Aproximación a Quito

[ATC today] [Número 3. Marzo 2010]

Volar en centroamérica: operación en aeropuertos especiales (III) Aproximación Quito (Ecuador) [David Ontiveros] El aeropuerto internacional “Mariscal Sucre” de Quito, Ecuador, está calificado por todas las compañías aéreas como aeropuerto especial debido fundamentalmente a su elevación y a la orografía que lo circunda. Quito, ciudad testigo del nacimiento del río Amazonas y de la cordillera andina, que se extiende hacia el sur a lo largo de más de 4000 kms, es la capital de la provincia de Pichincha, que toma el nombre del volcán que lo corona, cuyos primeros pobladores pararon en su avance por las cordilleras a 2850 metros de altitud -‐unos 9200 pies-‐ muy cerca de donde se sitúa la pista 17/35 de este aeropuerto (figura 1). El aeropuerto está rodeado por picos de la Sierra de Pimampiro, lo que provoca que para diseñar las aproximaciones se tenga que hacer un slalom para librar determinadas cotas, al sur de 10.000 pies a 5 NM, el propio volcán de Pichincha de 13.000 a 3 NM, para alcanzar los 15.000 a 5 NM y hacia el norte algunos picos que se elevan a unos 11.000 pies en radios de 6 NM. El fenómeno meteorológico más característico con el que se convive es el de la nubosidad cumuliforme, las nieblas, el foëhn, las nubes rotor y la tan temida turbulencia orográfica, que empieza a sentirse a más de 28.000 pies de altitud. Aún así, la limitación más determinante a la hora de la aproximación es la gran elevación del terreno, que ocasiona que para una misma velocidad indicada (IAS) la velocidad relativa con respecto del aire (TAS) aumente hasta un 20%, normalmente un 2% por cada 1000´de altitud, lo que conlleva una alta GS -‐velocidad sobre el suelo-‐ (Ground Speed) durante toda la aproximación y a un cuidadoso manejo de los gases debido a la tardía respuesta de las turbinas para producir empuje por la pobre densidad del aire que aspiran a estas altitudes.

Figura 1.-‐Umbral pista 17 aeropuerto Quito


A todo ello se le pueden sumar más elementos, tales como lecturas erróneas de los radioaltímetros en aproximación final, zonas de sombra en la captura de las señales de localizadores y senda, así como la forma aplatanada de la pista que ocasiona, en aproximaciones vectorizadas a la pista 17, que el piloto no vea la pista hasta muy avanzada la aproximación final. Debido a la alta elevación del terreno, existen ciertas consideraciones de despacho de la aeronave, como la recomendación de despegue presurizando con el APU a grandes TOW´s (pesos al despegue) el antiskid y las reversas operativas, autobrakes en 3 para pistas mojadas o un calaje de flap de 15 en lugar del 30 normal después de tomar en cuenta las variables de peso al aterrizaje y análisis de pista. Un detalle, las tripulaciones deben efectuar una aproximación antes de transcurridos 3 meses desde la última o volver al simulador para renovar su certificación. Aún así, es un aeropuerto visitado por aviones grandes, como los A340-‐300 de Iberia (el 600 ya no lo llevan), los MD11 y B747-‐200 de compañías cargueras como Centurion o los B767 de compañías estadounidenses como American Airlines. La aproximación más típica por estadística de viento es la que se efectúa hacia la pista 35. Desde el TOD -‐top of descend-‐ se procede al VOR de Condorcocha (QIT) pasando por su vertical a no menos de 16000´ con flap 1 y se abandona en alejamiento hacia la aproximación configurando con flap 5 a unas 6 u 8 millas a 13000 pies y 16,5 NM para comenzar viraje a derecha pidiendo “gear down, flap 15 speed” siguiendo en descenso para 12000 pies en espera de que entre el localizador (en mi caso siempre con Heading Select/VOR/LOC y un rumbo de corte con el modo approach armado, ya que por propia experiencia en esta aproximación el modo lateral LNAV a veces parece que sobrevuela “by” en lugar de “over”) provocando que el margen con respecto de las múltiples elevaciones del terreno se vea reducido. En el modo VNAV se colocan algunas altitudes y velocidades en “hard”, esto es, obligando al avión a que calcule su senda pasando por ese punto a la altitud requerida para llegar lo más acomodado posible a la interceptación del localizador, evitando así el peligro de quedarse alto. Una vez en el localizador y a 12.000 pies, irá entrando la senda paulatinamente y pediremos al pilot monitoring o PM “flap 30 target Speed, Landing check list, set miss approach altitude”. Una vez en senda, puede asustarnos en condiciones IMC que la indicación de radioaltímetro y 1000´ sobre el terreno en la pantalla del ADI se acerque rápidamente, pareciendo que nos quedamos bajos, para darnos cuenta más tarde que la indicación vuelve a subir, todo ello debido a los cerros y montículos que se encuentran a pocas millas de la pista en aproximación final y sobre los que se vuela realmente bajo. Una vez pasados los mínimos, que se encuentran a casi 600 pies sobre el suelo, se persigue sin contemplaciones la toma en la faja del umbral de pista y se tienen reversas abiertas para el momento en que la rueda de morro toque con la pista, para posteriormente aplicarlas sin dilación. El control aéreo es de gran ayuda porque ofrece información útil antes del descenso a la pista en uso y de la aproximación, lo que permite a las tripulaciones tener la aproximación cargada en el FMC (Flight Management Computer) dejando tiempo para efectuar un buen briefing entre pilotos y efectuar las listas de chequeo con tiempo, para llegar a 10.000 pies sobre el suelo (19.223´ MSL) estabilizados, con los pasajeros sentados y pendientes del ding dong de los tripulantes de cabina indicando que la cabina está asegurada.


