miércoles, 17 de junio de 2009

Seguridad Aerea: Autorizado a aterrizar frenada pobre

Interesante articulo publicado en la revista AVIADOR,
escrito por: Agustín Guzman. Dirección de Seguridad COPAC

Consideraciones sobre el aterrizaje en pistas mojadas y contaminadas

Primera Parte

Revista AVIADOR Nº 49

Sumario

Autorizado a aterrizar, frenada pobre

Agustín Guzman. Dirección de Seguridad COPAC

Consideraciones sobre el aterrizaje en pistas mojadas y contaminadas

Como pilotos estamos más que acostumbrados a realizar los cálculos requeridos de distancia de aterrizaje. Al fin y al cabo, si realizamos una serie de saltos vamos a tener que realizar estos mismos cálculos por lo menos el mismo número de veces que operaciones planeemos realizar. Utilizamos las tablas de performance de forma habitual y rutinaria. El propósito de este artículo es resaltar una serie de consideraciones que nos pueden pasar desapercibidas o que, simplemente, no le demos la importancia que se merecen. Y para muestra nada mejor que un botón, o mejor, la experiencia recabada en sucesos anteriores que nos pueden dar la clave de lo que puede fallar en nuestro proceso de toma de decisiones y desembocar en un accidente.


8 de diciembre de 2005, sobre las siete y cuarto de la tarde hora central estándar de Estados Unidos, un Boeing 737-700 de la compañía South West Airlines (SWA) se sale por el final de la pista 31C del aeropuerto Chicago Midway International en medio de una intensa nevada y condiciones de engelamiento. Atraviesa el perímetro del aeropuerto y termina invadiendo una carretera adyacente y colisionando contra un coche; uno de sus ocupantes muere y otros cuatro sufren heridas de distinta consideración. La NTSB (National Transportation Safety Board) concluye que la causa probable del accidente fue la tardía aplicación de las reversas por parte de la tripulación del vuelo al distraerse por la falta de frenada efectiva del autobrake al no estar familiarizado con este sistema (sólo había recibido entrenamiento teórico). Además, como factores que contribuyeron al mismo se detectan fallos en la capacidad de la compañía SWA para proporcionar una guía clara de procedimiento para el cálculo de distancias de aterrizaje y, sobre todo, el no proporcionar un margen de seguridad a los cálculos de aterrizaje que tuviera en cuenta los imprevistos.
¿Imprevistos? ¿Pero qué imprevistos? ¿Pero los cálculos no nos proporcionan un margen, llamémoslo, de seguridad? En este momento puede que nos empiece a surgir alguna que otra duda y, como en aviación no es sano tener dudas, intentaremos resolverlas a lo largo de este artículo.


Normativa y “performance”
Según las EU OPS 1.515 para aterrizaje en pistas secas los aviones turborreactores deberán poder aterrizar en el 60% (70% para turbohélices) de la pista disponible, a lo que habría que sumar un 15% adicional en caso de aterrizaje en pistas mojadas y contaminadas según EU OPS 1.520
La distancia requerida de aterrizaje en pistas mojadas y/o contaminadas será la mayor de:

RLD(mojada) = ALD(seca) x 1,667 x 1.15 = 1.92 ALD(seca)
ó
RLD(contaminada) = ALD(contaminada) x 1.15 = 1.15 ALD(contaminada)

RLD = Distancia requerida de aterrizaje (Required Landing Distance)
ALD = Distancia real de aterrizaje (Actual Landing Distance)

Éstos son los que podríamos llamar criterios de despacho, ya que se realizan antes del despegue y con los datos previstos a la hora de llegada. ¿Son estos márgenes suficientes? ¿El regulador ha tenido en cuenta todas las circunstancias posibles? Pues la respuesta a estas dos preguntas es NO, por lo menos NO en todos los casos.

