 Km debajo de No se por aplica 3050 8 Km por encima de M (10.000 FT) AMSL 3050 Sin nubes M (10.000 FT) AMSL.
2) Información
5 Km por debajo de 3050
de tránsito Servicio de VFR/VFR (y control de aviso para evitar tránsito aéreo, en tránsito, a incluso petición).
No aplica FT) M se (10.000 AMSL Distancia de las nubes
información de tránsito acerca de los vuelos VFR (y aviso para evitar en Información de tránsito a tránsito petición) entre vuelos VFR e IFR (y aviso para evitar el tránsito a petición)
No se aplica
Bidireccional
Sí
Continua 250 KT IAS Bidireccional por debajo de 3050 Continua
Sí
M (10.000 FT) AMSL
250 KT IAS Bidireccional por debajo de 3050 Continua
Sí
1500 M horizontal; 300 M (10.000 FT) AMSL M vertical 8 Km por encima de 3050
250 KT IAS Bidireccional por debajo de 3050 Continua
Sí
M (10.000 FT) AMSL. M (10.000 FT) AMSL 5 Km por debajo de 3050
E
IFR
VFR
IFR de IFR
Ninguna
M (10.000 FT) AMSL Distancia de las senubes Servicio de No aplica control de tránsito aéreo, e 1500 M horizontal; 300 información de M tránsito acerca de los vuelos vertical VFR en la medida de lo Información de 8 Km por encima de posible tránsito en la 3050 medida de lo posible M (10.000 FT) AMSL.
250 KT IAS Bidireccional por debajo de 3050 Continua
Sí
M (10.000 FT) AMSL 250 KT IAS No por debajo de 3050
No
M (10.000 FT) AMSL
F
IFR
IFR de VFR en Servicio de la medida de lo asesoramiento posible de tránsito aéreo; Servicio de información de vuelo
5 Km por debajo de 3050 No se aplica M (10.000 FT) AMSL Distancia de las nubes 1500 M horizontal; 300 M vertical
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250 KT IAS Bidireccional por debajo de 3050 Continua M (10.000 FT) AMSL
No
VFR
Servicio información vuelo
de Servicio de información vuelo
de 8 Km por encima de de 3050
250 KT IAS No por debajo de 3050
No
M (10.000 FT) AMSL. M (10.000 FT) AMSL 5 Km por debajo de 3050 M (10.000 FT) AMSL Distancia de las nubes G
IFR
Ninguna
VFR
Ninguna
1500 M horizontal; 300 Servicio de No 250 KT IAS Bidireccional M se aplica Información de por debajo de vuelo 3050 Continua vertical M Servicio de 8 Km por encima de 250(10.000 KT IAS No FT) AMSL de Información de 3050 por debajo vuelo Hasta 900 M AMSL o 3050 M (10.000 FT) AMSL. 300 M (10.000 FT) AMSL M por encima del terreno, lo debajo que sea 5 Km por de más elevado – 3050 5 Km *** sin nubes y a M (10.000 FT) la vista de tierra o agua AMSL Distancia de las nubes
No
No
1500 M horizontal; 300 * Cuando la altitud de transición sea inferior a 3050 M (10.000 FT) AMSL, debería usarse el FL 100 en vez de 10.000 FT M ** Las clases de espacio aéreo C, E y F no se utilizan envertical las FIR Barranquilla, Bogotá.
Hasta 900 M AMSL o 300 M por encima del terreno, lo que sea más elevado –
TRANSPORTE DE MERCANCÍAS PELIGROSAS Y NOTIFICACIÓN DE ACCIDENTES E 5 Km sin nubes ya INCIDENTES Y LAS DISPOSICIONES DE***ESTA RESOLUCIÓN. la vista de tierra o agua
NORMATIVIDAD SOBRE TRANSPORTE DE MERCANCIAS PELIGROSAS POR VIA AEREA (Enero de 2012) Para el transporte aéreo de dichas sustancias en aeronaves civiles se debe dar cumplimiento a normas sobre seguridad aeroportuaria bajo el concepto de “control de armas y sustancias explosivas” y así mismo se debe cumplir la normatividad sobre seguridad aérea, en cuanto dichas sustancias caen en la clasificación de “mercancías peligrosas”, ASÍ: DESDE EL PUNTO DE VISTA DE SEGURIDAD AEROPORTUARIA: 1. Anexo 17 al Convenio de la Aviación Civil Internacional, Protección de la Aviación Civil contra Actos de Interferencia Ilícita. 2. Reglamentos Aeronáuticos de Colombia, Parte Decimoséptima, Normas sobre Seguridad de la Aviación Civil.
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Equivalente al Programa Nacional de Seguridad de Aviación Civil. En su capítulo X se especifica lo referente al control de armas, sustancias explosivas y materias o mercancías peligrosas en los aeropuertos públicos del país. DESDE EL PUNTO DE VISTA DE SEGURIDAD AÉREA: 1. Anexo 18 al Convenio de la Aviación Civil Internacional, Transporte sin Riesgo de Mercancías Peligrosas por Vía Aérea. El cual especifica las normas y métodos recomendados generales que han de seguir los estados contratantes y los operadores aéreos para el transporte sin riesgo sin riesgo mercancías peligrosas por vía aérea. 2. Documento OACI 9284, Instrucciones Técnicas para el Transporte sin Riesgo de Mercancías Peligrosas por Vía Aérea. Este documento se edita cada dos años. La edición vigente corresponde a los años 2011 – 2012, y contiene las múltiples y minuciosas instrucciones necesarias para la manipulación correcta de todo tipo de mercancía peligrosas para su transporte por vía aérea. 3. Reglamentos Aeronáuticos de Colombia, Parte 10, Transporte sin riesgos de Mercancías peligrosas por vía Aérea. Esta parte de los Reglamentos Aeronáuticos de Colombia, RAC, acoge casi en su totalidad el Anexo 18 y el Documento 9284 de la OACI. Adicionalmente, establece los requisitos de entrenamiento sobre mercancías peligrosas y fija la función de la Unidad Administrativa Especial de la Aeronáutica Civil, Aerocivil, como autoridad que vigila el cumplimiento de la normatividad sobre el tema. 4. Resolución No 3762 del 21 de Agosto de 2007, de la Unidad Administrativa Especial de la Aeronáutica Civil, Aerocivil, por la cual se reglamenta la concesión de dispensas para el transporte de ciertas mercancías peligrosas por vía aérea. Fue emitida por la Aerocivil para permitir el transporte de ciertas mercancías peligrosas por vía aérea, considerando las limitaciones de la malla vial del país y la situación de orden público. Este documento establece las disposiciones para la concesión de dispensas a explotadores de servicios aéreos comerciales que requieran transportar mercancías peligrosas cuyo transporte por vía aérea se encuentre prohibido por OACI, como es el caso, por ejemplo, de los explosivos. 5. Circular Informativa No. 5002-082-01 del 27 de Junio de 2007, de la Unidad Administrativa Especial de la Aeronáutica Civil, Aerocivil, Procedimiento de Concesión de Dispensas para el Transporte de Ciertas Mercancías Peligrosas por Vía Aérea. Establece el procedimiento práctico que deben cumplir los operadores o explotadores aéreos cuando se trate de transportar mercancías peligrosas prohibidas, i.e., explosivos. 6. Circular Informativa No. CI-5002-082-01 del 10 de Noviembre de 2010, orienta a los Explotadores Aéreos, Expedidores de Mercancías Peligrosas y funcionarios de la Aeronáutica Civil, sobre el procedimiento que deben seguir para el transporte de combustible tipo JET-A1 o combustibles identificados con el número UN 1202, en contenedores móviles con capacidad mayor a 58.1 galones (220 litros), en aeronaves comerciales de transporte de carga con dispensa, cuando dicho transporte sea requerido por la Fuerza Pública o por otras organizaciones o entidades públicas o privadas cuando otros medios de transporte diferentes al aéreo sean imprácticos, inseguros o inexistentes.
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AERODINÁMICA Y PRINCIPIOS DE VUELO:
CONCEPTOS DE AERODINÁMICA. 1. PRINCIPIOS FISICOS DE LA AERODlNÁMICA
AERODINÁMICA: Parte de la física que estudia las reacciones del aire sobre los cuerpos que se mueven en su seno. El concepto de movimiento está sujeto a la relatividad del objeto que se mueve. En el caso de una cometa, si el aire está en movimiento, el muchacho no necesita correr para producir un efecto aerodinámico sobre la cometa. En cambio si el aire está en calma es el muchacho quien deberá correr para producir el mismo efecto.
Esta relatividad de movimiento no produce alteración alguna desde el punto de vista aerodinámico. TODO DEPENDE DE DONDE SE MIRE. Si el punto de referencia es la cometa lo que se mueve es el aire. Si el punto de referencia es el aire lo que se mueve es la cometa. Durante el desarrollo del módulo se hace indispensable recordar algunos conocimientos de física dinámica, para la comprensión de los conceptos a tratar: 1. Leyes de Newton. 2. Masa, Presión, Trabajo, Potencia. 3. Vectores, Momentums, Energía. 4. Atmósfera.
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1.1 LEYES DE NEWTON a. “Todo cuerpo tiende a mantener su velocidad y dirección de movimiento a menos que se le obligue a lo contrario”. Esta ley se conoce como la LEY DE INERCIA. Si un cuerpo se encuentra en reposo, o en movimiento por la ley de inercia este deberá permanecer en ese estado, pero si se le aplican fuerzas que alteren ese estado, el cuerpo creará una fuerza que trata de neutralizar las fuerzas adicionales. b. “La aceleración es directamente proporcional a la fuerza que actúa e inversamente proporcional a la masa inercial del cuerpo sobre el cual actúa la fuerza”. Si un cuerpo no mantiene una velocidad constante es porque es porque está sometido a una fuerza que hace variar su velocidad. A mayor masa se necesita mayor fuerza para mantener su velocidad.
c. “A toda acción se opone una reacción”
Si se ejerce una fuerza sobre una masa, esa masa ejerce una fuerza igual y de sentido contrario al agente de la fuerza.
MASA: Cantidad de materia que contiene un cuerpo independiente de su volumen.
No puede medirse fácilmente, y la única manera de establecerse depende del peso del cuerpo que es influido por la fuerza gravitacional terrestre.
PRESION: Es la fuerza que se ejerce en una determinada unidad de superficie. Si se hablara de presión atmosférica, se referiría a la cantidad de fuerza que ejerce una columna vertical de aire sobre determinada parte de la superficie. Si se habla de otro sistema sería la fuerza aplicada a una determinada superficie. TRABAJO: Es el producto de una fuerza aplicada para mover un cuerpo una determinada distancia.
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POTENCIA: Es el trabajo efectuado en determinada unidad de tiempo. O sea es la fuerza que se efectúa para producir una determinada velocidad. La unidad de potencia se llama Horse Power o caballo de fuerza, que equivale a mover una libra una distancia de 550 pies en un segundo.
VECTOR
ORIGEN MAGNITUD DIRECCIÓN SENTIDO PUNTO DE APLICACIÓN VECTORES: Una fuerza que se ejerce debe tener magnitud, dirección y sentido. expresar físicamente este proceso es con vectores.
La manera de
El Origen nos indica de donde proviene la fuerza. La Magnitud es la cantidad de fuerza. La Dirección es hacia donde se hace la fuerza. El Sentido la comparación con un punto de referencia si se va a producir un movimiento. El Punto de aplicación es el punto donde se concentra la fuerza. Todo vector puede descomponerse en partes, que pueden ser de tipo vertical y horizontal. Esto significaría la acción representativa del efecto que produciría en esas direcciones el vector aplicado. Para sumar vectores se hace preciso seguir un procedimiento trigonométrico. La suma de vectores se llama RESULTANTE y es la diagonal del paralelogramo formado por la componente horizontal y la componente vertical. MOMENTUM: Es el producto de una fuerza multiplicada por su brazo; donde brazo es la distancia entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de una fuerza. Todo momentum debe conducir a un movimiento.
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ENERGIA: Es trabajo acumulado. Por el hecho de efectuar un trabajo (Fuerza por distancia), el cuerpo acumula ese trabajo adquiriendo energía por lo tanto no se crea, solamente se transforma. En aerodinámica son importantes cinco tipos básicos de energía: ENERGIA QUÍMICA ENERGIA CALORIFICA ENERGIA MECANICA ENERGIA CINETICA ENERGIA POTENCIAL.
La energía química es la que contienen compuestos químicos tales como los combustibles utilizados para los motores. La energía calorífica es la que producen los combustibles al arder. La energía Mecánica es la que posee una máquina en movimiento, La energía cinética es la que contiene un cuerpo debido a su velocidad. La energía potencial es la que tiene un cuerpo basado en su altura. Como vimos, algunas leyes físicas merecen recordarse antes de iniciar el estudio de la aerodinámica ya que ella es parte de la física que estudia las reacciones del aire sobre los cuerpos que se mueven en él. El concepto de masa, energía, vector, potencia, trabajo, momentum serán de constante aplicación durante el estudio de la Aerodinámica. DESPLOMES Y BARRENAS Los accidentes atribuidos a desplomes y barreras, han creado un malentendido acerca de estas maniobras. Estas son reacciones normales de la aeronave al uso de los controles por el piloto. Un avión en sí mismo evitará la maniobra, pero si es forzado a ella, se recobrará por sí mismo. Una aeronave se considera en DESPLOME cuando las alas pierden la fuerza de sustentación. Si el avión gira durante la caída, el desplome se convierte en barrena. CAUSAS: Si el desplome es falta de sustentación, debemos analizar la fórmula de magnitud. L = Q/2. Cl. SV2 La densidad atmosférica, varia con la altura, es posible que a determinada altura, la densidad sea muy poca, pero puede compensarse con velocidad. La superficie alar es constante, no afecta el desplome. El coeficiente CL varia con el ángulo de ataque, a mayor ángulo de ataque, CL aumenta hasta un ángulo limite que al sobrepasarlo CL vale cero. Por tanto deducimos:
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a) Que el desplome puede producirse por un ángulo excesivamente grande, o por una velocidad inferior a la mínima de sustentación. b) Que el desplome no se produce en un avión por sí mismo, que se produce por una mala operación de la aeronave por parte del piloto, ya que se produce por factores controlables por él. Un ángulo de ataque excesivo y una velocidad inferior a la mínima de desplome son las causas de que este produzca. Muchos aviones están ahora equipados con dispositivos de alarma de desplome que avisan al piloto la proximidad de un desplome. En aviones que no están equipados con este dispositivo, el instrumento más confiable con que se puede contar para detectar un desplome, es el velocímetro. Excepto en casos de desplome causados por altos factores de carga debidos a vueltas cerradas y subidas abruptas, hay una relación definida entre la velocidad del aire y las condiciones de desplome. En efecto, cualquier buen piloto que vuele un avión con el cual no esté familiarizado, ascenderá a una altura suficiente y aprenderá las características de desplome del avión, en relación con la velocidad del aire indicada. El proceso es exactamente como se muestra en la figura que ilustra el mecanismo de un desplome. Si la velocidad es muy baja, los órganos de mando, no serán efectivos, ya que el movimiento del avión alrededor de cualquier eje es debido a un momentum aerodinámico. La fuerza es la que ejerce el aire en movimiento sobre la superficie de control al punto de referencia (respectivo eje del avión). Si la velocidad es muy poca la fuerza es pequeña y el momentum no es suficiente para producir el respectivo movimiento. Estos órganos de mando pierden eficiencia dependiendo de la cantidad de momentum requerido. Durante un cabeceo, se mueve todo el peso del avión, durante la guiñada ese peso se mueve lateralmente y durante el banqueo, solamente hay que mover las alas. Por tanto durante un desplome, lo primero que pierde eficiencia es el timón de profundidad, luego el timón de dirección y por último los alerones. En el momento en que se sucede el desplome (etapa 3), el piloto notará la velocidad de aire indicada. Esto le dará la velocidad exacta a la cual el avión se desplomara, cuando se aproxime para un aterrizaje. Es también una cifra básica de la cual se pueden computar las velocidades más eficientes para ascensos y planeos. Durante los desplomes de prácticas, si se cierra el acelerador completamente, el motor pudiera pararse, para evitar esto, solo se debe cerrar parcialmente. Los desplomes no intencionales suceden más frecuentemente cuando se está girando. Esto se debe, probablemente a que el avión entrara en desplome a una velocidad mayor al dar una vuelta que en vuelo recto. Estos desplomes pueden no dar ningún aviso y frecuentemente se conviertan en barrenas.
Cuando un avión banquea en un giro, la dirección de la sustentación no es vertical hacia arriba, sino inclinada hacia la horizontal. Así, la fuerza sustentadora desarrollada por las alas jala al avión hacia un lado, así como hacia arriba. Si el avión debe mantener su altitud durante el giro, la porción de la sustentación hacia arriba debe ser adecuada para soportar el peso del avión. Consecuentemente, en un giro la sustentación total desarrollada por el ala debe ser mayor que la cantidad requerida para vuelo recto. La porción de la sustentación total que jala el avión hacia un lado (con referencia al suelo), fuerza el avión a seguir una trayectoria circular. Al hacerlo, opone la fuerza centrífuga. Obviamente, la velocidad mínima requerida para la sustentación para mantener la altitud en vuelo recto, no es suficiente para proporcionar la sustentación en un giro.
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La sustentación extra para el giro debe ser proporcionada por un aumento en la velocidad. Mientras más fuerte sea el banqueo, mayor debe ser la velocidad, esta relación es conocida y permite conocer la velocidad aproximada necesaria para evitar el desplome en un ángulo determinado de banqueo. Un método para conocer la velocidad de desplome aproximada, para cualquier avión en un giro, está dado por la siguiente tabla. Seleccione el número en la columna 2, correspondiente al ángulo de banqueo de la columna 1. Multiplicando ese número por la velocidad normal de desplome del avión, se obtiene la velocidad aproximada de desplome en la vuelta. La columna 3 muestra los resultados de la computación para un avión con velocidad normal de desplome de 50 mph.
Angulo de
factor
Banqueo
velocidad de desplome
20
1.03
52 Kts
30
1.07
54 Kts
40
1.14
57 Kts
50
1.25
62 Kts
60
1.41
71 Kts
70
1.71
85 Kts
80
2.40
120 Kts
Se debe notar que la velocidad de desplome aumenta rápidamente a medida que el ángulo de banqueo se acerca a la vertical. A 90°, la sustentación de las alas actúa horizontalmente y no hay sustentación vertical para mantener la altura en un giro, excepto momentáneamente. La tabla anterior muestra el principio de las velocidades de desplome aumentadas en los giros, pero no es completamente confiable como guía, debido a que los pilotos muy pocas veces se dan cuenta del ángulo exacto de banqueo. Además, los deslizamientos, derrapes, condiciones de vientos fuertes y un manejo abrupto de los controles, producirán desplomes aún a una velocidad por encima de la calculada. E1 piloto debe entonces suplementar el conocimiento obtenido por la tabla, “sintiendo” su avión: la actitud de la nariz, el sonido del motor, la manera de responder de los controles y especialmente la cantidad de presión ejercida en el control del elevador. RECUPERACIÓN DE DESPLOME
La prevención de un desplome, o la recuperación, puede hacerse siempre dejando de aplicar presión hacia atrás en el control del elevador, o moviendo el bastón ligeramente hacia adelante. La adición de potencia también servirá. En un giro, un desplome puede ser impedido nivelando las alas, cuando ocurra un desplome a baja altitud, un piloto debe evitar su reacción normal de jalar el control del elevador. Debe reducir el ángulo de ataque y aumentar la potencia inmediatamente.
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Desafortunadamente, generalmente los desplomes inadvertidos ocurren a altitudes muy bajas para recobrarse. La estabilidad longitudinal se obtiene con el estabilizador horizontal alrededor del eje lateral. La estabilidad direccional se obtiene con el estabilizador vertical y el ángulo de flechamiento alrededor del eje vertical. La estabilidad lateral se obtiene con el estabilizador horizontal, el vertical y con alrededor del eje longitudinal.
el ángulo Diedro
NOCIONES DE PESO Y BALANCE.
PESO Y BALANCE Las instrucciones para los cálculos de peso y balance están establecidos en el Manual de Vuelo de cada aeronaves – AFM. En el Manual de General de Operaciones de SATENA se encuentra el formato de “Manifiesto de Peso y Balance” que incluye una gráfica que facilita la determinación del Centro de Gravedad.
a. Cada vez que sea requerido por ingeniería o políticas de la Empresa. b. Cuando se efectúen alteraciones, modificaciones de configuración sustancial y sea necesario verificar el peso del avión.
c. Cada 3 años cuando no ha ocurrido nada de lo anterior.
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(*) PESO POR PASAJERO
EMBRAER 145 LR
EP
Hombres
175 Lb
80 Kl
Mujeres
143 Lb
65 Kl
77 Lb
35 Kl
Niños
EMBRAER 170 Hombres
80 Kl
Mujeres
65 Kl
Niños
35 Kl
(*) Peso establecido sin equipaje
PESO Y BALANCE Con la información que se recibe de los tráficos, carga y equipajes, se determina el tanqueo de la aeronave y se elabora el respectivo Manifiesto de Peso y Balance acompañado por la Autorización de vuelo respectiva. El manifiesto de peso y balance debe tener anexado los reportes meteorológicos y pronósticos del tiempo de los aeropuertos de origen, destino, alterno y ruta. El piloto al mando debe llevar los originales o copias firmadas del manifiesto de peso y balance y el plan de vuelo. METEOROLOGÍA AERONÁUTICA:
1. Fenómenos meteorológicos. 2. Afectaciones de las condiciones meteorológicas a la operación. 3. Identificación de condiciones meteorológicas potencialmente peligrosas y la forma de evitarlas. 4.
Altimetría e interpretación de reportes meteorológicos.
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INTRODUCCIÓN EL CLIMA. El clima se refiere a las condiciones del tiempo que existen en diferentes sitios a través del año. El clima de Bogotá es diferente al clima de Barranquilla. El clima de Barranquilla es caliente durante todo el año. El clima de Bogotá es frío y presenta cambios significativos durante el año, y en otras oportunidades, durante el mismo día.
LAS CONDICIONES DEL TIEMPO El proceso de evaporación ocurre cuando el sol calienta las aguas de la tierra. El sol calienta los océanos, los ríos, los lagos, y los estanques. El agua caliente se transforma en vapor. No podemos ver el vapor. El vapor se eleva por el cielo y se enfría cada vez más. El vapor que se encuentra lo suficientemente frío se convierte en gotas de agua. Las gotas de agua forman nubes. Las nubes aumentan de peso. Cae lluvia o nieve de las nubes pesadas. Cae nieve si la temperatura del aire es fría. Cae lluvia si la temperatura del aire es tibia. La lluvia, la nieve, el viento, el calor, y el frío son todas condiciones del tiempo. Las condiciones del tiempo pueden cambiar durante el día. Por la mañana, puede estar lloviendo. Por la tarde, puede estar soleado. El tiempo también cambia de un lugar a otro.
CLASES DE NUBES Se puede definir una nube como un determinado volumen de aire en el que se encuentra vapor de agua condensado o sublimado, es decir, en forma de gotas diminutas de agua o cristales de hielo. De este modo, la nube resulta visible, propiedad que no posee el vapor de agua que la forma. El vapor necesario para la formación de la nube se obtiene de los frecuentes cambios de estado del agua. Mediante el proceso de la evaporación, parte de agua de los océanos. Lagos, ríos, plantas, etc. Pasa a convertirse en vapor. Igualmente, por medio de la sublimación, la nieve caída, la existente en los glaciares, etc., pasa directamente a vapor. Como estos procesos se están realizando continuamente, tendremos asegurada la alimentación necesaria de vapor de agua a la atmósfera. NÚCLEOS DE CONDENSACIÓN. Para que se forme una nube no solamente necesitamos vapor de agua que se condense se sublime, sino que precisamos también la existencia de los llamamos núcleos de condensación. Son estos núcleos unas partículas sólidas, microscópicas, 22
en suspensión en la atmósfera. Que proporcionan superficies a las que las moléculas de agua pueden adherirse para así constituir la nube. Estas partículas proceden de la evaporación del agua del mar o de restos de combustiones y existen infinidad de ellas en toda la Troposfera. Por otra parte, estos núcleos son higroscópicos pues poseen la propiedad de absorber o atraer sobre su superficie a las moléculas de agua. El diámetro de estas partículas pueden ser tan pequeño como una micra 0.001 mm). En un aire puro, en el que no existen estos núcleos, sería imposible la formación de una nube. Estas condiciones d pureza del aire no se presentan nunca en el aire atmosférico, existiendo siempre los suficientes núcleos de condensación para que la nube se pueda formar. NIVEL DE CONDENSACIÓN. Cuando, por cualquier causa, una masa de aire húmedo asciende, va perdiendo temperatura acercándose ésta al valor de la del punto del rocío. Cuando la masa de aire ascendente, que sigue enfriándose, alcanza una cierta altitud, su temperatura se hace igual a la del punto de rocío, momento a partir del cual comienza a condensarse. A esa altitud o nivel en la que tiene lugar este fenómeno, se le denomina nivel de condensación (Figura - 1).
Nivel de Condensa Masa del aire ascendiendo y FIG. -1- NIVEL DE ONDENSACIÓN
A simple vista, en ciertos tipos de nubes, se puede observar donde comienza el nivel de condensación. Esta circunstancia se aprecia claramente porque la base de la nube aparece groseramente plana marcando la altitud a la cual el vapor de agua se ha convertido en gotas de agua o de hielo. El nivel de condensación se puede determinar por medio del diagrama (por ejemplo, el de Stiive), o bien, valiéndonos de una fórmula que existe al efecto. 23
FORMACIÓN DE LAS NUBES. Podemos afirmar que, por lo general, se forma una nube cuando una masa de aire húmedo se enfría hasta conseguir la saturación y posterior condensación. Por tanto, para que se forme una nube, precisamos de las siguientes condiciones: 1. masa de aire húmedo. 2. Enfriamiento 3. Existencia de núcleos de condensación. El enfriamiento de una masa de aire se puede conseguir por muchos procedimientos, entre los cuales citaremos como más importantes los siguientes: a) b) c) d) e)
Convección Ascenso orográfico Advección Turbulencia Frentes
a). Nubes convectivas Ya hemos visto que, a causa de la desigualdad de absorción de calor solar por la superficie terrestre, se forman sobre la tierra corrientes verticales ascendente y supongamos que posee un cierto grado de humedad. A medida que la masa de aire va ganando altitud, va perdiendo temperatura, debido al ambiente. Solo en pequeñísima proporción, ya que el enfriamiento se debe a una expansión adiabática. Cuando alcance el nivel de condensación, el vapor de agua se convertirá en gotas de agua o cristales de hielo, siendo esta formación (agua o hielo) dependiente de la temperatura que adquiera la masa de aire (Fig.-2).
FIG.-2 – FORMACIÓN DE NUBES POR CONVECCIÓN 24
Estas nubes así formadas se las conoce con el nombre de Cúmulos o de desarrollo vertical. Esta última denominación se debe a que la masa de aire se eleva continuamente hasta que su propia temperatura se iguala con la del aire adyacente. En el seno de este tipo de nubes es donde, con entera seguridad, encontraremos turbulencia, variando el grado de ésta de acuerdo con el tipo de desarrollo vertical de la nube considerada. En las grandes formaciones de este tipo (Cumulo-nimbus), las corrientes verticales pueden ser muy violentas, dando lugar a turbulencia fuerte. b). Nubes orográficas.
FIG. -3 FORMACIÓN DE NUBES POR ASCENSO OROGRAFICO
Nivel de Condensación
Aire húmedo ascendiendo Y enfriándose
Son aquellas que se forman en las crestas de las montañas y son muy frecuentes en las zonas montañosas de mucha elevación. La pendiente del terreno obliga a una masa de aire en movimiento a ganar altura. Si este aire ascendente posee un grado de humedad adecuado y, si coincide que al llegar a la cumbre alcanza el punto de rocío, se formará una nube justamente en la cima de la montaña. Si esta es muy alta, puede ocurrir que antes de llegar a la cima se alcance el nivel de condensación con lo que la nube se formará antes de alcanzar la cresta (Figura-3). c). Nubes de Advección. El enfriamiento y condensación de una masa de aire, puede tener lugar también por Advección. Cuando una más de aire caliente y húmedo se traslada sobre otra de aire frío, aquel comenzará a enfriarse, tanto más rápido cuando mayor sea la diferencia de temperatura entre las dos masas. Si la masa de aire más caliente posee una cantidad suficiente de humedad, habrá condensación, dando lugar a la aparición de una nube 25
de Advección. Este tipo de nubes así formado, responde a la denominación de Stratus (Figura-4). FIG.-4 FORMACIÓN DE NUBES POR ADVECCIÓN
d). Nubes formadas por turbulencia. La fricción entre una masa de aire en movimiento y la superficie terrestre, es una de las causas de la turbulencia. Cuando mayor sea el viento y más accidentado el terreno, mayor será la turbulencia y la altura que ésta alcanza. Si suponemos un viento de intensidad media (20 nudos), la turbulencia que se forma no se suele extender más allá de los 2000 pies de altitud. Si el aire turbulento que asciende está lo suficientemente húmedo y si en la ascendencia se enfría lo necesario para alcanzar el punto de rocío, se formarán nubes en la extensión que abarque la turbulencia y a una altura visiblemente uniforme (los 2.000 pies o la altura que alcance la turbulencia). Figura -5.
