Navegación Aérea


LA FORMA DE LA TIERRA
Aunque pareciera una esfera perfecta, la forma del planeta corresponde a una esfera ligeramente achatada en los polos y ensanchada en el Ecuador. Esto hace que el diámetro ecuatorial (de 6.600 km.) sea ligeramente mayor que el diámetro polar. Técnicamente la Tierra es un GEOIDE o Elipsoide de Revoluciones.
Eje Imaginario Norte – Sur.
La Tierra gira sobre si misma alrededor de un eje imaginario que se denomina PN – PS; y que la atraviesa verticalmente por la mitad. Alrededor de este eje la Tierra produce el Movimiento de Rotación, que demora 24 horas (1 día). Adicionalmente la Tierra se desplaza en el espacio describiendo una orbita alrededor del Sol, es movimiento se denomina Movimiento de Traslación, que dura 365 días (1 año).
- Movimiento de Rotación                  produce los días y noches.
- Movimiento de Traslación                produce las 4 estaciones.
Como consecuencia de que el eje PN – PS está ligeramente inclinado se producen las distintas estaciones en cada Hemisferio. En el verano el sol está mas cerca, mientras que en el invierno estará mas lejos.

CIRCULOS MAXIMOS Y CIRCULOS MINIMOS
Alrededor de la superficie terrestre se traza imaginariamente una serie de líneas o círculos denominados Círculos Máximos o Mayores y Círculos Mínimos.
Son Círculos Máximos               los meridianos y el ecuador.
Son Círculos Mínimos               los paralelos.
Ecuador.
Es un Círculos Mayor. Es una línea imaginaria ubicada en el centro del planeta que divide a la Tierra en 2 partes iguales llamadas Hemisferios. Siendo el Hemisferio Norte el que está al Norte del Ecuador y el Hemisferio Sur el que está al Sur del mismo.
Meridianos.
Son Círculos Máximos que también dividen a la Tierra en partes iguales, pero como los meridianos se extienden de polo a polo, esta división es en sentido vertical. Técnicamente la Tierra puede dividirse en 360º.
Meridiano de origen.
De todos los meridianos conocidos, hay uno que constituye el meridiano de origen (o Meridiano de 0º). Esta línea pasa exactamente sobre una población denominada Greenwich en Gran Bretaña y por lo tanto se lo conoce como el meridiano de Greenwich. Este meridiano también divide a la Tierra en 2 Hemisferios conocidos como Hemisferio Occidental (al Oeste de Greenwich) y Hemisferio Oriental (al Este de Greenwich). Este meridiano de Greenwich también se toma como referencia para establecer una única hora universal que sirva a los fines de la Navegación Aérea llamada hora UTC (o Tiempo Universal Coordinado). Este tiempo universal consiste en dividir a la Tierra en 24 zonas o usos horarios, que se cuentan a partir del meridiano de Greenwich, cada 15 º hasta completar los 360º.
LATITUD Y LONGITUD – COORDENADAS GEOGRAFICAS
La red de líneas imaginarias que constituyen los paralelos y meridianos son en realidad coordenadas geográficas, llamadas de latitud y longitud. Estas coordenadas (la unión de un paralelo con un meridiano) permiten la ubicación de cualquier punto sobre la esfera terrestre y más aún, permite la navegación aérea siguiendo una trayectoria que va uniendo coordenadas geográficas en el espacio hasta llegar al destino.
Latitud: distancia angular que existe entre el Ecuador y un punto determinado. La latitud tiene valor N y S, y su máximo valor angular es de 90º.
Longitud: distancia angular que existe entre el Meridiano de Greenwich y un punto determinado. La longitud tiene valor E y W, y su máximo valor es de 180º.
La línea opuesta al meridiano de Greenwich se conoce como Antemeridiano, y se toma como referencia para la Línea Internacional del Cambio de Fecha.

