El GNSS y Sistemas de Aumentación

GNSS

Conjunto de tecnologías del sistema de navegación por satélite que provee de posicionamiento geoespacial con cobertura global de manera autónoma, independientemente de las condiciones atmosféricas y disponible para cualquier número de usuarios, un receptor GNSS es capaz de determinar su posición en 4 dimensiones (longitud, latitud, altitud y tiempo), que ha dado lugar a múltiples aplicaciones civiles y militares.

Cuando un avión se encuentra en vuelo necesita un mínimo de cuatro satélites para el cálculo de:

* latitud
* longitud
* altura y
* tiempo

Las constelaciones que la integran son suficientes para garantizar el funcionamiento del sistema en cualquier parte del planeta, con suficiente precisión e integridad, está integrado por 4 constelaciones que son propiedad de Estados a saber:


GPS: Sistema de posicionamiento global, de pertenencia a los EEUU
GLONNAS: constelación de pertenencia a la Federación Rusa.
Galileo: Constelación de pertenecía a la Unión Europea.
Beidou-Compas: Constelación de pertenencia a la Republica de China.


La constelación de satélites está referenciada aun punto concreto que es considerado el centro de la tierra WGS 84 (Word Geodetic System 1984).


El sistema de navegación GPS consta de 3 segmentos:

* El segmento espacial formado por la constelación de satélites
* El segmento usuario, en este caso nosotros.
* El segmento de control encargado del buen funcionamiento del sistema.

El principio de funcionamiento del GPS (el secreto está en el tiempo)

El principio de funcionamiento del sistema de navegación GPS es bastante parecido al del DME a excepción de la posición de la estación. En el sistema DME la estación está en tierra y en el sistema GPS la estación está localizada en el espacio. Las radiofrecuencias son parecidas (ambas en UHF), y el principio es el mismo, se trata de calcular cuánto tiempo tarda una emisión de radio en llegar hasta nuestra posición. Como la velocidad de la luz es constante es muy sencillo calcular la distancia si sabemos cuándo ha sido emitida la señal. Todo es cuestión de cronometrar con precisión, ya que la distancia es igual a la velocidad (de la luz) multiplicada por el tiempo.

Dada la alta velocidad de la luz es interesante darse cuenta que un error de un micro segundo (Una millonésima de segundo o 10 elevado a -6) en la medición del tiempo, representa un error de 300 metros en la medición de la distancia.

SISTEMAS DE AUMENTACIÓN

Solución del tipo tecnológico que suma precisión, integridad, continuidad y disponibilidad a las señales de satélites para extender el uso del GNSS a cualquier performance de vuelo ya sea en ruta, áreas terminales, aproximación o espacio aéreo oceánico o continental remoto, este tipo de solución se extrapolo a otros usos, en cuanto al término aumentación se reserva para la navegación aérea.

Encontramos 3 tipos de aumentación.


SBAS: Sistema de aumentación basado en satélites, provee precisión a grandes áreas o a niveles continentales. Para la Región CAR-SAM no se prevé el uso SBAS.

ABAS: Sistema de aumentación basado en la aeronave, solución tecnológica de equipamiento que provee Vigilancia y Alerta de la Performance de Abordo.

GBAS: Sistema de aumentación basado en Tierra, provee integridad a las señales GNSS a corta distancia, instalado en el Aeropuerto, utiliza infraestructura terrestre en banda UHF o VHF, cubre áreas pequeñas próximas al aeropuerto, consta de una serie de antenas que toman las señales crean un cálculo propio corrigiendo posibles errores de esta manera asegura fiabilidad y así es enviada a la aeronave que se encuentra en aproximación.

Fuente:  Manual ¨Introducción a la PBN¨, Conceptos Básicos para especialistas ARO AIS,  21/05/2015, CIPE, Emilce Molina.

RNP APCH Y PROCEDIMIENTOS APV

Los conceptos de aproximación abarcan todos los segmentos de la aproximación por instrumentos, es decir, inicial, intermedio, final y aproximación frustrada. Estos incluyen especificaciones RNP que requieren una precisión de navegación de 0,3 NM a 0,1 NM o menos.


