Lidiar con pistas húmedas y contaminadas

Casi cada año vemos casos de aviones pasándose del final de la pista, dada la cantidad de aterrizajes en temporada de nieve, es extraño que no ocurra más a menudo.

Suele ser más error del piloto, pueden volar alrededor del mundo pero al final de ese vuelo, se enfrentan a las condiciones de esa pista que parece ser más complicada de intuir, hay pasos en los que pueden mejorar la habilidad para parar, pero antes de hacer eso, necesitan entender la condición real de esa pista.

Un antes y después en el vuelo 1248 de Southwest Airlines

El 8 de diciembre de 2005 el vuelo 1248 de Southwest Airlines falló en detener su avión en una pista cubierta por agua nieve en Chicago. La aeronave salió de la pista para acabar en una carretera cercana.
El siguiente año la Administración Federal de Aviación (FAA) emitió SAFO 06012, proponiendo un 15% de margen entre la distancia actual de aterrizaje y la distancia disponible en el momento de llegada. 10 años después de esto, la agencia emitió SAFO 16009, implementando una nueva manera de evaluar las condiciones de pista. Y el léxico ha cambiado, de hecho, los operadores en el aeropuerto no están permitidos a usar mu (µ), aunque lo tengan, es como si se hubiera cambiado un número científico (dos dígitos y un decimal) por un set de tres números que van del cero al seis. ¿Cómo puede ser 3/3/3 mejor que 0,30?
¿Qué es Mu (µ)?
Básicamente Ff = µFn, donde Ff es la fuerza de fricción en newtons, µ es el coeficiente de fricción, Fn es la fuerza normal en newtons. Un newton es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades. Un newton se define como la fuerza que aplicada durante un segundo a una masa de 1 kg incrementa su velocidad en 1 m/s. Imagina tratar de empujar un objeto por el suelo. Ff es la fuerza necesaria para empujarlo. Mu (µ) es la resistencia de las dos superficies entre sí. Si la superficie fuera áspera y no permitiera que el objeto se deslizara, podría tener un coeficiente de fricción de 1,0, esto significa que tomaría la misma fuerza para levantar el objeto, que para empujarlo. Si la superficie es muy resbaladiza, podría teóricamente tener un coeficiente de 0,0, no implicaría esfuerzo en empujar el objeto para nada. El coeficiente de fricción puede ser más de 1,0.
Entonces parece que mu (µ) es un número muy científico y preciso después de todo, en teoría. En la práctica, sin embargo, el mu de la superficie de la pista es muy difícil calcular. Hay una gran variedad de decelerómetros y vehículos diseñados para eso, pero esto tiende a depender de la capacidad del operador.

Pista mojada, cubierta de hielo, contaminada e incluso humedecida
Los pilotos en Estados Unidos consiguen la defición de pista contaminada en el AIM y para la pista húmeda en la Circular Informatica (AC) 91-79A. Y los operadores del aeropuerto en la AC 150/5200-30D. Las reglas en Estados Unidos tienen a decaer en la Organización de Aviación Civil Internacional (ICAO). Europa parece tener deficiones aun más estrictas, dadas en la Agencia Europea para la Seguridad de la Navegación Aérea. Ayuda conocer las reglas si viajas alrededor del mundo, se vuelve complicado para los fabricantes, pero es una manera de manejar todo esto.

• Una pista se considera seca si está libre de humedad visible.
• Una pista está “efectivamente seca” si está estriada o está especialmente preparada como pavimento poroso para frenar el avión incluso cuando la pista está mojada.
• Una pista se considera mojada si hay una capa de humedad que no es brillante.
• Una pista está empapada si hay suficiente humedad en la superficie para causar reflejo pero sin zonas de agua y no más del 25% de 3 mm de agua o el equivalente de nieve medio derretida o suelta.
• Una pista se considera contaminada si más del 25% de ella está cubierta por más de 3 mm de agua o el equivalente de nieve medio derretida o suelta o si más del 25% de ella está cubierta por nieve compacta, hielo o hielo mojado.

Algunas de estas definiciones pueden ser invalidadas por el fabricante de la aeronave.