AIRE NO TURBULENTO
FIG.-5 FORMACIÓN DE NUBES POR TURBULENCIA
Este tipo de nubes así formado tiene la apariencia de una capa o estrato por lo que se conocen con el nombre latino de stratus. No siempre se presenta este tipo de nube, sino que, dependiendo del tipo de turbulencia, aparecen otras variedades. La más corriente es la llamada strato-cúmulos, que tiene la apariencia de la arena ondulada de las playas siendo su color marcadamente blanco. Generalmente, la nube turbulenta no suele ser muy gruesa y como mucho, alcanza unos 3.000 pies de espesor. En este tipo de nubes, no suele existir turbulencia y si la hay, suele ser de muy pequeña intensidad. e). Nubes frontales. Cuando una masa de aire frío de mucha actividad, avanza y se encuentra a su paso otra de aire caliente de menor actividad, ocurre que el aire caliente se ve obligado a ascender, formando con esta ascendencia nubes de desarrollo vertical (cúmulos y cumulonimbus). Figura 6A. En el caso descrito, estamos ante la presencia de un frente frío., que se estudiará con mayor en el módulo Fenómenos de tiempo Presente. 26
AIRE CALIENTE
AIRE FRÍO FIG.-6A FORMACION DE NUBES POR PRESENCIA DE FRENTES
Puede ocurrir también que sea la masa de aire caliente la que avance, alcanzando a una masa de aire frío que se retira. Ahora, el aire caliente, por su menor densidad, se ve obligado a ascender sobre el frío. Al rozarse ambas masas de aire (Advección), la caliente se va enfriando gradualmente hasta alcanzar el punto de rocío, dando comienzo la condensación con lo que aparecen nubes de tipo stratus sobre una gran extensión, marcando la separación entre las dos masas de aire ( Figura –6B).
AIRE FRIO
FIG.-6B FORMACION DE NUBES POR PRESENCIA DE FRENTES
COMPOSICIÓN DE LAS NUBES.
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No hay duda de que la composición de una nube dependerá de la temperatura que reine a la altitud en que la nube se encuentre. Normalmente, si la temperatura está por debajo de 0° C, su constitución básica será de agujas o cristales de hielo. Caso de estar a una temperatura mayor de 0° C, será de gotas pequeñísimas de agua. Por tanto, una nube podrá estar formada por: Hielo y agua. Hielo. Agua. Existe una variedad infinita de nubes pero, de todas ellas, estudiaremos preferentemente las diez mencionadas, que son las que precisa un observado normal para poder confeccionar una información meteorológica. DESCRIPCION DE LOS GENEROS PRINCIPALES DE NUBES.
CIRRUS Tienen la apariencia de algodón deshilachado o de pluma de aves y son generalmente de un color blanco intenso. Por la altura a que se hallan, están formadas por agujas o cristales de hielo. Generalmente, no son muy opacas y dejan pasar los rayos del sol.
CIRRU-CUMULOS Es de rara formación y aparecen agrupadas en pequeños copos o masas globulares formando grupos de líneas. Al igual que los Cirrus están compuestas por cristales de hielo. Se presentan también en bancos que tienen la forma de lentejas o almendras, a menudo muy alargadas y con bordes bien delimitados. Estas nubes son siempre lo suficientemente transparentes para dejar ver el sol o la luna.
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CIRRU-STRATUS
Semejan un velo blanquecino que no tiene la suficiente consistencia como para impedir ver el sol o la luna. Al igual que las anteriores, también están constituidas por cristales de hielo. Con este tipo de nubes aparece generalmente el fenómeno conocido por halo (fenómeno óptico causado por la existencia de cristales de hielo en la atmósfera semeja un anillo que rodea al sol o la Luna). ALTO-CUMULUS Banco de nubes blancas o grises que poseen sobras propias. En su mayor parte, están constituidas por gotas de agua. No dejan pasar ni los rayos ni la silueta del sol. Este tipo de nubes se presentan también en forma de capas compuestas de estrechas masas globulares, aunque generalmente están distribuidas en líneas o en ondas siguiendo una o dos direcciones. ALTOS STRATUS.
Capa nubosa grisácea o azulada de aspecto estriado o fibroso que presenta algunas capas delgadas por las que se puede ver el sol. Son parecidas a los cirro –stratus, con la diferencia de que en los alto-stratus no aparecen halos. Están constituidas principalmente por gotas de agua, aunque también contienen cristales de hielo. Este tipo de nube se presenta en forma decapa de gran extensión horizontal (varios centenares de kilómetros), siendo su dimensión vertical de hasta varios miles de metros. son nubes que producen precipitaciones de carácter continuo. STRATUS Nubes dispuestas en capas que poseen una base uniforme de color generalmente gris. Están constituidas casi siempre por gotas de agua, aunque si existen muy bajas temperaturas, pueden estar constituidas por cristales de hielo. Produce llovizna. 29
y
STRATO – CUMULUS Especie compuesta de stratus y cumulus que se presentan en capas de nubes grises o blanquecinas con ondulaciones largas y paralelas. Están constituidas por gotas de agua. La capa de strato – cumulus no presenta generalmente orificios para ver el sol a su través. La transparencia de este tipo de nubes varia en grandes proporciones. Originan precipitaciones que son por lo general débiles.
NIMBO STRATUS
Capa nubosa gris, sombría, que oculta completamente al sol y que es la más característica de las precipitaciones continuas. Se diferencia del stratus por su color más oscuro. CUMULUS La forma más característica, posee base plana y perfiles redondeados, semejantes a una coliflor. Su color es blanco brillante y se aprecia claramente su desarrollo vertical. Están constituidas por gotas de agua, aunque si se hallan sobre una zona con temperatura inferior a cero grados, pueden aparecer cristales de hielo. CUMULO-NIMBUS Esta es la nube típica del chubasco. Su desarrollo vertical es muy acusado, alcanzando altitudes de hasta más de 50.000 pies. Producen chubascos fuertes, granizo y aparato eléctrico (rayos y truenos), y su presencia nos indica claramente una fuerte inestabilidad en la atmósfera. La base de esta nube suele ser muy obscura (gris plomizo). 30
Debido a su fuerte convección, la parte superior se deshilacha, apareciendo una formación característica de “yunque”, de aspecto fibroso y que determina el comienzo de la destrucción de este tipo de nube. ALTURA DE LAS NUBES. Por su altura, se clasifican en. Altas, medias, bajas y de desarrollo vertical. Tipo
Altas
Medias
Bajas
De vertical
Altura de la base
Nombre
Más de 20.000 pies CIRRUS
Abreviaturas
Ci
CIRRO-CUMULUS
Cc
CIRRO-STRATUS
Cs
De 6.500 a 20.000 ALTO-CUMULUS pies ALTO-STRATUS
Ac
Desde cerca suelo hasta 6.500 pies
St
del STRATUS los STRATO-CUMULUS
As
Sc
NIMBO-STRATUS
Ns
desarrollo Desde cerca del CUMULUS suelo hasta los 50.000 pies o más CUMULO-NIMBUS
Cu
31
Cb
ESPECIES DE NUBES. Con la descripción de los diez géneros anteriores, no hemos hecho más que definir las formas simples. Ahora bien, estos tipos no se suelen presentar en toda su pureza, sino que existen dentro de cada uno ciertas variantes o especies. Con esta división de las nubes en especies, ampliamos un grado más en su definición, pero insistamos en que el observador normal únicamente tiene que diferenciar los diez géneros principales.
A continuación citaremos algunas de ellas: Fibratus, nubes separadas o velo nuboso muy delgado. Uncinus, Cirrus en forma de comas.Castellatus, presentan protuberancias en forma de torrecillas. Nebulosus, con aspecto de capa o velo sin detalles definidos.Lenticularis, en forma de lentejas muy alargada y con contornos definidos.Fractus, en forma de jirones.Humilis, se aplica a los cúmulos de poco desarrollo vertical.Congestus, cúmulos con protuberancias muy marcadas.Calvus, son cúmulo-nimbus en los que algunas protuberancias de su parte alta han perdido sus contornos característicos, etc.
NUBOSIDAD TOTAL Y NUBOSIDAD PARCIAL. Con el primer término (nubosidad total), expresaremos la parte del cielo que está cubierto de nubes, sin distinguir el género o especie existente. Se indica en oktas u octavos, con lo que se supone al cielo dividido en ocho partes. Así, si decimos nubosidad total de 8 oktas, queremos significar que de las ocho partes en que, mentalmente, hemos dividido el cielo, todas ellas están cubiertas de nubes. Si decimos 4 oktas, se interpretará que de las 8 partes, la mitad (4), está cubierta de nubes. Con el segundo término (nubosidad parcial), expresaremos la parte del cielo que está cubierto con un tipo determinado de nubes. 32
En las cartas meteorológicas de superficie, se representa la nubosidad (cantidad de nubes), tomando como referencia el cielo como el total de una circunferencia, y esta, a medida del incremento de la nubosidad en oktas, se va fraccionando, como se indica a continuación:
Despejado
Totalmente Cubierto
El cielo se distribuye en 8 oktas, que usted podrá fraccionar fácilmente de acuerdo con la siguiente tabla:
1/8 Cubierto 2/8 Cubierto 3/8 Cubierto 4/8 Cubierto 5/8 Cubierto 6/8 Cubierto 7/8 Cubierto
SÍMBOLOS DE LAS NUBES. Para representar las nubes en las cartas meteorológicas, nos valemos de símbolos utilizados internacionalmente, y que podrán ser consultadas en los formularios AIREP (Air Report). EXPLICACIÓN DE LOS SÍMBOLOS ALTAS. 1. Cirrus fibratus. Nubes finas y en forma de filamentos que no aumentan de tamaño. 2. Cirrus spisatus. Cirrus densos en bancos. 3. Cirrus spisatus cumulonimbogenitus. Cirrus densos que proceden de Cb. 33
4. Cirrus uncinus. Cirrus en forma de gancho. 5. Cirrus o Cirro-stratus en bandas que no sobrepasan los 45° sobre el horizonte. 6. Cirrus o Cirro –stratus, que sobrepasan los 45° de elevación sobre el horizonte. 7. Velo de Cirro-stratus que cubre todo el cielo. 8. Velo de Cirro –stratus que no cubre todo el cielo. 9. Cirro-cumulus. MEDIAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Alto-stratus translúcidos. No hay halo. Alto-stratus opacus o Nimbo-stratus. Alto-cumulus translucidus. Alto-cumulus translucidus en bancos (en forma de lentejas y transformándose continuamente). Alto-cumulus translucidus en bandas. Están dispuestos en una capa que va cubriendo progresivamente el cielo. altocumulus cumulogenitus. Formados de Cúmulus. Alto-cumulus duplicatus. Dispuestos en capa doble que, por lo general, es muy densa y no tiene tendencia a aumentar. Alto-cumulus castellatus. Pequeños alto-cumulus con forma de cúmulus y con apariencia de torre. Cielo cáotico, con alto- cúmulus asociados a bancos de Cirrus.
BAJAS 1. cúmulus humilis o Cúmulus Fractus. Los primeros son de débil desarrollo vertical, semejando estar aplastados. Son las nubes típicas de buen tiempo. 2. Cúmulus Mediocris o Cúmulus Congentus. Cúmulus con un desarrollo vertical medio. 3. cumulo nimbus calvus, que ya quedó explicado anteriormente. 4. Strato- cúmulus cumulogenitus. Capa o banco de nubes procedente del desmonte de cúmulus. 5. Strato cúmulus ordinarios. 6. Stratus Nebulosus o Stratus Fractus. 7. Stratus Fractus o Cúmulus Fractus. 8. Cúmulus y Strato-cumulos ordinarios. 9. Cumulo-nimbus Capillatus. Cumulo-nimbos en forma de yunque. NIEBLA. La niebla, al igual que las nubes, es el resultado de la condensación del vapor de agua atmosférico. Para que se produzca niebla, es preciso que el cambio de estado se verifique al nivel del suelo. El efecto inmediato que éste fenómeno produce es una considerable reducción en la visibilidad. 34
Normalmente, las partículas que constituyen la niebla son gotas muy pequeñas de agua; sin embargo, en los polos, cuando las temperaturas son inferiores a –20° C., las partículas citadas pueden pasar a ser cristales de hielo. Para que se forme niebla, se precisa de la ausencia de viento, ya que si lo hubiere, la disiparía, tanto más rápidamente cuando mayor sea su intensidad. Por tanto, la niebla se da en condiciones de viento en calma o con ligeras brisas. Se sabe que para que la condensación tenga lugar, la masa de aire de que se trate, tiene que adquirir una humedad relativa del 100%, o lo que es lo mismo, que su temperatura sea igual a la del punto de rocío. Par llegar al 100% de humedad, es preciso se haya realizado uno de los procesos siguientes: 1. Enfriamiento de la masa de aire. 2. Incorporación de vapor de agua dentro de la masa de aire considerada. En los epígrafes siguientes, se explican los diferentes modos de que la naturaleza se sirve para formar la niebla. NIEBLA DE ADVECCIÓN Cuando un aire húmedo pasa sobre una superficie que está más fría, se forma niebla de advección . El aire húmedo, en contacto con la superficie fría, pierde calor hasta llegar su temperatura a la del punto de rocío, momento en el cual se produce la condensación y, por tanto, la niebla. Su formación es muy frecuente sobre la mar y en el litoral y es compatible con el viento. NIEBLA DE IRRADIACIÓN Durante la noche o de madrugada, el aire que está en contacto con el suelo, se enfría por irradiación. El enfriamiento del aire hace que éste alcance el punto de rocío, teniendo lugar la condensación. La humedad que se extrae del aire se deposita en las plantas en forma de rocío. Se comprende fácilmente que son circunstancias favorables para la formación de este tipo de niebla, las siguientes condiciones:
1. Elevada humedad relativa, de tal modo que se precise poco enfriamiento para alcanzar el punto de rocío. 2. ausencia de nubes que permitan la irradiación de la superficie terrestre. 3. Poco viento (máximo 8 nudos).
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Este tipo de niebla se da preferentemente sobre tierra, donde la diferencia de temperatura del día a la noche es más acusada, siendo el otoño y el invierno las estaciones más propicias. La niebla puede permanecer mientras persistan las condiciones que la formaron; por tanto, normalmente desaparecen al orto del sol o pocas horas después. NIEBLA DE VAPOR. También se conocen bajo el nombre de “nieblas fumantes” o “nieblas árticas” y aparecen cuando un aire frío discurre sobre aguas mucho más calientes. A diferencia con la niebla de advección, este tipo no debe su formación al enfriamiento y posterior condensación de la masa de aire, sino que simplemente se trata de la adicción de humedad al aire en movimiento, proviniendo esta humedad de la evaporación de las aguas calientes. NIEBLA FRONTAL. Este tipo se origina cuando una lluvia que cae procedente de una capa relativamente caliente, atraviesa una zona en que la temperatura es mucho más baja que la de su lugar de origen. Se produce entonces una evaporación de las gotas de lluvia en el seno del aire frío, alcanzándose después la saturación, con lo que se ha formado la niebla. Por supuesto que, loa capa de aire frío tiene que estar al nivel del suelo, para que se forme la niebla. Se llaman frontales por formarse generalmente delante de un frente caliente. NIEBLA OROGRAFICA. Se forma este tipo de niebla cuando un aire húmedo se ve obligado a ascender por la ladera de una montaña, enfriándose por expansión y alcanzando la saturación. También esta niebla es compatible con el viento.
NIEBLAS DE MEZCLA. Se originan cuando dos tipos de aire de diferentes características térmicas entran en contacto. En general, el proceso de formación tiene lugar a base de que la masa que posee humedad se enfríe hasta alcanzar la saturación. La niebla se asienta principalmente en la zona de contacto de ambas masas de aire. NEBLINA. El proceso de formación es idéntico al de la niebla, existiendo la diferencia de que en la neblina no se manifiesta el fenómeno de la condensación en toda su plenitud y la opacidad del aire es menos intensa que en la niebla. 36
Para que se considere neblina, la visibilidad tiene que ser mayor de 1Km. PLUVIOGRAFO
Los pluviógrafos o pluviómetros totalizadores son actualmente los más empleados. Poseen un sistema que vacía automáticamente el depósito y registra sobre un gráfico el total de precipitación obtenido. Un instrumento similar a los anteriores, nivómetro, mide la cantidad de agua de fusión de la nieve caída.
llamado
MEDIDA DE LA NUBOSIDAD. Se denomina “techo” de nubes (O.A.C.I), a la altura sobre el suelo a que se encuentra suspendida la capa inferior de aquellas y que cubre más de la mitad del cielo. En la definición se ve que el techo no se mide sobre el nivel del mar, a no ser, claro está, que el terreno se halle a ese nivel. En Aviación, es de importancia capital el conocimiento del techo de nubes, ya que en ello se basa el establecimiento de los mínimos meteorológicos para el aterrizaje. Por supuesto, las nubes que preferentemente interesarán, serán aquéllas que se hallen por debajo de los 20.000 pies, pues las más altas no afectan, en lo que respecta a la visibilidad, durante la aproximación final a un aeropuerto. Existen varios métodos para determinar el techo. El más generalizado es la observación visual por personas especializadas, lo que requiere una gran práctica. También se puede calcular de la forma siguiente: se suelta un globo cuya velocidad ascensional es conocida. El tiempo que éste tarda en desaparecer dentro de la nube, multiplicado por su velocidad ascensional, nos dará el techo. Para poder utilizar durante la noche este procedimiento, se puede adosar una pequeña luz al globo para hacerlo observable. Este procedimiento no lo podremos llevar a cabo cuando exista viento fuerte o lluvia. Para medir la base de las nubes, los meteorólogos se apoyan en el instrumento llamado CICLÓMETRO, que consiste en un proyector, un detector y un indicador.
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NAVEGACIÓN AERONAUTICA:
1. Principios generales. 2. Navegación visual y por instrumentos. 3. Navegación a estima. 4. Navegación apoyada en GPS.
INSTRUMENTOS y AVIÓNICA Las primeras aeronaves diseñadas por el hombre eran maquinas sencillas, que debido a sus características, solo permitían un control simple de sus movimientos y la posición de esta respecto al terreno solo se podía llevar a cabo con referencia visual. A medida que la tecnología y el desarrollo aeronáutico permitió la construcción de aeronaves más complejas, surgió la necesidad de diseñar dentro de la aeronave instrumentos que permitieran el control de funcionamiento de los motores y también una referencia de posición espacial, control de comportamiento y actitud de la 38
aeronave sin la necesidad de mirar hacia fuera, eliminando la necesitad de observación del exterior lo cual es imposible en condiciones de mal tiempo y oscuridad. En la actualidad una aeronave cuenta con diferentes tipos de indicadores (Instrumentos) que permiten el monitoreo y control de los sistemas, del vuelo y de la navegación. Si clasificamos entonces los instrumentos de acuerdo a su utilidad encontraríamos cuatro grupos principales de instrumentos: Instrumentos del Motor: Permiten el control de la planta motriz.
Algunos de ellos son: Tacómetro (RPM) Presión de Admisión (MP) Control de temperatura Control de Aceite Control de Combustible Amperímetros, etc.
a. Instrumentos de Vuelo: Permiten el control de Actitud y comportamiento de la aeronave. Son seis: Velocímetro (Air Speed) Altímetro Indicador de Velocidad Vertical (VSI) Horizonte Artificial Indicador de Rumbo 39
Indicador de Virajes
b. Instrumentos de Navegación: Permiten el control de la posición geográfica de la aeronave por medio de radio ayudas en tierra, en el espacio o por medios autónomos. Algunos de ellos son: Buscador Automático de Dirección (ADF) Radiofaro Direccional de muy alta frecuencia (VOR) Indicador Radio magnético (RMI) Indicador de Situación Horizontal (HSI) Sistema de Posicionamiento Global (GPS), etc.
c. Instrumentos Misceláneos: Son aquellos otros instrumentos que controlan los demás sistemas de la aeronave y que no están incluidos en los anteriores grupos, entre ellos encontramos: Indicadores de presión Hidráulica, Presiones Neumáticas, Oxigeno, Reloj, etc. En este Módulo trataremos el grupo correspondiente a los instrumentos de vuelo. Estos se dividen en dos Sistemas: a. Sistema Pitotstático 40
b. Sistema Giroscópico A. SISTEMA PITOT STÁTICO Este sistema funciona en base al tubo de PITOT que compara Presión Estática y Dinámica. La presión Estática es la presión que tiene la atmósfera en el punto donde se encuentra la aeronave y la presión Dinámica es la presión de impacto producida por el movimiento de la aeronave.
Los instrumentos que funcionan con este sistema son: Velocímetro, Altímetro e Indicador de Velocidad Vertical. VELOCÍMETRO
La función del Velocímetro AIRSPEED (también llamado Anemómetro) es medir la velocidad de la aeronave en relación a la masa de aire en que se desplaza o la velocidad del aire en movimiento. El velocímetro es un Manómetro diferencial muy sensible que mide la diferencia entre la presión Estática y la presión Dinámica. El movimiento del Tubo Pitot a través del aire crea una presión de impacto llamada presión Dinámica.
El Velocímetro está calibrado de acuerdo a las condiciones de la “Atmósfera Tipo” al nivel del mar. La velocidad indicada por un Velocímetro que no tenga error instrumental ni de posición o de instalación solamente será igual a la velocidad verdadera (TAS) de la 41
aeronave cuando esta vuele al nivel del mar (MSL) en condiciones estándar o a cualquier nivel con tal que en el la presión sea 29,92 pulgadas de Mercurio o 1.013,2 milibares y la temperatura +15°C. La presión Dinámica va del tubo pitot al interior de un diafragma que se encuentra en el interior de la caja del instrumento. La presión Estática obtenida de las tomas estáticas, va al exterior del diafragma pero al interior de la caja del instrumento. De forma mecánica el instrumento compara las dos presiones permitiendo que el diafragma se expanda o contraiga; por un sistema de palancas y engranajes es conectado a una manecilla indicadora que sobre una carátula indicará en la escala dibujada aumento o disminución de la Velocidad Indicada (IAS).
Siempre que la aeronave esté en vuelo la presión Dinámica será mayor que la presión Estática; por esta razón el diafragma se expande, pues siendo muy flexible, y habiendo en el interior una presión mayor que en su exterior, aumentará el volumen en proporción directa a la diferencia de presiones. La carátula del instrumento está diseñada con una escala de velocidad en Nudos (Knots) y muestra unas marcas en colores que tienen un significado especial:
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ALTÍMETRO La función del Altímetro es medir la distancia vertical desde la aeronave hasta un punto de referencia (Isobara) obteniendo por tanto las lecturas de Elevación, Altura, Altitud y Nivel de Vuelo. En su parte interna el instrumento tiene un juego de aneroides o diafragmas a los cuales llega directamente la Presión Estática o atmosférica desde las tomas de estática del exterior del avión. Los diafragmas se expanden o contraen a medida que la presión Estática aumenta o disminuye. La presión interna del instrumento es de una atmósfera estándar cuando en la ventanilla de Kollsman aparece la lectura de 29,92 pulgadas de mercurio. Si aparece en la ventanilla de Kollsman una lectura diferente, la presión interna del instrumento será la equivalente a dicha presión. La lectura del instrumento será la distancia vertical desde la aeronave hasta la isobara que aparece en dicha ventanilla. Este sistema de medición será tratado con más amplitud en el Módulo de “Altimetría”. El Altímetro en si consta de las siguientes partes: a. Una carátula marcada con los números de 1 a 0 en diez unidades. Entre números hay cinco líneas menores. b. Tres agujas: La más larga indica cien pies por cada número. La mediana indica mil pies por cada número. La más pequeña conectada a un indicador en forma de triángulo indica diez mil pies por cada número. c. Una perilla y una ventanilla para ajuste de la presión de referencia.
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¿Qué lectura presentan los siguientes altímetros?
________________________
____________________ _____________________
INDICADOR DE VELOCIDAD VERTICAL También llamado Variómetro o Climb, el VSI es un instrumento que indica la velocidad con que se asciende o se desciende, y se expresa en pies por minuto. Esta velocidad es llamada régimen o rata de ascenso o descenso. Es en sí un manómetro diferencial muy sensible constituido básicamente por una caja hermética dentro de la cual hay una cápsula flexible o diafragma, un tubo capilar, un sistema de transmisión y la manecilla indicadora. La presión atmosférica entra a través de la toma estática siguiendo por un tubo que se bifurca, tomando una parte hacia el diafragma y la otra hacia el tubo capilar, este tubo produce un efecto de retardo en el paso de la presión; esta presión retardada llega al interior de la caja del instrumento.
Cuando el avión desciende, va encontrando presiones mayores. Estas presiones llegan inmediatamente hasta el interior del diafragma, no así al interior de la caja del instrumento debido al efecto de retardo del tubo capilar. Mientras dure el descenso y por unos segundos más, la presión que existe en el interior del diafragma 44
es mayor que la presión que actúa sobre el diafragma de afuera hacia adentro en el interior del instrumento, dando por resultado que el diafragma se expanda. Esta expansión es directamente proporcional a la velocidad vertical o régimen de descenso. En el ascenso sucede exactamente lo contrario. Poco tiempo después de nivelar el avión, se igualarán las presiones interna y externa del diafragma y la manecilla regresará a cero. Las indicaciones del instrumento son fidedignas en atmósfera en calma. En aire turbulento sus indicaciones son erróneas.
B. SISTEMA GIROSCÓPICO Este sistema funciona en base a GIRÓSCOPOS que son dispositivos que debido a su construcción e inercia de giro mantienen una posición espacial, sirviendo como plano de referencia para la guía en el control de actitud. La construcción de un giróscopo básico es la siguiente: 1. Se utiliza una rueda de construcción metálica, con el fin de que por su masa mantenga una alta inercia de giro alrededor de su eje. 2. Al eje de la rueda se le coloca un marco o aro que gire frontalmente sin afectar el plano de rotación que en este caso es vertical. 3. Adicionando un segundo marco o aro anclado de la parte superior del anterior, se consigue también girar horizontalmente sin afectar el plano de rotación. 4. Un tercer marco descompondrá aún más el momentum que pueda llagar al eje del giróscopo permitiendo una mayor libertad de movimiento exterior sin afectar el plano de giro de la rueda (Giróscopo) 5.
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Cuando el giróscopo no está en rotación, cualquier movimiento de los aros exteriores afectara su posición en el espacio, pero, cuando el giróscopo ha alcanzado altas revoluciones, mantendrá su plano de rotación debido a su inercia de giro, a este efecto físico le denominamos “Rigidez Espacial”.
Ahora, ¿Cómo conseguimos hacer rotar el giróscopo a las revoluciones necesarias para que este efecto suceda?
En los instrumentos del avión lo conseguimos de dos formas: La primera es de modo eléctrico, induciendo una corriente a un magneto que ocasione revolucionar al giróscopo lo necesario para mantener la Rigidez Espacial. Esto se consigue a aproximadamente 21.000 revoluciones por minuto.
La segunda forma de conseguir la rotación del giróscopo es por medio de una columna de aire que golpea a la rueda, la cual a su vez es dentada de tal forma que se produzca el efecto de giro de la rueda de Pelton. La Bomba de Vacío es la encargada de producir el movimiento del aire. Esta Bomba empieza a funcionar en el momento en que se prenden los motores del avión por ser una bomba mecánica.
La succión generada por la Bomba de vacío a manera de una aspiradora, hace que se forme una columna de aire que se desplaza desde el filtro de aire pasando por los instrumentos, luego por la bomba y finalmente expulsado por el separador de aire – aceite.
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Al pasar por un instrumento, el aire hace que el revoluciones necesarias para obtener su rigidez espacial.
giróscopo
se acelere alcanzando las
Sin embargo un movimiento muy fuerte del avión puede ocasionar que el plano de rotación del giróscopo se altere lo cual hace que los instrumentos den lecturas erróneas. A este fenómeno se le denomina “Precesión Giroscópica”. Para evitar que esto llegue a suceder, es necesario bloquear los instrumentos giroscópicos antes de iniciar maniobras fuertes tales como acrobacias. Los instrumentos traen un botón de bloqueo para este fin. Otros instrumentos auto corrigen su precesión por medio de levas o pesos muertos o por la misma dirección de la columna de aire.
HORIZONTE ARTIFICIAL En el vuelo visual, la aeronave puede mantenerse en un vuelo recto e incluso controlar la inclinación del viraje o controlar los ascenso y descensos mediante la observación del horizonte natural. Pero ¿Que sucede si en un momento cualquiera penetramos en una nube y perdemos el contacto con el terreno?. El Horizonte Artificial fue diseñado para reemplazar al horizonte natural en condiciones como falta de visibilidad por mal tiempo, vuelo nocturno y para vuelos por instrumentos. Consta de las siguientes partes: 1. Una guía que simula el avión. 47
2. Una Carátula anclada a un giróscopo, la cual simula el horizonte natural o sea la línea que divide tierra / aire. Esta viene en colores oscuros para simular tierra y colores claros para aire.
