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INDICELos Aeropuertos en la Evolución de las Aeronaves ..................6Directorio
Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco
Enrique Fernández FassnachtDirector General
Julio Gregorio Mendoza ÁlvarezSecretario General
Miguel Ángel Álvarez GómezSecretarío Académico
José Guadalupe Trujillo FerreraSecretario de Investigación y Posgrado
Francisco José Plata OlveraSecretario de Extensión e Integración Social
Mónica Torres LeónSecretaria de Servicios Educativos
Gerardo Quiroz VieyraSecretario de Gestión Estratégica
Francisco Javier Anaya TorresSecretario de Administración
Cuauhtémoc Acosta DíazSecretario Ejecutivo de la Comisión de Operación y Fomento de Actividades Académicas
Salvador Silva RuvalcabaSecretario Ejecutivo del Patronato de Obras e Instalaciones
David Cuevas GarcíaAbogado General
Jesús Ávila GalinzogaSecretario de Gestión Estratégica
Jorge Edgar Puga ÁlvarezCoordinardor de Comunicación Social
Luis Ignacio Espino MárquezDirector
Rafael Lopéz RamosSubdirección Académica
Fernando Paulín RubioSubdirección de Servicios Educativos e Integración Social
Victor Manuel Satín VargasSubdirección Administrativa
Dagoberto Rodríguez TorresUnidad de Tecnología Educativa y Campus Virtual
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EXPO - ESIA - UZ I.14 ..................................... 20
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Introducción
Los aeropuertos, han tenido que ir adaptando su infraestructura a la evolución del avión y al crecimiento del transporte aéreo. El transporte aéreo sirve a una estrategia de comunicación nacional y es determinante para ordenar el espacio físico e integrar las diferentes regiones de un país. Su crecimiento ha sido exponencial. Se lleva a cabo mediante la aviación, que ha evolucionado de manera vertiginosa desde su aparición en 1903 con el vuelo de los Hermanos Wright en un avión de madera, a los aviones de nueva generación como el A 380.
Evolución de la aviación y desarrollo aeroportuario
A finales del siglo XIX un obispo protestante americano de apellido Wright. dijo “Si dios hubiera querido que el hombre volara, le habría dado alas”, trece años más tarde, el 17 de diciembre de 1903, sus hijos Wilbur y Orville, realizaron el primer vuelo en avión propulsado por motor, en las dunas de Kill Devil Hills cerca de Kitty Hawk en la costa de Carolina del Norte. Por ese hecho, las playas de Carolina del Norte pueden ser consideradas como el primer aeropuerto aunque hayan carecido de instalación alguna.
Desde ese primer vuelo en 1903 y hasta 1914, las aeronaves eran básicamente experimen-tales y deportivas, en las que se estaba aprendiendo a volar y mejorando continuamente su diseño y su construcción; posteriormente, en la Primera Guerra Mundial, inició el uso de la aviación para fines bélicos.
En 1910 en Londres, se publica un Aero-Manual en el que surgen las primeras especifica-ciones para las aeropistas, se pedía que el terreno fuera suficientemente grande, libre de obstrucciones, llano, sin problemas por las variaciones del viento por corrientes cruzadas y
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M. en C. Demetrio Galíndez López , [email protected]. en C. Balfre Nava Figueroa , [email protected]
Ing. Diamanda Montenegra Avitia , [email protected]
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protegido contra rachas. En consecuencia, sería preferible una planicie libre a un valle rodeado de colinas.
La comercialización de la actividad aérea requería de una infraestructura terrestre que le permitiera realizar sus despegues y aterrizajes con toda seguridad, haciéndose necesarios entonces, los aeropuertos; se reconoce a Croydon como el primer aeropuerto civil en el mundo, que inició operaciones el 1 de abril de 1920.
En México, también se tenía presente esa necesidad. En 1928, Juan Guillermo Villasana expresó “más que aviones lo que ahora se necesita es un sistema de aeropuertos. Esta es la verdadera tarea del futuro”. Esto motivó que el 1° de junio de 1928 la SCT creara el Departamento de Aeronáutica Civil. Ese año inició la construcción del aeropuerto de la ciudad de México.
El diseño y fabricación de aviones en serie, cada vez más pesados, potentes y rápidos, como los DC-2, DC-3, DC 4 fabricado por la Douglas Company, el B-247 fabricado por la Boeing; los Fairchild Packet, DH Canadá y Lockheed, incrementaron las operaciones aeronáuticas y fomentaron la comercialización del transporte aéreo que se formalizó en 1934 con la for-mación de las compañías aéreas KLM, Air France y Luftansa, por lo que se requirió tener aeródromos con mayores superficies. Durante esta etapa el procesamiento de pasajeros y carga terminal-avión era manual.
