La artificiosa complejidad del ATM europeo

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Sevilla, sistema PARSE (1982), primer centro de control de tráfico aéreo español

Por estas fechas se celebra en Madrid el Congreso Mundial de Gestión del Tráfico Aéreo, World ATM Congress. Se espera que asistirán al evento unas 9000 personas, una cifra que me parece poco acorde con el interés que suscita en la comunidad aeronáutica la introducción de los drones. Solamente en España, bajo la nueva regulación y según la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA), se han habilitado ya más de 3000 empresas como operadores, 3693 pilotos y 4283 aparatos. En este país hay casi un centenar de escuelas de formación y alrededor de veinte fabricantes de drones.

La industria emergente de drones, aviones no tripulados, o mejor dicho, no habitados, se encuentra con unas regulaciones del uso del espacio aéreo diseñadas para aeronaves que llevan a bordo pilotos con la cualificación necesaria para manejarlos. Modificarlas y hacerlas compatibles con los drones es una tarea bastante complicada. Además, se supone que la gestión de los drones requerirá la definición de nuevos conceptos operativos, así como la implantación de infraestructuras que los soporten. De este y otros muchos asuntos se debatirá en el congreso y por eso me sorprende la escasa afluencia de participantes, lo que sugiere que la comunidad de interesados en volar drones tiene muy poca fe en la contribución del evento a la resolución de sus problemas operativos.

La gestión tradicional del espacio aéreo (una actividad que en inglés se designa con las siglas ATM) es responsabilidad, en cada país, de un proveedor de servicios de navegación aérea. El español se llama ENAIRE. Estas agencias, sobre todo en Europa, son conservadoras y nunca le han prestado demasiado interés a los drones por lo que los aviones no tripulados vienen requiriendo acceso al espacio aéreo desde hace ya muchos años, con poco éxito. Sin embargo, la realidad es tozuda por lo que el mundo de los drones terminará abriéndose paso en el tradicional y complejo entramado de la gestión del tráfico aéreo y casi todo apunta a que será en Estados Unidos donde se produzcan los avances más significativos.

Europa cuenta con un sistema de gestión del espacio aéreo ineficiente, que se ha empeñado en dilapidar el dinero de los contribuyentes en proyectos tecnológicos de escasa rentabilidad.

Eurocontrol hizo un estudio comparativo de la gestión del tráfico aéreo en Estados Unidos y Europa, durante el año 2014. En Europa, los proveedores de servicios de navegación aérea necesitaron 56 303 trabajadores para controlar durante 14,6 millones de horas los aviones que sobrevolaron su territorio (259 horas de vuelo controlado por empleado, al año). En Estados Unidos, bastaron 31 501 personas para gestionar un volumen mayor de tráfico aéreo: 22,9 millones de horas de vuelo (726 horas de vuelo controlado por empleado, al año). Estas cifras ofrecen una simple descripción comparativa entre los sistemas de gestión del espacio aéreo (ATM) europeo y estadounidense. Se refieren al año 2014, pero los resultados son muy parecidos a los que se obtuvieron en otro estudio del año 2001, y con toda seguridad no van a cambiar durante los próximos veinte años, a no ser que Europa adopte las medidas necesarias para transformar el escenario.

El excesivo número de agencias europeas que suministran el servicio de navegación aérea, 37, con un total de 63 centros de control de ruta y 280 de aproximación, frente a una agencia única en Estados Unidos, FAA-ATO, con 23 centros de ruta y 161 de aproximación, es el principal responsable de la abrumadora diferencia de productividad.

Cuando estas grandes cifras se procesan para construir indicadores de gestión, y se analiza la tendencia de los indicadores, la paridad del dólar con respecto al euro, la tasa de crecimiento del tráfico, o el tamaño medio de las aeronaves, son factores que pueden alteran de forma significativa los indicadores y generar confusión. Por ejemplo, el sueldo del personal puede ser comparativamente mayor o menor, en función de la paridad del dólar frente al euro, la productividad crece o decrece con el tráfico y hasta el tamaño medio de las aeronaves (un 30% más grandes en Europa) hace que un indicador como el coste de los pasajeros kilómetro transportados, favorezca al sistema ATM europeo. Es posible manipular los datos para construir indicadores de gestión que sugieran que la eficiencia del ATM europeo, no es tan mala, o que la evolución de los mismos apuntan una mejora. Sin embargo, que en Europa se necesita un 50% más de personal para controlar un volumen de tráfico aéreo (medido en horas de vuelo) que es inferior en un 38% al de Estados Unidos, es un dato revelador.