3. Líneas de ángulo de Cabeceo (Pitch) dibujadas en la carátula para guía de inclinación longitudinal. 4. Líneas de ángulo de Alabeo (Bank) dibujadas en la carátula para guía de inclinación lateral. 5. Guía de ángulo de Alabeo (Bank) Utilizando entonces estas guías, podemos determinar la actitud del avión sin necesidad de mirar hacia el exterior. Por ejemplo: Vuelo Recto y Nivelado (Se mantendría el rumbo y la altitud)
Viraje a la derecha a nivel (20° Bank) (Se mantiene la altitud y aumenta el rumbo)
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Viraje a la Izquierda (20° Bank) en descenso (05° Pitch) (Se pierde altitud y disminuye el rumbo)
Viraje a la Izquierda (20° Bank) en ascenso (10° Pitch) (Se gana altitud y disminuye el rumbo)
Viraje a la derecha de (90° Bank) en descenso más de (25° Pitch) (Se pierde altitud y aumenta el rumbo muy rápido) Estas condiciones son propias de una barrena y ocasionan precesión giroscópica, descalibrando el instrumento.
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INDICADOR DE RUMBO Este instrumento es utilizado tanto en vuelo visual como en vuelo por instrumentos y su objetivo es el de informar al piloto la dirección de vuelo o rumbo magnético. Los primeros aviones venían equipados tan solo con una brújula magnética sencilla como indicador de rumbo, pero esta presentaba algunos problemas típicos tales como oscilación, errores por aceleración y desaceleración e interferencias por descargas de estática producidas por los sistemas del avión o tormentas eléctricas en mal tiempo. Si se sigue el rumbo con esta guía solamente, se pueden presentar errores en la dirección de vuelo, los cuales son significativos si la distancia a recorrer es considerable. Para eliminar estos problemas, se diseño un sistema denominado “Flux Gate” que es un sensor de magnetismo terrestre el cual es colocado hacia la punta de un plano, con el fin de anular la interferencia producida por los sistemas eléctricos del tablero del avión.
El “Flux Gate” envía una señal eléctrica a una brújula remota ubicada en el tablero de instrumentos, pero aun así, se continúan presentando los errores de brújula debidos a aceleración y desaceleración y a descargas de estática por tormentas. Por esta razón, utilizando la cualidad de los giróscopos respecto a su rigidez espacial, se diseñó el Giróscopo Direccional, el cual al mantener el plano de rotación, permite que al colocar una carátula con la rosa de los vientos, se pueda obtener una lectura más fiable que la de la brújula.
Pero, por ser un giróscopo, este instrumento se ve afectado por la precesión al efectuar maniobras bruscas o virajes prolongados. Por lo cual tiene una perilla de ajuste que debe utilizarse para igualar la lectura del Giróscopo Direccional con la de la Brújula cuando el avión esta en tierra o en vuelo recto y nivelado.
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Este procedimiento debe hacerse en lapsos de vuelo no superiores a 15 minutos y al terminar cualquier maniobra que pueda ocasionar precesión. Otras partes del instrumento son:
un Avión guía el cual esta dibujado en el vidrio del Instrumento, Una línea de fe o puntero de rumbo que se encuentra al frente del avión guía y muestra el rumbo de la aeronave, Una perilla para ajuste de rumbo (HDG Heading) la cual se utiliza para ajustar el rumbo a seguir como guía solamente o para ser usado con el director de vuelo, lo cual permite que la aeronave mantenga el rumbo automáticamente.
Con el avance de la aviónica, se diseñó el Indicador de Situación Horizontal (HSI), el cual es un Giróscopo Direccional que auto corrige la precesión tomando lectura del “Flux Gate” y adiciona un indicador de navegación VOR y consta de las siguientes partes:
INDICADOR DE VIRAJES Llamado también coordinador de virajes, este instrumento se utiliza para equilibrar las fuerzas centrífuga y centrípeta en los virajes. Se puede encontrar en dos presentaciones: 51
Palo y Bola
Avión y Bola
El Indicador de Virajes consta de dos partes:
Indicador de Inclinación (Palo o Avión)
Indicador de Centrífuga/Centripeta (Bola)
El indicador de Inclinación, funciona mediante un giróscopo eléctrico e indica a qué lado se está inclinando la aeronave en un viraje. Trae dos marcas de derecha e izquierda L / R que se utilizan para efectuar virajes coordinados a régimen estándar, es decir 3° por segundo, para completar un giro de 360° en dos minutos.
En aeronaves de alta velocidad (Por encima de 300 KIAS) los coordinadores de virajes vienen calibrados para hacer giros de 360° en cuatro minutos, pues de hacerlo en 2 minutos la centrífuga sería muy grande, incomodando a los pasajeros y ocasionando problemas con los amarres de la carga, ejerciéndose una elevada inercia de giro.
El indicador de centrífuga / Centrípeta, es una bola dentro de un tubo con un líquido amortiguador, la cual actúa a manera de nivel, mostrando al piloto el equilibrio de las fuerzas de viraje.
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En un viraje a la derecha, si hay un exceso de fuerza Centrípeta, la bola se desviara hacia el centro del viraje, es decir a la derecha, si no se corrige esta posición, el viraje será muy lento y el radio de viraje se aumentará significativamente. A este viraje se le denomina DESLIZ.
En un viraje a la Izquierda, si hay un exceso de fuerza Centrífuga, la bola se desviara hacia fuera del viraje, es decir a la derecha, si no se corrige esta posición, el viraje será muy rápido y el radio de viraje se reducirá significativamente. A este viraje se le denomina DERRAPE.
Con los conocimientos previos entonces podemos analizar la actitud y comportamiento de una aeronave por medio de su tablero de instrumentos. Ejemplo: Observando el tablero 01 de Instrumentos de Vuelo podemos decir que:
La aeronave tiene una velocidad de 70 Nudos Indicados KIAS.
Está efectuando un viraje de 18° a la izquierda y con ascenso de 15°.
Al momento está ascendiendo a través de 13.190 pies.
El indicador de virajes indica viraje coordinado a la izquierda.
Tiene rumbo 45°.
Asciende a un régimen de 350 pies por minuto
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Tablero 01
Ejercicios:
Analice los tablero de Instrumentos de Vuelo 2 y 3 y describa la actitud y comportamiento de la aeronave. Tablero 02
Tablero 03
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C. INSTRUMENTOS DE NAVEGACIÓN RADIOCOMPAS (ADF). AUTOMATIC DIRECTION FINDER Uno de los más antiguos sistemas de radionavegación es el Radiogoniómetro Automático (ADF). Su funcionamiento se basa en la determinación de la dirección de llegada de las ondas de radio emitidas desde un transmisor en tierra (NDB), cuya situación es conocida. El ADF constituye un apoyo a la navegación que opera en VHF, y por tanto, podrá usarse cuando este tipo de navegación basada en la onda visual no es posible. El radiocompás, al trabajar en las bandas de LF y MF, recibe las señales emitidas por los NDBs en onda de tierra. Este equipo se usa para la identificación de posiciones, para recibir comunicaciones en baja y media frecuencia, para procedimientos de recalada (HOMING), seguimiento de rutas magnéticas (TRACKING) y como procedimiento de aproximación instrumental de no precisión. Las radio ayudas en las que el ADF basa su navegación son estaciones de LF y MF, tales como NDBs, y emisoras de radiodifusión comercial (BCST). La composición general del equipo consta de dos partes bien diferenciadas:
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Equipo de tierra: NDB (Non-Directional Beacon) Equipo de abordo: ADF (Automatic Direction Finder)
EQUIPO DE TIERRA – RADIOFARO NO DIRECCIONAL (NDB) Los radiofaros no direccionales consisten en un equipo emisor de LF o MF y un sistema de antenas instalados en tierra... Las ondas de radio lanzadas al aire son captadas por el receptor de a bordo, analizadas y por último presentadas en el indicador ADF. La modulación de este tipo de ondas emitidas por el NDB, se efectúa mediante la interrupción de la onda portadora (emisión A0 / A1), lo cual permite inducir un tono audible en código Morse para su identificación. Los NDB se identifican por una serie de dos o tres letras en Morse repetidas tres veces cada 30 segundos a intervalos iguales. Los NDBs trabajan en la gama de frecuencias comprendida entre 100 KHz. y 1.750 KHz., pudiéndose establecer la siguiente clasificación en base al uso que se les da:
Entre 100 y 200 KHz. son usados por la marina Entre 200 y 410 KHz. son usados por la aviación Entre 410 y 850 KHz. son usados por la marina Entre 850 y 1.750 KHz. son usados por las estaciones de radiodifusión para sus emisiones, pudiendo ser usados también por la aviación como NDBs de ruta. Las antenas de las estaciones de radio comerciales, no son propiamente NDBs, pero al moverse en su banda de frecuencias pueden ser usadas por la aviación como tales.
EQUIPO DE ABORDO - RADIOCOMPAS (ADF) Como ya se ha mencionado anteriormente, el uso del ADF radica en su capacidad para determinar automáticamente la marcación magnética del avión respecto a cualquier estación que opere dentro de la gama de sensibilidad y frecuencias del equipo. Para que esto sea posible, es necesaria la instalación a bordo de un equipo que consta de cuatro componentes:
Sistema de antenas:
Antena loop o direccional. La antena LOOP es plana y con gran cantidad de arrollamientos o esporas colocadas en distintos ángulos y que se orienta automáticamente mediante un transmisor Autosyn. Este transmisor hace girar a la antena hasta que está recibe un mínimo de señal desde la estación de tierra.
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La antena direccional recibe un máximo de señal desde tierra cuando su plano está situado paralelo a la dirección de propagación del campo electromagnético, generado por la estación emisora. Conforme la antena va girando desde su posición paralela a la propagación de las ondas, disminuye gradualmente la intensidad de las líneas de flujo que llegan a ella, llegándose a alcanzar u mínimo de señal en la recepción cuando la antena se encuentra perpendicular a la dirección de propagación del campo electromagnético, emitido por la estación de tierra. La antena LOOP, en un giro de 360ª, recibirá dos máximos y dos mínimos de señal, con lo que será posible determinar la dirección de llegada de las ondas de radio, o lo que es lo mismo, la dirección de llegada de las ondas de radio, o lo que es lo mismo, la dirección en la que se encuentra la estación. Sin embargo, no será capaz de determinar el sentido. La incapacidad de la antena LOOP de determina cual es el sentido correcto de la llegada de las señales de radio, se conoce como error de AMBIGÜEDAD de 180ª. Antena unifilar o de sentido: esta antena puede instalarse tanto en el interior como en el exterior del avión. Si va colocada en el exterior, dicha antena va desde un aislante en cabina hasta el estabilizador vertical de cola. La misión de la antena unifilar consiste en despejar el error de ambigüedad que tiene la antena LOOP. Cuando las señales de la antena LOOP y la antena de sentido se suman, resulta que una de las posiciones de nulo de la primera, desaparece. Queda, pues, tan solo una posición de nulo que indicará el sentido de la estación emisora. Se ha logrado con esta suma la determinación de la dirección y el sentido en el que se encuentra la estación de tierra.
Receptor
El receptor, es el equipo capaz de transformar la energía electromagnética recibida, en energía eléctrica, cuya amplitud está en función de la posición relativa de la antena receptora respecto a la trayectoria de la propagación del campo electromagnético procedente del transmisor de tierra. Va instalado en uno de los paneles de la cabina y ha de ser de fácil acceso. Un moderno receptor ha de constar de los siguientes mandos de control: Interruptor de funciones Ha de constar de los modos:
OFF: en esta posición el equipo receptor está inoperativo. ADF: el equipo funciona como radiocompás automático. La antena unifilar y la LOOP están conectadas proporcionando, por medio de los indicadores, la posición de la estación de tierra. REC o ANT: el equipo funciona como un receptor estándar de comunicaciones. El indicador no funciona en esta posición. 57
BFO: funciona como receptor de comunicaciones para la recepción de transmisiones en onda continua.
Selector de frecuencias Con este selector se sintonizan las frecuencias de las estaciones deseadas. Control de volumen Controla el nivel de sonido de los auriculares o de los altavoces Servo amplificador La energía electromagnética enviada por la estación de tierra es captada por el sistema de antenas del avión y enviada a su vez al receptor de a bordo. Allí es transformada en energía eléctrica. Sin embargo, esta energía no sería suficiente para conseguir que la aguja del indicador ADF se desplazara. Por ello, es necesaria la instalación de un servo amplificador, cuya misión consiste en amplificar los impulsos eléctricos que le llegan y transmitirlos a los indicadores. De esta manera, la aguja indicadora ya es sensible a las señales eléctricas que recibe.
INDICADORES Existen dos tipos de indicadores de radiocompás: el de carátula fija o ajustable y el de carátula móvil o RMI (Radio Magnetic Indicator). Ambos son accionados por el mecanismo transmisor Autosyn y muestran la posición angular de la antena LOOP en relación con el eje longitudinal del avión. El indicador de la carátula fija o ajustable, consta de una rosa graduada en 360ª con señales para las divisiones de cinco y diez grados. Cada treinta grados, a partir de 0ª, las divisiones van rotuladas. Así, sobre el índice correspondiente a treinta grados va grabado el número 3. En estas rotulaciones nunca se graba el último 0 de la cifra. La división correspondiente a 330ª, por ejemplo, se representará por la cifra 33
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Los rumbos cuadrantes se representarán por el símbolo del punto cardinal que determinan. El índice de 090ª, vendrá señalado por la letra E, el correspondiente a 180º por la letra S, el de 270º por la letra W y el de 360º por la letra N. El instrumento consta además de un mando con el que se puede hacer rotar la rosa de rumbos hasta hacerla coincidir con el rumbo actual de la aeronave. Con esto se consigue realizar lecturas de QDM y QDR. Este mando suele ir rotulado con las letras HDG (Heading).
El indicador de carta móvil RMI o indicador radio magnético, consta de una rosa de rumbos autónoma, una aguja doble y otra sencilla. En la misma caja del instrumento van instalados dos pulsadores que alternan la función VOR o ADF para cada una de las agujas. Una pequeña flecha indicará con qué radioayuda está trabajando la aguja. La rosa de rumbos giratoria es accionada por el sistema de brújula giro estabilizada del avión y funciona independientemente del receptor de ADF. Está rosa ira de la misma forma en que lo hace el giro direccional del avión, de manera que el rumbo magnético que lleve la aeronave, estará siempre bajo el índice de la parte superior del instrumento. Con este instrumento se pueden hacer lecturas de QDM y QDR directamente 59
En lo que se refiere a las agujas del RMI, pueden usarse indistintamente para navegar con ADF y con VOR, aunque la aguja sencilla es más empleada para las estaciones ADF y la barra doble para las estaciones VOR. VOR - VERY HIGH FRECUENCY OMNIDIRECTIONAL RANGE – - RADIOFARO OMNIDIRECCIONAL DE MUY ALTA FRECUENCIA
El VOR, es un sistema de navegación de corto y medio alcance en VHF y libre de estática. Actualmente, es el sistema más empleado en todo el mundo para la navegación, basándose en él una importante y cada vez más extensa red de aerovías. Constituye, por otra parte, una ayuda para las aproximaciones instrumentales, aunque éstas sean de no precisión. Los sistemas VOR constan de una instalación en tierra, emisor y antena, y una instalación a bordo de la aeronave, compuesta por una antena, un receptor, un servo amplificador y un indicador. Equipo de tierra. Principios de Funcionamiento La operación de un equipo VOR de tierra está basada en la diferencia de fase entre dos señales que emite: una de referencia y otra variable. La fase de referencia, de 30 Hz., es omnidireccional, es decir, se transmite desde la estación en forma circular, permaneciendo constante en todos los sentidos. Esta señal de referencia modula en frecuencia a una onda subportadora de 9.960 Hz. la cual modula a su vez en amplitud a la portadora. La fase variable, también de 30 Hz., modula en amplitud a la onda portadora y se transmite a través de una antena direccional que gira a una velocidad de 1.800 rpm. El VOR emite un número infinito de haces que pueden verse desde la estación, como si fueran los radios de una rueda. Estos haces son conocidos como radiales y se identifican por su marcación magnética de salida de la estación. El norte magnético es el punto de referencia para medir la diferencia de fase entre las dos señales. En el norte magnético, las dos señales están exactamente en fase. En cualquier otro punto alrededor de la estación, la diferencia de fase entre las dos señales, varía de acuerdo con su distancia al norte magnético. Esta diferencia de fase la mide electrónicamente el receptor de a bordo, identificando, así, la posición con respecto a la estación de tierra. Cada grado de variación de fase entre las señales, representa un grado de variación de posición del avión. Los radiales de un VOR, un sistema de monitores y dos transmisores, aseguran un servicio continuo de funcionamiento. Si la señal del equipo se interrumpe por cualquier 60
causa, o varían sus fases, el sistema de monitores desconecta el equipo defectuoso, conectando a su vez un transmisor auxiliar y excitando una alarma en el panel de control que indica un fallo en el sistema. El equipo transmisor trabaja en VHF en la banda de 112 MHz a 118 MHz, en frecuencias que terminan en décimas pares o impares, y centésimas impares.
CONO DE SILENCIO En la emisión de las estaciones VOR se producen ciertas zonas ciegas donde la señal es nula. A estas zonas se las llama conos de silencio, y se encuentran localizadas sobre la estación. Cuando la aeronave la esté sobrevolando, no recibirá ningún tipo de señal. La amplitud de la zona de silencio, debido a su forma de cono invertido, se incrementa con la altura. De esta manera, un avión volando a 20.000? sobre una instalación VOR, permanecerá más tiempo en el cono de silencio que otro avión que lo esté haciendo a 10.000’ Actualmente, existe gran cantidad de instalaciones VOR, por lo que en determinados lugares, a lo largo de una ruta, podría darse el caso de que dos estaciones, emitiendo en la misma frecuencia o en frecuencias muy cercanas, se interfieran. Para que esto no suceda, las áreas en las que estas interferencias son posibles, vienen indicadas en las cartas de navegación con el símbolo MAA seguido de unas cifras que indican una altitud. La MAA o Altitud máxima autorizada, asegura la nítida recepción de una señal VOR sin interferencias, y por supuesto, guardando la mínima separación de seguridad con el terreno. La recepción de una señal interferida se hará evidente por falsas indicaciones en el receptor VOR, por oscilaciones de los indicadores y por silbidos agudos. La única corrección posible a este inconveniente, es la sintonización de otra estación VOR que convenga a la ruta que se está volando. Realmente es muy difícil que dos equipos VOR cercanos Transmitan en la misma frecuencia, pero en zonas de gran densidad de instalaciones, puede llegar a suceder.
IDENTIFICACIÓN DE LAS ESTACIONES VOR La señal de identificación de las estaciones VOR consiste en un tono de 1.020 Hz. que modula en amplitud a la portadora por medio de una señal de radiofrecuencia, la cual emite el indicativo de la estación en código Morse. La identificación consiste en dos o tres letras transmitidas a una velocidad de 7 palabras por minuto, siendo emitidas una vez cada treinta segundos.
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Los VOR que se identifican con dos letras en Morse, suelen ser los T-VOR, siendo los VOR de ruta los que lo hacen con tres letras. En estaciones más modernas, se puede proporcionar un canal de comunicaciones unilateral tierra-aire, simultáneo al de navegación. Este nuevo canal de radiotelefonía se utiliza para la identificación del equipo en forma oral. Otros usos que se le pueden dar son la emisión de informes de meteorología, pista en servicio, viento, QNH, estado operacional del aeropuerto. Este servicio se conoce bajo la denominación ATIS (Automatical Terminal Information Service). Cuando un VOR se identifica en radiotelefonía y radiotelegrafía simultáneamente, lo hará tres veces cada treinta segundos, dos en Morse y una oralmente. Hay que señalar que cuando se sintonice una estación VOR, es muy importante llevar a cabo su identificación y comprobarla regularmente. Cuando la estación no da indicativo, o este no es audible, hay que desconfiar de las indicaciones que se presenta en el equipo de a bordo. Por otra parte, será necesario saber que cuando se está procediendo a la reparación o mantenimiento de los equipos de tierra, el emisor no transmite identificación.
Equipo de a bordo Cuatro son los componentes del equipo de a bordo del sistema VOR. Estos son:
Antena Receptor Servo amplificador Indicador
Antena La antena del equipo VOR no tiene complicación aluna y tan solo cabe destacar su forma en V y que, casi siempre, va instalada en el estabilizador vertical de cola o en la parte superior del fuselaje. Su misión consiste en recibir las líneas de flujo electromagnético emitidas por la estación de tierra y transmitirlas al receptor.
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Receptor La función del receptor consiste en interpretar o medir, con ayuda de los indicadores, la diferencia de fase entre las dos señales, la de referencia y la variable, emitidas por el equipo de tierra.
SELECTOR DE FRECUENCIAS Consiste en dos ruedas con las que se selectan las frecuencias. Una de ellas selecciona las comprendidas entre 108 y 118 MHz, y la otra seleccionada KHz. o centésimas de MHz. Este selector permitirá, pues selectar un canal entre 560 posibles. Aunque el emisor del equipo VOR trabaja casi siempre entre 112 y 118 MHz, el receptor de a bordo cubre la banda comprendida entre 108,1 y 111,9 MHz, con lo que es capaz de admitir frecuencias para operar en las funciones ILS, VOR y comunicaciones en radiotelefonía aire-tierra y tierra-aire. La banda de frecuencias que se puede sintonizar en el receptor tiene la siguiente distribución:
De 108 MHz a 112 MHz, para ILS y VOR. De 112 MHz a 117,9 MHz, para VOR. De 118 MHz a 135,9 MHz, para radiotelefonía.
El motivo de que el receptor sea capaz de cubrir las tres funciones mencionadas, radica en la necesidad de condensar al máximo el equipo de cabina. De esta manera se evita el tener que instalar un receptor independiente para cada equipo.
VENTANILLA SELECTORA En ella se lee la frecuencia selectada INTERRUPTOR FILTRO DE IDENTIFICACIÓN (IDENT) El tono de identificación de la estación de tierra es filtrado, mediante la presión del interruptor IDENT, cuando es muy necesaria una recepción nítida y clara de dicho tono. Servo amplificador La energía electromagnética llega desde el emisor de tierra hasta la antena de a bordo. Desde allí es enviada al receptor, donde es convertida en impulsos eléctricos. 63
Estos impulsos no bastarán para producir las deflexiones necesarias en indicador VOR, por lo que tienen que ser tratados por un servo amplificador. Una vez amplificados los impulsos ya pueden ser transmitidos al indicador. Indicador VOR La función única del indicador VOR, es mostrar al piloto su situación con respecto a la estación de tierra en cualquier momento. La información es clara y precisa y da, constantemente, indicaciones de mando, o de que debe hacer el piloto para mantener a la aeronave sobre una ruta determinada. Aunque hay muchos tipos de indicadores VOR, este estudio se ceñirá a la descripción de un equipo moderno que consta de los siguientes elementos:
Selector de rutas (OBS). – Con el OBS, el piloto puede seleccionar la ruta que desee con el fin de interceptarla y acercarse o alejarse por ella, de estación VOR. El OBS es un pequeño mando adosado a la caja del instrumento, y con él se gobierna la rotación de la carta o rosa graduada en 360ª que va instalada en el interior del indicador VOR.
una
Bandera TO-OFF-FROM.- La misión de la Bandera TO-OFF-FROM, es resolver los 180ª de ambigüedad que tendría la ruta seleccionada, mostrando si ésta, una vez haya sido interceptada, conducirá al avión hacia (TO) la estación, o por el contrario, si le alejará de ella (FROM). Si la aeronave está fuera del alcance de la estación de tierra, y por tanto no recibe una señal fiable, el indicador TO-FROM desaparecerá, siendo sustituido por la palabra OFF.
Este indicador será también visible cuando la aeronave se encuentre en el cono de silencio de la estación VOR, o cuando la ruta seleccionada se encuentre entre 85ª a 90ª de distancia de la posición real del avión. La banderita TO-OFF-FROM es activada por medio de energía eléctrica procedente de las fuentes principales del avión (corriente continua).
Indicador de desvío de ruta (CDI).- Una vez una ruta haya sido selectada e interceptada, el CDI (Course Deviation Indicator), indicará al piloto si la está siguiendo correctamente, o si por el contrario se ha desviado de ella. Si el avión está sobre la ruta seleccionada, el CDI estará centrado en el instrumento. El piloto puede pensar en el CDI como en un pedazo de ruta trasladado a su indicador de a bordo. 64
Considerándolo de esta manera, cuando el avión se encuentre a la derecha de la ruta seleccionada, el CDI estará desplazado a la izquierda del instrumento. En el caso opuesto, cuando el avión esté volando a la izquierda de la ruta, el CDI estará desplazado a la derecha del instrumento. En cualquier caso, el CDI indicará a qué lado del avión está la ruta que el piloto haya seleccionado y hacia donde tiene este que virar para re interceptarla. En el centro del instrumento y en cada una de sus mitades, hay dibujados cinco puntos que indican la distancia en grado entre la ruta seleccionada y el avión. Un desplazamiento del CDI de dos puntos, indicará una separación de cuatro grados. Cada punto equivale, pues, a dos grados, es evidente que el haz que cubre el instrumento en cada lado de la ruta seleccionada, es de diez grados.
Indicador de Curso - Es una guía grabado en la parte superior de la caja del instrumento, bajo el cual, el piloto situará la ruta deseada.
Referencias de 90ª.- Son otros dos puntos situados a derecha e izquierda del indicador, dando referencia de cuáles son las rutas situadas a 90ª de la ruta seleccionada.
HSI (HORIZONTAL SITUATION INDICATOR) INDICADOR DE SITUACIÓN HORIZONTAL Uno de los instrumentos que pueden realizar la función de indicadores VOR, es el HSI. El HSI o indicador de situación horizontal, es uno de los componentes del Director de Vuelo (FLIGHT DIRECTOR) y actúa como instrumento indicador para las señales de radionavegación que llegan a bordo de la aeronave. Este instrumento puede también ser instalado independientemente del sistema Director de Vuelo y es susceptible de ser usado como indicador de las estaciones VOR, ILS y ADF. Por otra parte, el HSI presenta las indicaciones de sistemas como el, el INS, el OMEGA y el DOPPLER, siguiendo las órdenes de las computadoras de navegación de estos equipos.
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Rosa de rumbos: Actúa de la misma forma que el giro direccional del avión y está sincronizada con el sistema de brújula giro estabilizada del mismo. Bajo el índice superior del instrumento, se leerá siempre el rumbo magnético que lleve la aeronave. Las divisiones de la rosa son las mismas que las descritas para los indicadores de ADF. CDI La situación del avión con respecto a cualquier ruta seleccionada, se muestra gráficamente, pues, el CDI es totalmente móvil, pudiendo adoptar cualquier posición. A ambos extremos del CDI están los indicadores de ruta selectada y de ruta recíproca. El primero de ellos tiene la forma de una pequeña espada e indica siempre la ruta seleccionada. El selector de rutas, OBS, es el mando situado en la parte inferior izquierda, de la caja del instrumento. Mediante una serie de transmisiones mecánicas, hace girar a los indicadores de ruta selectada y recíproca. Naturalmente, al ser girado el OBS, el CDI también variará su posición en el interior del instrumento. Indicador TO-FROM Un sencillo triangulito situado en el centro del instrumento indica si se está volando en TO o en FROM. Cuando el triángulo esta al mismo lado que la espada indicadora de ruta selectada, el avión vuela en TO. Por el contrario, si el triángulo apareciera al lado en el que está el indicador de ruta recíproca, se estaría volando en FROM. Puntos de referencia 1. 2.
3.
4. 5.
Existen ocho puntos de referencia situados cada 45ª alrededor de la rosa de rumbos. Un triángulo invertido en la parte superior de la caja del instrumento y un pequeño segmento en la parte inferior, constituyen las referencias de rumbo magnético, y su recíproco, que lleva el avión. Cinco puntos en el centro del instrumento indican el desplazamiento en grados del CDI. El valor en grados de cada punto es el mismo que en el instrumento VOR convencional. Cuando el HSI actúa como indicador de ILS, el valor de cada punto se reduce de la misma manera que en el indicador ILS clásico. También en el centro del instrumento va dibujado un pequeño avión que indica la posición relativa de éste con respecto a la ruta selectada. Con el mando instalado en la parte inferior derecha del HSI, se hace girar la referencia situada sobre la rosa de rumbos. El dibujo que lleva rotulado este mando tiene la misma forma que la referencia móvil. Esta es usada por el piloto como recordatorio de cualquier ruta o rumbo, aunque en realidad es un selector de rumbos para que el piloto automático (AUTO PILOT) inicie su seguimiento.