Retrato de los Hemanos Wrigth
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Los fabricantes sabían que con los aviones convencionales no se harían vuelos intercontinentales sin escalas, así que en 1928 el piloto e ingeniero inglés Sir Frank Whittle propuso la idea que revolucionó la aviación en el mundo, usar motores de reacción o sea motor de propulsión a chorro (Jet). En 1941 se hace el primer vuelo experimental con el avión de reacción fabricado en la Gran Bretaña de nombre Gloster G-40. Durante esta etapa el procesamiento de pasajeros y carga terminal-avión era mecánica.
Con el inicio de la “era del Jet”, se revolucionó la industria de la transportación aérea: en 1952 inició sus vuelos el De Havilland Comet I que enfrentó serias deficiencias técnicas que desembocaron en accidentes fatales. Esto se corrigió con el De Havilland Comet IV, con velocidades de crucero de 805 km/h, debutando el 4 de octubre de 1958 en la ruta del Atlántico Norte con el vuelo entre Nueva York (Ildewild) y Londres (Heatrhrow) con escala en Gander, Terranova.
Estados Unidos se desarrolló el Douglas DC-8 y el Boeing 707-120 (que fue el primer Jet realmente trasatlántico) que Pan American puso en operación en la ruta Nueva York-París el 28 de octubre de 1958, con velocidades de crucero promedio de 871 km/h. Estados Unidos se desarrolló el Douglas DC-8 y el Boeing 707-120 (que fue el primer Jet realmente trasatlán-tico) que Pan American puso en operación en la ruta Nueva York-París el 28 de octubre de 1958, con velocidades de crucero promedio de 871 km/h.
Todo este desarrollo tecnológico requirió que los aeropuertos se diseñaran de tal manera que tu-vieran mayores longitudes de pista y con mayor resistencia en la estructura de sus pavimentos.
Comet 4B de la aerolínea British European Airways, 1969
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Durante esta etapa al procesamiento de pasajeros y carga terminal-avión mecánica se le mete electricidad y se tiene la etapa electromecánica.
Por la creciente demanda de transporte aéreo y buscando abatir sus costos en operación, Pan Am, negoció en 1965 con Boeing la fabricación del BOEING 747, avión comercial de cabina ancha, familiarmente denominado Jumbo Jet (avión elefante), con 25 operaciones en firme y 20 opciones de compra.
El primer vuelo del B-747 se realizó el 9 de febrero de 1969 y su homologación se llevó a cabo el 30 de diciembre de 1969; comercialmente voló sobre el Atlántico Norte el 21 de enero de 1970, del aeropuerto John F. Kennedy de Nueva York al de Heathrow de Londres, iniciando así una brillante y duradera carrera comercial en el transporte aéreo que perdura. Durante esta etapa el procesamiento de pasajeros y carga terminal-avión se relaza por medios infor-máticos.
Aviones supersónicos de pasajeros.
El Tupolev Tu-144LL construido por la NASA conjuntamente con la Russian Aerospaces Industries, únicamente voló durante 6 meses, después de que se eliminó el programa luego de que un avión se estrelló en París en 1973, por lo contrario. El Concorde 001 realizó su primer vuelo supersónico el primero de octubre de 1969. El 4 de noviembre de 1970 alcanzó la velocidad de Match 2, y a finales de 1975, las autoridades británicas y francesas le otor-garon la certificación para realizar transporte de pasajeros; la British Airways y Air France iniciaron sus vuelos comerciales simultáneamente el 21 de enero de 1976 sobre las rutas Londres-Bahein y París-Dakar-Río de Janeiro. El Concorde estableció record de velocidad para el cruce del Atlántico Norte, con 2 h, 52 m y 52 s. Desafortunadamente, el 25 de julio del 2000 un Concorde, que cubría el vuelo 4,590 de Air France, después de despegar del aeropuerto Charles de Gaulle, se desplomó sobre un motel, en el poblado de Gonesse. El 28 de agosto del mismo año, se determinó suspender las operaciones de los restantes 12 Concorde.
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Aviones STOL.
Para despegue y aterrizaje corto (STOL). Llevan dispositivos especiales que les permiten despegar en pistas de tan solo 150 m de longitud, lo que las permite volar en zonas poco pobladas, selvas, desiertos y en situaciones de emergencia. Sin embargo su desarrollo comercial no ha tenido éxito.
Aeronaves de nueva generación.
Entre estas está el Airbus 380 que inició como el proyecto A3XX, realizado Airbus Insdustrie y la BAE System.
