Aeronaves no tripuladas y control del tràfico aèreo

 

Catapulta de un Hermes 450

Con el objetivo de proteger a otros usuarios del espacio aéreo las aeronaves no tripuladas llevan años realizando sus misiones dentro de los límites de áreas de acceso restringido. Pero de un tiempo a esta parte, gracias a las posibilidades que ofrece la tecnología y debido a la presión de la industria parece haber llegado el momento de que su campo de acción se expanda para poder cumplir nuevas misiones en el ámbito civil o ampliarlo más en el militar. De ahí, que dentro de poco las autoridades reguladoras internacionales decidirán sobre permitir su operación fuera de ese espacio aéreo protegido. Una decisión que va a poner a prueba la solvencia de nuestras instituciones reguladoras aeronáuticas y va a suponer un reto para el control del tráfico aéreo como garante en la actualidad de la separación segura entre aeronaves en el espacio aéreo controlado.

Introducción

Cuando se piensa en aviones teledirigidos la primera imagen que surge es la de aeromodelos guiados desde tierra por medio de transmisores de radio. Y aunque en sentido estricto podría denominarse a estos “juguetes” como vehículos aéreos no tripulados (UAV, Unmanned Aerial Vehicle), hay dos significativas diferencias entre esos aviones de “aeromodelismo” y los conocidos como sistemas aéreos no tripulados (UAS, Unmanned Aerial System):

1. Los UAS van equipados con elementos tecnológicos con los que pueden realizar misiones variadas tanto en el campo militar como en el civil, que obedecen a lo que coloquialmente se conoce como misiones 3D: "Dull, Dirty and Dangerous". Es decir, misiones tediosas, en ambiente contaminado o peligroso.
2. Los hay capaces de operar tanto de forma guiada como de forma autónoma desde el despegue al aterrizaje y hasta de volar a grandes altitudes y durante cientos o miles de kilómetros, realizar una misión en un teatro de operaciones considerado de alto riesgo para un tripulante, regresar a su base y aterrizar sin necesidad de intervención por parte de un operador humano.

Por otro lado, en sentido amplio puede caracterizarse al UAS como un sistema formado de un segmento "aire" y un segmento "tierra". El primero lo componen la plataforma de vuelo (propulsión, navegación, enlace de datos, etc), la carga útil (o "de pago") adecuada para la misión asignada (sensores, cámaras, radar, armamento, etc) y el sistema de comunicaciones. Mientras que el segmento "tierra" incluye el sistema de control de la aeronave y de la carga útil, los equipos de comunicaciones y la estación que permite transmitir la información obtenida con los sensores.

 

    Estación de control del Predator.  Detalle de la carga operativa del Predator.

Pero esas mismas características que convierten a esta "nueva" aviación en diferente también se configuran en la principal limitación operativa que tiene con respecto a la aviación tradicional: la dificultad para mantener su separación de otros usuarios del espacio aéreo. Una circunstancia esta que ha llevado a situaciones peligrosas y que va a suponer todo un reto para la tecnología si se pretende que en el futuro comparta de forma segura el medio aéreo con la aviación tripulada.

Y es que no hay que olvidar, que los UAS tienen que operar por lo general en un espacio aéreo cuya estructura, gestión y control están diseñados para aeronaves tripuladas. Como tampoco hay que olvidar, que en la aviación convencional la seguridad reside en la propia aeronave, en la tripulación que la opera, en las ayudas a la navegación y en los sistemas de control y gestión del tráfico aéreo que supervisan el vuelo desde el despegue al aterrizaje.

