UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. PUERTOS Y AEROPUERTOS SEGUNDA UNIDAD AEROPUERTOS ING. JANET SAAVEDRA VERA 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 2 NUEVO CHIMBOTE - 2013 PUERTOS Y AEROPUERTOS CAPITULO II: AEROPUERTOS GENERALIDADES Al estructurar el plan vial de un país, es necesario resolver este problema con, una visión total en los intereses nacionales, teniendo en cuenta que los medios de transportes no son incompatibles, si no que por el contrario se complementan los unos a los otros. Se establece de hecho una competencia y cada una de los medios de transporte saca a relucir sus ventajas para el transporte, ya sea de pasajeros o carga. Así tenemos, los automóviles, tienen grandes ventajas para el transporte de pasajeros, tienen mucha flexibilidad y pueden ascender pendientes mayores que los ferrocarriles, en cambio para el transporte de carga pesada y de gran volumen, el ferrocarril tiene sus ventajas sobre todo cuando de trata de cubrir grandes distancias. Igual forma el transporte aéreo, muchas veces sustituye con ventaja a ambos medios de transporte en grandes distancias y para movilización rápida de pasajeros, correspondencia y carga, el avión no puede ser reemplazado por ningún otro medio de transporte. IMPORTANCIA DEL TRANSPORTE AEREO La disponibilidad del transporte aéreo no solo a proporcionado un servicio, si no que a afectado la economía, a cambiado los puntos de vistas sociales y a ayudado a variar el curso de la historia política. Los cambios sociales experimentados con la aparición del transporte aéreo quizás sean tan importantes como los ocasionados en la economía. Las personas se han unido mas entre sí y de esta manera se a conseguido un mejor entendimiento y comprensión de los problemas interregionales. El transporte aéreo a hecho más factible que los habitantes de un país puedan conocer las culturas y tradiciones de otros países distantes.. ETAPAS EN EL ESTUDIO DE UN AEROPUERTO. De manera general el estudio de un aeropuerto comprende las Siguientes Etapas: I. I. PLANEACION. En esta etapa se estudiara la importancia del transporte aéreo para la población local; el área de influencia del aeropuerto, la estimación de la demanda del proyecto, efecto de los espacios aéreos requeridos, impacto ambiental, ruido y por ultimo el estudio de la capacidad del aeropuerto. DISEÑO. En esta parte se tendrá en cuenta: -Topografía y espacios aéreos - Condiciones meteorológicas: Vientos UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. - II. 3 Plan maestro. Diseño Geométrico: Pistas, calles de rodaje, plataformas. - Diseño estructural de pavimentos. - Tránsito aéreo: Zonas de protección, ayudas, torres de control. - Ayudas visuales: Luminosas, no luminosas. - Area terminal y zona Industrial. CONSTRUCCION. Se tendrá en cuenta: - Procedimiento de construcción. - Cálculo de costos. - Programación de obra. - Control de calidad. - Organización de una obra aeroportuaria. IV: CONSERVACION Y MANTENIMIENTO. Esta etapa es muy importante y no debe ser descuidada en un aeropuerto sobre toda su pista de aterrizaje. PLANIFICACION GENERAL DE AEROPUERTOS. TEORIA DE LA PLANIFICACION. De acuerdo a un análisis vial el plan más eficiente para un aeropuerto, considerado en conjunto, es aquel que proporciona la capacidad necesaria para los movimientos de aeronaves, pasajeros, mercancías y vehículos, junto con la máxima comodidad para los pasajeros y con las menores inversiones de capital y gastos de explotación. La flexibilidad y las posibilidades de ampliación deben considerarse conjuntamente y son fundamentales para todos los aspectos de la planificación. Aún cuando las características particulares de un emplazamiento indicaran que no es posible la ampliación futura, el plan debe continuar adelante y nunca se debe abandonar el requisito en cuanto a flexibilidad, SISTEMA AEROPORTUARIO. La planificación de un aeropuerto es un proceso tan complicado que el análisis de una de sus actividades, sin tener en cuenta la repercusión que pueda tener en las demás, puede acarrear soluciones que no son aceptables. Un aeropuerto lleva consigo una amplia gama de actividades que presentan diferentes y a veces conflictivas necesidades, además estas actividades son interdependientes, es decir que no deben planearse como elementos por separado. El sistema aeroportuario se divide en dos componentes principales: - Zona Aeronáutica. - Zona Urbana En estas se incluyen las pistas de aterrizajes, calles de rodaje, plataformas para aeronaves, edificios en los que los empresarios entregan y reciben pasajeros y donde las autoridades de control realizan sus inspecciones. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 4 En la Sgte. Fig. se muestran las zonas indicadas de un aeropuerto, donde se puede apreciar los flujos de las aeronaves y pasajeros, indicando las partes principales del sistema aeroportuario SISTEMA AEROPORTUARIO ESPACIO AEREO (EN RUTA) ESPACIO AEREO (TERMINAL) PISTAS ZONA DE ESPERA CALLES DE SALIDA POSICION DE ESTACIONAMIENTO (AREA) EDIFICIOS TERMINALES SISTEMA DE ACCESO POR TIERRA AL AEROPUERTO CIRCULACION DE VEHICULOS APARCAMIENTO FLUJO DE AERONAVES FLUJO DE PASAJEROS UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 5 RELACION ENTRE CIUDAD Y AEROPUERTO. La incorporación de las actividades de un aeropuerto en la estructura de la vida Urbana, se ha tornado en un problema complejo. En los inicios del transporte aéreo los aeropuertos estaban ubicados a cierta distancia de la ciudad, que teniendo en cuenta el poco valor del terreno y el pequeño número de obstáculos, permita una máxima flexibilidad en las actividades de aquel. El enorme desarrollo experimentado por el transporte aéreo en sí mismo a provocado nuevos problemas. El fenomenal crecimiento del tránsito aéreo a incrementado la probabilidad de una reacción desfavorable de la comunidad. El mayor tamaño y velocidad de aquellos a dado como resultado el incremento de las necesidades en las aproximaciones y en las pistas, mientras que el aumento de potencia de los motores a originado un inevitable incremento de ruido. Por todos estos problemas, el aeropuerto debe de hacer frente a los que se deriven de asegurar el suficiente espacio aéreo para el acceso por aire, el suficiente terreno para las actividades en tierra y al mismo tiempo el adecuado acceso al área metropolitana. PLAN DIRECTOR DEL AEROPUERTO. Llamado también PLAN GENERAL. El plan director de un aeropuerto es un concepto que explica el desarrollo total de un aeropuerto. La palabra desarrollo incluye el área completa del aeropuerto, tanto para usos aeronáuticos como no aeronáuticos y uso del área adyacente al mismo. Consta de: OBJETIVOS. Reside en suministrar las directivas para la demanda de aviones y que ha de ser compatible con el medio ambiente, desarrollo de la comunidad y otros. Específicamente se define como una guía para: - Desarrollar las instalaciones y servicios de un aeropuerto. - Desarrollo del área adyacente al aeropuerto. - Determinar los efectos ambientales de la construcción del aeropuerto y de su actividad. - Establecer las necesidades de accesos. - Establecer la factibilidad económica y financiera de las actividades que se proponen. - Establecer un orden de prioridad y fases de desarrollo para todos los puntos que se insertan en el plan. La planificación de aeropuerto se basa en una multitud de procedimientos y criterios para evaluar las necesidades. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 6 CONTENIDO. El contenido del plan director varía de acuerdo con su ubicación específica, sin embargo debe de incluirse los Sgtes. Puntos: - Revisión de la demanda, los mismos que deberán incluir las operaciones de aeronaves, numero de pasajeros, volumen de carga y correo y trafico de vehículos (horas puntas). - Desarrollo de las soluciones alternativas para satisfacer de manera razonable las presiones de la demanda: Cada solución alternativa debe de tener encuentra factores tales como el impacto en el medio ambiente, seguridad y economía. - Posibilidad financiera, la posibilidad financiera difiere de la económica, en que no existe garantía de que si el desarrollo propuesto es económicamente factible lo sea financieramente. La prioridad de inversiones debe establecerse entre los mejores a introducir en los diferentes aeropuertos. Frecuentemente el plan director de un aeropuerto se separa de la planificación financiera y de la administración; esta última suele atenerse en cuenta solo cuando se ha adoptado físicamente el plan. - Impacto ambiental en las soluciones alternativas. COORDINACION. Los planes correspondientes al plan director de un aeropuerto atrae el interés de los empresarios privados, organizaciones de la comunidad y usuarios del aeropuerto. Si a estos grupos no se les consulta durante el proceso de creación del plan, probablemente no tendrá éxito al hacerse publico; por ello las partes interesadas deberán tener desde el principio conocimiento de su desarrollo y acceso a toda la información de importancia. RECOGIDA DE DATOS. El primer paso en la preparación del plan director es el de recoger datos de instalaciones y servicios existentes en otros aeropuertos y los correspondientes a los posibles estudios de planificación de la zona. La FFA es una fuente clave de datos en lo referente a volumen de tráfico. PREVISIONES. El plan director debe confeccionarse sobre la base de una previsión; de estas previsiones o demandas se puede establecer las diferentes instalaciones y servicios del aeropuerto. Estas previsiones se hacen a corto, mediano y largo plazo. ANALISIS SOBRE CAPACIDAD DE DEMORA La determinación de la capacidad y demora en los esquemas alternativos para mejorar un aeropuerto existente o establecer uno nuevo, resulta un paso esencial en la confección de un plan director. De la comparación de la demanda con la capacidad se obtiene una in formación básica para determinar las dimensiones de las instalaciones y servicios necesarios. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 7 La proximidad entre aeropuertos, la orientación de las pistas y el tipo de operaciones (VFR ó IFR) son factores que pueden afectar la capacidad de un aeropuerto. NECESIDAD DE INSTALACIONES Y SERVICIOS Las necesidades de pistas de rodadura, plataforma de estacionamiento, edificios terminales, caminos y aparcamientos, se origina a partir de un análisis de demanda y capacidad, de la geometría del aeropuerto y de otras normas que regulan el proyecto de los componentes del mismo. De aquí se obtiene el número, longitud y configuración de las pistas, el número de posiciones de estacionamiento de aeronaves, el tamaño de los edificios terminales para pasajeros, alcances e instalaciones y servicios para la aviación general. Esta información capacita al proyectista para obtener una primera aproximación de la forma y dimensiones totales de un nuevo aeropuerto a la expansión de otro ya existente. IMPACTO AMBIENTAL. El énfasis en preservar el ambiente, requiere que el planificador dedique gran parte de su tiempo y esfuerzo a este tema. Deben establecerse directrices en este sentido, las cuales se han de incorporar mas tarde al plan director por los planificadores y diseñadores de las instalaciones y servicios. Estas directrices deben llevarse a cabo por especialistas en los problemas ambientales. CLASIFICACION DE AEROPUERTOS Se tiene las clasificaciones de la FAA y de la OACI, que son las Sgtes. : PRIMERA CLASIFICACION DE LA FAA. De los estudios realizados por la FAA, se tiene la Sgte. Clasificación, basado en el tipo de servicio: - Personal. Aeropuertos empleados por el gran tráfico de aviones ligeros (hasta 1500 Kgs.) para pequeñas poblaciones o zonas urbanas. - Secundarios. Aeropuertos para aviones mayores (de 1000 a 7500 Kgs.) en vuelos no regulares. - Alimentación. Aeropuertos para servir líneas de alimentación registradas. - Líneas Principales. Aeropuertos que sirven a ciudades pequeñas en líneas aéreas principales. - Continental. Aeropuertos que sirven a los aviones que realizan grandes vuelos sin parada dentro del país. - Intercontinental. Aeropuertos en los que hacen escala los grandes vuelos internacionales. - Expreso Intercontinental. Aeropuertos que sirven el tipo mas elevado de vuelos transoceánicos UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 8 SEGUNDA CLASIFICACION DE LA FAA. Por motivo de normas de trazo geométrico, los aeropuertos se diferencian por sus actividades en dos categorías generales: - Aeropuertos de Aviación Comercial. - Aeropuertos de Aviación General (turismo, negocios, agricultura, etc.) Los aeropuertos de Aviación General se clasifican en: a) Utilitarios: Utilitario Básico- Categoría I. Utilitario Básico-Categoría II. Utilitario General. b) Transporte básico. c) Transporte General. AEROPUERTOS UTILITARIOS. Se define como aquellos que son utilizados por aviones con un peso no superior a los 5700 Kgs., excluyéndolos a reacción. - Aeropuerto Utilitario Básico de Categoría I. Es un aeropuerto con capacidad para acomodar alrededor de 75% de los aviones de hélice de menos de 5700 Kgs. - Aeropuerto Utilitario Básico de Categoría II. Deben tener la capacidad para acomodar aproximadamente el 95% de los con un peso no superior a los 5700Kgs. - Aeropuerto Utilitario General. Debe ser capaz de acomodar realmente todos los aviones de hélice que no tengan un peso superior a los 5700Kgs. AEROPUERTOS DE TRANSPORTE BASICO. Es aquel que puede acomodar aviones de hélice o de turbina hasta 27300 Kgs. de peso bruto. Este tipo de aeropuertos es el indicado para uso de los Jets. de empresas y similares. AEROPUERTO DE TRANSPORTE GENERAL. Es el que acomoda aeronaves dedicadas al transporte, utilizados por la aviación general hasta los 79800 Kgs. de peso o más. PRIMERA CLASIFICACION DE LA OACI. La OACI utiliza un código de letras para clasificar los aeropuertos. Se usa las letras desde la A hasta la E, según la longitud de la pista, al nivel del mar para condiciones atmosféricas tipo: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------LETRAS DEL CODIGO LONGITUD BASICA DE LA PISTA (mts.) A 2100 mts. o mayor B Desde 1500 mts. hasta 2100 mts. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 9 C Desde 900 mts. hasta 1500 mts. D Desde 750 mts. hasta 900 mts. E Desde 600 mts. hasta 750 mts. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------Podrá observarse que tal clasificación no incluye la función o el servicio que realiza. SEGUNDA CLASIFICACION DE LA OACI. La OACI, organismo que agrupa a mas de 120 naciones del mundo y que se encarga de proponer las normas y recomendaciones generales de carácter internacional sobre los distintos aspectos de la aeronáutica civil a clasificado los aeropuertos de la Sgtes. Maneras: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------TIPO NOMBRE AEROPUERTO PESO TOTAL (aeronaves que Puede alojar) -------------------------------------------------------------------------------------------------------------A TRANSOCEANICO Hasta 135 T. M. B TRANSCONTINENTAL Hasta 90 T. M. C INTERNACIONAL Hasta 60 T. M. D NACIONAL Hasta 40 T. M. E LOCAL Hasta 27 T. M. F LOCAL Hasta 18 T. M. Pero que No necesitan balizamiento Nocturno, ni medio de radioNavegación. G LOCAL Hasta 11 T. M. H LOCAL Hasta 07 T. M. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ahora bien, dependiendo del número de habitantes los aeropuertos mas adecuados en cada caso son, según estudios de líneas aéreas establecidas las Sgtes. : -------------------------------------------------------------------------------------------------------------NUMERO DE HABITANTES TIPO DE AEROPUERTO RECOMENDABLE -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 10 Mas De 250,000 A-B ó C De 250,000 - 100000 D De 100,000 - 25000 E-F ó G De 25,000 - 5000 H -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CLASIFICACION DE CIUDADES PARA EFECTOS DE DISEÑO DE AEROPUERTOS A. De acuerdo a sus características económicas. Para facilitar los estudios para aeropuertos, las poblaciones se clasifican en: 1. Centros Comerciales: ciudades en el que el comercio al por mayor constituyen la actividad económica predominante. 2. Centros Industriales: ciudades en que la actividad predominante es la fabricación. 3. Ciudades Equilibradas: en las que la situación se aproxima a la media, tanto en comercio como en industria y que la población se mantiene principalmente a base de actividades secundarias. B. De acuerdo al tamaño. 1. Tamaño A. grandes distritos metropolitanos con una población de 250000 hab. o más. 2. Tamaño B. Pequeños distritos metropolitanos con una población comprendida entre 50000 - 250000 hab. 3. Tamaño C. ciudades con población comprendida entre 25000 - 50000 hab. 4. Tamaño D. ciudades con población de 10000 - 25000 hab. 5. Tamaño E. Comunidades con población inferior a los 10000 hab. Del estudio de las estadísticas mundiales se ha sacado en conclusión que el número de pasajeros aéreos anuales por cada 1000 hab. de una población es aproximadamente de 200 hab. Para poblaciones con más de 300000 hab. y de 100 para poblaciones con menos de 300000 hab. AERONAVES Las aeronaves son los aparatos que unas los aeropuertos. Existen aeronaves comerciales y militares. En el curso nos ocuparemos solamente de las aeronaves comerciales. CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE UNA AERO NAVE Para planificar las instalaciones y servicios de un aeropuerto es esencial conocer las características generales de las aeronaves que van ha utilizar dicho aeropuerto. En el proyecto de un aeropuerto, las características del avión que influyen, son: PESO. El peso de un avión es importante para poder determinar el espesor de la pista de las calles de rodajes y de las plataformas de estacionamiento de aviones. TAMAÑO. La embergadura y la longitud del fuselaje influyen en las dimensiones de las plataformas de estacionamiento de los, que a su vez influyen en la en la configuración de los edificios terminales (Geometría del Aeropuerto). UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 11 El tamaño de un avión también condiciona el ancho de las pistas y calles de rodajes, así como las distancias que deben existir entre ellas. CAPACIDAD. La capacidad de pasajeros juega un papel importante al considerar las dimensiones interiores y adyacentes al edificio terminal. PROPULSION Y SISTEMA MOTRIZ GENERADOR DE LOS AVIONES. MOTOR DE EMBOLO O DE PISTON: Este término se aplica a todos los aviones de hélice, alimentados con gasolina y motor alternativo. La mayoría de los pequeños aviones utilizados en la aviación general son de este tipo. TURBO HELICE: Este término se aplica a los aviones de hélice movidos por motores de turbina. Algunos motores de la aviación general y algunos de los primeros aviones de las líneas aéreas pertenecen a este tipo. TURBORREACTOR: El término hace referencia a aquellos aviones que no dependen de la hélice para su empuje, si no que lo obtienen de un motor de reacción. TURBORREACTOR CON SOPLANTE: Se llama así, cuando se añade un ventilador en la parte delantera o trasera de un turbo reactor. Casi todos los aviones de transporte comercial están accionados por TURBORREACTORES CON SOPLANTE. CARACTERISTICAS DE UN MOTOR A REACCION. Como ya se a indicado, los motores a reacción puede ser TURBORREACTORES y TURBORREACTORES CON SOPLANTE. a) Turborreactor.- Las partes fundamentales de un turborreactor son: Compresor, Cámara de combustión, turbina situada en la parte posterior del motor. b) Turborreactor con Soplante.- Es en esencia, Turborreactor al que se añaden alabes de gran diámetro, que se sitúan corrientemente delante del compresor. AERONAVES COMERCIALES En estos últimos tiempos, las aeronaves comerciales han aumentado su tamaño, velocidad y su capacidad. La mayor parte de las aero líneas cuentan con aparatos subsónicos y supersónicos. Dentro de los subsónicos tenemos al BOEING 747 y dentro de los supersónicos tenemos al CONCORDE y al TUPOLEV 144. COMPONENTES DEL PESO DE UNA AERONAVE. Al Ing. le interesa conocer los componentes básicos que constituyen el peso de un avión cuando este despega o aterriza, ya que el peso es uno de los factores más importantes que intervienen en la longitud de la pista de aterrizaje. A continuación se tienen los diferentes pesos de un avión en las diferentes operaciones. - Peso del avión en vacío, preparado para prestar servicio. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. - 12 Carga de pago. Peso del avión sin combustible. Peso del avión en estacionamiento. Peso máximo estructural de aterrizaje. Peso máximo estructural de despegue. PESO DEL AVION EN VACIO.- Este peso se refiere al peso básico del avión, incluyendo la tripulación y todo equipo necesario preparado para el vuelo, pero sin tener en cuenta la carga de pago y el combustible. Este peso no es una constante en el caso de aviones de pasajeros, ya que varía con la disposición de los asientos. CARGA DE PAGO.- Es el total de la carga que produce ingresos e incluye a los pasajeros, correo, paquetería y carga en general. Teóricamente, esta carga es la diferencia entre el peso del avión sin combustible y el peso del avión en vacío. PESO DEL AVION SIN COMBUSTIBLE.