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Indicador de senda de planeo (Glide slope)
A la derecha del HSI va colocado el GSI (indicador de senda de planeo ILS).
El GSI entra en funcionamiento cuando el instrumento actúa como indicador de ILS. Un pequeño indicador se desplazará por encima o por debajo de un fiel indicando la posición del avión con relación a la senda de planeo de una instalación ILS.
COMUNICACIONES AERONÁUTICAS:
1. Equipos de comunicación de aeronaves (tipos de equipos y sus partes) 2. Frecuencias utilizadas cerca a los aeródromos. 3. Transmisión de las ondas magnéticas. 4. Fallas comunes en la comunicación. 5. Sistemas alternos de comunicación.
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PRINCIPIOS DE LA RADIO INTRODUCCIÓN Todos nosotros estamos familiarizados con las ondas de radio, diariamente somos usuarios de los diferentes servicios que se prestan con su ayuda; la televisión, la radio y las comunicaciones satelitales están fundamentadas en su existencia. Pero hasta la fecha hemos disfrutado de su magia y quizá muy pocos de nosotros nos hemos preguntado cómo se logra la generación, transmisión y recepción de estas ondas electromagnéticas, cómo es que éstas transportan la información que diariamente usufructuamos y que factores determinan su programación. Como controlador de tránsito aéreo, usted tendrá que trabajar diariamente frente a un equipo transmisor y receptor de ondas electromagnéticas. El objetivo de este módulo es familiarizarlo, desde una visión conceptual, con este tipo de fenómenos, buscando que usted comprenda las ventajas y limitaciones propias de los equipos de comunicaciones. En todo sistema de comunicaciones existe un proceso que en forma general podemos describir como sigue:
a) Un mensaje (información) de audiofrecuencia debe ser transmitido a una estación receptora. b) Una onda electromagnética se emplea como vehículo para poder transportar la información. c) Un proceso de modulación garantiza que el mensaje quede instalado en la onda electromagnética que lo transportará. d) Un transmisor y un receptor son los equipos encargados de enviar y recibir la información respectivamente. e) Las ondas electromagnéticas ya moduladas se propagan con unas determinadas características de acuerdo con la frecuencia de la portadora. Atendiendo a este planteamiento se desarrolla el contenido que usted encontrará en el módulo. Finalmente se referencia las recomendaciones de la OACI sobre las frecuencias aeronáuticas. 1. SISTEMA DE COMUNICACIONES Si se le pidiera que defina la comunicación, probablemente diría que tiene que ver con el intercambio de información. Esencialmente, es en eso, en lo que consiste la comunicación, y es con ese propósito que existen sistemas de comunicaciones. Una definición más precisa de la comunicación indicaría que es la frecuencia de información de un lugar a otro o de una persona a otra. La figura 1 presenta un diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones básico. 68
SISTEMA DE COMUNICACIONES BÁSICO.
MENSAJE
SEÑAL RECIBIDA
SEÑAL TRANSMITIDA
MENSAJE
FUENTE DE INFORMACION
TRANSMISOR
CANAL
RECEPTOR
DESTINO
COMUNICACIÓN DE RETORNO
Tal como puede apreciarse en la figura, las partes esenciales del sistema son el emisor o transmisor, la línea de transmisión y el receptor. L a dirección del flujo de información va del emisor al receptor, lo cual explica porque se utilizan los términos transmisor y receptor. Cabe señalar, sin embargo, que este sistema es unidireccional. Para que exista un sistema completo de comunicaciones, el equipo debe poder funcionar en la dirección opuesta. De no ser así, el que recibe la información no puede dar a conocer su respuesta al emisor. Esto generalmente se da por entendido en el estudio de los sistemas de comunicaciones, razón por la cual raramente es mencionado. Una vez definido el concepto de un sistema de comunicaciones, pasemos a definir las comunicaciones electrónicas. Estas se basan en la utilización de energía eléctrica para transmitir información. Dado que la energía eléctrica que puede viajar casi tan rápido como la luz, la comunicación es casi instantánea. La forma original de la información (sonidos, imágenes) debe ser convertida en señales eléctricas que después son transmitidas directamente por cables o irradiadas a través del aire como ondas de radio electromagnéticas. Estas señales son recogidas por el receptor y reconvertidas a su forma original para que la información pueda ser entendida. Para poder transmitir información utilizando ondas de radio, debe encontrarse una manera de agregarle información la señal de radio. Este proceso se denomina modulación, y las tres formas principales de modulación encontradas en las comunicaciones análogas son:
Modulación de amplitud, Modulación de fase y, Modulación en frecuencia;
lo que se hace variar en conformidad con la señal de informaciones ya sea la amplitud, la frecuencia o la fase de la señal de radio. 69
2. INFORMACION DE ENTRADA- MENSAJES (AUDIOFRECUENCIA) AUDIO FRECUENCIAS El oído humano no puede detectar todas las frecuencias. Entre aquellas que son detectadas, no todas son oídas con la misma intensidad. A medida que aumenta la frecuencia del sonido de 20 a 20.000 Hz, la sensación de intensidad crece, pasando por un valor máximo al acercarse a los 4.000 Hz, y después decrece. Normalmente, la voz humana contiene frecuencias de sonido únicamente entre 100 y 10.000 Hz. Más aun, la inteligibilidad de una palabra hablada esta principalmente contenida entre 200 y 3.000 Hz, lo cual significa que estas frecuencias (200-3.000 Hz) son las más importantes para entender el habla. Estos hechos concernientes a la sonoridad e inteligibilidad son ampliamente utilizados en aplicaciones de telecomunicación. Por lo tanto, cuando se transmiten únicamente señales de voz, las frecuencias transmitidas no necesitan exceder a las utilizadas por la compañía de teléfonos (300-3.000 Hz). Los parámetros de la radiodifusión comercial modulada en amplitud se establecen en función de los programas hablados, pero dado que también se transmite música, se utiliza una gama de frecuencias ligeramente más grande (100-5.000 Hz). La radiodifusión comercial modulada en frecuencia, destinada a transmitir música estereofónica y de alta fidelidad utiliza una gama que va de 50 a 15.000 Hz. Como el oído, la mayoría de los dispositivos reproducen, transmiten o amplifican únicamente dentro de una gama limitada de frecuencias definida por los límites de frecuencia superior e inferior. Estos límites se determinan a partir de la curva respuesta de frecuencia del dispositivo, que es un trazado de las variaciones de la ganancia con respecto a la frecuencia. Tomando la ganancia máxima como referencia, los límites de frecuencia superior e inferior se definen como puntos en los cuales la ganancia ha disminuido hasta una cierta fracción de su máximo. Por general se elige el 50 %, que corresponde a una caída de voltaje de aproximadamente 30%. 3. LA PORTADORA - ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS 3.1
Introducción
La palabra “radio” significa la emisión de ondas electromagnéticas que transportan información, así como a detección de esas ondas. Dentro de ese significado, aplicaciones por el estilo de la telegrafía, telefonía, televisión y toda una serie de ayudas a la navegación se clasifican como radio. La existencia de las ondas electromagnéticas ya se sospechaba antes que Heinrich Hertz realizase su famoso experimento en 1887 y demostrase su presencia. Ya en 1865 James Clark Maxwell, del King’s College, Universidad de Londres, escribió un articulo en el que predecía la existencia de esas ondas. Más adelante, en 1886, en un año antes del 70
experimento de Hertz, el profesor Hughes, sabio londinense, llega muy cerca de su descubrimiento. De todos modos, Hertz no solo comprobó la predicción de Maxwell, si no que al mismo tiempo estableció la velocidad de propagación de las ondas de radio y otras varias propiedades de ellas. Demostró que pueden propagarse en el vacío y que son detenidas por una pantalla metálica (fundamento del actual radar). Calculó las longitudes de onda de varias frecuencias y determinan la relación entre ambas magnitudes. 3.2
Velocidad de propagación, frecuencia y longitud de onda.
Si se conecta una fuente de tensión alterna a un alambre (por ejemplo una antena), en esta se crea una corriente oscilante y sus electrones se desplazan siguiendo a ésta, alrededor de una posición media. El campo eléctrico presente en el alambre va acompañado de otro magnético y con una frecuencia de terminada (que dependa de la longitud del alambre) los dos campos radian al exterior hasta el alambre, de un modo muy eficiente, en forma de ondas electromagnéticas o de radio. En la tierra estas perturbaciones se propagan aproximadamente con la velocidad de la luz, que es.
186.000millas estatuarias por segundo, 162.000millas náuticas por segundo, 300.000Kilómetros por segundo.
Como las ondas son campos alternos es necesario hablar de frecuencia y longitud de onda. La figura siguiente nos sirve para identificar cada término.
XX
Ciclo Amplitud
Ciclo. Es el recorrido que hace la onda en u n período de tiempo. (Es un término de adopción bastante reciente, en honor del eminente científico.)
Ciclo Valor medio Tiempo
Amplitud
Longitud de Onda Ciclo, frecuencia y longitud de onda
Frecuencia. Es el número de veces que se efectúa un evento en una Unidad de Tiempo.
Tratándose de una corriente alterna o de una onda de radio, la Unidad de Tiempo es el Segundo y la Unidad de Frecuencia es el HZ (Hercio), que equivale a un ciclo por segundo. Por la tanto, definimos a
71
Frecuencia de Radio, como la cantidad de ciclos que se producen por segundo. Ejemplo, 500 Hz significa 500 ciclos por segundo. Como la cantidad de ciclos por segundo de las ondas de radio es muy alta, se usan los siguientes múltiplos:
1 ciclo por segundo = 1 Hz
1000 Hz
= 1 KHz. (kilohercio)
1000 KHz.
= 1 MHz (megahercio)
1000 MHz
= 1 GHz (gigahercio)
Longitud de onda. Es la distancia física recorrida por la onda durante un ciclo. Se define también, como la distancia existente entre dos puntos consecutivos en los que el movimiento de las partículas del medio tiene el mismo desplazamiento desde su valor medio. 3.3
Relación entre longitud de onda y frecuencia.
Las ondas de radio se propagan con una velocidad de 300.000.000 metros por segundo. La relación entre la frecuencia y la longitud de onda se establece sin más que considerar que si se hace la transmisión de un hercio, la onda cubrirá una distancia geográfica de 300.000 Km. Por lo tanto, a medida que crece la frecuencia se reduce la longitud de onda en la misma proporción, y viceversa. Poniendo esto en una fórmula:
Longitud de onda = velocidad de las ondas de radio (c) / frecuencia (f) =c
F
Frecuencia (f) = velocidad de las ondas de radio (c) / longitud de onda ()
f=c
Utilizando la onda anterior se puede convertir la frecuencia en longitud de onda o la longitud de onda en frecuencia. Para evitar cualquier error, por lo menos al principio, en la formula deberán usarse unidades fundamentales: hercios en la frecuencia y metros en la longitud de onda. Usando metros en la longitud de onda de frecuencia quedará representada en hercios, que después se podrán convertir en KHz. o MHz, según lo que convenga. 72
Ejemplos: 1. Si una longitud de onda vale 1,5 Km., ¿cuál es la frecuencia?
Frecuencia en hercios = velocidad en metros por segundo / longitud de onda en metros = 300 000 000 / 1 500 = 200 000 Hz = 200 KHz.
2. Si la frecuencia de una transmisión es de 75 MHz, ¿cuál será la longitud de onda?
Longitud de onda en metros = velocidad en metros por segundo / frecuencia en hercios
= 300 000 000 / 75 000 000
= 4 metros
3. Si la longitud de onda es de 3 cm, ¿cuál es la frecuencia?
Frecuencia = 300 000 000x 100 / 3
= 10 000 000 000 Hz
= 10 000 MHz o 10 GHz
(Obsérvese que el factor 100 de la solución anterior convierte 3 cm. en metros)
4. Si la frecuencia es de 13.500 MHz, ¿cuál es la longitud de onda?
Longitud de onda = 300 000.000 / 13 500 000
= 3 / 135
= 0.0222 metros
= 2,22 cm. 73
5. Cuántas longitudes de onda, en números enteros más aproximados, de la frecuencia de 150 MHz equivalen a 52 pies?
Sabiendo que 1 m = 3.28 pies y 1 pie = 3.48 cms.
Longitud de onda = 300 000.000 / 150 000 000 = 2 metros = 2 x 3,28 pies = 6,56 pies
La cantidad de veces que 6,56 pies caben en 52 pies es:
52 / 6,56 = 8 (arpox.)
4. LA MODULACIÓN DE FRECUENCIA La modulación es el proceso de agregarle información, también llamada inteligencia, a una onda de radio de alta frecuencia para comunicación a larga distancia. Este proceso depende del tipo de modulación utilizada, pero en general se utiliza la amplitud de la señal de información para variar la amplitud, la fase o la frecuencia de radio. En esta manual, se aludirá a la señal de información con el término de mensaje, que por lo general es una señal de audio de baja frecuencia en la gama que va de 20 Hz. La señal de radiofrecuencia ( RF ) se conoce como portadora, y a las frecuencias de mensaje y de la portadora RF se les atribuye los símbolos FM y Fc. Respectivamente.
Una página de un periódico que se quedase en blanco no llevaría ninguna información: para que cumpliese su objetivo tendría que estar impresa. Del mismo modo, una onda de radio invariable, lisa, podría equiparse a la página en blanco: ni se podría oír ni llevaría información alguna. Por eso hay que imprimirle a la onda alguna forma de “inteligencia”, para que pueda transportar información. El proceso de imprimirle esa inteligencia es lo que se conoce como modulación, que se lleva a cabo de varias maneras, aunque en todos los casos las ondas de radio actúan únicamente como vehículos de información, siendo llamadas por eso “portadoras”. La onda de información que se incluye en esta portadora es lo que se llama “onda moduladora”. A continuación se explican algunos procedimientos seguidos para alternar la portadora con el fin de que pueda transportar información.
74
4.1
Modulación de amplitud.
Este método puede utilizarse de dos maneras: transmitiendo mensajes codificados en audiofrecuencia (AF) o radiando palabra, música, etc. Como se deduce de su nombre, en este método se altera la amplitud de la portadora de audio, manteniendo constante su frecuencia. Para transmitir información codificada, como, por ejemplo, el indicativo de una instalación de ayuda a la navegación, hay que interrumpir la parte de audio, lo que se consigue manipulando el tono audible o este y la portadora. En la figura de Modulación de Amplitud, la señal de audio B se superpone a la radiofrecuencia (RF) A. Supongamos que la amplitud de las dos, A y B. Sea la unidad. Se observará que la envolvente resultante de la onda portadora es exactamente la misma onda de audio moduladora y que su amplitud se ha incrementado a 2, ya que ahora varía entre 0 y 2. Cuando se tiene una señal modulada en amplitud, su resultante varía entre los valores suma y diferencia de las dos ondas. En la figura 3 la suma de las amplitudes de A y de B es 2 y su diferencia 0, motivo por el cual la amplitud de onda de audio transportada varía entre los valores 0 y 2. Esto es una medida d ella profundidad de modulación, que es la proporción en que la portadora queda modulada y se expresa en porcentaje:
Amplitud de B / amplitud de A = 100
En la figura de Modulación de Amplitud la profundidad de modulación es del 100 %. Si la amplitud de la portadora fuese de 2 y la de audio de 1, la resultante variaría entre 3 y 1 y la profundidad de modulación seria del 50 %. El grado de modulación es una consideración importante de diseño, ya que en él nos enfrentamos con dos factores: la intensidad de la señal de audio emitida y la potencia necesaria para producirla. La variación de la amplitud de la señal modulada de salida controla la intensidad del audio transportado. De este modo, una señal de una profundidad de modulación del 100% sería más intensa que una que otra que solo tenga el 50%. Las grandes profundidades de modulación interesarían mucho a la radiodifusión, cuyas palabras y música se escucharían más fuertes con una modulación del 100% ; pero en la práctica hay que mantener la modulación un poco por debajo de ese 100%, debido a que la sobremodulación causa distorsión al recibirse las señales. Por lo que se refiere a las consideraciones de potencia, hay que aplicar una potencia extra para modular una portadora en amplitud. Las exigencias de potencia aumentan en la mitad cuando en la mitad cuando se trata de una onda modulada al 100%,
MODULACIÓN DE AMPLITUD B PORTADORA (f c )
f c = 1100 kHz
A
MENSAJE (f m )
fm = 10 kHz PORTADORA
SEÑAL AM
75
BL1
BLS
C fc – fm fc fc + fm (990 kHz) (1100 kHz) (1110 kHz)
pero disminuyen con mucha rapidez al reducir esa modulación. Por consiguiente, dada una potencia de salida y suponiendo que el resto de las condiciones son las mismas, una señal sin modular tendrá un mayor alcance que otra modulada en amplitud. Las estaciones de radiodifusión en LF y MF utilizan la modulación de amplitud, y lo mismo sucede con la aviación civil en sus transmisiones de VHF. 4.2
Modulación de frecuencia
Esta técnica para transmitir información fue desarrollada en los Estados Unidos, al llegarse a la escasez de lugar para las transmisiones de AM y al ruido exterior que ocasionaba graves inconvenientes durante la Segunda Guerra Mundial. Su fundamento consiste en modificar la frecuencia de la portadora, de acuerdo con la variación de la amplitud de la onda de audio que se ha de transmitir, manteniendo ahora constante la amplitud de dicha portadora (figura Modulación de Frecuencia). La cantidad de desviación de la frecuencia depende del audio modulador: es superior a la frecuencia portadora media cuando la amplitud del audio es positiva e inferior a ella cuando es negativa. La desviación máxima se produce en los picos positivos y negativos. En el receptor un dispositivo discriminador de frecuencia detecta estas desviaciones y las convierte en información útil. Comparando la técnica de la modulación de frecuencia con la de la amplitud, los transmisores MODULACIÓN DE FRECUENCIA de FM son más sencillos que los de AM, su potencia necesaria para la modulación es relativamente menor y la recepción está (a) Portadora (b) Señal moduladora prácticamente externa de ruidos estáticos. Esta última ventaja se debe a que la recepción está prácticamente exenta de (c) portadora modulada ruidos estáticos. Esta última ventaja se debe a que la banda de VHF está prácticamente libre de estáticos y, cuando los hay, suelen ser una perturbación de amplitud que entra libremente en una antena receptora vertical. Los inconvenientes son que los receptores de FM son más complicados y que la transmisión modulada exige una banda de frecuencia mucho más amplia para cubrir sus bandas laterales (véase más adelante). Tal es la razón por lo que los emisores de FM trabajan en la banda de VHF: la congestión den las bandas de frecuencias más bajas no permitiría la ocupación de la anchura de banda necesaria. Al trasladarse a la VHF se tiene además el beneficio adicional de que en la transmisión se puede incluir toda la gama de frecuencias audibles para el oído humano 76
(hasta 15 KHz.), proporcionando así una recepción de alta fidelidad, en tanto en que la banda de AF hay que contentarse con permanecer dentro del límite de 10 KHz. 4.3
Bandas laterales
Las bandas laterales son frecuencias adicionales que se producen siempre que una portadora se modula con una frecuencia menor que la suya, sobre todo las de audio. Cuando una portadora se modula en amplitud, la radiación resultante consta de tres frecuencias, constituidas como sigue: Frecuencia portadora Frecuencia portadora + frecuencia de audio Frecuencia portadora - frecuencia de audio Todas estas frecuencias se propagan al mismo tiempo y a esas dos nuevas se les llama “bandas laterales”. En la figura de la producción de bandas laterales se representa una portadora de 500 KHz. modulada en amplitud por un tono de audio de 2 KHz. Las frecuencias laterales resultantes son las de 498 y 502 REC. La primera se denomina. “banda lateral inferior” y la segunda, “banda lateral superior”. La banda completa, de 498 a 502 KHz., es lo que se conoce como “anchura de banda”, que es de 4 KHz. En la ilustración.
De modo diferente que la AM, la señal modulada en frecuencia lleva consigo una multitud de bandas laterales, lo que hace que su ancho de banda sea mayor.
Banda lateral inferior
Banda lateral superior
Ancho de banda
Frecuencia portadora
498
500
Producción de delas lasbanfdas bandas laterales laterales Producción
502
En el proceso de modulación, son las bandas laterales y no la portadora la que llevan la información. Por eso, el receptor tiene que admitir una banda de frecuencias apropiada a cada lado de la portadora, una vez sintonizada ésta. El ancho de banda del receptor puede ser superior al necesario para una recepción determinada, caso en el cual se recurre a un control de paso de banda para estrecharlo y reducir así el ruido exterior o la
interferencia de otra estación.
Como consecuencia de las bandas laterales correspondientes a una portadora dada, dos estaciones que funcionen en la misma o en similares frecuencias deben tener una separación geográfica suficiente para impedir interferencias. Tal es la principal causa de la congestión existente en las bandas de MF y LF. El precioso espacio ocupado por las frecuencias puede aprovecharse más económicamente radiando solo una transmisión de banda lateral única, lo que además tiene repercusión en el ahorro de potencia necesaria. Incluso puede llegar a 77
transmitir dos bandas laterales, pero cada una de ellas con una información diferente, utilizando una portadora común. A continuación damos unos ejemplos de exigencias de ancho de banda. : Transmisión de palabra: 3 KHz.;
Música : entre 10 y 15 KHz.; Radar : de 3 a 10 MHz .Propagación y propiedades (1)
5. EL TRANSMISOR Y EL RECEPTOR 5.1
Misión del transmisor
Las funciones básicas de un transmisor son: A. B. C. D.
Generar la energía estable de portadora de radiofrecuencia. Modular o manipular la portadora de acuerdo con la información deseada. Amplificar la potencia de RF generada. Aplicar la potencia amplificada a un medio emisor electromagnético adecuado.
Transmisor sencillo
TRANSMISOR BÁSICO Oscilador maestro
SALIDA
Amplificador RF
Oscilador. Tiene por objeto proporcionar una onda portadora de radio. En frecuencias muy altas puede usarse un elemento llamado magnetrón para producir las oscilaciones.
Modulador
VOZ
Oscilador audio
Amplificador AF
Curso 052/62Control de Aeródromo TRAINAIR CEA
TR.21.1
Amplificador de radiofrecuencia (RF). Las señales generadas en el oscilador resultan muy débiles para ser transmitidas y por eso tienen que amplificarse, proceso que se realiza en
el amplificador de r.f., acoplado al oscilador, desde cuya salida las señales ya amplificadas se llevan al modulador. Amplificador de señales micro fónicas y de audiofrecuencias (AF). Al igual que el oscilador, el micrófono produce señales de audio muy débiles, que han de amplificarse en el 78
amplificador de audiofrecuencia también al modulador.
o baja frecuencia .Las señales amplificadas se aplican
Modulador. En esta unidad las señales de audio modulan las ondas portadoras modificando su amplitud (modulación de amplitud) o su frecuencia (modulación de frecuencia). Las señales moduladas resultantes se aplican al amplificador de potencia para su ulterior amplificación. Amplificador de potencia. Las señales moduladas que llegan a esta unidad y que no se ha indicado en el gráfico del transmisor básico, se amplifican en ella (en varias etapas en caso necesario) hasta conseguir el nivel necesario. Antena. Las señales moduladas y amplificadas se llevan a la antena una vez extraídas del amplificador de potencia y en ella se realiza la radiación electromagnética. 5.2
Misión del Receptor
En la recepción de ondas de radio están incluidos cinco procesos esenciales. Estas funciones se describen gráficamente por medio del esquema de bloques de un receptor típico. En primer lugar los receptores deben disponer de medios para extraer una señal de la onda portadora de radio, la cual transporta la información deseada. Esta función de capitación se efectúa en la propia antena y su circuito asociado, el cual, proporciona además los medios para transferir las pequeñas cantidades de energía recibida en el primer paso o circuito terminal de entrada del receptor. En segundo lugar la reducida señal de energía de portadora obtenida debe ser amplificada a través de los sucesivos pasos del receptor. Simultáneamente con el segundo proceso, se verifica un tercero en los circuitos del receptor que proporciona la selectividad, la cual permite diferenciar o separar la onda de radio deseada del resto de ondas portadoras existentes que pudieran producir interferencias. Los amplificadores de portadoras de alta frecuencia o frecuencia intermedia llevan a cabo esta función selectiva, utilizando circuitos resonantes en la antena y en los pasos sucesivos del receptor.
RECEPTOR BÁSICO KC = kHz
FILTRO DEL ALTAVOZ
800 KC AMPLIF 800 KC MEZCLAD DE RF
455 KC
AMPLIF FI
455 KC
1255 KC OSCILAD LOCAL
CC
(a)
Esquema de un circuito de conversión simple
CONTROL AUTOMAT GANANCIA
79
DETECTOR AMPLIF AMPLIF 1er AMP POTENCIA DE FI DE AUDIO
La cuarta función consiste en separar o detectar las componentes de la información deseada de la onda previamente recibida y amplificada. Puesto que la portadora es modulada por la voz, señales telegráficas u otra información, la energía extraída de la portadora y amplificada posteriormente no puede ser utilizada directamente y debe ser demodulada o detectada, lo que en cierto sentido es el proceso inverso al de la modulación. Este proceso, en otras palabras, separa las componentes de audiofrecuencia de las componentes de radiofrecuencia de la portadora y se denomina demodulación. Esta función se lleva a cabo por medio de diversos circuitos, tales como detectores, conversores de frecuencia o demoduladores. Después de que la información de audiofrecuencia ha sido obtenida por el proceso de detección, debe ser amplificada y finalmente reproducida como energía acústica. Un auricular o un altavoz realiza esta función reproductora. Excluyendo la acción de la antena, cada una de estas funciones utiliza una sección del receptor. 6. EL ESPECTRO DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Y SUS USUARIOS Los países miembros de la Unión Internacional de Telecomunicaciones han firmado un acuerdo que rige la utilización de las ondas de radio electromagnéticas. En consecuencia, se han asignado bandas de frecuencia a diferentes servicios. La siguiente tabla resume estas asignaciones y también indica los modos a de propagación. ESPECTRO DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
1
2
3
4
5
6
7
Longitudes Numero Gama de Nombre de onda (en de banda frecuencias métrico vacío)
Abreviación
4
Milimétrica
Onda de superficie VLF muy baja (propagación frecuencia ionosférica nocturna posible)
1-10 Km.
Kilométrica
Onda de superficie LF baja propagación frecuencia ionosférica nocturna
100-1000 m
Ondas de superficie MF Frecuencia Hectométrica Propagación Radiodifusión media Radionavegación ionosférica nocturna
5
6
3-30 KHz
30-300 KHz.
300-3000 KHz
10-100 Km
80
Modo de Usuarios propagación
Radionavegación Radiodifusión Señales de tiempo Enlaces submarinos
7
3-30 MHz
10-100 m
Decamétrica
HF Alta Propagación frecuencia ionosférica
8
30-300 MHz
1-10 m
Métrica
VHF Muy alta Ondas frecuencia directas
Ondas directas
Radar, Comunicación por Satélite
300-3000Mhz 100-100 mm Decimétrica
10
3-30 GHz
Centimétrica
SHF Frecuencia supra alta
EHF Extremadament Ondas e alta directas frecuencia
30-300 GHz
1-10 mm
Milimétrica
12
300-3000 GHz
0.1-1 mm
Decimétrica
Difusión televisiva Enlaces móviles punto a punto Difusión televisiva Radar, Radionavegación
9
11
a
Ondas directas Refracción troposférica
UHF Frecuencia ultra alta
10-100 mm
Transmisión larga distancia
Investigación
Experimental
Nota. Estúdiese el cuadro de adjudicación de frecuencias OACI, Anexo 10 Vol. V, Capítulo 4 “Utilización de frecuencias de más de 30 MHz, y que se encuentra en este fascículo. 7. PROPAGACIÓN DE ONDAS DE RADIO Dependiendo de sus frecuencias, no todas las ondas electromagnéticas se propagan de la misma manera en el espacio.
7.1
Principales fenómenos de la propagación
Un estudio de los modos de propagación revela dos fenómenos principales:
la reflexión y
REFLEXIÓN DE ONDA ONDA INCIDENTE
la refracción.
También existen dos otros fenómenos menos importantes:
ONDA REFLEJADA
la difusión y la difracción. Reflexión de Onda
MEDIO 1
a
b
MEDIO 2
81
La reflexión se produce cuando una onda electromagnética choca con una superficie como la tierra o un objeto metálico, y se desvía como en la figura. Nótese que los ángulos de incidencia y de reflexión son iguales.
REFRACCIÓN DE ONDA
Refracción de Onda
ONDA INCIDENTE
La refracción se produce cuando una onda electromagnética pasa de un medio a otro. Su trayecto es desviado como en la figura.
MEDIO 1
MEDIO 2
Dependiendo del índice de refracción del medio 2, con respecto al medio 1, el ángulo b, será menor o mayor. Esta es la ley de la refracción.
