Ángulo de Aproximación

Ángulo de Aproximación (Ángulo de Descenso Vertical, Ángulo de Senda de Planeo, Ángulo de Descenso)

El ángulo de aproximación, también llamado ángulo de descenso vertical (VDA), ángulo de senda de planeo o ángulo de descenso, es el ángulo definido entre la trayectoria final de aproximación de una aeronave y el plano horizontal de la pista. Este ángulo es fundamental tanto en los procedimientos de aterrizaje por instrumentos como visuales, asegurando que las aeronaves sigan una trayectoria de vuelo segura, predecible y estandarizada hasta el umbral de la pista. El estándar predominante para el ángulo de aproximación es de 3 grados, según la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) y la Administración Federal de Aviación (FAA) , equilibrando seguridad, rendimiento, comodidad e infraestructura aeroportuaria.

¿Dónde se utiliza el ángulo de aproximación?

• Procedimientos de aproximación por instrumentos: Publicados en cartas de aproximación para ILS, GLS, LPV y RNAV; programados en aviónica como FMS y pilotos automáticos.
• Aproximaciones visuales: Las ayudas visuales como PAPI y VASI están calibradas para mostrar el ángulo estándar.
• Planificación de vuelo: Se utiliza para calcular perfiles de descenso y altitudes de cruce durante la aproximación.
• Diseño de aeropuertos: Influye en el diseño de pistas, zonas de despeje de obstáculos y ubicación de sistemas de iluminación.
• Briefings de pilotos: Elemento esencial en listas de chequeo para aproximación y aterrizaje.

Puntos clave:

• Dicta el perfil de descenso de la aeronave en la aproximación final.
• Asegura el despeje de obstáculos y el cumplimiento de márgenes de seguridad.
• Es crítico para los conceptos de aproximación estabilizada y la adherencia normativa.

Ángulos de aproximación estándar: Normas OACI y FAA

El estándar de 3 grados

Un ángulo de aproximación de 3 grados es la norma internacional para aproximaciones de precisión. Tanto el OACI PANS-OPS (Doc 8168) , Anexo 14 de la OACI y FAA TERPS especifican este ángulo para la mayoría de los procedimientos instrumentales y visuales.

¿Por qué 3 grados?

• Despeje de obstáculos: Mantiene un margen de seguridad sobre el terreno y los obstáculos.
• Rendimiento de la aeronave: Se ajusta a las características aerodinámicas de descenso de la mayoría de los aviones comerciales y turbohélices.
• Comodidad de los pasajeros: Minimiza los cambios bruscos de altitud.
• Uso de la pista: Garantiza el aterrizaje cerca del umbral, maximizando la distancia disponible para frenado.
• Entrenamiento y regulación: La estandarización simplifica el entrenamiento de pilotos y el diseño de procedimientos.

Conversión matemática

• Una aproximación de 3° produce una tasa de descenso de aproximadamente 318 pies por milla náutica (ft/NM).
• La relación horizontal a vertical es de aproximadamente 19:1.

Fuentes:

• FAA Instrument Procedures Handbook, Ch. 4
• Anexo 14 de la OACI, Volumen I

Métodos de cálculo y reglas prácticas

1. Regla 60:1

Regla nemotécnica para la planificación del descenso:

• Cada 1 grado de aproximación = 100 ft/NM de descenso.
• Para 3 grados: 3 × 100 = 300 ft/NM (el valor real es 318 ft/NM).

Ejemplo:
A 10 NM, 3,000 ft sobre la pista = 300 ft/NM ≈ 3°.

2. Fórmula para la tasa de descenso (cálculo VSI)

[ \text{Tasa de descenso (ft/min)} = \text{Velocidad respecto al suelo (kt)} \times 5 ]

Ejemplo:
140 nudos de velocidad respecto al suelo → 140 × 5 = 700 ft/min

3. Regla del tres

Para planificar el inicio del descenso:

• Multiplica la altitud a perder (en miles de pies) por 3 = NM necesarias a 3°.

Ejemplo:
8,000 ft a perder → 8 × 3 = 24 NM antes de la pista.

4. Automatización VNAV y FMS

La aviónica moderna calcula y muestra en tiempo real el ángulo de aproximación y la trayectoria vertical requeridos, teniendo en cuenta viento, velocidad y restricciones de altitud.

Factores operacionales que afectan el ángulo de aproximación

Rendimiento de la aeronave

• Optimización aerodinámica: Las aeronaves están diseñadas para aproximaciones controladas a 3°.
• Gestión de configuración: La extensión de flaps y tren de aterrizaje permite aproximaciones más pronunciadas si es necesario.
• Peso y velocidad: Pesos de aterrizaje más altos modifican la velocidad y la tasa de descenso, pero no el ángulo.
• Consideraciones de motor: El bajo régimen de potencia en descenso debe ser gestionado para la salud del motor.

Medioambientales y procedimentales

• Meteorología: El viento, turbulencia y cizalladura pueden modificar las tasas de descenso requeridas.
• Elevación del campo: Aeropuertos elevados o calurosos requieren una planificación cuidadosa del descenso.
• Pendiente de pista: Las pistas en bajada o contaminadas pueden requerir ajustes.
• Obstáculos: El terreno u objetos artificiales pueden exigir ángulos no estándar.
• Tipo de aproximación: Las aproximaciones de precisión proporcionan guía vertical; las de no precisión no.