Para ilustrar toda esta problemática a continuación se presentan algunas de las incidencias que los UAV (UAS) han tenido en distintos entornos operacionales y analizaremos su implicación en la seguridad de vuelo, para abordar más adelante el repertorio de requisitos que deben establecerse en el campo tecnológico y en el regulatorio para que en el futuro los aviones sin piloto puedan integrarse con seguridad en las operaciones de vuelo que tienen lugar en el espacio aéreo controlado. Y todo, porque como ya se ha comentado hay quien se plantea dar respuesta a una creciente presión comercial que persigue expandir las operaciones de los UAV fuera de los límites del espacio aéreo segregado hacia campos como la seguridad ciudadana, el diseño de mapas, la fotografía aérea, la lucha contraincendios o la observación del tráfico, entre otros muchos posibles. Y quizás también para sustituir dentro de no mucho tiempo y de forma masiva a aviones convencionales cuyo coste de explotación resulte elevado y/o su operación peligrosa para la tripulación.

Antecedentes

 Sistemas de comunicación del Predator

 

Los aviones no tripulados han tenido en las últimas décadas un papel destacado en diferentes teatros de operaciones en los que el espacio aéreo se encontraba hipotecado por los medios inmersos en el conflicto bélico de turno. Lamentablemente, la experiencia ha demostrado que la segregación era necesaria ya que el hecho de que no hubiera un piloto a bordo del avión ha aumentado el riesgo de colisión con otros usuarios de ese espacio aéreo. De ahí, que la separación de facto que proporciona la segregación se vea como una solución necesaria en busca de la seguridad que reclama la aviación tripulada. Al menos, hasta que se encuentren soluciones óptimas para sacar a aquellos de su confinamiento. Y vamos camino de conseguirlo.

De momento, el hecho de que el “factor humano” haya sido trasladado de la cabina de vuelo al suelo está enfrentándose a su propio reto tecnológico y normativo que, probablemente, llevará a cambiar el modo en cómo se entiende la aviación hoy debido a que el principio básico de la misma: evitar la colisión, ha sido tradicionalmente responsabilidad del piloto.

Por otro lado, para que un UAV pueda llevar a cabo su misión es necesario un enlace terrestre de comunicaciones radio y, en algunos casos, también vía satélite entre el operador y el avión. Pero ese enlace es vulnerable al fallo y a las interferencias. Una incidencia que suele ser compensada con capacidad de vuelo autónomo y que, llegado el caso, podría suponer una limitación para que el avión pudiera ser gestionado por el control de tráfico aéreo. Por tanto, a raíz de esta cuestión surgen interesantes preguntas relacionadas, entre otras cosas, con el diseño, las pruebas, la validación y la certificación del software del sistema de gestión de vuelo, así como si serán necesarios procedimientos operacionales específicos para la gestión del tráfico aéreo. O si debido a esas limitaciones habrá diferentes criterios de separación para los UAV por la posibilidad de que se pudiera perder el enlace tierra-aire o se demoren las órdenes de navegación trasmitidas por el operador al avión.    

                                                

Problemas operacionales y de seguridad de vuelo

A continuación, se analizan desde el punto de vista de la seguridad de vuelo las operaciones UAV en Iraq e Israel, así como un accidente ocurrido en Arizona, Estados Unidos. Tres casos que nos van a ayudar a tomar contacto con la problemática que existe alrededor de la operación de este tipo de avión y con la influencia que en la misma tiene el factor humano. Cuestiones ambas, por cierto, que deben ser tenidas en cuenta a la hora de establecer las especificaciones necesarias y la normativa que debe generarse si se pretende integrar con garantías este tipo de aeronave en el espacio aéreo controlado civil.

El escenario iraqí

A partir de la invasión de Iraq el 20 de marzo de 2003 por parte de las fuerzas estadounidenses y de sus aliados, cerca de 100 aviones, casi un tercio de ellos no tripulados y distribuidos en bloques de espacio aéreo 3D definidos por coordenadas GPS operaban a diario sobre el cielo de Baghdad a lo largo y ancho de una cuadrícula de 50 kilómetros cuadrados. Hasta 40 aeronaves de todo tipo podían encontrarse en vuelo en un momento dado en apoyo de las fuerzas de tierra atareadas en sofocar los disturbios en la capital del país.

