¿Qué es la Pendiente Longitudinal?

La pendiente longitudinal de un pavimento es su inclinación en la dirección de viaje, en porcentaje. Una pendiente del 1 % significa que la superficie sube o baja 1 m en 100 m. La circular AC 150/5300-13B de la FAA define la pendiente de superficie como “la tasa de ascenso o descenso de una superficie aeroportuaria”. La EASA y la OACI llaman “slope” a la misma magnitud, y la FAA también escribe “grade” y “gradient”.

En una pista, la dirección de viaje va a lo largo del eje de pista. La OACI calcula la pendiente media de la pista como la diferencia entre la cota más alta y la más baja del eje de pista, dividida por la longitud de la pista. La palabra longitudinal indica la dirección. La pendiente en sí es un cambio de altura por distancia horizontal.

Pendiente longitudinal y pendiente transversal

La pendiente transversal, también llamada cross slope, va a través del pavimento. Desvía el agua de la superficie hacia los bordes. La EASA indica que la superficie de la pista debe tener bombeo, lo que significa que desciende desde el eje de pista hacia ambos bordes. Una pendiente unilateral es la excepción. Toda la superficie desciende entonces de un lado al otro, en la dirección del viento que más a menudo trae lluvia.

Estos son valores de la EASA de CS-ADR-DSN.B.060, B.080, D.265, D.280 y E.360. Los límites longitudinales de la pista dependen del número de clave, y los límites de pendiente transversal dependen de la letra de clave. La pendiente transversal de la pista tiene un mínimo del 1 %. En las intersecciones de pista o de calle de rodaje pueden ser necesarias pendientes más suaves. La FAA también limita la pendiente transversal de la pista. La tabla 3-6 de la AC 150/5300-13B da del 1,0 % al 2,0 % para las categorías de aproximación A y B, y del 1,0 % al 1,5 % para las categorías C, D y E.

El agua discurre por la combinación de pendiente longitudinal y transversal. El Adjunto A del Anexo 14 de la OACI y la GM1 ADR-DSN.B.191 de la EASA indican que esta pendiente combinada es la trayectoria de la escorrentía. Las ranuras transversales la acortan. La GM1 ADR-DSN.B.080 de la EASA indica que una combinación adecuada de pendientes longitudinales y transversales drena el agua superficial.

Por qué importa

La FAA indica que una pista con subida dificulta la aceleración y da una carrera de despegue más larga. Una pista con bajada afecta a la desaceleración y da un recorrido de frenado más largo en el aterrizaje. Las normas de pendiente también protegen:

• el funcionamiento dentro de los límites estructurales de la aeronave
• el drenaje superficial del agua, para reducir el riesgo de hidroplaneo
• la línea de visibilidad del piloto
• la suavidad de la rodadura

Límites de pista en la EASA y la OACI

La CS-ADR-DSN.B.060 y el Anexo 14 de la OACI, Volumen I, párrafos 3.1.13 a 3.1.16, usan la palabra «should». En el Anexo 14 son métodos recomendados y no normas. Fijan tres tipos de límite.

• Pendiente media. Divida la diferencia entre la elevación más alta y la más baja del eje de pista por la longitud de la pista. El resultado no debe superar el 1 % para el número de clave 3 o 4, ni el 2 % para el número de clave 1 o 2.
• Pendiente en cualquier tramo. La pendiente no debe superar el 1,25 % para el número de clave 4 y el 1,5 % para el número de clave 3. Para el número de clave 1 o 2 no debe superar el 2 %. En el primer y el último cuarto de una pista de clave 4, no debe superar el 0,8 %. El mismo 0,8 % se aplica al primer y último cuarto de una pista de aproximación de precisión de categoría II o III con número de clave 3.
• Cambios de pendiente. El cambio entre dos pendientes consecutivas no debe superar el 1,5 % para el número de clave 3 o 4. Para el número de clave 1 o 2 no debe superar el 2 %. La transición debe ser una superficie curva. La tasa de cambio no debe superar estos valores:
  • número de clave 4: 0,1 % por cada 30 m (radio 30 000 m)
  • número de clave 3: 0,2 % por cada 30 m (radio 15 000 m)
  • número de clave 1 o 2: 0,4 % por cada 30 m (radio 7 500 m)

Un caso práctico muestra qué significa la tasa. Un cambio de pendiente del 1,5 % en una pista de número de clave 3 equivale a 7,5 pasos de 0,2 %. Cada paso ocupa 30 m, así que la curva tiene al menos 225 m de longitud. Es lo mismo que el radio de 15 000 m por el cambio de 0,015.