Informes de acción de frenada
Es importante darse cuenta que estos informes se intercambian entre los pilotos y la torre de control y que los operadores de pista no tienen nada que decir. La calidad de la acción de frenada está descrita por los términos “buena”, “de buena a mediana”, “mediana”, “de mediana a deficiente”, “deficiente”, “nulo”. Cuando la torre recibe un reporte de acción de frenada que incluye el término mediana, deficiente o nulo o cualesquiera que sean las condiciones meteorológicas, desde deteriorante o rápidamente cambiante, la torre incluye el estado “Aviso de acción de frenada en efecto”.

Por supuesto estos reportes son altamente subjetivos. Generalmente, los aviones más ligeros pueden tener más dificultad en la frenada que aviones más pesados. SAFO 06012 va más allá, pilotos de dos aeronaves de idénticos aterrizajes en las mismas condiciones, en la misma pista, podría dar reportes de acción de frenada diferente. Esta discrepancia podría ser resultado de las diferencias en las especificaciones del avión, su peso, la técnica del piloto, su experiencia en condiciones similares, la experiencia total del piloto y su expectativa.

También, las condiciones de la superficie de la pista pueden rebajar o mejorar significativamente en periodos muy cortos de tiempo, dependiendo de la precipitación, temperatura, usabilidad o tratamiento de la pista.

Código de condición de pista (RCCs)
Es prácticamente imposible pasar a números las condiciones de la pista para traducirlo en gráficas y tablas para averiguar cuándo tenemos que parar el avión. Algunos fabricantes ofrecen aplicaciones que lo harán.
Con un ojo crítico, se pueden revelar problemas subjetivos, el hielo, por ejemplo, genera un código de 1, da igual el grosor o la dureza, media pulgada de nieve seca da un 3, pero también lo da un pie de nieve seca.

FICON 1/1/1 100
Para realmente entender lo que es un FICON (Reporte de la condición de la pista), NOTAM (aviso a los aviadores) trata de hablar sobre la pista, los pilotos deberían entender que el RCC es un producto del operador del aeropuerto, no de la torre de control. Un RCC puede venir o bien de un operador de aeropuerto que simplemente mire por la ventana o estar elaborado por diferentes pases obteniendo el número mu. Da igual cómo se hace la evaluación, debe ser metida en el sistema NOTAM en el que el operador de aeropuerto tiene muy poca flexibilidad.

Los operadores de pista normalmente acceden al sistema a través de una aplicación web llamada “NOTAM Manager”. Es más del 25% total de la pista contaminada? Si la respuesta es que no, la única opción será reportar el porcentaje contaminante, el tipo y la profundidad, cuando es aplicable, para cada tercio de pista, así como cualquier solución.
Con una cobertura de más del 25%, la siguiente cosa a hacer es ir a la columna en el reporte y buscar por tipo y profunidad, así como la temperatura y después repetir en cada tercio de la pista, si sólo una parte de la pista está limpia, sólo hay que considerar esa porción, llegados a este punto, el NOTAM automáticamente genera RCCs. Nótese que no han sido necesarios lecturas del número mu para generar este reporte.

Pero qué ocurre con los reportes del piloto. Esto sólo puede servir en partes de la pista que ellos hayan experimentado y un RCC no puede ser mejorado como resultado del reporte de frenada del piloto.

Pistas estriadas
Puedes haber escuchado que una pista estriada es “efectivamente seca”, de hecho es lo que se dice en Europa y, como siempre, hay siempre, discrepancias en ambos lados.
El estudio definitivo sobre las pistas estriadas fue llevado a cabo en 1968 por el centro de investigación Langley de la NASA usando un Covair 990 y un McDonnell Douglas F-4 Phantom II. El estudio reveló que “efectivamente seca”, no era una cuestión definitiva. Las distancias de aterrizaje en pista mojada y estriadas son notablemente reducidas hasta el punto de ser secas, hasta que la profunidad del agua no es más de 1 pulgada de profundidad.

En cualquier caso, da igual lo que los manuales de los aviones digan al respecto, el ressultado del estudio debería recaer en cómo se interpreta las gráficas de esos manuales y una vez que decidas la condición de esa pista, es suficiente para aterrizar. Si no aterrizas por los estándares del manual, entonces hay q recordar el procedimiento del fabricante para llegar a ese aterrizaje.