Esta situación presionaba sobre el sistema de control aéreo y hacía muy difícil su misión. Eso a pesar de contarse con varias subredes de estaciones de control de tierra que formaban parte de la red del sistema de tráfico aéreo militar encargada de coordinar las operaciones. Así las cosas, era cuestión de tiempo que un avión tripulado colisionara con un UAV lo suficientemente pequeño como para ser detectado por el radar.

 

A-10 Thunderbolt

 

La primera colisión tuvo lugar el 7 de abril, menos de un mes después de la invasión, cuando un A-10 Thunderbolt pilotado por la entonces capitán Kim Campbell, que había recibido numerosos impactos de artillería antiaérea durante una incursión, colisionó cuando volvía a su base con un pequeño UAV de lanzamiento manual. Tras la colisión el avión perdió toda la hidráulica y la tripulante, en vez de eyectarse –la alternativa de caer sobre Baghdad no debió convencerla-, consiguió a duras penas recuperar el control del avión y aterrizar en su base después de una hora de difícil vuelo. Recibió una condecoración por ello.

A partir de ese momento fue creciente el número de informes que describirían accidentes de UAV (a cambio, la tasa de accidentes de aviones tripulados era en comparación muy baja). De ahí, que el cielo sobre Baghdad fuera calificado por los militares estadounidenses como el espacio aéreo de combate más complejo en el que hayan operado los UAV.

 

El escenario israelí

En enero de 2009, Israel se enfrentó a un escenario diferente en la “Operación Cast Lead” –también conocida como Guerra de Gaza- en respuesta a los ataques de Hamas en la “Operación Oil Stain”. En aquella ocasión, los israelíes llevaron a cabo una compleja campaña aérea sobre Gaza en la que más de una docena de UAVs volaban permanentemente sobre una pequeña área al mismo tiempo que helicópteros, aviones de combate, plataformas de observación y otros elementos aéreos de apoyo.

 

Skylark. Lanzamiento manual

Entre los UAV implicados se encontraban Hermes 450, Heron I y Skylark I de lanzamiento manual y vuelo a baja cota, que eran monitorizados por centros de control aéreo gracias a que iban equipados con transpondedores IFF (Identification-Friend-or-Foe). Además, para evitar colisiones o interferir en los ataques aéreos a baja cota, durante el trayecto de entrada y salida de la zona de operaciones los pilotos aplicaron unos procedimientos estrictos acordados durante la planificación de la misión, que consistieron en mantener con precisión las altitudes asignadas y evitar las zonas de vuelo restringidas debido a fuego de artillería y de mortero. En todo momento las operaciones estuvieron bajo la supervisión de los controladores aéreos, que dispusieron de los datos necesarios para tener una imagen completa de la situación del espacio aéreo. No se produjo ningún incidente entre ninguna aeronave durante las tres semanas que duró la operación.

Esta positiva experiencia bélica puso de manifiesto, no obstante, lo complejo que sería integrar de forma segura aeronaves tripuladas y no tripuladas en un entorno operacional civil en principio mucho menos estructurado y rígido, pero más exigente en términos de seguridad.

 

IAI Heron

El accidente de Arizona

El Predator es un UAV propulsado por un motor de émbolo y una hélice. Está equipado con aviónica redundante, lo que le proporciona una elevada tolerancia al fallo. Puede ser guiado por un operador remoto o navegar de forma autónoma. Cuenta con una autonomía de 20 horas y un alcance de 400 millas náuticas (600 km), tiene un techo de operación de 26000 pies (8 km) y desarrolla una velocidad máxima de 117 nudos (220 km/h). Fue utilizado por primera vez en 1995 para vigilar instalaciones militares serbias.

 

Predator 1

En abril de 2006, un Predator se estrelló al noroeste del aeropuerto internacional de Nogales, en Arizona. Si bien el accidente se produjo en un área residencial escasamente poblada y no hubo heridos, se produjeron importantes daños en el avión. Aunque el UAV era propiedad de la Agencia federal de aduanas y protección de fronteras, en el momento del accidente estaba bajo contrato con el fabricante General Atomics Aeronautical Systems, Inc. Lo que explica todavía menos que el accidente tuviera lugar.

