Jueves, 23 de Febrero del 2012 |
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P.A.P.I.
RESUMEN
En el presente artículo se detallan las características principales de uno de los sistemas componente de las ayudas visuales iluminadas que se encuentran instaladas en el Aeropuerto Internacional El Alto, el Sistema Indicador de Senda de Aproximación de Precisión (PAPI, por sus siglas en inglés). Además se proporcionara una breve descripción de varias ayudas visuales iluminadas que se instalan en pistas de aproximación instrumental de precisión de categoría I, los antecedentes históricos, las partes principales, algunas configuraciones y las normativas emitidas por la Organización de Aviación Civil internacional (OACI) son también incluidas para proporcionar una clara información respecto a este tema tan importante dentro la aeronáutica. En el epilogo las ultimas novedades sobre elementos con suministro de energía solar.
Para toda actividad humana es de suma importancia el uso del sentido de la vista, como sensor de todos los cambios que rigen a nuestro alrededor. Pudiéndose entender como Ayuda Visual a todos los elementos que colaboran al sentido de la vista en cualquier actividad humana haciéndola mas placentera, eficiente y segura.
Aplicando la anterior definición al
área aeronáutica podemos decir que: Ayudas Visuales a la Navegación Aérea, son
todos los elementos que colaboran al sentido de la vista para que las operaciones
aéreas sean más eficientes, placenteras y seguras.
Fig.1
TRAMOS DE UN CIRCUITO DE ATERRIZAJE
II. HISTORIA
Los hermanos Wright realizaron el
primer vuelo controlado en diciembre de 1903, desde esta época se fueron
desarrollando las ayudas terrestres para despegar, aterrizar y de la misma
forma para navegar en el espacio.
Se pueden diferenciar tres periodos
dentro del desarrollo histórico y tecnológico de las ayudas visuales:
Periodo Inicial, Periodo Básico (1933
-1946) y Periodo de Madurez (1946 a nuestros días).
Las banderolas de colores fueron las
antecesoras de los faros aeronáuticos, el color verde significaba VIA LIBRE, el
rojo VIA OBSTRUIDA y el color blanco
significaba fuera de uso.
Entre 1933 – 1945, el desarrollo de las aeronaves fue terriblemente acelerado, practicándose los primeros vuelos a ciegas (hoy vuelo instrumental). En la época de la guerra se practicaron lo primeros procedimientos con guías radioeléctricas, es entonces que se advirtió la necesidad de unos empalmes de señalización de luces para aterrizar con seguridad.
Los portaviones y los aeródromos
militares, al finalizar la segunda guerra mundial, ya contaban con sistemas de
señalización de trayectoria de aproximación.
En el periodo comprendido entre 1946 y 1953 se desarrollaron los sistemas Radar, las comunicaciones VHF, el piloto automático, las luces de abordo, junto con estos avances se desarrollaron las luces terrestres incluyendo las intensidades variables, se investigo sobre la longitud de onda para colores que penetren la niebla y de acuerdo a las estadísticas de la dirección del viento se empezó a dar orientación a las pistas.
III. PARTES PRINCIPALES DE LAS AYUDAS VISUALES
ILUMINADAS
Las Ayudas Visuales iluminadas son
sistemas, entendiéndose por sistema al conjunto de elementos que unidos buscan
un solo fin, por lo tanto están compuestos por varias partes entre las que
podemos citar las siguientes:
Regulador
de Corriente constante, equipo
que sirve para mantener la intensidad de iluminación constante en todas las
luces que integran el sistema, con el fin de tener uniformidad en el brillo.
Transformador de Aislamiento, la función de
este elemento es dar continuidad al circuito, debido a que la conexión de las
lámparas es en serie, la falla de cualquiera de ellas no debe afectar la
integridad de todo el resto de la instalación. Posee tres conectores, dos de ellos (hembra –
macho) se conectan al circuito de conexión en serie y el otro alimenta a la
lámpara (Fig. 2).
