Entendiendo Distancias de Operación, Parte 2: Cuánta Pista Me Queda?

Retomando la serie sobre pistas y distancias, nos habíamos quedado en las diferencias entre las pistas de Aeroparque y El Palomar, pese a que son nominalmente iguales. Sin embargo, sabemos que lo importante es responder la gran pregunta que hace tiempo da vueltas sobre la operación en esta última terminal. Pero, para responder eso, hay que entender un par de cosas antes. Comencemos.

Aún sin ser la definición que más me gusta, no está errado el que llama un aterrizaje una caída controlada. Desde que al amigo Bernoulli se le ocurrió el curro este de la sustentación, sabemos que lo que sostiene una mole de 65.000 kilos en el aire es una combinación de factores de diferencia de presión (el flujo aerodinámico) y la velocidad.

Pongamos un ejemplo burdo, sin entrar en demasiada física: si usted arroja una piedra, la misma se va a mantener en vuelo mientras la inercia le gane a la fuerza de gravedad. Si bien hay otros factores intervinientes, podemos decir que la piedra hace una trayectoria balística, en el sentido que la única fuerza que la impulsa es su inercia.

Para que un avión, sea éste un Cessna o un C-5 Galaxy se mantengan volando, además del impulso inicial requerido para vencer tanto la inercia como la fuerza gravitatoria de mantener un cilindro de metal con gente adentro pegado al piso que llamamos despegue, los aviones tendrán motores que le permitan mantener la velocidad y ayudados por la aerodinámica, puedan generar sustentación suficiente para igualar el peso y mantenerse «acostado» sobre el aire.

Como imaginará, la falta de un elemento complicará fuertemente la performance del otro (póngale alas a una heladera y cuénteme cómo vuela), pero podemos decir que la velocidad es la clave. Si faltara velocidad, el avión deja de generar la diferencia de flujo aerodinámico que lo mantiene en el aire -Hola de nuevo, Bernoulli- y la gravedad gana la pulseada.

El límite de velocidad calculado para que un determinado avión deje de sustentarse se llama velocidad de entrada en pérdida, o stall speed. Suena a obviedad decir que a mayor peso, mayor será la necesidad de sustentación y por ende, el límite de stall speed también será mayor. Como referencia, un Cessna 172 tiene una velocidad de pérdida de 88 km/h. Para un 737-800, esa velocidad de pérdida en promedio es de unos 240 km/h. Tengamos en cuenta que digo promedio.

La fase final del aterrizaje tiene una velocidad de aproximación que es bastante cercana a la velocidad de pérdida. Para lograr mantener la sustentación a pesar del descenso de velocidad, el avión utiliza al máximo elementos que modifican el perfil aerodinámico : flaps, slats y ángulo de ataque son consideraciones que vamos a sacrificar por ahora y retomaremos más adelante, para que no se haga eterno. Pero las tendremos en cuenta como un todo.

La velocidad a la que un avión llega al umbral de pista, a una altura de 50 pies (15 metros) se llama Velocidad de Referencia, o VRef. Esta velocidad se calcula en aproximadamente 1,3 veces la stall speed. Entonces, para un 737-800, podemos decir que en promedio, la VRef será cercana a los 290 km/h.

Como indica el gráfico (y el sentido común), si el avión llega al umbral de pista a 50 pies de altura, el contacto con la pista se hará en un punto más adelante de la pista, que descuenta del Landing Distance Available  que hablábamos en la parte 1. Este punto, que se llama TouchDown point, es el principio de la distancia efectiva de pista que el avión requiere para desacelerar a cero.

Obviamente que para desacelerar, el avión tiene distintos sistemas de asistencia al frenado: propiamente, los frenos, pero además se despliegan spoilers (para incrementar la resistencia aerodinámica) y se despliegan los reversores de empuje. Con la combinación más eficiente de estos sistemas, el avión frena. Si alguno de estos sistemas no estuviera disponible, la capacidad de frenado tiene un impacto, lo que lleva a que la distancia total sea mayor.

Entonces, concluimos que la distancia efectiva que el avión necesita para desacelerar desde el TouchDown point hasta la detención del avión (o al menos, hasta alcanzar una velocidad que le permita abandonar la pista y continuar hacia la plataforma por el taxiway) se establece de acuerdo a una variedad de factores.

La distancia ideal de esa carrera de aterrizaje (es decir, bajo el supuesto de que todas las condiciones sean óptimas) se llama Distancia de Aterrizaje Calculada, o Calculated Landing Distance.