Ese accidente propició uno de los análisis más importantes realizados hasta esa fecha sobre fallos en la operación de los aviones no tripulados. Y llevó a la National Transportation Safety Board (NTSB) a descubrir una serie de errores humanos consecuencia de factores organizacionales inadecuados y a un manual de uso poco claro. Según el informe de la NTSB, la pérdida del Predator fue causada porque un operador no utilizó de forma apropiada la lista de chequeo en el momento de la transferencia del control del avión a otro operador, que llevaría a que la válvula de combustible se cerrara de forma inadvertida y el motor se parase.

Según el informe, el funcionamiento del UAV fue seriamente comprometido ya que al apagarse el motor y empezar a utilizar la batería el avión desconectó el sistema de comunicación vía satélite y el transpondedor para ahorrar energía, dejando así de enviar datos al control del tráfico aéreo con los que poder conocer su altitud y su rumbo, e impidiendo de ese modo al ATC que pudiera avisar a otros usuarios del espacio aéreo. Perdido el rastro del avión, el ATC contactó con el operador del Predator para requerirle información sobre su posición, pero aquel no le informó que el UAV, en realidad, estaba desaparecido. De ahí, que un importante hallazgo a consecuencia del accidente de Nogales fue la necesidad de modificar el diseño del avión de modo que el transpondedor continuara funcionando incluso bajo condiciones degradadas de operación. Algo que a muchos nos habría parecido obvio.

Cabe señalar, además, que la investigación desveló que el único entrenamiento que habían recibido los controladores aéreos sobre las operaciones UAV fueron 30 minutos de charla apoyada por unas diapositivas. De ahí, que otra recomendación de los investigadores de la NTSB fuera que en el futuro se deberían llevar a cabo encuentros directos entre controladores y pilotos de UAV con objeto de aclarar las dudas mutuas sobre sus respectivas operaciones y coordinar las respuestas que fueran requeridas tanto durante la operación rutinaria como en la degradada. Para unos sobre las especiales características de los UAV, en la reacción ante la pérdida de enlace de datos con el avión y en situaciones potenciales de emergencia y los métodos para mitigarlas, y para los otros sobre los procedimientos de gestión del espacio aéreo que utiliza el ATC.

Además, la NTSB recomendó una mayor coordinación entre los operadores de UAV y el control del tráfico aéreo con objeto de mejorar la conciencia de la situación en operaciones rutinarias, pero especialmente durante los modos degradados de operación para asegurar así la adecuada separación entre aviones en el mismo espacio aéreo.

El estado de la cuestión en Europa

La práctica totalidad de las operaciones UAV que tienen lugar hoy en Europa están restringidas al espacio aéreo segregado militar, o bien a volar sobre el mar gracias a autorizaciones especiales. Y aquellas que tienen lugar fuera del espacio aéreo segregado, cuentan con numerosas restricciones a fin de garantizar la seguridad de otros usuarios del espacio aéreo. Debido precisamente a estas limitaciones, la Agencia Europea de Defensa (European Defence Agency, EDA), creada en 2004, le encargó a Eurocontrol que estudiara la forma de armonizar los procedimientos para el uso de los UAVs militares en tiempo de paz fuera del espacio aéreo segregado.

La tarea fue trasladada a la Dirección de coordinación ATM civil-militar, desde donde se formó una Task Force, un grupo de trabajo, que fue integrado por militares estadounidenses y de la OTAN, así como por civiles con experiencia en la gestión del tráfico aéreo relacionada con las operaciones UAV. El encargo debía partir de una idea central: “Las operaciones UAV fuera de los espacios aéreos segregados deberían llevarse a cabo con un nivel de seguridad equivalente al que ofrecen las aeronaves tripuladas”.