Reflectores,
son
los encargados de dirigir la luz emitida por las lámparas, de acuerdo con las
características de las ayudas visuales, en algunos casos también se utilizan
refractores, tanto internos como externos.
Lámparas, son las fuentes emisoras de energía lumínica, cuya característica principal es trabajar en función de la corriente, por lo general son de tipo halógeno.
FIG.
2 TRANSFORMADOR DE AISLACION
a)
Pista para aproximaciones que no sean de
precisión.
b)
Pista para aproximaciones de precisión
Categoría I.
c)
Pista para aproximaciones de precisión
Categoría II.
d)
Pista para aproximaciones de precisión
Categoría III.
- SISTEMA
DE LUCES DE APROXIMACION
La figura anterior
muestra el cableado en doble circuito de un sistema de luces de aproximación
categoría I, este tipo de cableado aumenta el grado de confiabilidad de este
sistema.
- SISTEMA
DE LUCES DE BORDE DE CALLES DE RODAJE
Siglas: TWYL (Taxiway Lights).
Las luces de borde de
calle de rodaje tienen como finalidad proporcionar al piloto señales luminosas
que delimitan las calles de rodaje que posee el aeródromo, de manera que el
piloto distinga claramente por donde abandonar la pista o la plataforma. Se
instalaran en calles de rodaje que no posean luces de eje de calles de rodaje y
que estén destinadas a usarse de noche.
FIG.4 UNIDAD LUMINICA DE BORDE DE CALLE DE
RODAJE.
- SISTEMA
DE LUCES DE BORDE DE PISTA.
Siglas: REDL (Runway
Edge Lights).
Las luces de borde
de pista tienen como finalidad proporcionar al piloto señales luminosas que
delimitan y muestran la longitud de la pista de manera que el piloto distinga
claramente donde aterrizar o despegar. Se instalaran en pistas destinadas a uso
nocturno o en una pista para aproximaciones de precisión de uso tanto diurno
como nocturno.
Configuración: Las luces deberán estar instaladas en
dos filas
paralelas y equidistantes del eje de pista, espaciadas
uniformemente a intervalos no mayores de 60 metros en el caso de una
pista de vuelo por instrumentos y a
intervalos no mayores de 100 metros en una pista de
vuelo visual.
Color: Se utiliza el color blanco.
DE LUCES DE BORDE DE PISTA.
Cobertura: Son visibles en todos los
sentidos, poseen también 5 niveles de brillo variándose de acuerdo con las
condiciones meteorológicas reinantes.
Color: Se utiliza el color blanco.
Color: Se utiliza el color rojo, pues indica precaución, ya que posterior a estas luces no existe mayor
superficie para realizar el despegue correspondiente.
- SISTEMA
DE LUCES DE UMBRAL DE PISTA
Siglas: RTHIL (Runway Threshold
Ilumination Lights).
Color: Se utiliza el color verde,
indicando que a partir de este sector existe la superficie correspondiente para
que cualquier aeronave pueda aterrizar.
Cobertura: Son visibles solo son en el sentido
de aproximación.
- FARO DE
AERODROMO.
El Faro de Aeródromo
tiene como finalidad proporcionar al piloto señales luminosas que muestren la
existencia de un aeródromo.
Los sistemas visuales indicadores de
pendiente de aproximación normalizados se clasifican, según el Anexo 14, en:
T- VASIS y AT-VASIS.
PAPI
y APAPI.
Las especificaciones
del sistema T-VASIS y AT-VASIS no se describirán en el presente artículo por
ser un sistema que ya no se utiliza dentro de los aeropuertos.
El sistema PAPI (L-880,
especificaciones FAA) está constituido por cuatro elementos ubicados normalmente al lado izquierdo de la
pista (vista en el sentido de la aproximación).
En algunos casos tiene un mecanismo automático de interrupción en caso
de que el ángulo de las unidades este incorrecto. El elemento más cercano a la
pista (elemento D de la figura 7) debe estar a mayor altura que el ángulo de
elevación requerido.
El sistema APAPI (PAPI Abreviado – L881 especificaciones FAA), está constituido por dos elementos
ubicados normalmente al lado izquierdo
de la pista (vista en el sentido de la aproximación).
