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José María Rebés

Sistema de Avisos de Proximidad a Tierra (GPWS)

Topic started
3-7-2013 14:27:15
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Hace unos días comenté el accidente del Caravelle Jesús Guridi de Iberia ( http://www.aviationcorner.net/view_topic.asp?topic_id=10109 ), un accidente por descenso por debajo de límites, sin que la tripulación se apercibiera de esa situación.

En aquel entonces, 1967, los aviones no estaban dotados de sistemas electrónicos de aviso de posible impacto contra el terreno, de proximidad del terreno o de ratio de descenso demasiado pronunciado. Además el control de tierra tampoco podía contribuir a informar a los pilotos acerca de la altitud real de sus aviones, al no disponer la mayoría de los aviones de emisores radio de altitud. El radio altímetro envía una señal a tierra y, utilizando técnicas Doppler o técnicas de radar, calcula la altitud del avión con respecto al terreno inmediatamente debajo del avión, con un margen de error de unos pocos pies. Estos radio altímetros fueron vitales para el desarrollo de aviones capaces de aterrizar con piloto automático, primero en el Trident y más tarde con aviones Boeing, Lockheed y Douglas.

Pero el radio altímetro por sí mismo no alertaba a los pilotos de obstáculos ni de peligros asociados a las maniobras de aproximación. Fue precisamente a causa de accidentes como el del Jesús Guridi que se vio necesario dotar a los aviones de sistemas de aviso, así es que en los 70's se iniciaron los estudios que desembocarían en los sitemas GPWS, por "Ground Proximity Warning System", es decir Sistema de Avisos de Proximidad al Terreno. Como resultado de esos estudios y de las recomendaciones de la oficina norteamericana se seguridad en el transporte (NTSB, "National Transportation Safety Board", Oficina Nacional de Seguridad del Transporte) en 1974 la administración de la aviación norteamericana, la poderosa FAA ("Federal Aviation Administration", Administración Federal de Aviación) instó a la instalación de sistemas GPWS en aviones comerciales. El primer sistema de estas características fue ideado por Donald "Don" Bateman, un ingeniero canadiense.

Estos sistemas han contribuido enormemente a la seguridad en maniobras de aproximación, aunque por desgracia en algún caso las tripulaciones ignoraron los avisos o dieron por sentado que se trataba de errores del sistema, resultando en accidentes que deberían haberse evitado. [Al final de este artículo incluiré un par de accidentes de este tipo, ambos acaecidos en España.]

A los GPWS siguieron más tarde sistemas superiores de ayuda, los EGPWS ("Enhanced Ground Proximity Warning System", Sistemas Avanzados de Aviso de Proximidad de Terreno). Estos sistemas son capaces de comparar la ruta teórica, un mapa pregrabado en el ordenador de a bordo, con la ruta real del avión, emitiendo avisos por la deducción de lo que puede pasar más adelante en la ruta, no solo de lo que puede suceder por la altura con respecto a tierra. Así, si un avión tiene por delante en su ruta una montaña más alta que su altitud actual el sistema es capaz de avisar del peligro potencial aun cuando la altitud con respecto a tierra no sea todavía un peligro potencial. El accidente en 1995 del vuelo 965 de American Airlines en Colombia, un Boeing 757 con registro N651AA, puso de relieve la urgencia de la implantación de los sistemas EGPWS. El accidente del AA se debió a errores de navegación en terreno montañoso, y a pesar de contar con un GPWS el avión se estrelló contra una montaña sin que ese sistema fuera eficiente para evitar el obstáculo. De hecho en el informe final la administración colombiana, a través de su oficina Aeronáutica Civil, indicó cómo la tripulación reaccionó al aviso GPWS, aun cuando sin desactivar los aerofrenos que habían sido previamente activados durante la maniobra de aproximación a Cali.

El EGPWS proporciona 7 tipos de avisos diferentes, dependiendo de la configuración indicada por el piloto para este sistema. Los modos son:

1- Régimen de descenso excesivo. En este modo se pueden activar los avisos sonoros "SINK RATE" (ratio de descenso) y "PULL UP!" (¡ascender!), cuando el avión vuela a baja altitud, por debajo de 2500 pies.

2- Régimen de acercamiento al terreno excesivo. Suministra los avisos "PULL UP!" y "TERRAIN! (¡terreno!).

3- Pérdida de altitud tras el despegue o go-around. Alerta sobre la pérdida de altitud en despegues o aterrizajes abortados (go-around). Dispara el aviso "DON'T SINK!" (¡no descender!). Este modo se desactiva por encima de 1000 pies sobre el terreno.

4- Separación no segura con el terreno. Suministra alertas en situaciones en las que no se dispararían las anteriores, por no estar tan cerca el terreno. Están relacionadas con la configuración del avión para la fase de vuelo, con las siguientes alertas: "TOO LOW - TERRAIN!" (demasiado bajo, 'terreno!), "TOO LOW - GEAR!" (demasiado bajo, ¡ruedas!) en caso de que las ruedas estén plegadas todavía y "TOO LOW - FLAPS!" (demasiado bajo, 'flaps!) en caso de que los flaps no estén desplegados).