Tipos de aproximación y guía asociada

Planificación de vuelo y briefing de aproximación

Práctica estándar:

• Revisar el ángulo de aproximación y la altura de cruce del umbral (TCH) en la carta de aproximación.
• Briefing sobre tasa de descenso, velocidad, configuración y cualquier restricción.

Ejemplo (Boeing 737, ILS 27):

• “Ángulo de aproximación 3°, TCH 50 ft, descenso objetivo 700 fpm a 140 kt.”

Contexto normativo y estándares internacionales

Regulaciones FAA de EE. UU.

• FAA Order 8260.3 (TERPS): 3° estándar para aproximaciones por instrumentos.
• Instrument Procedures Handbook: Explica ángulos de descenso y mínimos de aproximación.
• AIM: Detalla procedimientos de aproximación estabilizada.

Estándares OACI

• Anexo 14: Establece la pendiente de aproximación para pistas.
• PANS-OPS (Doc 8168): Criterios para el diseño de procedimientos de aproximación.

Seguridad, comodidad de pasajeros e ingeniería aeroportuaria

Seguridad

• Despeje de obstáculos: Garantiza la separación segura del terreno y estructuras.
• Aproximaciones estabilizadas: Reduce el riesgo de aterrizajes inestables o inseguros.
• Predecibilidad: Permite el uso fiable de automatismos y entrenamiento consistente.

Comodidad de los pasajeros

• Cambios de presión: Minimiza fluctuaciones rápidas, reduciendo el malestar.
• Suavidad: El descenso predecible mejora la experiencia del pasajero.

Ingeniería aeroportuaria

• Longitud de pista: El ángulo estándar asegura un uso eficiente de la pista.
• Sistemas de iluminación: ILS y PAPI/VASI calibrados para el ángulo estándar.
• Superficies de despeje de obstáculos: Diseñadas usando la pendiente estándar de aproximación.

Casos límite y escenarios especiales

Aproximaciones más pronunciadas

• Aeropuerto de London City (EGLC): Aproximación de 5.5°; requiere aprobación especial de aeronave/tripulación.
• Aeropuertos en montaña: (por ejemplo, Innsbruck, Paro) pueden requerir aproximaciones más pronunciadas o curvas.
• Reducción de ruido: Algunos aeropuertos usan ángulos mayores para reducir el impacto sonoro.
• Pistas cortas/STOL: Aproximaciones pronunciadas para pistas de menos de 1,200 m.

Aproximaciones menos pronunciadas

• Aeropuertos sin obstáculos: Pueden permitir <3° solo si se conservan los márgenes de seguridad, aunque es raro.
• Precaución: Un ángulo menor implica menos despeje de obstáculos y se desaconseja en procedimientos por instrumentos.

Cualquier desviación de 3° requiere aprobación normativa y entrenamiento especial.

Ejemplos de aproximaciones: Casos de uso

Ejemplo 1: Aproximación ILS estándar

• Procedimiento: ILS RWY 27, senda de planeo 3.00°
• Aeronave: Boeing 737
• Velocidad respecto al suelo: 140 nudos
• VSI: 700 ft/min
• Briefing: “Interceptando senda de planeo, trayectoria de 3 grados, cruce del umbral a 50 ft, tasa de descenso objetivo 700 fpm.”

Ejemplo 2: Aproximación RNAV (GPS) Baro-VNAV

• Procedimiento: RNAV (GPS) Y RWY 12, VDA 3.10°
• Aeronave: Airbus A320
• FMS: Introducir ángulo, verificación de trayectoria VNAV.

Ejemplo 3: Aproximación pronunciada (London City)

• Procedimiento: ILS RWY 09, senda de planeo 5.5°
• Aeronave: Embraer 190 (certificado)
• Notas: VSI de hasta 1,400 ft/min, requiere aprobación especial para tripulación/aeronave.

Tabla resumen: Escenarios comunes de ángulo de aproximación

Lista de verificación procedimental: Cálculo y ejecución del ángulo de aproximación

1. Consultar la carta de aproximación: Confirmar ángulo publicado y altura de cruce del umbral.
2. Determinar configuración: Revisar peso de la aeronave, ajuste de flaps/tren y velocidad de aproximación.
3. Calcular VSI: Usar la fórmula: VSI = velocidad respecto al suelo × 5 (para 3°).
4. Monitorizar instrumentos: Seguir senda ILS, VNAV FMS o indicadores visuales de pendiente.
5. Ajustar según condiciones: Compensar viento, turbulencia o pendiente de pista.
6. Briefing de tripulación: Revisar ángulo de aproximación y consideraciones especiales.
7. Verificar: Usar altímetro y DME para comprobar posición y senda de planeo.

Enlaces de referencia normativa e industrial

• FAA Instrument Procedures Handbook, Chapter 4
• AIM – Arrival and Approach Procedures
• OACI Anexo 14 – Diseño y Operaciones de Aeródromos
• Procedimientos para los Servicios de Navegación Aérea (PANS-OPS)
• Procedimiento de aproximación por instrumentos – Wikipedia