Típicamente, tres clases de aplicaciones RNP son características de esta fase del vuelo:


1- Nuevos procedimientos para pistas para las que nunca hubo un procedimiento por instrumentos.
2- Procedimientos que reemplazan o sirven como reserva para procedimientos por instrumentos existentes basados en diferentes tecnologías y
3 -Procedimientos elaborados para mejorar el acceso al aeropuerto en entornos muy exigentes.

Los procedimientos de aproximación RNP (RNP APCH) incluyen los procedimientos de aproximación RNAV (GNSS) existentes diseñados con un segmento recto.

Hay dos secciones para la especificación RNP APCH: la Sección A es habilitada por GNSS y baro-VNAV, la Sección B está habilitada por SBAS. (Doc. 9613)


Las aeronaves pueden utilizar guía vertical basada en GNSS para revisar operaciones RNP APCH hasta mínimos LNAV/VNAV

El tramo de aproximación frustrada puede basarse en las NAVAID convencionales (p. ej., VOR, DME, NDB).

La especificación RNP APCH se basa en el GNSS para apoyar operaciones RNP APCH hasta mínimos LNAV o LNAV/VNAV.

La industria aeronáutica desarrolló sistemas de navegación con mayores capacidades, que permiten aumentar la seguridad, flexibilidad y capacidad del espacio aéreo.

La utilización de sistemas modernos de navegación está cambiando el uso de la Navegación Convencional por Navegación de Área (RNAV), la que se compone de tramos descritos a través de waypoints, terminaciones de trayectoria y otras informaciones almacenadas en la base de datos de navegación.

Además de la navegación lateral, los sistemas actuales presentan capacidad de navegación vertical lo que permite volar una trayectoria en descenso continuo. (Doc. 9931)

Estos sistemas permiten volar procedimientos que no son: (ojo) PA ni NPA
Son APV: Procedimiento de Aproximación con Guía Vertical.

PROCEDIMIENTOS APV

Procedimiento en el que se utiliza guía vertical, pero que no satisface los requisitos establecidos para las operaciones de precisión.


Los tipos de Procedimientos APV actuales son:
-APV SBAS (APV I y II) (no aplica CAR SAM)
-APV/Baro-VNAV

Las aproximaciones con tramos RF se tratan en RNP AR APCH

La especificación RNP AR APCH representa la norma mundial de la OACI para elaborar IAP (procedimiento de aproximación por instrumentos) a los aeropuertos en que existen obstáculos que imponen limitaciones o donde pueden obtenerse ventajas operacionales importantes.


Estos procedimientos requieren niveles adicionales de escrutinio, control y autorización. Los mayores riesgos y complejidades relacionados con estos procedimientos se mitigan mediante criterios RNP más estrictos, capacidades de aeronaves avanzadas y mejor instrucción de las tripulaciones de vuelo.

Los requisitos para RNP AR APCH son únicos debido al margen reducido de franqueamiento de obstáculos y a la moderna funcionalidad, por lo tanto, los requisitos de esta sección no emplean la misma estructura que en la RNP 4, RNP 1 y RNP APCH.


Vigilancia del sistema: Un componente crítico de la RNP es la capacidad del sistema de navegación de la aeronave de vigilar su performance de navegación lograda y para que el piloto identifique si durante la operación se cumple o no el requisito operacional (p. ej., “Unable RNP”, “Nav Accur Downgrad”).


Actualización del GNSS: Se requiere una alerta para la tripulación cuando se pierde la actualización GNSS a menos que el sistema de navegación proporcione una alerta cuando la RNP seleccionada deja de satisfacer los requisitos para continuar la navegación.

Varios Estados han decidido proporcionar NOTAM sobre la disponibilidad de los servicios GNSS con carácter de asesoramiento predictivo a los usuarios y servicios ATC, sobre la base de la información de estado operacional proporcionada por los satélites principales o por el explotador de sistema de aumentación.

También puede proporcionarse información adicional en tiempo real al ATC en informes de pilotos sobre la base de la información de estado operacional proporcionada por la aviónica.