- Es aquel por encima del cual, todo otro peso adicional, debe serlo de combustible, de tal manera que cuando el avión se encuentra en vuelo, los momentos flectores en los puntos de ENTRONQUE del fuselaje con las alas no sean excesivos. PESO DEL AVION EN ESTACIONAMIENTO.- es el peso máximo que se le permite al avión para iniciar el rodaje en tierra. Mientras el avión rueda desde la zona de estacionamiento hasta la pista de despegue quema combustible y consecuentemente pierde peso. La diferencia entre el peso máximo estructural al despegue y el peso del avión en estacionamiento es muy insignificante. PESO MAXIMO ESTRUCTURAL DE ATERRIZAJE.- Es el paso que expresa la capacidad estructural del avión al aterrizar. Normalmente los trenes de aterrizaje de un avión de transporte están estructuralmente proyectados para un peso menor que el peso máximo estructural de despegue. Esto es debido a que el avión pierde peso en ruta, al quemar combustible. PESO MAXIMO ESTRUCTURAL DE DESPEGUE.- Es el peso que expresa la capacidad estructural del avión al despegar. No resulta económico diseñar el tren principal de un avión para que soporte el peso máximo estructural de despegue durante el aterrizaje, puesto que esta situación ocurrirá raramente. Si ocurre, como en el caso de un avión que empieza a funcionar mal después del despegue, el piloto debe de arrojar el combustible antes de volver al aeropuerto, para no sobrepasar el peso máximo estructural de aterrizaje. EL COMBUSTIBLE. Una parte del peso del avión al comenzar el despegue , lo forma el combustible. Las necesidades de ese combustible puede diferenciarse en dos partes: La primera en la cantidad de combustible necesario para hacer el viaje. La segunda son las reservas que la FAR (Federal Aviation Regulation) regula según las disposiciones del gobierno. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 13 El combustible para el viaje depende de: La distancia que va a cubrir, de la velocidad, de las condiciones metereológicas (Vientos, Temperatura), de la altitud de la que el avión va volando y de la carga de pago. La reserva del combustible depende de: La distancia del aeropuerto alternativo, de la cantidad de tiempo que el avión debe esperar para aterrizar y en los vuelos internacionales de la etapa. Puede verse que el peso de un avión se compone de: - Peso del avión vacío, preparado para prestar servicio, y - De tres variables: . Carga de pago. . Combustible para el viaje. . Reserva de combustible. Al aterrizar el peso de un avión es la suma de: - Peso del avión para prestar servicio. - La carga de pago. - La reserva del combustible, suponiendo que el avión aterriza en su destino y no se deriva a un aeropuerto alternativo. El peso de despegue es la suma de: - El peso de aterrizaje. - La del combustible para el viaje. La siguiente tabla suministra una estimación aproximada de la distribución de los componentes del peso de un avión: % DEL PESO DE DESPEGUE PESO EN VACIO OPERATIVO RECORRIDOS CORTOS RECORRIDOS MEDIOS LARGOS RECORRIDOS CARGA DE PAGO COMBUSTIBLE PARA EL VIAJE RESERVA DE COMBUSTIBLE 66 24 6 4 59 16 21 4 43 10 42 5 Se observará que según aumenta el recorrido de un avión, así aumenta la proporción del combustible para el viaje, en relación con el peso de despegue, mientras que disminuye la proporción de la carga de pago. PESO PROPIO SOBRE EL TREN PRINCIPAL Y EL DE PROA. La distribución de la carga entre el tren de aterrizaje principal y el de proa, depende del tipo de avión y del punto donde se encuentra el centro de gravedad del mismo. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 14 Para algunos aviones de gran peso, existe una posición del centro de gravedad anterior y posterior entre las que el avión puede cargarse para el vuelo, manteniendo la estabilidad. En este caso, la distribución del peso entre dos trenes de aterrizaje no es una constante. Al proyectar el pavimento de la pista se hace la hipótesis de presumir que el 10 % del peso queda absorbido por el tren de aterrizaje de proa y el resto por los trenes de aterrizaje principales (90 % ). Según esto, si existen dos trenes, cada uno de los trenes principales soportará el 45 % y ambos soportarán el 90 % del peso total. EJEMPLO. El peso de despegue del avión A300B es 136, 000 kg. Determinar los pesos que inciden en los trenes de aterrizaje. SOLUCION. Sabemos que en el tren de proa incide, incide el 10 % del peso de despegue, o sea 13,600kg. El 90 % de peso incide en el tren principal o sea 122,400 Kg. , por lo que cada tren de aterrizaje debe de absorber 61,200 kg. El tren principal de este avión tiene cuatro ruedas, luego se supone que cada una de ellas debe de absorber una fracción igual de peso, en este caso: 61,400/4 = 15,300 Kg. RADIOS DE GIRO. Para determinar las posiciones de los aviones en la plataforma de estacionamiento adyacente al edificio terminal y establecer la trayectoria a seguir por el avión en cualquier lugar del aeropuerto, se hace necesario comprender la geometría del movimiento de un avión. Los radios de giro son función del ángulo de dirección del tren de aterrizaje de proa del avión. Las distancias desde el centro de rotación a las distintas partes del avión, tales como los extremos de las alas, la proa o la cola, dan diferentes radios. El radio mayor es el más decisivo desde el punto de vista de espacio libre respecto a los edificios u otros aviones aparcados. El radio de giro mínimo corresponde al máximo ángulo de dirección del tren de proa que viene especificado por el fabricante del avión. Los ángulos máximos varían de 60 a 80. El centro de rotación puede determinarse fácilmente dibujando una línea a lo largo del eje del tren de aterrizaje de proa y en cualquiera de los ángulos direccionales que se desee, el punto de intersección de esta línea con la del eje de los dos trenes principal, nos dan el centro de rotación . (+) Algunos de los nuevos y grandes aviones tienen la capacidad de hacer pivotear el tren principal cuando efectué giros muy agudos. El efecto de este pivotamiento es el de reducir el radio de giro. Loa radios de giros mínimos no se utilizan en la práctica, frecuentemente, debido a que la maniobra produce un desgaste excesivo de neumáticos y en algunos casos llegan a desgastarse el pavimento. Se aconsejan los ángulos de 50. En la siguiente tabla, se dan los radios de giro máximos para algunos aviones de transporte: UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 15 AVION ANGULO MAXIMO ROTACIONAL EXTREMO DE ALAS RADIOS (m) MORRO COLA (*) DC-9-32 B-727-200 DC-8-63 DC-10-10 B-747-A 82 78 67 68 70 16.90 21.60 33.60 34.60 42.70 18.60 24.20 30.20 31.90 33.20 19.50 24.20 33.40 30.80 81.80 (*) Desde el centro de rotación. (+) Cuando existen más de dos trenes de aterrizaje como, por ejemplo, en el B-747, el eje se dibuja equidistante de los dos. NOTA: Puede observarse en la tabla que el radio correspondiente al extremo del ala, no siempre es el mayor de los tres radios apuntados. VELOCIDAD DE UN AVION Se ha hecho referencia de varios modos, a la velocidad del avión, pero básicamente se conocen dos velocidades: - Velocidad del avión, respecto a tierra. - Velocidad del avión, respecto al aire. Existen dos velocidades respecto al aire: - La verdadera (TAS). Esta velocidad puede hallarse con la ayuda de tablas. A groso modo, se puede sumar a la VELOCIDAD INDICADA el 2% de dicha velocidad por cada 300 mts. Por encima del nivel del mar y se obtendrá así la velocidad real. - La indicada (IAS). Es la velocidad que se tiene indicada en los tableros de la cabina del avión. La velocidad del sonido no es una velocidad constante, dependiendo de la temperatura. Según desciende la temperatura, así desciende la velocidad del sonido que a 0ºC es de 1194 km/h. La velocidad del sonido puede calcularse según la siguiente fórmula: Vs = 53.75 T Km/h = 33.4 T Millas/h = 29.00 T Nudos En la que T es la temperatura en unidades Rankine. VIENTO DE COSTADO - DERROTA - RUMBO UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 16 Las operaciones de aterrizaje y despegue que realiza un avión en el aeropuerto normalmente se deben realizar en contra de la dirección del viento. Si consideramos que un avión se está aproximando a una pista de aterrizaje, de acuerdo con la siguiente figura se tiene: Vh MORRO Vc VIENTO DERROTA Vc PISTA RUMBO RUMBO: Dirección a la que apunta el morro. DERROTA: Proyección sobre el suelo de la trayectoria de aproximación del avión hacia la pista y en una prolongación del eje de la pista. VIENTO DE COSTADO0 : Llamado también viento transversal, se define como la componente del viento que forma ángulo recto con la derrota (Vc ) . UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 17 En la figura anterior se puede observar la relación existente entre estos tres conceptos. Con el objeto de que el avión no se desplace lateralmente fuera de la derrota, debido al viento, aquel debe formar un ángulo α Con la derrota , la magnitud de este ángulo puede obtenerse de la relación: Sen α = Vc/Vh , donde, Vc = Velocidad viento de costado en Km/h. Vh = Velocidad real del avión respecto al aire en Km/h . α = Angulo de deriva. Vt = Velocidad real del avión respecto del aire a lo largo de la derrota y es igual a: Vt = Vh x Cos α Con el objeto de conseguir un buen aterrizaje el piloto debe de reducir el ángulo de deriva a 0º00´00'' , justamente antes de tocar el suelo. ATMOSFERA TIPO: En el desarrollo del proyecto para un aeropuerto, el proyectista se encontrará con otro término aeronáutico, que es la atmósfera tipo. Las características reales de la atmósfera varía día a día y según los lugares, pero por conveniencia práctica y para comparar las actuaciones de los aviones se a adoptado por convenio una atmósfera tipo. Estas atmósferas tipo representan las condiciones medias que se encuentran en la atmósfera real de un punto geográfico particular. La atmósfera tipo más frecuente es la propuesta por la OACI. - En ésta se supone que desde el nivel del mar hasta una altitud de unos 11,000 metros, la temperatura decrece linealmente (Troposfera). Por encima de éstos 11,000 m. Y hasta cerca de los 20,000 m. La temperatura se mantiene constante (Estratosfera). Por encima de los 20,000 m. La temperatura decrece. En la Troposfera la atmósfera tipo se define de la siguiente manera: - La temperatura a nivel del mar es de 15ºC. La presión a nivel del mar es de 760 mm.mercurio. El gradiente de temperatura desde el nivel del mar hasta hasta la altitud a la que la temperatura llega a -56.5ºC es - 0.0065ºC por metro. (-0.003566º F por pie). Y por encima el gradiente es nulo. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 18 La relación siguiente da la presión tipo en la Troposfera (hasta la temperatura de 56.5ºC). 