ONDA REFRACTADA
7.2 Modos de propagación Las ondas electromagnéticas se propagan de dos modos diferentes. A cada uno de estos modos le corresponde un tipo de onda, tal como se explica a continuación:
Onda de superficie Las ondas de superficie son también conocidas como ondas terrestres, dado que propagan a lo largo de la tierra. Los obstáculos con base en la tierra tienen mayor o menor efecto en la propagación de estas ondas, dependiendo de su frecuencia; las ondas de baja frecuencia pueden recorrer miles de kilómetros. Su alcance es determinado esencialmente por el terreno, la frecuencia y la potencia de la transmisión. Generalmente, el alcance es mayor sobre agua que sobre tierras de cultivo o regiones áridas.
Onda celeste 82
La onda celeste consta de una onda directa y de una onda reflejada. Este tipo de onda viaja a varias longitudes de onda por encima de la superficie terrestre, la mayoría de veces en línea directa, salvo a muy bajas frecuencias. Las ondas celestes se utilizan PROPAGACIÓN ONDAS DE principalmente cuando RADIO hay un trayecto de línea visual entre las antenas transmisoras y receptoras. Cuando los obstáculos o la curvatura de la Tierra imposibilitan TIERRA (CURVATURA EXAGERADA) la trayectoria directa a largas distancias, pueden utilizarse relés de retransmisión. Dicho alcance contara de varios saltos o trayectos de onda reflejada. Dado que la superficie no es plana, el alcance de las ondas directas se ve limitado por la curvatura, tal como puede apreciarse en la figura. Transmisión por reflexión ionosférica. Este modo de transmisión es posible debido a que la capa ionosférica, conformada por un número mayor de partículas libres de carga en la capa superior de la atmósfera, refleja altas frecuencias. Sin embargo, cabe señalar que la ionosfera no es continua y que está conformada por varias capas. Estas capas varían con la altitud. En la noche, la capa D desaparece y las capas F1 y F2 resultan indistinguibles. A medida que aumenta la frecuencia de una onda, esta penetra más y más en la ionosfera refleja a partir de las capas superiores consecuentemente, la frecuencia tiene una influencia sobre el alcance de los enlaces ionosféricos. REFLEXIÓN IONOSFÉRICA
INDISTINTAS DE NOCHE
ÚNICAMENTE DE DÍA
F PA CA HE C NO F A P CA HE C NO A E P CA D PA CA
Igualmente es importante señalar que a frecuencias por encima de 30 MHz, las ondas penetran completamente cada capa y no son reflejadas. 83
Además, cuando la capa D desaparece después del atardecer, el enlace nocturno aumenta debido a que las reflexiones se producen a través de capas superiores. La siguiente figura ilustra este efecto. La figura anterior, es una representación simbólica del enlace de las ondas ionosféricas como función de la frecuencia y del momento del día. Las frecuencias presentadas lo son únicamente a título ilustrativo. Difusión Troposférica
DIFUSIÓN TROPOSFÉRICA ONDAS DISPERSAS
PERTURBACIONES DIFUSORAS
SEÑAL ÚTIL
Este modo de propagación es resultado de los fenómenos de reflexión, refracción y difusión, a cargo de partículas localizadas en una capa que se encuentra debajo de la ionosfera, denominada capa troposférica. Es en esta capa donde tiene lugar la actividad meteorológica.
Las características de la capa troposférica pueden variar considerablemente, y una onda transmitida puede ser reflejada o refractada muchas veces, en direcciones aleatorias. Este efecto se conoce como dispersión o difusión troposférica. La figura ilustra este efecto. TIERRA
TRANSMISOR
RECEPTOR
Una onda puede adoptar muchas trayectorias antes de llegar al receptor y, dado que las condiciones atmosféricas varían considerablemente, el problema principal con este modo de propagación radica en los cambios repentinos de calidad de la señal, fenómeno que se conoce con el nombre de desvanecimiento selectivo. 7.3
El Ruido en Telecomunicaciones
El ruido, que es una parte de todo mensaje transmitido a través de un sistema de comunicaciones, puede encontrarse en fuentes ya sean internas o externas al material que está siendo utilizado. Los ruidos externos incluyen: El ruido cósmico. Los ruidos cósmicos son emisiones provenientes del universo intergaláctico. Inclusive el sol puede ser una fuente de ruido considerable, especialmente durante tormentas solares. El ruido atmosférico. Los ruidos atmosféricos son creados por relámpagos frecuentes en la atmósfera. Obviamente, esto depende en gran medida de la estaciones y de las áreas cubiertas por radiocomunicaciones, las ondas de radio por encima de 50 MHz son relativamente insensibles a este ruido. 84
El ruido industrial. Los ruidos industriales son aquellos creados por equipos eléctricos, especialmente por sistema de ignición de automóviles, grandes motores eléctricos, y el alumbrado fluorescente. Los ruidos internos. Son originados por las componentes electrónicas. Estos son ruidos eléctricos creados por irregularidades fundamentales en la conducción. Se ha demostrado que el valor efectivo de este ruido es proporcional a la raíz cuadrada del ancho de banda del sistema. 8. CONSIDERACIONES FINALES DE LA TRANSMISION EN HF Y VHF 8.1
Comunicación a larga distancia, elección de HF
Para conseguir una comunicación, en la escala de distancias terrestres, la elección ha de centrarse en las bandas entre VLF y HF. Las superiores a la HF son de “propagación de horizonte visible”. Partiendo del extremo inferior, podríamos conseguir buenos alcances en las bandas VLF y LF y aceptada sin más, pero hay ciertos inconvenientes inherentes al empleo de estas bandas. Precisamente dos de sus exigencias la de la antena y la de la potencia son por si solas suficientes para que resulte prohibitivo y exijan la búsqueda de otras posibilidades. Estas posibilidades son precisamente MF y HF. De las dos, la HF es la que se considera superior por: a)
las antenas son más cortas y baratas de instalar;
b)
el ruido estático es menos que en MF y tolerable;
c)
utilizando ondas celestes de día y de noche se consiguen grandes alcances con potencias relativamente pequeñas;
d)
las mayores frecuencias sufren menos atenuación en la ionosfera.
e)
el rendimiento queda incrementado mediante el enfoque de la radiación en la dirección en que se encuentra el receptor.
En los primeros días de la radio se hicieron experimentos acerca del empleo de ondas largas para la comunicación, pero las ventajas de las ondas cortas pronto quedaron puestas de manifiesto y en los últimos años de la década de los veinte la victoria fue de las ondas cortas. La banda de frecuencias asignada a la aviación comercial ocupa de 2 a 22 MHz, aunque en la práctica queda limitada a nos 18 MHz. Las estaciones de tierra publican listas de frecuencias para su empleo, y la comunicación suele enfocarse a ATCC o ACC. La gama de servicio depende de las necesidades (alrededor de 1000 mn). La transmisión se hace en modulación de amplitud y se utiliza la banda lateral única para ahorrar potencia y espacio de canal.
85
Factores que afectan al alcance. a) La potencia de transmisión. b) La hora del día. Ya que influye en la densidad y la altura de refracción. c) La estación de año, que influye asimismo en la densidad. d) Cualquier alteración que sufra la ionosfera. e) La situación geográfica. f) La frecuencia usada, que determina el ángulo crítico y la profundidad de penetración. 8.2
Comunicación a corta distancia. Elección de la banda de frecuencias VHF
Las exigencias son este caso disponer de una comunicación en la gama de 80 mn a 5000 ft (pies) y 200 mn a 20.000 pies. Como se trata de gamas muy pequeñas, las bandas de frecuencias de VLF a HF tienen que descartarse. En el espectro desde la VHF es mejor elegir la banda de frecuencias más baja, teniendo en cuenta la antena, cuyo diseño se complica conforme se va alcanzando bandas de frecuencia más altas. Incluso en VHF, el VOR emplea una antena especial.
Comunicación en VHF La banda de VHF se ha elegido para la comunicación en enlaces pequeños, manteniéndose las frecuencias de funcionamiento en el extremo bajo la gama, es decir, de 118 a 136 MHz. Dentro de esa banda hay o habrá pronto 720 canales de comunicación disponibles, con una separación de 25 KHz. La transmisión se efectúa con modulación de amplitud. Un transmisor que proporcione una potencia de 20 W puede considerarse perfectamente adecuado para las distancias mayores. La VHF está prácticamente libre de estáticos, pero por estar polarizadas verticalmente, las señales recogen algo de ruido de fondo. Si se necesita una claridad absoluta en la recepción, la elección habrá de encaminarse a la UHF, donde puede haber sitio para alojar las bandas laterales de la FM. Factores que influyen en el alcance. a) Potencia de transmisión, tanto en la estación de bordo como en la tierra. b) Altura del transmisor. c) Altura del receptor. d) Obstáculos cercanos al transmisor que puedan bloquear la señal o dispersarla con la atenuación inevitable. 86
e) Cualquier obstrucción que se levante en la línea óptica que une el avión con la estación terrestre tendrá en efecto similar al mencionado en (d). f) En determinadas circunstancias, el avión puede recibir las ondas directas y reflejada en tierra, con la consecuencia de desvanecimiento o incluso breves interrupciones de la comunicaron.
UTILIZACIÓN DE FRECUENCAIAS DE MAS DE 30 MHz 4.1. Utilización de la banda de 117,975-137 MHz
Introducción La banda de 118-132 MHz fue atribuida en 1947 por la conferencia de radio comunicaciones de la UIT celebrada en atlantic city y nuevamente lo ha sido en 1959 por la conferencia de ginebra, pero extendiéndola a 117,975 MHz para uso exclusivo de los servicios móviles aeronáuticos (R). Las conferencias de radiocomunicaciones de la UIT subsiguientes a 1947, también prepararon disposiciones sobre el uso de la banda de 132-136 MHz en los servicios móviles aeronáuticos(R) en condiciones que varían en las distintas regiones de la UIT o en diferentes países o combinaciones de países. El uso de esa banda se ha incluido en la tabla de reparto de este capítulo. La conferencia administrativa mundial de radio comunicaciones de la UIT (1979) estableció disposiciones para el uso de la banda 136-137 por parte del servicio móvil aeronáutico ® sujeto a las condiciones de S5203, S5203A, S5203B, del reglamento de radiocomunicaciones. El uso de las frecuencias de la parte de la banda 136-137 MHz debe hacerse teniendo en cuenta las condiciones estipuladas en estas notas. Por lo que respecta a la utilización de estas bandas, se señala a la atención de los estados la posibilidad de interferencia radioeléctrica perjudicial ocasionada por fuentes no aeronáuticas de emisión de radiofrecuencias y la necesidad de tomar medidas apropiadas para reducir sus efectos. Este capítulo se ocupa de las normas y métodos recomendados relativos a esta banda e incluye asuntos pertinentes a la selección de determinadas frecuencias para diversos fines aeronáuticos. Las normas se introducen en virtud del prefacio que sigue, donde se establecen los principios en que se basa la utilización de VHF a escala mundial, que se ha planificado teniendo presente los aspectos económicos.
Prefacio La utilización de VHF con carácter mundial, teniendo debidamente en cuenta la economía y la posibilidad de llevarla a la práctica, exige un plan que deberá considerar:
87
a) la necesidad de una evolución ordenada encaminada a mejorar la operación y el grado necesario de unificación mundial. b) La conveniencia de facilitar una transición económica, desde la utilización actual hasta la utilización óptima de las frecuencias que se dispone, teniendo en cuenta el mayor empleo posible de los equipos actuales.
c) La necesidad de facilitar la coordinación entre la utilización internacional y nacional, a fin de asegurar una protección mutua contra las interferencias. d) La necesidad de establece4r una estructura para el desarrollo conjunto de planes regionales e) La conveniencia de incorporar en cualquier grupo de frecuencias que deban usarse, las que actualmente se utilizan para los servicios aéreos internacionales. f)
La necesidad de mantener una relación adecuada entre el número total de frecuencias y su agrupamiento, y el equipo de abordo que se sabe usarán extensamente los servicios aéreos internacionales.
g) Un requisito para la provisión de una sola frecuencia que pueda usarse para fines de emergencia con carácter mundial, y también, en ciertas regiones, la provisión de otra frecuencia que pueda usarse como frecuencia común para fines especiales. h) La necesidad de proporcionar suficiente flexibilidad para tener en cuenta las diferencias de aplicaciones exigidas por las condiciones regionales. 4.1.1. Reparto general dela banda de frecuencia de 117,975-137 MHz Nota: El plan incluye una tabla general de reparto que subdivide toda la banda de 117,975-137 MHz- 137 MHz, siendo las principales subdivisiones las bandas de frecuencia distribuidas tanto a los servicios nacionales como internacionales y las bandas distribuidas a los servicios nacionales. La observancia de esta subdivisión general debería simplificar mucho el problema de coordinación de la aplicación nacional e internacional. 4.1.1.1 El reparto del grupo correspondiente a la banda de frecuencia de 117,975-137 MHz será el que indica en la tabla 4.1. 4.1.1.2 Recomendación: En el caso de la nueva banda de 136-137 MHz, no se han, acordado aún aplicaciones internacionales, y estas frecuencias deberían utilizarse a base regional como y cuando se requiera. 4.1.2. Separación de frecuencias y límites de las frecuencias asignables Nota. En el texto siguiente. La separación entre canales para asignaciones para asignaciones de canales de 8,33 kHz se define como 25 kHz dividido por 3 lo que da como resultado 8,333...kHz. 88
4.1.2.1 La separación mínima entre frecuencias asignables en el servicio móvil aeronáutico (R) será de 8,33 kHz. Nota: Se reconoce que, en algunas regiones o áreas, la separación de 100 kHz, 50 kHz o 25 kHz entre canales proporciona un número adecuado de frecuencias apropiadas para los servicios internacionales y nacionales y que el equipo proyectado específicamente para separación de 100kHz, 50 kHz o 25 kHz entre canales continuará siendo adecuado para los servicios realizados en tales regiones o áreas. Se reconoce también que pueden continuar coexistiendo en una región o aérea las asignaciones basadas en una separación de 25 kHz así como las basadas en una separación de 8.33 kHz entre canales. 4.1.2.2 Hasta el 1° de enero de 2005 por lo menos, el equipo DSB-AM diseñado especialmente para una separación de 25 kHz entre canales se salvaguardará dada su idoneidad para el servicio móvil aeronáutico (R) [SMA (R)], excepto en las regiones o áreas en las que por acuerdos regionales se permita el uso de equipo especialmente diseñado para la separación de 8.33 kHz entre canales o para VDL Modo 3 cuando se utilice en las comunicaciones orales aire-tierra. 4.1.2.2.1 Los requisitos de llevar a bordo obligatoriamente equipo diseñado para una separación de 8.33 kHz entre canales, se impondrá en virtud de acuerdos regionales de navegación aérea, en los que se especifique el espacio aéreo en que se apliquen y el calendario de fechas de implantación para llevar a bordo el equipo, incluido el paso apropiado de preaviso. Nota: No será necesario realizar algún cambio a los sistemas de las aeronaves o en tierra que operan exclusivamente en regiones que utilizan solamente una separación de canales de 8.33 kHz. 4.1.2.2.2 Hasta el 1 de enero de 2005 por lo menos, el equipo diseñado específicamente para una separación entre canales de 8.33 kHz se salvaguardara dada su idoneidad para el SMA.
Adjudicación del grupo de frecuencias
Utilización mundial
Observaciones
( MHz) a) 118-121,4
Servicios móviles aeronáuticos nacionales e internacionales.
89
Las adjudicaciones internacionales específicas se determinarán mediante acuerdo regional. Las asignaciones nacionales se rigen por las disposiciones de 4.1.5.9 a continuación
Adjudicación del grupo de frecuencias
Utilización mundial
Observaciones
b) 121,5
Frecuencia de emergencia
Con el fin de suministrar una banda de guarda para la protección de la frecuencia de emergencia aeronáutica las frecuencias más próximas asignables a ambos lados de 121,5 MHz son 121,60 MHz, salvo que mediante acuerdo regional podrá decidirse que las frecuencias más próximas asignables serán de 121,30 y 121,70 MHz.
c) 121,6-121,9917 inclusive
Comunicaciones de superficie en los aeródromos internacionales y nacionales
Reservada para los movimientos en tierra, verificaciones previas al vuelo, permisos ATS y funciones conexas
( MHz)
d) 122-123,05 inclusive Servicios móviles aeronáuticos nacionales.
Reservada para adjudicaciones nacionales.
e) 123,1
Frecuencia auxiliar SAR
Véase 4.1.4.1 a continuación.
f) 123,15-123,6917
Servicios móviles aeronáuticos nacionales
Reservada para adjudicaciones nacionales.
g) 123,45
Comunicaciones aire-aire
Designada para ser utilizada según lo dispuesto en 4.1.3.2.1
h) 123,7-129,6917 inclusive
Servicios móviles aeronáuticos nacionales e internacionales
Las adjudicaciones internacionales específicas se determinarán mediante acuerdo regional. Las asignaciones nacionales se rigen por las disposiciones de 4.1.5.9
90
Adjudicación del grupo de frecuencias
Utilización mundial
Observaciones
( MHz) i) 129,7-130,8917
Servicios móviles aeronáuticos nacionales
Reservada para adjudicaciones nacionales pero puede usarse, totalmente o en parte, mediante acuerdo regional, para satisfacer los requisitos mencionados en 4.1.8.1.3
j) 130,9-136,875 inclusive
Servicios móviles aeronáuticos internacionales y nacionales
Las adjudicaciones internacionales específicas se determinarán mediante acuerdo regional. Las asignaciones nacionales se rigen por las disposiciones de 4.1.5.9 (Véase la introducción a 4.1 relativa a la banda de 132-137 MHz.
k) 136,9-136,975 inclusive
Servicios móviles aeronáuticos internacionales y nacionales
Reservada para las comunicaciones de enlace digital en VHF.
4.1.3 Frecuencias usadas para determinadas funciones 4.1.3.1 Canal de emergencia 4.1.3.1.1 El canal de emergencia (121,5MHz) se usara únicamente para verdaderos fines de emergencia, tal como se detalla en forma general a continuación a) Para facilitar un canal libre entre las aeronaves en peligro o en situación de emergencia y una estación terrestre, cuando los canales normales se estén utilizando para otras aeronaves. b) Para facilitar las comunicaciones VHF entre las aeronaves y los aeródromos, no usado generalmente por los servicios aéreos internacionales, en caso de presentarse una emergencia. c) Para facilitar un canal de comunicaciones es VHF común entre las aeronaves, tanto civiles como militares, y entre dichas aeronaves y los servicios de superficie que 91
participen en operaciones comunes de búsqueda y salvamento, antes de cambiar, en los casos precisos, a la frecuencia adecuada. d) Para facilitar comunicaciones aeroterrestres con las aeronaves cuando la falla del equipo de abordo impedían usar los canales regulares. e) Para facilitar un canal para la operación de los transmisores de localización de siniestros (ELT), y para comunicaciones entre las embarcaciones de supervivencia y las aeronaves dedicadas a operaciones de búsqueda y salvamento; f)
Para facilitar un canal VHF común para las comunicaciones entre las aeronaves civiles y las aeronaves interceptoras o las dependencias de control de interceptación, y entre las aeronaves civiles interceptoras y las dependencias de los servicios de tránsito aéreo en el caso de interceptación de aeronaves civiles.
Respecto a las estaciones de embarcaciones y dispositivos de salvamento, el Reglamento de Radiocomunicaciones prevé la utilización de la frecuencia o frecuencias de 500 kHz, 8.364 kHz, 2.182 kHz, 121,5 MHz y 243 MHz,.
1. Debería autorizarse el establecimiento de estaciones aeronáuticas HF de control de operaciones (AOC ), Cuando no se disponga de otros medios para efectuar el control de operaciones a larga distancia o cuando el empleo de servicios normales de comunicaciones proporcionados para la seguridad y regularidad de los vuelos sea inapropiado o inadecuado. 2. El número total de estaciones terrestres que recurran a estos canales de uso mundial debería mantenerse en un mínimo compatible con la eficacia económica y operacional por lo consiguiente: a) normalmente no debería haber más de una estación por estado. b) En los casos en que se haya convenido afinidad de intereses entre dos estados adyacentes, puede establecerse una sola estación, por acuerdo entre los mismos, que preste servicio a todas las empresas explotadoras de aeronaves que requieren servicios en dichos estados. 3. Según la política nacional del estado o estados, los estados podrían operar las estaciones aeronáuticas por cuenta de una o más empresas explotadoras de aeronaves, siempre que de esta forma se satisfagan las necesidades de estas últimas en cuanto a flexibilidad y comunicación directa con las aeronaves, o la explotación de las estaciones aeronáuticas podría correr a cargo de una empresa explotadora de aeronaves o de un organismo de comunicaciones que se ocupe de los intereses de una o más líneas aéreas y sea titular de una licencia expedida por el estado o estados interesados. 92
4. Las licencias deberían expedirse para ser renovadas periódicamente y, de conformidad con RR54.11 y RR S43.4, deberían prohibirse las comunicaciones de “ correspondencia publica” o entre puntos fijos, u otras comunicaciones que no se ajusten a la definición de comunicaciones del control de operaciones. 5. Debería utilizarse VHF (canales de uso general o de control de operaciones) y no HF, cuando la aeronave se halle dentro del área de cobertura de una estación aeronáutica VHF apropiada. Nota: Las categorías específicas de mensajes que pueden ser cursadas por los canales del servicio móvil aeronáutico (R) están prescritas en el anexo 10, volumen II , Capitulo 5, 5.1.8. En el mismo capítulo, en 5.2.2, se definen los procedimientos de comunicaciones normales para el servicio, incluyendo los requisitos para mantener la escucha. De acuerdo con RR S18.6 del reglamento de radiocomunicaciones de la UIT, las licencias deberían definir los propósitos de la estación para el control de operaciones ( tal como se define en el anexo 6, parte I) y deberían especificar las características generales de acuerdo con el apéndice S27 del reglamento de radiocomunicaciones. Observación: En Colombia hasta hace poco tiempo, se utilizaron para comunicaciones a larga distancia, las frecuencias: Internacionales: 8.855 KHz, 8.918 KHz,10.024 KHz, KHz, 10.096 KHz, 6.649 KHz, 11297 KHz, 10.017 KHz, 6.577 KHz; Nacionales: 6.553 KHz,6.532 KHz, 5.508 KHz, 6.553 KHz, 5.556 KHz, 6.532 KHz; Nacional Nocturna: 3.488 KHz.
9.
CONSIDERACIONES SOBRE COMUNICACIONES SATELITALES
9.1 Introducción Cuando hablamos de cómo la Tierra y los demás planetas viajan alrededor del Sol, decimos que están en órbita alrededor del Sol. De manera similar, la Luna está en órbita alrededor de la Tierra. Muchos satélites artificiales también están en órbita alrededor de la Tierra. Se pueden utilizar diferentes tipos de órbitas de acuerdo a las necesidades específicas del satélite. Arthur Clarke en 1945 describió el uso de la órbita geoestacionaria para telecomunicaciones, actualmente la más usada por los satélites de comunicaciones describe la cobertura global usando tres satélites a 120 grados (sistema DRSS USA).
93
9.2 Órbita geoestacionaria
En el Ecuador, la Tierra misma está girando de oeste a este a 1675 kilómetros por hora (1041 millas por hora) y se puede elegir una órbita que viaja alrededor del Ecuador o una que pasa sobre los Polos Norte y Sur de la Tierra, o cualquier posibilidad intermedia, así como también una órbita de poca altitud de sólo unos pocos centenares de millas por encima de la superficie de la Tierra o una que se encuentra a miles de millas en el espacio. 9.3 Satélite de comunicaciones Esencialmente un satélite de comunicaciones es un repetidor de radio en el cielo, el cual recibe el nombre de transponder. El satélite necesita ser estabilizado debido a que la tierra no es perfectamente esférica y la luna, el sol, y el movimiento de las mareas ejercen efectos gravitacionales sobre el satélite que tienden a apartarlo de su posición correcta. Se debe procurar mantener su posición durante su vida útil aproximadamente de 10 a 15 años, dentro de un margen de más o menos 0.1 grado. Para mantener el satélite en su posición norte sur hay que utilizar las reservas de combustible, si no se logra mantener esta posición norte sur, el satélite tenderá a moverse hacia una posición natural (inclinación) a 15 Grados de la órbita Geoestacionaria.
9.4 Conformación del sistema satelital Un sistema satelital consiste de un transponder, una estación basada en tierra, para controlar su funcionamiento y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las necesidades para transmisión y recepción del tráfico de comunicaciones a través del sistema de satélites. Las transmisiones de satélite incluyen un bus y una carga útil, la de bus incluye mecanismos de control que apoyan la operación de carga útil, la de carga útil es la información del usuario que será transportada a través del sistema. 94
9.5 Satélites orbitales Son llamados también satélites no síncronos, éstos giran alrededor de la tierra en un patrón elíptico o circular de baja altitud, si el satélite está girando en la misma dirección que la rotación de la tierra y a una velocidad angular superior que la de la tierra, la órbita se llama órbita progrado. Si el satélite está girando en dirección opuesta a la rotación de la tierra o en la misma dirección, pero a una velocidad angular menor que a la de la tierra, la órbita se llama órbita retrógrada. 9.6 Clasificación de los Satélites Orbitales 9.6.1 Satélite Pasivo: Se conoce también como reflector pasivo, es un dispositivo que simplemente “rebota” una señal de un lugar a otro, no hay dispositivos de ganancia a bordo para amplificar o repetir la señal. La luna es un satélite natural de la tierra y como consecuencia final es de la década de 1940 y principios de la década de 1950, se convirtió en el primer satélite pasivo. En 1954 la marina de los Estados Unidos transmitió exitosamente los primeros mensajes sobre esta transmisión de tierra a luna a tierra, en 1956 se estableció un sistema de transmisión entre Washington D.C. y Hawái y hasta1962 ofreció comunicaciones de larga distancia confiables. 9.6.2 Satélite Activo: Es el que de manera electrónica repite una señal a la tierra, recibe, amplifica y retransmite la información de y hacia las estaciones terrestres. Los primeros satélites de este tipo fueron el Sputnik I (Rusia) lanzado en el año de 1957 y el Explorer I (Estados Unidos) el cual transmitió información telemétrica por casi cinco meses.
9.7 Satélites Geoestacionarios (llamados también geosíncronos) Son satélites que giran en un patrón circular con una velocidad angular igual a la de la tierra. Consecuentemente permanecen en una posición fija con respecto a un punto de la tierra. Una ventaja obvia es que están disponibles para todas las estaciones de la tierra, dentro de su sombra, 100% de las veces, estas estaciones tienen un camino visible a él y están dentro del patrón de radiación de las antenas del satélite, estos satélites requieren dispositivos de propulsión sofisticados y pesados para mantenerlos fijos en una órbita. El tiempo de órbita de un satélite geosíncrono es de 24 horas igual que la tierra.
95
Perigeo
Apogeo
Tierra
40.000 Km
1000 Km
Órbita elíptica de Satélite
En 1964 se estableció una red de satélite comercial global conocida como Intelsat (Organización Satelital para Telecomunicaciones Internacionales). Intelsat es propiedad y operada por un consorcio de más de 100 países, el primer satélite fue Early Bird I el cual fue lanzado en 1965 y proporcionaba 400 canales de voz. De 1966 a1067, se lanzaron una serie de satélites los cuales tenían una capacidad de 80.000 canales de voz.
9.7.1 Ventajas de las órbitas geosíncronas
El satélite permanece casi estacionario, con respecto a una estación terrestre específica, consecuentemente no se requiere equipo costoso de rastreo en las estaciones terrestres. No hay necesidad de cambiar de un satélite a otro, cuando giran por encima, consecuentemente, no hay rupturas en la transmisión por los tiempos de conmutación. Los satélites geosíncronos de alta altitud pueden cubrir un área de la tierra mucho más grande, que sus contrapartes orbitales de baja altitud.
9.7.2 Desventajas de las órbitas geosíncronas
Las altitudes superiores de los satélites geosíncronos introducen tiempos de propagación más largos. El retardo de propagación del viaje redondo entre las dos estaciones terrenas por medio de un satélite geosíncrono es de 500 a 600 ms. Los satélites geosíncronos requieren de alta potencia de transmisión y receptores más sensibles debido a las distancias más grandes y mayores pérdidas de trayectoria. Se requieren maniobras especiales de alta precisión para colocar un satélite geosíncrono en órbita y mantenerlo. Además se requieren motores de propulsión a bordo de los satélites para mantenerlos en sus órbitas respectivas.