Existen dos
tipos de sistemas, el sistema estilo "A", es el que usa 220 o 240VAC para el suministro de todo el
circuito; y el sistema estilo "B" el cual usa
6.6 o 20A para el circuito en serie.
Cuando
se cuente con dos sistemas PAPI o APAPI en ambos lados de la pista la
configuración simétrica servirá para aeronaves que exijan guía exterior de balanceo.
Estos sistemas serán utilizados tanto
en operaciones diurnas como nocturnas. Teniendo una graduación de intensidad de
5 pasos, graduándose de acuerdo a las condiciones predominantes, evitándose así el deslumbramiento del piloto.
En tiempos despejados el alcance del sistema será de 7,4 km.
Cada uno de estos elementos (A, B, C y
D de la Figura 7) son llamados unidades lumínicas que pueden estar constituidos
por dos o tres sistemas ópticos, que a
su vez se encuentran constituidos por:
lámparas halógenas de 200 Watts de potencia y 6.6 Amperios de corriente, un
reflector de precisión de aluminio, un filtro rojo de vidrio de alto grado de difusión y un
lente de proyección de 100 mm de diámetro.
Están montados sobre unas bases de
hormigón, en donde se encuentran los transformadores de aislación para su
conexionado en serie (Fig.8).
FIG.
7 DISTANCIAS DE INSTALACION DE ELEMENTOS
DEL SISTEMA PAPI Y APAPI.
FIG
8. PAPI MARCA PHILIPS -UNIDAD LUMINICA CON TRES SISTEMAS OPTICOS
La distancia D1 respecto al
umbral (Fig. 7), requiere un análisis minucioso y se encuentra subordinada a
los siguientes aspectos:
a)
Tipo de aeronave critica.
b)
La clave de la pista.
c)
Angulo de aproximación definido.
d)
Compatibilidad con el ILS.
e)
Pendiente longitudinal de la pista.
f)
El MEHT (Minimun Eye Height Threshold) altura
mínima del ojo sobre el umbral.
En La Paz este sistema se encuentra
emplazado, para la pista 10 a 416 metros del umbral, con un ángulo de aproximación de 2,5º y para
el caso de la pista 28 se encuentra a 598 metros del umbral, con un ángulo de
aproximación de 3º.
8.2 SEÑALES DEL SISTEMA PAPI Y APAPI
Las señales que el sistema PAPI ofrece
al piloto son las que se encuentran especificadas en la Figura 9-A y Figura 9-B,
donde aparte de ver los colores de las luces se puede apreciar la perspectiva
de la pista en la aproximación.
A continuación se
describen los incisos de la figura 9-A.
A)
Cuando la aeronave se encuentre muy por
encima de la pendiente de aproximación el piloto verá cuatro luces de color
blanco.
B)
Cuando la aeronave se encuentre por encima de
la pendiente de aproximación el piloto verá de color rojo la luz más
cercana a la pista y de color blanco las
otras tres luces.
C)
Cuando la aeronave se encuentre en la
pendiente de aproximación ó muy cerca a ella el piloto verá de color rojo las
dos luces más cercanas a la pista y de color blanco las dos restantes.
D)
Cuando
la aeronave se encuentre por debajo de la pendiente de aproximación el piloto
verá de color rojo las tres luces más cercanas a la pista y de color blanco la
restante.
E)
Cuando la aeronave se encuentre muy por
debajo de la pendiente de aproximación el piloto verá de color rojo las cuatro
luces, siendo esta situación.
Las señales que el sistema APAPI
ofrece al piloto son las que se muestran en la Figura 10, a continuación se
describen estas señales.
A)
Cuando la aeronave se encuentre por encima de
la pendiente de aproximación el piloto verá de color blanco las dos luces.
B)
Cuando la aeronave se encuentre en la
pendiente de aproximación ó muy cerca a ella, el piloto verá de color rojo la
luz más cercana a la pista y de color
blanco la otra luz.