5.2561 Po/P = (To/T) Donde: Po = Presión tipo al nivel del mar. P = Presión tipo a una altura específica. To = Temperatura tipo al Nivel del mar. T = Temperatura tipo a una altura específica. En la fórmula la temperatura deberá ser la absoluta ó medida en unidades Rankine. ALTITUD DE PRESION. Los datos para la operación de despegue de los aviones están relacionados con la altitud de presión. La razón de ello es que el funcionamiento del avión depende de la densidad del aire. La altitud de presión se define como la altura correspondiente a la presión de la atmósfera tipo. Por ello, si la presión atmosférica es de 760 mm. m. La altitud de presión es cero. Para fines de planificación de un aeropuerto, es suficiente suponer que las altitudes geográficas y barométricas son iguales; a menos que las altitudes de presión de un determinado lugar sean bajas casi siempre. AEROVIAS. Loa aviones vuelan de un punto a otro siguiendo rutas determinadas, que se conoce con el nombre de AEROVIAS O RUTAS PARA REACTORES. Inicialmente a las aerovías se les asignaba un color. Las aerovías principales este-oeste eran verdes; las norte-sur eran de color ambar; las líneas secundarias este-oeste eran de color rojo y la norte-sur de color azul. Después a cada aerovía se le asigno un número, Ejm. La verde tenia el Nº 3, la roja el Nº 4,etc. A cada aerovía se le asigno un nivel de altitud desde tierra, estas aerovías quedaban definidas según cuatro radiales de baja y media frecuencia (LF/MF). La coloración de las aerovías, quedo desfasado cuando a los aviones se los equipa con las aerovías Victor, que ofrece las Sgtes. Ventajas: - Los VOR (Instalaciones en tierra con equipos omnidireccionales de alta frecuencia),están relativamente libres de interferencias estáticas. - Para el piloto es mucho más fácil determinar su posición relativa con una estación VOR que con el radiofaro direccional LF/MF. Cuando las rutas se sitúan en un plano o carta aeronáutica se llama: RUTA PARA REACTORES. En la actualidad existen las aerovías VICTOR y las RUTAS DE REACTORES, ambas necesitan de la misma instalaciòn, aunque para las rutas de reacción se necesitan un número menor de estaciones. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 19 CONTROL DEL TRAFICO AEREO. Con el objeto de que el Ing. Que proyecta un aeropuerto comprenda la importancia que tiene en su planificación el control del trafico aéreo se vera brevemente como esta establecido dicho control, como se dirige y funciona, así como las principales ayudas a la navegación aérea. La importancia del control del trafico aéreo y sus problemas, se pone de relieve en el hecho de que cualquier variación en la orientación de las pistas de aterrizaje de un aeropuerto existente ó la construcción de nuevos aeropuertos , requiere la opinión de los expertos del control del tráfico. Este es particularmente cierto, en las grandes áreas metropolitanas donde existen varios aeropuertos. En la Actualidad, la FAA mantiene y pone en servicio el sistema de aerovías de los EE:UU. Al proporcionar control y servicio de navegación para el movimiento del tráfico aéreo en las aerovías, la FAA a creado un sistema integral de estaciones de radio, radar,sistemas de aterrizaje instrumental, centros de control de ruta, torres de control de aeropuertos, información metereologica continua y una serie de reglamentos para la utilización de las mismas REGLAS DE VUELO Se prescribe dos tipos básicos de reglas de vuelo para el tráfico aéreo: - VFR :Reglas de vuelo visual. - IFR : Reglas de vuelo Instrumental. VFR : En términos generales significa que las condiciones atmosféricas son lo suficientemente buenas como para que el avión pueda maniobrar de una manera segura y por si solo con los medios visuales. IFR : Las condiciones prevalecen cuando la visibilidad ó el techo de nubes están por debajo de las condiciones prescritas en las VFR. En condiciones IFR , la segura separación entre aeronaves, es responsabilidad del personal de control, mientras que en le caso VFR, corresponde al piloto. En condiciones VFR, casi no existe el control del tráfico aéreo y los aviones maniobran según el principio de ver y ser vistos. El verdadero control se ejerce cuando hay que utilizar las condiciones IFR. Obligatoriamente, estas reglas requieren la asignación de rutas específicas, altitudes y separaciones mínimas entre aviones. En las proximidades de los aeropuertos, el control directo del espacio aéreo se conoce con el nombre de área terminal de control (TCA). Las reglas de vuelo instrumental requieren que, antes de la salida del avión el piloto de acuerdo con el centro del control de tráfico aéreo proponga un plan de vuelo en le que se indica: El destino del avión, la ruta a seguir y las alturas deseadas. Este plan de vuelo se actualiza continuamente a lo largo de la ruta a seguir. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 20 SELECCIÓN DE EMPLAZAMIENTO DE UN AEROPUERTO El ingeniero que tenga a su cargo la selección del lugar conveniente para un nuevo aeropuerto debe de establecer primeramente una serie de criterios que servirá de guía a la hora de determinar la exacta ubicación y sus dimensiones . La mayor parte de estos criterios, sin embargo, también pueden aplicarse a las ampliaciones de los aeropuertos existentes. El emplazamiento de un aeropuerto estará condicionado a los siguientes factores: 1.- Tipo de desarrollo del área circundante 2.- Condiciones atmosféricas 3.- Disponibilidad de terreno para ampliación 4.- Accesibilidad al transporte terrestre 5.- Presencia de otros aeropuertos en la zona 6.- Obstrucciones circundantes 7.- Economía en la construcción 8.- Disponibilidad de medios 9.- Proximidad de demanda aeronáutica. Veamos cada uno de ellos 1.- Tipo de desarrollo del área circundante Este factor es extremadamente importante, ya que la actividad de un aeropuerto, desde el punto de vista del ruido, en particular, suele ser el de mayores objeciones por parte de los vecinos cercanos al aeropuerto, por lo tanto, es esencial hacer un estudio de los usos actuales y futuros de los terrenos adyacentes. Aquellos emplazamientos que ofrecen una gran compatibilidad con las actividades del aeropuerto son los que tienen prioridad. Se debe establecer contactos con las autoridades y entidades de planificación, a fines de obtener planos de la actualización, presente y futura de los terrenos. Siempre que sea posible, debe evitarse la proximidad de áreas residenciales y colegios. En aquellos emplazamientos en los que el desarrollo esta muy diseminado, deberá considerarse la posibilidad de redactar las ordenes pertinentes que controlen la utilización de los terrenos de los terrenos adyacentes al aeropuerto con el objeto de evitar conflictos. En la Red de Comunicaciones de una comunidad, el aeropuerto es esencial e incluso es una parte integral de la misma. De aquí, el que este sujeto a los mismos principios y reglas a las que están sujetos los demás elementos de un plan comunitario y deban de coordinarse con los planes tanto existentes como futuros. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 21 Resultaría conveniente establecer una zona de separación entre las pistas, rodaduras, zonas de estacionamiento, etc. y los limites de propiedad del aeropuerto, con objeto de que por lo menos se atenuaran parcialmente los ruidos originados por las actividades de aquel. El ruido es un factor de gran importancia cuando se prevén operaciones con aviones a reacción En algunas áreas urbanas de importancia, la FAA ha marcado sendas de vuelo especificas para los aviones que lleguen y salgan del aeropuerto y se ha establecido un reglamento a escala internacional. Los fabricantes de aviones y motores conocen bien el problemas y se esfuerzan en reducir el ruido teniendo en cuenta la economía de los operaciones y la seguridad del avión. La FAA expresa, que con el objeto de que el problema del ruido no sea un importante para el desarrollo de la aeronáutico civil y comercio aéreo y para el bienestar de las comunidades, organismos gubernamentales deben tomar las medidas necesarias para prevenir que los desarrollos urbanos lleguen al área del aeropuerto y particularmente en aquellas áreas que se encuentran bajo los sectores de aterrizaje y despegue de las pistas para reactores. Para proteger las inversiones del gobierno en los aeropuertos públicos, al mismo tiempo que las personas y propiedades en tierras, resulta vital que se tomen todas las medidas oportunas que inciten al uso en las proximidades de los aeropuertos de modo compatible con los niveles de ruido que deben esperar se en las operaciones de los reactores. 2.- Condiciones Atmosféricas La presencia de niebla, bruma y humo reduce la visibilidad y por lo tanto produce el efecto de disminuir la Capacidad de Trafico del aeropuerto ya que la capacidad cuando existe poca visibilidad es menor que cuando la visibilidad es buena. La niebla tiene tendencia a establecerse en las áreas donde existe poco viento, siendo posible que la falta de este viento sea la topografía circundante de igual manera la bruma y el humo están presentes en las proximidades de las grandes zonas industriales. 3.- Disponibilidad de Terreno para Ampliación En un campo tan dinámico como la aviación , resulta necesario adquirir o llegar a poder adquirir en el futuro el suficiente terreno para que el aeropuerto pueda expandirse. Históricamente según fueron aumentando las dimensiones de las aeronaves y creciendo el volumen de trafico, las pistas tuvieron mas longitud, las instalaciones de los terminales crecieron y hubo que proporcionar un mayor numero de instalaciones y servicios. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 22 Analizada, la distancia del emplazamiento del aeropuerto respecto al centro urbano, tendrá que determinarse la disponibilidad de terrenos de extensión suficiente para satisfacer las necesidades actuales del aeropuerto y su posible expansión futura, además del costo de adquirir este terreno. La extensión necesaria para el aeropuerto depende del numero y longitud de las pistas y de las exigencias en cuanto a las instalaciones. Si un aeropuerto esta funcionando de acuerdo a su capacidad, hay que prever que sirva de base a 100 o 175 aviones de manera que la extensión necesaria para aparcamientos y hangares es por si sola de cierta importancia. A continuación, se da algunas cifras aproximadas para las exigencias en cuanto a extensión basada en los valores medios de los aeropuertos existentes y que pueden utilizarse como guía aproximada. TIPO DE AEROPUERTO TIPOT Personal Secundario Alimentación Línea Principal Expreso Continental EXTENSION APROXIMADA (Ha) 20 - 60 60 - 100 100 - 160 160 - 240 240 - 320 400 – 1,200 La ampliación de un aeropuerto existente o construir uno nuevo, requiere de disponer terrenos adecuados. Esto se logra : - - Estudiando mapas aeronáuticos, geográficos, de carreteras y fotográficos, así como fotografías aéreas, etc. Estudiar mapas topográficos para determinar las zonas que presentan pendientes y drenajes adecuados. Examinar mapas geológicos que muestran la distribución de los diversos tipos de suelos y de rocas. Determinar el emplazamiento y disponibilidad de materiales de construcción, canteras, etc. Determinar el valor general de los terrenos, según las diversas zonas y su utilización (residencial, agrícola, ganadera, industrial, etc.). 