¿Qué es un Umbral de la Carretera?

El umbral de la pista es el punto exacto en el que comienza la parte utilizable de una pista para el aterrizaje y el despegue. Está marcado por una serie de rayas blancas en la superficie de la pista - por lo general un patrón de barras longitudinales- y se define por coordenadas geográficas específicas. El umbral sirve como punto de referencia para los cálculos de rendimiento de las aeronaves, incluyendo la distancia de aterrizaje requerida, distancia disponible y distancia declarada (desmontaje disponible).

Los puntos de acceso pueden ser fijos o desplazados. Un umbral desplazado es un umbral situado más allá del comienzo físico de la pista, a menudo utilizado para despejar obstáculos, reducir el ruido sobre las zonas pobladas, o proporcionar pavimento extra para el taxi o protección contra explosiones. La parte de la pista antes de que un umbral desplazado no está disponible para el aterrizaje, pero puede ser utilizado para el despegue o como una configuración piloto de identificación de tráfico.

El umbral que se define por los estándares internacionales en el Anexo 14 y FAA Advisory Circular 150/5340-1L. Para pasarelas con enfoques de instrumentos de precisión, el umbral está marcado con un patrón distintivo de barras blancas que también sirven como señal visual para puntos de objetivo. Luces de identificación de extremo de pista (REIL) y luces de umbral (palos rojos/verde) aumentan aún más la visibilidad durante condiciones de baja luz o baja visibilidad.

Factores que influencian el diseño de los hogares

Tipo de aeronave y características de rendimiento

Cada tipo de avión tiene parámetros únicos de aterrizaje y rendimiento de despegue que influencian directamente en el lugar donde se puede colocar un umbral. Por ejemplo, un Boeing 737-800 requiere una distancia de aterrizaje de aproximadamente 1.500 metros en condiciones secas a nivel del mar, mientras que un Airbus A380 necesita más de 1.800 metros. Peso de avión, ajustes de colada, velocidad de aproximación y capacidad de empuje reversa todo afecta a la distancia de aterrizaje requerida.

Condiciones meteorológicas y Minima Operacional

Temperatura, viento, visibilidad y condición de superficie de pista afectan significativamente las distancias de despegue y aterrizaje. Las temperaturas más altas reducen la densidad del aire, aumentando el rollo de tierra requerido para despegar y extender las distancias de aterrizaje. Los vientos cruzados y los vientos traseros pueden aumentar los desafíos de control direccional y alargar la distancia requerida. La baja visibilidad requiere procedimientos que pueden exigir distancias más largas declaradas.

Geometría de los caminos y distancias declaradas

La longitud y la anchura física de la pista son importantes limitaciones. Sin embargo, las distancias declaradas (Takeoff Run Disponible, Takeoff Distancia Disponible, Distancia de Acelerada Disponible, y Distancia de Aterrizaje Disponible) pueden ser diferentes de la longitud de la pista. La posición del umbral define donde comienza la distancia de aterrizaje disponible. Si una pista tiene un umbral desplazado, la distancia de aterrizaje disponible se acorta.

Obstáculos y Terrain

Obstrucción como árboles, edificios, colinas o torres de antena cerca de los extremos de la pista puede forzar el umbral a desplazarse más a la pista. ICAO y FAA definen superficies de limitación de obstáculos (OLS) que se extienden hacia fuera desde la pista, incluyendo la superficie de aproximación, superficie de transición y superficie horizontal interior. Cualquier objeto que penetre estas superficies puede requerir un umbral desplazado para mantener un camino de deslizamiento seguro.

Consideraciones sobre el medio ambiente y el combate al ruido

El desplazamiento de los hogares se utiliza a menudo como estrategia de mitigación de ruido. Al desplazar el umbral de aterrizaje más abajo por la pista, el enfoque de los aviones a una altura superior sobre las zonas pobladas, reduciendo la exposición al ruido. Esto es común en los aeropuertos cerca de los centros urbanos, como el Aeropuerto Internacional de Los Ángeles o Londres Heathrow. El intercambio es menor capacidad de pista porque las operaciones de aterrizaje y despegue pueden ser más restringidas.

