EA 6 - Meteo y orientación de pistas
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ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Tema 6 Meteorologia i orientació de pistes Meteorología y orientación de pistas Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Meteorología y orientación de pistas Contenido Factores que intervienen en la elección del emplazamiento y la orientación de pistas – Tipo de operación – Topografía del entorno – Tráfico aéreo en los alrededores – Condiciones meteorológicas Meteorología y planificación aeroportuaria – Visibilidad horizontal – Precipitaciones – Formación de hielo – Vientos Número y orientación de pistas según condiciones de viento – Metodología general – Recopilación de datos y rosa de vientos – Diagramas de frecuencias y coeficiente de utilización del aeropuerto – Otros factores adicionales Denominación de pistas Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 1 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Meteorología y orientación de pistas Contenido Factores que intervienen en la elección del emplazamiento y la orientación de pistas – Tipo de operación – Topografía del entorno – Tráfico aéreo en los alrededores – Condiciones meteorológicas Meteorología y planificación aeroportuaria – Visibilidad horizontal – Precipitaciones – Formación de hielo – Vientos Número y orientación de pistas según condiciones de viento – Metodología general – Recopilación de datos y rosa de vientos – Diagramas de frecuencias y coeficiente de utilización del aeropuerto – Otros factores adicionales Denominación de pistas Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 2 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Factores que intervienen en la elección del emplazamiento y la orientación de las pistas • En la determinación del emplazamiento y orientación de las pistas de un aeropuerto deben tenerse en cuenta varios factores: − Tipo de operación − Topografía del entorno − Tráfico aéreo en los alrededores − Condiciones meteorológicas Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 3 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Tipo de operación I • Se definirán el tipo de operación en relación a: − Alcance visual de pista: distancia a la que estando situado sobre el eje de pista, se pueden ver las señales de superficie o las luces que la delimitan o señalan el eje. A efectos de medición, se considera una altura de referencia de 5 m sobre la pista − Altura de decisión de aproximación: altura respecto a la pista sobre la que el piloto debe abortar el aterrizaje cuando no sea posible establecer la referencia visual requerida para la aproximación final, e iniciar una maniobra de aproximación frustrada aumentando potencia de los motores y elevándose de nuevo • En general la trayectoria de aproximación consta de tres tramos: inicial, intermedio y final, por lo que será en esta última fase cuando el piloto debe decidir si toma o no contacto con la pista Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 4 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Tipo de operación II • Los tipos de aproximación para los que diseñaremos nuestro aeródromo son: − Aproximación visual: Se efectúa la aproximación manteniendo total o parcialmente la referencia visual del terreno, con el aeródromo a la vista y en condiciones de vuelo visual (VFR “Visual Flight Rules”) − Aproximación instrumental: Cuando las maniobras reguladas permiten a la aeronave llevar a cabo todas las fases de aproximación en condiciones de vuelo instrumental (IFR “Instrumental Flight Rules”) hasta el aterrizaje o hasta un punto a partir del cual se puede tomar tierra visualmente − Instrumental de no precisión: La información radioeléctrica (VOR, NDB) que recibe la aeronave no incluye guía de trayectoria de descenso − Instrumental de precisión: La aeronave recibe información de la alineación con respecto al eje de pista y de la trayectoria de descenso (ILS, MLS, PAR). En función de los valores de alcance visual de pista (RVR “Runway Visual Range”) y la altura de decisión, puede ser: − − − − − CAT I: alcance visual ≥ 550 m y altura de decisión ≥ 60 m CAT II: alcance visual ≥ 350 m y altura de decisión 60 > a ≥ 30 m CAT IIIa: alcance visual ≥ 200 m y altura de decisión < 30 m CAT IIIb: alcance visual 200 > RVR ≥ 50 m y altura de decisión < 15 m CAT IIIc: alcance visual 0 m y altura de decisión 0 m Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 5 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Topografía del entorno • Se definirá la topografía del emplazamiento del aeródromo, sus aproximaciones y alrededores, en