Además, lo corrobora una serie de accidentes, como el comentado al principio de este artículo, y otros posteriores, como los de un ERJ-170 de Shuttle America el 18 de febrero de 2007 en Cleveland Hopkins International Airport, Cleveland, Ohio y otro, aproximadamente dos meses más tarde que el anterior, de un Bombardier Regional Jet CL600 en Cherry Capital Airport in Traverse City, Michigan. Incluso anteriormente, en las recomendaciones extraídas de la investigación de un accidente de un A 340 de Air France en Toronto en Agosto de 2005, ya se establecía la necesidad de realizar unos cálculos de aterrizaje actualizados.
El sentido común y la normativa nos recuerdan, de forma general, que no podemos continuar un vuelo hacia un aeropuerto a no ser que éste pueda ser completado de forma segura según se establece en EU OPS 1.400, Condiciones de aproximación y aterrizaje:

“Antes de iniciar una aproximación para el aterrizaje, el comandante deberá estar seguro de que, de acuerdo con la información disponible, las condiciones meteorológicas en el aeródromo y las de la pista prevista no impedirán la ejecución segura de una aproximación, aterrizaje o aproximación frustrada, teniendo en cuenta la información de performance del manual de operaciones.”

Sin embargo, en EU OPS (o FAR´s) no se establece la obligatoriedad de una reevaluación de las distancias reales de aterrizaje en vuelo. Así que, si nuestro operador no nos requiere efectuar dicho cálculo (y a nosotros no se nos ocurre hacerlo) tenemos las condiciones perfectas para que ocurra un accidente o incidente grave. Por todo esto, tenemos que tener en cuenta otra serie de consideraciones para decidir si realmente la pista en la que vamos a aterrizar es realmente “segura”.

Entonces, ¿qué más debemos tener en cuenta?
Principalmente, la necesidad de realizar un cálculo actualizado de distancias reales de aterrizaje (o según los americanos del norte, landing distance assessment at time of arrival) utilizando la información más actualizada y fiable posible de las condiciones de pista y frenado. Como muestra el gráfico de la figura 1, se puede dar el caso de que las condiciones meteorológicas se deterioren de forma significativa durante la duración de nuestro vuelo y que la distancia calculada para el despacho del avión sea inferior a la necesaria para detener el avión en los límites de la pista.
Entonces si realizamos el cálculo actualizado teniendo en cuenta las condiciones reales de contaminación de pista y/o frenada y comprobamos que la distancia de aterrizaje es suficiente para aterrizar en nuestro destino, ¿podemos suponer ahora que la operación es segura? Bueno, es más segura que antes de hacer dicho cálculo, pero no nos libra de ciertos imponderables (uncertainties) y otra serie de consideraciones que expondremos a continuación. Todo lo que vamos a explicar a partir de ahora lo único que busca es demostrar la necesidad de aplicar un margen de seguridad a los cálculos, llamémosles, reales de aterrizaje.

Varios datos que justifican aplicar un margen de seguridad
Para empezar, podemos analizar el criterio con que se realizan las tablas en las que basamos nuestros cálculos de aterrizaje y que encontramos en nuestro Aircraft Flight Manual (AFM). Estas actuaciones (performance) de aterrizaje que obtenemos de nuestros manuales se basan en los datos obtenidos durante el proceso de certificación del avión, realizado con criterios, precisamente, de certificación y análisis de datos exclusivamente y no reflejan las prácticas operacionales normales que se realizan durante la operación diaria. Estas distancias tienen como único objetivo demostrar la distancia mínima de aterrizaje, según los criterios de certificación, para una aeronave determinada, con un piloto de pruebas a los mandos y se establecen conscientemente sabiendo que las operaciones normales requieren factores de corrección adicionales para determinar las longitudes operacionales mínimas de pista. Las técnicas de pruebas en vuelo y análisis de datos pueden incluir altos regímenes de descenso en el aterrizaje y ángulos de aproximación que buscan minimizar la porción de vuelo de la distancia de aterrizaje. El uso de máxima frenada manual se inicia lo antes posible después de la toma de contacto con el propósito de minimizar la porción de frenado de la distancia de aterrizaje. Por tanto, las distancias de certificación son más cortas que las distancias de aterrizaje obtenidas durante las operaciones normales.