Principios de diseño para los puntos de empuje óptimos

Marcas y Signage claros

Las marcas de umbral de pista deben ser altamente visibles y estandarizadas a nivel mundial. La OACI ordena que las pistas de precisión tienen umbrales compuestos de rayas longitudinales blancas, normalmente de 30 metros de largo y 1.8 metros de ancho, espaciadas 0.9 metros de distancia. Las pistas de no precisión pueden usar menos rayas. Las marcas deben mantenerse regularmente para asegurar el contraste, especialmente en la noche o en la lluvia.

Sistemas de iluminación para identificación de los hogares

La iluminación de los hilos se divide en luces de umbral de la pista y luces de identificación de extremo de la pista (REIL). Las luces de los umbrales se colocan en el umbral y emiten luz verde en la dirección de enfoque y luz roja desde la dirección opuesta, indicando claramente el límite de umbral. Las REILs están poniendo estrobos en los extremos de la pista para mejorar la identificación, especialmente en los aeropuertos no afectados.

Zonas de transición graduales

El área inmediatamente antes del umbral (la parada o el almohadilla) y después del umbral (la zona de contacto) deben proporcionar una transición gradual en la textura superficial y la fuerza estructural. Las pistas de rodadura concretos suelen tener una zona de sobrecosto pavimentada que ayuda a prevenir daños de aeronaves si se desvían corto. Los primeros 300-600 metros de la pista deben tener una superficie de alta fricción para maximizar la eficacia de frenado.

Obstáculo de la limpieza y estructuras Frangibles

No hay obstáculos permanentes que se encuentren en la zona libre de obstáculos (OFZ) alrededor del umbral. Esto incluye torres de iluminación, señales, antenas y cobertizos de equipos. Cualquier estructura que debe permanecer cerca del umbral (por ejemplo, iluminación de enfoque) debe ser frengible – diseñado para romper el impacto – para minimizar el daño a los aviones. ICAO especifica las máximas alturas y distancias de retroceso para objetos frágiles.

Impacto del diseño de la propiedad sobre el rendimiento de las aeronaves

Calculaciones de distancia de aterrizaje

El umbral define el comienzo de la distancia de aterrizaje disponible. Los pilotos calculan la distancia de aterrizaje basada en el peso, la altitud, el viento, la temperatura y la condición de pista (dry, wet, contaminated). Un umbral desplazado puede reducir la distancia de aterrizaje disponible por varios cientos de pies, lo que puede requerir que el piloto ejecute un recorrido si el avión no puede parar de forma segura.

Desempeño y duración del campo equilibrada

Para el despegue, el umbral es el punto donde comienza el despegue. Si el umbral se desplaza, la parte de la pista antes del umbral no puede utilizarse para el despegue, sólo puede utilizarse para la parte inicial del despegue si el umbral desplazado es designado para el despegue? Típicamente, los umbrales desplazados sólo permiten el desplazamiento de aterrizaje, pero el despegue puede todavía utilizar la vía física a menos que se señale otra cosa.

Motor Out Escala y Despejado de Obstáculo

El punto de partida de la salida es el punto de partida necesario para despejar los obstáculos más allá del extremo de la pista. Un umbral desplazado en el extremo de la salida? En realidad, el desplazamiento del umbral sólo se aplica al extremo de aterrizaje. El umbral de salida es el extremo de la pista. Pero en algunas configuraciones (por ejemplo, operaciones de ingeniería recíproca), el mismo extremo de la pista puede servir tanto aterrándose como a la salida.

Consideraciones de seguridad y mitigación de riesgos

Incursiones y Confusión de los Estrechos

Los umbrales desplazados pueden ser una fuente de incursiones de las vías férreas si los pilotos aterrizan inadvertidamente en la zona pavimentada antes del umbral, pensando que es la pista. La identificación incorrecta de los umbrales ha llevado a desembarcar incidentes cortos, especialmente en la noche o en poca visibilidad. Para mitigar esto, las marcas de las vías de aterrizaje deben distinguir claramente el área desplazada (con flechas o chevron) y NO se enciende como parte de la frontera.

Superficies y Áreas de Seguridad Final de la Escalera

Un umbral desplazado mueve el punto de aterrizaje más abajo por la pista, reduciendo la distancia disponible para detenerse antes del extremo opuesto. Esto aumenta el riesgo de una pista de aterrizaje invadida si el aterrizaje es largo o si el frenado es pobre. Las áreas de seguridad del extremo de la pista (RESA) son necesarias más allá de cada extremo de la pista para proporcionar un margen de seguridad para los sobrecostos.