Las curvas sucesivas no deben quedar muy juntas. El párrafo 3.1.18 del Anexo 14 fija una distancia mínima entre sus puntos de intersección. Tome la suma de los dos cambios de pendiente en porcentaje. Multiplíquela por 30 000 m (número de clave 4), por 15 000 m (número de clave 3) o por 5 000 m (número de clave 1 o 2). La distancia no debe ser inferior a este valor ni a 45 m, si este es mayor. La GM1 ADR-DSN.B.075 de la EASA da un ejemplo para el número de clave 3. Las pendientes son de +1 %, luego de -0,5 % y luego de +0,5 %. La suma de los cambios es 1,5 % más 1 %, que es 2,5 %. La distancia es de al menos 15 000 m por 0,025, es decir, 375 m.

Cuando un cambio de pendiente no puede evitarse, el piloto debe ver a lo largo de la pista. La CS-ADR-DSN.B.070 exige una línea de visibilidad libre de obstáculos entre puntos situados por encima de la pista, durante al menos la mitad de su longitud. La altura es de 3 m para las letras de clave C a F, de 2 m para la letra de clave B y de 1,5 m para la letra de clave A.

La OACI añade orientación para pistas de aproximación de precisión. Los cambios de pendiente deben evitarse o reducirse al mínimo en una zona rectangular de al menos 300 m de longitud antes del umbral. La zona tiene 120 m de anchura. Las aeronaves que realizan aterrizajes automáticos usan un radioaltímetro sobre este terreno. Cuando un cambio de pendiente no puede evitarse, la tasa de cambio entre dos pendientes consecutivas no debe superar el 2 % por cada 30 m. Es la sección 4.3 del Adjunto A del Anexo 14. Es orientación, no una norma.

Límites de calles de rodaje y de plataforma

La CS-ADR-DSN.D.265 indica que la pendiente de una calle de rodaje no debe superar el 1,5 % para las letras de clave C a F, ni el 3 % para las letras de clave A y B. La CS-ADR-DSN.D.270 limita la tasa de cambio de pendiente a 1 % por cada 30 m (radio 3 000 m) para las letras de clave C a F. Para las letras de clave A y B, el límite es de 1 % por cada 25 m (radio 2 500 m). La misma especificación añade una disposición subsidiaria. Si no se alcanzan estas tasas, la curva debe permitir la operación segura de todas las aeronaves en todas las condiciones meteorológicas.

En una plataforma, la CS-ADR-DSN.E.360 indica que las pendientes deben bastar para evitar la acumulación de agua, y no más de las que necesita el drenaje. En una posición de estacionamiento de aeronave, la pendiente máxima es del 1 % en cualquier dirección. La GM1 ADR-DSN.E.360 de la EASA indica que el diseño debe considerar el efecto de la pendiente sobre una aeronave que frena en la posición y empieza a moverse para salir.

Normas de la FAA

El párrafo 3.16.1 de la circular AC 150/5300-13B fija normas para los ejes de pista según la categoría de aproximación de la aeronave.

Las curvas verticales son parabólicas. En las categorías A y B no hace falta curva vertical cuando el cambio de pendiente es inferior al 0,40 %. Un cambio de pendiente del 1,5 % en las categorías C, D y E necesita una curva de al menos 1 500 ft (unos 457 m).

Para las categorías C, D y E, se aplican dos límites dentro de la menor de dos zonas. Las zonas son el primer y el último cuarto de la pista, y los primeros y últimos 2 500 ft (762 m). Allí no son aceptables pendientes superiores al 0,8 %. Tampoco son aceptables los cambios de pendiente de pista.