4.- Acceso al Transporte Terrestre Una de las primeras exigencias del emplazamiento de un aeropuerto que ha de servir a una población, es que sea accesible al publico. Esta exigencia es naturalmente necesaria para el aeropuerto este en posición favorable para su coordinación con otros medios de transporte : carreteras, ferrocarriles, navegación. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 23 Una coordinación máxima con los demás medios de transportes situara al aeropuerto tan próximo como sea posible al centro de población, de forma que puedan coordinarse adecuadamente los horarios de autobuses, trenes y vuelos, evitando retrasos en los transbordo de pasajero y carga. La principal ventaja del transporte aéreo es el ahorro de tiempo tanto para los vuelos privados como los comerciales y para que esta ventaja alcancé sus máximas proporciones es esencial que el aeropuerto ocupe un emplazamiento fácilmente accesible situado próximo al centro de la población. Para ver esta importancia de la accesibilidad, veamos un ejemplo : El tiempo total necesario para viajar de puerta en puerta de una casa a una ciudad a otra en un centro de población diferente – una distancia de X Kilómetros – a una velocidad media de 60 Km./h en automóvil es X/60 horas. Suponiendo que el tiempo de transporte terrestre entre las casas y el aeropuerto en cada extremo del vuelo sea de 15 minutos y que la velocidad media del avión es de 135 Km./h. ¿Qué mínima distancia haría ventajoso el vuelo para el viajero teniendo en cuenta solamente el factor tiempo. En estas condiciones no existiría ahorro de tiempo si la distancia X fuera de 55 Km. y ha de lograrse un ahorro considerable de tiempo – digamos por ejemplo 15 minutos – la distancia mínima seria de 81 Km. Por consiguiente, si al utilizar el avión para ir al trabajo y otros vuelos a corta distancia ha de ser atractivo para el publico, el aeropuerto debe estar a un tiempo máximo de 15 o 20 minutos del centro de la población que ha de servir. Considerando que gran parte de este transporte debe realizarse conduciendo a través del trafico relativamente denso, el aeropuerto debe estar emplazado, con frecuencia dentro de un radio de, aproximadamente, 6 Km. del centro de la población. El tiempo que se debe utilizar se considera 15 minutos en el caso de ciudades europeas y de 30 minutos en el caso de ciudades americanas. Es importante a notar que se puede considerar 30% por perdidas en lo que respecta a la compra de boletos, entrega de equipaje, tanto para los vuelos nacionales e internacionales, aduana, cambio de moneda extranjera, sanidad, etc. Entonces, como se ha visto, el tiempo que el pasajero tarda en llegar desde su punto de origen al aeropuerto, hay que tenerlo en cuenta. En muchos casos, el tiempo para realizar el recorrido en tierra excede notablemente del que se emplea en el transporte aéreo y claro esta que con la introducción de los transportes a reacción, el margen a aumentado aun mas. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 24 Debido a la falta de concentración de orígenes y destino de pasajeros aéreos en un área metropolitana y la popularidad del automóvil como medio individual de transporte , ha hecho que le transporte público no haya crecido mucho .Sin embargo , como el transporte aéreo sigue creciendo, el volumen de pasajeros puede llegar a ser tan grande que se haga necesario medios espaciales de transporte para desplazarse al aeropuerto. Esto es lo que ocurre especialmente en las grandes zonas urbanas , siempre que l apunta normal en los periodos de tráfico de vehículos coincida con las puntas de periodos de tráfico en el aeropuerto. En algunas ciudades existe un tren que conecta al aeropuerto con una terminal en el centro de la ciudad. Otras ciudades ya están preparando instalaciones similares y aunque dichas instalaciones son indudablemente onerosas y quizás no lleguen a poder justificarse económicamente bajo el punto de vista de servir tan solo al aeropuerto, también es verdad que podrán llegar a ser útiles en el futuro como parte de un medio de transporte rápido para el conjunto del área metropolitana. Resumiendo, se puede decir que el estudio de la situación del aeropuerto con respecto al centro urbano involucra dos puntos principales: a) Su distancia al mismo y b) Su orientación con respecto a él. Su distancia, está relacionada con el tipo y vías y el tiempo en el recorrido terrestre , ya analizado. Con relación a la orientación del aeropuerto respecto a las ciudades, es necesario tratar de evitar que el aeropuerto quede localizado de tal modo que los vientos dominantes soplen de las zonas industriales hacia el mismo, ya que ello sería causa de la formación de nieblas y humos sobre el aeropuerto, haciendo difícil su utilización. Tiempo de viaje aéreo A Aeropuerto B Aeropuerto A Tiempo de viaje puerta a puerta B UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 25 5) Presencia de otros aeropuertos en el área Cuando se va a seleccionar la ubicación de un aeropuerto nuevo o cuando se va a ampliar el número de pistas de uno ya existente, debe de tenerse en cuenta la presencia de loas restantes aeropuertos existentes ya en esa área. Los aeropuertos deben de situarse a una distancia suficiente uno de otro para prevenir que los aviones que estén realizando un aterrizaje en un aeropuerto interfieran con las operaciones de las aeronaves de los otros aeropuertos. La distancia mínima entre aeropuertos depende por completo del volumen y tipo de tráfico y de si los aeropuertos están equipados para operar bajo condiciones de baja visibilidad (IFR) Las operaciones en el aire son muchísimo mas complicadas durante los periodos de poca visibilidad. En condiciones de vuelo instrumental , el control de tráfico separa a los aviones en las aerovías y mantiene el control hasta que cada uno y en su turno puede intentar la aproximación instrumental al aeropuerto. La disposición de varios aeropuertos en un área metropolitana puede tener gran influencia en sus respectivas capacidades. Si están situados muy cerca uno de otro pueden estorbarse entre ellos el punto de que dos aeropuertos pueden llegar a mantener mas capacidad , en condiciones IFR, que la que tuviera uno solo. La ubicación de un aeropuerto debe de estar armonizada con la configuración del tráfico de sus aerovías si se desea que no es dé lugar a conflictos en las corrientes del tráfico. Resulta imperativo el que el ingeniero proyectista consulte con la FAA sobre la conveniencia de la ubicación de un aeropuerto con relación al control del tráfico aéreo. A manera de ilustración , se tiene por ejemplo, si hay que construir un aeropuerto de Línea Principal para satisfacer las necesidades en cuanto a transporte aéreo comercial, o si ya existe un aeropuerto de este tipo y han de construirse uno o dos aeropuertos personales adicionales para absorber los vuelos privados y las escuelas de entretenimiento. Debe evitarse la interferencia del tráfico de dos aeropuertos cualquiera, lo que requiere que la distancia mínima entre aeropuertos para operaciones de contacto sea igual a la suma de los radios de sus características de tráfico. RR r P1 S1 1 milla terrestre = 1,609 m. = 1.61 Km R+r UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 26 En la siguiente tabla se indican en los radios de la zona de acceso de los diferentes aeropuertos AEROPUERTO Personal Secundario Alimentación Línea Principal Expreso Continental Intercontinental Expreso Intercontinental RADIO DE LA ZONA DE ACCESO 1.6 Km. = 1 milla 1.6 Km. = 1 milla 3.2 Km. = 2 milla 4.8 Km. = 3 milla 4.8 Km. = 1 milla 6.4 Km. = 4 milla 6.4 Km. = 4 milla 6.4 Km. = 4 milla De esta forma, la distancia entre el aeropuerto de Línea Principal y el Personal más próximo debe ser como mínimo: 4.8 +1.6 = 6.4 Km., mientras que los aeropuertos personales pueden estar separados solamente: 1.6 +1.6 = 3.2 Km. El número de aeropuertos adicionales de este tipo a prever presente en sí mismo un considerable problema. Está determinado fundamentalmente por el tamaño y características económicas de la población. También deben tenerse en cuenta influencias locales mercantiles y el interés público en los vuelos privados. Por lo tanto , entre los posibles emplazamientos de aeropuertos de tipo superior . Cuando es posible elegir varios sitios para cualquiera de los aeropuertos en estudio, no solamente debe estudiarse que el emplazamiento se a el adecuado, sino tener también en cuenta los probables costos de ampliación. 6) Obstáculos en las Inmediaciones Los emplazamientos de aeropuertos deben de seleccionarse de tal manera que las aproximaciones necesarias en su desarrollo final, estén libres de obstáculos o puedan despejarse en el caso que existan. La disposición y protección de unas aproximaciones adecuadas al aeropuerto necesitarán restricciones de altura e los alrededores del mismo y en línea con las pistas. Deberán tomarse medidas e la fase de planeamiento para evitar la posibilidad de creación de futuras construcciones a los aviones que utilicen al aeropuerto. La adquisición de los bienes inmuebles necesarios para proteger los accesos no es, obviamente, económicamente factible. De aquí el que la zonificación de las restricciones de altura deba iniciarse tan pronto como el emplazamiento haya sido elegido. Los espacios libres que se requieren en las aproximaciones a las pistas y en las áreas de maniobra directamente por encima y adyacentes al aeropuerto , quedan perfectamente fijadas por la FAA en la FA Part. 77. Las zonas despejadas en las finales de las pistas son las áreas que comprenden las porciones interiores de las superficies de aproximación de la pista y cuyas dimensiones se pueden ver en la siguiente figura: UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 27 Area de aproximación (Part. 77 ) Pista W1 61 m w2 W2 L (Zona despejada de la pista ) ZONA DESPEJADA DE OBSTACULOS DE UNA PISTA (FAA) CATEGORIA (&) W1 (m) 1.