Fuente:  Manual ¨Introducción a la PBN¨, Conceptos Básicos para especialistas ARO AIS,  21/05/2015, CIPE, Emilce Molina.

PBN: Navegación Basada en la Performance

Antecedentes

El continuo crecimiento de la aviación hace que aumente la demanda de capacidad del espacio aéreo, poniendo de relieve la necesidad de una utilización óptima del espacio aéreo disponible. La mayor eficiencia operacional obtenida con la aplicación de técnicas de navegación de área ha dado como resultado el desarrollo de aplicaciones de navegación en varias regiones del mundo y para todas las fases de vuelo. Ante este panorama de continuo cambio, el plan mundial de navegación aérea propone un enfoque coordinado de la evolución y uso de las nuevas tecnologías en la navegación aérea, por ello los aspectos de seguridad operacional y eficiencia en la prestación de los servicios de navegación aérea son fundamentales para la confiabilidad y por ende prioridad estratégica y esencial de la OACI.
Otra ventaja importante es contar con aeronaves más eficientes en la disminución de las emisiones y de la dependencia del combustible fósil. A nivel mundial aumentan cada vez más las preocupaciones de las repercusiones de la aviación en el clima, a la luz de la proyección al año 2030 que prevé duplicar el uso del espacio aéreo a 60 millones de vuelos por año. La eficiencia no solo tendrá cada vez más que ver con la velocidad con la que un pasajero se conecta al mundo, sino que será un factor en la calidad misma. Ante estas importantes metas de seguridad operacional y eficiencia, la OACI procura impulsar el uso de la PBN y otras prioridades en materia de eficiencia:

-AIM gestión de la información aeronáutica 
-FUA espacio aéreo único flexible 
-CCO procedimientos de ascenso continuo 
-CDO procedimientos de descenso continuo. 

Para asegurar la armonización a nivel mundial los requisitos de las aplicaciones de navegación en rutas específicas o dentro de un espacio aéreo específico deben definirse de un modo claro y conciso. Esto tiene por fin asegurar que la tripulación de vuelo y los SERVICIOS DE TRANSITO AEREO estén conscientes de las capacidades del sistema RNAV o RNP de a bordo a fin de determinar si la performance del sistema es apropiada para los requisitos de un espacio aéreo específico.
El espacio aéreo y los criterios relativos al franqueamiento de obstáculos se desarrollaron según la performance del equipo disponible; y las especificaciones para los requisitos se basaron en las capacidades disponibles. En algunos casos, fue necesario identificar los diversos modelos de equipo que podrían utilizarse dentro del espacio aéreo en cuestión. Esos requisitos prescriptivos resultaron en demoras en la introducción de nuevas capacidades de los sistemas RNAV y RNP y en costos más elevados para mantener la certificación apropiada. A fin de evitar las especificaciones prescriptivas de los requisitos, este manual introduce otro método para definir los requisitos de equipamiento de las aeronaves especificando los requisitos de performance. Esto se denomina navegación basada en la performance (PBN)

Navegación Basada en la Performance.

El concepto PBN representa un cambio de navegación basada en sensores a navegación basada en la performance.
La performance o capacidad de la aeronave y su tripulación de vuelo de realizar operaciones específicas se identifican en requisitos genéricos que se definen en función de la precisión, integridad, continuidad y funcionalidad que son necesarias para las operaciones propuestas en el contexto de un concepto de espacio aéreo particular.

Los requisitos de performance se identifican en especificaciones para la navegación, que también identifican la elección de los sensores y del equipo de navegación que podrían usarse para satisfacer los requisitos de performance.


Los explotadores evalúan las opciones con respecto a la tecnología y los servicios de navegación disponibles que podrían permitir satisfacer los requisitos. De este modo, un explotador tiene la oportunidad de seleccionar una opción más eficaz con relación al costo, en vez de una solución que se le impone como parte de los requisitos operacionales.

Así la tecnología puede evolucionar con el tiempo sin que sea necesario revisar las operaciones propiamente dichas, mientras el sistema RNAV o RNP proporcione la performance esperada.

