RVSM y PBN en la navegación aérea: separación vertical, requisitos y sistemas (FL290–FL410)

RVSM (Reduced Vertical Separation Minimum)

RVSM (Reduced Vertical Separation Minimum) es un término usado en aviación para denominar la separación vertical requerida entre dos aeronaves que se reduce de 2.000 pies a 1.000 pies. Este cambio aplica entre los niveles de vuelo FL290 y FL410. El objetivo es optimizar el espacio aéreo en rutas transoceánicas y en áreas congestionadas.

Evolución e implementación

La idea de RVSM surgió en la década de 1990 ante la necesidad de acomodar un número creciente de vuelos comerciales. La implementación oficial comenzó en enero de 2002 en la mayoría de las regiones del mundo y desde entonces se ha adoptado de forma global. RVSM ha revolucionado la estructura y el control del tráfico aéreo en altitudes elevadas.

Beneficios de RVSM

• Mayor capacidad del espacio aéreo: Permite que más aeronaves operen simultáneamente en un mismo sector aéreo.
• Optimización de la gestión del tráfico aéreo: Los controladores pueden manejar el tráfico denso de manera más efectiva, reducir demoras y mejorar el flujo de aeronaves.

Especificaciones mínimas de navegación RVSM

Para volar en un espacio aéreo RVSM, las aeronaves deben cumplir con ciertos requisitos:

• Sistemas de medición de altitud: Dos sistemas independientes.
• Transpondedor de radar secundario: Con sistema de información de altitud (modo C o modo S).
• Sistema de alerta de altitud: Para advertir sobre desvíos.
• Sistema automático de control de actitud: Piloto automático.

Requerimientos estructurales y certificación

Requerimientos estructurales y certificación

Estructura de la aeronave: Existen áreas estructurales específicas donde los daños en el fuselaje (arrugas, abolladuras) y la instalación de remaches son más críticos y están sometidos a limitaciones más estrictas.

Tomas de presión estática: Requieren inspección rigurosa.

Certificación de aeronavegabilidad: Es indispensable para determinar si una aeronave está preparada para volar en espacios RVSM.

PBN (Navegación Basada en Rendimiento)

PBN es un sistema de navegación aérea que utiliza GPS y GNSS para volar rutas sin depender exclusivamente de ayudas de navegación externas en tierra. Se enfoca en el rendimiento de la navegación, es decir, en la precisión y la capacidad del sistema de navegación de la aeronave.

Conceptos clave de PBN

Navegación de Área (RNAV): Permite la operación de aeronaves en cualquier trayectoria de vuelo deseada dentro de la cobertura de ayudas de navegación o mediante ayudas autónomas.

Rendimiento de Navegación Requerido (RNP): Establece un nivel de precisión específico para la navegación en un espacio aéreo o fase de vuelo. Los sistemas RNP incluyen requisitos de monitorización y alerta a bordo que ayudan a minimizar la variabilidad, haciendo los vuelos predecibles, seguros y confiables.

Comparación con rutas convencionales

Rutas convencionales: Dependen de sensores y ayudas de navegación específicas en tierra (VOR, DME, NDB). La separación mínima y el espaciado de ruta se basan en la precisión de estas ayudas.

Rutas RNAV: Utilizan sistemas que integran datos de navegación (incluyendo GNSS) para proporcionar posicionamiento y soluciones de navegación. Ofrecen mayor flexibilidad y rutas optimizadas.

Rutas RNP: Son un tipo de ruta RNAV que incluye requisitos de monitorización y alerta a bordo para mantener la aeronave dentro de un pasillo de navegación especificado.

Especificaciones de navegación

El rendimiento de navegación requerido (exactitud, integridad, disponibilidad y continuidad) es parte de la especificación de navegación. Los organizadores del espacio aéreo utilizan estas especificaciones para determinar la separación mínima y el espaciado de ruta.

Viento

Viento es el flujo a gran escala del aire en la atmósfera terrestre, causado por diferencias de presión atmosférica. Sus orígenes incluyen la rotación de la Tierra, el efecto de insolación y las diferencias de presión entre masas de aire frías y calientes.

Dirección e intensidad

Dirección: El punto del horizonte desde el que sopla el viento. Se mide en grados (0° a 360°) en sentido horario a partir del norte geográfico.

Instrumentos: Veleta, manga de viento.

Intensidad (velocidad): Se mide en nudos. Instrumento: Anemómetro.

Efectos del viento en aeronaves

El viento puede causar cambios abruptos en velocidad y dirección de la aeronave, pérdida de estabilidad y, en casos extremos, contacto inadecuado o peligroso con el terreno.

Manga de viento

Dispositivo diseñado para indicar la dirección y, a veces, la fuerza del viento respecto al suelo. Se encuentra comúnmente en aeropuertos y aeródromos.

Pista en uso

La pista en uso es la pista de un aeródromo por la que operan las aeronaves en un momento determinado. Determina el circuito de tránsito de las aeronaves alrededor del aeródromo. Se determina principalmente según la dirección e intensidad del viento para optimizar la seguridad y eficiencia del despegue y aterrizaje.

Radar secundario (SSR)

El SSR (Secondary Surveillance Radar) es un sistema que permite la identificación y seguimiento de blancos específicos (aeronaves). A diferencia del radar primario, que detecta reflexiones de señales de radiofrecuencia, el SSR se basa en la interrogación de equipos a bordo de las aeronaves llamados transpondedores.