La mayoría de los aviones aterrizan en una senda de planeo de 3 grados, cruzando el umbral a 50 pies y tocando suelo sobre los 1.000 pies. Cambiar el planeo y la altura en el umbral tendrá impacto en la distancia del aterrizaje, mientras que hay precisión en los dos primeros, clavar el aterrizaje puede ser un problema.

Hidroplanear ocurre cuando el neumático no tiene contacto con el suelo, en otras palabras, la goma resbala y una vez que empiezas a resbalar, tienes menos capacidad para parar. Si lo que queremos averiguar qué ley física entra en vigor, piensa en el coeficiente de fricción µ (mu) como la cantidad de agarre que sacas de los neumáticas en el pavimento. Y puedes trazar un µ cambiante frente a la fuerza aplicada a los objetos donde la fricción está siendo medida. Cuanto más alto µ mayor fricción y poder para parar. Puedes pensar también como “F” en la gráfica como la cantidad de fricción que te piden los frenos. Cuanto más presionas, más alto es “F”. Nótese que µ, o la fuerza de frenada, va hacia arriba hasta un punto. A esto se le llama “fricción estática” y una vez que que los neumáticos frenan, tienes deslizamiento y la fuerza de frenada va hacia abajo. A esto se le llama “fricción cinética”.

Entonces la clave viene cuando parar en una superficie mojada es conseguir frenar hasta el punto que la fricción estática se convierte en fricción cinética.

Después de la toma de tierra
Hay tres fuerzas primarias disponibles para la desaceleración en el proceso de aterrizaje: frenada de ruedas, resistencia aerodinámica y empuje de reversa, si está disponible. La mínima distancia en el aterrizaje es obtenida por un extenso uso de los frenos de las ruedas para la máxima desaceleración. Si la mínima distancia no es necesaria, como en un aterrizaje “normal” donde hay suficiente pista disponible, la resistencia aerodinámica del avión puede reducir a éste a minimizar el desgaste en los neumáticos y frenos, pero esto solo funciona en los primeros estados del aterrizaje.

Esos mismos estudios muestran que el despliegue oportuno de alerons incrementarán un arrastre del 50-60% pero más importante, el despliegue de alerones incrementa la carga en las ruedas en un 200%. Esto incrementa la fuerza de fricción de la llanta al suelo, haciendo disponible el máximo de frenada. Cuando es necesario una mínima distancia en el aterrizaje, la fricción de frenada es la principal fuente de desaceleración cuando la pista está seca. Cuando la pista está mojada o resbaladiza, el empuje de reversa (si el avión está equipado con éste) puede ser la fuerza de desaceleración principal. Para aviones sin sistema antideslizante, máxima frenada debería aplicarse inmediatamente después que las ruedas estén abajo. Para aviones sin sistema de antideslizamiento, el retroceso debería aplicarse a los mandos.

Si el avión está equipado con frenos automáticos, los fabricantes recomiendan su aplicación para todos los aterrizajes en pistas contaminadas. Si la frenada es sostenida y agresiva, como un despegue abortado, los pilotos deberían estar al tanto de la tendencia a relajar la presión en el freno mientras el avión reduce.

Datos de actuación
Hay cuatro posibilidades cuando se trata de publicar datos de actuación de un aterrizaje en pista:

• Los datos no existen.
• Los datos para pista mojada no es nada más que el 15%.
• Los datos no están aprobados y son considerados como advertencia solamente.
• Los datos son el resultado de pruebas reales.

Los datos del rendimiento de aterrizaje suministrado por el fabricante para condiciones peores que una pista seca y lisa normalmente se basan en el rendimiento de una pista seca, ajustada a la reducción del coeficiente de fricción de frenada del avión.

Si la distancia de la pista mojada o contaminada no está disponible, los factores en la tabla 2 del SAFO 06012 deberían aplicarse a un planificación previa al vuelo de las distancias de la pista seca de acuerdo a las reglas de funcionamiento aplicables. Estos factores incluyen el 15% de margen de seguridad recomendado por este SAFO y están consideradas para incluirlas en la distancia representativa en prácticas normales operacionales.