9.8 Patrones Orbitales Una vez proyectado, un satélite permanece en órbita debido a que la fuerza centrífuga, causada por su rotación alrededor de la tierra, es contrabalanceada por la atracción gravitacional de la tierra. Entre más cerca gire de la tierra el satélite más 96
grande es la atracción gravitacional y requerirá de una velocidad mayor para mantenerlo alejado de la tierra. 9.8.1 Satélites de baja altitud: Tienen órbitas cercanas a la tierra, de 100 a 300 millas de altura y viajan aproximadamente a 17.500 millas/hora a esta velocidad se requiere aproximadamente de una hora y media para girar alrededor de toda la tierra, consecuentemente el tiempo que el satélite está visible en una estación terrestre en particular, es solamente de un cuarto de hora o menos por órbita. 9.8.2 Satélites de altitud media: Se encuentran de 6.000 a 12.000 millas de altura, tienen un periodo de rotación de 5 a 12 horas y permanecen a la vista en una estación terrestre a la vista de 2 a 4 horas por órbita. 9.8.3 Satélites de altitud alta: Se encuentran de 16.000 a 25.000 millas de altura, viajan aproximadamente a 6.879 millas/ hora y tienen un periodo de rotación de 24 horas, exactamente el mismo tiempo que la tierra. Consecuentemente, permanecen en una posición fija con respecto a una estación específica de la tierra y tienen un tiempo de disponibilidad de 24 horas. 9.8.4 Trayectos que un Satélite puede tomar 9.8.4.1 Orbita Ecuatorial: Cuando el satélite gira en una órbita arriba del Ecuador. 9.8.4.2 Orbita Polar: Cuando un satélite gira en una órbita que lo lleva arriba de los polos norte y sur. 9.8.4.3 Orbita Inclinada: Es cualquier otro trayecto orbital. 9.8.4.3.1 Nodo Ascendente: Es el punto en donde la órbita cruza el plano ecuatorial de sur a norte. 9.8.4.3.2 Nodo Descendente: Es el punto en donde la órbita cruza el plano ecuatorial de norte a sur. 9.8.4.3.3 Línea de Nodos: Es la línea que une a los nodos ascendentes y descendentes por el centro de la tierra.
9.9 Leyes de Kepler: (1571-1630) Kepler había estudiado astronomía, favoreciendo el punto de vista copernicano y manteniendo correspondencia con Galileo. Copérnico propuso que cada planeta se movía en una órbita circular a velocidad constante. Usando esta conjetura, Kepler procedió a calcular los movimientos de los planetas en el cielo. Sus posiciones calculadas casi satisfacían las observadas, pero no de forma exacta. En particular, Tycho había hecho (¡solo a simple vista!) algunas mediciones muy precisas de la posición de Marte, que diferían con las predicciones de ambos astrónomos, Tolomeo y Copérnico. Cuando Tycho muere, Kepler obtiene esas observaciones e intenta explicarlas. En 1609, el año mágico en el que Galileo posiciona su telescopio por vez primera hacia los cielos, Kepler vio de pasada lo que piensa que puede ser la respuesta y publica sus primeras dos leyes sobre el movimiento planetario. 97
Las leyes de Kepler no solo fueron confirmadas y explicadas por científicos posteriores, sino que se aplican a cualquier sistema orbital de dos cuerpos, incluidos los satélites artificiales en órbita alrededor de la Tierra. 9.9.1 Tercera ley En 1619 Kepler publicó su tercera ley: el cuadrado del período orbital T es proporcional al cubo de la distancia media del Sol (la mitad de la suma de la distancia mayor y la menor). En forma de fórmula T2= k a3 siendo k una constante, la misma para todos los planetas. Suponga que medimos todas las distancias en "unidades astronómicas" o AU, siendo 1 AU la distancia media entre la Tierra y el Sol. Luego si a = 1 AU, T es un año y k, con estas unidades, es igual a 1, T2= a3. Aplicando ahora la fórmula a cualquier planeta, si T es conocido por las observaciones durante muchos años, la ha para el planeta considerado, su distancia media del Sol, se calcula fácilmente. Hallar el valor de 1 AU en millas ó kilómetros, o sea, hallar la escala real del sistema solar, no es fácil. Nuestros mejores valores actualmente son las proporcionadas por las herramientas de la era espacial, mediante mediciones de radar de Venus y por pruebas espaciales planetarias; siendo una buena aproximación: 1 AU = 150 000 000 Km
El eje de la linterna es también el eje del cono de luz. Apuntando el haz perpendicular a la pared obtendremos un círculo. Inclinando el haz: una elipse. Mayor inclinación, hacia donde el cierre de la elipse está muy apartado: una parábola. Inclinándola aún más, hacia donde los dos bordes de la luz no solo no se juntan, sino que se separan en direcciones completamente diferentes: una hipérbola. La constante k' para los satélites artificiales es diferente a la k obtenida para los planetas (pero es la misma para cualquier satélite). Por la fórmula de Kepler: T = SQRT (k' a3) Donde SQRT simboliza "raíz cuadrada de". Si T se mide en segundos y a en radios terrestres
(1 RE = 6371 km. = 3960 millas)
T = 5063 SQRT (a3)
. 3ª Ley de Kepler T en años, a en unidades astronómicas; T2 = a3 Las discrepancias son debidas a la limitada precisión 98
Planeta
Período T
Dist. a del Sol
T2
a3
Mercurio
0.241
0.387
0.05808
0.05796
Venus
0.616
0.723
0.37946
0.37793
Tierra
1
1
1
1
Marte
1.88
1.524
3.5344
3.5396
Júpiter
11.9
5.203
141.61
140.85
Saturno
29.5
9.539
870.25
867.98
Urano
84.0
19.191
7056
7068
Neptuno
165.0
30.071
27225
27192
Plutón
248.0
39.457
61504
61429
9.10 Rango Frecuencial satelital
L-BAND FCC,S DIGITAL RADIO S-BAND C-BAND
1.530-2.700 GHZ 2310-2360 GHZ 2700-3500 GHZ Canal descendente 3700-4200 GHZ Canal ascendente 3900-8395 GHZ
X-BAND
Canal descendente 7250-7745 GHZ
Canal Ascendente 7900-8395 GHZ
KU-BAND( EUROPA)
Canal descendente FSS 10.700-11.700 GHZ DBS 11.700-12500 GHZ
Telecom. 12.500-12.750 GHZ Canal Ascendente FSS y Telecom. 14000-14800 GHZ DBS 17.300-18.100 GHZ
KU- BAND (AMERICA)
Canal Descendente FSS 11.700-12.000 GHZ DBS 12.200-12.700 GHZ Canal ascendente FSS 14.000-14.500 GHZ DBS 17.300-17.800 GHZ 99
KU-BAND
18-31 GHZ
El satélite recoge el campo electromagnético incidente y retransmite las portadoras moduladas a modo de enlace descendente, el nivel del ruido celeste disminuye entre las frecuencias de 2 GHZ a 10 GHZ.
9.11 Modelos de enlace del sistema satelital Las bandas de frecuencias explotadas por el satélite se dividen en secciones llamadas transponedores, el transponder recibe la portadora transmitida por la estación terrena, la amplifica, la convierte a la frecuencia de enlace descendente apropiada y la transmite por medio de amplificadores de alta potencia a la tierra. Con el desarrollo de la tecnología se introdujo el concepto de haces conformados para cubrir algunas zonas específicas de la superficie terrestre. El enlace ascendente corresponde a la cadena transmisora y transmite en 6 GHz, el enlace descendente cadena receptora y transmite en 4 GHz.
Una banda de frecuencias se podría utilizar para más de un Haz, lo que se traduce en un aumento de la capacidad del satélite. 9.11.1 Modulación Es el proceso mediante el cual se modifican las características de una forma de onda en conformidad con otra señal. Para transmisiones radioemisiones radiofónicas, la modulación consiste básicamente en variar la amplitud, de la frecuencia o la frecuencia o la base de una portadora de radio frecuencia (RF) en conformidad con la información que se habrá de transmitir. MODULACION FSK:
Consiste en un proceso de 2 oscilaciones con Frecuencias Diferentes para dígitos 0 y 1. Normalmente es usada para transmisión de datos en bajas velocidades.
MODULACION ASK:
La amplitud de la onda es alterada de acuerdo con la variación de la señal de información. Exige un medio en que la respuesta de amplitud sea estable, ya que este tipo de modulación es bastante sensible a ruidos y distorsiones. 100
MODULACION PSK: Consiste en un procedimiento de la onda portadora en función de un bit de dato (0,1). Un bit 0; en cuanto al bit 1, corresponde a la fase g MODULACION QAM: Es caracterizada por la superposición de 2 portadores en cuadratura modulada en amplitud. Con eso al colocar 4 bits dentro de un tronco de señal y operar con tasas de 2400bauds, se alcanza tasas de 9600bps. Esencialmente un sistema satelital consiste de tres secciones básicas una subida, un transponder satelital y una bajada. 9.11.2 Modelo de subida: El principal componente dentro de la sección de subida de un sistema satelital es el transmisor de la estación terrena, el típico transmisor de la estación terrena consiste de un modulador de frecuencia IF, un convertidor de microondas de IF a RF, un amplificador de alta potencia (HPA) y algún medio para limitar la banda del último espectro Al satélite de salida (por ejemplo, un filtro pasa-bandas). Convertidor Ascendente
IF Banda Base en FKM o PCM/TDM
Modulador (FM, PSK o QAM)
BPF
RF Mezclador
BPF
HPA
RF Generador MW 6 o 14 GHz
PCM: Modulación de código de pulsos. PSK: Transmisión por desplazamiento de fase. QAM: Modulación de amplitud en cuadratura. HPA: Amplificador de potencia.
El modulador de frecuencia intermedia convierte las señales de banda base de entrada a una frecuencia intermedia modulada en FM, en PSK o en QAM, el convertidor (mezclador y 101
filtro pasa-bandas) convierte la frecuencia intermedia a una frecuencia de portadora de RF apropiada, el HPA proporciona una sensibilidad de entrada adecuada y potencia de salida para propagar la señal al transponder del satélite, los HPA comúnmente usados son klystons y tubos de onda progresiva. 9.11.3 Transponder: Un típico transponder satelital consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BPF), un amplificador de bajo ruido de entrada (LNA), un traslador de frecuencia, un amplificador de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida. Este transponder es un repetidor de RF a RF, otras configuraciones de transponder son los repetidores de IF y de banda base semejantes a los que se usan en los repetidores de microondas. Traslator de frecuencia
BPF
Amplificador de bajo ruido LNA
Mezclador
BPF
RF
Amplificador de baja potencia TWT
RF Oscilador de desplazamiento MW de 2 GHz
RF
De la estación de
A la estación
La tierra 6 o 14 GHz
terrena 4 o 12 GHz
El BPF de entrada limita el ruido total aplicado a la entrada del LNA (un dispositivo normal utilizado como un LNA es un diodo túnel), la salida el LNA alimenta a un traslator de frecuencia (un oscilador de desplazamiento y un BPF) que convierte la frecuencia de subida de banda alta a una frecuencia de bajada de banda baja. El amplificador de potencia de bajo nivel que es comúnmente un tubo de ondas progresivas amplifica la señal de RF para su transmisión por medio de la bajada a los receptores de la estación terrena. Cada canal de RF del satélite requiere de un transponder separado.
9.11.4 Modelo de bajada: Un receptor de estación terrena incluye un BPF de entrada, un LNA y un convertidor de RF a IF Del transponder del satélite Convertidor descendente
102
RF
BPF
Amplificador de bajo ruido LNA
IF
Mezclador
BPF
RF Generador MW
Demodulad or (FM, PSK o
Banda base fuera FDM o
4 o 12 GHz
Nuevamente el BPF limita la potencia del ruido de entrada al LNA, el LNA es un dispositivo altamente sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo túnel o un amplificador paramétrico, el convertidor de RF a IF es una combinación de filtro mezclador / pasa-bandas que convierte la señal de RF recibida a una frecuencia de IF. 9.11.5 Enlaces cruzados: Ocasionalmente hay una aplicación en donde es necesario comunicarse entre satélites, esto se realiza usando enlaces cruzados entre satélites o llamado también enlace intersatelital (ISL), una desventaja de usar un ISL es que el transmisor y receptor son enviados ambos al espacio por consiguiente la potencia de salida del transmisor y la sensibilidad de entrada del receptor se limitan. 9.11.6 Potencia de transmisión y energía de BIT: Los amplificadores de alta potencia usados en los transmisores de la estación terrena y los tubos de onda progresiva usados de manera normal, en el transponder de satélite, son dispositivos no lineales; su ganancia (potencia de salida Vs potencia de entrada) depende del nivel de la señal de entrada. Para operar eficientemente, el amplificador de potencia debe trabajar lo más cercano posible a la saturación, la potencia de salida de un transmisor típico de estación terrena del satélite es mayor que la potencia de salida de un amplificador de potencia de microondas terrena, consecuentemente cuando se trata con sistemas satelitales generalmente se expresa en DbW(Decibeles con respecto a un vatio) en vez de Dbm (decibel con respecto a un milivatio). La mayoría de los sistemas satelitales modernos usan transmisión por desplazamiento de fase (PSK) o modulación de amplitud en cuadratura (QAM) en vez de la modulación en frecuencia convencional (FM). Con PSK o QAM, la banda base de entrada generalmente es una señal PCM codificada con multicanalización por división de tiempo la cual es digital por naturaleza, además con PSK o QAM se pueden codificar varios bits en un solo elemento de señalización de transmisión, por consiguiente un parámetro más importante que la potencia de la portadora es la energía por bit.
103
Eb = Pt Tb En donde, Eb = Energía de un bit sencillo (joules por bit) Pt = Potencia total de la portadora (watts) Tb = Tiempo de un bit sencillo (segundos) De donde se desprende, Tb = 1/ fb en donde, fb es la razón de bit por segundo. Eb = P t / fb 9.11.7 Antenas Las estaciones terrenas de comunicaciones por satélite emplean antenas parabólicas de 1.5 a 30 metros de Diámetro, el contorno de una superficie parabólica satisface el requisito de que toda la energía radiada hacia la superficie, desde un alimentador en el punto focal, será reflejada para formar un frente de onda plano en concordancia de fase en toda la abertura el reflector parabólico.
Si una onda de radio proveniente de una fuente distante incide sobre la antena esta recoge la potencia contenida con su abertura eficaz (Ae). Ae= (d/2) = rendimiento de la antena y < 1. 2
9.11.8 Tiempo de propagación La longitud total del trayecto Tierra- Satélite- Tierra puede alcanzar hasta los 84.000 Kilómetros en un tiempo de 250 milisegundos, el efecto de este retardo en las conversaciones telefónicas es de 500 milisegundos. El centelleo en momentos impredecibles, el nivel de las señales recibidas del satélite fluctúa con rapidez por la variación en amplitud y fase que ocurre a través de la atmósfera; esto lo produce la mezcla turbulenta de la masa de aire a diferentes niveles de temperatura y humedad así como la adición aleatoria de partículas de lluvia, hielo o humedad.
104
PLANEAMIENTO DEL VUELO: 1. 2. 3. 4. 5.
Como se debe planear el vuelo de acuerdo al tipo de RPA. Software normalmente utilizado para las diferentes tareas del RPA. Plan de vuelo. Como se efectúa el plan de vuelo de una aeronave comercial o privada. R.V.S..M.
DEFINICIONES Esquema de Asignación de Niveles de Vuelo (FLAS) Esquema mediante el
cual se pueden asignar niveles de vuelo
específico a determinados tramos de ruta dentro de la red de rutas ATS. Aprobación RVSM Aprobación que se otorga por la autoridad adecuada del Estado en que tiene su base el Operador, o del Estado en que está matriculada la aeronave.
Para
obtener
la aprobación RVSM, los Operadores
asegurarán al citado Estado que: 1)
la aeronave para la que se pide la Aprobación RVSM tiene la capacidad de navegación vertical requerida para operaciones RVSM conforme
a los criterios de Especificación RVSM
(MASPS). 105
2) que han establecido procedimientos respecto a prácticas y programas de aeronavegabilidad continuadas (mantenimiento y reparación). 3) que han establecido procedimientos para las tripulaciones de vuelo para las operaciones en el Espacio Aéreo CAR/SAM RVSM. Nota: Una aprobación RVSM no está restringida a una región específica. En cambio, es válida a nivel mundial entendiendo que cualquier procedimiento operativo específico para una región, en este caso las regiones CAR/SAM, debería incluirse en el Manual de Operaciones o en la apropiada guía de instrucción de la tripulación. Aeronave con aprobación RVSM Aeronave que ha recibido la aprobación estatal para operaciones RVSM dentro del Espacio Aéreo CAR/SAM RVSM. Punto de Entrada a la RVSM El primer punto de referencia sobre el que pasa
una aeronave, o se
espera que pase inmediatamente antes, en, o inmediatamente después de su entrada inicial en el Espacio Aéreo CAR/SAM RVSM; normalmente sirve como primer punto de referencia para aplicar una separación vertical
mínima
de
300
m
(1000
ft)
entre
aeronaves
con
aprobación RVSM. Punto de Salida de la RVSM Último punto de referencia sobre el que pasa una aeronave, o se espera que pase inmediatamente antes, en, o inmediatamente después de abandonar el Espacio Aéreo CAR/SAM RVSM; normalmente sirve como el último punto de referencia para aplicar una separación vertical mínima de 300 m (1000 ft) entre aeronaves con aprobación RVSM.
106
Aeronave de Estado A los efectos de la RVSM en las Regiones CAR/SAM, únicamente aquellas aeronaves utilizadas para servicios militares, de aduana y de policía serán consideradas como aeronaves de estado. Ref: OACI, Convención sobre Aviación Civil Internacional, Artículo 3 (b. Nivel de Vuelo Estratégico Nivel de vuelo que puede ser utilizado al cumplimentar el plan de vuelo de acuerdo con la Tabla de Niveles de Crucero de la OACI, Anexo 2, Apéndice 3, y/o un Esquema de Asignación de Niveles de Vuelo (FLAS), tal y como se especifique en las pertinentes Publicaciones de Información Aeronáutica (AIPs). Nivel de Vuelo Táctico Nivel de vuelo reservado para uso táctico por ATC y, por tanto, no debería ser utilizado al cumplimentarse el plan de vuelo.
RESUMEN EJECUTIVO
La aplicación de una Separación Vertical Mínima Reducida en el espacio aéreo de los Estados/ Territorios
y
Organizaciones de las Regiones CAR/SAM, representa un cambio
importante en los entornos operacionales de los ACCs/UACs implicados. Una planificación detallada, por adelantado, de la implantación de la RVSM garantizará que se optimicen los beneficios, en términos de capacidad y eficiencia operativa, y que los controladores sean capaces de hacer frente satisfactoriamente
al
importante
cambio de sus entornos operacionales, garantizando con ello unos continuos niveles de seguridad. Este Manual está basado en el Manual ATC para RVSM en Europa preparado por Eurocontrol, en el Manual ATC del FIR Canarias y además en el Manual ATC y el Concepto Operacional RVSM (CONOPS) desarrollados por el Grupo de Tarea RVSM del GREPECAS en el marco del Proyecto PNUD- OACI RLA/98/003
y tiene como finalidad servir como guía y documento de
referencia para el personal operacional y de gestión involucrado en la planificación de la implantación de la RVSM. Asimismo, sirve también como documento de referencia para el personal 107
implicado en la continuidad de las operaciones ATC de los ACCs/UACs en un entorno RVSM. El manual se dirige a los elementos de los sistemas ATM que están directamente afectados por, o que afectan a, la implantación y aplicación de la RVSM. A lo largo del presente documento, se ha incorporado la utilización del término: "Espacio Aéreo CAR/SAM RVSM" para reflejar la aplicación de la RVSM dentro de los espacios aéreos de los Estados/Territorios y Organizaciones de las Regiones CAR/SAM, que han decidido participar en el Programa RVSM. Asimismo, a pesar de que se ha decidido que dentro de las Regiones CAR/SAM no se establecerán áreas de transición se han establecido ejemplos de situaciones posibles en espacios aéreos de transición para que esos escenarios y situaciones se puedan estudiar por si se requiere su implantación aun cuando ésta sea en forma temporal.
108
ANTECEDENTES La implantación de una Separación Vertical Mínima Reducida representa un objetivo importante de mejora de capacidad de los espacios aéreos de las Regiones CAR/SAM. Efectivamente, la introducción de la RVSM permitirá la aplicación de una Separación Vertical Mínima de 1.000 pies entre las aeronaves convenientemente equipadas, en la banda de niveles FL 290 - FL 410, ambos inclusive, proporcionando de este modo seis niveles de vuelo adicionales disponibles. La finalidad de la implantación de la RVSM es aumentar la capacidad, por medio de la aportación de esos seis niveles de vuelo adicionales, reducir la
carga
de
trabajo
de
los
controladores, al tiempo que mantiene, o incluso mejora, los niveles de seguridad actuales, y proporcionar a la comunidad de usuarios del espacio aéreo un entorno de operaciones mejorado para la optimización de los perfiles de vuelo. El poder disponer de estos niveles de vuelo adicionales es uno de los instrumentos que permitirá a los controladores: manejar eficientemente el volumen de tránsito, tanto actual como futuro, dentro de sus zonas de responsabilidad, evitar en la fase estratégica, de forma más efectiva,
los conflictos sobre los
principales puntos de cruce de la red CAR/SAM de rutas ATS, y Satisfacer, en la medida de lo posible, las peticiones de los pilotos de niveles óptimos de crucero. Como se describe más adelante, y como un requisito previo al establecimiento de la RVSM en el espacio aéreo de las Regiones CAR/SAM (caribe y Suramérica), la implantación de la RVSM exige que se mantengan, o mejoren, con respecto a los valores actuales, los niveles de seguridad de las operaciones dentro del Espacio Aéreo CAR/SAM (caribe y Suramérica) RVSM. Los trabajos iniciados por algunos Estados
en forma de simulaciones en tiempo real y estudios de seguridad, han
confirmado, dentro de los niveles requeridos de seguridad, implantación de la RVSM,
la viabilidad para la
tanto desde el punto de vista técnico, como desde el
operacional. Se han estudiado las experiencias resultantes de la aplicación de la RVSM dentro de la Región del Atlántico Norte (NAT), Región de Asia/Pacífico y 109
de la Región Europea en el desarrollo de las cuestiones relevantes asociadas a la implantación de la RVSM
en el espacio aéreo de las Regiones CAR/SAM.
Además, el Programa CAR/SAM (caribe y Suramérica) RVSM se ha desarrollado en estrecha coordinación con los expertos de la FAA que han trabajado anteriormente en la implantación de la RVSM en otras Regiones. El material desarrollado como resultado del Programa CAR/SAM de RVSM está de acuerdo con todas las Normas y Prácticas Recomendadas (SARPs) de OACI correspondientes y con el Material de Orientación de OACI, para RVSM y para ATS. Necesidad de la RVSM Se acepta que serán necesarios cambios importantes en los sistemas ATM para poder hacer frente a este continuo crecimiento del tránsito de acuerdo a los Planes Regionales CANS/ATM. De entre las diferentes medidas que se están considerando para satisfacer esa necesidad, se estima que la implantación de la RVSM, mediante la provisión de seis niveles de vuelo adicionales para ser utilizados en el espacio aéreo altamente congestionado desde el FL 290 al FL 410, ambos inclusive, es el procedimiento con mejor relación coste eficacia.
El Programa RVSM aportará los siguientes beneficios: Perfiles de Ruta Óptimos. La disponibilidad de seis niveles de vuelo adicionales en la banda de nivel más ocupada, permitirá que los operadores planifiquen para, y operen en o más cerca de, el perfil de ruta vertical óptimo para cada tipo de aeronave. Esto proporcionará ahorros de combustible, tanto desde el punto de vista del combustible a transportar, como del consumido por el vuelo. Se estima que los ahorros alcanzarán una cifra cercana a los 312 millones de dólares con el respectivo descuento en un lapso de 15 años. Incremento de la capacidad ATC Una serie de Simulaciones de ATC en Tiempo Real llevadas a cabo por la FAA, han demostrado que la RVSM puede reducir la carga de trabajo de los 110
controladores. Las simulaciones han puesto de manifiesto que se podría incrementar la capacidad de estos sectores simulados en un importante porcentaje cercano al 20 %, aproximadamente, en comparación con el entorno de Separación Vertical Mínima Convencional (CVSM). Existe además potencial para futuros crecimientos, por medio de una estructura revisada del espacio aéreo que incluya, por ejemplo, cambios en la sectorización y/o la introducción de sectores adicionales. No obstante, la presencia de
aeronaves de Estado sin aprobación RVSM,
a las que se ha eximido de tener que satisfacer los requisitos de la Especificaciones sobre Prestaciones Mínimas de los sistemas de la aeronave (MASPS) RVSM para operaciones en el Espacio Aéreo CAR/SAM (caribe y Suramérica) RVSM, reducirá los incrementos de capacidad previstos.
Historial Al final de la década de los años 50, como consecuencia de la reducción de la precisión de los altímetros barométricos sensibles a la presión con el incremento de la altitud, se llegó a la conclusión de que era necesario aumentar la Separación Vertical Mínima (VSM) prescrita de 1.000 pies por encima de un determinado nivel de vuelo. En el año 1960 se estableció una VSM aumentada de 2.000 pies para ser aplicada entre aeronaves
que operasen
por encima del FL 290, excepto
donde, en aplicación de
acuerdos regionales de navegación aérea, se prescribiera un nivel de vuelo más bajo. La selección del FL 290 no fue una decisión adoptada empíricamente sino más bien en función del techo operacional de las aeronaves existentes en momento. En el año 1966, este nivel de cambio se estableció, a escala mundial, en el FL 290. Al mismo tiempo, se consideró que la aplicación de una VSM reducida por encima del FL 290, a escala regional y en circunstancias cuidadosamente determinadas, era otra posibilidad específica para un futuro no demasiado lejano. Por consiguiente, las disposiciones
de la OACI establecieron que esa VSM
reducida se podría aplicar, bajo condiciones específicas, dentro de aquellas partes del espacio aéreo que se determinen en acuerdos regionales de navegación aérea. Al final de la década de los 70, para hacer frente a unos costes cada vez mayores del 111
Combustible y a una demanda creciente de una utilización más eficaz del espacio aéreo disponible, la OACI inició un completo programa de estudios para examinar la viabilidad de reducir los 2.000 pies de VSM que se aplican por encima del FL 290, a los 1.000 pies que se aplican por debajo del FL 290. A lo largo de los años 80, bajo los auspicios de la OACI, se realizaron diversos estudios en Europa, Canadá, Japón y los Estados Unidos. Los planteamientos fundamentales de los programas de estudio fueron: Determinar la precisión de mantenimiento de altitud de los sistemas de altimetría de la flota existente en ese momento. Establecer las causas de los errores observados en el mantenimiento de la altura. Determinar los niveles de seguridad requeridos para la implantación y uso de una Separación Vertical Mínima Reducida (RVSM) de 1.000 pies en la banda de niveles entre FL 290 y FL 410, ambos inclusive. definir una MASPS para la altimetría de las aeronaves y equipo asociado para mantenimiento de la altura, que pudiese mejorar la precisión de mantenimiento de altura hasta una norma compatible con las exigencias de seguridad convenidas para la RVSM. determinar si la implantación mundial y el uso de la RVSM eran: 1.
técnicamente viables, sujetos a la necesidad primordial de cumplir con las normas acordadas de seguridad,
2.
económicamente beneficiosos.
Los resultados de estos exhaustivos estudios demostraron que la reducción de la separación vertical era segura, económicamente beneficiosa, y viable, - sin imponer requisitos técnicos innecesarios.
Los estudios mostraron también que los tipos de
aeronave y el flujo de tránsito
esencialmente en un único sentido en el espacio aéreo de Especificaciones sobre Prestaciones Mínimas para Navegación en el Atlántico Norte (MNPS), hacían que la región NAT fuera un candidato ideal para la implantación, en primer lugar, de la RVSM. 112
La planificación para la RVSM en la Región NAT se inició en el año 1990. La primera etapa de la fas e de Evaluación Operacional utilizando la RVSM de 1.000 pies, empezó el 27 de marzo de 1997, en la banda de niveles entre FL 330 y FL 370, ambos inclusive. La aplicación de la RVSM se amplió, en una segunda etapa, para abarcar FL 310, FL 320, FL 380 y FL 3 90 en octubre de 1998. Más recientemente, en el espacio aéreo europeo 40 Estados implantaron la RVSM a partir del 24 de enero del 2002 y en el mismo año en el corredor EUR/SAM se implementó la aplicación de la RVSM. Desde los primeros momentos de la planificación en las Regiones CAR/SAM (caribe y Suramérica) se constató que la compleja naturaleza de la estructura CAR/SAM de Rutas ATS, la amplia variedad de tipos de aeronave, la alta densidad de tránsito en algunas
FIRs,
así
como
el
alto
porcentaje
de
aeronaves
en
evolución,
conformarían, para la implantación de la RVSM, un entorno ATM más complejo que el de
la Región del Atlántico Norte. Por eso, se concedió una alta prioridad a las
consideraciones sobre seguridad en los estudios iniciales sobre la viabilidad de la RVSM en las Regiones CAR/SAM, que se llevaron a cabo por los contribuyentes
del
GREPECAS.
Estos
estudios
indicaron
que,
órganos
dependiendo
del cumplimiento de las MASPS de altimetría por parte de las aeronaves, se podría aplicar la RVSM en las Regiones CAR/SAM (caribe y Suramérica) sin reducir los niveles de seguridad exigidos, y que además sería económicamente beneficioso, para un amplio número de casos posibles, considerando futuros desarrollos dentro del entorno CAR/SAM (caribe y Suramérica). 1.3.1 Beneficios del programa RVSM. El programa RVSM, al poner a disposición del ATC estos niveles de vuelo adicionales, proporcionará los siguientes beneficios: PERFILES ÓPTIMOS:
DE
VUELO
Al proporcionar más niveles de vuelo, permitirá a cada tipo de avión operar en un nivel de vuelo más cercano al óptimo para cada tramo de ruta. Esto se traduce en ahorros de combustible estimados en torno al 0.5% – 1% 113
del total de las operaciones.