POLOS GEOGRAFICOS Y MAGNETICOS
Como se indicó anteriormente, la esfera terrestre gira sobre sí misma alrededor de un eje imaginario llamado Eje PN – PS. Se debe destacar que debido a campos magnéticos ubicados sobre la superficie terrestre, la Tierra se comporta en realidad como si fuera un gigantesco imán, con 2 polos que ahora llamaremos Polos Magnéticos.
Por consiguiente existe un Norte Geográfico y un Norte Magnético, existiendo una diferencia angular entre ambos llamada Declinación Magnética. Esta declinación magnética puede tener valor E u W. Si la declinación tiene valor E, se debe restar y si tiene valor W se debe sumar.
Declinación Magnética.
Es la diferencia angular entre el Norte Geográfico y el Norte Magnético, ó dicho en otros términos, es la diferencia que existe entre un meridiano geográfico y un meridiano magnético.
En las cartas de navegación aérea los valores de declinación magnética se marcan mediante líneas punteadas de color azul, indicando además el valor en grados y si es E o W.


NAVEGACION AEREA
Concepto de ruta.
Se denomina Ruta a la línea recta que une el aeródromo de partida con el aeródromo de llegada. La ruta es la línea que el piloto intenta seguir, pero no la trayectoria efectivamente recorrida por el avión, que se llama “Derrota”.
Derrota: Ruta realmente efectuada (ya sea por mala navegación, por desplazamiento producido por el viento, etc.)
Curso Geográfico: Es el ángulo medido en sentido horario que parte del Meridiano Geográfico del lugar de partida y corta la ruta.
Curso Magnético: Es el ángulo medido en sentido horario que parte del Meridiano Magnético del lugar de partida y corta la ruta.
Desvió Compás (Dc): La brújula o compás magnético apunta o toma como referencia al Norte Magnético. En el avión la brújula está alojada en una posición distinta de los otros instrumentos y equipos de radio, para evitar las desviaciones producidas por campos magnéticos locales. Esta desviación que sufre la brújula se denomina Desvío Compás y cada avión tiene uno distinto.
Curso Compás (Cc): El Desvío Compás se debe calcular después de haber obtenido el Curso Magnético, por lo tanto el Curso Magnético + o – el Desvío Compás es el Curso Compás.
Curso Compás (Cc) = Curso Magnético +/- Desvío Compás (Dc).
Rumbo Compás (Rc): En teoría con el valor del Curso Compás (Cc) obtenido anteriormente, el piloto podría volar de NEU a OSA. Pero faltaría aún determinar el efecto del viento (dirección e intensidad), que afecta la trayectoria del avión, y por lo tanto debe calcularse. Si el viento en vuelo hace que el avión se aleje de la ruta una determinada cantidad de grados (por ej. 10º), éste valor deberá sumarse  o restarse al Curso Compás para obtener el valor final denominado Rumbo Compás (Rc). Si los 10º se los restamos al Curso Compás de 053º, Rumbo Compás que el piloto debe mantener hacia OSA será de 043º. Ese sería el calculo de la trayectoria, luego también habrá que tener en cuenta la intensidad del viento.

Correcciones al Curso Geográfico:
-          Desvío Magnético.
-          Desvío Compás.
-          Efecto del Viento.