Ahondando un poco más en este tema, las tablas de cálculo de distancia para pistas mojadas y contaminadas se determinan aplicando unos factores de corrección sobre la información obtenida en las pruebas de certificación que se realizan en pistas secas, lisas y de superficie dura. Por tanto, los datos obtenidos del cálculo de distancias de aterrizaje para pistas mojadas y contaminadas puede que no sean representativos de las actuaciones reales que podríamos obtener durante la operación normal. Esta circunstancia, además de otras variables, se consideran incluidas en el margen que aplicamos en los cálculos de aterrizaje anteriores al despegue (lo que hemos llamado anteriormente criterios de despacho).

Pero, como también hemos comentado, la normativa no especifica un determinado margen de seguridad para realizar un cálculo actualizado de distancias reales de aterrizaje (landing distance assessment at time of arrival), de hecho, no especifica siquiera la necesidad de dicho cálculo. El determinar este margen adicional se ha dejado, principalmente, a criterio del operador y/o tripulación de vuelo.

¿Necesito tener algo más en cuenta?
Claro que sí, para realizar los cálculos necesitamos obtener los datos más fiables y actualizados posibles de las condiciones de pista y frenada. Fácil, solicitamos la información meteorológica a la torre, escuchamos el ATIS o solicitamos vía ACARS la información requerida y copiamos los últimos datos de viento, temperatura, precipitación y estado de la pista, así como los últimos reportes (PIREPS) de las aeronaves anteriores. Realizamos nuestros cálculos y verificamos que la distancia de aterrizaje es suficiente para una operación segura. Sí, parece sencillo, pero… ¿es realmente fiable la información que se nos ofrece? ¿Puede que justo en el momento del aterrizaje cambien las condiciones hasta el punto de que el margen que en principio teníamos se haya reducido tanto que haga la operación insegura? Entonces, ¿qué opciones tenemos?


Podemos comenzar requiriendo que la información que nos dé el ATC sea la más reciente y específica posible, prestando especial atención a la acción de frenada reportada. Podríamos caer en el error de pensar que la información más fiable provendría principalmente de las mediciones de fricción de pista. Este valor (Mu) puede ser afectado por variables que dependen de las técnicas de medición, calibración del equipo, influencia del contaminante en el dispositivo de medida de fricción y el tiempo transcurrido desde la última medición. Además, para poder evaluar la tendencia en los coeficientes de frenado tendríamos que tener accesible los valores históricos de los mismos, lo que es poco probable que se nos facilite en la operación diaria, para tener una mejor idea de la evolución del coeficiente de frenada en pista. Por tanto, es altamente recomendable, además del dato de medición de la fricción en pista, obtener el tipo y profundidad de la capa contaminante y, sobre todo, los reportes de acción de frenada realizados por las tripulaciones de las aeronaves anteriores y así hacer una evaluación completa de las condiciones reales de aterrizaje.

Un ejemplo magnífico de lo poco fiable que puede ser una medición de acción de frenada lo podemos extraer de la información obtenida tras el accidente del B-737 en Midway. La tabla 3 fue realizada con los datos reales de desaceleración de las aeronaves recabados por Boeing (datos FDR), los reportes de las aeronaves y, por último, las mediciones realizadas por los equipos terrestres antes y después del aterrizaje las aeronaves, todo esto, en un margen de 37 minutos. Para entender mejor la tabla hay que resaltar que el avión del minuto 30 es el B-737 de SWA que se salió de pista y, por supuesto, el último en aterrizar antes de que se cerrara el aeropuerto. Podemos comprobar que los reportes de los pilotos (PIREPS) se acercan bastante más a los datos reales de frenada obtenidos de datos FDR que lo que indicaban las mediciones de fricción en pista.