5- Descenso por debajo de la senda de planeo. En aproximaciones por instrumentos hay una senda teórica de planeo para el aterrizaje, una línea de descenso que lleva desde una posición dada al punto de contacto teórico con la pista. Si el sistema detecta que se vuela por debajo de esa ruta se emite el aviso "GLIDESLOPE!" (senda de planeo). Si el avión está más de 300 pies por debajo de la senda el aviso es doble "GLIDESLOPE! GLIDESLOPE!".

6- Angulo de alabeo excesivo. Se emite el sonido "BANK ANGLE!".

7- Cizalladura. Se denomina cizalladura al cambio brusco de la componente del viento, que es más crítico cuanto más cerca se está del terreno. Si el sistema detecta una de estas situaciones se emite el aviso "WINDSHEAR!".

Como indicaba más arriba en algunos casos estos sistemas no han evitados accidentes, por incorrecta adaptación de la tripulación al sistema, por ignorar los avisos o por la tardía reacción ante ellos. De los casos más relevantes acaecidos en España podemos destacar dos:

* El accidente del Boeing 747-283B de Avianca, matrícula HK-2910 en Mejorada del Campo el 27-11-1983, en aproximación nocturna al aeropuerto de Madrid-Barajas. En este accidente se sumaron varios errores, tanto de la tripulación como de los controladores, que pusieron al avión demasiado cerca de tierra. Sin duda el error fundamental fue el baile de cifras en la lectura de las cartas de aproximación, confundiendo 3200 con 2300 y volando el avión, por lo tanto, 900 pies por debajo de la aproximación indicada en las cartas. Tras el aviso sonoro de "TERRAIN, TERRAIN, WHOOP, WHOOP, PULL UP, TERRAIN" el comandante se limitó a decir en voz alta "bueno, bueno" diez segundos antes del impacto, sin iniciar ninguna maniobra correctiva. Cinco segundos más tarde volvió a decir "bueno" y desconectando el piloto automático disminuyó ligeramente el régimen de descenso, pero sin atender la indicación de "PULL UP!". El avión impactó en una colina cinco segundos más tarde, perdió el motor #4 y el extremo del ala derecha, junto con parte del tren principal derecho, segundos más tarde impactó en una segunda colina, iniciando un giro en sentido de las agujas del reloj que produjo que el tercer y último impacto, en otra colina cercana, se produjera con el avión prácticamente invertido. Murieron 181 personas, sobrevivieron 11.

De esta accidente se dice que el comandante pronunció la frase "¡Calla gringa!" en algún momento durante los últimos segundos, pero esa frase no consta en las grabaciones y no consta en el informe oficial.

* El accidente del McDonnell Douglas DC-9-32 de Aviaco, matrícula EC-CLE, en Vigo el 21-3-1994, en corta, cuando el tren de morro impactó en las luces exteriores a la pista, por una incorrecta altitud. Tras ese impacto el avión volvió a contactar en tierra antes del inicio de la pista, entrando en ella y deslizándose, sin rueda de morro, girando y saliéndose de la pista casi totalmente. Afortunadamente no hubo nada más que 3 heridos graves. La tripulación había ignorado los avisos "GLIDESLOPE" (emitido 3 veces) y el "SINK RATE", éste último dos segundos antes del impacto ( http://www.fomento.gob.es/NR/rdonlyres/4F142BAC-5913-474E-AD72-BA3B290FD930/8763/1994_011_A.pdf ).

Podríamos hablar de muchos más accidentes debidos a una altitud incorrecta en aproximación y en tiempos de GPWS o de EGPWS, he querido nombrar solamente dos de los ocurridos en España.

Para terminar una reflexión: ¿vuelven los automatismos menos hábiles a los pilotos? El incremento de la complejidad de los automatismo ¿implica una pérdida de control de los aviones? Según un artículo de la FAA de 2010 muchas tripulaciones no son suficientemente preparadas para el manejo de los automatismos de aviones altamente automatizados. Según ese artículo el desconocimiento de los sistemas automatizados influyó en un 40% de los accidentes y en un 30% de los incidentes serios producidos en el periodo 2001-2009. Por otro lado en 2011 la misma FAA avisaba que la confianza en los sistemas automatizados ayuda a que las tripulaciones técnicas delegan en esos sistemas demasiadas responsabilidades, empobreciendo el perfil de aviadores de los pilotos.

Ventajas e inconvenientes de la cultura altamente electrónica de hoy en día, en muchos puntos similar a lo que se podría conocer un conductor de automóviles de los años 1950's y uno de los 2010's de su propio vehículo.

Saludos,

José María

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