Con una configuración de 2 plantas con 3 filas de hasta 850 asientos en clase turista. Sus medidas son: 72.57 m de longitud, 79.75 m de envergadura y 24.1 m de altura, con 580 tone-ladas de peso máximo, y capacidad para 325,000 litros de combustible; pude operar en pistas con 3,350 m de longitud al nivel del mar y se puede estacionar en plataformas de 80 por 80 m.
El 12 de diciembre de 2006 obtuvo el Certificado Tipo de vuelo de las autoridades EASA y FAA. Los principales aeropuertos del mundo han aumentado su tamaño para recibir al A380.
Otras aeronaves de nueva generación que han entrado en operación son el A350, el B777-200 RL, El B 787, que perfectamente se pueden atender la con la infraestructura existente en la aeropuertos internacionales que atienden vuelos comerciales. Durante esta etapa el procesamiento de pasajeros y carga terminal-avión se relaza por medios informáti-cos, con sistemas automatizados.
Las aeronaves del futuro.
Cotidianamente se investiga para mejorar las condiciones de vuelo de las aeronaves buscan-do innovaciones en sus sistemas de propulsión, mayor autonomía en el vuelo, sustentación, capacidad de carga. Legiones de ingenieros estadounidense, franceses. Japoneses, rusos, chinos y demás se han dedicado a los Medios de Transporte Supersónico (STT).
Río San Miguel, Cuenca del Río Copalita, Oaxaca
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Simulación Virtual del módelo “The Blended Wing Body”
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La McDonnell Douglas conjuntamente con la NASA están trabajando en un avión llamado “Cuerpo Ala Combinado” (The Blended Wing Body) que saldrá al mercado como Mc DONNEL DOUGLAS BW B1-1, de 650 a 1000 pasajeros.
Investigadores de la NASA estudian insectos y pájaros, para desarrollar diseños de nuevos de aviones, mediante el empleo de materiales “inteligentes” mediante el proyecto “Morphing”, que investiga la “biomimética”, que es aprender cómo la naturaleza hace las cosas tan bien. Los pájaros son mucho más maniobrables que los aviones, pueden revolotear, volar hacia atrás y a los lados; y ni hablar de los insectos, que vuelan cabeza abajo, hacen loop-de-loop, y todo tipo de cosas más.
Organismos aeronáuticos.
Para atender la evolución de las aeronaves y el crecimiento del transporte aéreo, se han creado organismos nacionales e internacionales para diseñar la infraestructura que requi-eren las aeronaves.
En México en 1954 se creó la Dirección General de Aeronáutica Civil, perdurando hasta la fecha. Inicialmente reguló su actuación con base en la Ley General de Vías de Comuni-cación, y en la actualidad, mediante la Ley de Aeropuertos y la Ley de Aviación Civil con sus respectivos reglamentos.
En plena Segunda Guerra Mundial, ante el impulso de la aviación y procurando que la guerra
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no se prolongara y propagara, el 1° de noviembre de 1944, se creó, la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), con sede en Montreal, y 7 oficinas regionales en Bongkok, Dakar, Nairobi, el Cairo, París, Lima y México.
Para regular las actividadesr se emitieron 18 Anexos. Las normas y métodos recomendados relativos a aeródromos: Anexo 14, fueron adoptados por el Consejo el 29 de mayo de 1951 de conformidad con el Artículo 37 del Convenio sobre Aviación Civil Internacional. Le han seguido las ediciones del 4 de febrero de 1976, 9 de marzo de 1990, 13 de marzo de 1995; 5 de marzo de 1999, 27 de febrero de 2004, 5 de marzo de 2009 y 28 de febrero de 2013.
Cada una de estas ediciones se ha publicado para atender las necesidades de las aeronaves que operan en esos momentos y las que se prevén para un futuro cercano real. La primera edición de 1951, estaba enfocado al diseño de aeródromos para atender aeronaves del tipo DC3, y similares.
Como complemento, se emitieron los manuales que ejemplifican la aplicación de las normas de los anexos: el Manual de diseño de aeródromos en 6 partes; el Manual de planificación de aeropuertos dividido en 3 partes: el Manual de servicios de aeropuertos que comprende 9 partes, entre otros.
Río San Miguel, Cuenca del Río Copalita, Oaxaca
Edificio de la International Civil Aviation Organization, Montreal, Canadá
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Especificaciones para el diseño de los aeropuertos.
Con los estudios de planificación se determina la demanda de transporte aéreo, con la que se diseña la infraestructura con la que contará el aeropuerto, constituida por tres grandes zonas: el área de movimiento: pistas, rodajes y plataformas; la zona terrestre: edificio terminal, estacionamientos y vialidades, y la instalaciones de apoyo; hangares, zona de combustibles, CREI, torre de control.