Hace dieciséis años se puso en marcha una iniciativa, que después se denominaría programa SESAR, para mejorar el ATM europeo mediante la definición e implantación de soluciones tecnológicas bajo la supervisión de la Unión Europea. El programa puede durar otros dieciséis años más y, es tan complicado, que entenderlo resulta laborioso para un experto y explicárselo a un contribuyente, ajeno al sector aeronáutico, me parece una tarea imposible. Eso sí, SESAR costará miles de millones de euros.

En 2008, en Estados Unidos la productividad del sistema ATM, medido en horas de vuelo por empleado, era de 714, mientras que en Europa, de 250. Según hemos visto antes, y con seis años del programa SESAR, a pleno rendimiento, la productividad del sistema ATM en 2014, en Estados Unidos fue de 726 horas de vuelo por empleado y en Europa de 259. Prácticamente no se produjo ningún cambio, a pesar de las inversiones tecnológicas de SESAR. Y vuelvo a repetir que este indicador no se va a modificar en los próximos 20 años, de forma significativa, salvo que la Unión Europea adopte medidas de carácter organizativo, porque la razón principal de la ineficiencia de su sistema ATM no es tecnológica.

Esas medidas imprescindibles para mejorar el ATM europeo, pasan por la reorganización del espacio aéreo, la reducción significativa del número de centros de control, la separación organizativa entre las infraestructuras y la prestación de los servicios y la introducción de un sistema de competencia mediante concursos para la prestación de los servicios en los distintos centros. Y para gestionar de un modo coherente el conjunto sería preciso contar con una única agencia central a nivel europeo, con autoridad para definir la infraestructura, los procedimientos operativos y administrar las concesiones.

Con ese esquema organizativo, Europa dispondría de un sistema ATM cuya productividad sería equiparable a la de Estados Unidos y los drones tendrían acceso al espacio aéreo con mayor facilidad. Hasta que no se tomen y lleven a la práctica esas decisiones, en Europa, seguiremos escuchando alabanzas exculpatorias a SESAR y malgastaremos el dinero en un sistema mal organizado e ineficiente, revestido de una artificiosa y manipulable complejidad para justificarse a sí mismo.

Contrails y chemtrails

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Las blancas estelas de condensación (en inglés contrails) que, a veces, siguen a los aviones podrían ser la imagen de la inocencia pero les acompaña la controversia.

Por primera vez, en 1920, los pilotos se dieron cuenta de que, con la altura, tras los motores de sus aeronaves se formaban nubes blancas y alargadas. Durante la II Guerra Mundial llegaron a ser un motivo de preocupación seria, al impedir la visibilidad en las operaciones. Sin embargo, el auténtico quebradero de cabeza lo desencadenaron a finales del siglo pasado. A veces, las inocuas nubes blancas tardaban mucho tiempo en deshacerse, se ensanchaban y se convertían en cirros: nubes altas y finas que contienen cristales de hielo.

Las estelas de condensación que producen los motores de los aviones están compuestas de mucho vapor de agua, hollín, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre. Son sustancias procedentes de la combustión del queroseno. Las partículas de la combustión a unos 8 000 metros de altura, húmedas y calientes, al entrar en contacto con la atmósfera, seca y fría (-40ºC), actúan como catalizadores y alrededor suyo se depositan moléculas de agua que forman cristales de hielo. El proceso tarda un tiempo, por eso las estelas aparecen a cierta distancia de los motores de la aeronave. El que se produzca o no este fenómeno, depende de la humedad y temperatura de la atmósfera. Los gases de la combustión se enfrían con lo que se pueden forman cristales de hielo y agua en estado líquido que vuelve a congelarse al bajar la temperatura; el hielo se sublima (pasa de estado sólido a gaseoso) al cabo del tiempo, o al aumentar de tamaño y peso se precipita.