La PBN ofrece varias ventajas en comparación con el método de sensores específicos para desarrollar el espacio aéreo y los criterios relativos al franqueamiento de obstáculos, a saber:

A. Reduce la necesidad de mantener rutas y procedimientos en función de sensores específicos, y los costos conexos;

B. Evita tener que desarrollar las operaciones en función de los sensores cada vez que evolucionan los sistemas de navegación, lo que podría ser de un costo prohibitivo;

C. Permite un uso más eficiente del espacio aéreo (emplazamiento de rutas, rendimiento del combustible y atenuación del ruido);


D. Aclara la forma en que se usan los sistemas RNAV y RNP;

E. Facilita el proceso de aprobación operacional de los explotadores, proporcionando un conjunto limitado de especificaciones para la navegación previstas para uso mundial.

La PBN identifica los requisitos de navegación independientemente de los medios por los que se satisfacen dichos requisitos.

Contexto PBN


La PBN es uno de los elementos habilitantes de un concepto de espacio aéreo. Comunicaciones, Navegación, Vigilancia ATS y ATM también son elementos esenciales de un concepto de espacio aéreo. La PBN se funda en el uso de navegación de área y comprende tres componentes:


a) la infraestructura de radio ayudas para la navegación;
b) la especificación para la navegación; y
c) la aplicación de navegación.


Nota. — La aplicación de a) y b) a rutas ATS y procedimientos por instrumentos en el contexto del concepto de espacio aéreo resulta en c).

Un concepto de espacio aéreo describe las operaciones previstas dentro de un espacio aéreo especifico. Los conceptos de espacio aéreo se elaboran para satisfacer objetivos estratégicos explícitos e implícitos como el mejoramiento o mantenimiento de la seguridad operacional, el aumento de la capacidad de tránsito aéreo, mejoramiento de la eficiencia, la introducción de trayectorias de vuelo más precisas y la mitigación de las repercusiones en el medio ambiente.

En un concepto de espacio aéreo, los requisitos PBN resultarán afectados por los servicios de comunicaciones, vigilancia ATS y servicios ATM, la infraestructura de ayudas para la navegación y las capacidades funcionales y operacionales necesarias para responder a la aplicación ATM.

Los requisitos PBN también dependen de las técnicas de navegación convencionales reversibles disponibles y del grado de redundancia requerido para asegurar la continuidad adecuada de las funciones.

Dependiendo la necesidad de navegación en distintos tipos de Espacio Aéreo, la PBN estandariza los requisitos genéricos en Especificaciones para la Navegación.

Especificación para la navegación: Conjunto de requisitos relativos a la aeronave y a la tripulación de vuelo necesarios para dar apoyo a las operaciones de la navegación basada en la performance dentro de un espacio aéreo definido.

Los requisitos establecidos en la especificación para la navegación pertinente y la infraestructura de radio ayudas (basada en tierra o en el espacio) que permiten que el sistema funcione son dos aspectos fundamentales de toda operación PBN.

Los sistemas RNAV y RNP son fundamentalmente similares. La diferencia clave entre ambos es el requisito de vigilancia y alerta de la performance de a bordo.

Una especificación para la navegación que incluye un requisito de vigilancia y alerta de la performance de a bordo se llama especificación RNP. Una especificación que no tiene esos requisitos se llama especificación RNAV.

Existen dos clases de especificaciones para la navegación:


Especificación RNAV: Especificación para la navegación basada en la navegación de área que no incluye el requisito de vigilancia y alerta de la performance a bordo, designada por medio del prefijo RNAV, por ejemplo, RNAV 5, RNAV 1.


Especificación RNP: Especificación para la navegación basada en la navegación de área que incluye el requisito de vigilancia y alerta de la performance a bordo, designada por medio del prefijo RNP, por ejemplo, RNP 4, RNP APCH.