TIPOS DE NAVEGACION AEREA
En función del tipo de aeronave, características del vuelo y ayudas a la navegación disponibles podemos mencionar los siguientes tipos de navegación:
1- NAVEGACION VISUAL (VFR): Es la más sencilla y básica forma de navegación de un punto a otro, tomando como referencia principal accidentes geográficos en el terreno tales como lagos, montañas, caminos, cursos de ríos, poblaciones, etc. que el piloto compara permanentemente con las referencias publicadas en la carta de navegación, que contiene todos los detalles referentes al terreno. La navegación visual requiere condiciones VMC para poder realizarse, dado que la presencia de nubosidad sobre una ruta en particular hace perder al piloto el contacto con el terreno, y por ende las referencias.
2- NAVEGACION A ESTIMA: Este tipo de navegación es un poco más precisa que la anterior dado que el piloto conociendo la distancia a recorrer y la velocidad de su avión puede calcular el tiempo entre distintos puntos a lo largo de la ruta, utilizando adicionalmente las referencias visuales. Si el control de tiempos es coincidente con lo estimado en general la navegación es correcta, caso contrario deberá re estimarse para un nuevo control.
3- NAVEGACION RADIOELECTRICA: Este tipo de navegación se basa en el empleo de todas las ayudas a la navegación equipadas en los distintos aeropuertos y con equipos receptores a bordo del avión. En general se utiliza como radioayuda principal el VOR, y como ayuda secundaria los radiofaros NDB. Debe recordarse que todas las aerovías instaladas en la República Argentina están trazadas principalmente con radiales VOR y algunas pocas aerovías con señales provenientes del NDB. La navegación radioeléctrica amplía el campo de acción del piloto permitiendo volar tanto en VMC como en IMC, ya sea de día como de noche.
4- NAVEGACION ASTRONOMICA: Navegación basada en la utilización de cuerpos celestes como guía para navegar de un punto a otro. Este tipo de navegación originalmente de aplicación en la navegación marítima está actualmente en desuso, ya que ha sido superada por los modernos sistemas de navegación.
5- NAVEGACION INERCIAL: Navegación que se basa en el uso de plataformas inerciales para determinar posiciones en el espacio utilizando coordenadas de latitud y longitud. Este sistema actualmente en vigencia se basa en plataformas inerciales cuyo elemento principal es un giróscopo o serie de giróscopos que tratan de mantener su posición o “rigidez” en el espacio independientemente de los movimientos del avión. Por consiguiente si al equipo se le inserta las coordenadas geográficas de toda la ruta, los giróscopos van a mantener la aeronave en la ruta prefijada independientemente de los movimientos o aptitudes del avión.
6- NAVEGACION AUTONOMA: Este tipo de navegación se denomina así por utilizar señales provenientes de satélites que orbitan alrededor de la tierra lo cual permite una mayor precisión, tanto para la navegación como para la aproximación y el aterrizaje y se denomina autónoma porque no requiere prácticamente de ninguna de las ayudas o referencias instaladas sobre la Tierra. Esta forma de navegación emplea al GPS (Global Positioning System) como instrumento principal, y con el sistema completamente operativo se disponen de 2 satélites que permiten una cobertura global, la cual es utilizada no solamente por la aviación sino también por el transporte marítimo y terrestre. Para navegar de un punto al otro de la tierra con sólo 2 satélites operativos se puede lograr una trayectoria de precisión siendo la óptima el empleo de 3 satélites.

NAVEGACION RADIOELECTRICA
ADF.
Es un equipo radioeléctrico instalado a bordo del avión para poder recibir las señales provenientes de los Radiofaros No Direccionales (NDB), las balizas marcadoras (OM, IN) y también estaciones comerciales de radiodifusión (Broadcastings).
ADF significa Automatic Direction Finder ó Indicador Automático de Dirección. El sistema total incluye la consola para seleccionar las frecuencias y un instrumento normalmente de forma circular que contiene los 360º correspondientes a los rumbos magnéticos, más una aguja que indica la dirección de la estación transmisora y el símbolo de un pequeño avión.
El ADF no es preciso en días de tormenta, en cambio el VOR si. Complementa al equipo una pequeña tecla que permite aumentar o disminuir el volumen para identificar a la estación transmisora. En el caso de los radiofaros NDB y de las balizas marcadoras se identifican auralmente por dos o tres letras del Código Morse; en el caso que estemos selectando una radio comercial escucharemos en este caso lo que emite esa radio (música).
Limitaciones del Sistema.
El ADF presenta algunas características ventajosas a los fines de la navegación aérea como por ejemplo la transmisión de la señal de los radiofaros sigue la curvatura de la Tierra, lo cual es una gran ventaja para aquellos aviones que vuelan a baja altitud o en zonas montañosas. Por otro lado como el ADF permite seleccionar emisoras comerciales constituye una valiosa herramienta en lugares remotos que no están equipados con balizas, radiofaros o VOR.
Una de las principales desventajas es que al recibir señales de baja y media frecuencia se ve directamente afectado por la actividad eléctrica producida por las tormentas, lo cual hace que la aguja del instrumento oscile en el dial induciendo errores de navegación.
En los aviones mejor equipados, el ADF está incorporado a un instrumento mas sofisticado denominado RMI (Radio Megnetic Indicator) que permite selectar ya sea dos estaciones NDB o dos estaciones VOR.
VOR.
Es un equipo de navegación que transmite en muy alta frecuencia (VHF) de 108 a 118 Mhz. Este equipo instalado prácticamente en los principales aeropuertos del país constituye la base fundamental para el trazado de todas las aerovías inferiores y superiores, mediante la transmisión de señales radioeléctricas captadas por el equipo de abordo en forma de radiales. El VOR permite navegar con mayor precisión que el ADF, y al transmitir en frecuencias muy altas no se ve afectado por las descargas eléctricas producidas por las tormentas. Adicionalmente permite efectuar aproximaciones por instrumentos en cercanías del aeropuerto y también definir en el espacio aéreo circuitos de espera.