La cuestión es que en 1972, Knollenberg, observó que, por cada metro de estela, la cantidad de agua que contenía oscilaba entre 20 700 y 41 200 gramos; sin embargo, la combustión únicamente podía aportar 1,7 gramos. Por lo tanto, las partículas de los gases de escape favorecían un proceso de acumulación de agua en la estela procedente casi en su totalidad de la atmósfera.

Pero… ¿qué ocurre con los cirros? Al parecer en casi todos los casos: de un lado reflejan la radiación que reciben directamente del Sol, sin embargo sucede que en mayor medida también devuelven a nuestro planeta la radiación infrarroja que emite la Tierra. Es lo que se conoce como efecto invernadero. Por lo tanto, la teoría más extendida es que los cirros contribuyen a un calentamiento neto de la Tierra. El Journal Climate del 15 de abril de 2005 publicó un estudio de la NASA, según el cual el número de cirros se ha incrementado con el tráfico aéreo.

En 2011, científicos de Instituto de Física Atmosférica alemán (perteneciente al DLR) calcularon que los cirros formados por las estelas de condensación de los aviones tienen una influencia mayor, en el calentamiento de nuestro planeta, que los efectos directos del dióxido de carbono que emiten sus motores. Si la aviación es responsable de un 5% del incremento de temperatura de la Tierra, un 1,6% se debe a las emisiones de gases y el 3,4% a la formación de cirros generados por las estelas de condensación. Dos años después, el profesor Andrew Carleton de la Universidad Estatal de Pennsylvania y otros, publicaron los resultados de un estudio en el que analizaron el impacto sobre el clima de las estelas de condensación en distintas áreas de Estados Unidos. La conclusión fue que la proliferación de estelas disminuía la temperatura máxima y aumentaba la mínima, reduciendo la diferencia entre ambas en unos 3,3 grados centígrados.

La idea de que las estelas de condensación de las aeronaves, al producir cirros, contribuyen al calentamiento del planeta en mayor medida que las emisiones de sus motores está muy extendida entre los estudiosos de la climatología. Además el calentamiento debido al efecto invernadero de los cirros se diferencia del que produce las emisiones porque si se eliminan las nubes el calor desaparece inmediatamente. Por el contrario, el dióxido de carbono (CO2) que se vierte en la atmósfera tiene una larga permanencia, y se estima que si se detuvieran las emisiones se tardaría unos 1000 años en volver a una situación igual a la que se tenía antes de que comenzara el proceso de contaminación atmosférico.

En cualquier caso, el estudio detallado sobre el impacto real en el calentamiento de la Tierra de los cirros no es una tarea sencilla, ya que implica conocer con detalle cómo se forman y deshacen dichas nubes, así como sus características cuando actúan como reflectores de energía en distintas bandas de frecuencia. Y además, todo ello depende de la humedad y temperatura de la troposfera en cada lugar, así como de las corrientes de viento que desplazan las nubes. Un dato que ha sorprendido a los expertos es que de 2006 a 2012 los niveles de estelas de condensación, en el Atlántico Norte, han disminuido. El profesor Schumann (DLR), en sus estudios publicados durante el año 2015 mostró la existencia de cirros cuyas características favorecen el enfriamiento de la Tierra; el vuelo en zonas atmosféricas en las que las estelas originasen cirros de este tipo, contribuiría de forma notable a disminuir el calentamiento del planeta. Cabría incluso, implantar una estrategia de generación de estelas que colaborase activamente en la reducción del calentamiento global. Sin embargo, los combustibles alternativos de aviación o biocombustibles ricos en hidrógeno, al producir más cantidad de vapor de agua podrían incrementar el proceso de formación de cirros.

La realidad es que todavía no conocemos con exactitud los efectos de las estelas de condensación (contrails), sobre el calentamiento del planeta, aunque es muy posible que sea más importante de lo que se pensaba hace algunos años. Hasta que no seamos capaces de simular con precisión el funcionamiento de este proceso, cualquier medida que pongamos en marcha puede conducirnos a cometer graves equivocaciones.