Incluso después de que se saliera el avión de pista, la medición de fricción indica que la frenada es buena (Mu ≥ 40) prácticamente a lo largo de toda la pista, mientras que de los datos que se extrajeron del avión siniestrado, sólo 7 minutos antes, se comprueba que la frenada real era pobre.

Además, y como precaución adicional antes del aterrizaje, podemos contemplar distintos escenarios. Recordemos que al principio de este artículo hablábamos de los imprevistos. Podemos minimizar éstos si conseguimos anticipar de manera efectiva distintas situaciones como puede ser más viento en cola del esperado, mayor altura de paso sobre el umbral (TCH), velocidad excesiva, aterrizaje largo, etc. Cuantos más factores preveamos menor será la posibilidad de que nos sorprenda una situación inesperada.


Por todo esto, y contemplando que las tripulaciones de vuelo deben ser capaces de evaluar rápidamente las condiciones de última hora, la FAA ha publicado una tabla de carácter general y de consulta rápida (rule of thumb) para poder calibrar de forma inmediata cómo nos puede afectar una situación inesperada determinada. Con buen criterio nos recuerdan que, en ningún caso, esta tabla puede sustituir a la información dada por el fabricante u operador.

Uso del autobrake
Pero las conclusiones del accidente del 737 de Midway indican que hubo una utilización tardía de la reversa y falta de entendimiento por parte de la tripulación en el uso del autobrake ¿Qué consideraciones deberíamos tener en cuenta respecto a su uso? El informe de la NTSB determina que la causa probable del accidente fue el retraso del piloto en utilizar el empuje de reversa disponible para frenar de forma segura o parar el avión después del aterrizaje, con el resultado final de una salida de pista. Este fallo ocurrió por ser la primera vez que el piloto utilizaba el autobrake y la falta de familiarización en la utilización del mismo le distrajo de utilizar la reversa durante el complicado aterrizaje (el PF no aplicó reversas inmediatamente, distraído por la inexistente, o pobre, desaceleración inicial del avión con el autobrake conectado).


Y eso que los cálculos de aterrizaje no contemplan el uso de las reversas…Pues ni sí, ni no, ni todo lo contrario. Sí que es cierto que el uso de reversas no se contempla para los cálculos de aterrizaje que hemos denominado como de despacho de vuelo. Pero si nos fijamos en las tablas que utilizamos para el cálculo de distancias reales de aterrizaje, hay veces que sí que se incluyen éstas, o se pueden incluir, factorizadas, en el mismo.


Aunque es fundamental tener en cuenta si las reversas están o no incluidas en los cálculos que realicemos, en este caso, la lección que tenemos que aprender tras el análisis del accidente de Midway, y algún otro, es que un buen uso de la reversa puede evitar que nos salgamos de la pista o, en el peor de los casos, minimizar los efectos negativos de un “runway excursion” al hacerlo a la menor velocidad posible. Por tanto, tenemos que tener en cuenta una serie de consideraciones respecto al uso del empuje de reversa y los distintos tipos de frenada.


La mínima distancia posible de aterrizaje la obtendremos utilizando la máxima frenada manual junto con el uso de la máxima potencia de reversa disponible. Y, como seguro nos dicta nuestro sentido común y experiencia, esta afirmación es, por supuesto, válida para cualquier condición de pista. Además, cuanta menos frenada apliquemos o menos efectiva sea ésta, mayor importancia tendrá en la desaceleración del avión el uso adecuado y temprano de las reversas.


EFECTO DE LOS DISPOSITIVOS DE FRENADO

Por tanto, para cualquier condición de pista, lo único que nos va a garantizar una deceleración efectiva desde el primer momento es el uso de la reversa, ya que el antiskid va a limitar la acción de frenada en caso de que detecte deslizamiento. Incluso si utilizamos autobrake, la distancia de aterrizaje calculada puede variar si encontramos condiciones variables de frenada a lo largo de la pista y hemos utilizado una tabla poco conservativa.

