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TREBALL DE FI DE CARRERA
TÍTOL DEL TFC : Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
TITULACIÓ: Enginyeria Tècnica Aeronàutica, especialitat Aeronavegació
AUTORS: Pere Llorenç Martı́nez
Raquel Montano Garcı́a
DIRECTOR: Luis Delgado Muñoz
DATA: 18 de junio de 2010
Tı́tol : Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Autors: Pere Llorenç Martı́nez
Raquel Montano Garcı́a
Director: Luis Delgado Muñoz
Data: 18 de junio de 2010
Resum
El estudio de la capacidad de un aeropuerto ha sido y será una de las más comunes e
imprescindibles actividades realizadas a la hora de diseñar un aeropuerto. Un aeropuerto
eficiente es sinónimo de buen funcionamiento y por tanto de buenos ingresos. Cuando
se diseña el lado aire de un aeropuerto, se buscan configuraciones adecuadas a la estimación de tráfico que se desea obtener. También se ha de mirar más allá y no sólo
prever cómo funcionarán los años posteriores a su inauguración. ¿Qué pasará dentro de
10 años? ¿Será necesaria una ampliación? ¿Dispondremos de espacio suficiente para
satisfacer la demanda? Con esto se quiere remarcar la importancia de las previsiones y
de los análisis que se realizan de la capacidad de un aeropuerto.
Title : Analysis of the Barcelona Airport capacity
Authors: Pere Llorenç Martı́nez
Raquel Montano Garcı́a
Director: Luis Delgado Muñoz
Date: June 18, 2010
Overview
The study of the capacity of an airport has been -and will keep being- one of the most
common and necessary activities to do when designing an airport. An efficient airport
means a good performance, and therefore good incomes. To design the air-side of an
airport, we must find the proper configurations according to the estimation of traffic that we
aim to obtain. We also need to look further at the future, and not only prediccting how will it
change in the following years of its opening. What will happen in 10 years? Will it need an
extension? Will we have enough space to satisfy the demand? This is intended to stress
the importance of forecasts and analysis that are done for the capacity of an airport.
A nuestros padres, por su apoyo y su confianza.
A Vero, por su paciencia.
ÍNDICE GENERAL
INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
CAPÍTULO 1. Glosario de Abreviaturas . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
CAPÍTULO 2. Motivación y justifación del proyecto . . . . . . . . . .
5
2.1. Consideraciones Previas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
CAPÍTULO 3. Cálculo teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.1. Cómo se realiza el cálculo teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.1.1. Capacidad horaria de las pistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
3.1.2. Capacidad horaria de las gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.1.3. Capacidad horaria de los taxiways . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3.1.4. Capacidad horaria del campo de vuelo . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.1.5. Annual Service Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.2. Antigua configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.2.1. Capacidad horaria de las pistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.2.2. Capacidad horaria de las gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
3.2.3. Capacidad horaria del campo de vuelo . . . . . . . . . . . . . . . .
23
3.2.4. Annual Service Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
3.3. Nueva configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
3.3.1. Capacidad horaria de las pistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
3.3.2. Capacidad horaria de las gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
3.3.3. Capacidad horaria del campo de vuelo . . . . . . . . . . . . . . . .
34
3.3.4. Annual Service Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
3.4. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
CAPÍTULO 4. Datos simulados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.1. Consideraciones previas a la simulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
4.1.1. Escenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
4.1.2. Simulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
4.1.3. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40
4.2. Presentación de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
4.2.1. Antigua configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
4.2.2. Nueva configuración (tres pistas y una terminal) . . . . . . . . . . .
46
4.2.3. Nueva configuración (Tres pistas y dos terminales) . . . . . . . . . .
50
CAPÍTULO 5. Datos reales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
55
5.2. Datos de la Antigua configuración
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
5.2.1. Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
5.2.2. Comparativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
5.3. Datos de la Nueva configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
5.3.1. Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
5.3.2. Comparativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
5.4. Previsiones de futuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
5.4.1. Técnicas de Forecasting
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
5.4.2. Estudio de tendencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64
5.5. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
68
CAPÍTULO 6. Ambientalización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
CAPÍTULO 7. Gestión del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.1. Costes del proyecto
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
7.1.1. Costes por hora de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
7.1.2. Costes del material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
7.2. Planificación del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
7.2.1. Observaciones sobre los cambios entre la planificación y el seguimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
BIBLIOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
APÉNDICE A.
Programa para calcular condiciones IFR y VFR . . . .
1
ÍNDICE DE FIGURAS
2.1 Foto aérea del aeropuerto de Barcelona en el año 2001[1] . . . . . . . . . . .
2.2 Foto aérea del aeropuerto de Barcelona en el año 2004 [2] . . . . . . . . . . .
2.3 Foto aérea del aeropuerto de Barcelona en el año 2010 . . . . . . . . . . . . .
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Número de diagrama a utilizar en la configuración antigua [3] . . . . . . . . . .
Configuración antigua de pistas [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 44, 50 for VFR conditions [3] . . .
Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 44, 50, 56 for IFR conditions [3] .
Delay Indices for runway use diagrams nos 44, 45, 46, 50, 51, 52, 56, 57, 58,
62, 63, 64 for VFR conditions [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.6 Average aircraft delay in an hour [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7 Delay Indices for runway use diagrams nos 17, 20, 25, 31, 36, 44, 45, 50, 51,
52, 56, 57, 58 for IFR conditions [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.8 Average aircraft delay in an hour [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9 Hourly Capacity of Gates [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.10Hourly Capacity of Gates [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.11Configuración actual de pistas[3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.12Número de diagrama a utilizar en la configuración nueva [3] . . . . . . . . . .
3.13Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 10, 11, 12, 69, 70, 71, for VFR
Conditions [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.14Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 12, 71 for IFR conditions [3] . . .
3.15Delay Indices for runway use diagrams nos 1, 9, 10, 11, 12, 30, 31, 42, 47, 48,
53, 54, 66, 68, 69, 70, 71 for VFR conditions [3] . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.16Average aircraft delay in an hour[3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.17Delay Indices for runway use diagrams nos 12, 71 for IFR conditions [3] . . . .
3.18Average aircraft delay in an hour[3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.19Hourly Capacity of Gates [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.20Hourly Capacity of Gates [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Este de la Antigua Configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Oeste de la Antigua
Configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Este de la Nueva Configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Oeste de la Nueva Configuración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Escenario del aeropuerto de Barcelona hasta 2003 . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la antigua configuración en
configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Histograma de ocupación de las gates de la antigua configuración en configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8 Gráfico del retraso en minutos de la antigua configuración en configuración este
4.9 Histograma del número de aviones retrasados en la antigua configuración en
configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
7
7
11
15
16
17
19
20
20
21
22
23
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26
26
27
29
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33
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38
39
39
40
41
42
42
43
43
4.10Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la antigua configuración en
configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.11Histograma de ocupación de las gates de la antigua configuración en configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.12Gráfico del retraso en minutos de la antigua configuración en configuración oeste
4.13Histograma del número de aviones retrasados en la antigua configuración en
configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.14Escenario del aeropuerto de Barcelona hasta 2009 . . . . . . . . . . . . . . .
4.15Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración (una
terminal y dos pistas) en configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.16Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración en configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.17Gráfico del retraso en minutos de la nueva configuración en configuración (una
terminal y tres pistas) en configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.18Histograma del número de aviones retrasados en la nueva configuración (una
terminal y tres pistas en configuración este) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.19Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración (una
terminal y tres pistas) en configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.20Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración en configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.21Gráfico del retraso en minutos de la nueva configuración en configuración (una
terminal y tres pistas) en configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.22Histograma del número de aviones retrasados de la nueva configuración en
configuración (una terminal y tres pistas) en configuración oeste . . . . . . . .
4.23Escenario del aeropuerto de Barcelona a partir del 2009 . . . . . . . . . . . .
4.24Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración en
configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.25Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración en configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.26Gráfico del retraso en minutos de la nueva configuración en configuración este
4.27Histograma del retraso de los aviones de la nueva configuración en configuración este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.28Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración (dos
terminales y tres pistas) en configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.29Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración (dos terminales y tres pistas) en configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.30Gráfica del retraso en minutos de la nueva configuración (dos terminales y tres
pistas) en configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.31Histograma del retraso de las aeronaves de la nueva configuración (dos terminales y tres terminales) en configuración oeste . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
Evolución de las operaciones por hora hasta el año 2003 . . . . . . . . . .
Evolución de las operaciones por año hasta el año 2003 . . . . . . . . . .
Comparativa de tráfico real por hora y capacidad horaria hasta el año 2003
Comparativa de tráfico real por año y ASV hasta el año 2003 . . . . . . . .
Evolución de las operaciones por hora hasta el año 2009 . . . . . . . . . .
Evolución de las operaciones por año hasta el año 2009 . . . . . . . . . .
.
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44
44
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45
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46
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48
49
49
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50
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51
52
52
53
53
54
54
56
57
58
58
60
61
5.7 Comparativa de tráfico real por hora y capacidad horaria del 2003 hasta el año
2009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8 Comparativa de tráfico real por año y ASV del año 2003 hasta el 2009 . . . . .
5.9 Tendencia de la Nueva Configuración en el año 2003 . . . . . . . . . . . . . .
5.10Tendencia de la Nueva Configuración en el año 2009 . . . . . . . . . . . . . .
62
62
66
67
6.1 Dibujo representativo de las zonas ZEPA alrededor del Prat [4] . . . . . . . . .
69
7.1 Planificación inicial del proyecto, realizada el 26 de febrero de 2010 . . . . . .
7.2 Seguimiento de las distintas tareas realizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
74
ÍNDICE DE CUADROS
3.1 Aircraft classifications [5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Mix Index calculados para cada año de la antigua configuración y la media de
éstos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Datos para el retraso en condiciones VFR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Annual Service Volume para la antigua configuración del Prat . . . . . . . . . .
3.5 Mix Index calculados para cada año de la nueva configuración y la media de éstos
3.6 Datos para el retraso en condiciones VFR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7 Annual Service Volume para la nueva configuración del Prat . . . . . . . . . .
5.1
5.2
5.3
5.4
Operaciones por hora en el Aeropuerto de Barcelona hasta el año 2003
Operaciones por año en el Aeropuerto de Barcelona hasta el año 2003
Operaciones por hora en el Aeropuerto de Barcelona hasta el año 2009
Operaciones por año en el Aeropuerto de Barcelona desde 2004 hasta
2009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
el
.
. . .
. . .
. . .
año
. . .
9
15
18
24
25
29
35
56
57
60
61
1
INTRODUCCIÓN
En este trabajo se pretende analizar la capacidad del lado aire del aeropuerto de Barcelona
desde tres puntos de vista: un cálculo teórico, un estudio de simulación y un análisis de
los datos reales de los últimos 10 años.
En el tercer capı́tulo de este trabajo se explicará y se hará un cálculo teórico de la capacidad del aeropuerto de Barcelona.
En el cuarto capı́tulo se realizará un estudio de simulación mediante el programa RAMS.
En el quinto se compararán los datos obtenidos con los reales del aeropuerto.
2
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Glosario de Abreviaturas
CAPÍTULO 1. GLOSARIO DE ABREVIATURAS
MTOW: Maximum Take-Off Weight
VFR: Visual Flight Rules
IFR: Instrumental Flight Rules
VMC: Visual Meteorological Conditions
IMC: Instrumental Meteorological Conditions
FAA: Federal Aviation Administration
AENA: Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea
MI: Mix Index
ASV: Annual Service Volume
Cw: Weighted Capacity
H: Hourly Ratio
D: Daily Ratio
T&G: Touch & Go
D/C: Demanda/Capacidad
ADI: Arrival Delay Index
DDI: Departure Delay Index
ADF: Arrival Delay Factor
DDF: Departure Delay Factor
DPF: Demmand Profile Factor
DAHA: Average Hourly Delay per Arrival Aircraft
DAHD: Average Hourly Delay per Departure Aircraft
GI: Gate Index
SID: Standard Instrumental Departure
METAR: METeorological Aerodrome Report
ZEPA: Zona de especial protección para las aves
3
4
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Motivación y justifación del proyecto
5
CAPÍTULO 2. MOTIVACIÓN Y JUSTIFACIÓN DEL
PROYECTO
¿Cómo se sabe cuándo es necesaria la ampliación de un aeropuerto? ¿Cuál es la envergadura que ésta debe tener? ¿Durante cuánto tiempo será válida? El análisis de capacidad de un aeropuerto pretende responder a éstas y a otras preguntas.
Mediante el conocimiento de la capacidad teórica de un aeropuerto se pueden determinar
un largo número de parámetros. Por ejemplo, el conocimiento del volumen de tráfico que
éste es capaz de albergar en un año, permite determinar si las infraestructuras actuales
son las adecuadas, o si por el contrario, hay que pensar en una mejora.
Los aeropuertos evolucionan. Crecen y se expanden a un ritmo frenético debido al incremento de demanda. La diferencia entre los primeros aeródromos construidos, al principio
del siglo XX, y los actuales, es muy notable, tanto en caracterı́sticas como en superficie.
Los aeropuertos empezaron siendo superficies pequeñas y tras numerosas ampliaciones
y mejoras han llegado a ocupar grandes extensiones de terreno con infraestructuras cada
vez más sofisticadas y caras. Todo esto debido al crecimiento del tráfico durante la segunda mitad del siglo XX. La reducción de tarifas y una propensión cada vez mayor de
que el público utilice el transporte aéreo han sido algunas de las claves para favorecer el
crecimiento.
También se debe tener en cuenta el crecimiento de las ciudades. Esto implica que haya
más pasajeros y más necesidad de aeropuertos con mayores dimensiones.
Este crecimiento acelerado del tráfico en los últimos años ha obligado a una continua
inversión de dinero en los aeropuertos y a un continuo gasto derivado de ello. Esto se
puede apreciar de manera más pronunciada en los aeropuertos principales.
Por todo esto, el estudio de capacidad del aeródromo pretende justificar si las últimas
reformas que éste ha tenido eran necesarias y si puede adaptarse a la demanda futura
determinando que tipo de ampliación serı́a la más adecuada. Además, permite evaluar
diversas opciones y de tomar las oportunas previsiones urbanı́sticas y de planificación.
Debido a los gastos que implican las ampliaciones, es muy importante conocer la tendencia del tráfico, realizando estudios más exhaustivos que permitan realizar previsiones más
exactas. Estas ampliaciones deben de ser útiles, eficientes y sobretodo rentables.
El estudio de capacidad de este proyecto se centra en el aeropuerto de Barcelona, El Prat.
Cada aeropuerto crece por motivos distintos, en el caso del Prat el crecimiento ha sido
debido principalmente al crecimiento económico y demográfico de la ciudad de Barcelona.
La elección de este aeropuerto ha venido determinada por la proximidad, la importancia y
el tamaño de éste.
6
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
2.1. Consideraciones Previas
El aeropuerto de Barcelona, ha cambiado en los últimos 11 años. En el año 2004, se amplió con la construcción de una tercera pista y en el año 2009 se inauguró la T1, que serı́a
la segunda terminal para el aeropuerto. En este TFC se pretende analizar la capacidad del
aeropuerto en tres escenarios diferentes. Para cada escenario, se necesitará un estudio
diferente de capacidad de todos sus componentes.
• Los escenarios:
1. El primer escenario del estudio representa el aeropuerto de Barcelona entre
los años 1999 y 2003. En este periodo el aeropuerto tenı́a 2 pistas cruzadas y
una terminal, como se puede observa en la figura 2.1.
Figura 2.1: Foto aérea del aeropuerto de Barcelona en el año 2001[1]
Motivación y justifación del proyecto
7
2. El segundo escenario representa el aeropuerto entre los años 2003 y 2009,
después de la ampliación del mismo con la tercera pista. Se puede contemplar
en la figura 2.2
Figura 2.2: Foto aérea del aeropuerto de Barcelona en el año 2004 [2]
3. El modelo de configuración actual consiste en las 3 pistas (dos paralelas y
una cruzada) y las dos terminales. Está operativa desde 2009. La figura 2.3
muestra una imagen del aeropuerto actual.
Figura 2.3: Foto aérea del aeropuerto de Barcelona en el año 2010
Este análisis se ha hecho de tres maneras distintas. Primero, se ha calculado teóricamente que capacidad ha tenido el aeropuerto desde 1999 hasta ahora, tras a ver
8
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
padecido dos ampliaciones, en 2003 se añadió la tercera pista y en 2009 la nueva
terminal. La elección de este periodo de tiempo para realizar el estudio se debe a
que se disponı́a sólo de datos de capacidad y demanda a partir de 1999 ya que son
los datos que proporciona AENA en su página web [6].
Otra de las partes del proyecto consiste en hacer una simulación de tráfico con el
programa RAMS. Esta simulación consiste en crear el aeropuerto en 3 escenarios distintos, de acuerdo a los tres estados por los que ha pasado desde 1999 y
después se han comparado con el análisis de los datos reales.
El motivo de hacer estas tres partes es debido a que cuando se quiere hacer una
ampliación o una reforma en un aeropuerto, es esecial saber como se va a comportar después y que respuesta va a dar. Primero se realizan cálculos teóricos y una
simulación por ordenador para ver si coinciden y poder tener una visión más real de
su funcionamiento.
Finalmente, al añadir el estudio de datos reales, se puede ver si se cumplen las
expectativas, es decir, si el aeropuerto de verdad está funcionando de acuerdo a lo
calculado.
Cálculo teórico
9
CAPÍTULO 3. CÁLCULO TEÓRICO
3.1. Cómo se realiza el cálculo teórico
En todo análisis de capacidad de un aeropuerto existe un estudio teórico que determina
las condiciones en las que éste puede operar.
Existen diversas técnicas, que permiten, mediante fórmulas matemáticas o modelos teóricos, calcular diversos parámetros relacionados con la capacidad. Una de estas técnicas
es la empleada por la FAA. Entre otras muchas actividades, la FAA es la encargada de
establecer estándares de desarrollo y orientación técnica sobre la planificación aeroportuaria, ası́ como también se encarga del diseño, la seguridad y las operaciones y de
promulgar reglas de tráfico aéreo [7].
En este caso, el cálculo teórico de la capacidad del aeropuerto se basa principalmente en
seguir los pasos indicados en documentos de la FAA, concretamente en los documentos
[3] y [5] donde se especifica que fórmulas son las necesarias para realizar dicho cálculo.
La capacidad de un aeropuerto no es infı́nita, es decir, tiene un número limitado de operaciones que puede albergar. La limitación viene determinada por una serie de parámetros,
como puede ser la separación que hay que dejar entre las aeronaves, el clima y la visibilidad en el aeropuerto o la propia estructura de este. Como influyen estos parámetros se
explica a continuación:
• Es necesario conocer los tipos de aeronaves que operan en el aeropuerto. Una
clasificación de aeronaves viene determinada por sus pesos. Esto es importante,
ya que dependiendo del peso del avión este deja una estela turbulenta que afecta
a aviones que vienen detrás. Esta estela turbulenta afecta directamente a la capacidad ya que, obliga a dejar una cierta separación entre aeronaves, sobretodo si
detrás de una aeronave pesada viene una ligera. La estela turbulenta será mayor,
cuanto mayor es el avión. Es por esto que se hace una clasificación de las aeronaves según el MTOW, como se indica en la tabla 3.1.
Airclass class
A
B
C
D
MTOW might (lbs)
12.500 or less
12.500 or less
12.500 - 300.000
over 300.000
number engines
Single
Multi
Multi
Multi
wake turbulence classification
Small (S)
Small (S)
Large (L)
Heavy (H)
Cuadro 3.1: Aircraft classifications [5]
• Otro factor que influye directamente en la capacidad es la meteorologı́a. Este caso se asemeja a lo ocurrido con la estela turbulenta, ya que dependiendo de las
condiciones en las que opera el aeropuerto, la aeronave debe dejar más o menos
separación con las aeronaves que le preceden o le siguen.
10
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Los vuelos operan ya sea mediante las reglas de vuelo visual (VFR) o las reglas
de vuelo instrumental (IFR). En VFR el piloto puede depender de su radio de visión
para manejar la aeronave, mientras que en IFR, el piloto debe usar sus instrumentos
de navegación.
Las condiones de clima que se deben dar para operar en una o en otra son las
siguientes [5]:
– VMC: Techo de nubes a 1000 ft (0,305 km) sobre el nivel del suelo. Visibilidad
de al menos 3 millas terrestres (4,8 km).
– IMC: Techo de nubes a 500 ft (0,152 km) sobre el nivel del suelo. Visibilidad
de entre 1 y 3 millas terrestres (1,61 km y 4,8 km).
Para poder volar bajo VFR las condiciones tienen que ser VMC, es decir, que no
se puede volar bajo VFR en IMC. Las IMC son las condiciones donde la visibilidad
se ve afectada por la nubosidad o por una gran densidad de tráfico aéreo. Estas
reglas se pueden ocupar tanto para condiciones VMC como IMC. Cada aeropuerto
determina e informa en qué condiciones está operando.
• Y por último la estructura. Los componentes del lado aire del aeropuerto son:
– Las pistas
– Las gates
– Los taxiways
Estos componentes son los análizados en este estudio. Esto conlleva a realizar los
cálculos necesarios para llegar a un resultado, que englobe todas las limitaciones
en capacidad anteriores. La capacidad del aeropuerto vendrá determinada por la
capacidad del componente más restrictivo.
3.1.1. Capacidad horaria de las pistas
Las pistas de un aeropuerto son un elemento indispensable para el despegue y el aterrizaje de los aviones. Es necesario saber, según la colocación de las pistas, cuantas
operaciones por hora es capaz de albergar.
Un dato clave para determinar la capacidad es el Mix Index. Se calcula mediante la fórmula
3.1.
MI = %(C + 3D)
(3.1)
Dónde C es el porcentaje de aeronaves tipo C que operan y D es el porcentaje de aeronaves tipo D, cuya clasificación se ha explicado mediante la tabla 3.1.
Este Mix Index es una relación entre las aeronaves de tipo C y las de tipo D que operan en
el aeropuerto. Sirve para calcular el número de operaciones por hora en pistas estipulado
Cálculo teórico
11
para cada tipo de configuración. Con el Mix Index se puede estipular la capacidad horaria
y también la anual que viene dada por el ASV, como se explica en el apartado 3.1.5..
Para nuestro cálculo del MI, ha sido necesaria la búsqueda del porcentaje de aeronaves
de tipo C y D que han operado en el aeropuerto de Barcelona. Para ello, se ha recurrido
a la base de datos estadı́sticos que nos ofrece AENA en su página web [6]. Con estos
datos se obtiene una capacidad preliminar estimada. Por último, se calcula la capacidad
horaria siguiendo la fórmula 3.2.
HourlyCapacity = C∗ · T · E
(3.2)
Dónde C* es la capacidad horaria base, T es el factor de T&G y E es el Exit factor.
El T&G es una práctica para instruir a los pilotos que consiste en despegar inmediatamente después de haber aterrizado sin abandonar la pista. En Barcelona, se considerará que no se realizan estas prácticas.
A cada aeropuerto le corresponde unas gráficas diferentes dependiendo de unas distancias. Como se puede ver en la figura 3.1, cuando hay dos pistas cruzadas, hay dos
distancias que son necesarias para conocer el número de gráfico adecuado. Sabiendo
que esa es la configuración de pistas que interesa, se miran las distancias x e y, donde x
es la distancia desde el umbral de la pista cruzada hasta donde se corta con la otra, e y
es la distancia desde el umbral de pista de la paralela hasta el punto donde intersecta con
la cruzada. Se pone como ejemplo el aeropuerto del Prat, con las dos pistas cruzadas,
como se tenı́a en la antigua configuración. En este caso, x = 2854 ft (869.9 m) e y = 3707
ft (1129.9 m), por tanto, el diagrama que corresponde a esta configuración es el número
50 como se puede ver en la figura 3.1.
Figura 3.1: Número de diagrama a utilizar en la configuración antigua [3]
Ahora mediante la fórmula 3.2 se calcula la capacidad tanto para condiciones en IFR y en
VFR.
3.1.1.1. Cálculo horario del retraso
El retraso de una aeronave se define como la diferencia entre el tiempo requerido para
que avión opere en un campo de vuelo, o en un componente de éste, y el tiempo normal
12
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
que necesitarı́a para operar sin interferencias de otros aviones.
El retraso aquı́ explicado, es el retraso total incurrido por todos los aviones del campo de
vuelo, en el periodo de una hora [3]. Como en este caso, sólo se ha estudiado el retraso
debido a las pistas, este retraso es el total incurrido por todos los aviones en pistas.
Los datos necesarios para conocer el retraso son [3]:
1. Identificar la configuración de uso de pista
2. Estimar la demanda horaria
3. Determinar la capacidad horaria de la pista
4. Calcular la relación entre demanda horaria y capacidad horaria (D/C)
5. Determinar los ı́ndices de retraso de llegada (ADI) y de salida (DDI)
6. Calcular el factor de retraso de llegadas (ADF) siguiendo la fórmula 3.3.
ADF = ADI · D/C
(3.3)
7. Calcular el factor de retraso de salidas (DDF) siguiendo la fórmula 3.4
DDF = DDI · D/C
(3.4)
8. Determinar el factor del perfil de demanda
9. Estimar el retraso horario medio para llegadas (DAHA) y para salidas (DAHD).
10. Mediante la fórmula 3.5 se calcula el retraso horario total de los aviones.
DHT = HD{[PA · DAHA] + [(1 − PA) · DAHD]}
(3.5)
Donde HD de la demanda horaria, PA es el porcentaje de llegadas, DAHA es el retraso
horario medio para llegadas y el DAHD es el retraso horaro medio para salidas.
Para obtener los datos referentes a la demanda horaria, se han usado datos reales.
3.1.2. Capacidad horaria de las gates
Las gates, o puestos de estacionamiento, albergan a los aviones y es donde tienen lugar tanto los embarques como los desembarques de pasajeros. El aeropuerto tiene un
número limitado de gates, dependiendo del tamaño y del número de terminales, por tanto también interfieren en la capacidad. Cabe hacer entender la diferencia entre gates en
finger y en remoto. Un finger, es una gate que está junto al edificio terminal, teniendo
contacto directo con él, mientras que en un puesto de estacionamiento en remoto no hay
Cálculo teórico
13
acceso directo entre la aeronave y la terminal y por eso se necesita un transporte intermedio, que suele ser un autobús llamado en el argot aeroportuario, jardinera.
Cada gate, puede acoger a un tipo de avión de acuerdo a su fuselaje. Hay gates para
albergar aviones de fuselaje estrecho y para aviones de fuselaje ancho. El Gate Index
indica el porcentaje de aviones de fuselaje estrecho utilizando las gates. Para ello, se ha
consultado el plano del aeropuerto de Barcelona de Aena mirando que tipo de avión puede
acoger cada gate, y determinando que porcentaje de éstos era de fuselaje estrecho. De
igual modo, se ha determinado el porcentaje de aviones de fuselaje ancho, restándole los
anteriores al total.
La capacidad en este elemento del aeropuerto también viene limitada por el tiempo de
ocupación de la aeronave en cada gate. Por eso es necesario determinar el tiempo de
ocupación medio que una aeronave ocupa una gate, tanto para aviones de fuselaje estrecho como ancho. Este dato, depende de las compañı́as y son datos privados, por esa
razón nos hemos basado en un ejemplo práctico de la compañı́a Clickair en el año 2006.
Se disponı́a de la hora a la que una aeronave aterrizaba, y la hora a la que salı́a hacia
su siguiente destino. La diferencia entre estas dos horas serı́a el tiempo de rotación que
hemos supuesto. Para el tiempo de ocupación de un avión de fuselaje estrecho, se ha
supuesto la media de los tiempos que tardaban las aeronaves en salir, en este caso era
de 41,1 minutos y para fuselaje ancho el máximo de estos, 70 minutos.
Para calcular la capacidad horaria de las gates se emplea la fórmula 3.6.
HourlyCapacity = G∗ · S · N
(3.6)
Donde G* es la capacidad horaria de las gates base, N es el número de gates y S es el
factor de tamaño de la gate.
3.1.3. Capacidad horaria de los taxiways
Los taxiways son las calles de rodaje por donde pasa el avión cuando va de la gate a la
pista o viceversa.
Según el documento [3] los taxiways son limitantes sólo en aquellos aeropuertos donde
estos crucen la pista de llegadas en uso. En el aeropuerto del Prat, la antigua configuración no necesitaba cruzar ninguna pista para acceder a las gates. En la nueva configuración, para acceder de la actual T2 a la tercera pista 07R-25L se hacı́a necesario cruzar
la paralela a esta. Para evitar este hecho, se acortó la pista 07L-25R y se construyeron 3
taxiways que la bordean. Es por eso que la capacidad de los taxiways o calles de rodaje
no son un factor limitante en el aeropuerto de Barcelona.
14
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
3.1.4. Capacidad horaria del campo de vuelo
La capacidad del campo de vuelo en general, es decir, de la zona aire, vendrá determinada
por la capacidad del componente más restrictivo del aeropuerto. A saber entre:
• Pistas
• Gates
• Taxiways
En el caso del Prat, debido a que las calles de rodaje no cruzan ninguna pista operativa,
la capacidad vendrá limitada por las gates o por las pistas. En aquellos aeropuertos que
esto pasa, sı́ que es necesario tener los taxiways en cuenta para calcular la capacidad.
3.1.5. Annual Service Volume
El ASV es un parámetro teórico que determina las operaciones que puede albergar un
aeropuerto en un año. Es interesante saber cómo opera un aeropuerto a nivel anual ya
que será más útil para el cálculo de tendencia. Para su cálculo se utiliza la fórmula 3.7.
ASV = Cw · D · H
(3.7)
Donde Cw es la capacidad ponderada, que es la capacidad que cada configuración de
pistas tiene (en operaciones por hora) multiplicada por el porcentaje de tiempo que se
utilizan.
Para este caso se ha supuesto que las configuraciones de llegada y salida son utilizadas
siempre el mismo porcentaje de tiempo, lo cual da como resultado que la capacidad ponderada es igual a la capacidad horaria.
D es el Daily Ratio. Es un parámetro que se calcula dividiendo el número de operaciones
en un año por el número medio de operaciones diarias en el mes pico de ese año.
H es el Hourly Ratio. Dicho parámetro es el cociente entre el número medio de operaciones diarias en el mes pico y el número de operaciones en la hora pico de dicho mes.
Para calcular estos parámetros se necesita conocer:
• La capacidad horaria de las pistas
• El número de operaciones por año
• El número de operaciones por mes, de donde se determina el mes pico de cada
año
• El número de operaciones por hora en cada dı́a del mes pico de cada año, de donde
se determina la hora pico.
Cálculo teórico
15
3.2. Antigua configuración
Cómo se ha explicado en el apartado 3.1. el cálculo teórico está formado por un conjunto
de fórmulas que simplemente hay que aplicar a partir de unos datos que se obtienen a
partir de gráficas proporcionadas por el documento [3]. Sabiendo cuales son los pasos a
seguir para hallar la capacidad teórica, se han aplicado a este caso particular.
En base a este estudio, la antigua configuración está formada por dos pistas cruzadas y
una sola terminal.
3.2.1. Capacidad horaria de las pistas
3.2.1.1. Cálculo
La configuración que más se parece al aeropuerto en este periodo es la número 9 del
documento [3] como se ve en la figura 3.2.
Figura 3.2: Configuración antigua de pistas [3]
Como se ha explicado en el apartado 3.1.1. el porcentaje de aviones tipo C y tipo D se
ha obtenido a partir de datos reales, por tanto, para cada año se obtienen porcentajes
distintos. Esto conlleva a que el Mix Index varı́e para cada año, como se observa en la
tabla 3.2
Año
1999
2000
2001
2002
2003
media
Mix Index
100,37
103,45
102,79
102,36
102,20
102,23
Cuadro 3.2: Mix Index calculados para cada año de la antigua configuración y la media de
éstos
A partir de ahora, se trabajará con la media de los Mix Index. Por tanto, se puede ver en
la figura 3.2 que para los MI entre 81 y 120 (que es este caso), la capacidad estimada en
16
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
VFR es de 76 operaciones por hora, en IFR es de 59 operaciones por hora y el ASV de
225.000 operaciones por año.
Ahora, hay que calcular la capacidad de pistas teórica mediante la fórmula 3.2.
• Para condiciones VFR se utilizan las gráficas contempladas en la figura 3.3.
Figura 3.3: Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 44, 50 for VFR conditions [3]
Con las curvas situadas a la izquierda se obtiene la C* que es la capacidad base.
Sabiendo que el MI es 102,23, y teniendo un 50 % de llegadas, se obtiene que C*
es 76 operaciones por hora.
En la tabla superior derecha, hallamos el factor T que depende del porcentaje de
T&G. Recordando que T&G es 0, este factor T es 1.
Con la tabla inferior derecha se haya el Exit Factor. Con el MI se muestra que hay
fijarse en aquellas salidas (N) que se encuentren entre 5000 y 7000 pies (1520 y
2133,6 metros) del inicio de la pista de llegada. La pista cruzada solo tiene salidas
en el sentido 02. Según la pista que se utilice de llegadas se obtienen los siguientes
E:
a. Pista 07 con 1 salida: E = 0,88
b. Pista 25 con 1 salida: E = 0,88
c. Pista 02 con 1 salida: E = 0,88
Aplicando finalmente la fórmula 3.2, la capacidad horaria de las pistas en VFR es
de 66 operaciones por la hora.
• Para IFR se utilizan las gráficas de la figura 3.4.
Volviendo a la fórmula 3.2 se obtiene que la capacidad horaria de las pistas en
condiciones IFR es de 57 operaciones a la hora.
Cálculo teórico
17
Figura 3.4: Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 44, 50, 56 for IFR conditions [3]
Para decidir un valor final de capacidad, se debe calcular una media ponderada de las dos
capacidades, tanto IFR como VFR. Para conocer los pesos de dicha media, es necesario
conocer el porcentaje de ocasiones que el aeropuerto de Barcelona opera en VMC y en
IMC.
Analizando los informes de meteorologı́a del aeropuerto (METAR) entre enero de 2005 y
diciembre de 2009 (ver anexo A) encontrados en la página web [8], se ha podido calcular
el porcentaje de tiempo que el aeropuerto opera en condiciones VMC y en cuales IMC.
De dicho análisis se obtienen que el aeropuerto opera el 96,6 % de las veces en VMC y
3,4 % en IMC. Era de esperar que el aeropuerto trabajara en condiciones VMC la mayor
parte del tiempo, debido al clima de Barcelona.
Haciendo una promedio teniendo en cuenta estos porcentajes, se obtiene la ecuación 3.8
y en ella las operaciones hora totales.
HourlyCapacity = 0, 996 · 66 + 0, 034 · 57 = 65, 7operaciones/hora.
(3.8)
Redondeando a la baja se concluye que la capacidad teórica media de las pistas del
aeropuerto de Barcelona en la nueva configuración es de 65 operaciones por hora.
3.2.1.2. Resumen de resultados
• Capacidad horaria estimada VFR: 76 operaciones/hora
• Capacidad horaria estimada IFR: 59 operaciones/hora
• Capacidad horaria calculada VFR: 66 operaciones/hora
• Capacidad horaria calculada IFR: 57 operaciones/hora
• Capacidad horaria final: 65 operaciones/hora
18
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
3.2.1.3. Cálculo del retraso
Para el cálculo del retraso en las pistas también es necesario distinguir entre VFR e IFR.
• En la tabla 3.3 se detallan los datos obtenidos de AENA, necesarios para poder
calcular el retraso según la fórmula 3.5 en condiciones VMC. La demanda horaria
se ha obtenido a partir de los datos reales de tráfico en la hora pico del mes pico. La
demanda de los 15 minutos pico se ha aproximado dividiendo la demanda horaria
entre 4.
Año
1999
2000
2001
2002
2003
Demanda horaria (D)
57
68
64
64
62
Demanda de los 15 minutos pico
14,25
17
16
16
15,5
Cuadro 3.3: Datos para el retraso en condiciones VFR
Para simplicar cálculos, se ha hecho una media de la demanda de todos los años,
ya que sinó, habrı́a que calcular el retraso para cada año. Esta aproximación es
aceptable, debido a que la demanda solo varı́a en 5 operaciones por hora, y la
variación es lo bastante pequeña como para que la media de resultados sean correctos. Además en este trabajo se quiere estudiar el retraso de la antigua configuración en conjunto y no anualmente.
Por tanto se dispone de los siguientes datos:
– Capacidad horaria de las pistas en VFR calculada en el apartado 3.2.1. de 66
operaciones por hora.
– Demanda horaria: 63 operaciones por hora.
– Porcentaje de llegadas: 50 %.
– Mix Index: 102,23.
La relación entre la demanda y de la capacidad, que es el factor D/C es 63/66 =
0,95.
Mediante las gráficas superiores de la figura 3.5, y sabiendo que se debe utilizar la
gráfica central correspondiente al 50 % de llegadas, para un MI de 102,23 se obtiene
un ADI de 1 y en las gráficas inferiores, también fijandose en la central, se obtiene
un DDI de 0,89.
Cálculo teórico
19
Figura 3.5: Delay Indices for runway use diagrams nos 44, 45, 46, 50, 51, 52, 56, 57, 58,
62, 63, 64 for VFR conditions [3]
La demanda de los 15 minutos pico, era un dato del que no disponı́amos, por tanto,
se ha dividido la demanda horaria entre 4. Por tanto, el factor de perfil de demanda
(ADF) es 25.
Mediante las fórmulas 3.3 y 3.4, el factor de retraso de llegadas es ADF = 1 x 0,95
= 0,95 y el factor de retraso de salidas es DDF = 0,89 x 0,95 = 0,85.
Mirando las gráficas de la figura 3.6 se obtienen que el retraso horario medio por
llegada (DAHA) es de 2,4 minutos y por salida (DAHD) es de 1,4 minutos.
Finalmente se aplica la fórmula 3.5 y se calcula el retraso horario total que es de
119,7 minutos.
20
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 3.6: Average aircraft delay in an hour [3]
• Ahora, se tiene que repetir todo el proceso para condiciones IFR.
– Capacidad horaria de las pistas en IFR calculada en el apartado 3.2.1. de 57
operaciones por hora.
– Demanda horaria: 63 operaciones por hora.
– Porcentaje de llegadas: 50 %.
– Mix Index: 102,23.
Ahora D/C es 1,1.
La figura 3.7 corresponde a las gráficas para IFR. Se ve que ADI = 1 en todos los
casos y DDI en este caso es 0,74.
Figura 3.7: Delay Indices for runway use diagrams nos 17, 20, 25, 31, 36, 44, 45, 50, 51,
52, 56, 57, 58 for IFR conditions [3]
Cálculo teórico
21
Por las ecuaciones 3.3 y 3.4 el factor de retraso de llegadas es ADF = 1 x 1,1 = 1,1
y el factor de retraso de salidas es DDF = 0,74 x 1,1 = 0,81.
Por tanto, DAHA es 2,9 minutos y DAHD es 1,2 minutos, como se puede ver en la
figura 3.8
Figura 3.8: Average aircraft delay in an hour [3]
El retraso total para IFR es de 129,15 minutos.
Haciendo una media ponderada de los retrasos para cada condición se obtiene que el
retraso horario total de pistas de la antigua configuración es de123,6 minutos, por tanto,
si la media de la demanda es de 63 operaciones por hora, se puede estimar un retraso
horario por operación de 2 minutos.
Resumen de resultados
• Retraso horaria de las pistas en VFR: 119,7 minutos
• Retraso horario de las pistas en IFR: 129,15 minutos.
• Retraso horario de las pistas: 123,6 minutos
22
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
3.2.2. Capacidad horaria de las gates
3.2.2.1. Cálculo
Al igual que para las pistas, para las gates se ha utilizado unas gráficas del documento
[3] para obtener los datos necesarios para aplicar la fórmula 3.6 y calcular la capacidad
horaria de las gates. Estas gráficas son las mostradas en la figura 3.9.
Figura 3.9: Hourly Capacity of Gates [3]
Se observa que para elegir las gráficas correspondientes a nuestro caso, hay que elegir
una de las situadas a la izquierda dependiendo de un valor R. Esta R es la relación entre
el tiempo de ocupación de una aeronave de fuselaje ancho entre el tiempo de ocupación
de un fuselaje estrecho. Como se ha explicado en el apartado 3.1.2., esos tiempos son
datos privados de las compañı́as aéreas. Según los datos que se han supuesto, en este
caso esos tiempos son 41,1 minutos para los aviones de fuselaje estrecho y 70 minutos
para los de fuselaje ancho. Por tanto, la relación R es de 1,69.
Se escoge la gráfica correspondiente a R = 1,6 que es la que más se aproxima y se ve
con más detalle en la figura 3.10.
Con un tiempo medio de ocupación de aviones de fuselaje estrecho de 41,1 minutos, la
G* obtenida es de aproximadamente 2,7.
Para calcular S, se necesita saber el Gate Mix. Para la antigua configuración tiendo sola-
Cálculo teórico
23
Figura 3.10: Hourly Capacity of Gates [3]
mente en cuenta los fingers, es de 83,3 %, por tanto S es 0,85.
El último valor a calcular es la N, es decir, el número de gates. Para este cálculo se han
cogido cuatro N diferentes.
Al realizar este estudio, se observó que el aeropuerto disponı́a de 153 puestos de estacionamiento, entre fingers y remotos. Aplicando la fórmula 3.6 se observa que la capacidad horaria de las gates es de 351 operaciones por hora. El tener una capacidad tan
grande, significa que las gates no son limitantes y se deduce que los puestos de estacionamiento no son una restricción respecto a la capacidad horaria. Por tanto, se ha hecho una distinción entre fingers y remotos, y se ha recalculado la capacidad utilizando N
como 69, que son los fingers de los cuales disponı́a la T2. Ahora, la capacidad horaria de
gates resultante es de 69 operaciones por hora.
3.2.2.2. Resumen de resultados
• Capacidad horaria de las gates (todos los puestos de estacionamiento): 351 operaciones por hora
• Capacidad horaria de las gates (sólo fingers): 69 operaciones por hora
3.2.3. Capacidad horaria del campo de vuelo
Para la antigua configuración la capacidad horaria de los componentes es la siguiente:
• Pistas: 65 operaciones por hora
• Gates (Fingers y Remotos): 351 operaciones por hora
• Gates (sólo Fingers): 69 operaciones por hora
24
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Cómo se puede ver el componente más limitante son las pistas. Por tanto la capacidad
del campo de vuelo para la antigua configuración del aeropuerto es de 65 operaciones
por hora.
3.2.4. Annual Service Volume
Obteniendo los datos necesarios para el cálculo de ASV explicados en el apartado 3.1.5.
se confecciona la tabla 3.4.
Año
1999
2000
2001
2002
2003
Cw
65,69
65,69
65,69
65,69
65,69
D
341,39
345,24
343,76
337,25
338,57
H
12,00
10,94
12,41
12,56
13,43
ASV
269.241
248.193
280.348
278.197
298.824
Cuadro 3.4: Annual Service Volume para la antigua configuración del Prat
Donde Cw es la capacidad ponderada, D es daily ratio y H hourly ratio.
Como era de esperar, se obtiene un valor de ASV distinto para cada año, lo cual no es del
todo correcto ya que el ASV depende de la configuración de pistas de un aeropuerto. Esto
se debe a que esta forma de calcular el ASV se basa en el tráfico real de los años que
se estudian. Para obtener un resultado válido con el que poder trabajar en adelante, se
debe hacer una media aritmética de los ASV, obteniendo ası́ un ASV para la configuración
antigua de 274.960 operaciones por año.
Cálculo teórico
25
3.3. Nueva configuración
3.3.1. Capacidad horaria de las pistas
3.3.1.1. Cálculo
Ahora el aeropuerto dispone de 3 pistas. El modelo de configuración de pista elegido
será el número 12, que corresponde a la figura 3.11 debido a que la separación entre las
pistas paralelas del Prat es de 4360 ft.
Figura 3.11: Configuración actual de pistas[3]
Calculando los MI de cada año a partir del 2004 se obtiene la tabla 3.5.
Año
2004
2005
2006
2007
2008
2009
media
Mix Index
102,30
103,03
103,79
103,52
104,86
104,86
103,7
Cuadro 3.5: Mix Index calculados para cada año de la nueva configuración y la media de
éstos
También se trabajará con la media de los MI, que para la nueva configuración es de 103,7.
El diagrama de capacidad horaria para esta configuración es la número 71 como se puede
ver en la figura 3.12 .
Por tanto se vuelve a distinguir entre condiciones VFR e IFR.
• Para VFR se usan las gráficas de la figura 3.13. Como se puede observar, aquı́ también se distinguen 2 tablas, que corresponden al factor T y al E colocadas a la
derecha, y unas gráficas para conocer el C*, a la izquierda.
26
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 3.12: Número de diagrama a utilizar en la configuración nueva [3]
Figura 3.13: Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 10, 11, 12, 69, 70, 71, for VFR
Conditions [3]
Mirando en la gráfica de C*, se aproxima visualmente que es 110 para MI = 103,7.
El factor T vuelve a ser 1.
Para el cálculo del Exit Factor se debe mirar la tabla inferior derecha. El MI indica
que se debe utilizar aquellas salidas (N) que se encuentren entre 5000 y 7000 pies
(1524 y 2133,6 metros) del inicio de la pista de llegada. En este caso se descrimina
la pista cruzada ya que ésta solo se utiliza cuando las paralelas no están operativas.
Según la pista que se utilice de llegadas se tienen los siguientes E:
a. Pista 07L con 1 salida: E = 0,88
b. Pista 25R con 1 salida: E = 0,88
c. Pista 07R con 3 salida: E = 0,94
d. Pista 25L con 3 salida: E = 0,94
En este caso según las pistas que se utilicen para llegadas habrá dos capacidades
distintas para condiciones VFR:
– En el caso que la pista de llegadas sea la 07L/25R
Cálculo teórico
27
HourlyCapacity = 110 · 0, 88 · 1
(3.9)
Cuyo resultado es 96 operaciones por hora
– En el caso que la pista de llegadas sea la 07R/25L
HourlyCapacity = 110 · 0, 94 · 1
(3.10)
Cuyo resultado es 103 operaciones por hora
• Para condiciones IFR se necesita las gráficas mostradas en la figura 3.14.
Figura 3.14: Hourly Capacity of runway use diagrams nos. 12, 71 for IFR conditions [3]
En este caso C* tiene un valor de 105. Se calcula el Exit Factor para las 4 configuraciones de llegada:
a. Pista 07L con 1 salida: E = 0,86
b. Pista 25R con 1 salida: E = 0,86
c. Pista 07R con 3 salida: E = 0,92
d. Pista 25L con 3 salida: E = 0,92
De nuevo en este caso se obtienen dos capacidades distintas en función de la pista
que se utilice para llegadas.
– En el caso que la pista de llegadas sea la 07L/25R
HourlyCapacity = 105 · 0, 86 · 1
Cuyo resultado es 90 operaciones por hora
(3.11)
28
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
– En el caso que la pista de llegadas sea la 07R/25L
HourlyCapacity = 105 · 0, 92 · 1
(3.12)
Cuyo resultado es 96 operaciones por hora
En el caso que la pista de llegadas sea la 07R/25L, se opera con una capacidad de
103 operaciones a la hora, debido a que la pista tiene más salidas y por tanto un Exit
Factor mayor. Es por esto, que para aproximarse a un dato más realista, se deberı́a
conocer el porcentaje tiempo que se utiliza esta configuración. Como no se dispone
de estos datos, se supone que se utiliza un 50 % de las veces esta configuración, y
un 50 % la de llegadas por la 07L/25R.
1. Para VFR:
HourlyCapacity = 0, 5 · 103 + 0, 5 · 96
(3.13)
Ası́ se obtiene que la capacidad VFR es de 99,5 operaciones por hora, que se
redondea a la baja a 99 operaciones por hora.
2. Para IFR:
HourlyCapacity = 0, 5 · 90 + 0, 5 · 96
(3.14)
Ası́ se obtiene que la capacidad IFR es de 93 operaciones por hora.
Teniendo en cuenta que el aeropuerto no opera al 100 % en condiciones VFR ni al 100 %
en IFR, se vuelva ha hacer una media ponderada de las dos situaciones meteorológicas.
HourlyCapacity = 0, 996 · 99 + 0, 034 · 93 = 98,8
(3.15)
Se concluye que la capacidad teórica de las pistas del aeropuerto de Barcelona en la
nueva configuración es de 98 operaciones por hora.
3.3.1.2. Resumen de resultados
• Capacidad horaria calculada VFR: 99 operaciones/hora
• Capacidad horaria calculada IFR: 93 operaciones/hora
• Capacidad horaria final: 98 operaciones/hora
3.3.1.3. Cálculo del retraso
Se repite el proceso de cálculo del retraso para la nueva configuración. En la tabla 3.6 se
presenta la demanda horaria y la de los 15 minutos pico para los años 2004 hasta 2009.
Cálculo teórico
29
Año
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Demanda horaria (D)
67
65
71
76
71
72
Demanda de los 15 minutos pico
16,75
16,25
17,75
19
17,75
18
Cuadro 3.6: Datos para el retraso en condiciones VFR
La media de las demandas es de 70 operaciones por hora.
• Para VFR los datos son los siguientes:
– Capacidad horaria de las pistas en VFR calculada en el apartado 3.3.1. de 98
operaciones por hora.
– Demanda horaria: 70 operaciones por hora.
– Porcentaje de llegadas: 50 %.
– Mix Index: 103,7.
El factor D/C para la nueva configuración en condiciones VFR es 0,71. De la figura
3.15 obtenemos que ADI es 0,72 y DDI es 0,79, ya que se sigue la curva de D/C de
0,8, que es la que más se aproxima.
Figura 3.15: Delay Indices for runway use diagrams nos 1, 9, 10, 11, 12, 30, 31, 42, 47,
48, 53, 54, 66, 68, 69, 70, 71 for VFR conditions [3]
Volviendo a calcular ADF y DDF mediante las fórmulas 3.3 y 3.4 respectivamente,
ADF = 0,72 x 0,71 = 0,51 y DDF = 0,79 x 0,71 = 0,56.
De la figura 3.16 se obtiene una DAHA de 0,1 minutos y una DAHD de 0,1 minutos.
30
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 3.16: Average aircraft delay in an hour[3]
Mediante la fórmula 3.5 se obtiene un retraso horario para condiciones VFR de 7
minutos. Sabiendo que cada hora hay 70 operaciones, cada aeronave tiene una
media de retraso de 0,1 minuto.
• Para condiciones IFR los datos son:
– Capacidad horaria de las pistas en IFR calculada en el apartado 3.3.1. de 93
operaciones por hora.
– Demanda horaria: 70 operaciones por hora.
– Porcentaje de llegadas: 50 %.
– Mix Index: 103,7.
Cálculo teórico
31
Para este caso D/C es 0,75. Por tanto, viendo la figura 3.17, ADI = 0,91 y DDF es
0,84, y lo que conlleva a obtener un ADF = 0,91 x 0,75 = 0,68 y un DDF = 0,84 x
0,75 = 0,63.
Figura 3.17: Delay Indices for runway use diagrams nos 12, 71 for IFR conditions [3]
Por último mediante la gráfica de la figura 3.18, DAHA = 0,5 y DAHD = 0,4.
El retraso total para IFR y calculado mediante la fórmula 3.5 es de 31,5 minutos.
Con la media ponderada de IFR y VFR se obtiene que el retraso horario total de pistas
de la antigua configuración es de 8 minutos. Teniendo una media de operaciones en la
demanda de 70 operaciones por hora, el retraso horario por operación es de 0,11 minutos. Se puede deducir que al tener una pista más, el retraso debido a las pistas es casi
insignificante.
Resumen de resultados
• Retraso horaria de las pistas en VFR: 7 minutos
• Retraso horario de las pistas en IFR: 31,5 minutos.
• Retraso horario de las pistas: 8 minutos
32
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 3.18: Average aircraft delay in an hour[3]
3.3.2. Capacidad horaria de las gates
3.3.2.1. Cálculo
Al igual que para la antigua configuración, se vuelva a seguir la explicación del apartado
3.1.2. para calcular la capacidad de las gates. En este caso las gráficas ha utilizar son las
ilustradas en la figura 3.19.
El tiempo de ocupación de aviones de fuselaje estrecho se sigue suponiendo 41,1 minutos. R vuelve a ser 1,69, por tanto se mira la gráfica de la figura 3.20 y se ve que G* es
2,5.
Cálculo teórico
33
Figura 3.19: Hourly Capacity of Gates [3]
El valor S es 0,7, ya que se obtiene un Gate Mix de 72,2 %.
En cuanto a la N, se vuelve a diferenciar entre si se tiene en cuenta sólo los fingers, o todos
los puestos de estacionamiento. Con todos los estacionamientos, N = 235, y por tanto la
capacidad horaria según la fórmula 3.6 es de 489 operaciones por hora. Se vuelve a la
situación descrita en el apartado 3.2.2. y sólo se tienen en cuenta los fingers. Por tanto la
capacidad de las gates en la actual configuración es de 126 operaciones por hora.
3.3.2.2. Resumen de resultados
• Capacidad de las gates (todos los puestos de estacionamiento): 489 operaciones
por hora
• Capacidad de las gates (sólo fingers): 126 operaciones por hora
34
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 3.20: Hourly Capacity of Gates [3]
3.3.3. Capacidad horaria del campo de vuelo
Para la nueva configuración hay dos escenarios. El primer escenario es el que se encuentra en el periodo entre los años 2004 y 2009, en el que el aeropuerto operaba con 3 pistas
y una terminal, la actual terminal T2. En este escenario la capacidad de los componentes
es la siguiente:
• Pistas: 98 operaciones por hora
• Gates (Fingers y Remotos): 351 operaciones por hora
• Gates (sólo Fingers): 69 operaciones por hora
Según estos datos, si se utilizaran sólo los fingers de la terminal, las gates serı́an el factor
limitante, pero lo que se hacı́a era utilizar los puestos en remotos, por tanto, las pistas
vuelven a determinar la capacidad.
El segundo escenario es el que se encuentra actualmente, es decir, con 2 terminales y las
3 pistas. En este escenario la capacidad de los componentes es la siguiente:
• Pistas: 98 operaciones por hora
• Gates (Finger y Remotos): 489 operaciones por hora
• Gates (sólo Fingers): 126 operaciones por hora
Aquı́ se vuelve a indicar que la capacidad del campo de vuelo viene limitada por las pistas,
y por tanto es de 98 operaciones por hora.
En un futuro, lo más lógico es pensar que el aeropuerto podrı́a necesitar una cuarta pista,
antes que una nueva terminal satélite.
Cálculo teórico
35
3.3.4. Annual Service Volume
Repitiendo el proceso del cálculo del ASV explicado en el apartado 3.1.5. y aplicando la
fórmula 3.7 se puede confeccionar la tabla 3.7.
Año
2004
2005
2006
2007
2008
Cw
98,79
98,79
98,79
98,79
98,79
D
339,96
339,98
349,10
341,56
335,40
H
12,79
13,93
13,22
13,58
13,51
ASV
429643
467854
467854
458233
447634
Cuadro 3.7: Annual Service Volume para la nueva configuración del Prat
Para la nueva configuración, es decir, dos pistas y una terminal, el ASV es de 451857
operaciones por año. El ASV sólo contempla las pistas, ya que las terminales no influyen.
Por tanto, se puede decir que el mismo desde 2003.
3.4. Conclusiones
Después de realizar el cálculo teórico, se han llegado a las siguientes conclusiones:
• Un proyecto que se ha pensado llevar a cabo en el aeropuerto de Barcelona, es
la construcción de una terminal satélite. Debido a que el factor limitante son las
pistas, estando como está ahora el aeropuerto del Prat, con la nueva terminal en
funcionamiento, serı́a más conveniente pensar en una cuarta pista antes que en
una terminal satélite. Una cuarta pista proporcionarı́a al aeropuerto menos retrasos
y un aumento de capacidad.
• El aeropuerto de Barcelona da servicio a una cantidad muy reducida de aviones de
fuselaje ancho, como se ha demostrado en el cálculo del Mix Index. Por tanto, se
confirma que el Prat, es un aeropuerto mayoritariamente de conexiones de media
distancia.
36
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Datos simulados
37
CAPÍTULO 4. DATOS SIMULADOS
Una vez finalizado el cálculo teórico, se procede a obtener datos a partir del estudio de diversas simulaciones de tráfico. Éste es un procedimiento muy utilizado en la planificación
de aeropuertos, ya que permite conocer el comportamiento que éstos tendrán ante situaciones de tráfico verosı́miles.
Existe un gran número de programas de simulación. Algunos de ellos son:
• WITNESS. Es un programa orientado a las previsiones de pasajeros. Es utilizado
para realizar previsiones sobre terminales, mostradores de facturación, etc. En el
aeropuerto de Madrid, las simulaciones para la estimación del tamaño de la plataforma fueron realizadas con WITNESS.[9]
• SIMMOD. Es el más utilizado para el cálculo de capacidad del lado aire ya que se
basa en las técnicas de la FAA. AENA realizó con él el estudio de capacidad de la
tercera pista del aeropuerto de Barcelona.[10]
• RAMS. Se trata de un programa de simulación de los denominados ”Gate to Gate”,
es decir, que sirve para operaciones que se llevan a cabo desde la gate de origen, hasta la gate de destino (espera en gate de llegada, rodaje a pista, despegue,
crucero, aterrizaje, rodaje a gate y espera en gate de destino). Es el que utiliza
EUROCONTROL en el EEC (EUROCONTROL Experimental Centre) [11]. Es el simulador del que dispone la EPSC y por lo tanto el que se ha utilizado en este
estudio.
4.1. Consideraciones previas a la simulación
4.1.1. Escenarios
Antes de realizar una simulación se deben tener claros ciertos conceptos. El primero de
ellos es, qué escenarios se van a simular. Para este estudio se han simulado 3 escenarios
diferentes del aeropuerto de Barcelona:
• Aeropuerto con una terminal y dos pistas. Como fue hasta 2003
• Aeropuerto con una terminal y tres pistas. Como fue en el perı́odo entre 2003 y
2009
• Aeropuerto con dos terminales y tres pistas. Como es en la actualidad
Además del aeropuerto propiamente dicho (pistas, gates y calles de rodaje), se hace
necesaria la creación de rutas de salida SID (Standard Instrumental Departure) y Aproximaciones finales para que el tráfico simulado acceda y abandone el aeropuerto de forma
ordenada y realista. También se crean circuitos de espera al inicio de las aproximaciones,
38
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
donde los aviones de llegada, esperarán mientras la pista esté ocupada. Por último se
ha designado la región del espacio aéreo que rodea el aeropuerto a un controlador, para
que resuelva los conflictos de tráfico que aparecerán durante la simulación (separación
de aeronaves, orden de entrada a pista, etc).
Cabe también mencionar que solo se han incluı́do en los escenarios las gates que hacen
referencia a un puesto de contacto o finger, ya que como se ha visto en el cálculo teórico,
es el único caso donde la capacidad de las gates puede ser restrictiva. Puesto que en
el aeropuerto de Barcelona no se asignan gates en propiedad a las aerolı́neas, se ha
simulado como si sólo existiese una compañı́a que puede utilizar cualquier gate.
4.1.2. Simulación
En este apartado se detallan las condiciones que se han seguido para realizar las simulaciones. Se han designado dos tipos de simulación para cada escenario, dependiendo de
si se usan en Configuración Este u Oeste:
• Configuración Antigua (2 pistas y 1 terminal)
– Configuración Este
∗ Salidas (en Verde): Pista 07
∗ Llegadas (en Rojo): Pistas 07 y 02 (La pista 02 sólo se utiliza para llegadas, por cuestiones de ruido ya que los aviones pasarı́an por encima
de Barcelona)
Figura 4.1: Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Este de la Antigua
Configuración
Datos simulados
39
– Configuración Oeste
∗ Salidas: Pistas 25 y 20 (La pista 20 sólo se utiliza para salidas por cuestiones de ruido)
∗ Llegadas: Pista 25
Figura 4.2: Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Oeste de la Antigua
Configuración
• Configuración Nueva (3 pistas y 1 terminal)
– Configuración Este
∗ Salidas: Pista 07R (Se utiliza la pista más cercana al mar por cuestiones
de ruido)
∗ Llegadas: Pista 07L
Figura 4.3: Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Este de la Nueva Configuración
40
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
– Configuración Oeste
∗ Salidas: Pista 25L
∗ Llegadas: Pista 25R
Figura 4.4: Uso de las pistas en la simulación de la Configuración Oeste de la Nueva
Configuración
Para el último escenario (3 pistas y 2 terminales), se ha utilizado la misma distribución de
pistas que para el escenario de la Nueva Configuración.
Para cada Configuración de cada uno de los escenarios se han realizado diversas simulaciones en las cuales se ha ido incrementando el volumen de tráfico de forma progresiva.
De esta manera se ha observado cómo el aeropuerto se ha ido saturando. El volumen de
tráfico de cada simulación ha sido:
• 20 operaciones/hora
• 40 operaciones/hora
• 60 operaciones/hora
• 80 operaciones/hora (aprox)
• 100 operaciones/hora (aprox)
La duración de cada simulación ha sido de 3 horas, ya que de esta forma se deja un
tiempo al aeropuerto para que se vaya llenando de tráfico.
Por último, para mejorar la fiabilidad de los resultados, cada simulación se ha repetido
10 veces variando la hora de entrada de los aviones en un margen de 5 minutos antes o
después. Los resultados son una media de estas 10 iteraciones.
4.1.3. Resultados
De todos los resultados que se pueden obtener de las simulaciones, se han seleccionado aquellos relacionados con el cálculo de capacidad de los distintos componentes del
aeropuerto:
Datos simulados
• Operaciones por hora en las pistas
• Ocupación de las gates
• Retraso de los aviones (se ha sumado el retraso de salidas y el de llegadas)
4.2. Presentación de resultados
4.2.1. Antigua configuración
Figura 4.5: Escenario del aeropuerto de Barcelona hasta 2003
41
42
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
4.2.1.1. Configuración Este
En la figura 4.6 se observa como la primera tendencia del volumen de operaciones/hora
en las pistas es creciente durante las tres primeras simulaciones. Se observa pues que
el aeropuerto responde satisfactoriamente al crecimiento del tráfico. Sin embargo este
número de operaciones/hora apenas varı́a en las dos simulaciones posteriores, lo que
ya indica que las pistas han llegado a su capacida máxima, en este caso 59 operaciones/hora.
Figura 4.6: Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la antigua configuración
en configuración este
Figura 4.7: Histograma de ocupación de las gates de la antigua configuración en configuración este
Como se observa en la figura 4.7 es a partir de las 60 operaciones/hora cuando las gates
empiezan a colapsarse (hay que recordar que esta configuración dispone de 30 gates).
Se observa también que con 80 y 100 operaciones/hora se han necesitado más de las 3
horas previstas de simulación, para dar servicio a todos los aviones programados. Puesto
que las gates y las pistas se colapsan ambas en la misma simulación (60 operaciones
por hora), se deduce que su capacidad debe ser similar y que son factores que limitan el
aeropuerto.
Datos simulados
43
Figura 4.8: Gráfico del retraso en minutos de la antigua configuración en configuración
este
En la figura 4.8 se observa que a partir de la simulación de de 60 operaciones/hora el
retraso en minutos por avión se dispara. Éste es otro indicador de la saturación del aeropuerto
Figura 4.9: Histograma del número de aviones retrasados en la antigua configuración en
configuración este
Que el colapso del aeropuerto llega a partir de la simulación de 60 operaciones por hora
es un hecho que también demuestra la figura 4.9, donde se ve como en las últimas dos
simulaciones, el número de aviones que ha excedido las dos horas de retraso se dispara.
4.2.1.2. Configuración Oeste
Como se observa en la figura 4.10, vuelve ser a partir de la simulación de 60 operaciones
por hora cuando el crecimiento de la capcidad se estabiliza. Aún ası́ también se puede
comprobar como el crecimiento experimentado durante esa simulación fue mucho menor
del que se ha experimentado en la Configuración Este, o que hace que la capacidad de
las pistas sea de 48 operaciones por hora.
44
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 4.10: Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la antigua configuración
en configuración oeste
Figura 4.11: Histograma de ocupación de las gates de la antigua configuración en configuración oeste
En cuanto a las gates, como es visible en la figura 4.11, nunca llegan a colapsarse, esto
se explica observando el dato de capacidad de las pistas, que es inferior a la de las gates,
la pista se convierte pues en el elemento restrictivo del aeropuerto, lo que hace que los
aviones lleguen a las gates en intervalos de tiempo más separados.
Observando la figura 4.12 se comprueba que el retraso en minutos se dispara a partir de
las 40 operaciones por hora, lo que explica el poco crecimiento de operaciones que se ha
observado en la figura 4.10.
Por último, la figura 4.13 muestra efectivamente que el número de aviones que exceden
las dos horas de retraso se dispara a partir de la simulación de 40 operaciones por hora.
En las siguientes no aumenta el número de aviones retrasados pero sı́ los minutos que
éstos se retrasan.
Datos simulados
45
Figura 4.12: Gráfico del retraso en minutos de la antigua configuración en configuración
oeste
Figura 4.13: Histograma del número de aviones retrasados en la antigua configuración en
configuración oeste
4.2.1.3. Conclusiones a los resultados
De los resultados obtenidos se observa que la capacidad máxima de las pistas de la
antigua operación es de 59 operaciones por hora. Puesto que cuando las pistas se
saturan, las gates también lo hacen, se concluye en que la capacidad de las gates debe
ser similar a la de las pistas.
Ası́ mismo se observa una notable disminuición de la capacidad de las pistas si se utiliza
la Configuración Oeste.
46
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 4.14: Escenario del aeropuerto de Barcelona hasta 2009
4.2.2. Nueva configuración (tres pistas y una terminal)
4.2.2.1. Configuración este
En la figura 4.15 se puede observar que las operaciones/hora crece durante las 4 primeras
simulaciones y por tanto, se puede afirmar que el aeropuerto responde bien al incremento
de capacidad. En la última simulación se estabiliza en 74 operaciones, lo que indica una
saturación en el tráfico.
Figura 4.15: Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración
(una terminal y dos pistas) en configuración este
En la figura 4.16 se ve que, al igual que pasaba en la antigua configuración, las gates
empiezan a colapsarse a partir de las 60 operaciones/hora. Este dato es una prueba de
que la simulación es correcta ya que el número de gates de la antigua y de la nueva
configuración es el mismo, y por tanto, la capacidad de las pistas es la misma. También
se necesitan más horas de simulación para poder dar servicio a todas las aeronaves.
Datos simulados
47
Figura 4.16: Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración en configuración este
En la figura 4.17 se observa que en las 60 operaciones/hora el crecimiento del retraso
aumenta con mayor pendiente que en las 40 anteriores.
Figura 4.17: Gráfico del retraso en minutos de la nueva configuración en configuración
(una terminal y tres pistas) en configuración este
El gráfico de la figura 4.18 indica que a partir de las 60 operaciones por hora el número de
aviones que se retrasan se va desplazando hacia la derecha del gráfico, lo que significa
que cada vez se van retrasando más, llegando a superar las dos horas de retraso a partir
de las 101 operaciones.
48
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 4.18: Histograma del número de aviones retrasados en la nueva configuración (una
terminal y tres pistas en configuración este)
4.2.2.2. Configuración Oeste
En el gráfico 4.19 el número de operaciones aumenta hasta 67, donde está el máximo en
la simulación de 60 operaciones. A partir de ahı́ disminuye, lo que vuelve a significar una
saturación del aeropuerto.
Figura 4.19: Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración
(una terminal y tres pistas) en configuración oeste
En la figura 4.20 se vuelven a saturar las gates a partir de las 60 operaciones, otra vez debido a que el aeropuerto continua con el mismo número de gates que en las simulaciones
anteriores. A partir de las 78 operaciones, se necesitan más horas se simulación.
Datos simulados
49
Figura 4.20: Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración en configuración este
En cuanto al retraso, se puede ver en la figura 4.21 que vuelve a haber un aumento más
pronunciado a partir de las 60 operaciones por hora, llegando el retraso a superar las 2
horas en las 101 operaciones. Esto se debe a que supera notablemente su capacidad.
Figura 4.21: Gráfico del retraso en minutos de la nueva configuración en configuración
(una terminal y tres pistas) en configuración oeste
Por último, en cuanto a los retrasos por aeronave, se ve un retraso en número de aeronaves similar a la configuración 07. En la gráfica de la figura 4.22 se observa que en las
101 operaciones por hora, el número de aviones que se retrasan 20 minutos disminuye,
pero en cambio, aumentan los aviones que se retrasan más tiempo.
4.2.2.3. Conclusiones a los resultados
La capacidad máxima de las pistas es de 74 operaciones por hora. Sin embargo, con una
simulación de 60 operaciones por hora, las gates ya muestran una saturación importante.
Por lo tanto se puede concluir que en este escenario el factor limitante son las gates.
50
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 4.22: Histograma del número de aviones retrasados de la nueva configuración en
configuración (una terminal y tres pistas) en configuración oeste
4.2.3. Nueva configuración (Tres pistas y dos terminales)
Figura 4.23: Escenario del aeropuerto de Barcelona a partir del 2009
4.2.3.1. Configuración Este
La capacidad de las pistas se puede deducir de la figura 4.24, donde se comprueba que
éstas se saturan cuando alcanzan el valor de 76 operaciones por hora.
Datos simulados
51
Figura 4.24: Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración
en configuración este
Figura 4.25: Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración en configuración este
En la figura 4.25 se observa que la ocupación de las gates es muy similar a las del escenario anterior. Pero en este caso, se dispone de 72 gates por lo tanto se usa sólo el 50 %
de la capacidad de éstas. Las gates no son limitantes en este escenario.
Como se muestra en la figura 4.26 el retraso en minutos se dispara en la simulación de
101 operaciones por hora.
Y por último en la figura 4.27 se descubre que no hay aviones que sobrepasan la hora de
retraso hasta la simulación de 101 operaciones por hora, en la que el éste se dispara y
aparecen aviones con hasta 2 horas de retraso Esto se complementa con la figura anterior
que mostraba que el retraso no se disparaba hasta la última simulación.
52
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 4.26: Gráfico del retraso en minutos de la nueva configuración en configuración
este
Figura 4.27: Histograma del retraso de los aviones de la nueva configuración en configuración este
4.2.3.2. Configuración Oeste
En la figura 4.28 se puede observar que las operaciones hora crecen continuamente hasta
llegar a 71 operaciones por hora, que es donde se satura. Esto indica la capacidad que
soporta.
A través del histograma de la figura 4.29 se obtiene que la ocupación de las gates, como ya
se ha comentado en la configuración este, ahora es de la mitad disponibles, de acuerdo
a que ahora el aeropuerto dispone de 72 gates. En cambio, la capacidad es la misma,
debido a que las pistas son las mismas y pueden operar el mismo número de aeronaves.
En cuanto al retraso, según las gráficas de la figura 4.30 el aeropuerto soporta bien hasta
80 operaciones, debido a que hay un retraso aceptable, pero en 101 operaciones, este
retraso aumenta bastante dejando claro que el aeropuerto se satura.
En la figura 4.31 se observa que no hay aviones que superen la hora de retraso hasta la
última simulación. Cuando se simulan 101 operaciones por hora, el retraso se dispara y
aparecen aviones con hasta 2 horas de retraso.
Datos simulados
53
Figura 4.28: Gráfico de la simulación de operaciones por hora en la nueva configuración
(dos terminales y tres pistas) en configuración oeste
Figura 4.29: Histograma de ocupación de las gates de la nueva configuración (dos terminales y tres pistas) en configuración oeste
4.2.3.3. Conclusiones a los resultados
La capacidad máxima de las pistas en este escenario es de 76 operaciones por hora.
En este caso se ha observado que el incremento de gates debido a la nueva terminal ha
provocado que las pistas sean el factor limitante.
A pesar del dato anterior, se observa que el aeropuerto es capaz de dar servicio a 80
aviones en un hora, sin que el retraso se dispare.
54
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 4.30: Gráfica del retraso en minutos de la nueva configuración (dos terminales y
tres pistas) en configuración oeste
Figura 4.31: Histograma del retraso de las aeronaves de la nueva configuración (dos terminales y tres terminales) en configuración oeste
Datos reales
55
CAPÍTULO 5. DATOS REALES
5.1. Introducción
En esta parte del análisis se presentarán, compararán y estudiarán los datos reales de
tráfico del Aeropuerto de Barcelona. Es muy interesante trabajar con datos reales de
un aeropuerto para ası́ compararlos con los simulados y también para poder validar los
teóricos. Si la simulación está hecha correctamente, los resultados se aproximarán a los
reales.
Todos los datos fueron facilitados directamente por AENA. También es posible hacer previsiones de futuro. Las inversiones en los aeropuertos, vienen determinadas por las previsiones que los expertos calculan. Hay muchas maneras de hacer previsiones del comportamiento del tráfico, algunas simples, y otras más complejas, pero todas parten de la
base de acontecimientos históricos o datos anteriores. Es por esto, que ver de que manera ha evolucionado el tráfico en estos últimos años es muy útil, sobretodo para justificar
las ampliaciones de los últimos años, y organizar algunas futuras.
Ası́ en las secciones 5.2. y 5.3. se presentan los datos reales del aeropuerto y se comparan con los valores obtenidos en el cálculo teórico y el estudio de simulación. Por último
en la sección 5.4. se realizan estudios de tendencia con el fin de justificar la ampliación
del aeropuerto.
56
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
5.2. Datos de la Antigua configuración
5.2.1. Presentación
El crecimiento del tráfico en la época en la cual estaba la antigua configuración del Prat,
fue bastante notable. Esto se intentará reflejar con la presentación de los datos reales.
Para obtener estos datos, se acudió directamente a la página web de AENA [6]. Aquı́ se
encontraron datos reales del aeropuerto desde 1999 hasta 2003 (cuando se construyó la
nueva pista) pero presentados en operaciones por año y en operaciones por mes. Como
el cálculo teórico ofrece datos en operaciones por hora, fue necesario pedir directamente
a AENA si podrı́a proporcionar los mismos datos pero en operaciones por hora. Con estos
datos ya obtenidos, se realizó la tabla 5.1 donde se presentan los datos de tráfico en la
hora pico del mes pico, que en el caso del Prat es julio. No es de extrañar, ya que es
cuando tienen lugar los viajes por vacaciones de verano, y el tráfico sufre un aumento
considerable.
Año
1999
2000
2001
2002
2003
Operaciones/hora
57
68
64
64
62
Cuadro 5.1: Operaciones por hora en el Aeropuerto de Barcelona hasta el año 2003
Para ver como ha evolucionado la capacidad, en la figura 5.1, se presenta una gráfica con
la evolución del tráfico en operaciones por hora confeccionada a partir de los datos de la
tabla 5.1.
Figura 5.1: Evolución de las operaciones por hora hasta el año 2003
Datos reales
57
Es también de mucho interés, ver la operaciones por año. Estas operaciones anuales,
engloban de manera más general, la visión del tráfico y se puede hacer una mejor apreciación de cómo ha evolucionado. Los datos se presentan en la tabla 5.2.
Año
1999
2000
2001
2002
2003
Operaciones/año
233.609
256.905
273.119
271.023
282.021
Cuadro 5.2: Operaciones por año en el Aeropuerto de Barcelona hasta el año 2003
Al igual que con las operaciones por hora, la evolución de estos datos a lo largo de los
años se puede presenta en la gráfica de la figura 5.2
Figura 5.2: Evolución de las operaciones por año hasta el año 2003
5.2.2. Comparativa
Una vez se han calculado los datos teóricos de capacidad y se tienen los datos reales
de tráfico, se procede a compararlos. En este apartado, dedicado al análisis de la antigua
configuración, intentaremos estudiar si los datos de tráfico y capacidad entre los años
1999 y 2003 justificaban la ampliación del aeropuerto. Es decir, se comprobará que el
tráfico en Barcelona durante esos cuatro años fue cercano o superior a su capacidad
máxima.
En primer lugar se compararán los datos reales de operaciones por hora con la capacidad horaria del aeropuerto que se ha calculado anteriormente y que es de 65 operaciones/hora.
Como se observa en la gráfica 5.3, comparado con el dato de capacidad obtenido del
cálculo teórico, en los últimos cuatro años en los que la antigua configuración estuvo operativa, el aeropuerto funcionó muy cerca de su capacidad horaria, llegando en un caso,
58
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
en el año 2000, a superarla. En el caso de comparar los datos reales con la capacidad
obtenida en el estudio de simulación, se observa que sólo en 1999 el aeropuerto no excedió su lı́mite. Se puede concluir fácilmente que el Prat tuvo picos de tráfico que excedı́an
su capacidad horaria, hecho que comportarı́a retrasos, en algunos casos importantes. El
análisis de la capacidad horaria revela que el aeropuerto estaba saturado. Aún ası́, esto
no justifica del todo la ampliación, puesto que puede que el aeropuerto tuviera picos de
saturación, pero que no afectaran en el total anual.
Figura 5.3: Comparativa de tráfico real por hora y capacidad horaria hasta el año 2003
Se hace necesario pues un segundo análisis donde se compararán los datos reales en
operaciones por año con el ASV de la antigua configuración.
Figura 5.4: Comparativa de tráfico real por año y ASV hasta el año 2003
Del análisis de la gráfica de la figura 5.4 se observa un dato curioso. El año 2000 fue el
único en el que las operaciones por hora en la hora pico superaron la capacidad horaria,
no obstante, en el global anual, estuvo lejos del ASV. Sin embargo en los años posteriores,
el fuerte crecimiento de las operaciones por año provocó que durante 2001 y 2002 el
aeropuerto funcionara al lı́mite de su capacidad teórica anual, y que en el 2003, el último
año en el que la antigua configuración estuvo operativa, ya operase por encima de dicha
capacidad. Teniendo en cuenta que las previsiones de crecimiento que se tenı́an en aquel
momento, se cumplieron al menos en los 4 años siguientes, la saturación del aeropuerto
habrı́a sido inaceptable.
Datos reales
59
Por lo cual, la principal conclusión de este análisis comparativo, es que la ampliación del
lado aire del aeropuerto con la inauguración de una tercera pista, que se llevó a cabo en
el año 2004 era necesaria para soportar el crecimiento de tráfico que experimentó el Prat
durante la primera década del siglo XXI. Por lo tanto dicha ampliación está justificada.
60
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
5.3. Datos de la Nueva configuración
5.3.1. Presentación
Para el periodo desde 2004 hasta el 2009, el aeropuerto estuvo trabajando a mejor ritmo
que en años anteriores. Sin embargo, la crisis económica de estos últimos años, significó un descenso de operaciones en 2008 y 2009 cómo se puede contemplar en la tabla
5.3.
Año
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Operaciones/hora
67
65
71
76
71
72
Cuadro 5.3: Operaciones por hora en el Aeropuerto de Barcelona hasta el año 2009
Para ver este descenso de manera más clara, se realiza la gráfica de evolución de las
operaciones por hora en la figura 5.5.
Figura 5.5: Evolución de las operaciones por hora hasta el año 2009
Datos reales
61
En las operaciones por año también se puede ver ese descenso en el año 2008 y 2009,
como indica la tabla 5.4.