- Precisión Instrumental 3.05 2.- No precisión instrumental , para aeropuertos 305 mayores que los utilitarios con visibilidad mínima de 1.2 Km. 3.- No presentan instrumental para aeropuertos 305 mayores que los utilitarios con visibilidad mínima mayor que 1.2 Km. 4.- Aproximación visual para aeropuertos mayores 305 que los utilitarios . 5.- Aproximación no de precisión para aeropuertos 152.5 utilitarios. 6.- Aproximación visual para aeropuertos utilitarios. 76.2 W2 (m) 533.4 460.2 W3 (m) 762.0 518.2 434.3 518.2 335.3 305.0 243.8 305.0 137 305.0 (&) Para descripción de las categorías ver los requerimientos de las zonas despejadas de obstáculos. (a)La longitud de la zonas despejada de obstáculos es terminada por la distancia requerida para alcanzar de 15 m en la superficie de aproximación. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 28 Es necesario que a autoridad del aeropuerto tenga un adecuado interés de posesión en cuanto respecto a las áreas despejadas, con objeto de que puedan cumplirse que el área quede protegida de futuras dificultades. Este adecuado interés puede serlo en forma de dominio absoluto ( el mas preferido) o en arriendo ( a largo plazo ) o cualquier otra forma de capacidad legal que prevenga las obstrucciones futuras en la zona despejada de la pista. En general , a causa de las grandes extensiones de terreno que abarcan los aeropuertos 15 Km. ( 50,000 pies) a lo largo de los ejes de las pistas , a partir de sus límites , es difícil conseguir terrenos que ofrezcan todas las márgenes deseadas y, en consecuencia, tiene que evitarse accidentes del relieve ,tales como elevaciones del terreno , árboles y estructuras artificiales que constituyen obstáculos. Es importante mantener un margen de separación con mástiles y otras armazones estructurales poco perceptibles porque , pese a que el señalamiento y el balizaje ayuden a distinguirlas , estas medidas no ofrecen una protección total , especialmente cuando la velocidad es reducida. REQUERIMIENTOS DE LAS ZONAS DESPEJADAS DE OBSTACULOS Los requerimientos de las zonas despejadas de obstáculos , tanto para aeropuertos como para las zonas adyacentes , se encuentran contenidos en el FAR Part 77 y también en el Part IV del anexo 14 de OACI. Un objeto que sobresalga por encima de las superficies imaginarias que se especifican en estas dos referencias , se considera como un obstáculo para la navegación aérea. FAR Part 77.- En la parte 77 los aeropuertos se clasifican tal como se indican a continuación. Utilitario 1. Pista Visual Mayor que el utilitario Utilitario 2. Instrumental sin precisión Visibilidad > 1,200 m Mayor que el utilitario Visibilidad 1,200 m 3. Instrumental de precisión Pista Visual : Es una pista destinada únicamente a operaciones de aviones que utilizan procedimientos de aproximación visual. Pista Utilitaria : Es una pista construida y destinada para ser utilizada por aviones de hélices que pesan 5,700 Kg. Pista Instrumental sin precisión: Es aquella que tiene procedimiento de aproximación con solo guía direccional o equipo de navegación de área. Pista Instrumental de precisión: Es aquella que tiene aproximación instrumental y sistema de aterrizaje instrumental (ILS) o radar de aproximación de precisión (PAR) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 29 Con la finalidad de determinar si un objeto es un obstáculo par la navegación aérea se ha establecido una serie de superficies imaginarias en relación con el aeropuerto y con cada una de las pistas. Superficies Imaginarias Las dimensiones de las superficies imaginarias dependen de la categoría de cada pista (Ejemplo , utilitaria) y del tipo de aproximación que se va a utilizar ( visual , sin precisión instrumental, con precisión instrumental). Las superficies imaginarias se representan en la siguiente figura y se definen como sigue: 1.- Superficie Primaria: Recibe este nombre una superficie centrada longitudinalmente con la pista . Cuando la pista está pavimentada la superficie primaria se extiende 60 m mas allá de cada uno de los lados finales de la misma. 2.- Superficie Horizontal: Se conoce con este nombre , al area contendida en un plano horizontal a 45 m por encima de la altitud de referencia del aeropuerto y cuyo perímetro está formado por arcos circulares de radios específicos tomados desde el centro de cada final de la superficie primaria de cada pista y unidos los arcos por líneas tangentes a los mismos. 3.- Superficie Cónica : A la superficie que se extiende hacia fuera y hacia arriba de la periferie de la superficie horizontal con una pendiente de 20/1 en una distancia horizontal de 1,200 m. 4.- Superficie de Aproximación ; Es la superficie longitudinal centrada con el eje de la pista y que se extiende hacia arriba de cada uno de los extremos de la superficie primaria. Se aplica a cada extremo de la pista según el tipo disponible o planificado de aproximación a aquella. 5.- Superficie de Transición: Esta superficie se extiende hacia fuera y hacia arriba en ángulo recto al eje de la pista mas la prolongación del mismo según una pendiente de 7/1 a ambos lados de la superficie primaria y a los lados de las superficies de aproximación. Las dimensiones de lagunas d esta superficies imaginarias están dadas de la siguiente tabla: DIMENSIONES DE LAS SUPERFICIES IMAGINARIAS FAR Part 77 (en metros) Pista Instrumental sin Pista Pista Visual precisión (a) Instrum Item B ental de A B A Precis. C D Ancho de la superficie primaria y 75 borde interior de la superficie de aproximación 1,500 Radios de la superficie horizontal 375 Ancho de la superficie de aproximación en el borde externo 1,500 Longitud de la superficie de aproximación. Pendiente de aproximación 20:1 150 150 300 300 1,500 450 1,500 600 3,000 3,000 1,050 1,200 1,500 1,500 3,000 3,000 1,500(b) 20:1 20:1 34:1 34:1 300 3,000 4,800 34:1(c ) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 30 (&) a=Pista utilitaria , B = Pistas mayores que la utilitaria (a) C = Visibilidad mínima que 1,200 m. D = Visibilidad menor 1,200 m. (b) Longitud interna 3,000 m. ; longitud externa . 12,000 m (c) Pendiente tramo interno , 5:1 ; pendiente tramo externo ; 40:1 Superficie Cónica Superficie Horizontal Superficie de transición Superficie de Aproximación (a) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 31 Superficie Aprox. Superficie de transición Superficie Cónica Superficie Horizontal (b) SUPERFICIES IMAGINARIAS , Part 77 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 32 OACI Anexo 14: Los requerimientos que exige la OACI son similares a los de la FAA Part 77 las siguientes excepciones. La OACI especifica las dimensiones para cada categoría de pista codificada A, B,C,D y E. LETRA DEL CODIGO A B C D E LONGITUD DE LA PISTA (m) 2,100 m o mayor Desde 1,500 m hasta 2,100 m , exclusive Desde 900 m hasta 1,500 m , exclusive Desde 750 m hasta 900 m , exclusive Desde 600 m hasta 750 m , exclusive La superficie de aproximación definida en el Part 77 sirve para los aviones que llegan, como para los que salen. La OACI separa las llegadas y salidas y especifica las dimensiones para la superficie de aproximación en caso de llegadas y “Superficie de salida en el Despegue”. La superficie horizontal especificada por la OACI es un círculo cuyo centro se encuentra en el “punto de referencia del aeropuerto” (El centro del círculo es el centro geográfico del aeropuerto), cosa que no ocurre en el Part 77 ya que no es un circulo. La altura de eta superficie es la misma que la de la Part 77 , es decir , 45 m por encima de la altitud del aeropuerto. En la Part 77 , la superficie cónica se extiende horizontalmente 1,200 m con una pendiente de 20/1 sin tener en cuenta el tipo de pista y la visibilidad. En el anexo 14 la pendiente de la superficie cónica es la misma (20/1), pero la distancia horizontal varía según la categoría de la pista; como se puede ver en la tabla: CATEGORIA DE LA PISTA A B C D E SUPERFICIE CONICA , Distancia horizontal (m) 2,000 2,000 1,200 1,100 700 En el Part 77 la pendiente de la superficie de transición es constante , 7/1, mientras que en anexo 14 esta pendiente queda especificada solo para las categorías de pista A,B y C. Para las categorías D y E , la pendiente es de 5/1. Las dimensiones de las superficies imaginarias que especifica la OACI en el Anexo están dadas en la siguiente tabla: UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 33 DIMENSIONES DE LAS SUPERFICIES IMAGINARIAS SEGÚN OACI Anexo 14 (en metros) APROXIMACION Categoría de pista (&) Aproxima ción Item Instrumen A B C D E tal Radio de la superficie horizontal 4,000 Ancho de la superficie primaria y de la superficie de aproximación 150 en el borde interno. Ancho de la superficie de 750 aproximación en el borde externo Longitud de la superficie de 3,000 aproximación. Pendiente de aproximación 40/1 4,000 2,500 2,000 2,000 (a) 150 80 60 60 300 750 750 580 380 4,800 3,000 3,000 2,500 1,600 15,000(b) 40/1 30/1 20/1 20/1 50/1 ( c) D E 80 60 580 380 2,500 1,600 25/1 20/1 SUBIDA ABC Pista Principal Otras pistas de despegue 180 180 Ancho de la superficie de subida en el despegue, en el borde interno 1,200 (d) 1,200 (d) Ancho de la superficie de subida en el despegue, en el borde exterior 15,000 12,000 Longitud de la superficie de subida. 50/1 40/1 Pendiente de la superficie de subida. Item (&) Las dimensiones son para aproximación visual (a) La categoría de la pista determina el radio de la superficie horizontal. (b) Longitud interna , 3,000 m; longitud externa , 12,000 m. (c) Pendiente del tramo interno , 50/1 , pendiente del tramo externo , 40/1. (d) Diverge a 1,200 m en una distancia de 4,080 m A partir de aquí el ancho permanece constante hasta el borde externo de la superficie. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 34 Las dimensiones de las pistas que cubren el mayor porcentaje de los vientos , puede tener que modificarse ligeramente como consecuencia de obstrucciones en las zonas de acercamiento cuando éstas interrumpen las vías libres necesarias en las zonas de acercamiento al final de las pistas. 