En las calles de rodaje, el párrafo 4.14.1 fija una pendiente longitudinal máxima del 1,5 %. En las calles de rodaje que solo atienden aeronaves de 30 000 lb (13 605 kg) o menos, el máximo es del 2,0 %. El cambio máximo de pendiente es del 3,0 %. La longitud mínima de curva vertical es de 100 ft (30,5 m) por cada 1,0 % de cambio.

Cómo se mide la pendiente longitudinal

Una fotografía no muestra una pendiente. Una pendiente se obtiene de cotas medidas a lo largo del eje de pista, comparadas con el perfil de diseño. La FAA da reglas para un uso de ese perfil, la medición de la irregularidad de la pista. La AC 150/5380-9 evalúa los abultamientos en el perfil longitudinal de cotas de la pista. La FAA exige un intervalo de medición de 0,25 m para este método. Recomienda perfiles a lo largo del eje y a una distancia lateral en cada lado, que coincida con las aeronaves que usan el aeródromo.

La misma circular no recomienda perfiladores inerciales con filtrado de paso alto para este trabajo. El filtrado altera las longitudes de onda largas del perfil, que necesita el cálculo de Boeing Bump. Estos perfiladores también cometen errores donde el vehículo de ensayo acelera o frena cerca de los umbrales.

Ninguna fuente de esta revisión indica un método de medición ni una precisión para los perfiles de pista obtenidos con dron, así que esta página no da ninguna.

Cómo cambia la pendiente en servicio

El asentamiento del terreno de cimentación puede hundir una parte del pavimento. El manual PAVER de la FAA llama depresión a esa zona baja. Indica que una depresión causa irregularidad en la rodadura. Si se llena con suficiente agua, puede provocar hidroplaneo de las aeronaves. Una depresión cambia la pendiente local y puede dejar agua estancada en la pista. El manual indica medir la profundidad de una depresión de hasta 3 m (10 ft) de ancho con una regla recta apoyada sobre ella.

En un pavimento de hormigón, el asentamiento se manifiesta como escalonamiento. El manual PAVER para aeródromos de hormigón define el asentamiento o escalonamiento como una diferencia de cota en una junta o grieta, causada por levantamiento o consolidación.

El Adjunto A del Anexo 14 de la OACI, párrafo 5.5, indica que la deformación de una pista con el tiempo puede formar charcos de agua. Charcos de apenas unos 3 mm, en un lugar donde los aviones que aterrizan los encuentran a gran velocidad, pueden inducir hidroplaneo.

Pendiente, cambio de pendiente e irregularidad superficial

Una pendiente es un rasgo largo y suave. Una irregularidad superficial es un rasgo corto. La GM1 ADR.OPS.C.010(b)(2) de la EASA define la irregularidad superficial como una desviación aislada de la cota que no sigue una pendiente uniforme. Fija límites según la longitud de la irregularidad.

Por encima de la altura aceptable, el explotador debe planificar el mantenimiento. Por encima de la altura tolerable, la acción correctiva es obligatoria. La pista puede seguir en servicio, pero debe repararse en un plazo razonable. Por encima de la altura excesiva, la zona de la pista justifica el cierre. Los valores son orientación. La misma tabla figura en el Adjunto A del Anexo 14 de la OACI, párrafo 5.3.

Tolerancia de construcción

Para obras nuevas, la circular AC 150/5370-10H de la FAA, ítem P-152-2.13, fija una tolerancia de construcción. La superficie terminada bajo una subbase o una base debe quedar dentro de 0,05 ft (15 mm) de la pendiente especificada. La pendiente se mide en una cuadrícula de 50 ft (15 m). Es una tolerancia de construcción, no un límite para una pista en servicio.

El ítem P-401-5.3 comprueba el asfalto terminado con una regla de 12 ft (3,7 m). La desviación debe ser inferior a 1/4 de pulgada en 12 ft. La especificación indica que no se tomen lecturas de regularidad a través de cambios de pendiente ni de transiciones de pendiente transversal.