REDUCCIÓN DE LA CARGA DE TRABAJO
INCREMENTO DE
CAPACIDAD ATC: Simulaciones en tiempo real han demostrado que la RVSM puede reducir la carga de trabajo del controlador. Así mismo las simulaciones han demostrado que la capacidad de estos sectores
puede
aumentar
en
comparación
con
un
entorno
de separación vertical convencional .
ELIMINAR CONFLICTOS EN FASE ESTRATÉGICA: Al disponer de seis niveles de vuelo adicionales, se podrán eliminar más eficientemente los conflictos de tráfico, en fase estratégica, sobre los puntos más importantes de cruce de la red de rutas ATS CAR/SAM. POTENCIAL PARA ASUMIR FUTUROS INCREMENTOS DE TRÁFICO: Existe además margen para asumir posteriores crecimientos, mediante una revisión de las estructuras del espacio aéreo, incluyendo por ejemplo, cambios en las sectorizaciones actuales y la introducción de sectores adicionales. Sin embargo, la presencia en este espacio aéreo RVSM de Aeronaves de Estado sin aprobación RVSM y que, como veremos más adelante en este documento, han sido declaradas exentas de cumplir con los requerimientos MASPS, reducirán los incrementos de capacidad esperados. 1.3.2 Análisis Coste - Beneficio. Se incluirá el análisis definitivo.
1.4.
El Programa CAR/SAM (caribe y Suramérica) de Implantación de la RVSM
El Programa se compone de una serie de actividades coordinadas, realizadas dentro de la estructura del GREPECAS - OACI, FAA y organizaciones de usuarios bajo los auspicios del Proyecto RLA/98/003 de la OACI- PNUD 114
El programa ha seguido la estrategia general establecida en el Documento 9574 (Segunda Edición), de OACI, "Manual sobre la Implantación de una Separación Vertical Mínima de 300 m. (1.000 pies) entre FL 290 y FL 410, ambos inclusive" que comprendía una aproximación en múltiples etapas. EL GREPECAS revisó los progresos realizados en el Programa RVSM y recomendó la continuación de los trabajos para que se pudiera conseguir la implantación total para la fecha objetivo de 20 de enero del 2005. Este programa fue sancionado por el GREPECAS de la OACI, en (fecha de aprobación).
1.5.
Documentación de Apoyo
Los siguientes documentos relacionada con la RVSM:
de
referencia
contienen
información
OACI Doc. 9574 (Segunda Edición -2002)- Manual sobre la Implantación de una Separación Vertical Mínima (1.000 pies) entre FL 290 y FL 410, ambos inclusive. OACI Doc. 7030 - Procedimientos Suplementarios Regionales Enmiendas AFI y SAM SUPPs WACAF AFI/SAM 003; WACAF 001 y SAM 01/01 Folleto de Guía Temporal de las JAA – Material de Orientación sobre la Aprobación de Aeronaves y Operadores de Vuelo en el Espacio Aéreo superior a nivel de vuelo 290 donde se aplica una Separación Vertical Mínima de 300 m (1000 f t) (TGL Nº.6, revisión 1) Material Guía para la Implantación de la separación Vertical Mínima de 300m(1000 ft) entre FL 290 y FL 410 inclusive para la aplicación en el espacio aéreo de las regiones CAR/SAM Circulares Nacionales de Información Aeronáutica (AICs) y/o Publicaciones de Información Aeronáutica (AIPs). Guía Provisional 91 -RVSM (enmendada) de la FAA
115
2.1.
El Espacio Aéreo CAR/SAM (caribe y Suramérica) RVSM
2.1.1 La RVSM será de aplicación en el volumen del espacio aéreo comprendido entre el FL 290 y el FL 410, ambos inclusive, en las siguientes Regiones de Información de Vuelo (FIRs) / Regiones Superiores de Vuelo (UIRs): Comodoro Rivadavia, Córdoba, Ezeiza, Mendoza, Resistencia, Centro América, La Paz, Belem, Brasilia, Curitiba, Porto Velho, Manaus, Antofagasta, Puerto Montt, Punta Arenas, Santiago, isla de Pascua, Barranquilla, Bogotá, Habana, Santo Domingo, Guayaquil, Rochambeau, Georgetown Port au Prince, Kingston, México, Mazatlán Oceánico, Curaçao, Panmá, Asunción, Lima, Paramaribo, Piarco, Houston Oceanic, San Juan, Montevideo, Maiquetía
2.1.2
La RVSM será aplicable en todo, o parte, del volumen de espacio aéreo comprendido entre el FL 290 y el FL 410 ambos inclusive en los siguientes FIRs / UIRs:
Nota: colocar los respectivos FIRs de cada Estado
2.1.2.1 2.1.2.2.
Características del Espacio RVSM (ESTADO). Todo el espacio aéreo comprendido dentro de los límites
laterales de la FIR/UIR de (Estado/ FIRs /UIRs), y siempre entre los FL 290 y FL 410, ambos incluidos, es espacio RVSM. Esto significa que dentro de estos espacios aéreos es de aplicación la separación vertical mínima reducida de 1.000 ft entre aeronaves.
MAPA de las Regiones CAR/SAM Lista de todos los Estados/Organizaciones Internacionales que participan en el Programa CAR/SAM RVSM Antillas Holandesas, Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Cuba, Ecuador, Estados Unidos, Guayana Francesa, Guayana, Haití, Jamaica, México, Panamá, Paraguay, Perú, Surinam, República Dominicana, Trinidad y Tobago, Uruguay, Venezuela y COCESNA
116
2.2
El Espacio Aéreo de Transición CAR/SAM (caribe y Suramérica) RVSM No se implantará ningún espacio de transición dentro de las Regiones CAR/SAM como resultado
de la implantación de la RVSM en enero del 2005 (R e u n i ó n
AP/ATM/5 RVSM-RNAV - RNP
Conclusión 5/31
2.3
La Interface CAR/SAM (caribe y Suramérica) / AFI El escaso tránsito RVSM entre las Regiones entre las Regiones SAM y AFI, en caso de que la
Región AFI no implante RVSM en el área oceánica adyacente a la Región SAM, como lo ha dispuesto la Reunión SAT 11, se trataría por medio de Cartas de Acuerdo Operacionales entre los Estados involucrados.
2.4 Tabla de OACI de niveles de crucero aplicables al espacio aéreo CAR/SAM (caribe y Suramérica) 2.4.1
Con la implantación de la RVSM en el Espacio Aéreo CAR/SAM RVSM, los niveles de crucero dentro del espacio aéreo de estas regiones serán organizados de acuerdo con la Tabla de niveles de crucero contenida en el Anexo 2 de la OACI, Apéndice 3, párrafo a). El nivel de crucero apropiado de acuerdo a la dirección del vuelo en el espacio aéreo de las regiones CAR/SAM con la implantación de la RVSM, es según el cuadro siguiente:
Niveles de Crucero apropiados al sentido de vuelo – Regiones CAR/SAM RVSM (FL 280 a FL 430) Derrota* de 180 grados a 359 grados** Niveles pares
Derrota* de 000 grados a 179 grados** Niveles impares F L 430
(nivel no-RVSM)
FL 410 FL 400 FL 390 FL 380 FL 370 FL 360 FL 350 FL 340 FL 330 FL 320 FL 310 FL 300 FL 290 FL 280
117
(nivel no-RVSM)
* Derrota magnética o en zonas polares a latitudes de más de 70º y dentro de las prolongaciones de esas zonas que puedan prescribir las autoridades ATS pertinentes, derrotas de cuadrícula, según determine una red de líneas paralelas al Meridiano de Greenwich superpuesta a una carta estereográfica polar, en la Cuál la dirección hacia el Polo Norte se emplea como Norte de cuadrícula.
2.4.2 Cuando de
las
se
requiera,
los
Estados/territorios/Organismos
Internacionales
Regiones CAR/SAM pueden acordar en forma bilateral entre sus
unidades ATC adyacentes la asignación de niveles de crucero utilizando derrotas distintas a las establecidas en la Tabla de Niveles de Crucero del Apéndice 3 al Anexo 2 de la OACI, para atender las direcciones predominantes de tránsito especificando esa diferencia en las respectivas Cartas de Acuerdo Operacionales los correspondientes procedimientos de tránsito apropiados.
2.4.3 De lo anterior hay que destacar que la aplicación de la RVSM, tiene el efecto de invertir la asignación de los niveles de vuelo 310, 350 y 390, en comparación con el espacio aéreo en el Que no se aplica la RVSM.
FL FL 390 FL 370
FL 370
FL
FL 350
FL 330
FL 330
FL
FL 310
118
El proceso se complica más para los operadores que se encuentran fuera de Bogotá por cuanto tienen que radicar la solicitud en la dependencia de atención al usuario de la UAEAC.
A la fecha, la Asociación de Aeronaves Remotamente Tripuladas de Colombia reúne alrededor de 148 operadores de RPAS. Si cada operador realiza en promedio tres vuelos por semana, el número de solicitudes que tendría que atender la UAEAC y la FAC es de 444 por semana. El número crecería proporcionalmente con el aumento en el número de operadores en todo el territorio colombiano.
Este proceso engorroso y demorado estimula la operación clandestina de RPA en el espacio aéreo colombiano, con resultados totalmente contrarios al espíritu de la norma: garantizar la seguridad en las operaciones aéreas. La captura de imágenes es usualmente solicitada por los interesados en tiempos menores a tres (3) semanas, especialmente cuando estas se requieren con urgencia por tratarse de aplicaciones como inspección o evaluación de daños por inundación, derrumbe, incendio, entre otras.
De acuerdo con el RAC 22 la implementación de los Sistemas de Gestión de Seguridad Operacional (SMS) es de cumplimiento obligatorio para las organizaciones que presten o provean servicios como: empresas de transporte aéreo, mantenimiento de aeronaves, prestadoras de servicios a la navegación aérea, centros de instrucción aeronáutica y explotadores de aeródromos (RAC 22, numeral 22.3).
Las empresas operadoras RPA, dentro de las limitaciones establecidas en la Circular Reglamentaria No. 002, no clasifican en alguno de los servicios anteriores. Para cada solicitud de vuelo, sin embargo, se requiere adjuntar un informe de Evaluación de Riesgo de la operación a efectuar según el Sistema de Gestión de Riesgos. Pedir a las empresas explotadoras de RPA contar con un Sistema de Gestión de Seguridad Operacional (SMS) es desproporcionado Para el tipo de operación que se trata en la Circular Reglamenta No. 002.
119
SAFETY MANAGEMENT SYSTEM (S.M.S)
ACRÓNIMOS Y ABREVIATURAS ACARS ACI ADREP (OACI) AEP AIRS ALARP AME aeronaves
AMJ AMO ASECNA ASR ASRS (EUA) ATA ATC ATCO aéreo ATM ATS ATSB BASIS CAA CANSO CAP CAST (EUA) CD CHIRP Circular CMC CNS CP CRM CVR DASS DGAC (Francia) DME Doc EASA EBAA ECCAIRS aviación EGPWS ERP
Sistema de direccionamiento e informe para comunicaciones de aeronaves Consejo Internacional de Aeropuertos Sistema de notificación de datos sobre accidentes/ incidentes Plan de emergencia de aeródromo Aircrew Incident Reporting System El nivel más bajo prácticamente posible Mecánico de mantenimiento de Nota. — Para los fines de este manual, AME significa mecánico / técnico de mantenimiento de aeronaves Texto de consulta (JAR) Organismo de mantenimiento reconocido Organismo para la seguridad de la navegación aérea en África y Madagascar Informe de seguridad aérea Sistema de notificación sobre seguridad aeronáutica Air Transport Association of América Control de tránsito aéreo Controlador de tránsito Gestión del tránsito aéreo Servicio(s) de tránsito aéreo Australian Transport Safety Bureau British Airways Safety Information System Administración de aviación civil Organización de Servicios para la Aeronáutica Civil Publicación de aviación civil (Reino Unido) Equipo de seguridad aeronáutica comercial Disco compacto Programa de notificación confidencial de incidentes ocasionados por factores humanos (Reino Unido) Centro de gestión de crisis Comunicaciones, navegación y vigilancia Puesto de mando Gestión de recursos de tripulación Registrador de la voz en el puesto de pilotaje Dirección de normas y seguridad operacional de aeródromos Direction Générale de l’Aviation Civile Equipo radiotelemétrico Documento Agencia Europea de Seguridad Aérea European Business Aviation Association Centro europeo de coordinación de sistemas de notificación de incidentes de Sistema mejorado de advertencia de la proximidad del terreno Plan de respuesta de emergencia 120
EU Unión Europea EUA Estados Unidos de América EUROCONTROL Organización Europea para la Seguridad de la Navegación Aérea FAA Administración Federal de Aviación (EUA) FCO Instrucciones para la tripulación de vuelo FDA Análisis de datos de vuelo FDM Análisis de datos de vuelo FDR Registrador de datos de vuelo FIR Región de información de vuelo FMEA Análisis de modos de fallas y sus efectos FMS Sistema de gestión de vuelo FOD Daño por objetos extraños FOQA Garantía de calidad de las operaciones de vuelo FPD Base de datos del programa FDA FSF Flight Safety Foundation (Fundación para la seguridad de vuelo) FSO Especialista en seguridad de vuelo ft Pie GAIN Red mundial de información aeronáutica GASP Plan global OACI para la seguridad aeronáutica GPS Sistema mundial de determinación de la posición GPWS Sistema de advertencia de la proximidad del terreno HAZid Identificación de peligros IATA Asociación del Transporte Aéreo Internacional IBAC Consejo internacional de aviación de negocios IFALPA Federación Internacional de Asociaciones de Pilotos de Línea Aérea IFATCA Federación Internacional de Asociaciones de Controladores de Tránsito Aéreo ILS Sistema de aterrizaje por instrumentos INDICATE Identifying Needed Defences in the Civil Aviation Transport Environment ISASI Asociación Internacional de Investigadores de Seguridad Aeronáutica ISIM Metodología integrada de investigación sobre seguridad operacional ISO Organización Internacional de Normalización JAA Autoridades Conjuntas de Aviación JAR Requisitos conjuntos de la aviación (JAA) kg Kilogramo(s) LOSA Auditoría de la seguridad de las operaciones de ruta m Metro(s) MEDA Ayuda en caso de decisiones erróneas de mantenimiento (Boeing Company) MNPS Especificaciones de performance mínima de navegación MRM Gestión de recursos de mantenimiento MSAW Advertencia de altitud mínima de seguridad NASA Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (EUA) NBAA National Business Aviation Association, Inc. NM Milla(s) marina NOSS Encuesta sobre seguridad de las operaciones normales NTSB National Transportation Safety Board (Junta Nacional de Seguridad del Transporte) (EUA) OACI Organización de Aviación Civil Internacional OFSH Manual de seguridad de vuelo para operadores OIRAS Operational Incident Reporting and Analysis Systems (Sistemas de notificación y análisis de incidentes operacionales) 121
OJT Formación en el puesto de trabajo PANS Procedimientos para los servicios de navegación aérea PANS-ATM Procedimientos para los servicios de navegación aérea — Gestión del tránsito aéreo PANS-OPS Procedimientos para los servicios de navegación aérea — Operación de aeronaves PC Computadora personal QAR Registrador de acceso rápido QAS Sistema de garantía de calidad RA Aviso de resolución RNP Performance de navegación requerida RTF Radiotelefonía RU Reino Unido RVSM Separación vertical mínima reducida SARPS Normas y métodos recomendados (OACI) SDCPS Sistemas de recolección y procesamiento de datos de seguridad operacional SDR Solicitud de datos de seguridad operacional SDR Notificación de dificultades en servicio SHEL Soporte lógico/ Equipo/ Entorno/ Elemento humano SID Salida normalizada por instrumentos SIL Lista de problemas de seguridad operacional importantes SM Jefe de seguridad operacional SMM Manual de gestión de la seguridad operacional SMS Sistema(s) de gestión de la seguridad operacional SOP Procedimientos operacionales normalizados STAR Llegada normalizada por instrumentos STCA Alerta de conflicto a corto plazo TCAS Sistema de alerta de tránsito y anticolisión TEM Gestión de amenazas y errores TOR Tolerancia respecto al riesgo TP Publicación de transporte (Canadá) TRM Gestión de recursos de equipo USOAP Programa universal OACI de auditoría de la vigilancia de la seguridad operacional
La aviación es excepcional por los adelantos tecnológicos gigantescos que ha experimentado durante el último siglo. Este progreso no hubiera sido posible sin logros paralelos en materia de control y reducción de los peligros para la seguridad operacional de la aviación. Dado que de la aviación pueden resultar lesiones o perjuicios por diversas causas, desde que se efectuaron los primeros vuelos la prevención de accidentes preocupa a quienes participan en la aviación y, gracias a la aplicación disciplinada de las mejores prácticas de gestión de la seguridad operacional, la frecuencia y la gravedad de los sucesos han disminuido considerablemente. CONCEPTO DE SEGURIDAD OPERACIONAL Para entender la gestión de la seguridad operacional es necesario considerar qué quiere decir “seguridad operacional”. Dependiendo de la perspectiva que se adopte, el concepto de seguridad operacional de la aviación puede tener diferentes connotaciones, tales como: a) ningún accidente (o incidente grave), opinión que sostiene ampliamente el público viajero; b) ausencia de peligro o riesgos, es decir, de aquellos factores que causan o que probablemente causen perjuicios; 122
c) actitud de los empleados con respecto a actos y condiciones inseguras (que reflejan una cultura “segura” de la empresa); d) grado en que los riesgos inherentes a la aviación son “aceptables”; e) proceso de identificación de peligros y gestión de riesgos; y f) control de pérdida accidental (de personas y bienes, y daños al medio ambiente). Si bien la eliminación de accidentes (y de incidentes graves) sería deseable, una seguridad operacional del cien por cien es un objetivo inalcanzable. Ocurrirán fallas y errores a pesar de los mejores esfuerzos para evitarlos. Ninguna actividad humana ni ningún sistema hecho por el hombre se puede garantizar como que es absolutamente seguro, es decir, libre de riesgos. La seguridad operacional es una noción relativa, por lo que en un sistema “seguro” los riesgos inherentes son aceptables. Cada vez más, la seguridad operacional se percibe como una gestión de riesgos. Por lo tanto, para los fines de este manual se considera que tiene el siguiente significado:
Seguridad operacional es el estado en que el riesgo de lesiones a las personas o daños a los bienes se reduce y se mantiene en un nivel aceptable, o por debajo del mismo, por medio de un proceso continuo de identificación de peligros y gestión de riesgos.
NECESIDAD DE LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD OPERACIONAL Si bien los grandes desastres aéreos ocurren raramente, los accidentes que no llegan a ser catástrofe y toda una gama de incidentes ocurren con más frecuencia. Estos sucesos menos graves pueden ser señales que anuncian problemas de seguridad operacional subyacentes. Ignorar estos peligros subyacentes para la seguridad operacional podría preparar el camino para un aumento del número de incidentes más graves. Los accidentes (y los incidentes) cuestan dinero. Aunque tener “seguro” puede distribuir los costos de un accidente con el tiempo, los accidentes no constituyen un buen negocio. Si bien el seguro puede cubrir riesgos específicos, hay muchos costos que no están asegurados. Además, hay costos menos tangibles (pero no menos importantes), tales como la pérdida de confianza del público viajero. La comprensión del costo total de un accidente es fundamental para comprender los aspectos económicos de la seguridad operacional. La viabilidad del futuro de la industria del transporte aéreo puede fundarse en su capacidad de mantener la seguridad del público mientras viaja. Por consiguiente, la gestión de la seguridad operacional es un requisito previo para las actividades de aviación sostenibles.
123
1.4 REQUISITOS DE LA OACI La seguridad operacional ha sido siempre la consideración primordial en las actividades de aviación. Esto se refleja en los fines y objetivos de la OACI declarados en el Artículo 44 del Convenio sobre Aviación Civil Internacional (Doc 7300), conocido como el Convenio de Chicago, en el que se encomienda a la OACI lograr el desarrollo seguro y ordenado de la aviación civil internacional en todo el mundo. Al establecer los requisitos que deben cumplir los Estados para la gestión de la seguridad operacional, la OACI hace la distinción que sigue entre programas de seguridad operacional y sistemas de gestión de la seguridad operacional (SMS): •
Un programa de seguridad operacional es un conjunto integrado de reglamentos y actividades encaminados a mejorar la seguridad operacional.
•
Un sistema de gestión de la seguridad operacional (SMS) es un enfoque sistemático para la gestión de la seguridad operacional, que incluye la estructura orgánica, las líneas de responsabilidad, las políticas y los procedimientos necesarios para ese fin.
Las normas y métodos recomendados (SARPS) de la OACI (véanse los siguientes Anexos al Convenio sobre Aviación Civil Internacional: Anexo 6 — Operación de aeronaves, Parte I — Transporte aéreo comercial internacional — Aviones y Parte III — Operaciones internacionales — Helicópteros; Anexo 11 — Servicios de tránsito aéreo; y Anexo 14 — Aeródromos) requieren que los Estados establezcan un programa de seguridad operacional para lograr un nivel aceptable de seguridad en las operaciones de la aviación. El nivel aceptable de seguridad operacional lo establecerán los Estados interesados. Si bien el concepto de programas de seguridad operacional y SMS actualmente se limita a los Anexos 6, 11 y 14, es posible que el concepto se amplíe para incluir en el futuro otros Anexos relacionados con las operaciones. Un programa de seguridad operacional tendrá un alcance amplio, e incluirá muchas actividades de seguridad operacional dirigidas a alcanzar los objetivos del programa. El programa de seguridad operacional de un Estado comprende los reglamentos y las instrucciones para la realización de operaciones seguras desde el punto de vista de los explotadores de aeronaves y de quienes proveen servicios de tránsito aéreo (ATS), aeródromos y mantenimiento de aeronaves. El programa de seguridad operacional puede incluir disposiciones para diversas actividades, tales como notificación de incidentes, investigaciones de seguridad operacional, auditorías de la seguridad operacional y promoción de la seguridad operacional. Poner en práctica las actividades conducentes a la seguridad operacional de modo integrado exige un SMS coherente. Por lo tanto, de conformidad con las disposiciones de los Anexos 6, 11 y 14, los Estados exigirán que cada explotador, organismo de mantenimiento, proveedor de ATS y explotador de aeródromo certificado ponga en práctica un SMS aprobado por el Estado. Como mínimo, los SMS deberán: a) identificar los peligros para la seguridad operacional; b) asegurar que se aplican las medidas correctivas necesarias para mitigar los riesgos y 124
peligros; y prever una supervisión permanente y una evaluación periódica del nivel de seguridad operacional logrado. El SMS de una organización aprobado por el Estado también deberá definir claramente las líneas de responsabilidad por la seguridad operacional, e incluirá una responsabilidad directa del personal administrativo superior con respecto a la seguridad operacional. La OACI provee textos de orientación especializados, incluido este manual sobre gestión de la seguridad operacional, para el cumplimiento de los SARPS. Este manual incluye un marco conceptual para efectuar la gestión de la seguridad operacional y establecer un SMS así como también procesos sistémicos y actividades para alcanzar los objetivos del programa de seguridad operacional del Estado.
NIVEL ACEPTABLE DE SEGURIDAD OPERACIONAL En todo sistema, es necesario fijar y medir los resultados en términos de eficacia a fin de determinar si el sistema funciona de conformidad con las expectativas e identificar el punto en que es necesario aplicar medidas para mejorar los niveles de eficacia y responder así a esas expectativas. La introducción del concepto de nivel aceptable de seguridad operacional responde a la necesidad de complementar el enfoque prevaleciente para la gestión de la seguridad operacional basado en el cumplimiento de la reglamentación, con un enfoque basado en la eficacia. El nivel aceptable de seguridad operacional expresa los objetivos (o las expectativas) de seguridad operacional de una autoridad de vigilancia, un explotador o un proveedor de servicios. Desde la perspectiva de la relación entre autoridades de vigilancia y explotadores o proveedores de servicios, proporciona un objetivo en términos de la eficacia de la seguridad operacional que los explotadores o proveedores de servicios deberán alcanzar cuando desempeñan sus funciones básicas, como un mínimo aceptable para la autoridad de vigilancia. Es una referencia con respecto a la cual la autoridad de vigilancia puede medir la eficacia de la seguridad operacional. Para determinar un nivel aceptable de seguridad operacional es necesario considerar factores tales como el nivel de riesgo pertinente, los costos y beneficios de las mejoras del sistema y las expectativas del público respecto a la seguridad operacional en la industria de la aviación. En la práctica, el concepto de nivel aceptable de seguridad operacional se expresa mediante dos medidas o parámetros (indicadores de eficacia de la seguridad operacional y objetivos de eficacia de la seguridad operacional) y se aplica por medio de varios requisitos de seguridad operacional. Seguidamente se explica el empleo de estas expresiones en este manual.
•
Los indicadores de eficacia de la seguridad operacional son una medida de la eficacia de la seguridad operacional de una organización de aviación o de un sector de la industria. Los indicadores de seguridad operacional deberían ser fáciles de medir y estar vinculados con los principales componentes del programa de seguridad operacional de un Estado o con el SMS de un explotador o un proveedor de servicios. Por lo tanto, los indicadores de seguridad operacional serán diferentes según los diversos segmentos de la industria de la aviación, tales como explotadores de aeronaves, explotadores de aeródromo o proveedores ATS. 125
•
Los objetivos de eficacia de la seguridad operacional (a veces llamados metas) se determinan considerando cuáles son los niveles de eficacia de la seguridad operacional que son deseables y realistas para los explotadores y proveedores de servicios considerados individualmente. Los objetivos de seguridad operacional deberían ser medibles, aceptables para las partes interesadas y compatibles con el programa de seguridad operacional del Estado.
•
Los requisitos de seguridad operacional son necesarios para alcanzar los indicadores y los objetivos de eficacia de la seguridad operacional. Entre estos requisitos se incluyen los procedimientos operacionales, la tecnología y los sistemas o programas con respecto a los cuales pueden especificarse las medidas de fiabilidad, disponibilidad, eficacia y precisión. Un ejemplo de requisito de seguridad operacional es la instalación de un sistema radar en los tres aeropuertos más activos del Estado, dentro de los próximos 12 meses, con el 98% del equipo crítico disponible.