CARTOGRAFIA
En navegación aérea se utiliza una gran cantidad de cartografía como apoyo en información para los vuelos VFR e IFR.
Una carta aeronáutica es la representación gráfica de la esfera terrestre sobre un plano. Estas cartas aeronáuticas están hechas según distintas proyecciones y escalas, siendo la más común para navegación VFR la escala 1:1.000.000. En donde 1 cm. en la carta equivale a 10 Km. en el terreno.
PROYECCIONES
A efectos de representar sobre un plano todas las regiones del planeta se utilizan distintas proyecciones, siendo la más común la proyección CILINDRICA, que “envuelve” al planeta representando muy bien las latitudes ecuatoriales y tropicales.
Otro tipo de proyección es la CONICA CONFORME DE LAMBERT, utilizada en las cartas visuales, que da una representación muy exacta de todos los accidentes geográficos.
Otro tipo de proyección cubre mayormente las zonas polares y se denomina proyección ESTEREOGRAFICA POLAR.

CARTAS DE NAVEGACION
Básicamente podríamos dividir las cartas aeronáuticas en dos grandes tipos:
1- Cartas de Navegación Visual.
Se emplea para vuelos VFR. Carta que representa fielmente los accidentes geográficos, con precisión de detalles en lo referente a montañas, ríos, lagos, costas marítimas, poblaciones, etc., con una gama de colores que varía en función de la elevación, siendo los tonos verdes y celestes las partes mas bajas, mientras que las mayores elevaciones estarán marcadas en colores naranja, rojo y bordeau. La máxima elevación de la carta se indica con números grandes dentro de un rectángulo bien marcado. Para determinar cualquier punto sobre la carta se marcan los paralelos y meridianos con separación o intervalos de minutos, correspondiendo a los 30 min. Una pequeña línea continua.
En la carta visual se trazan líneas isogónicas para poder calcular el curso magnético.
Paralelos Standard: Las cartas de navegación VFR cuya proyección sea Cónica Conforme de Lambert incluyen el dato o valor de sus paralelos estándar, que son aquellos a partir de los cuales la carta comienza a tener deformaciones como producto del tipo de proyección.
2- Cartas de Navegación IFR.
Son cartas instrumentales utilizadas además para planificación de rutas. Contienen principalmente información sobre espacios aéreos controlados y no controlados. Para diferenciarlos visualmente los espacios aéreos controlados, como el TMA y las aerovías, tienen color blanco mientras que todo el resto tiene un color lila o beige. Una de las características de estas cartas es que contiene información de frecuencias de equipos radioeléctricos y dimensiones verticales de los espacios comprendidos. Se incorporan adicionalmente todas las aerovías y áreas terminales, puntos de notificación identificados por 5 letras (AROLI, ROPON, ESITO, MAGDO, etc.).
* Por último podemos incorporar las cartas instrumentales de ingreso y salida del Terminal y las cartas de aproximación IAC (Instrumental Aproach Chart).
3- Otras Cartas.
Cartas del TMA: Cartas de navegación utilizadas exclusivamente para brindar información sobre el área de Control Terminal, conteniendo las aerovías de entrada y salida, los puntos de notificación, zonas restringidas, peligrosas o prohibidas (ejemplo: Capital Federal) y por último frecuencias de comunicación y de radioayudas.
STAR: ( Standard Terminal Arrival Route). Rutas estandarizadas de arribo al Terminal. Para aeropuertos grandes. Son cartas de ingreso al Terminal que contiene las rutas o trayectorias estandarizadas que los pilotos deben cumplimentar a solicitud del Control. Para una fácil y rápida identificación las STARs  tienen identificación con un nombre en particular. Ejemplo: EGEPA 1ª, EGEPA 2R, etc.
SID: (Standard Instrument Departure). Partidas estandarizadas por instrumentos. Son cartas instrumentales conteniendo trayectorias estandarizadas de partida del TMA. Al igual que las STARs están identificadas con nombres y números, y son de uso común en terminales de mucho tránsito como el TMA Baires.
Cartas de Aproximación IAC: (Instrumental Aproach Chart). Cartas de aproximación por instrumentos publicadas para todos los aeródromos controlados que poseen al menos algún equipo radioeléctrico como guía instrumental para aproximaciones en IMC. De acuerdo a la cantidad de radioayudas que disponga el aeropuerto, habrá mayor cantidad de cartas IAC, las cuales también se enumeran siendo la nº 1 la carta más completa y a medida que el estado de radioayudas va disminuyendo, la numeración de las cartas aumenta (por si algún instrumento no funciona, existen otras cartas).
Ejemplos:     - IAC Nº 1: VOR  DME  ILS  RW08 (carta más completa para NQN).
- IAC Nº 2: VOR  DME  RW08.
- IAC Nº 4: LI  LO  RW08.
Debe destacarse que a medida que las radioayudas van disminuyendo, los mínimos meteorológicos van aumentando, lo cual compromete la operación si el aeródromo está operando con techos muy bajos.
Adicionalmente las cartas IAC prevén una maniobra denominada “circulación visual” (Circling) para el caso de que el avión aproxime por instrumentos hacia una cabecera pero el viento lo obligue a entra por la otra cabecera, con lo cual el avión deberá circular; es decir deberá entrar por la pista que no cuenta con ILS y por ende los mínimos serán mas altos.
Las cartas IAC tienen dos caras, la cara frontal contiene la trayectoria de aproximación vista en planta (de arriba) y de perfil y en la parte inferior contiene los mínimos. Requeridos para cada aproximación. En la cara opuesta contiene un plano del aeródromo con descripción gráfica de la pista, rodajes, plataformas, tipo de iluminación, etc.