Lo único reprobable desde la posición y la óptica de quien está a los mandos siendo zarandeado por vientos, nubes y demás ingredientes, es que la limitación de virar en el tramo de alejamiento en la milla 16,5 se la saltan a veces cuando la aproximación está cargada de tráfico, al pedir que se apure hasta la milla 18,5, apenas a 1NM de lo que ya sería un CFIT (Controlled Flight Into Terrain) o, por lo menos, un aviso de GPWS (Ground Proximity Warning System) de esos que hacen que el subidón de adrenalina ante la voz sintética de aviso pueda eclipsar alguna de tus capacidades. Ver ficha ILS-‐35.


El respeto que este aeropuerto infunde a las tripulaciones técnicas es el causante de que las jefaturas de operaciones de algunas de las compañías que más vuelan a esta ciudad hayan decidido comenzar los procesos de certificación para aproximaciones RNP (Required Navigation Performance) persiguiendo la limpieza en la aproximación apoyándose en una gran inversión en software de simuladores y aeronaves, así como en un alto número de horas de instrucción de las tripulaciones técnicas. Antes de continuar, expliquemos primero el concepto de RNP y su aplicación en las aproximaciones. Los procedimientos RNP no son sino procedimientos de navegación de área RNAV elevados a una potencia superior en cuanto a precisión para conseguir que la reconocida navegación aplicada a la fase “en ruta” del vuelo pueda ahora utilizarse para las fases de salida y aproximación final, es decir, aquellas en las que la separación y navegación no sólo se hacen en el plano horizontal, sino también en el vertical. Jerárquicamente y mostrando una progresión en cuanto a la evolución de este sistema de navegación, encontraríamos primeramente la navegación RNAV en la que el software utilizará los datos de ayudas convencionales, autónomas del avión o una combinación de ámbas. A continuación, la RNAV, en la que se utiliza como base fundamental la actualización de los satélites GPS, utilizada sobre todo en navegación de área terminal (TMA), para llegar finalmente a la navegación RNP la cual, como anticipábamos antes, puede ser utilizada dentro de los límites de un espacio aéreo definido y de dimensiones más reducidas, estableciendo separación lateral y vertical del terreno (figura 2).

Figura 2 Navegación de área RNAV (más seguridad, rapidez y ahorro)

Las operaciones específicas RNP en aproximaciones se refieren a unas cotas de precisión en la navegación de 0.3 NM cuando se procede a un fijo y de 1 NM cuando se está efectuando la aproximación frustrada publicada. En el caso de la FAA, de quien se adoptan los criterios para la certificación de estos procedimientos en la compañía a la que se refieren estos apuntes, se establece como obligatorio completar 100 aproximaciones RNP en condiciones visuales antes de dar la aprobación definitiva para el uso de los procedimientos RNP. Para ello, se crea la figura de la RNP SAAAR (Special Aircraft and Aircrew Authorisation Required) a la vez que se invierte en software para las aeronaves, simuladores e instrucción de pilotos y donde los encargados de dicha certificación emplean términos como “cálculo de límite de integridad horizontal”, o verificación de capacidad de GPS con “sensor específico de algoritmos de B737”, palabros que, como vemos, son más propios de Luck Skywalker en la “Guerra de las Galaxias” o, al menos, rondan la magia de Harry Potter.


