9.4.2: Ayudas a la navegación aeroportuaria

Las maniobras de aproximación y aterrizaje son asistidas desde el aeropuerto por medio de ayudas radioeléctricas y visuales. Se dice que el vuelo que es asistido con ayudas radioeléctricas está bajo las Reglas de Vuelo Instrumental (vuelo IFR); el vuelo que es asistido solo con reglas visuales se dice que está bajo las Reglas de Vuelo Visual (vuelo VFR).

Ayudas visuales

Al volar, hay una serie de ayudas visuales disponibles para los pilotos:

• Dispositivos de señalización (como por ejemplo, indicador de manga de viento).
• Señales de orientación (información, instrucciones obligatorias, etc.).
• Letreros pintados sobre el pavimento (pista, calles de rodaje, delantales).
• Luces (pista, pista de rodaje).

Manga de viento: Los aviones despegan y aterrizan en presencia de viento de cabeza/cola para lograr el máximo rendimiento. La información de velocidad y dirección del viento está disponible a través del ATIS o ATC, pero los pilotos necesitan información instantánea durante el aterrizaje. Para ello, se mantiene una manga de viento a la vista de la pista. Como ya se señaló antes para justificar el hecho de que los aeropuertos puedan tener pistas en diferentes direcciones, la presencia de viento es peligrosa y limitante en términos de operaciones. Las autoridades aeronáuticas han establecido un viento cruzado máximo de 15-40 nudos dependiendo de la aeronave (por ejemplo, un B777 tiene un límite de 38 nudos) para aterrizaje y despegue. Si se superan estos valores no se podrá operar la pista.

Señales de orientación: Las señales de orientación del aeropuerto proporcionan indicaciones de movimiento e información a las aeronaves que operan en el aeropuerto, pero también a los vehículos del aeropuerto. Hay dos clases de señales de orientación en los aeropuertos, con varios tipos de cada uno:

Figura 9.11: Ayudas visuales aeroportuarias.

• Señales de ubicación (de color amarillo sobre fondo negro): Identifica la pista o pista de rodaje en la que se encuentra o está a punto de entrar la aeronave.

• Señales de dirección/salida de pista (de color negro sobre fondo amarillo): Identifica las calles de rodaje que se cruzan a las que se acerca la aeronave al rodar en la pista justo después de haber aterrizado. También tienen una flecha que indica la dirección a girar.

• Otros: Muchos aeropuertos utilizan señales de tráfico convencionales como, por ejemplo, señales de alto en todo el aeropuerto.

Letreros de instrucción obligatorios: Muestran entradas a pistas o áreas críticas. Se requiere que los vehículos y las aeronaves se detengan en estas señales hasta que la torre de control brinde autorización para continuar.

• Señales de pista (blancas sobre rojas): Estas señales simplemente identifican una intersección de pista delante de la aeronave.

• Signos de cambio de frecuencia: Normalmente consiste en una señal de alto y una instrucción para cambiar a otra frecuencia. Estas señales se utilizan en aeropuertos con diferentes áreas de control terrestre, donde podrían usarse diferentes frecuencias de comunicación.

• Señales de posición de mantenimiento: Una sola barra amarilla sólida a través de una calle de rodaje (pintada sobre el pavimento) indica una posición donde el control del suelo puede requerir una parada. Si se encuentran dos barras amarillas sólidas y dos barras amarillas discontinuas (pintadas sobre el pavimento), indica una posición de retención para una intersección de pista adelante. Las líneas de retención de pista nunca deben cruzarse sin permiso ATC.

Letreros pintados sobre el pavimento: Hay tres conjuntos principales de letreros pintados sobre el pavimento:

• Señales de pista (blancas).
• Señales de calles de rodaje (amarillas).
• Letreros de delantal (rojo).

Figura 9.12: Señales de pavimento de pista. © Usuario:Mormegil/Wikimedia Commons/CC-BY-SA-3.0.

Las señales de pista, de color blanco, pueden consultarse en la Figura 9.3 y Figura 9.12, a saber: umbral, punto de apuntamiento, zona de touchdown, línea central, designador de pista, líneas de borde, etc. Las señales de pista de rodaje, de color amarillo, también se pueden consultar en la Figura 9.3, a saber: líneas de franjas y ejes, posiciones de tenencia, puntos de cruce, etc. Los letreros de delantal, de color rojo, suelen ser los llamados sobres donde estacionan los aviones.

Iluminación: Los aeropuertos cuentan con dispositivos de iluminación que ayudan a guiar los aviones usando las pistas de aterrizaje y calles de rodaje por la noche o bajo la lluvia/niebla. Hay dos conjuntos principales de iluminación en el área de movimiento:

• Luces de pista (verde, rojo y blanco).
• Señales de calles de rodaje (azul y verde).

Figura 9.13: Iluminación de pista. © Hansueli Krapf/Wikimedia Commons/CC-BY-SA-3.0.

En las pistas, las luces verdes indican el inicio de la pista para el aterrizaje, mientras que las luces rojas indican el final de la pista. Las luces de borde de la pista son blancas espaciadas a ambos lados de la pista. Algunos aeropuertos tienen una iluminación más sofisticada en las pistas, incluidas luces incrustadas que corren por la línea central de la pista y luces que ayudan a indicar el acercamiento. A lo largo de las calles de rodaje, las luces azules indican el borde de la calle de rodaje, y algunos aeropuertos tienen luces verdes incrustadas que indican la línea central. Véase la Figura 9.13 como ilustración.