15 m Trayectoria mínima normal del vuelo LIMITE MAXIMO DE LOS OBSTACULOS Pista de despegue 60m 30 m 30 m como mínimo en pequeños aeropuertos 4.50 m mínimo para carreteras 7.62 m para ferrocarriles Carretera o ferrocarril 60 m como mínimo en pequeños aeropuertos 90 m como mínimo en pequeños aeropuertos SECCION POR EL EJE DE LA PISTA FORMAS PARA ESTACIOS LIBRES SOBRE CARRETERAS Y LINEAS FERREAS EN CONSTRUCCION DE AEROPUERTOS (FAA) Libramiento de Obstáculos Para la prueba de zonas de aproximación , para el libramiento de obstáculos se necesita un mapa topográfico del sitio del aeropuerto y sus alrededores en un radio por lo menos de 8,000 m ( 5 millas) , contadas desde el perímetro del aeropuerto. Un método conveniente de prueba es preparar una plantilla transparente que muestre la prolongación del eje de la pista , los límites de la superficie de aproximación a la misma y líneas de contorno que presenten elevaciones de la pendiente de la superficie de aproximación de la pista y la superficie de transición 7/1. Para una aproximación instrumental de pista , la plantilla transparente se ajusta al extremo de cada pista y los contornos de la superficie del terreno se comparan con los de la UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 35 superficie de aproximación de la pista. Se anotan los lugares altos o las construcciones sobre el terreno que sobresalgan de la superficie de aproximación de la pista. La disposición de la pista se ajusta , si es necesario, para evitar los obstáculos , buscando un sacrificio mínimo de la cobertura de vientos . La siguiente figura muestra una plantilla para verificar el espacio libre de la zona de aproximación para pistas instrumentales. Curvas de nivel 0 1000 310 300 290 280 270 PENDIENTE 40:1 PENDIENTE 200 50:1 PISTA PENDIENTE DE TRANSICION 7:1 40000’ 16000’ PLANTILLA PARA VERIFICAR EL ESPACIO LIBRE DE LA ZONA DE APROXIMACION APARA PISTAS INSTRUMENTALES Los espacios libres de la superficie horizontal a 150 pies del aeropuerto se examinan de manera similar. Todas las obstrucciones por arriba de la superficie horizontal son puestas en gráficas . Deben tomarse medidas para remover todas las obstrucciones que sea posible y señalar e iluminar las que no sea posible. Deben hacerse planos detallados de la áreas críticas en la zona de aproximación Estos deben mostrar la altura de los árboles , postes, edificios , etc, que queden cerca de la superficie de aproximación a la pista . Luego deben darse los pasos , para obtener el control de esas áreas por medio de concesión o compra , de modo que pueden eliminarse las obstrucciones. Economía en la Construcción UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 36 No hace falta decir que si están disponibles os posibles emplazamientos y son igualmente adecuados, debe dársele mayor consideración a aquel en el que la construcción resulta mas económica. Los emplazamientos situados sobre terrenos sumergidos ofrecen muchas mas dificultades para construir sobre ellos y al mismo tiempo la construcción es mas costosa que si se trata de terrenos secos. Los terrenos ondulados necesitan mucha mas nivelación que los terrenos planos. Con el objeto de sacar el mejor partido posible de las inversiones necesarias para su construcción, los aeropuertos deberían emplazarse de manera que los gastos de construcción se reduzcan al mínimo. Por consiguiente , la topografía, la naturaleza del suelo y los materiales de construcción , los servicios disponible y el valor del terreno son factores de particular importancia. A) Efectos de la Topografía: La libertad de obstrucciones en la proximidad y en las zonas de acercamiento será generalmente el factor determinante para la selección del emplazamiento en terrenos montañosos donde existen obstáculos naturales. En terrenos menos accidentados, la posibilidad física y económica de eliminación de las obstrucciones existentes – arboles , torres y construcciones – ofrece siempre un posible camino. Las vías de aproximación a los aeropuertos deben protegerse contra el futuro desarrollo de obstrucciones con adecuadas leyes de construcción por zonas, previstas para proteger tanto los intereses del aeropuerto como los de los propietarios. El costo del desarrollo del emplazamiento en un aeropuerto está influenciado por sus características físicas. En general , los emplazamientos elevados presentan considerables ventajas sobre los situados en el fondo de los valles, estas son: a.- En ellos es menos probable que existan o aparecen en el futuro, obstáculo en la zona de acercamiento. b.- El drenaje de la extensión elegida será más fácil como consecuencia de un drenaje natural mas adecuado, especialmente si se encuentra en la ladera de una colina. c.- La influencia de los vientos con respecto al funcionamiento de los aviones. Los Microclimas: Son situaciones particulares de una zona en cuanto a su clima. En las partes altas las condiciones de viento pueden ser mas uniformes, no así en las partes bajas donde hay vientos producidos por microclimas. d.- Hay una mejor visibilidad en las zonas como consecuencia de una menor probabilidad de la existencia de niebla local ya que los vientos dominantes arrastran a la niebla en las zonas altas y despejan. VD LLUVIA AGUA AGUA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 37 Desventajas de las zonas altas respecto a los valles: a.- Las zonas altas son mas escabrosos que los valles que son mas llanos y por consiguiente, estos requieren menos movimiento de tierra. b.- En general los valles ofrecen mayores facilidades para el acceso del transporte terrestre que las zonas altas , ya que las carreteras siguen a los valles ) y es probables que el desarrollo de instalaciones de transporte público sea menos costoso. Como se ha visto , la topografía es importante por la pendiente del terreno, por la situación y por la variedad características naturales, por ejemplo, árboles y cursos de agua; así como la existencia de estructuras artificiales , edificios, carreteras, líneas de lata tensión, etc., puede influir en la necesidad de efectuar trabajos de desmonte , terraplenes, nivelación y drenaje. La pendiente natural y el drenaje del terreno son importantes desde el punto de vista del proyecto y construcción , porque determina el volumen y magnitud de los trabajos de movimientos de tierras y de nivelación, necesarios del emplazamiento, las pendientes deseadas y, por ende , el coste de preparación el emplazamiento. Un terreno que no se ajuste de cerca de los niveles previstos , y que cuente con un buen drenaje , puede ahorrar sumas considerables. La economía en la construcción de un aeropuerto depende del tipo de material encontrado como suelo de cimentación, así como si el terreno escogido tenga o no facilidad para drenar solo, es decir , sin necesidad de un dren especial muy costoso. Debido a las características topográficas exigidas por la navegación aérea, los aeropuertos muy a menudo se localizan en mesetas formados por estratos de sedimentación , de los cuales el primero es, generalmente, una arcilla plastica de bajo valor de soporte. La parte superior del primer estrato, ya sea monte o terreno de cultivo , contiene materia orgánica en cantidad perjudicial, por lo que exige se quite, generalmente , una capa de 10 a 20 cm de espesor según el terreno sobre el cual se alojan las aeropistas , plataformas y calles de rodaje. A menudo también se requiere que la capa superior de la terracería sea hecha con material de mejor calidad que el resto de la misma. Todo lo anterior hace que la capa superior de la terracería sea hecha con material de mejor calidad que el resto de la misma. Todo lo anterior hace que el costo de un aeropuerto se eleve y por lo tanto, es necesario tener mucho cuidado al elegir el sitio del mismo. Habiéndose escogido el lugar mas conveniente para ubicar el aeropuerto, el paso siguiente consiste en buscar la mejor orientación para las aeropistas y el número necesario de ellas. En aquellas regiones donde las enfermedades tropicales son endémicas 9 enfermedad que reina habitualmente o en épocas fijas en un país) , al proyectar los aeropuertos debería procurarse que no exista la posibilidad de que los insectos gestores de enfermedades entren en las aeronaves , teniendo en cuenta las distancias, reconocidas internacionalmente que pueden volar los mosquitos En la guía por la Higiene y los Aspectos Sanitarios de la Aviación , de la Organización Mundial de la Salud, figuran recomendaciones relativas a la lucha antibacterial en los aeropuertos debería . Para mantener el recinto aeropuerto libre del “AEDES AEGYPTI” UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 38 en sus fases larval y adulto , es necesario tomar medidas contra los mosquitos dentro de una zona protegida que se extiende a una distancia mínima de 400 m (1,300 pies ) , alrededor del perímetro. Las extensiones de agua que no sea posible eliminar y que pueden constituir criaderos de mosquitos deberían ser tratadas debidamente. B) Naturaleza del suelo y materiales de construcción : Desde el punto de vista del coste, la clasificación de los suelos naturales de los posibles emplazamientos es importante. Es preciso proceder a un reconocimiento general del suelo y obtener muestras para confeccionar un plano de los diversos tipos de suelos y localizar los depósitos rocosos externos. Así mismo , es importante localizar las fuentes de abastecimiento de agua , ya que su abundancia y la distancia a la que tengan que transportarse repercutirá en el coste de construcción. En estos aspectos , conviene contar con el asesoramiento de expertos. C) Servicios : Los emplazamientos considerados deberían, en los posible , encontrarse en las cercanías de las fuentes de suministro de energía eléctrica y agua, conducciones principales de alcantarillas y mas, canales de desagüe, hilos telefónicos ; etc. El hecho e contar con estos servicios puede eliminar la necesidad de tener que suministrarlos expresamente para el aeropuerto reduciendo así los costes. D) Valor del Terreno: Los aeropuertos necesitan espacio suficiente para futuras ampliaciones , por lo que el valor del terreno es un factor que debe tenerse en cuenta . En general , la demanda de transporte aéreo guarda relación con el sector de la población al que sirve y, en consecuencia, puede preverse que, en gran parte, la construcción de futuros aeropuertos se llevaría a cabo en las cercanías de las zonas metropolitanas. Dado el crecimiento de las poblaciones urbanas , la mejora del nivel de vida y la ampliación de las redes de carreteras , la superficie ocupada por los distritos de las redes de carreteras , al superficie ocupada por los distritos metropolitanos continuará dilatándose. Por lo general, el valor de los terrenos aumenta considerablemente a medida que la zona pasa de rural a urbana, razón por la cual la oportuna reserva de los emplazamientos adecuados permitirá, casi siempre, que los aeropuertos estén mejor situados y sus costos sea menos elevado. Frecuentemente, las nuevas carreteras y servicios públicos necesarios para un aeropuerto se construyen en terrenos baldíos o cerca de ellos , los que constituye un incentivo para la urbanización . El hecho de adquirir , desde un principio, todo el terreno que se considera necesario garantiza la posibilidad de efectuar futuras ampliaciones y, con frecuencia , es el procedimiento mas económico. 