relación a: − Cumplimiento de las disposiciones relativas a las superficies limitadoras de obstáculos − Compatibilidad con los usos actuales y previstos del suelo en el entorno. La orientación y trazado de las pistas deberían elegirse de forma que, en la medida de lo posible, se protejan contra las molestias causadas por el ruido de las aeronaves las zonas más sensibles (residencias, escuelas, hospitales) − Longitudes de pista en la actualidad y en el futuro − Costes de construcción − Posibilidad de instalar las ayudas adecuadas, visuales y no visuales, para la aproximación Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 6 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Tráfico aéreo en los alrededores • Se tendrá en cuenta el tráfico aéreo del entorno del aeropuerto: − Proximidad de otros aeropuertos o rutas ATS − Densidad del tráfico − Procedimientos de control del tráfico aéreo y de aproximación frustrada Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 7 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Meteorología y orientación de pistas Contenido Factores que intervienen en la elección del emplazamiento y la orientación de pistas – Tipo de operación – Topografía del entorno – Tráfico aéreo en los alrededores – Condiciones meteorológicas Meteorología y planificación aeroportuaria – Visibilidad horizontal – Precipitaciones – Formación de hielo – Vientos Número y orientación de pistas según condiciones de viento – Metodología general – Recopilación de datos y rosa de vientos – Diagramas de frecuencias y coeficiente de utilización del aeropuerto – Otros factores adicionales Denominación de pistas Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 8 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Meteorología y planificación aeroportuaria • La meteorología tiene una gran influencia en la planificación de aeropuertos y en el diseño de procedimientos de navegación aérea • A la hora de orientar y dimensionar las pistas de un aeropuerto el principal requisito es permitir la operación segura durante los aterrizajes y los despegues • Los principales fenómenos atmosféricos que interviene en los aterrizajes y despegues son: − Visibilidad horizontal y altura de nubes − Precipitaciones − Formación de hielo − Condiciones de viento Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 9 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Visibilidad horizontal • A efectos de visibilidad horizontal, existen 4 elementos meteorológicos que la reducen: − Bruma: visibilidad superior a 2 km − Neblina: visibilidad entre 1 y 2 km − Niebla: visibilidad inferior a 1 km − Calima: presencia de partículas de polvo, humos u otros elementos en suspensión a nivel del suelo, que limitan la visión normal • La causa de la formación de niebla es una conjunción de humedad y temperatura • Las nieblas se forman con mayor frecuencia con tiempo frío durante las horas del amanecer, favorecidas por el microclima de los aeropuertos ya que los pavimentos actúan como acumuladores de calor, y si sobre ellos hay aire húmedo a bajo cero el contacto con la superficie causa una subida de temperatura alcanzándose el punto de rocío Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 10 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Precipitaciones atmosféricas • Las precipitaciones atmosféricas, tanto en forma de lluvia como de nieve, pueden ser una limitación adicional a la visibilidad horizontal del aeropuerto • Asimismo las precipitaciones pueden provocar hidroplaneo o coeficientes de rozamiento que hagan las superficies de las pistas resbaladizas • En condiciones de pista mojada la longitud de pista necesaria para el despegue y aterrizaje de los aviones será mayor, el nivel de precipitaciones puede ser un criterio para decidir el emplazamiento del aeropuerto Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 11 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Formación de hielo • La formación de hielo en las alas o en el fuselaje del avión incrementa el peso del mismo, lo que genera una pérdida de sustentación aerodinámica y una mayor resistencia en vuelo. Esto podría provoca la entrada en pérdida del avión aun cuando se aumente la potencia de los motores • En estas condiciones hay que proceder a deshelar el avión o a dar un tratamiento preventivo si se prevé la posibilidad de que se forme hielo • Los tratamientos anti-hielo más usuales se hacen mediante el rociado con líquidos con contenido de glicol, de este modo se rebaja el punto de congelación • En aeropuertos con tráfico alto y propensos a sufrir heladas, se preverán plataformas de