Figura 3 Navegación convencional Navegación RNP Se calcula y se toma en consideración lo que se conoce como FTE (Flight Technical Error) o lo que es lo mismo, se estima que los sistemas de navegación en el plano lateral y vertical de la aeronave van a tener un error inducido en sus derrotas y sendas ideales por el sometimiento de la aeronave a condiciones cambiantes, tales como el viento reinante, y que éste pueda ser transmitido tanto por el director de vuelo (FD) como por el indicador de senda vertical. Para aquellos a los que todavía no asimilen la diferencia entre RNAV y RNP podemos sintetizarlo en dos aspectos. Son la misma filosofía de navegación, solo que con la última conseguimos elementos hasta ahora no implementados, como una mayor precisión en la navegación en todos los planos, salida, ruta o aproximación, gracias a la necesaria cobertura satelital actualizada a la hora de su utilización (en el despacho se necesita un pronóstico de los satélites que nos van a estar asistiendo) y una seguridad en cuanto a precisión de mediciones no alcanzada hasta la fecha. El sistema RNP nos provee, además, de una herramienta crucial, como es la capacidad de monitorización y alerta, vital para continuar o desistir de la maniobra, la cual no teníamos en la navegación RNAV. GPS Sobre este sistema qué podemos decir que no sepamos, 24 satélites en 6 órbitas, 4 satélites por órbita a 20.200 kms de altitud de la superficie terrestre. Se completa una órbita cada 12 horas aproximadamente y siempre debemos tener entre 5 y 8 satélites asistiéndonos.


Hay que decir, que del mismo modo que en el plano horizontal nos guía esta constelación de satélites, en el plano vertical la navegación es barométrica, encargándose el FMC de computarla geométricamente entre puntos de referencia o conforme a los grados de senda especificados en la aproximación, y es que Pitágoras es infalible. Las variables con las que los diseñadores de este sistema han trabajado son de lo más variopintas, y sabiendo lo aficionada que es la aviación a las siglas, los acrónimos y los anglicismos no es extraño encontrar expresiones como ASE (Altimetry System error) error del sistema de altimetría, pitot-‐estática, BGE (Body Geometry Error) error por dimensiones de la aeronave o ISAD, desviación de atmósfera estándar ISA

Figura 4. Predicción de Cobertura GPS, horas y valor RNP en el aeropuerto de Quito Con motivo del movimiento que con respeto a la Tierra describen los satélites, es necesario el cálculo de la cobertura que vamos a tener en el momento de la aproximación para, en el primer paso del briefing y antes de cargar la aproximación en el FMC, cerciorarnos que el avión va a estar recibiendo esa asistencia satelital (figura 4). Todos esos acrónimos a los que aludíamos antes son variables con las que juegan los diseñadores de los procedimientos, NAVERUS o BOEING, para intentar que el resultado sea lo más impecable posible. Errores de temperatura o altimetría podrían ser fatales para el desarrollo seguro de la aproximación, resultando en consecuencias catastróficas (figura 5).