C)
Cuando la aeronave se encuentre por debajo de
la pendiente de aproximación el piloto verá de color rojo las dos luces.
8.3 NIVELACIONES
Para garantizar unas señales óptimas se deben hacer las siguientes nivelaciones, tres en el campo y una en el taller.
UNIDAD ÁNGULO
D 3º30'
(θ4)
C 3º10'
(θ3)
B 2º50'
(θ2)
A 2º30'
(θ1)
El ángulo de pendiente de aproximación
se encuentra entre las unidades 2 y 3.
Los ángulos típicos, a los que se
encuentran graduados las unidades del sistema de pendiente de aproximación APAPI
son (designación de elementos según la figura 7):
UNIDAD ANGULO
1 3º
15'
2 2º45'
ULTIMAS NOVEDADES
Al igual que varias industrias en todo
el mundo, la industria aeronáutica también ha buscado la forma de optimizar el
uso de la energía, mediante el uso de energías alternativas como ser la energía
solar. Es por eso que en la actualidad muchas industrias que fabrican luces
para las ayudas visuales ya tienen operando elementos cuyo suministro es
mediante paneles de energía solar (ADB Siemens).
Para incrementar la fiabilidad de las
señales emitidas por este equipo, tiene un control electrónico de inclinación,
el cual esta diseñado para desenergizar, luego de 25 segundos, las lámparas
cuando el ángulo varié en + 0.50 y - 0.25 del ángulo designado para la
aproximación.
En la figura 12- A se pueden apreciar
las partes del SC PAPI y la figura 12-B muestra el elemento SC PAPI de forma
física.
FIG.
12-A PARTES DEL SCPAPI
FIG.
12-B VISTA DEL SCPAPI
La empresa "flightligh" ha desarrollado
un Sistema APAPI con suministro de energía solar y utilizando lámparas LED´s en
lugar de lámparas incandescentes, que puede ser aplicado en lugares donde es
inaccesible el suministro de energía eléctrica. Este equipo tiene un consumo
mínimo de potencia (45 W de día y 15 W de noche), siendo una de las mejores
soluciones para el uso eficiente de la energía (conjunción de lámparas LED´s
con suministro de energía solar). En la figura 13 se muestra los dos elementos
del sistema APAPI (PAPI Abreviado) más los paneles solares para el suministro
de energía.
Este equipo
fue probado por el equipo de expertos de la FAA en Centro Técnico de Atlantic
City. En octubre del 2009, el Grupo de Trabajo de Ayudas Visuales de la OACI,
durante el séptimo encuentro llevado a cabo en Kansas, aprobo realizar una
enmienda en el Manual de diseña de Aeródromos, Parte 4 en el párrafo
8.3.18.1-2, introduciendo la recomendación de utilizar un instrumento
optoelectrónico para una alineación más precisa del sistema PAPI. (Fig 14).
FIG.14 EQUIPO DE
ALINEACION OPTOELECTRONICO, INSTALACION Y VISTA DEL SOFTWARE
USO
DE LED´s EN LUGAR DE LAMPARAS HALOGENAS
Solar Aviation Runway/Threshold (SART) LED Lights
Este tipo de luces tiene integrados tanto la lámpara LED como los paneles solares para el suministro de energía. Se pueden instalar en luces de borde de pista, borde de calle de rodaje, umbral de pista, luce de helipuertos y luces de obstrucción.
Este tipo de luces no tiene
integrado los paneles solares, pudiendo instalarse tanto de forma temporal como
permanente o como luces de emergencia.
Se aplican en luces de borde de calles de rodaje,
luces de obstrucción y luces de emergencia.
Solar Aviation Wireless LED
(SAWL) Lights
Este
equipo combina dentro su diseño, suministro con energía solar, lámparas LEDs y
un sistema opcional de control inalámbrico muy seguro. El sistema de control puede
ser comandado desde las instalaciones terrenas como desde una aeronave a una
distancia de 4 kilómetros.
Estos
elementos se pueden instalar en luces de borde de pista, umbral de pista y
luces de obstrucción.