Las especificaciones para la navegación se definen con un nivel de detalle suficiente para facilitar la armonización mundial proporcionando a los Estados y explotadores orientación específica para la implantación. (Doc. 9613)

En las especificaciones para la navegación, los requisitos de performance se expresan en función de la precisión, integridad, continuidad y funcionalidad necesarias para la operación propuesta en el contexto de un concepto de espacio aéreo particular. La disponibilidad de GNSS o de alguna otra infraestructura de radio ayudas se considera dentro del concepto de espacio aéreo para habilitar la aplicación de navegación.
Para ambas designaciones, RNP y RNAV, la expresión “X” (cuando está indicada) se refiere a la precisión de navegación lateral (TSE) en millas marinas que se espera que logre, en por lo menos el 95% del tiempo de vuelo, la población de aeronaves que operan en el espacio aéreo, la ruta o el procedimiento.

Fuente:  Manual ¨Introducción a la PBN¨, Conceptos Básicos para especialistas ARO AIS,  21/05/2015, CIPE, Emilce Molina.

Taller de Capacitación sobre Emergencias Radiológicas en Buenos Aires, Argentina

El 19 de Septiembre en el Aeropuerto Internacional ¨Ministro Pistarini¨ de Ezeiza, Buenos Aires Argentina, se realizó por primera vez un taller de capacitación referida a las Emergencias Radiológicas para toda la comunidad aeronáutica local. Representantes de la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN) expusieron temas sobre el transporte de radiactivos, reglamentaciones aplicables, riesgos y protección en emergencias radiológicas, accidentes durante el transporte y ejemplos de acciones de respuesta, entre otros.

La conferencia fue organizada por autoridades del aeropuerto, ANAC (Administración Nacional de Aviación Civil) y Aeropuertos Argentina 2000 a los que asistieron representantes de la  policía, sanidad, socorristas, bomberos y aerolíneas afectadas al transporte de radiactivos.

La Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN) es el organismo nacional argentino competente en materia de regulación de la seguridad radiológica y nuclear, las salvaguardias y la seguridad física. Tiene a su cargo la función de regular y fiscalizar la actividad nuclear en la República Argentina a fin de:

Proteger a las personas, al ambiente y a las futuras generaciones del efecto nocivo de las radiaciones ionizantes y mantener condiciones satisfactorias de seguridad radiológica y nuclear.

Asegurar que los materiales nucleares sean utilizados únicamente con fines pacíficos y prevenir el acceso no autorizado a estos materiales que pudiera provocar situaciones de riesgo.

La ARN tiene también las funciones de asesorar a los poderes del Estado en materias de su competencia y ser proactiva en atender las necesidades de los grupos de interés, fundamentar las acciones reguladoras y fiscalizar la implementación de requerimientos de seguridad.

Qué es una fuente radiactiva?

Una fuente radiactiva está formada por una cápsula (normalmente de metal), que contiene un isótopo radiactivo (se trata de un elemento inestable, cuyos átomos  se transforman por medio de reacciones nucleares). Este isótopo puede ser peligroso, si no se lo utiliza cuidadosamente. La cápsula está diseñada para ser colocada dentro de un dispositivo o equipo, que actúa como blindaje para proteger a las personas.

Qué es la radiación?

La radiación emplea el proceso de transmisión de energía a través de un medio o material. Se emplean comúnmente isótopos radiactivos emisores de tipo alfa, beta, gamma y neutrón. Estos isótopos radiactivos no deben ser manipulados por personas sin conocimientos, ni formación adecuada.

Cómo identificar una fuente radiactiva?

Los equipos o dispositivos que utilizan una fuente radiactiva tienen diferentes formas y tamaños, dependiendo de su función y diseño. Estos incluyen material radiactivo en forma de una  fuente sellada (en muchos casos puede parecer una pequeña pieza de metal) colocada dentro de blindajes, para generar un elevado nivel de protección para el operador. A continuación se presenta la simbología utilizada para identificarlos y las etiquetas que se emplean durante el transporte.

Qué es un equipo o dispositivo de medición?

Un dispositivo de medición con fuente radiactivada utiliza la emisión de radiación con fines de determinar parámetro específicos en controles de proceso o calidad (medición de densidad, humedad, nivel, radiografía industrial, etc.). Estos equipos emplean materiales que rodean a la fuente radiactiva (blindajes) para minimizar la exposición a la radiación.  En aplicaciones médicas (investigación, diagnóstico y tratamiento) se emplean contenedores de transporte con el mismo propósito de protección.

