Es una triste verdad que la historia de la aviación se escribe con sangre. Esta desagradable metáfora alude a cómo sucesivos accidentes llevaron al desarrollo de dispositivos y procedimientos que fueron disminuyendo los riesgos hasta convertir a la aviación en el medio más seguro de viajar.
El presente artículo desarrolla una de las invenciones más fascinantes en este recorrido: El sistema TCAS.
El contenido del mismo fue presentado, con excelente calificación, como trabajo final en la materia Aeronáutica 2 por alumnos de la carrera Ingenieria Aeronáutica de la Universidad Tecnológica Nacional de Argentina.
Por Guillermo Flores y Mauricio Barrio
El razonamiento lógico para una persona que no conoce el medio aeronáutico sería pensar de que dos aviones choquen en el aire es altamente improbable. Sin embargo sabemos que a medida que los aviones llegan o salen de grandes centros poblacionales estos factores se incrementan siendo algo frecuente una advertencia de rumbo de colisión o cuasi colisión. Aún la historia misma nos muestra que en lugares poco transitados y por distintos factores se produjeron colisiones aéreas.
El presente artículo desarrolla una de las invenciones más fascinantes en este recorrido: El sistema TCAS.
El contenido del mismo fue presentado, con excelente calificación, como trabajo final en la materia Aeronáutica 2 por alumnos de la carrera Ingenieria Aeronáutica de la Universidad Tecnológica Nacional de Argentina.
Por Guillermo Flores y Mauricio Barrio
El razonamiento lógico para una persona que no conoce el medio aeronáutico sería pensar de que dos aviones choquen en el aire es altamente improbable. Sin embargo sabemos que a medida que los aviones llegan o salen de grandes centros poblacionales estos factores se incrementan siendo algo frecuente una advertencia de rumbo de colisión o cuasi colisión. Aún la historia misma nos muestra que en lugares poco transitados y por distintos factores se produjeron colisiones aéreas.
Haciendo un pequeño y somero repaso podemos recordar algunos de los accidentes aéreos, algunos de ellos trascendentes en la historia aeronáutica mundial:
- Choque en el aire sobre el Gran Cañón en 1956: Vuelo 718 United Airlines DC-7 - TWA Flight 2 Lockheed Super Constellation. 128 Víctimas – Éste accidente origina la creación de la Federal Aviation Administration Americana (FAA)
- Choque en el aire sobre la ciudad de Nueva York en 1956: Vuelo 826 United Airlines DC-8 Vuelo TWA 266 Super Constellation Lockheed. 134 Víctimas – Se contabilizan 6 muertes de personas que estaban en tierra.
- Choque en el aire cerca del Asheville Regional Airport en Asheville, North Carolina en 1967: Vuelo 22 Piamonte Airlines Boeing 727 / Lanseair Inc. Cessna 310. 82 Víctimas – Primer accidente mayor de una aerolínea investigado por la recientemente creada NTSB (National Transportation Safety Board)
- Choque en el aire cerca de Zagreb - Yugoslavia en 1976: Vuelo 476 British Airways Hawker Siddeley Trident 3B / Vuelo 550 Inex-Adria Aviopromet Douglas DC-9. 176 Víctimas – Uno de los accidentes con mayor cantidad de víctimas.
- Choque en el aire sobre San Diego, California en 1978: Vuelo 182 Pacific Southwest Airlines (PSA) Boeing 727-214 Cessna 172 privado. 144 Víctimas – 7 personas en tierra y 22 hogares destruidos. Inicia la enseñanza de CRM (-Cockpit- Crew Resources Management) Gerenciamiento de Recursos de Tripulación – Cabina – ó más comúnmente conocido como Factores Humanos.)
- Choque en el aire sobre Cerritos, California en 1986: Vuelo 498 Aeroméxico Douglas DC-9-32 Piper PA-28-181 Archer privado. 82 Víctimas – 15 personas en tierra.
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| Imagen real tomada en la caída del vuelo 498 de Aeroméxico en 1986 |
A raíz del accidente del vuelo 498 de Aeromexico la Federal Aviation Administration (FAA) requiere que todos los aviones comerciales sean equipados con TCAS, hasta ese momento en fase de experimentación, y además que toda aeronave que esté sobre áreas de denso tráfico aéreo estén equipadas con Transponders Modo C que pueden reportar posiciones tridimensionales.
La FAA exige a los operadores que vuelvan en y hacia los Estados Unidos que tengan equipos TCAS II en todos los aviones con capacidad superior a 30 pasajeros a partir de diciembre de 1993 y equipos TCAS I o II en los aviones con capacidad entre 10 a 30 pasajeros desde el 31 de diciembre de 1995.
Antes de adentrarnos en el instrumental vamos a ver como se separan aviones en el aire. Existen tres formas básicas:
-Control de Tránsito Aéreo (ATC): Monitorea toda aeronave en un área de servicio.Resuelve conflictos de tránsito aéreo con antelación.
-TCAS:Se activa cuando el conflicto es inminente (menos de un 1 minuto).
-Identificación Visual: Ineficaz cuando la visibilidad es pobre.