MAXIMUM DECELERATION POOR BRAKING

No es extraño, entonces, que tanto en los FCTM´s de Airbus como en los de Boeing se hagan recomendaciones como las siguientes:
• Airbus: El empuje de reversa y la resistencia aerodinámica generada por los speedbrakes son más efectivos a alta velocidad durante el aterrizaje. Por tanto, el empuje de reversa se debe seleccionar sin demora.

• Boeing: No se puede enfatizar suficientemente la importancia de establecer el empuje de reversa deseado de forma adecuada (“in a timely manner”) en pistas resbaladizas.

Una consideración adicional sobre la zona de contacto
Todas las distancias de aterrizaje se calculan teniendo en cuenta que vamos a sobrevolar una porción de pista antes de aterrizar. Por ejemplo, las tablas de distancias reales de aterrizaje que publica Boeing en sus QRH´s se basan en una toma de contacto a 1000´ del umbral (específicamente, y según criterios de certificación, la distancia de aterrizaje incluye la distancia aérea recorrida tras cruzar la cabecera de pista a 50´). Por tanto, tenemos que tener en cuenta que el punto real de toma de contacto va a estar en función de cómo volemos el avión y que una distancia aérea recorrida superior a la distancia contemplada en las tablas va a comprometer en igual medida la distancia necesaria para el aterrizaje.
Los datos estadísticos obtenidos tras pruebas de vuelo con autoland demuestran que la toma de contacto ocurrirá antes de 2100´ de cabecera de pista en el 99,7% de los casos, produciéndose la toma de contacto habitualmente alrededor de los 1500´. Podemos considerar que estos datos nos aproximan más a la operación normal, incluso para aterrizaje manual, ya que habitualmente no operamos siguiendo criterios de certificación ni mucho menos aterrizamos exactamente a 1000´ de cabecera.

AUTOLAND TOUCHDOWN DATA

Entonces, ¿qué margen de seguridad tenemos que utilizar?
Ésta es la gran pregunta y el propósito fundamental de este artículo. La FAA ha recomendado, en una alerta de seguridad para operadores aéreos (SAFO), que se aplique un margen de seguridad mínimo adicional de un 15% a los cálculos de distancia real de aterrizaje (landing distance assessment at time of arrival) en todos los casos. Este porcentaje del 15% sobre los cálculos reales de aterrizaje debe ser ampliado en la medida que creamos oportuna dependiendo de la calidad y fiabilidad de la información que dispongamos, experiencia en casos similares y nuestra pericia en la resolución de los mismos.


Pero en Europa disponemos de una normativa sensiblemente mejor, aunque por supuesto mejorable, en la que a pesar de que no se nos obliga de manera específica a realizar un cálculo actualizado de distancias de aterrizaje, sí que habla de distancias requeridas de aterrizaje, siendo éstas las que tenemos que utilizar en la operación normal. Por tanto, si realizamos un cálculo actualizado de distancias de aterrizaje (y no podemos resaltar suficientemente la necesidad de dicho cálculo), utilizaremos distancias requeridas para determinar si un aeropuerto es adecuado o no para la realización de un aterrizaje seguro.

Y para evitar tener que volver al principio de este artículo a buscar la fórmula para determinar, en el caso de pistas mojadas y/o contaminadas, la distancia requerida de aterrizaje, ésta será la mayor de:
RLD(mojada) = ALD(seca) x 1,667 x 1.15 = 1.92 ALD(seca)
ó
RLD(contaminada) = ALD(contaminada) x 1.15 = 1.15 ALD(contaminada)

RLD = Distancia requerida de aterrizaje (Required Landing Distance)
ALD = Distancia real de aterrizaje (Actual Landing Distance)

A falta de otra normativa específica o SOP´s establecidos por nuestro operador, aplicaremos, además, siempre nuestro mejor criterio teniendo en cuenta, entre otras, las consideraciones que hemos tratado en este artículo, analizando toda la información disponible, evaluando su grado de variabilidad y tomando una decisión teniendo también en cuenta nuestras propias limitaciones y experiencia en cada caso concreto.