Planificación para casos de emergencia en el caso de transporte de material radiactivo

Cuando se realizan actividades relacionadas con el transporte de materiales radiactivos es siempre posible la producción de situaciones no deseables con o sin consecuencias radiológicas, tanto en condiciones normales como accidentales. Las consecuencias de una situación anormal pueden ser previstas, controladas o mitigadas mediante el desarrollo de planes adecuados de emergencia, que respondan de una manera efectiva ante la producción de tales situaciones durante el transporte de materiales radiactivos.

Las organizaciones que se encuentran involucradas en el establecimiento, desarrollo, aplicación y ejecución de planes de emergencia, pueden ser diferentes en cada país, pero deberían incluir a las autoridades públicas competentes, y a los remitentes y transportistas.

El transporte de materiales radiactivos por vía aérea puede tener lugar en aeronaves de pasajeros o de carga. En caso de que ocurra un accidente aéreo grave puede producirse una amplia dispersión de materiales radiactivos. Sin embargo, la mayoría de los accidentes en la expedición por vía aérea de tales materiales, se han producido en el aeropuerto durante la manipulación de los bultos.

Los números UN dan una clave para elegir los procedimientos de respuesta a emergencias ya que se basan en: el tipo de bulto y de material, si es sustancia fisionable, o si es arreglo especial.

La base de la planificación y preparación para responder a emergencias debería determinarse teniendo en cuenta:

• Los sistemas de transporte utilizados para los materiales radiactivos.

• Los tipos de bultos utilizados para el transporte.

• Las consecuencias de los accidentes de transporte.

En Argentina, la respuesta en emergencias durante el transporte de materiales radiactivos radica en un Sistema de Intervención en Emergencias Radiológicas (SIER) de la ARN, cuyo objetivo es intervenir en situaciones anormales en cualquier operación con materiales radiactivos, con el fin de evaluar y mitigar sus consecuencias y asistir a las Autoridades Públicas. El sistema está constituido por un Grupo de Dirección, un Grupo de Intervención Primaria, un Grupo de Evaluación y un Grupo de Comunicaciones y Equipamiento. Existen responsabilidades compartidas por el remitente de la expedición, la Autoridad Regulatoria Nuclear argentina y las entidades específicas para la actuación en emergencias tales como Policía, Defensa Civil, Gendarmería Nacional y Prefectura Naval.

Objetivos principales de la respuesta:

-Proteger al público y al personal de emergencia durante la respuesta.

-Evitar que se produzcan efectos biológicos debido a la radiación.

-Recuperar el control de la situación.

-Prestar primeros auxilios y tratar heridas.

-Reducir el número de efectos psicológicos en la población.

-Proteger el medio ambiente y los bienes.

Triage radiológico

En una emergencia radiológica severa, y especialmente cuando compromete a un número significativo de personas se impone un criterio de clasificación de víctimas, denominado triage radiológico. Se aplica de forma complementaria al triage convencional (en ningún caso puede reemplazarlo).

Delimitación de zonas

Para reducir los riesgos asociados se recomienda:

-          Reducir el tiempo de permanencia

-          Aumentar la distancia a la fuente de radiación

-          Uso de blindajes

Al finalizar la conferencia el Sr. Domingo Covella, Jefe del Aeropuerto de Ezeiza dio unas palabras agradeciendo a todos los profesionales que hicieron posible el evento e informó que en este aeropuerto se realizaron en el año anterior, más de 2000 movimientos con este tipo de carga, motivo por el cual se solicitó la instrucción por parte de la ARN. Luego hizo entrega de unos presentes para el Ing. Christian Elechosa, Ing. Miguel Cateriano, Ing. Soledad Rodriguez Roldan y la Dra. Marina Vasquez responsables del sector del Transporte de Materiales Radiactivos, dependiente de la Gerencia de Seguridad Radiológica, Física y Salvaguardias. Por último, se entregaron certificados de asistencia a todos los concurrentes.

Más información en http://www.arn.gov.ar/