Figura 5. Análisis por error barométrico


Tipos de “waypoint” Los puntos RNAV pueden ser FLY OVER o FLY BY. La diferencia, es que unos se sobrevuelan justo por su vertical y otros por su lateral. Como es obvio, es obligatorio que los “fly over” se adjudiquen a las frustradas y las esperas y los “fly by” para aquellos puntos en los que existan más tolerancias. En los procedimientos RNAV y en los nuevos aviones Glass Cockpit, donde el color protagonista es el magenta de la línea que describe el track que posteriormente el avión volará, podemos caer en la cuenta de que una vez la aproximación esté cargada esa línea mágica no describe el perfil tal y como la tripulación entiende como ideal. Así, en numerosas ocasiones en aproximaciones RNAV con posterior autorización a un ILS esa ruta, entre el último waypoint RNAV y el Center FIX de la aproximación ILS, queda con un gran overshoot que no beneficia ni a pilotos, ni a medioambiente por gasto de combustible, ni a pasajeros por los numerosos virajes que se hacen cerca del suelo, ni a controladores, que ven como en sus pantallas unos tráficos dibujan una amplia curva donde simplemente debieran establecer un rumbo de corte para posterior interceptación. Es por eso, que la mayoría de las veces se hacen dos cosas para evitar ese overshoot que tan mal queda en las pantallas del controlador que está en aproximación final. Una, la más profesional por aquello de que no viola ningún procedimiento, es bajarse un nivel de automatización desechando el LNAV del FMC un poco antes del último punto RNAV e interceptando el curso de final con Heading y modo APP armado. La otra es algo que no debiera hacerse en los procedimientos RNAV, como es borrar de la página de LEGS el último punto RNAV (donde se produce el by o undershoot) y volverlo a insertar desapareciendo así todas las curvas y quedando la magenta como FLY OVER, es decir, volando el avión justo por la vertical del punto en cuestión. Por supuesto, es posible que muchos al leer esto piensen “lo profesional no es volar con heading, sino cargar la aproximación y no cambiar nada” Estoy totalmente de acuerdo, pero en ese caso avisemos a pasajeros, tripulantes, medioambiente y controladores que la aproximación va a ser una especie de slalom gigante para que unos no se mareen, otros no se asusten, otros no se contaminen y los últimos puedan darle secuencia a los tráficos con ese dato para que luego no haya quejas del tráfico que viene por detrás del tipo: “me ha dejado usted muy cerca” u obligar a que pongan flap de landing muy lejos para evitar juntarse demasiado a la aeronave que se overchutó. El diseño de las aproximaciones RNP debe tener como premisa básica una filosofía de protección de la aeronave para el caso en que por circuntancias ajenas al desarrollo del vuelo la capacidad RNP se vea degradada. Así, ese diseño debe contemplar 3 requisitos imprescindibles, a saber: que la aeronave esté protegida de obstáculos en cualquier punto, que se pueda continuar navegación en base a IRS (inerciales) y , por último, que se pueda continuar la aproximación para unas prestaciones degradadas de navegación del avión, esto es, sin la redundancia de la actualización GPS. Monitoreo y alerta En la carta de aproximación de la página siguiente se nos indica el valor de RNP de la aproximación que vamos a volar.


. Figura 6. Carta APP RNP RWY 35 Quito

De esta forma, la tripulación ya tiene el dato que no se podrá sobrepasar. Si el valor de RNP es de 0,2 millas, el valor de ANP (Actual Navigation Performance) no podrá sobrepasar el valor de 1xRNP, teniendo el PM, pilot monitoring, que dar el call out de ½ RNP (0,1 NM, 160 mts) al PF, pilot flying, para que estime si se sigue o no. El FMC tiene a su vez la facilidad de insertar en el scratchpad o campo para mensajes, determinados avisos de alerta a la tripulación, tales como UNABLE REQD NAV-‐PERF RNP, no es posible el valor de RNP requerido para la aproximación seleccionada, VERIFY VALUE RNP, para que verifiquemos el valor del RNP de la carta junto con el valor de XTK ERROR (cross track error) en la página 4 de PROGRESS del FMC, o VERIFY POSITION, para alertar de que hay una discrepancia entre la actualización GPS y la actualización de radionavegación o navegación autónoma (figura 7).


Consideraciones operacionales Desde el punto de vista operacional, como en todos los procesos de certificación nuevos, son necesarias las autorizaciones de las entidades aeronáuticas, las cuales se apoyan en los datos de los organismos que se dedican al estudio, diseño y certificación de estos nuevos procedimientos. Para ellos se crea la anteriormente señalada “Special Aircraft and Air Crew Authorisation Required” hasta que se completan esas 100 aproximaciones RNP en condiciones visuales. Por supuesto, el avión debe estar limpio de diferidos en los que se refiere a instrumentación y sensores que tengan que ver con la navegación, 2 FMC, 2GPS, 2 CDUs (teclados de FMC), 2 IRU (Inertical Units), 2 RAs (radioaltimetros), etc (figura 8).

