En esta entrada se realizará una visión general sobre la importancia de la correcta orientación de la pistas a la hora de diseñar un aeropuerto. Se comenzará introduciendo los factores que condicionan que una orientación sea más apropiada que otra, para pasar a desarrollar el tema relacionado con los vientos, los principales causantes de la elección de una determinada orientación. Por último se introducirán algunos métodos para trabajar con las distribuciones de los vientos y presentar los datos para analizarlos y poder tomar consideraciones.
Los principales condicionantes o factores que intervienen en la determinación de la orientación son los siguientes:
- Condiciones meteorológicas, como el viento o la visibilidad. La pista principal debe estar orientada en la dirección del viento predominante, intentando evitar siempre el viento cruzado (ver figura inferior).Un avión necesita, según sus características de peso, aerodinámica y el empuje de sus motores, una velocidad determinada del aire a través de las superficies de sustentación para remontar el vuelo. Esto implica que la velocidad del avión con respecto al terreno es distinta en función de si el viento sopla en una u otra dirección.Cuando despegamos o aterrizamos con el viento en contra, la componente en contra que nos ofrece el viento se suma a la del aire respecto a las superficies del avión, de manera que para una misma velocidad de despegue o aterrizaje, la velocidad con respecto al terreno será menor (una cantidad igual a la de la componente en contra del viento), con lo que se necesitará menor longitud de pista para despegar o aterrizar.
Este efecto sería el contrario si despegamos o aterrizamos con el viento a favor o en cola, aumentando la distancia necesaria para aterrizar/despegar.
Por ello en los aeropuertos la pista en uso cambia en función de la velocidad del viento dominante, usándose una u otra pista o dirección hasta que el viento supera una determinada componente a favor del sentido de despegue/aterrizaje, momento en el que se cambia la pista activa a la más favorable.
La otra componente del viento, la componente transversal, dificulta la maniobra de aterrizaje al sacar al avión de su alineación con el eje de la pista, por lo que debe evitarse.
Además todas las pistas deberían orientarse de modo que las zonas de aproximación y de despegue se encuentren libres de obstáculos y, preferentemente, de manera que las aeronaves no sobrevuelen directamente sobre zonas pobladas para evitar:
- Ruidos, debidos a las actuaciones de las aeronaves. El nivel de ruido producido por las aeronaves en el aeropuerto y en sus inmediaciones se considera generalmente una partida principal del costo adscrita al medio ambiente y relacionada con la instalación. El terreno más expuesto al ruido se encuentra directamente debajo y a ambos lados de las trayectorias de aproximación y despegue. En general, los niveles de ruido se miden aplicando una fórmula en la que intervengan el número de decibelios, las veces en que se perciben, y su duración. Existen numerosas técnicas para medir el ruido. La adecuada elección del emplazamiento y planificación de la utilización del terreno circundante pueden contribuir enormemente a reducir, y posiblemente eliminar, el problema del ruido inherente al aeródromo.
Además de desviar las trayectorias de salidas y aproximaciones, hay otras técnicas para intentar minimizar el ruido sobre zonas pobladas como son las aproximaciones en descenso continuo, en la que se evitan los cambios de velocidad bruscos. Este sistema, implantado en aproximadamente unos 80 aeropuertos europeos, permitirá ahorrar 100 millones de euros anuales en gasto de combustible en Europa, reducirá notablemente las emisiones de CO2, así como disminuirá el ruido entre uno y cinco decibelios por vuelo.
También se puede implementar la navegación de tipo P-RNAV en la zona terminal, que permite que los aviones sigan trayectorias más ajustadas (con una precisión de 1 MN) y, por tanto, eviten mejor las zonas pobladas.
- Topografía del emplazamiento del aeródromo y del terreno circundante, así como la presencia de obstáculos o de fauna.
Cuando se realice el estudio de los vientos en la zona donde se va a construir el aeropuerto, se estudiarán tres características del viento: Dirección, intensidad y frecuencia con la que sopla el viento, agrupando estos valores en una tabla* como la mostrada en la figura inferior para su posterior análisis.
*Clicar sobre la tabla para verla correctamente.
De esta tabla podemos obtener:
- Vientos dominantes: Son aquellos que están durante mayor cantidad de tiempo.
- Vientos reinantes: Son aquellos cuya intensidad es la mayor.
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 esté destinado a servir.
Al aplicar el coeficiente de utilización del 95%, debería suponerse que en circunstancias normales, impide el aterrizaje o despegue de un avión una componente transversal del viento que exceda de:
- 37 km/h (20 kt), cuando se trata de aviones cuya longitud de campo de referencia es de 1 500 m o más, excepto cuando se presenten con alguna frecuencia condiciones de eficacia de frenado deficiente en la pista debido a que el coeficiente de fricción longitudinal es insuficiente, en cuyo caso debería suponerse una componente transversal del viento que no exceda de 24 km/h (13 kt);
- 24 km/h (13 kt) en el caso de aviones cuya longitud de campo de referencia es de 1 200 m o mayor de 1 200 pero inferior a 1 500 m; y
- 19 km/h (10 kt) en el caso de aviones cuya longitud de campo de referencia es inferior a 1 200 m.
La elección de los datos que se han de usar en el cálculo del coeficiente de utilización debería basarse en estadísticas confiables de la distribución de los vientos, que abarquen un período tan largo como sea posible, preferiblemente no menor de cinco años. Las observaciones deberían hacerse por lo menos ocho veces al día, a intervalos iguales, y tener en cuenta lo siguiente:
- Normalmente, las estadísticas sobre los vientos utilizadas para calcular el coeficiente de utilización vienen clasificadas por grupos según la velocidad y dirección, y la precisión de los resultados obtenidos depende en gran parte de la distribución supuesta de las observaciones dentro de esos grupos. A falta de toda información fiable acerca de la verdadera distribución de los vientos, se suele suponer una distribución uniforme, ya que, respecto a la pista orientada más favorablemente, esto suele traducirse en una cifra ligeramente conservadora del coeficiente de utilización;
- Las componentes transversales máximas del viento de costado medio comentadas anteriormente corresponden a circunstancias normales. Hay algunos factores que pueden exigir que se tome en cuenta una reducción de sus valores máximos en un aeródromo determinado.
Para decidir la orientación de la pista se puede usar la técnica de la Rosa de los vientos para el análisis de los vientos.
- El método de la Rosa de los vientos permite representar simultáneamente la relación que existe entre las características que componen el viento. La información de cada rosa de viento muestra la: Frecuencia de ocurrencia de los vientos en 16 sectores de dirección (E, ENE, NE, NNE, W, WNW, NW, NNW, ESE, SE, SSE, S, SSW, N, WSW, SW ) y en clases de velocidad del viento para una localidad y un periodo de tiempo dado.
o el
- Método Valenzuela. Es un método basado en relaciones trigonométricas de las componentes del viento, concretamente el seno y sus ángulos. Se determina la influencia del viento en todos los rumbos (N, NNE, EN, ENE, E, ESE, SE, SSE, S, SSW, SW, WSW, W, WNW, NW, NNW), y se elige finalmente aquél par que cumple el criterio del 95%. Si no cumpliera ninguno, se podría fragmentar más la velocidad del viento en nudos, para obtener más valores y tener la posibilidad de encontrar alguno que satisfaciera el criterio. Se presupone que el sumatorio de todos los rumbos del viento deberían dar el 100 % del valor de la velocidad del viento, incluida la velocidad en calma.
Autor: Mario Belmar Gil
Contribuye: María Morante Soria