AUTONOMIA Y ALCANCE
Autonomía: Es el tiempo máximo que una aeronave puede permanecer en el aire utilizando la totalidad de su combustible, por lo tanto “autonomía” debe ser considerada como Tiempo en el aire (usando el máximo fuel).
Alcance: Es la distancia máxima que una aeronave puede recorrer utilizando totalmente su autonomía. Por lo tanto “alcance” debe ser considerado como distancia (usando el máximo fuel).
Radio de Acción: Es la distancia que una aeronave puede recorrer con el combustible requerido abordo.
Combustible requerido: Es la suma del combustible punto a punto más el combustible para la alternativa más el combustible para 45 minutos.
Punto de no retorno: Punto de la ruta el cual una vez sobrevolado no se permite regresar debido a la falta de autonomía (combustible). Si bien el punto de no retorno se puede calcular en cualquier navegación, es de vital importancia en vuelos internacionales a los fines de continuar el vuelo o regresar al punto de partida (por las grandes distancias).
Punto critico: Se define así al punto de la ruta en el cual son iguales los tiempos para llegar al destino como para regresar al aeródromo de partida. El punto crítico sirve a los fines de tomar la decisión de continuar o regresar al punto de partida.
Crucero de Largo Radio de Acción (L.R.C.: Long Range Cruice). Régimen de potencia inferior a la máxima permitida que se utiliza principalmente en los vuelos con aeronaves a reacción para obtener una performance aceptable con un consumo de combustible relativamente bajo que economice la operación. Generalmente la potencia selectaza para LRC será función de un número de Mach determinado, que es un valor que el fabricante establece como óptimo para cada tipo de aeronave. Típicamente los reactores actuales vuelan en crucero a un régimen LRC de 0.80 de Mach.