Figura 7 Página 4 PROGRESS donde monitorizar el valor real de RNP

Figura 8, Lista de equipo necesario para aproximación RNP


Antes de la aproximación La aproximación RNP comienza en la sala de briefing a la hora del despacho. Una vez verificado el plan de vuelo y de ver la lista de equipo mínimo, tenemos que comprobar que el despachador ha hecho los deberes comprobando primero que la aeronave programada está operativa para RNP y que tenemos el pronóstico de cobertura satelital. Una vez en el avión y debido a lo corto del vuelo, cuando “soltamos” a tripulantes y pasajeros al completar 10.000 y 18.000 pies subiendo, comienza la preparación de la aproximación. Quizá sea lo más laborioso, visto que en un vuelo de apenas 1 hora, donde la lista de 18.000 bajando se hace a 27.000´ por la elevación del campo, no podemos esperar hasta el último momento para ejecutar el largo briefing que la QRH (Quick Referente Handbook) contiene. Lo normal, es llegar al “top of descend” con todo hecho. De otra forma, las turbulencias que encontramos bajando a campos tan elevados y tan montañosos a duras penas nos va a dejar leer de manera adecuada la letra pequeña del briefing publicado en el manual. La preparación Según se recoge en el memorandum del manual para esta aproximación, ambos pilotos deben leer, aunque normalmente el PF lee y ambos comprueban con sus respectivos libros. Quizá lo más reseñable sea que cada punto debe ser cantado y cotejado con la carta de aproximación. Posteriormente, es importantísimo, a efectos de ese cálculo geométrico de la senda ideal, que el calaje de altímetro sea el mismo para ambos pilotos, coincidente con el del último ATIS, y que en la página de NAV OPTIONS, opciones de navegación, hayamos inhibido el DME. Eso es todo. Durante la aproximación Una vez hemos verificado que el nivel de automatización es el máximo en LNAV/VNAV y que cada piloto tiene su respectiva página seleccionada en su FMC, en el caso del piloto que no vuela será la página de PROGRESS (figura 7), sólo tenemos que verificar que la aeronave pasa por los puntos dentro de las tolerancias laterales y verticales que el sistema ha certificado después de tomar en cuenta esas variables llenas de acrónimos mencionadas antes. En el plano lateral, ½ RNP como máximo, y 75´ arriba o abajo de la senda ideal en el plano vertical. Configuraremos la aeronave de acuerdo a la velocidad haciendo uso de los speedbrakes para casos como el B737, en el que al avión le cueste bajar y mantener la velocidad en modo VNAV, pondremos especial atención en los call outs de conciencia situacional de ambos pilotos y en desconectar el piloto automático antes de los 50 pies por encima de la DA (Decision Altitud) y de hacer lo propio con los gases automáticos como máximo a 100 pies sobre el suelo. Según la tabla de referencia, el sistema debe cambiar automáticamente el valor de RNP al sobrevolar el IAF, Initial Approach Fix, pero avisa que en caso de no hacerlo se debe insertar manualmente. Por último y para que el FMC calcule la pendiente ideal según Pitágoras, es necesario que actualicemos el valor del altímetro, una vez más, sobre el FAF, dato que siempre provendrá de la torre de control. Frustrada obligada Según los procedimientos, es necesario efectuar una aproximación frustrada en varios casos, que deben haber sido tratados en el briefing y que los pilotos deben tener bien presentes. Estos son, ante la pérdida de precisión en los modos LNAV o VNAV, en caso de sobrevolar los puntos con un RNP mayor de 1xRNP o con una diferencia de más de 75 pies sobre la altitud publicada en la carta; en caso de mensaje en el scratchpad de FMC DISAGREE o VERIFY POSITION y, por último, ante una activación de adrenalina, más comúnmente conocida como activación del EGPWS, Enhanced Ground Proximity Warning System, aviso de proximidad con (prefiero decir “con” y no “contra”) el terreno.


En caso de efectuar una aproximación frustrada, ésta se hará como si fuera una frustrada convencional, esto es, no RNP, eligiendo el modo LNAV o HEADING si no queremos automatización y el modo LEVEL CHANGE hasta que limpiemos el avión y consigamos la altitud de aproximación frustrada, momento en el que engancharemos el modo VNAV y leeremos la lista de AFTER TAKE OFF. Esperemos que esta última maniobra no sea necesaria. Esto es lo referente a las aproximaciones, pero las organizaciones que están “vendiendo“ este sistema a las compañías tienen listos procedimientos para salidas e incluso para SEOP´s, Special Engine Out Procedures, lo que también es conocido como EOSID, Engine Out Standard Instrumental Departure. Hasta ese punto confiamos en estos procedimientos. Happy Landings David Ontiveros Piloto B737 700/800 NG

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