aeronaves específicas donde se realicen este tipo de tratamientos Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 12 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Condiciones de viento • El viento en contra del movimiento de las aeronaves aumenta la sustentación en el despegue y favorece las maniobras de frenado en el aterrizaje • Las pistas deberán orientarse lo más próximas posibles a la dirección de los vientos dominantes (los que soplan con mayor frecuencia), que pueden no ser los más fuertes • Por razones de seguridad las pistas se orientarán de manera que se minimicen las operaciones con viento cruzado y se eviten las operaciones con viento de cola • El número de pistas (cruzadas) puede venir definido por criterios de minimización de vientos cruzados o de cola Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 13 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Meteorología y orientación de pistas Contenido Factores que intervienen en la elección del emplazamiento y la orientación de pistas – Tipo de operación – Topografía del entorno – Tráfico aéreo en los alrededores – Condiciones meteorológicas Meteorología y planificación aeroportuaria – Visibilidad horizontal – Precipitaciones – Formación de hielo – Vientos Número y orientación de pistas según condiciones de viento – Metodología general – Recopilación de datos y rosa de vientos – Diagramas de frecuencias y coeficiente de utilización del aeropuerto – Otros factores adicionales Denominación de pistas Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 14 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Número y orientación de pistas según condiciones de viento • El diseño de las pistas de un aeropuerto se realiza de manera que se minimicen las operaciones con viento transversal y se eviten las operaciones con viento de cola • OACI en su anexo 14 recomienda valores máximos de componentes transversales de viento en función de la longitud de campo de referencia de la aeronave LCR (Longitud de campo compensado para la masa máxima de despegue en atmósfera estándar al nivel del mar) • El coeficiente de utilización del aeródromo es el % de tiempo durante el que es posible la utilización de una pista cumpliendo la limitación de componente transversal • El número y orientación de las pistas de un aeródromo deberían ser tales que el coeficiente de utilización del aeródromo no sea inferior al 95% para los aviones que el aeródromo este destinado a servir. Si con una sola pista no podemos cumplir el 95% de utilización será necesaria un pista adicional cruzada Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 15 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Metodología general • Se realizará un análisis de vientos con datos estadísticos de intensidad y dirección del viento en el lugar del emplazamiento, medidos durante un periodo de tiempo de al menos 5 años y como mínimo 8 veces diarias con intervalos iguales • Si no es posible realizar las mediciones en el propio emplazamiento, se podrán utilizar estadísticas de lugares cercanos donde haya un observatorio, teniendo en cuenta que puede haber diferencias entre las condiciones del entorno respectivas • Las observaciones se agruparán en intervalos de intensidad de velocidad, medida en nudos, y para las direcciones se dividirá cada cuadrante (N, S, W, E) en 4 sectores, de modo que tendremos 16 sectores de dirección de viento (nº de observaciones y frecuencias) • La representación gráfica de estos datos de intensidad y dirección de vientos se confecciona llevándolos a un diagrama de círculos concéntricos, cuyos radios son a escala las frecuencias de las observaciones en en cada sentido. Este diagrama es conocido como rosa de vientos • Aplicando las limitaciones de velocidad transversal, marcada por OACI según longitud de campo de referencia y por las aeronaves usuarias, se calcularán los coeficientes de utilización según las distintas orientaciones posibles de pistas. Nos ayudaremos de diagramas de frecuencias Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 16 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Recopilación de datos y rosa de vientos I Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 17 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Recopilación y rosa de vientos II Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 18 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Recopilación de datos y rosa de vientos III 35-36-01 12 32-33-34 10 02-03-04 8 29-30-31 05-06-07 6 4 2 26-27-28 0 08-09-10 23-24-25 > 30 kts 30 kts 25 kts 20 kts 15 kts 10 kts 5 kts 11-12-13 20-21-22 14-15-16 17-18-19 Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 19 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Diagramas de frecuencias y coeficientes de utilización I • OACI recomienda los siguientes valores máximos de componentes transversales, referidas a la longitud de campo de referencia (LCR), como longitud de campo compensado para la masa máxima de despegue en atmósfera estándar al nivel del mar: − LCR de 1.500 m o mayor: 37 km/h (20 nudos) − 1.500 m > LCR ≥ 1.200 m: 24 km/h (13 nudos) − LCR < 1.200 m: 19 km/h (10 nudos) • Si el coeficiente de rozamiento es reducido no debería pasarse de 24 km/h y en cualquier caso utilizar el valor limitativo del LCR inferior Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 20 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Diagramas de frecuencias y coeficientes de utilización II • El método usual para estimar el coeficiente de utilización y refinar la orientación de la pista se basa en un cálculo gráfico del % de vientos absorbidos según la dirección de su eje • Se utiliza el diagrama de frecuencias, similar a la rosa de vientos , en el que los radios son las velocidades de los vientos. En cada sector circular formado por la dirección y las velocidades se apuntan los % de observaciones que ocurren en esos parámetros • Mediante una plantilla rectangular según el eje de pista y de ancho la componente transversal máxima de viento permisible, se va calculando el porcentaje de vientos “absorbido” por cada posible orientación de pista • Se seleccionará la orientación que corresponde al máximo coeficiente de utilización • Es posible que con ninguna se alcance el 95%, entonces sería necesaria una segunda o más pistas Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 21 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Diagramas de frecuencias y coeficientes de utilización III Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 22 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Diagramas de frecuencias y coeficientes de utilización IV Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 23 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Otros factores adicionales • Los valores máximos de la componente transversal media del viento se refieren a circunstancias normales. Se pueden considerar situaciones en las que tengamos que reducir estos valores máximos: − Valores de las aeronaves − Preponderancia y naturaleza de las ráfagas − Preponderancia y naturaleza de la turbulencia − Disponibilidad de una pista secundaria − La anchura de las pistas − Las condiciones de la superficie de las pistas: agua, nieve, hielo − La fuerza del viento correspondiente al valor límite que se haya elegido para la componente transversal del viento Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 24 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Meteorología y orientación de pistas Contenido Factores que intervienen en la elección del emplazamiento y la orientación de pistas – Tipo de operación – Topografía del entorno – Tráfico aéreo en los alrededores – Condiciones meteorológicas Meteorología y planificación aeroportuaria – Visibilidad horizontal – Precipitaciones – Formación de hielo – Vientos Número y orientación de pistas según condiciones de viento – Metodología general – Recopilación de datos y rosa de vientos – Diagramas de frecuencias y coeficiente de utilización del aeropuerto – Otros factores adicionales Denominación de pistas Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 25 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Denominación de pistas • Las observaciones meteorológicas se refieren al norte geográfico (azimut) mientras que las pistas se orientan al norte magnético (rumbos), por lo que la declinación magnética correspondiente al aeropuerto hay que restarla del azimut si se encuentra en el Este y sumarla si está en el Oeste • Para denominar las pistas se redondea el ángulo magnético, medido en el sentido de las agujas del reloj, a la decena de grados sexagesimales más próxima • Ejemplo Barajas: − 004º: pista 36 (cabecera en el sur, orientación de pista norte) − 184º: pista 18 (cabecera en el norte, orientación sur) • Cuando hay pistas paralelas, se añade una letra: L (Left), R (Right) o C (Center) según la situación relativa en el sentido de aproximación Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 26 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Ejemplo de denominación de pistas Aeropuerto de Sabadell Tema 6 – Meteorologia i orientació de pistes 27 ENGINYERIA AERONÀUTICA ENGINYERIA AEROPORTUÀRIA Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa
