La cuarta dimensión, el tiempo, llega a la gestión del tráfico aéreo. Comprender en qué consiste este cambio en la planificación de los vuelos y sus implicaciones para todos los agentes que intervienen en el proceso es el objetivo de un curso de verano de la UPM.
Actualmente la navegación aérea tiene en cuenta tres variables para procesar la información que permite conocer la posición de la aeronave en cada momento. Estas son: latitud, longitud y altura. Pero gracias a los avances tecnológicos, en gran parte promovidos por el Programa SESAR (Single European Sky ATM Research), uno de los pilares de la iniciativa Cielo Único Europeo; esa gestión va a ser más segura, eficaz y cierta, pues el tráfico aéreo resultará más predecible. La incorporación de una nueva dimensión, el tiempo y con ello, un cambio de paradigma que se basa en la gestión de trayectorias (en lugar de la división tradicional del espacio aéreo) garantizará la sincronización de las trayectorias entre aire y tierra y facilitará la introducción de más aeronaves en el mismo sector del espacio aéreo sin comprometer la seguridad.
Este cambio de paradigma es el punto de partida del Curso de Verano de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) titulado “Future air traffic systems based on trayectory management”, que acoge el Real Sitio de San Ildefonso del 13 al 16 de julio bajo la dirección del profesor Francisco Javier Sáez Nieto.
El objetivo del curso, íntegramente impartido en inglés, es comprender en qué consiste la planificación de trayectorias de vuelo 4D y analizar las razones que llevan al cambio de modelo en la gestión del espacio aéreo. A su vez, se determinarán los costes y beneficios de esta modificación y se identificarán los desafíos que conlleva. Todo ello en el marco del programa SESAR.
Cerca de una veintena de ponentes hacen de este curso unas jornadas de carácter técnico, donde profundizar en la mejora que supone para las operaciones aéreas el encontrar la trayectoria óptima entre un aeropuerto de origen y uno de destino, minimizando el consumo, reduciendo costes y emisiones y permitiendo un mayor acceso a la información y la toma cooperativa de decisiones.
El programa combina sesiones teóricas con prácticas en grupo y ejercicios de simulación. Estarán representados en el curso instituciones y organismos nacionales e internacionales como Eurocontrol, CANSO, CRIDA, etc. y se dará la visión tanto de los controladores aéreos, como de los pilotos, las compañías aéreas, la industria y los investigadores. Destaca también una conferencia sobre cómo el tiempo atmosférico puede afectar a un vuelo, a cargo de un meteorólogo de AEMet.
El director del curso explica en esta entrevista qué cambios se esperan en la gestión del tráfico aéreo con la introducción de las trayectorias 4D y qué ofrece este curso y esta área tecnológica para futuros ingenieros e investigadores.
P. ¿Cómo se planifica actualmente un vuelo? ¿Cómo se hará cuando se introduzca el 4D?
R. La actividad de la aviación en general, y más en particular de la aviación comercial, está planificada por diversas razones (económicas, operativas, etc.), esto significa que los vuelos, antes de producirse, requieren tener un “plan de vuelo”. Actualmente, este plan de vuelo es una referencia “gruesa” gestionada por control de tráfico aéreo, que contiene información poco precisa en términos de posición de la aeronave y de tiempo estimado.
En el futuro, basado en la gestión de trayectorias (TBO), el papel de este plan de vuelo será próximo a un “contrato” entre el operador de la compañía y el ATM y su modificación estará sujeta a términos más objetivos y equilibrados. En este caso, la trayectoria acordada, denominada “reference business trajectory o RBT” contiene datos del perfil de vuelo, incluidos tiempos de paso más ajustados y que la aeronave toma como tiempo requerido de llegada o RTA.
P. ¿Qué implica introducir el tiempo a las variables de altura, latitud y longitud en la navegación aérea?
R. Mucho, una aeronave se mueve sobre el aire de la atmósfera, sus variaciones en términos de viento y turbulencia, incluso de presión y temperatura, afectan a la trayectoria segura y eficiente que puede seguir el avión. Somos relativamente capaces de medir estas variables en tiempo real, pero lo somos menos en predecir, con precisión, como van a ser en el futuro próximo, por lo tanto, el reto que tenemos es disminuir las incertidumbres en el conocimiento de la atmósfera y su evolución.
P. ¿Qué cambios supondrá para los controladores el empleo de trayectorias 4D? ¿Y para el piloto?
R. El cambio de paradigma supone que las destrezas y habilidades de estos profesionales deben cambiar, intentando que se concentren en actividades de gestión de los vuelos más que en su control táctico (con poco tiempo de reacción), sin olvidar, o prestando especial interés en, mantener su nivel de destrezas ante eventos inesperados, que al final van a seguir ocurriendo.