Para esto es necesario conocer de la aeronave de diseño se deben de conocer los grupos que la conforman, sus características, y sus dimensiones; las utilizadas en la aviación comercial, se agrupan mediante la siguiente letra de clave:
Tipo C: B717-200, B727-200, B737 (200, 300, 700,700W, 800, 800W, B757 (200 Y 300); A318, A319, A320, F4-200; F100)
Tipo D: B767 (200, 200ER, 300, 300ER, 400ER,), A300 (600, 600F, 600R. 300FA-200); DC8, DC10, MD-11.
Tipo E: B747 (200, 400, 400ER, 400F); B777 (200,200LR, 300, 300ER, 200LR); A340 (300, 500,600)
Tipo F: B747 Large Cargo Freighter; A380 (800, 800F, 841, 843F, 861, 863F)
Clave de referencia de los aeródromos.
Se define en de acuerdo a la aeronave de diseño que operará en el aeródromo. Mediante esta clave, se establecen las especificaciones con las que se diseñarán los aeródromos. Esta se ha tenido que ir adecuando de acuerdo a la evolución de las aeronaves.
En la edición de 1976 del Anexo 14, la clave de referencia de aeródromo establecía única-mente la “letra de clave” que se asignaba en función de la Longitud básica de la pista, siendo la letra de mayor especificación la “A”. La menor era la “E”.
Ya en el Manual de proyecto de aeródromos Parte 1. Pistas publicado en 1984, y en las
Aeropuerto de Bajaras, Madrid, España
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ediciones del Anexo14, de 1976, 1990, 1995; y 1999, se estableció que la clave de referencia de aeródromo estaría compuesta por dos elementos: un número: 1, 2, 3, 4, que se asignaría en función de la longitud de campo de referencia del avión al nivel del mar, y una letra: A, B, C, D, E que se define en función de la envergadura del avión, y de la anchura exterior entre ruedas del tren de aterrizaje principal. Siendo la letra “A” la de menor especificación, lo mismo sucede con el número 1. Con las especificaciones de esta clave de referencia perfectamente se pueden atender las necesidades la aviación, hasta los B747 de pasajeros.
En las ediciones del Anexo14, de 2004, 2009 y 2013, el elemento uno de la clave de referen-cia se mantiene igual en 4 números y el elemento 2, cambia y se incrementa un grupo más aeronaves con letra de clave “F”. Con esta modificación se pueden atender las necesidades de operación de todas las aeronaves existentes en el mercado incluyendo las de nueva generación como el A380 en sus distintas versiones y el nuevo Boeing 747.
Sistemas de Operación en el vuelo.
Pueden ser controlados y no controlados; los vuelos “no controlados” se realizan mediante Reglas de Vuelo Visual: VFR (Visual Flight Rules) en buenas condiciones de clima, y los vuelos “controlados” se pueden realizar a cualquier hora del día o de la noche, mediante Reglas de Vuelo por Instrumentos: IFR (Instrumental Flight Rules).
Interior Torre de Control de un Aeropuerto
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Orientación de las pistas.
Conforme ha pasado el tiempo y las aeronaves han evolucionado, la componente transversal que soportan los aviones en sus operaciones, se ha incrementado, lo que ha reducido el número de pistas por aeropuerto. En sus inicios, al ser las componentes transversales de 10 o 13 nudos el número de pistas se incrementaba, en trazado transversal.
Algunas especificaciones que deben cumplir las pistas de acuerdo a la clave de referencia de aeródromo, establecidas en el Anexo 14 de la OACI, para operaciones IFR, se muestran en la siguiente tabla.
Terminales.
El A380, por la cantidad de pasajeros que transporta por vuelo requiere de un tratamiento especial para no ocupar la posición en plataforma más tiempo del asignado, para tal efecto, hace el abordaje de los pasajeros y descenso de los pasajeros mediante 3 pasillos telescópicos acoplados a las puertas de la aeronave.
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Conclusión.
Aún cuando la evolución de la aviación ha sido vertiginosa, y el transporte aéreo ha crecido exponencialmente, los aeropuertos en todos los tiempos han estado preparados para darles un buen servicio, aún a las aeronaves de nueva generación, ya que el Anexo 14, siempre ha considerado los avances tecnológicos que se prevén para definir la clave de referencia de aeródromo.
Referencia Bibliográfica.
• Gil Díez, José Ma. ATC. Control de Tráfico Aéreo. Paraninfo. España, 1984
• www.aerespatialeconcord.
• AIRBUS S.A.S. Airplane Characteristics for Airport Planning AC.
• El Universal 26 de marzo del 2007.
• Administración Federal de aviación USA y Agencia Europea de Seguridad aérea.
• ASA. Aeropuertos. No.41. México, 1983.
Pasillos telescópicos para el ascenso u descenso de pasajeros de una A380
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