El SSR emite una interrogación a 1030 MHz y el transpondedor responde a 1090 MHz.

Transpondedor

Transpondedor es un dispositivo electrónico a bordo de la aeronave que produce una respuesta cuando recibe una llamada de radiofrecuencia. Forma parte integral del sistema SSR. Ha permitido el desarrollo de sistemas anticolisión.

Modos del transpondedor

• Modo A: Transmite un código de identificación de cuatro dígitos.
• Modo C: Transmite el código de identificación y la altitud de presión.
• Modo S: Transmite códigos de transpondedor, altitud, información de registro, velocidad y nivel de vuelo. Proporciona más información que los modos A y C.

ACAS / TCAS

ACAS (Airborne Collision Avoidance System) y TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System) son sistemas aerotransportados diseñados para reducir la probabilidad de colisiones en el aire. Funcionan independientemente del control de tráfico aéreo (ATC) terrestre.

Tipos de sistemas ACAS

ACAS I (TCAS I): Proporciona alerta de tráfico (TA - Traffic Advisory), anunciando la proximidad de otras aeronaves pero sin sugerir una resolución.

ACAS II (TCAS II): Proporciona alerta de tráfico (TA) y resolución de conflictos (RA - Resolution Advisory) solo en el plano vertical. Propone una corrección de trayectoria para evitar la colisión.

ACAS Xa

ACAS Xa: Una iteración más avanzada.

Modo de funcionamiento: TCAS monitoriza continuamente el tráfico potencialmente peligroso. Construye un mapa tridimensional del espacio aéreo, prediciendo movimientos basados en velocidad, altitud y posición. Determina el nivel de amenaza basándose en el tiempo hasta el punto de máximo acercamiento (CPA - Closest Point of Approach).

TA (Traffic Advisory): Anuncia la proximidad de tráfico.

RA (Resolution Advisory): Anuncia tráfico y propone una maniobra evasiva (ascenso o descenso) en el plano vertical.

Velocidades en aviación

Velocidad indicada (IAS - Indicated Airspeed): La velocidad que indica el velocímetro del avión, asociada al sistema pitot-estático. No está corregida por errores del sistema.

Velocidad calibrada (CAS - Calibrated Airspeed): La velocidad corregida por posición y error del instrumento. Es igual a la velocidad verdadera en la atmósfera estándar a nivel del mar, corregida para reflejar el flujo compresible.

Velocidad verdadera (TAS - True Airspeed): La velocidad de la aeronave respecto a la masa de aire circundante. Se corrige por variaciones de temperatura y presión. A mayor temperatura, la TAS aumenta; a menor temperatura, disminuye.

Velocidad respecto al suelo (GS - Ground Speed): La velocidad de la aeronave respecto al suelo. Es la suma vectorial de la TAS y el vector del viento.

Instrumentos básicos de navegación

Sistema pitot-estático es un sistema basado en la presión que mide y compara la presión del aire de ariete (tubo pitot) y la presión estática. Transmite datos a instrumentos que informan sobre:

• Altitud (altímetro).
• Velocidad aerodinámica (anemómetro / indicador de velocidad).
• Velocidad vertical (variómetro).

Componentes principales

Tubo pitot: Captura la presión dinámica del aire en movimiento.

Puerto estático: Mide la presión estática del aire circundante.

Presión dinámica: Presión generada por el aire al moverse; proporcional a la velocidad y densidad del aire.

Presión estática: Presión atmosférica normal.

Presión total: Suma de la presión estática y dinámica. La diferencia entre la presión total (capturada por el pitot) y la presión estática se usa para calcular velocidad y altitud.

Anemómetro (ASI - Airspeed Indicator)

Muestra la velocidad indicada (IAS). Funciona mediante la diferencia de presión entre el tubo pitot y las tomas estáticas.

Altímetro

Mide y muestra la altitud de la aeronave en relación al nivel del mar. Funciona mediante cápsulas aneroides que se expanden o comprimen según la variación de la presión estática. Una mayor presión estática comprime las cápsulas; una menor presión estática las expande. Los cambios en las cápsulas se traducen en indicaciones de altitud a través de engranajes y agujas.

Horizonte artificial (indicador de actitud - AI)

Muestra la orientación de la aeronave respecto al horizonte. Indica el ángulo de alabeo (roll) y cabeceo (pitch). Permite volar en condiciones de visibilidad reducida o nula. La actitud presentada por el indicador se corresponde con la relación del avión con el horizonte real.

Coordinador de giros (Turn Coordinator - TC)

Informa sobre el régimen de giro de la aeronave (minutos por vuelta de 360°). Indica la calidad del giro (coordinado o resbalado/lanzado). No proporciona información de cabeceo (no pitch information). La marca "2 MIN" indica que un giro alineado con esa marca tardará 2 minutos en completar 360°.

Indicador de dirección (DI - Direction Indicator)

Proporciona una referencia de la dirección en la que vuela el avión (rumbo). Facilita el control y mantenimiento del rumbo deseado. Requerido para vuelos instrumentales. Se compone de una rosa de los vientos y un indicador de la aeronave que muestra el rumbo actual.