Peligros con retraso meteorológico

Los vientos cruzados, los vientos traseros y las condiciones húmedas/icy aumentan la distancia de aterrizaje y reducen la eficacia de frenado. La colocación en el suelo debe considerar escenarios meteorológicos peores. Si un umbral desplazado coloca la zona de aterrizaje cerca de una zona propensa a agua de pie o a drenaje deficiente, aumenta el riesgo de hidroplano.

Innovaciones en diseño de la Umbral

Sistemas de iluminación LED y adaptadores

Las luces del umbral LED han reemplazado en gran medida las luces incandescentes debido a su fiabilidad y eficiencia. Los sistemas modernos permiten ajustes de intensidad variable que pueden ajustarse en función de las condiciones de visibilidad. Algunos aeropuertos están probando iluminación adaptativa que cambia el color o la velocidad flash basado en el estado de la pista, por ejemplo, luces de ámbar en flash para un umbral desplazado.

Marcas dinámicas de gancho

La tecnología emergente incluye marcas de pavimento programables utilizando LEDs incrustados o cintas reflectantes que pueden cambiar según las necesidades operacionales. Por ejemplo, un umbral desplazado sólo puede activarse dinámicamente cuando sea necesario para la limpieza de obstáculos o la reducción del ruido, permitiendo el uso completo de la pista en otros momentos. Aunque no está ampliamente desplegado, los prototipos se están evaluando en algunos aeropuertos europeos.

Materiales de Pavimento Avanzado

Este asfalto mejorado y aditivos de hormigón aumentan la fricción y durabilidad en las zonas de umbral. Los cursos de fricción poroso (PFC) se utilizan en muchas pistas para drenar rápidamente agua y reducir el rociado y el rociado durante los aterrizajes. El arbolado de alto rendimiento o el arado transversal aumenta los coeficientes de fricción, especialmente crítico cerca de los umbrales.

Indicadores de paso de precisión (PAPI) y sistemas de aterrizaje de instrumentos (ILS)

La colocación óptima de umbrales debe alinearse con las antenas de deslizamiento PAPI e ILS. Las luces PAPI se encuentran normalmente a 300–400 metros de baja del umbral para proporcionar una ruta de deslizamiento visual. El umbral debe ser compensado para mantener la correcta limpieza de obstáculos para el deslizamiento. Las instalaciones modernas ILS utilizan un sistema de localización y deslizamiento que se basan cuidadosamente en relación con el umbral y la línea de pista potencialmente requiere un cambio de ruta flexible

Normas Regulatorias y Cumplimiento

ELT4 (condiciones de la línea de control) ] El Anexo 14 – Aerodromas proporciona estándares globales para las superficies de señalización de umbrales, iluminación y de eliminación de obstáculos.

Los operadores de aeropuertos deben obtener la aprobación de cualquier desplazamiento o cambio de umbral de la autoridad aérea nacional. Las evaluaciones de seguridad, los estudios aeronáuticos y la coordinación de los interesados (aerolíneas, pilotos, ATC) son necesarias antes de la implementación. Para los aeropuertos existentes, los ajustes de umbrales suelen implicar una evaluación de la zona de seguridad de la pista completa y pueden desencadenar mejoras en la iluminación, el marcado y la RESA.

Un documento clave para los diseñadores es el Anexo 14] (Volumen I). La FAA también proporciona una ayuda Advisory Circular 150/5340-1L para las marcas de pista. Para los datos de rendimiento de las aeronaves, el umbral de navegación ofrece información sobre cómo se descifragar

Conclusión

El diseño del umbral de pista es una tarea multidisciplinar que influye directamente en el rendimiento de las aeronaves, la seguridad operacional y la capacidad del aeropuerto. Cada empuje o bengala comienza en esa línea crítica en el pavimento. Al considerar las características de las aeronaves, el tiempo, los obstáculos y las tecnologías innovadoras, los planificadores del aeropuerto pueden crear umbrales que maximicen la eficiencia manteniendo los niveles más altos de seguridad.