1.4.11 Una gama de diferentes indicadores y objetivos de eficacia de la seguridad operacional proporcionará una mejor comprensión del nivel aceptable de seguridad operacional de una organización de aviación, o de un sector de la industria, que el empleo de un indicador u objetivo único. 1.4.12 La relación entre nivel aceptable de seguridad operacional, indicadores de eficacia de la seguridad operacional, objetivos de eficacia de la seguridad operacional y requisitos de seguridad operacional es la siguiente: nivel aceptable de seguridad operacional es el concepto general; indicadores de eficacia de la seguridad operacional son las medidas o parámetros que se emplean para determinar si se ha logrado el nivel aceptable de seguridad operacional; los objetivos de seguridad operacional son los objetivos cuantificados pertinentes al nivel aceptable de seguridad operacional; y los requisitos de seguridad operacional son los medios necesarios para lograr los objetivos de la seguridad operacional. Este manual se concentra principalmente en los requisitos de seguridad operacional, es decir, los medios para lograr niveles aceptables de seguridad operacional. 1.4.13 Los indicadores de seguridad operacional y los objetivos de seguridad operacional pueden ser diferentes (p. ej., el indicador es 0,5 accidentes mortales por 100 000 horas para los explotadores de línea aérea y el objetivo es una reducción del 40% del índice de accidentes mortales para las operaciones de líneas aéreas) o pueden ser iguales (p. ej., el indicador es 0,5 accidentes mortales por 100 000 horas para los explotadores de línea aérea y el objetivo es 0,5 accidentes mortales por 100 000 horas, como máximo, para los explotadores de línea aérea). 1.4.14 Raramente habrá un nivel nacional aceptable de seguridad operacional. Con mayor frecuencia, dentro de cada Estado habrá diferentes niveles aceptables de seguridad operacional establecidos de común acuerdo entre la autoridad encargada de la vigilancia reglamentaria y los diversos explotadores y proveedores de servicios. Cada nivel aceptable de seguridad operacional establecido de común acuerdo debería ser acorde con la complejidad del contexto operacional de cada explotador o proveedor de servicios. 1.4.15 El hecho de establecer niveles aceptables de seguridad operacional para el programa de seguridad operacional no remplaza los requisitos legales, reglamentarios o de otro tipo, ni exime a los
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Estados de sus obligaciones respecto al Convenio sobre Aviación Civil Internacional (Doc 7300) y las disposiciones conexas. Del mismo modo, el hecho de establecer niveles aceptables de seguridad operacional para el SMS no exime a los explotadores o proveedores de servicios de sus obligaciones en el marco de los reglamentos nacionales ni de las dimanantes del Convenio sobre Aviación Civil Internacional. Programa de seguridad operacional del Estado. Una autoridad de vigilancia establece un nivel aceptable de seguridad operacional que se logrará mediante su programa de seguridad operacional y que se expresará por: a)
0,5 accidentes mortales por 100 000 horas para los explotadores de líneas aéreas (indicador de seguridad operacional) con una reducción del 40% en cinco años (objetivo de seguridad operacional);
b)
50 incidentes de aviación por 100 000 horas de vuelo (indicador de seguridad operacional) con una reducción del 25% en tres años (objetivo de seguridad operacional);
c)
200 incidentes importantes por defectos de aeronaves por 100 000 horas de vuelo (indicador de seguridad operacional) con una reducción del 25% respecto a la media de los últimos tres años (objetivo de seguridad operacional);
d)
1,0 choque con aves por 1 000 movimientos de aeronaves (indicador de seguridad operacional) con una reducción del 50% en cinco años (objetivo de seguridad operacional);
e)
una incursión en la pista por 40 000 movimientos de aeronaves, como máximo, (indicador de seguridad operacional) con una reducción del 40% en un período de 12 meses (objetivo de seguridad operacional); y
f) 40 incidentes en el espacio aéreo por 100 000 horas de vuelo (indicador de seguridad operacional) con una reducción del 30% en la media móvil de cinco años (objetivo de seguridad operacional). 1.4.17 Los requisitos de seguridad operacional para alcanzar estos objetivos y estos indicadores de seguridad operacional incluyen: a) el programa de prevención de accidentes de la autoridad de vigilancia; b) un sistema de notificación obligatoria de sucesos; c) un sistema de notificación voluntaria de sucesos; d) un programa de prevención de choques con aves; y e) la instalación de sistemas radar en los tres aeropuertos más activos del Estado dentro de los próximos 12 meses. SMS de explotador de línea aérea. Una autoridad de vigilancia y un explotador de línea aérea se ponen de acuerdo sobre un nivel aceptable de seguridad operacional que se alcanzará mediante el SMS del explotador, una medida — pero no la única — que es 0,5 accidentes mortales por 100 000 salidas (indicador de seguridad operacional); una reducción del 40% en cinco años (objetivo de seguridad operacional); y, entre otras cosas, la elaboración de aproximaciones GPS para aeródromos sin aproximaciones ILS (requisito de seguridad operacional). 127
SMS de proveedor de servicios y de explotador de aeródromos. Una autoridad de vigilancia, un proveedor ATS y un explotador de aeródromo se ponen de acuerdo sobre un nivel aceptable de seguridad operacional que se alcanzará mediante los SMS del proveedor y del explotador, un elemento — pero no el único — que es una incursión en la pista por 40 000 movimientos de aeronaves, como máximo (indicador de seguridad operacional); una reducción del 40% en un período de 12 meses (objetivo de seguridad operacional); y, entre otras cosas, el establecimiento de procedimientos de rodaje con poca visibilidad (requisito de seguridad operacional). El Capítulo 5 contiene más información sobre los indicadores y los objetivos de eficacia de la seguridad operacional.
PARTES INTERESADAS EN LA SEGURIDAD OPERACIONAL Dado el costo total de los accidentes de aviación, muchos grupos de diversa índole tienen un gran interés en mejorar la gestión de la seguridad operacional. Los principales interesados en la seguridad operacional son los siguientes: a) profesionales de la aviación [p. ej., tripulación de vuelo, tripulación de cabina, controladores de tránsito aéreo (ATCO) y mecánicos de mantenimiento de aeronaves (AME)]1; b) propietarios y explotadores de aeronaves; c) fabricantes (especialmente los fabricantes de células y motores); d) autoridades de reglamentación de la aviación (p. ej., CAA, EASA y ASECNA); e) asociaciones del sector de la aviación (p. ej., IATA, ATA y ACI); f) proveedores ATS regionales (p. ej., EUROCONTROL); g) asociaciones profesionales y sindicatos (p. ej., IFALPA e IFATCA); h) organizaciones internacionales de aviación (p. ej., OACI); i) organismos de investigación (p. ej., NTSB de los Estados Unidos); y j)
el público viajero.
Los principales sucesos relacionados con la seguridad operacional invariablemente involucran a otros grupos que no siempre comparten un objetivo común en el adelanto de la seguridad operacional en la aviación, por ejemplo: a) parientes cercanos, víctimas o personas lesionadas en un accidente; b) empresas de seguro; c) sector de viajes y turismo;
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1. El Anexo 1 — Licencias al personal ofrece la posibilidad de referirse a estas personas como técnico o mecánico de mantenimiento de aeronaves. En este manual se emplea mecánico de mantenimiento de aeronaves (AME).
d) instituciones educacionales y de instrucción en seguridad de la aviación (p. ej., FSF); e) otros departamentos y organismos gubernamentales; f)
funcionarios
gubernamentales elegidos por sufragio; g) inversores; h) peritos forenses y policías; i) medios de comunicación; j) el público en general; k) abogados y consultores; y l) diversos grupos de intereses especiales.
1.6 ENFOQUES RESPECTO A LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD OPERACIONAL Dados los pronósticos de aumento continuo de las actividades mundiales de la aviación, existe la preocupación de que los métodos tradicionales para reducir los riesgos a un nivel aceptable quizá no sean suficientes. Por consiguiente, están apareciendo nuevos métodos para comprender la seguridad operacional y llevar a cabo su gestión. La gestión de la seguridad operacional puede considerarse desde dos puntos de vista diferentes: tradicional y moderno.
ENFOQUE TRADICIONAL Históricamente, la seguridad operacional de la aviación se concentraba en el cumplimiento de requisitos reglamentarios cada vez más complejos. Este enfoque funcionó bien hasta fines del decenio de 1970, cuando la tasa de accidentes acusó un aumento pronunciado. Los accidentes continuaban ocurriendo a pesar de todos los reglamentos. Este enfoque respecto a la seguridad operacional reaccionaba ante sucesos indeseables prescribiendo medidas para impedir que volvieran a ocurrir. En vez de definir mejores prácticas o los niveles deseados, ese enfoque procuraba asegurar que se respetaran los niveles mínimos. Con una tasa general de accidentes mortales de cerca de 10-6 (es decir, un accidente mortal por millón de vuelos) se tornaba cada vez más difícil lograr nuevas mejoras en la seguridad operacional empleando este enfoque.
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ENFOQUE MODERNO A fin de mantener los riesgos para la seguridad operacional en un nivel aceptable con niveles de actividad más elevados, las prácticas modernas de gestión de la seguridad operacional están dejando de actuar por reacción para actuar de un modo más preventivo. Además de un marco sólido de leyes y requisitos reglamentarios basados en los SARPS de la OACI, y de hacer cumplir esos requisitos, existen varios otros factores, de los cuales se mencionan algunos seguidamente, que se consideran efectivos para la gestión de la seguridad operacional. Cabe destacar que este enfoque complementa o se agrega a las obligaciones de los Estados y otras organizaciones de cumplir los SARPS de la OACI y los reglamentos nacionales. Dichos factores son: a) aplicación de métodos de gestión de riesgos con base científica; b) compromiso de la administración superior respecto a la gestión de la seguridad operacional; c)
una cultura de seguridad operacional en las empresas que fomenta las prácticas seguras, alienta las comunicaciones relacionadas con la seguridad operacional y efectúa una gestión activa de la seguridad operacional, poniendo la misma atención en los resultados que en la gestión financiera;
d) aplicación eficaz de los procedimientos operacionales normalizados (SOP), incluido el uso de listas de verificación y sesiones de información; e)
un entorno que no es punitivo (o una cultura de justicia) para fomentar la notificación efectiva de incidentes y peligros;
f) sistemas para recoger, analizar y compartir datos relacionados con la seguridad operacional provenientes de operaciones normales; g)
investigación competente de accidentes e incidentes graves que identifica deficiencias sistémicas respecto a la seguridad operacional (en vez de buscar a quién atribuir la culpa);
h) integración de la instrucción sobre seguridad operacional (incluidos los factores humanos) para el personal de operaciones; i) formas de compartir la experiencia adquirida y las mejores prácticas en materia de seguridad operacional por medio de un intercambio activo de información sobre seguridad operacional (entre empresas y Estados); y j) vigilancia de la seguridad operacional y supervisión de la eficacia sistemáticas, dirigidas a evaluar la eficacia de la seguridad operacional y a reducir o eliminar nuevos problemas. Ningún elemento por sí solo responderá a las expectativas actuales sobre la gestión de riesgos. Más bien, una aplicación integral de la mayoría de estos elementos aumentará la resistencia del sistema de la aviación respecto a condiciones y actos inseguros. Sin embargo, aun con procesos eficaces de gestión de la seguridad operacional, no hay garantías de que puedan evitarse todos los accidentes. Navegación Aérea (EUROCONTROL) y el Consejo Internacional de Aeropuertos (ACI); autor independiente: Richard W. Wood; otros: Red Mundial de Información Aeronáutica (GAIN) y Fundación para la seguridad de vuelo (FSF). 130
RESPONSABILIDAD DE LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD OPERACIONAL RESPONSABLES DE LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD OPERACIONAL La responsabilidad de la seguridad operacional y de la gestión eficaz de la seguridad operacional la comparten las organizaciones e instituciones de un amplio espectro que incluye organizaciones internacionales, autoridades de reglamentación de la aviación civil de los Estados, propietarios y explotadores de aeronaves, proveedores de servicios para los servicios de navegación aérea y aeródromos, grandes fabricantes de aeronaves y grupos motores, organismos de mantenimiento, asociaciones industriales y profesionales, e instituciones de enseñanza e instrucción en aviación. Además, los terceros que proveen servicios de apoyo a la aviación (incluidos los servicios contratados) también comparten la responsabilidad de la gestión de la seguridad operacional. Generalmente, estas responsabilidades corresponden a las siguientes áreas de actividad: a) definición de políticas y normas que afectan a la seguridad operacional; b) asignación de recursos para las actividades de gestión de riesgos; c) identificación y evaluación de peligros para la seguridad operacional; d) adopción de medidas para eliminar peligros o reducir el correspondiente nivel de riesgo a lo que se ha decidido que es un nivel de riesgo aceptable; e) incorporación de adelantos técnicos en el diseño y mantenimiento de equipos; f) evaluación de la vigilancia de la seguridad operacional y del programa de seguridad operacional; g) investigación de accidentes e incidentes graves; h) adopción de las mejores prácticas de la industria que sean más apropiadas; i) promoción de la seguridad operacional de la aviación (incluido el intercambio de información relacionada con la seguridad operacional); y j) actualización de los reglamentos que rigen la seguridad operacional en la aviación civil. Los procedimientos y las prácticas aplicados de forma sistemática para la gestión de la seguridad operacional, por lo general, se mencionan colectivamente como un sistema de gestión de la seguridad operacional (SMS). OACI Desde una perspectiva de reglamentación, la función de la OACI es proporcionar procedimientos y orientación para la realización segura de operaciones internacionales de aeronaves y fomentar la 131
Planificación y el desarrollo del transporte aéreo. En gran parte, esto se logra elaborando normas y métodos recomendados (SARPS), que figuran en los Anexos al Convenio de Chicago y reflejan la mejor experiencia operacional de los Estados. Los Procedimientos para los servicios de navegación aérea (PANS) contienen prácticas que van más allá de los SARPS, en los que es deseable cierta medida de uniformidad internacional en aras de la seguridad operacional y la eficiencia. Los planes de navegación aérea dan detalles de los requisitos para instalaciones y servicios específicos de las regiones de la OACI. En esencia, estos documentos definen el marco internacional para promover la seguridad operacional y la eficiencia en la aviación. 2.1.4 Además de este marco de reglamentación, la OACI contribuye a la gestión de la seguridad operacional promoviendo las mejores prácticas de seguridad operacional. Más específicamente, la OACI: a) provee textos de orientación para los Estados y explotadores, que abarcan la mayoría de los aspectos de la seguridad operacional de la aviación (entre ellos, operaciones de vuelo, aeronavegabilidad, servicios de tránsito aéreo, aeródromos y seguridad aeroportuaria). Generalmente, estos textos de orientación se presentan en la forma de manuales o circulares; b)
elaboró este manual, en el que se describen los principios de gestión de la seguridad operacional y se ofrece orientación para la ejecución de programas de gestión de la seguridad operacional eficaces;
c)
define los procedimientos internacionales para la investigación y notificación de accidentes e incidentes de aviación1;
d) promueve la seguridad operacional de la aviación: 1)
difundiendo información sobre accidentes e incidentes de aviación por medio del sistema de notificación de datos sobre accidentes/incidentes (ADREP) y por otros medios;
2) difundiendo información sobre seguridad operacional de la aviación en publicaciones y, más recientemente, en formato electrónico; y 3)
e)
participando en conferencias, seminarios y otras reuniones que tratan de aspectos específicos de la seguridad operacional de la aviación (es decir, investigación de accidentes, prevención de accidentes y factores humanos); y
realiza auditorías en el marco del Programa universal de auditoría de la vigilancia de la seguridad operacional (USOAP). ESTADOS
Los Estados tienen una responsabilidad considerable en el establecimiento de un entorno favorable a las operaciones de vuelo seguras y eficientes. Independientemente de los métodos de gestión de riesgos que puedan emplear, tales como los descritos en este manual, los Estados, como signatarios del Convenio de Chicago, tienen la obligación de aplicar los SARPS de la OACI. A tal efecto, cada Estado debe:
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a)
prever las disposiciones legislativas y de reglamentación necesarias para regir el sistema de aviación del Estado. Entre los aspectos que requieren un marco jurídico para una gestión eficaz de la seguridad operacional cabe señalar: 1) La legislación sobre aviación establece los objetivos del Estado para la aviación — tanto comercial como privada. Típicamente, esta legislación incluye la visión del Estado respecto a la seguridad operacional de la aviación y determina en líneas generales las responsabilidades, la rendición de cuentas y las autoridades necesarias para alcanzar esos objetivos. 2)
Las leyes que rigen la fabricación y el comercio se aplican a la producción y venta de equipos y servicios aeronáuticos seguros.
3) Las leyes laborales (incluidas las leyes sobre seguridad y salud en el lugar de trabajo) establecen las reglas para el entorno de trabajo en que los empleados de la aviación deben cumplir sus obligaciones en condiciones seguras.
b)
4)
Las leyes de seguridad (protección) de la aviación contribuyen a establecer condiciones seguras en el lugar de trabajo; por ejemplo, determinan quién puede entrar en las áreas de operaciones y en qué condiciones. Estas leyes también pueden proteger las fuentes de información relacionada con la seguridad operacional.
5)
Las leyes sobre el medio ambiente afectan al emplazamiento de aeropuertos y de ayudas para la navegación y repercuten en las operaciones de vuelo (tales como los procedimientos de atenuación del ruido);
establecer un órgano del Estado apropiado, generalmente llamado Administración de aviación civil (CAA), con los poderes necesarios para asegurar el cumplimiento de los reglamentos. Esta responsabilidad incluye: 1)
establecer la autoridad oficial y las delegaciones necesarias para controlar la industria de la aviación;
2) asegurar que dicha autoridad tiene una dotación de funcionarios técnicos competentes; y mantener un sistema efectivo de vigilancia de la seguridad operacional para evaluar si los requisitos reglamentarios se cumplen; y establecer mecanismos de vigilancia de la seguridad operacional apropiados para asegurarse de que los explotadores y proveedores de servicios mantienen un nivel aceptable de seguridad operacional en sus actividades. Una aviación segura y eficiente exige infraestructura y servicios aeronáuticos considerables, que incluyen aeropuertos, ayudas para la navegación, gestión del tránsito aéreo, servicios meteorológicos y servicios de información de vuelo. Algunos Estados explotan sus propios servicios de navegación aérea y grandes aeropuertos; otros explotan sus propias líneas aéreas. Sin embargo, muchos Estados han transformado estos servicios en sociedades explotadas bajo la supervisión del Estado. Independientemente del enfoque adoptado, los Estados deben asegurarse de que la infraestructura y los servicios de apoyo a la aviación civil se mantienen para ajustarse a las obligaciones internacionales y las necesidades del Estado. Cuando la función de reglamentación y la provisión de servicios particulares están bajo el control directo de un órgano estatal (tales como la CAA), debe mantenerse una distinción clara entre ambas funciones, es decir, entre la provisión de servicios y la reglamentación. 133
Finalmente, los Estados tienen la responsabilidad de ser “buenos ciudadanos” en la comunidad de la aviación civil internacional. Para ello, lo mejor es asegurar el cumplimiento del Convenio de Chicago y los SARPS de la OACI. Cuando un Estado no puede adaptar su legislación y reglamentos nacionales a los SARPS de la OACI, debe notificar toda “diferencia”. La OACI publica estas diferencias de modo que otros Estados puedan tener conocimiento de los casos que se apartan de las normas adoptadas internacionalmente. El programa USOAP de la OACI permite determinar el cumplimiento de los Estados con respecto a los SARPS que son críticos para la seguridad operacional.
Administraciones de aviación civil (CAA) Una vez elaborada la legislación apropiada para regir la aviación, un Estado debe crear una CAA que establezca los reglamentos y procedimientos mediante los cuales el Estado aplica su programa de seguridad operacional. En el Capítulo 3 (Programa de seguridad operacional del Estado) de este manual se describen las principales funciones y actividades de la CAA para ejecutar un programa de seguridad operacional eficaz. Básicamente, la CAA provee la vigilancia necesaria para el cumplimiento de las leyes y los reglamentos del Estado relacionados con la seguridad de los vuelos y para alcanzar los objetivos del Estado respecto a la seguridad operacional.
FABRICANTES Cada nueva generación de equipo incorpora mejoras basadas en las técnicas más modernas y en la experiencia operacional. Los fabricantes producen equipos que satisfacen las normas de aeronavegabilidad y otras normas de sus gobiernos y de gobiernos extranjeros, y satisfacen los requisitos económicos y de performance de los compradores. Los fabricantes también producen manuales y otros documentos de apoyo para sus productos. En algunos Estados estos manuales pueden ser los únicos textos de orientación disponibles para el funcionamiento de un tipo específico de aeronave o un equipo. Por lo tanto, el nivel de la documentación proporcionada por el fabricante es importante. Además, debido a la responsabilidad de proveer apoyo, instrucción, etc., para sus productos, los fabricantes pueden proporcionar los antecedentes de un equipo respecto a la seguridad operacional o los antecedentes de servicio de un componente. Además, los grandes fabricantes de aeronaves tienen departamentos de seguridad operacional cuyas funciones incluyen supervisar la experiencia de servicio, proporcionar información sobre procesos de fabricación y difundir información relacionada con la seguridad operacional entre las líneas aéreas que son sus clientes.
EXPLOTADORES DE AERONAVES Las grandes líneas aéreas desarrollan muchas de las actividades de gestión de la seguridad operacional descritas en este manual. Esas actividades a menudo se llevan a cabo en una oficina de seguridad operacional que vigila la experiencia total de las operaciones y proporciona
asesoramiento independiente a los administradores de la empresa sobre las medidas necesarias para eliminar o evitar los peligros identificados o reducir el riesgo correspondiente a un nivel aceptable. Los conceptos de gestión de la seguridad operacional descritos en este manual complementan los requisitos actuales respecto al cumplimiento de los SARPS de la OACI y los reglamentos nacionales. PROVEEDORES DE SERVICIOS Las operaciones de vuelo seguras y eficientes dependen de la prestación efectiva de diversos servicios independientes de los explotadores de aeronaves, por ejemplo: a) gestión del tránsito aéreo; b) operaciones de aeródromo, incluidos los servicios de emergencia en los aeropuertos; c) seguridad de la aviación en los aeropuertos; y d) ayudas para la navegación y las comunicaciones. Tradicionalmente, estos servicios los ha proporcionado el Estado — generalmente por medio de sus autoridades de aviación civil o militar. Sin embargo, las autoridades de aviación civil de algunos Estados han descubierto los posibles conflictos de interés que encierra la doble función del Estado en su carácter de reglamentador y proveedor de servicios. Además, algunos Estados estiman que pueden hacerse economías gracias a la eficiencia y ahorrar dinero transformando estos servicios en sociedades, particularmente los ATS y las operaciones de aeródromo. Como resultado, un número cada vez mayor de Estados han delegado la responsabilidad de proveer muchos de estos servicios. Sin tener en cuenta la propiedad o estructura de gestión de un servicio aeronáutico, los miembros del personal directivo deben elaborar e implantar un SMS dentro de sus campos de especialidad. La orientación proporcionada en este manual se aplica por igual a las operaciones de vuelo y a la provisión de servicios aeronáuticos, independientemente de si estos servicios están administrados por el Estado o por una sociedad. TERCEROS CONTRATISTAS La provisión de servicios de apoyo a las operaciones de vuelo a menudo requiere los servicios de contratistas privados en áreas como reabastecimiento de combustible; aprovisionamiento y otros servicios prestados a las aeronaves en tierra; mantenimiento y revisión de aeronaves; construcción y reparación de pistas y calles de rodaje; instrucción para las tripulaciones; y planificación, despacho y seguimiento de vuelos. Que se trate de una gran empresa contratista o de un pequeño empresario, la autoridad que contrata (p. ej., una línea aérea, un explotador de aeródromo o un proveedor de servicios de navegación aérea) conserva la responsabilidad general de la gestión de los riesgos relacionados con la seguridad operacional que toma el contratista. El contrato debe especificar las normas de seguridad operacional que deben cumplirse. Por lo tanto, la autoridad que contrata tiene la responsabilidad de asegurarse de que el contratista cumple las normas de seguridad prescritas en el contrato.
Un SMS debe garantizar que los trabajos y el aprovisionamiento proporcionado por organizaciones externas no erosionan el nivel de seguridad operacional de una organización. ASOCIACIONES DE EMPRESAS Y DE PROFESIONALES Las asociaciones de empresas y de profesionales también desempeñan una función vital en la gestión de la seguridad operacional. Las asociaciones internacionales, nacionales y regionales que son parte interesada generalmente se constituyen para hacer avanzar intereses comerciales; sin embargo, los principales. interesados reconocen cada vez más los fuertes vínculos que existen entre la seguridad operacional de la aviación y la rentabilidad. Las partes interesadas ven que un accidente de una línea aérea puede comprometer sus propios negocios. Así, por ejemplo, las asociaciones de líneas aéreas observan continua y activamente las novedades de la industria en materia de tecnología, procedimientos y prácticas. Los miembros de estas asociaciones colaboran en la identificación de peligros para la seguridad operacional y en las medidas necesarias para reducir o eliminar esas deficiencias. A través de esas asociaciones, muchas líneas aéreas ahora comparten datos relacionados con la seguridad operacional de la aviación con miras a mejorar la gestión de la seguridad operacional. Del mismo modo, las asociaciones profesionales que representan los intereses de diversos grupos de profesionales (p. ej., pilotos, controladores de tránsito aéreo, mecánicos de mantenimiento de aeronaves y miembros de la tripulación de cabina) trabajan activamente por la gestión de la seguridad operacional. Por medio del estudio, el análisis y la defensa de sus intereses, estos grupos aportan sus conocimientos en la materia para identificar los peligros relacionados con la seguridad operacional y mejorar la situación. Cada vez más, las líneas aéreas se unen con otras líneas aéreas en sociedades o alianzas para extender sus respectivas estructuras de rutas mediante acuerdos de servicios de código compartido. Esto puede hacer que un segmento de un vuelo sea explotado por una línea aérea que no es la que prevé el pasajero. Estos arreglos pueden tener implicaciones para la seguridad operacional. Ninguna línea aérea desea estar vinculada con otra que no ofrece servicios seguros. A fin de proteger sus propios intereses, las líneas que son miembros de alianzas realizan auditorías de la seguridad operacional mutuas — con lo que mejora la seguridad operacional de las líneas aéreas. La comunidad de la aviación general tiene un sistema de asociaciones nacionales e internacionales que se ha formado para intensificar la seguridad operacional y hacer avanzar sus intereses en la comunidad de la aviación. El sector de la aviación de negocios también tiene actividades relacionadas con los SMS y con el adelanto de las cuestiones de seguridad operacional para sus miembros.
RESPONSABILIDAD ESPECIAL DE LA ADMINISTRACIÓN RESPECTO A LA SEGURIDAD OPERACIONAL 2 Los equipos de administración de los explotadores y proveedores de servicios tienen una responsabilidad especial respecto a la gestión de la seguridad operacional. En un importante
estudio de las líneas aéreas de todo el mundo se determinó que las líneas aéreas más seguras tenían una misión clara respecto a la seguridad operacional, que comenzaba en los niveles más altos de la organización y guiaba las acciones hasta el nivel de operaciones. Lautman y Gallimore llegaron a la conclusión de que en las líneas aéreas más seguras: “... Las operaciones de vuelo y los jefes de instrucción admiten su responsabilidad respecto a la seguridad de los vuelos y están dedicados a crear y hacer cumplir las políticas orientadas a la seguridad operacional. … Existe un método para obtener rápidamente información de las tripulaciones de vuelo y una política que alienta la transmisión de información confidencial de los pilotos a la administración. … La actitud del personal directivo... es una fuerza dinámica que prepara el terreno para la estandarización y la disciplina en el puesto de pilotaje impulsadas por un programa de instrucción orientado hacia las cuestiones de seguridad operacional”.
Las organizaciones más seguras a menudo son las más eficientes. Aunque puede haber concesiones entre la gestión de la seguridad operacional y los costos, los administradores deben reconocer los costos ocultos de los accidentes y que la seguridad operacional es un buen negocio. Al adoptar un enfoque sistemático para la toma de decisiones y la gestión de riesgos, se reducen las pérdidas debidas a los accidentes. La administración tiene la autoridad y la responsabilidad de la gestión de riesgos para la seguridad operacional en la empresa. Esto se logra estableciendo un método sistemático para identificar los peligros, evaluar los riesgos y asignar prioridades a estos riesgos y reduciendo o eliminando aquellos peligros que presentan las mayores posibilidades de pérdidas. La administración únicamente tiene la capacidad de introducir cambios en la organización, la estructura, la dotación de personal, los equipos, las políticas y los procedimientos. Por encima de todo, la administración establece el clima de la organización respecto a la seguridad operacional. Sin el compromiso incondicional de la administración respecto a la seguridad operacional, la gestión de la seguridad operacional será mayormente ineficaz. Al reforzar positivamente las medidas de seguridad operacional, la administración envía a todo el personal el mensaje de que realmente le importa la seguridad operacional y que al personal también debería importarle. La administración debe establecer la seguridad operacional como un valor básico de la organización, y puede lograrlo fijando objetivos respecto a la seguridad operacional y haciendo a los jefes y empleados responsables del logro de esos objetivos. El personal espera de la administración: a) una dirección clara en la forma de políticas convincentes, objetivos, metas, normas, etc.; b) recursos adecuados, y tiempo suficiente, para cumplir las tareas asignadas en forma segura y eficiente; y c) conocimientos especializados, en términos de acceso a la experiencia a través de textos, instrucción, seminarios, etc., sobre seguridad operacional. Esta responsabilidad de la administración existe, independientemente del tamaño o del tipo de organización que proporciona servicios de aviación. La función de la administración en la gestión de la seguridad operacional es un tema que reaparece a menudo en este manual.
RESPONSABILIDADES Y RENDICIÓN DE CUENTAS La responsabilidad y la rendición de cuentas son conceptos estrechamente relacionados. Si bien los miembros del personal son responsables de sus acciones, también deben rendir cuentas a su supervisor o jefe del desempeño seguro de sus funciones y pueden ser llamados a justificar sus acciones. Aunque los individuos deben rendir cuentas de sus propias acciones, los jefes y supervisores rinden cuentas del desempeño general del grupo que está subordinado a su autoridad. La rendición de cuentas es una calle de dos sentidos: los jefes también rinden cuentas de que sus subordinados tienen los recursos, la instrucción, la experiencia y todo lo necesario para el cumplimiento de las tareas asignadas en condiciones seguras. Es aconsejable una declaración formal de responsabilidades y de las correspondientes rendiciones de cuentas, aun en las organizaciones pequeñas. Esta declaración aclara las líneas de rendición de cuentas formales y oficiosas en el cuadro orgánico y especifica quién rinde cuentas de las diversas actividades sin superposiciones ni omisiones. El contenido de la declaración varía según el tamaño y la complejidad de la organización y de las relaciones.
BIBLIOGRAFIA: Fundamentos de meteorología aeronáutica, juan l. Fernández Turanzas, editorial aeronáutica sumaas, Madrid. Sistema eléctrico y electrónico de las aeronaves- Jesús Martínez cuesta. Conocimientos del avión – Antonio esteban Oñate. www.faa.org www.aerocivil.gov.co www.iata.org www.icao.int www.ntsb.gov www.boeing.com www.airbus.com Edición: E.C.N.
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