Otros dispositivos de luz también ayudan a los pilotos a acercarse, como en el caso del Indicador de Ruta de Aproximación de Precisión (PAPI). El PAPI es una ayuda visual que proporciona información de orientación para ayudar a los pilotos a adquirir y mantener el acercamiento correcto (en el plano vertical) a un aeropuerto. Consta de 4 luces exhibidas en una fila ubicada en el lado derecho de la pista, aproximadamente 300 metros más allá del umbral de aterrizaje. Estas luces emiten en el espectro rojo por debajo de la trayectoria de deslizamiento y en el espectro blanco por encima de él. Para seguir la pendiente correcta de planeo, un piloto maniobraría la aeronave para obtener un número igual de luces rojas y blancas, es decir, 2 luces rojas en la parte izquierda y 2 luces blancas en la parte derecha.

Ayudas instrumentales

Además de las ayudas visuales, que tienen todos los aeropuertos, la mayoría de los grandes aeropuertos tienen también una serie de ayudas radioeléctricas para ayudar a aviones y pilotos:

Figura 9.14: PAPI: El mayor número de luces rojas visibles en comparación con el número de luces blancas visibles en la imagen significa que la aeronave está volando por debajo de la pendiente de planeo. Wikimedia Commons/Dominio público.

Una ayuda instrumental típica ubicada en el aeropuerto es el llamado rango omnidireccional VHF (VOR), que ayuda a los pilotos a encontrar un rumbo de vuelo deseado. Los VOR a menudo se instalan junto con un Equipo de Medición de Distancia (DME), que proporciona la distancia entre la aeronave y el aire (ubicado en el aeropuerto). De esta manera, un piloto puede utilizar el rumbo y la distancia para avanzar con seguridad hacia la cabeza de la pista. Estos dos equipos son también para navegación en ruta y se describirán en detalle en el Capítulo 10. Existe una ayuda instrumental que sólo se utiliza en las operaciones aeroportuarias: el Sistema de Aterrizaje por Instrumentos (ILS).

Figura 9.15: ILS: Los patrones de emisión del localizador y las señales de pendiente de deslizamiento. Tenga en cuenta que las vigas de pendiente de planeo están formadas en parte por el reflejo de la antena de pendiente de planeo en el plano de tierra. © usuario:TreesMill/Wikimedia Commons/CC-BY-SA-3.0.

Sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS): Un ILS es un sistema de aproximación instrumental basado en tierra que proporciona una guía de precisión a una aeronave que se acerca y aterriza en una pista. En condiciones de mala visibilidad (lluvia, niebla, oscuridad, etc.), los pilotos serán ayudados por un ILS para encontrar instrumentalmente la pista y volar la aproximación correcta y aterrizar de manera segura, aunque no puedan ver el suelo en algún momento del procedimiento de aproximación (o incluso durante todo el procedimiento de aproximación).

Un ILS consta de dos subsistemas independientes, uno que proporciona orientación lateral (localizador) y el otro proporciona orientación vertical (pendiente de deslizamiento o trayectoria de deslizamiento). La guía de la aeronave es proporcionada por los receptores ILS en la aeronave al realizar una comparación de profundidad de modulación. El receptor localizador en la aeronave mide la Diferencia en la Profundidad de Modulación ⁵ (DDM) de dos señales, una de 90 Hz y la otra de 150 Hz. La diferencia entre las dos señales varía dependiendo de la posición de la aeronave que se aproxima desde la línea central. Si hay predominio de modulación de 90 Hz o 150 Hz, la aeronave está fuera de la línea central. En la cabina, la aguja en el Indicador de Situación Horizontal (HSI, la parte del instrumento del ILS), o Indicador de Desviación de Curso (CDI), mostrará que la aeronave necesita volar hacia la izquierda o hacia la derecha para corregir el error para volar por el centro de la pista. Si el DDM es cero, la aeronave está en la línea central del localizador coincidiendo con la línea central de la pista física.

Figura 9.16: ILS: Matriz de localizador e iluminación de aproximación. Wikimedia Commons/Dominio público.

Un conjunto de antenas de pendiente de planeo (GS) o trayectoria de deslizamiento (GP) se ubica a un lado de la zona de touchdown de la pista. La señal GP se transmite en una frecuencia portadora entre 328.6 y 335.4 MHz. La línea central de la señal de pendiente de planeo está dispuesta para definir una pendiente de planeo aproximadamente\(3^{\circ}\) por encima de la horizontal (nivel del suelo). El piloto controla la aeronave para que las indicaciones en el instrumento (es decir, el indicador de desviación de rumbo (ver Capítulo 5)) permanezcan centradas en la pantalla. Esto asegura que la aeronave esté siguiendo la línea central del ILS (es decir, proporciona orientación lateral). La guía vertical se muestra en el panel de instrumentos mediante el indicador de pendiente de planeo, y ayuda al piloto a llegar a la pista en el punto de contacto adecuado. Muchos aviones modernos son capaces de incrustar estas señales en el piloto automático, permitiendo que el acercamiento se vuele automáticamente.

Cuadro 9.6: Categorías ILS. Datos recuperados de la OACI [4].

Según la OACI, existen diferentes categorías de ILS atendiendo al rango visual y la altitud de decisión: el rango visual es la distancia longitudinal a la que el piloto es capaz de distinguir claramente los signos pintados sobre el pavimento o las luces si vuela a oscuridad de niebla (generalmente hablando a baja condiciones de visibilidad); la altitud de decisión es la altitud vertical mínima a la que el piloto debe abortar la aproximación en caso de no ver ninguna de las ayudas visuales. Ver Cuadro 9.6.

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5. Se basa en el concepto de modulación espacial, una técnica de modulación de amplitud de radio utilizada específicamente en ILS que incorpora el uso de múltiples antenas alimentadas con diversas potencias y fases de radiofrecuencia para crear diferentes profundidades de modulación dentro de diversos volúmenes del espacio aéreo tridimensional.