Si de las contrails no sabemos mucho, de las chemtrails casi nada. La historia de las estelas químicas (en inglés chemtrails) está cuajada de connotaciones pertenecientes a la más extendida de todas las teorías: la de la conspiración. Las chemtrails son estelas que contienen aerosoles u otros productos con los que se pretende modificar la climatología del planeta.

Quién sea capaz de controlar el clima, controlará el mundo. Lanzar rayos y granizo, lluvias, o poderosos ciclones, a voluntad y sobre los enemigos, ha sido la ambición de los ingenieros militares desde la época de Leonardo da Vinci. La palabra chemtrails en Google, puede llevarnos a más de un millón y medio de páginas, la mayoría repletas de ideas tan originales como absurdas. Tras muchas de ellas subyace la idea de que existe un poder oculto que esconde sus intenciones y permanece en el tiempo al margen de los vaivenes que zarandean a los políticos. Una hipótesis muy extendida entre los portavoces de las chemtrails es que el combustible de las aeronaves comerciales (Jet A-1) contiene substancias que podrían ser óxidos de aluminio o de torio, yoduro de bismuto, perclorato potásico u otras, introducidas secretamente para ser esparcidas por la atmósfera. Un compló entre gobiernos y organizaciones que los apoyan habría decidido sembrar con estos materiales la estratosfera ya que, al parecer, podrían absorber la energía radiada por la Tierra en la banda próxima al infrarrojo y emitir dicha energía al espacio, en frecuencias del espectro visible y el infrarrojo. El objetivo del gran plan sería propiciar un enfriamiento del planeta que compensara los efectos del dióxido de carbono, quizá para preservar los intereses económicos de grandes grupos financieros e industriales. Esta es una de las muchas hipótesis que rodean a las chemtrails.

La fantasía siempre mantiene nexos con la realidad. Desde que el 13 de noviembre de 1946, el doctor Vincent Schaefer, en colaboración con el Ejército de Estados Unidos, lanzó 1,4 kilogramos de bolas de hielo seco, en una nube y consiguió desencadenar una nevada cerca de Schenectady, Nueva York, los hombres no hemos dejado de manipular las nubes. En 1971 el periodista estadounidense Jack Anderson publicó la noticia de que Estados Unidos había puesto en marcha una misión que consistía en sembrar nubes, para extender la época de los monzones en una zona de Vietnam del Norte, con el objetivo de que las lluvias dificultaran los movimientos del enemigo. La opinión pública y las presiones de políticos hicieron que la denominada operación Popeye fuese cancelada el 5 de julio de 1972, tras cinco años de vuelos secretos desde Tailandia.

El yoduro de plata es el elemento que más se ha utilizado para sembrar las nubes, aunque también funciona el yoduro potásico, el hielo seco, el propano líquido o incluso la sal. En el interior de nubes frías (de -7 a -20 ºC) y húmedas, estos materiales actúan como catalizadores en la formación de cristales de hielo que absorben agua y se precipitan. Evitar el granizo y propiciar la lluvia o la nieve, para favorecer la agricultura o limpiar la atmósfera son las razones principales por las que se siembran las nubes en casi todo el mundo. China es un país en el que esta actividad ha tenido un gran desarrollo, pero también se practica en Australia y en Estados Unidos, en Rusia, en Latinoamérica, en países del sureste asiático y en Europa. Los efectos del ioduro de plata no parece que sean nocivos para la vida, en las dosis que esta actividad requiere.

En definitiva, sabemos poco todavía de hasta qué punto las contrails influyen en el calentamiento del planeta, aunque sospechamos que bastante. Es urgente, por lo tanto, desarrollar algún modelo fiable que simule la formación y evolución de cirros en la estratosfera que nos permita definir una gestión adecuada del tráfico aéreo para minimizar su contribución al calentamiento global del planeta. Me atrevería a decir que de las chemtrails casi todo lo que se cuenta en internet carece de fundamento. Y no cabe duda de que en el mundo entero se siembran nubes para producir lluvias o nevadas, aunque sea una actividad de la que muchos dudan que tenga éxito más allá del 30% de las veces. Si es posible o no, sembrar de sustancias inocuas la atmósfera para facilitar el enfriamiento de la Tierra de un modo efectivo, es algo que no sabemos, pero resulta muy poco creíble que alguna fuerza oculta haya puesto en marcha un programa para hacerlo. Mientras tanto, urge averiguar los secretos de la vida de los cirros para mover los aviones en el espacio del modo más conveniente.