Año
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Operaciones/año
291.369
307.811
327.650
352.501
321.693
278.965
Cuadro 5.4: Operaciones por año en el Aeropuerto de Barcelona desde 2004 hasta el año
2009
Se vuelve a crear una curva que recree la evolución de las operaciones por año hasta
2009 en la figura 5.6.
Figura 5.6: Evolución de las operaciones por año hasta el año 2009
5.3.2. Comparativa
En el caso de la nueva configuración, la evolución se ve en la figura 5.7
La capacidad real del aeropuerto, estuvo muy lejos de la capacidad teórica. Esto se debe
a dos factores.
• Cuando se creó la nueva pista fue debido a que la capacidad real del aeropuerto
estaba al lı́mite de la teórica, y por tanto, la hicieron con la intención de que fuera capaz de soportar una capacidad bastante superior a la que el aeropuerto operaba. Se
pretendió que las pistas aguantaran durante bastantes años el posible crecimiento
que se esperaba tener.
• La crisis hizo que las expectativas de crecimiento quedaran por encima de lo que
en verdad pasó.
62
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 5.7: Comparativa de tráfico real por hora y capacidad horaria del 2003 hasta el año
2009
No obstante, realizando esta comparación con los datos extraı́dos del estudio de simulación se observa que en 2007, el aeropuero ya operó al lı́mite de su máxima capacidad
horaria. Esto se debe a que se se ha tenido en cuenta el dato exacto de capacidad horaria de la simulación (76 operaciones por hora). Aunque, como se vió en el análisis de
resultados del estudio de simulación, puesto que el retraso no se disparaba hasta las 101
operaciones por hora, se podı́a asumir que la capacidad del aeropuerto se encontraba en
un valor entre 80 y 101 operaciones por hora.
En la gráfica de la figura 5.8 se puede observa que pasa lo mismo que con la capacidad
horaria, y que las operaciones al año quedan por debajo del ASV.
Figura 5.8: Comparativa de tráfico real por año y ASV del año 2003 hasta el 2009
Datos reales
63
5.4. Previsiones de futuro
5.4.1. Técnicas de Forecasting
La previón de la demanda del tráfico aéreo es una tarea muy difı́cil y compleja ya que se
han de tener en cuenta muchos factores. A pesar de las dificultades asociadas ha hacer
previsiones, estas estimaciones son necesarias por las siguientes razones:[7]
1. Ayudar a los fabricantes para anticipar los pedidos de aeronaves y la creación de
estas.
2. Ayudar a las compañı́as en la planificación a largo plazo del número de vuelos que
se realizarán.
3. Ayudar a los gobiernos para facilitar el desarrollo de sistemas de aerovı́as nacionales e internaciones y para ampliaciones futuras en infraestructuras.
Para realizar una previsión hay que basarse en datos del pasado. A ello se debe su inexactitud. El crecimiento no siempre será igual en todos los momentos de la historia.
5.4.1.1. Métodos convencionales de demanda
El forecasting normalmente se debe hacer a escala macroscópica, es decir, viendo la
demanda como una respuesta a niveles globales de cambios de una o más variables [7].
Por esta razón, hay métodos muy simples que ayudan a ver de manera más general, como
se puede comportar el tráfico en un futuro.
• El propio juicio. Consiste simplemente en hacer una propia previsión en función de
datos pasado. Se lleva a cabo por los forecasters, ya que conocen los factores que
envuelven cada situación especı́fica. [7]
• Encuesta de expectativas. En este tipo de forecasting, se hace una especie de
puesta en común. Los expertos hacen sus previsiones y luego reciben una retroalimentación de los resultados del grupo de forecasters. Al cabo de unas cuantas
iteraciones, el rango de respuestas se estrecha hasta llegar a un consenso.
• Tendencia de previsión. Este método es uno de los más usados. Se debe a que es
muy simple, ya que consiste en extrapolar datos pasados y ver que tendencia tiene
el tráfico. Es más fiable para cortos plazos de tiempo que para previsiones a largo
plazo. Este es el método que en este trabajo se utiliza para hacer el estudio de la
demanda futura, que está explicado en el apartado 5.4.2..
• Previsiones basados en los coeficientes pronósticos nacionales. Esta técnica es
ampliamente utilizada en los Estados Unidos. Se asume que el porcentaje del volumen de pasajeros anuales nacional, permanece relativamente constante en el tiempo. En Europa, este método presenta muchas limitaciones, como por ejemplo, que
64
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
en Europa, los vuelos charter son una parte importante del tráfico total de pasajeros,
y son muy vulnerables a las tarifas, lo que supone muchos cambios en el volumen
de tráfico.[7]
5.4.1.2. Métodos análiticos de la previsión de demanda
La previsión de tendencias es simple si lo que se pretende hacer es seguir la curva de
la demanda histórica suponiendo una situación general. Las subidas y bajadas en el estado general de la economı́a se aplican a las tendencias del pasado y son usados para
modificar el modelo macroscópico.[7]
En el pasado, sobretodo en la década de los 50 y los 60, el crecimiento en la demanda
fue de un 10 %, lo que suponı́a un creciemiento exponencial. Pero a largo plazo, era más
razonable esperar que este crecimiento exponencial se transformara en una curva más
parecida a una curva logarı́tmica. Refleja una situación mucho más realista ya que se
observa un crecimiento muy rápido al principio, ya que tuvo lugar la introducción de la
tecnologı́a y hay una caı́da de precios debido a la saturación en el mercado. A largo plazo,
esta curva ya deja de ser útil, ya que el crecimiento se espera que sea mucho mayor del
que la función logarı́timica nos proporciona.[7]
Por esa razón, es conveniente tener muchos factores en cuenta para poder corregir esos
errores. En el caso de la demanda de tráfico aéreo, se ha encontrado que la demanda de
un viajero depende, no sólo de un número de variables socioeconómicas fuera del ámbito
del transporte aéreo, tales como los ingresos, el tipo de empleo o la estructura familiar,
sinó también dentro del ámbito, como la frecuencia o el nivel del servicio. [7]
Hay infinidad de modelos. Algunos están basados en el estudio del mercado, otros en el
estudio de los pasajeros (nivel económico, motivo del viaje, etc), otros muchos en estudios de ciudades (tamaño, población, actividad gubernamental, desarrollo en modos de
transporte competidores, etc) y también hay análisis de regresión.
En estos métodos no se entrará con detalle en este trabajo, ya que es necesaria una
gran cantidad de datos socioeconómicos, demógraficos sobre los pasajeros y sobre las
ciudades.
5.4.2. Estudio de tendencia
Una lı́nea de tendencia representa el movimiento de una variable durante un tiempo determinado. Las lı́neas de tendencia pueden tener tres direcciones.
• Alcista
• Bajista
• Continuista
Datos reales
65
Ası́ mismo las lı́neas de tendencia pueden clasificarse también según el periodo de tiempo
que estudian.
• A largo plazo o principal
• A medio plazo o intermedia
• A corto plazo o inmediata
Para trazar una lı́nea de tendencia debemos:
• Determinar el tamaño del perı́odo que vamos a analizar
• Recoger datos que nos permitan determinar el tipo de dirección de la tendencia
5.4.2.1. Consideraciones para el estudio de tendencia del aeropuerto de Barcelona
El objetivo de este estudio es encontrar el año en el que la nueva configuración alcanzará su saturación. Puesto que tan sólo han pasado 7 años desde la ampliación, se entiende que este rango será de entre 20 y 30 años, por lo tanto se realizará un estudio a
largo plazo.
De los datos que disponemos, en el perı́odo 1999 - 2009 a pesar de los puntuales altibajos, se observa un crecimiento considerable de las operaciones en el Aeropuerto de
Barcelona. Por lo tanto, la lı́nea de tendencia que se representará para estudiar la evolución del aeropuerto será una lı́nea creciente.
En muchas ocasiones, una lı́nea de tendencia se limita a ser la recta que pasa más cerca
de los puntos estudiados, y esto es ası́ porque una recta es una función con una tendencia
claramente definida.
El primer cálculo de tendencia que se realiza es el que tiene en cuenta los datos de 1999
a 2003, y tiene como objetivo ver cuál fue la primera previsión que se tuvo de la nueva
configuración, el año anterior a que esta entrase en funcionamiento. Para este cálculo se
ha trazado una recta de tendencia alcista y se han obtenido los resultados representados
en la gráfica 5.9.
Según este cálculo, la nueva configuración alcanzarı́a la saturación en el año 2019.
Puesto que este estudio tiene una antiguedad de casi 7 años, se puede comprobar si en
este perı́odo se ha cumplido la tendencia prevista. Es de suponer que en año 2003 no se
contarı́a con la crisis económica que se inició en 2008 y que ha afectado de forma notoria
al tráfico en el aeropuerto de Barcelona.
Para realizar dicha comprobación se realiza un nuevo estudio de tendencia, partiendo esta
vez del último año del que se tienen datos reales, esto es, desde 2009. Para este caso, se
ha buscado funciones que describieran matemáticamente la nube de puntos que nos daba
los datos que disponı́amos utilizando técnicas de fitting [12]. Se encontró que las funciones
66
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
polinómicas, especialmente las de grados altos, eran las que menor error cometı́an a la
hora de acercarse a los datos. Ahora bien, ¿es esto lo que se buscaba buscamos? Una
función polinómica de grado 5, serı́a perfecta para buscar valores intermedios del rango
de datos de que se dispone. Pero a la hora de hacer una predicción de la evolución de
un aeropuerto esto supone un problema, ya que este tipo de funciones son funciones con
muchas fluctuaciones, algunas de ellas, muy fuertes. El efecto de tomar la tendencia del
aeropuerto como una función polinómica simple se veı́a en que habı́a años con un número
desmesurado de operaciones, y otros, con un número de operaciones negativas.
Como ya se ha explicado, la tendencia de los últimos 10 años en el aeropuerto de Barcelona
ha sido alcista, por lo cual la función que mejor representarı́a dicha tendencia debı́a ser
una función estrictamente creciente. En ese sentido probamos con una recta, pero se encontró que la función de Marc Plante 5.1 nos daba un error respecto de los datos reales
bastante menor. La función de Marc Plante es una función polinómica (del tipo que se
habı́a encontrado que mejor aproximaba la nube de puntos) y estrictamente creciente
(necesaria para representar una tendencia alcista). Además dicho crecimiento no es constante, sino que se va suavizando progresivamente, algo que se creyó positivo ya que
esto corregirı́a la tendencia alcista por aquellos años en los que las operaciones sufriesen
un decrecimiento.
y=
(−b +
√
(b2 − 4 · a(c − x)))
2a
(5.1)
Donde y son las operaciones, x es el año y a, b, y c, son los coeficientes que dependen
de los datos que se quieran aproximar.
5.4.2.2. Rango de tendencia
A partir que los datos de que se disponı́a, se trazaron dos lı́neas de tendencia, una optimista (con un crecimiento alto) y otra pesimista (con un crecimiento bajo), que acabarı́an
delimitando un rango o intervalo de tendencia.
• Tendencia A: Esta lı́nea representa la tendencia optimista. Se ha calculado teniendo
Figura 5.9: Tendencia de la Nueva Configuración en el año 2003
Datos reales
67
en cuenta los datos hasta 2007, es decir, antes de la crisis económica, cuando el
aeropuerto registraba un fuerte crecimiento en sus operaciones. Además se le ha
aplicado una correción para adaptarla a los datos de 2009. Según esta evolución,
la nueva configuración quedarı́a saturada en el año 2034.
• Tendencia B: Esta es la lı́nea que corresponde a la tendencia pesimista. Para su
cálculo se han tenido en cuenta los datos hasta 2009. Dichos datos incluyen una
fuerte caı́da del número de operaciones en los dos últimos años debido a la crisis
económica. Como a la anterior se le ha aplicado una corrección para adaptarla a
los datos de 2009 5.10. Es por esto que el crecimiento de esta función es mucho
más suave que el anterior, hecho que provoca que la saturación se alargue hasta el
2080.
Figura 5.10: Tendencia de la Nueva Configuración en el año 2009
Este nuevo cálculo revela los efectos de la crisis económica sobre las primeras previsiones
realizadas en 2003. La importante caı́da de las operaciones en los años 2008 y 2009 se
ve reflejada en un aumento considerable del año de saturación de la nueva configuración.
Otro factor que explica este hecho es el haber utilizado la función de Marc Plante, que
como se ha explicado anteriormente tiene un crecimiento que se va suavizando con el
paso del tiempo, mientras que para el estudio de tendencia del año 2003, se utilizó una
recta de tendencia con crecimiento constante. Por último, este segundo estudio está realizado teniendo como base el año 2009, año en el que ha habido menos operaciones
que en 2003, por contra de como se esperaba en el primer estudio, lo cual hace que a
pesar de que hayan pasado 6 años, en los que en el primer estudio se estimó que habrı́a
un crecimiento constante, la cifra total de operaciones haya disminuido. Este cálculo se
realiza partiendo de una situación de crisis económica, razón por la cual da a la nueva
configuración una vida mucho mayor de la esperada en su inauguración.