8. Disponibilidad de Recursos Un aeropuerto, particularmente si es de grandes proporciones necesita de grandes cantidades de agua, gas natural o petróleo , energía eléctrica y combustible para los aviones y vehículos de superficie. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 39 Al seleccionar el emplazamiento de un aeropuerto , debe de darse importancia a la posibilidad de obtener de estos recursos . La mayor parte de estos suministros llegan al aeropuerto mediante camión, ferrocarril, barco o tubería. Otro factor que debe de tenerse en cuenta es la red de alcantarillado. En un nuevo emplazamiento que no dispone de alcantarillado cercano, debe de construirse una planta de distribución. En el caso de energía eléctrica, la mayor parte de los grandes aeropuertos deben de proveerse de sus propias plantas generadoras para utilizarlas en caso de emergencias debido a que el suministro eléctrico público falte. 9. Proximidad a una demanda aeronáutica En la selección de un nuevo emplazamiento para aeropuertos, resulta de gran importancia el que aquél ofrezca el menor tiempo posible en los accesos por tierra. Aunque se ha hablado mucho acerca del emplazamiento de los aeropuertos Regionales a grandes distancias de los centros urbanos , la realidad es que cerca de la mitad de los pasajeros de los Estados Unidos no recorren distancias superiores a los 900 Km. Coincidiendo con que la mayoría de todos los vuelos regulares utilizan estas cortas distancias . Parece ser que esta tendencia continuará con el tiempo. Es en estos costos recorridos en los que el tiempo de acceso al aeropuerto resulta de gran importancia . Al viajero de línea aérea le interesa mas el tiempo empleado en el viaje puerta a puerta que el empleado tan solo en el vuelo. Ubicar un aeropuerto a distancia considerable de un núcleo de población no solamente anula el incremento de velocidad que presentan lo reactores de corto radio de acción , sino también da como resultado una pérdida de viajeros. DESARROLLO DEL EMPLAZAMIENTO Deben hacerse estimaciones de costo o presupuesto de la zonas por escoger: 1.- Hacer estudios de costo de energía eléctrica, suministro de agua y eliminación de aguas residuales. 2.- Debe estudiarse los costos comparativos para creación independiente de estos servicios en los distintos emplazamientos , ya que no siempre será económicamente factible utilizar los servicios principales en estos aspectos. 3.- Comparar los costos de construcción que pueden diferir materialmente de un emplazamiento a otro; como son movimientos de tierras, drenaje , pavimentación , cimentación de edificios, zonas de apareamiento y carreteras de acceso. Para el efecto es importante realizar: 1° Estudios de Suelos La comparación de los costos puede hacerse del mejor modo posible mediante un cuidadoso estudio de las propiedades ingenieriles de los suelos de la zona . Es importante la proporción en que pueden emplearse el suelo existente in situ en la construcción. Para estos estudios son importantes: - Los mapas topográficos - Los mapas de suelos UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 40 - Las fotografías aéreas disponibles. Son elementos de gran valor en la localización de límites de los suelos pozos de prestamos disponibles, yacimientos de áridos y características de drenaje de la zona. Después pueden hacerse prospecciones de suelos mas detallados para determinar las propiedades ingenieriles importantes de los diferentes horizontes de suelo, capacidad de absorción de cargas y características de humedad y de compactación. (LL, LP, IP, Análisis granulométrico , CBR , etc) Estas consideraciones preliminares precedentes , servirán para preparara: - Los Perfiles Preliminares del suelo, que servirán para: a.- Investigaciones geológicas : Anteproyecto del espesor del pavimento b.- Estudio de capacidad de carga para cimentación c.- Estudios de los drenajes Q = CIA Donde: C = Coeficiente de escorrentia I =Intensidad de corriente A = Area de la cuenca 2° Topografía Los estudios de la topografía de la zona sirven para realizar los estudios de movimietos de tierras. a) Mapa a escala reducida: Un mapa a peque/10,000 a 1/20,000 que indique la topografía general de la zona , será suficiente para indicar el emplazamiento del aeropuerto relación a a población que debe servir. También se debe indicar en este plano , si existen otros aeropuertos mal o bien proyectados, pero colocando su distancia en el plano; así mismo indicar las rutas aéreas , carreteras existentes , líneas de energía, torres de alta tensión , teléfonos , agua , desagüe, líneas férreas y otros servicios públicos próximos existentes. b) Después es necesario mapas o fotografías aéreas a una escala mayor apara indicar con mas detalle el control vertical de los detalles topográficos circundantes (referidos al nivel del mar). Este mapa debe incluir el emplazamiento del aeropuerto y suficiente extensión de las zonas de acercamiento o entrada para poder localizar en él , cualquier obstrucción que pueda existir. Es aconsejable que el plano sea a curvas de nivel a intervalos de 1.5 a3.0 m. al menos se debe indicar las coordenadas cartesianas como referencia y se debe indicar los emplazamientos y las cotas de los extremos superiores de las torres edificios, postes , arboles, cabinas o cualquier obstrucción posibles. Se indicará en el plano la orientación y emplazamiento de las pistas del aeropuerto de acuerdo con los datos de vientos, de manera que se pueda estudiar y prestarle la debida consideración a las obstrucciones que no puedan eliminarse y a dar la dirección adecuada a la pista. Finalmente , para realizar un buen estudio desarrollo del emplazamiento del aeropuerto , la fase de acopio o reunión de datos es muy importante. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 41 PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO PRELIMINAR El siguiente paso en el estudio de aeropuertos, es la necesidad de efectuara estudios mas detallados. Al llegar a este punto es necesario el empleo de un plano detallado de la zona del aeropuerto. Comprende; - Estudios topográficos de la zona del aeropuerto, deben hacerse tomando en cuenta: a) Con respecto a los terrenos adyacentes, solo es preciso que se vea una pequeña porción o franja de ellas , excepto de los sitios donde existen estructuras de drenaje, servicios públicos , carreteras u otras características físicas que puedan influir en el proyecto del aeropuerto. b) Estos mapas tienen como características deseables las curvas de nivel a intervalos de 0.30 a 1.00 m ( curvas de nivel tomadas , no las interpoladas) c) Para escoger la equidistancia se debe tener en cuenta los siguiente ; d) –Si existe diferencias en cotas de los terrenos límites de los tipos de suelos claramente indicados y de formaciones o sedimentación heterogénea o no uniforme , de tal manera que pueda obtenerse fácilmente la descripción y todos los demás datos necesarios de cada uno de los tipos de suelos, indicación de las zonas a limpiar de árboles o arbustos y cualquier otra características de drenaje o topografía relacionada con el proyecto. e) –Conviene usar la menor equidistancia de manera que se pueda trazar correctamente los perfiles de suelos. Si existen problemas de subdrenaje con la napa de agua elevada, también convendrá usara la menor equidistancia. En este plano principal deben indicarse en planta: Las zonas de pistas de despegue, pistas de servicio, aparcamientos y edificios y el contorno del terreno expropiado. A partir de este plano pueden dibujarse perfiles del terreno a lo largo de los ejes de las pistas de despegue y de rodadura y todas las secciones transversales que sean necesarias , como por ejemplo , los bordes de las pistas de rodadura o de despegue, secciones diversas de los aparcamientos, etc. c) Evidentemente serán necesarios planos suplementarios para todos los detalles de proyecto y construcción .Los detalles de drenaje, iluminación , señalización y de los edificios exigirán , probablemente , plantas separadas. 2.- Estudios de Suelos Los estudios de suelos comprende los estudios de suelos propiamente dichos y de canteras. a) Suelos: Es necesario ampliar los estudios de suelos que se consideran para la elección de la zona : siendo necesario hacer un mayor numero de sondajes. Se tomarán muestras por estratos, en cada pozo , con el objeto de determinar y efectuar los ensayos naturales , LL, contracción,etc. Se deberán hacer pruebas de CBR , prueba de carga para pavimentos flexibles , capacidad portante del suelo. Como resultado de estas pruebas se tendrán los perfiles y UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP. DE INGENIERIA CIVIL. 42 Secciones de suelos. En estos perfiles se indicarán las clases de suelos y se ubica la napa freatica de forma que siempre puedan encontrarse rápidamente los datos característicos del suelo al determinar el nivel final del aeropuerto. Se realizarán Ensayos de Carga, Ensayos de Proctor Modificado o Estándar; en muestras de suelos sin alterar se realizarán Ensayos de Compresión Triaxial, Pruebas de Consolidación, Pruebas de Carga. b) Movimiento de Tierras: Estos estudios se efectúan únicamente en la zona de la pista. Para hacer una estimación preliminar del movimiento de tierras pueden deducirse secciones transversales de las curvas de nivel. Naturalmente , habrá que tomar in situ datos de las secciones transversales antes de la construcción y después de estas para determinar las cantidades a pagar al contratista . También se tendrá en cuenta , como un valor importante, los drenajes del terreno. c) Canteras de Préstamo: Se debe indicarlas con mucha precisión , al centro de referencia del aeropuerto y se debe calcular el coste del transporte. Hacer sondajes cada 40 m aproximadamente. Se deberá buscar el mayor aprovechamiento posible a la cantera . Las muestras serán tomadas por estratos .Se determinarán los Límites de Atterberg, pasado el material por el tamiz N° 200 .Ensayos de abrasión, Ensayo de durabilidad ante Sulfato de Sodio y Magnesio, para ver si el agregado es fácil de descomponer o nó. d) Aguas Subterráneas: Determinar los niveles de las Napas Freáticas a través de las direcciones estacionales, pozos de prueba, permeabilidad de campo, variaciones del nivel dinámico para una descarga dada. Además, brinda información si se puede aumentar la capacidad del pozo.