 

El nacimiento del control del tráfico aéreo

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Archie William League

 

El 7 de abril de 1922, a unas 60 millas náuticas al norte de París, un avión Farman F.60 Goliath, con tres pasajeros y dos tripulantes a bordo, colisionó en el aire con un de Havilland DH-18A. Los dos aparatos cubrían la línea París (Le Bourget) – Londres (Croydon), en direcciones opuestas, y el accidente se saldó con la pérdida de la vida de las cinco personas que volaban en el Farman y los dos tripulantes del de Havilland que transportaba correo. Fue la primera vez en la historia de la aviación que dos aeronaves, prestando servicios comerciales, colisionaban en el aire. Hacía tan solo cuatro días que la empresa británica Daimler Hire Limited había empezado a transportar correo entre los dos aeropuertos. La aeronave francesa pertenecía a la aerolínea Compagnie des Grands Express Aériens, constituida tres años antes, que prestaba un servicio de transporte aéreo de pasajeros muy refinado entre París y Londres. La falta de visibilidad producida por una fuerte niebla, acompañada de lluvia, sería la causa principal del accidente. En aquella época, el enlace aéreo entre París y Londres era el de mayor densidad de tráfico en Europa y las recién nacidas aerolíneas francesas y británicas pugnaban por el incipiente mercado de correo y pasaje.

Tras el luctuoso suceso los responsables de la aviación civil comprendieron que era necesario ordenar el tráfico aéreo para evitar que accidentes de este tipo volvieran a repetirse en el futuro. La primera de las decisiones consistió en establecer rutas diferentes para las aeronaves que cruzaran el Canal en sentidos opuestos; también se señalizaron con balizas los aeródromos y hacia el año 1927 se introdujo un sistema inspirado en la navegación marítima: un faro rotatorio direccional junto con una luz omnidireccional que se encendía cuando el haz rotatorio apuntaba al norte, lo que permitía informar al piloto acerca del rumbo que llevaba cuando se dirigía hacia el faro. El rumbo se podía calcular midiendo el tiempo transcurrido entre el paso del haz rotatorio y el destello que marcaba el norte.

En Croydon (Londres) ya operaba lo que fue la primera torre de control de tráfico aéreo desde 1916. La torre autorizaba o denegaba permiso a las aeronaves para despegar o aterrizar, con luces verdes o rojas. Sin embargo, fue en Estados Unidos ─debido al extraordinario crecimiento del transporte aéreo de correo después de la I Guerra Mundial, en un espacio caracterizado por sus grandes distancias y meteorología adversa─ adonde los problemas relacionados con la gestión del tráfico y la navegación aérea se mostraron con mayor evidencia. Y también fue allí en donde se contrataría a la primera persona para que realizara las funciones de controlador aéreo.

Archie William League poseía una licencia de piloto y otra de mecánico de vuelo cuando en 1929 el aeródromo de St Louis le ofreció un contrato como controlador de tráfico aéreo. Había trabajado en su propio circo volador, ofreciendo espectáculos de riesgo a muchedumbres en un gran número de ciudades estadounidenses; era el oficio que mejor remuneraba a los pilotos de la época, hasta que la gente se cansó y el negocio del transporte de correo adquirió un gran auge.

Archie se instaló en el campo de vuelo con una carretilla, una sombrilla playera y una silla. Acompañado de una botella de agua, un block de notas y el bocadillo del almuerzo, utilizaba dos banderas para ordenar el tráfico: la roja era señal de peligro (HOLD) y la de cuadros significaba que todo estaba bien (GO). Años después comentaría que a los pilotos les divertía dar pasadas con los aviones cerca de su puesto para que el flujo de aire de las hélices se llevara por los aires la sombrilla.