68
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
5.5. Conclusiones
Configuración
Antigua
Nueva
Datos teóricos
65 operaciones/hora
98 operaciones/hora
Datos simulados
59 operaciones/hora
76 operaciones/hora
Datos reales
63 operaciones/hora
73 operaciones/hora
Después de todo el análisis de los datos reales que se ha realizado, se ha llegado a
diversas conclusiones:
• La crisis económica ha afectado al tráfico. En el año 2009 el número de operaciones que tuvieron lugar disminuyó. Ésta es una razón por la cual las previsiones
iniciales que se hicieron cuando construyeron la nueva terminal han quedado muy
por encima de la real. Es por tanto lógico preveer, que el aeropuerto se saturá más
tarde de lo previsto. Al tener un crecimiento más lento en el tráfico, la terminal nueva
ha quedado sobredimensionada. Se espera que en poco años el incremento en el
número de vuelos sea mayor, y se pueda pensar en la ampliación que más se crea
conveniente para el aeropuerto.
• Observando que el aeropuerto operó al lı́mite de su máxima capacidad entre los
años 1999 y 2003, se justifica la ampliación del aeropuerto, tanto por la incorporación de la nueva pista como la de la terminal.
Ambientalización
69
CAPÍTULO 6. AMBIENTALIZACIÓN
Los aeropuertos en general, y el de Barcelona en particular, tienen una gran influencia
en el medio ambiente. No sólo a nivel paisajı́stico, sinó que también en cuestión de ruidos, residuos, consumo energético, contaminación atmosférica, etc. También afecta en
sus inmediaciones debido a que, cuando un aeropuerto aumenta en tamaño, también es
necesario un aumento en el transporte para poder acceder a él, una invasión del terreno
adyacente o incluso una ampliación en el espacio aéreo.
Dos de los problemas ambientales más importantes en el aeropuerto del Prat son el ruido,
y la zona en la que esta construı́do.
• El tema del ruido tiene muchı́sima importancia en el aeropuerto del Prat. Esto es
debido a la cercanı́a del aeropuerto a los municipios del Prat del Llobregat, Gavà y
Castelldefels. Han sido muchas las repercusiones sociales que se han provocado
referentes a problemas relaciones con las rutas que pasaban por encima de estas
zonas pobladas y por tanto, las asociaciones de vecinos de estos pueblos cercanos
hicieron, con sus protestas, que los aviones despegaran por la pista cercana al mar
y en direccion hacia el mar [1].
• El aeropuerto está construido junto a dos reservas naturales protegidas por su especial interés ecológico. La tercera pista está construı́da junto a la laguna de la
Ricarda y la del Remolar. Cuando se construyó la tercera pista tuvieron que hacerla
más corta, debido a la zona protegida ZEPA, que está junto a la pista. En la figura
6.1 se puede observar la situación de las pistas entre las zonas protegidas, donde
el número 1 es el Corredor biológico de Can Sabadell, el número 2 es el Remolar,
el 3 el Corredor litoral y el 4 La Ricarda.
Figura 6.1: Dibujo representativo de las zonas ZEPA alrededor del Prat [4]
70
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Gestión del proyecto
71
CAPÍTULO 7. GESTIÓN DEL PROYECTO
7.1. Costes del proyecto
7.1.1. Costes por hora de trabajo
El proyecto se inició el dı́a 26 de febrero de 2010 y se ha finalizado el 17 de junio de 2010.
La duración ha sido pues de 111 dı́as, de los cuales 86 han sido de trabajo efectivo, a
un ritmo de 3 horas diarias por persona y dı́a. Teniendo en cuenta que el proyecto se ha
realizado con dos trabajadores, el total de horas se remonta a 516.
Considerando que una persona trabaja 40 horas a la semana durante 11 meses al año,
es decir, 1760 horas en un año, el esfuerzo del proyecto serı́a de 0,3 personas por año.
A un coste de 50 por hora, las 516 horas de trabajo costarı́an 25.800
7.1.2. Costes del material
Para este proyecto se ha consultado bibliografı́a en documentos y libros. El coste total de
estos asciende a 283
A esta cifra se deberı́a sumar el coste de la licencia del RAMS, que es un dato que se
desconoce.
Sumando ambos costes, el coste total del proyecto asciende a 26.083
7.2. Planificación del proyecto
7.2.1. Observaciones sobre los cambios entre la planificación y el
seguimiento
La observación más importante que se puede realizar al comparar la planificación inicial
con el seguimiento de tareas es que en la planificación se subestimó de sobremanera el
tiempo necesario para realizar el cálculo teórico. Se han tenido que solicitar datos a AENA
personalmente, muchos de ellos básicos para el cálculo de la mayorı́a de los resultados.
De la misma manera, puntos como el análisis de los informes meteorológicos (METAR) y
el cálculo del Mix Index, llevaron más tiempo del previsto.
Esto afectó al análisis de operaciones reales que en muchos puntos va ligado al cálculo
teórico.
El estudio de simulación se ha realizado en dos dias menos de lo previsto.
72
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
En la planificación inicial se dejó un perı́odo de un mes (entre el 11 de mayo y el 11 de
junio) para trabajar exclusivamente en la redacción de la memoria. En el seguimiento de
tareas se observa como el retraso en el cálculo teórico obligó a que durante ese perı́odo
se realizara también el cálculo simulado.
Al final, el retraso con respecto a la entrega de la memoria ha sido de 6 dı́as. Con respecto
a la presentación del proyecto ha sido aún menor, de tan sólo 3 dı́as.
Gestión del proyecto
Figura 7.1: Planificación inicial del proyecto, realizada el 26 de febrero de 2010
73
74
Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
Figura 7.2: Seguimiento de las distintas tareas realizadas
BIBLIOGRAFÍA
75
BIBLIOGRAFÍA
[1] Associació de veı̈ns de Gavà Mar.
(www.gavamar.com), Junio 2010.
Associació de veı̈ns de gavà mar
[2] Ismael Jordá. Fotografı́a del aeropuerto (www.airliners.net), Junio 2010.
[3] Federal Aviation Administration. Techniques for determining airport airside capacity
and delay. Technical report, Federal Aviation Administration, 1976.
[4] AENA Aeropuertos. Página web de aena (www.aena.es), junio 2010.
[5] Administration. Airport capacity and delay. Technical report, FAA, 1983.
[6] Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea. Estadı́sticas de tráfico aéreo de españa
(http://estadisticas.aena.es), Abril 2010.
[7] Norman Ashford and Paul H. Wright. Airport Engineering. Wiley Interscience, 1992.
[8] G. Ballester. Servicio de información meteorológica (www.ogimet.com), Mayo 2010.
[9] Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea. Plan director del aeropuerto de madridbarajas. anexo 7. Technical report, AENA, 1999.
[10] Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea. Plan director del aeropuerto de
barcelona. apéndice d. Technical report, AENA, 1999.
[11] EUROCONTROL. Fast-time simulation tools, Junio 2010.
[12] James R. Phillips. 2d function finder (www.zunzun.com).
APÈNDIXS
TÍTOL DEL TFC : Análisis de capacidad del Aeropuerto de Barcelona
TITULACIÓ: Enginyeria Tècnica Aeronàutica, especialitat Aeronavegació
AUTORS: Pere Llorenç Martı́nez
Raquel Montano Garcı́a
DIRECTOR: Luis Delgado Muñoz
DATA: 18 de junio de 2010
Programa para calcular condiciones IFR y VFR
1
APÉNDICE A. PROGRAMA PARA CALCULAR
CONDICIONES IFR Y VFR
Es imprescindible conocer el porcentaje de operaciones que tienen lugar en el aeropuerto en condiciones VMC y cuales en IMC. Por tanto, mediante el análisis de los informes
meteorológicos (METAR) del perı́odo 2005-2009, se ha determinado el porcentaje de tiempo en un año que el Aeropuerto de Barcelona funciona en Condiciones VFR o IFR. Un
aeropuerto opera en condiciones IMC cuando el techo de nubes está por debajo de 1000
ft sobre el nivel del suelo o la visibilidad es de menos de 3 millas terrestres (4827 metros).
Es importante este factor de conversión ya que en los METAR la visibilidad viene dada
en metros. Se entiende que si NINGUNA de estas condiciones se cumple, el aeropuerto
opera bajo VMC.
Necesitamos pues 3 contadores:
1. Total: Devolverá el número de METAR leı́dos. Se incrementa cada vez que lee un
METAR.
2. VFR: Devolverá el número de METAR que corresponden a condiciones VFR.
3. IFR: Devolverá el número de METAR que corresponden a condiciones IFR.
Para decodificar un METAR en necesario conocer que datos y nos ofrecen y como debemos interpretarlos. La información en los mensajes METAR viene codificada de la siguiente manera:
SA 01/01/2005 16:00
METAR LEBL 022100Z 33009G28KT 290V010 9999 FEW030 10/06 Q1032 NOSIG=
La primera lı́nea corresponde a la fecha y la hora del mensaje. Para este caso no proporciona información importante.
La segunda lı́nea corresponde al mensaje propiamente dicho. La primera palabra de este
mensaje siempre es METAR, ası́ pues el programa solo deberá analizar las lı́neas que
empiecen por la palabra METAR. El contador Total simplemente debe contar las veces
que la palabra METAR aparece en el fichero. La información que se necesita aparece
siempre después del viento. Ası́ que la primera palabra que se analiza será la 5a. En la
gran mayorı́a de los casos, y debido al Clima de Barcelona, esta palabra será CAVOK, si
es ası́, directamente se incrementa el contador VFR y se pasa al mensaje siguiente. Solo
en casos de viento cruzado, la información del viento ocupa 2 palabras. En estos casos
(como el del ejemplo) la 5a palabra no interesa y se descarta. La forma más sencilla de
saber si se debe analizar o no la 5a palabra es la letra V. Si la 5a palabra contiene la V,
corresponde a viento y se debe analizar a partir de la 6a palabra. De nuevo si esta 6a
palabra es CAVOK se incrementa el contador VFR y se pasa al mensaje siguiente. Si no,
esta palabra corresponderá a la visibilidad en metros. Se evalúa si este número es menor
o igual que 1000. Si lo es, incrementamos el contador IFR y pasamos al mensaje siguiente.
En caso contrario pasamos a analizar la palabra siguiente, referente a las nubes.
Se ha diseñado el siguiente programa en Shellscript cuyo código utilizado es el siguiente:
#!/bin/bash
total=0
vfr=0
ifr=0
#fichero contiene solo las lineas que incluyen la palabra METAR
more *.txt | grep METAR > fichero
#nocavok contiene solo las lineas que no incluyen la palabra CAVOK
more fichero | grep -v CAVOK > nocavok
#cruzado contiene solo los campos 6 y 7 de las lineas que corresponden a
#entradas con viento cruzado. Primero cogemos tambien el campo 5 para comparar,
#despues nos quedamos solo con el 6 y 7, que corresponderan al 2 y 3 del nuevo
#fichero
more nocavok | awk ’{print $5, $6, $7}’ | grep ˆ...V... > cruzado
more cruzado | awk ’{print $2, $3}’ > cruzado
#nocruzado contiene solo los campos 5 y 6 de las lineas que corresponden a
#entradas sin viento cruzado.
more nocavok | awk ’{print $5, $6}’ | grep -v ˆ...V... > nocruzado
#concatenamos las dos listas
cat cruzado nocruzado | sort -k1 -n > candidatosIFR
#Seleccionamos el primer campo, correspondiente a la visibilidad en metros,
#y recorremos la lista comprobando los valores e incrementando el contador
#cuando sean menores o iguales que 4827. El fichero esta ordenado por
#visibilidad para limitar la busqueda. Cuando se encuentra una entrada con
#visibilidad menor o igual a 4827, eliminamos todas las entradas que contengan
#este valor del fichero candidatosIFR, quedandonos solo con los que tendremos
#que analizar despues
lista=‘cat candidatosIFR | awk ’{print $1}’‘
for i in $lista
do
if test $i -le 5000
then
ifr=‘expr $ifr + 1‘
grep -v $i candidatosIFR > cand
more cand > candidatosIFR
else
break;
fi
done
grep -v / candidatosIFR > cand
more cand > candidatosIFR
lista=‘more candidatosIFR | awk ’{print $2}’ | grep ˆ....S. | cut -c1-4 | sort -n‘
for i in $lista
do
if test $i -le 5000
then
ifr=‘expr $ifr + 1‘
fi
grep -v $i candidatosIFR > cand
more cand > candidatosIFR
done
grep -v NSC candidatosIFR > cand
more cand > candidatosIFR
#En este punto, en el fichero candidatosIFR solo tenemos las entradas que nos faltan
#por analizar. Tenemos que analizar el campo referente a las nubes, asi que nos quedamos
#solo con este campo. Cortamos los 3 ultimos caracteres, que son los que nos interesan,
#y como antes volvemos a ordenar la lista para limitar el numero de entradas a recorrer:
#solo nos interesan las menores o iguales a 010, asi que cuando
#pasemos de este valor dejaremos de buscar.
#Incrementamos el contador cuando corresponda.
lista=‘more candidatosIFR | awk ’{print $2}’ | cut -c4-6 | sort -n‘
for i in $lista
do
if test $i -le 10
then
ifr=‘expr $ifr + 1‘
else
break;
fi
done
#Despues de este bucle, ya tenemos el valor de IFR
#Calculamos el total contando el numero de lineas de fichero
total=‘more fichero | wc -l‘
#Calculamos VFR como el total menos IFR
vfr=‘expr $total - $ifr‘
echo Total: $total
echo VFR: $vfr
echo IFR: $ifr
#eliminamos los ficheros auxiliares que hemos ido creando
rm cand fichero nocavok cruzado nocruzado candidatosIFR
exit
Las conclusiones del programa son:
• Porcentaje de veces que ha operado en VMC: 96,6 %
• Porcentaje de veces que ha operado en IMC: 3,4 %