Podemos entender, sin mediar mucho conocimiento, de que el ATC irá separando los aviones a través de un controlador aéreo por medio de una frecuencia de radio o la identificación visual hará que los pilotos en si sean los encargados de evitarse.
La pregunta es ¿qué es el TCAS? ¿Cómo funciona?
Básicamente es un sistema incorporado en los aviones, que veremos más adelante tiene que estar en ambos aviones, que evita la colisión en el aire. En un ejemplo típico ante una colisión inminente el sistema alerta a través de una pantalla y por medios auditivos sobre el tráfico cercano (un aviso sonoro que alertará sobre tráfico TRAFFIC - TRAFFIC) después brindará una resolución a cada avión involucrado. En una cabina la alerta sonora indicará bajar (DESCENT - DESCENT) y en el otro avión la alerta indicará subir (CLIMB - CLIMB). Después de la maniobra indicada al resolverse la colisión, en ambos aviones, sonará un aviso de conflicto solucionado (CLEAR CONFLICT).
En los gráficos a continuación tenemos un ejemplo gráfico de lo descripto anteriormente.
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| Alerta de tráfico (ventana superior izquierda). Resolución coordinada en ambos aviones (ventana superior derecha). Resolución llevada a cabo por los pilotos (ventana inferior izquierda). Aviso de resolución de conflicto (ventana inferior derecha). |
En resumidas cuentas las funciones principales del TCAS en la aeronave son:
Vigilancia del espacio circundante a la aeronave.
Rastreo de un objetivo identificado.
Evaluación de amenaza potencial del objetivo identificado.
Muestra el tráfico aéreo circundante a la aeronave.
Cómputo y alerta de colisión con un objetivo identificado.
Muestra de aviso de tráfico y/o de resolución.
Proveer alarma audible.
Coordinación aire-aire para la resolución de conflictos.
Es importante resaltar que el TCAS es un sistema del tipo cooperativo debido a que necesita que las dos aeronaves estén equipadas con este sistema para que los avisos de tráfico/resoluciones de maniobras puedan existir en ambas.
Si bien hemos visto como se resuelve una situación vamos a adentrarnos en el funcionamiento del equipamiento. El TCAS se basa en el funcionamiento del radar secundario. Si bien no es objetivo del presente artículo un análisis detallado de los modos de radar y su funcionamiento vamos a describir brevemente a los mismos:
El radar primario envía una señal (en un rango de frecuencia determinado) desde tierra, la señal rebota con un objeto en el aire y retorna a la antena emisora. Este efecto, luego de un cálculo de distancias ubica un punto (eco) en la pantalla del operador. Este sistema es básico ya que no brinda informaciones de identificación de la aeronave o su altura, datos importantes para el control de tránsito aéreo. Sin embargo con esta sola información permite tener una idea de la posición de un objeto en el espacio.
Un avance en la tecnología fue la incorporación de los radares secundarios donde el avión, seguido por un radar de estas características, está equipado con un aparato a bordo llamado Transponder puede responder al radar brindando datos como su identificación, altura, etc. a través del envío a la antena en tierra de paquetes de datos con la información necesaria.
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| Sistema de Radar Primario versus Sistema de radar Secundario. |
A medida que se fueron incorporando avances tecnológicos, específicamente en los paquetes de información que llevan los datos al radar secundario, se fueron saliendo mejores Transponders. En resumen los modos de transponders se pueden resumir de la siguiente manera:
Modo A: Muestra la identificación de la aeronave.
Modo C: Muestra la identificación de la aeronave y su altura.
Modo S: Muestra la identificación de la aeronave y su altura pudiendo además codificarse señales aire-aire para evitar colisión (TCAS), reportes meteorológicos, ATIS, alertas, servicio de vigilancia de tráfico. El código de identificación es único para cada aeronave (Aircraft Address). El radar interroga selectivamente a cada aeronave con transponder Modo S y al finalizar la interrogación realiza un llamado general para incorporar nuevas aeronaves. Evita la superposición en espacios congestionados (no resueltos en Modo A/C)
En Modo A y Modo C el número identificatorio de cuatro dígitos es brindado por los servicios de tránsito aéreo antes de iniciar cada vuelo. De hecho este sistema permite al piloto poder alertar, discretamente si es necesario, anomalías como falla de comunicaciones o hasta un secuestro aéreo.
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| Pantalla de Radar.: Eco simple de radar (cuadrante superior derecho, avión amarillo) solo se ve el eco del avión sin ninguna información. En avión con Transponder Modo A brindara identificación de la aeronave solamente (cuadrante superior izquierdo, avión en rojo identificado con AR233). En cambio en Transponder Modo C (ó Modo S entre otros datos) brindarán identificación y altura de la aeronave (al lado del ejemplo anterior se ve la misma aeronave ahora con identificación de vuelo AR233 y altura FL230). |
Si desea contactar a los autores puede hacerlo a:
guillermomflores@hotmail.com
mauriciobarrio@hotmail.com
No se pierdan la conclusión de este excelente artículo que será publicada el Lunes 20/12.
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