ALTITUDES MINIMAS
M.E.A. (Minimun Enroute Altitude): Altitud mínima especificada para las aerovías. Se expresa en Flight Levels y brinda un margen de seguridad sobre el obstáculo más alto que se encuentre a lo largo de la ruta. Debe tenerse en cuenta que en una misma aerovía pueden haber diferentes MEAs.
Las aerovías superiores no necesitan una MEA en particular por encontrarse por encima del FL 245, con excepción de algunas AWYs de cruce de cordillera. Por ejemplo la AWY MDZ-SGO tiene una MEA de FL 260.
* Todas las altitudes mínimas tienen en cuenta las variaciones de la presión atmosférica, ya que los FL son líneas de igual presión. La MEA figura en las cartas de Navegación.
M.S.A. (Minimun Safe Altitude): Altitud mínima en las cercanías de un aeródromo que proporciona un margen de seguridad sobre los obstáculos predominantes dentro de un radio de 25 Millas Náuticas con centro en la principal radioayuda del aeropuerto (normalmente el VOR). La M.S.A. puede tener distintas altitudes para los distintos sectores o cuadrantes por donde se aproxime el avión. Las M.S.A. figura en las cartas IAC de cada aeródromo y también tiene en cuenta las variaciones de la presión atmosférica.
Por ejemplo: Córdoba.
M.R.A. (Minimun Reception Altitude): Altitud mínima establecida en las cartas de navegación IFR que permite la recepción de radiofaros VOR con la suficiente precisión como para utilizar el equipo.
Por ejemplo: MRA = FL110. Quiere decir que debo ascender hasta ese FL para poder recibir ese VOR. La emisión de señales radioeléctricas no sigue la curvatura de la Tierra (como sí lo hace el ADF).
M.O.C.A. (Minimun Obstacle Clearance Altitud): Altitud mínima establecida en aerovías que proporciona un margen de seguridad en aquellos sectores o rutas de geografía montañosa y que probablemente no tengan una MEA definida. Lo proporciona el ACC.
M.O.R.A. (Minimun Offroute Altitud): cuando el avión se ha desviado de la ruta que proporciona un margen de seguridad en cercanías de la aerovía.
M.D.A. Minimun Descent Altitud): Altitud mínima establecida en un procedimiento de aproximación IFR de No Precisión (sin Glide Path) a la cual se puede descender para establecer contacto visual con la pista o iniciar el procedimiento de Aproximación Frustrada (Missed Aproach). Es cuando no hay haz de planeo como referencia. Esta publicado en la carta de aproximación.
D.H. (Decision Height): Altitud mínima cual se puede descender en un procedimiento IFR de Precisión para establecer contacto visual o iniciar la maniobra de escape. Con la referencia del Haz de Planeo (Glide Path).

SELECCION DE NIVELES DE CRUCERO
Para elegir los niveles de crucero se deberá tener en cuenta la tabla de niveles de cruceros especificada en el reglamento de vuelos; en el cual toda aeronave cuyo curso magnético esté comprendido entre 0º y 179º deberá adoptar niveles Impares + 500 pies en VFR, o Impares solamente en IFR. Por el contrario si el vuelo está comprendido entre 180º y 359º deberá adoptar niveles Pares + 500 pies para VFR o Pares solamente para IFR.
* Regla memotécnica: AIP (A la Izquierda Pares).
NORMAS R.V.S.M. (Reduce Vertical Separation Minimum).
Anteriormente la reglamentación exigía una separación vertical de 2000 pies (600 mts.) entre aeronaves entre el FL 290 y 410 debido a las diferencias de presión atmosférica y la escasa densidad del aire (por ejemplo, se pasaba del FL 290 al 330). Con el aumento del tráfico aéreo se debe acomodar una mayor cantidad de aeronaves, por lo cual las nuevas reglamentaciones permiten separaciones de 1000 pies (300 mts) entre el FL 290 y 410, siempre y cuando las aeronaves tengan el equipamiento altimétrico habilitado. Estas nuevas reglamentaciones reciben el nombre de RVSM, y en Argentina entran en vigencia en enero de 2005.
Debe tenerse en cuenta que por encima del FL 410 continúa vigente la separación vertical de 2000 pies.
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