Bien. La autoridad aeronáutica establece que por sobre la CLD, exista un margen de seguridad por si la carrera de aterrizaje debe extenderse, por cualquier factor. Este margen se calcula como 1,62 veces la CLD, y se denomina Distancia de Aterrizaje Requerida, o Landing Distance Required. Adicionalmente, en condiciones de pista mojada la LDR se extiende un 15% adicional, hasta llegar a 1,92 veces la CLD.

Claramente, ambas distancias -CLD y LDR- deben estar por debajo de la Landing Distance Available, o LDA. Pero si bien la LDA se mantiene estática, porque depende de la distancia disponible que determina la autoridad aeronáutica, tanto la CLD como la LDR varían de acuerdo a distintas condiciones: desde temperatura y altitud del aeropuerto (lo que implica una velocidad y potencia mayor de aproximación), disponibilidad de dispositivos de frenado, altura real en el umbral, hasta condiciones de adherencia de la pista.

En el siguiente gráfico, podemos ver cómo cambian las distancias (estimadas) de acuerdo a diversas condiciones:

Entonces, y porque ante todo, a Diazpez le cuesta cerrar una idea, lo que podemos resumir es que las distancias de aterrizaje dependen de una importante cantidad de factores, salvo la Landing Distance Available, que, estrictamente, es lo que hay. Pero esta LDA también puede mejorarse sin necesidad de extenderse. Veamos.

Centrándonos en la superficie de aterrizaje, lo importante es la fricción. Lo tratamos a mediados del invierno pasado en esta nota:

https://diazpez.com/aeropuerto-cerrado-la-falta-de-friccion-no-es-un-capricho-de-aerolineas/

En muchos aeropuertos, las pistas son franjas de material liso, con una leve gradiente hacia los bordes para reducir las chances de que haya charcos o acumulación de agua sobre la superficie. Sin embargo, hay otras pistas que han incorporado técnicas de ranurado, o grooving, que ayudan a que el agua drene y la fricción se incremente (en realidad, la fricción tiene más que ver con la micro/macrotextura del material de la pista, pero no vamos a entrar en tanto detalle). Se estima que la reducción de distancia es superior al 50% en días de lluvia y hasta de un 10% en pista seca.

A la hora de obtener tanto CDL como LDR, la superficie de la pista se toma en cuenta. También, si el avión tiene dispositivos específicos para operar en pistas reducidas. Por ejemplo, GOL le pidió a Boeing desarrollar un kit que ayudara a sus 737-800 a operar en pistas cortas: el fabricante le proveyó del kit llamado SFP (Short Field Performance), que le permite operar en la nada generosa pista del Aeropuerto Santos Dumont, de Río de Janeiro. Con 1323 metros de largo, es un verdadero desafío.

Finalmente,  con toda esta información y 1165 palabras más tarde, podemos empezar a responder la pregunta que nos planteamos en primera instancia.

Opera con seguridad un 737-800 en El Palomar? 

La respuesta los va a decepcionar un poco: Depende.

Lo que podemos decir es que el 737-800 tiene condiciones muy específicas de operación, que hacen más complicado el panorama cuando a la pista mucho no le sobra. Para empezar, tiene una VRef muy alta (155 nudos, o 290 km/h), lo que hace que necesite desacelerar mucho tras el TouchDown. La posición de las alas tampoco le ayuda con el Angulo de Ataque, y el peso del avión tampoco colabora para que requiera poca pista.

Ahora, como decíamos antes, si en condiciones ideales el avión tiene una LDR alta. Por ejemplo, el aeropuerto de Narita ubica como referencia una LDR de 1634 metros. 266 metros de margen (contra la LDA de Palomar) es bastante poco, considerando que todo aquello que no funcione le sumará a esa distancia. Y ni hablar si además, llueve.

Mi visión al respecto de la operación de 737-800 en El Palomar es la siguiente: No tiene riesgos mayores, pero habrá circunstancias en las que operacionalmente, va a quedar corta. Y requerirá desvío a alternativo, para garantizar la seguridad del vuelo. Podemos hilar fino si el avión a operar tiene todos los dispositivos en orden, si la pista debe extenderse o si hace falta agregarle grooving. Desde mi opinión: Sí, por favor, las tres cosas. Todo lo que haga la operación más segura.

En la parte 3 veremos en detalle algunos factores que hacen a las pistas y los aviones que operan en ellas.