Al año siguiente, 1930, en la torre de Cleveland se instalaron radios y el aeropuerto de St Louis le siguió los pasos con lo que el joven controlador abandonó la silla para refugiarse en una sala de la torre equipada con la última tecnología disponible. Años más tarde, en 1937, League ingresó en la organización gubernamental que después se transformaría en la Federal Aviation Administration (FAA). Estudió ingeniería aeronáutica y a lo largo de 36 años desarrolló una importante carrera en la FAA que ha merecido el reconocimiento de la National Air Traffic Controllers Association (NATCA) la cual, en su honor, estableció en 2004 la Archie Medal of Safety Awards para premiar cada año a controladores « que mostraron una habilidad extraordinaria para garantizar la seguridad en situaciones críticas». Archie se retiró en 1973 cuando ocupaba el cargo de Assistant Administrator for Appraisal de la FAA. Falleció en Annandale (Virginia), en 1986, a la edad de 79 años.

Es posible que League no fuera la primera persona que desempeñó la función de controlador. En New Jersey consideran que William Conrad es acreedor de dicha distinción desde que empezó a trabajar para el aeropuerto de Newark, también en 1929. En cualquier caso, Conrad y League forman parte del núcleo de pioneros de la gestión del tráfico aéreo que, a lo largo del pasado siglo, tuvo un desarrollo parejo al de la aviación.

En los años 30 se creó en Estados Unidos la US Airways Division para organizar el tráfico aéreo. El concepto de aerovía (airway) lo hizo posible el primitivo sistema de luces, una rotatoria y el destello omnidireccional cuando el haz giratorio apuntaba al norte, que permitió a los pilotos dirigir su aeronave hacia un punto fijo siguiendo un rumbo determinado. De ese modo pudieron establecerse aerovías, entre faros, que facilitarían la definición de rutas para enlazar los aeródromos. La radio a bordo, en contacto con las torres de los aeropuertos, permitió a los pilotos acceder a la información meteorológica de las zonas que debían sobrevolar y a los controladores conocer la posición de las aeronaves.

En un principio, los aeropuertos y las compañías aéreas tomaron el liderazgo en el desarrollo de los sistemas de gestión del tráfico aéreo. Las aerolíneas asumieron la tarea de abrir nuevas rutas aéreas que enlazaban improvisados aeródromos y suministrar los servicios de apoyo a la navegación aérea. En 1935, un piloto de American Airlines, Earl Ward logró que la TWA, la United y la Eastern, homogeneizaran sus procedimientos de intercambio de información y control de vuelo. Su asistente, Glen Gilbert, puso de manifiesto la necesidad de crear un sistema centralizado para la gestión del tráfico aéreo y aquella iniciativa desembocó, en 1936, en la asunción de estas funciones, en Estados Unidos, por el Air Commerce Department. Muy pronto los equipos de comunicaciones y ayudas a la navegación aérea, así como todos los procedimientos operativos, se unificaron. A partir de aquel momento empezó a desarrollarse el concepto de Air Traffic Management (ATM) o gestión del espacio aéreo, tal y como lo conocemos actualmente. De aquella época heredamos el sistema de luces para indicar desde un aeródromo a una aeronave en vuelo o en tierra, que no dispone de radio operativa a bordo, qué tipo de maniobras puede realizar. Una luz verde continua significa autorización para el aterrizaje o el despegue, mientras que la roja indica al piloto que debe abstenerse de llevar a cabo la maniobra que intentaba realizar.

A la vuelta de cien años, los procedimientos del sistema de gestión de tráfico aéreo, que con toda lógica asumieron los gobiernos de cada país en la primera mitad del pasado siglo, se han globalizado. En Estados Unidos la Administración, a través de la FAA, no cobra a las aerolíneas por los servicios que presta. En Europa, las cosas funcionan de otra manera: las líneas aéreas pagan por unos servicios, bastante caros, por culpa de la burocracia de una deficiente administración que decenas de gobiernos no son capaces de optimizar. Eurocontrol se concibió, en 1960, como una agencia que asumiera la gestión del tráfico aéreo de ruta en Europa. Sin embargo, el concepto de prestación de servicios global, a nivel europeo, abortó muy pronto y desde entonces la desfragmentación —imprescindible para la mejora de la eficiencia— parece un sueño imposible.

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