P. ¿Se conseguirán trayectorias más óptimas? ¿Eso significa menos retraso, menos consumo de combustible y ahorro económico para las compañías?
R. Sin duda, poco a poco, uno de los aspectos en los que se ha progresado en los últimos años es en habilitar trayectorias más eficientes. Queda mucho por hacer, pero aquí los cambios se prevén más asequibles. La implantación de la navegación de área (RNAV) y, más recientemente, de la navegación basada en prestaciones (PBN), está permitiendo hacer un uso más flexible del espacio aéreo, como es el caso del “free routing”, donde la aeronave elije la ruta directa entre dos puntos, ahorrando tiempo y combustible. Otras aplicaciones relacionadas son las operaciones en descenso continuo, o en ascenso continuo a potencia reducida.
P. Y en cuanto a la seguridad aérea, ¿qué aportan las rutas directas de las trayectorias 4D?
R. Dentro de los retos para la aviación, se ha fijado como objetivo para el ATM incrementar el nivel de seguridad en un factor de 10, así que cualquier cambio estará pautado por este requisito. El beneficio que en este caso se espera obtener es reducir las intervenciones a corto plazo de los controladores, haciendo una planificación de vuelos a priori “libres de conflictos” o con trayectorias compatibles.
P. Ya ha habido vuelos de prueba que demuestran que la tecnología y los sistemas están listos, ¿cuándo prevén que se implantará el nuevo sistema?
R. Sí, los ha habido, en Europa, quizás el más representativo es el que se realizó en 2012 (un buen resumen de los resultados se puede encontrar en el documento de Laurence H. Mutuel, Pierre Neri y Erwan Paricaud, titulado “Initial 4D Trajectory Management Concept Evaluation”, presentado en el ATM Seminar en 2013). Aquí, nos encontramos con resultados prometedores, en términos de beneficios operacionales, pero también con alguna sorpresa, en el sentido de verificar que la madurez y capacidad de las comunicaciones tierra-aire es insuficiente. Este hecho está haciendo reflexionar a la comunidad ATM sobre la aproximación realizada en la gestión de trayectorias y la cantidad de información tierra-aire requerida para el mantenimiento de la coherencia entre las trayectorias “a bordo” y “en tierra”,
P. Es uno de los cursos que primero se ha completado, ¿por qué cree que despierta tanto interés?
R. Yo también estoy sorprendido, sabíamos que era un tema interesante, pero nunca sabes cómo las personas, potencialmente interesadas, van a responder.
P. El curso incluye ejercicios prácticos y de simulación, ¿en qué consistirán y qué se pretende con ellos?
R. A través de proyectos de investigación a largo plazo, financiados por la SJU de la UE, se han obtenido resultados prácticos relacionados con trayectorias 4D, algunos desarrollados por centro de investigación de Boeing en Europa. En este curso se ha planificado el uso limitado de algunos de estos resultados para quitar abstracción al concepto 4D. En algunos casos se utilizará una herramienta online de Eurocontrol, en la que el alumno podrá hacer de controlador en un entorno simulado aplicando los nuevos conceptos ATM, mientras que en otro caso se realizará un ejercicio de sincronización de trayectorias 4D entre tierra y aire.
P. Además habrá dos conferencias sobre empleabilidad en ATM y oportunidades en la industria para los estudiantes de doctorado,¿es un área a tener en cuenta para el futuro laboral de los ingenieros aeronáuticos?
R. Nosotros estamos convencidos de que la aviación constituye el sistema de transporte con mayor conectividad y menor tiempo característico, lo que le hace el único que se acompasa con la era de la “comunicación en tiempo real” en el que vivimos. Esto, a mi juicio, significa que va a mantener un importante ritmo de crecimiento, impulsando el desarrollo de un sistema de gestión del tráfico aéreo capaz de acomodarlo de forma eficiente. Los retos tecnológicos para este fin solo serán alcanzables con la implicación del mundo de la ciencia y la tecnología en un grado muy superior al actual. Por ello que es un área con futuro para los jóvenes ingenieros.
P. La UPM a través del Grupo de Investigación en Navegación Aérea (GINA) está permanentemente inmerso en proyectos de gestión de tráfico aéreo, ¿en qué líneas se está trabajando?
R. Las áreas en las que estamos trabajando están muy ligadas con el cambio de paradigma en el ATM; Seguridad Operacional, Indicadores de rendimiento, facilitación en la implantación de nuevos habilitadores tecnológicos, automatización y su impacto sobre las personas, podrían dar una primera aproximación a nuestras áreas de interés.