En operación normal nunca deberíamos utilizar un margen inferior de seguridad que el que se contempla en los cálculos de distancia requerida de aterrizaje, debiendo proceder a un alternativo adecuado si la distancia de aterrizaje consideramos que es insuficiente.

Por último, y no por ello menos importante, debemos tener siempre presente que la última opción válida antes de realizar un aterrizaje inseguro es efectuar una aproximación frustrada y así darnos la opción de reevaluar la situación de forma adecuada.

Por último, te doy la enhorabuena y las gracias por haber leído hasta aquí. No sólo por tu paciencia e interés, sino porque si tras la lectura de este artículo has adquirido un conocimiento más profundo de este tema, habremos conseguido el propósito de divulgar información fundamental que redundará en la seguridad de la operación, permitirá reducir riesgos y tomar mejores decisiones.
Y recuerda, nunca dos aterrizajes son iguales así que ANTICIPA – DETECTA – CORRIJE Y DECIDE. ¡Buena toma!

Un pequeño resumen…

- Haz cálculos actualizados de distancia de aterrizaje y utiliza distancias requeridas de aterrizaje.
- Si la longitud de pista es insuficiente para la realización de un aterrizaje seguro dirígete a un alternativo adecuado.
- Realiza una aproximación estabilizada.
- Intenta aterrizar en la zona de contacto prevista.
- Utiliza todos los dispositivos de frenado necesarios (incluido el autobrake) y aplica reversas tan pronto como sea posible.
- Reevalúa cualquier variación sobre el plan previsto y la seguridad de la operación.
- En caso de duda realiza un Go Around.

…Y UNA REGLA NEMOTÉCNICA (CAN U STOP?)

Bibliografía e información adicional

- Presentación de Paul Giesman y Capt. Greg Botch (Boeing): Landing on Slippery Runways
- Advisory Circular de la FAA AC No 91-79: Runway Overrun Protection
- SAFO 06012 de la FAA: Landing Performance Assessments at Time of Arrival (Turbojets)
- EU-OPS 1, 12 de Diciembre de 2006
- Accident Report NTSB: Runway Overrun and Collision, Southwest Airlines Flight 1248, Boeing 737-7H4, N471WN, Chicago Midway International Airport Chicago, Illinois, December 8, 2005
- Accident Report NTSB: Runway Overrun During Landing Shuttle America, Inc. Doing Business as Delta Connection Flight 6448Embraer ERJ-170, N862RW Cleveland, Ohio February 18, 2007
- Accident Report NTSB: Runway Overrun During Landing Pinnacle Airlines Flight 4712 Bombardier/Canadair Regional Jet CL600-2B19, N8905F Traverse City, Michigan April 12, 2007
- Aviation Investigation Report TSB (Canada): Runway Overrun and Fire Air France Airbus A340-313 F-GLZQ Toronto/Lester B. Pearson International Airport, Ontario 02 August 2005 Report Number A05H0002
- Artículo Revista Aviador, Enero-Febrero 2008, Francisco Cruz (COPAC): El Componente Organizacional En Los Accidentes Aéreos
- Artículo Revista AeroSafety World, Agosto 2008, Linda Welferman (Flight Safety Foundation): Safety On The Straight And Narrow
- Presentación ALAR (Flight Safety Foundation): Managing Threats and Errors during Approach and Landings. How to avoid a runway overrun.
- ALAR Briefing Notes (Flight Safety Foundation): 8.1 Runway excursions and runway overruns, 8.3 Landing Distances, 8.4 Braking Devices y 8.5 Wet or contaminated runways.
- Airbus: Getting To Grips With Aircraft Performance, January 2002
- Airbus: FCTM
- Boeing: FCTM

http://www.copac.es/

1 comentario:

  1. he escuchado la frase , "el buen aterrizaje ,caracteriza a a un buen piloto"

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