 

El autor a los mandos de un simulador del Searcher MKII

Searcher MKII

De ese foro surgieron varias especificaciones que, aunque se abordan más abajo, adelantamos que se basan en tres principios básicos:

1. Las operaciones UAV no deben aumentar el riesgo a otros usuarios del espacio aéreo.
2. Los procedimientos ATM deben ser idénticos a los aplicables a los aviones tripulados.
3. La provisión de servicios de tránsito aéreo a los UAVs debería ser transparente para los controladores aéreos.

En definitiva, que un avión no tripulado debe generar la misma carga de trabajo al ATC que un avión tripulado y su operación debe ser igual de segura. El objetivo no es baladí, porque para que se puedan alcanzar esos requisitos básicos es necesario que antes la industria desarrolle la tecnología necesaria para detectar y evitar otras aeronaves, así como tener las mismas capacidades para las comunicaciones, la navegación aérea y el vuelo propiamente dicho que los aviones tripulados. Y si los supera, mejor.

Antes de continuar, vamos a establecer una serie de cuestiones que intentaremos responder más adelante.

-¿Qué está haciendo la autoridad reguladora para facilitar la mezcla de operaciones en el mismo espacio aéreo?

-¿Cuáles son los pros y contras de que los UAV y la aviación tripulada operen en el mismo espacio aéreo?

-¿Cuál es esa tecnología crítica necesaria para que los UAV sean tan fiables o más que los aviones tripulados?

-¿Qué papel van a jugar en este proceso de integración el Cielo Único, SESAR (Single European Sky ATM Research) y el concepto NextGen de la FAA para facilitar la convergencia de los UAV y la aviación tripulada?

-¿Cómo se va a mejorar la seguridad y fiabilidad de las comunicaciones, los controles, los sensores, los motores y las redes de comunicaciones para permitir la coexistencia de UAV y aviones tripulados?

-¿Cómo se verán afectados los vuelos UAV por el requisito de OACI de “ver y evitar” y qué respuestas ofrecerá la tecnología a fin de mantener los niveles de seguridad requeridos?

No cabe duda, que tanto la industria como las entidades reguladoras tienen por delante un reto importante a la hora de dar respuesta a las anteriores preguntas. También hay algo de prisa, porque circula por ahí una propuesta para incorporar aviones no tripulados a los medios de seguridad necesarios para las Olimpiadas que tendrán lugar el próximo verano en Londres.

En cualquier caso, que aviones sin piloto en la cabina lleguen a volar mezclados con otros llenos de pasajeros es algo que hoy rechaza la mayoría; tener a “robots voladores” compartiendo el cielo y pululando de aquí para allá, es una idea que no parece agradar a casi nadie a la vista de algunos antecedentes llamativos como los abordados más arriba. De ahí, que conseguir su aceptación general vaya a suponer un enorme reto para la industria y para las autoridades reguladoras, que van a tener que demostrar a todos –empezando por pilotos y controladores aéreos- que esta aviación emergente no sólo es absolutamente fiable, sino tan segura o más que la convencional. Y lo deberán hacer más allá de toda duda razonable, ya que si hay algo que, hoy por hoy, sobra en este asunto son dudas.

 

En cambio, donde no parece haber incertidumbre es en que cuando se levanten las barreras normativas para que aeronaves no tripuladas puedan volar fuera de las áreas restringidas veremos surgir un nuevo mercado en el campo civil y la potenciación del ya existente en el militar dadas las numerosas misiones que van a poder llevar a cabo. Pero antes de que eso llegue a suceder será necesaria su adecuada adaptación tecnológica para que puedan volar, incluso, en el espacio aéreo más restrictivo que hay: el controlado.

Así las cosas, nos encontramos con tres cuestiones de calado que deben obtener la oportuna respuesta por parte de la industria y las instituciones reguladoras. En primer lugar, el modo en cómo estas aeronaves van a “Ver y Evitar” a otras de su entorno. En segundo lugar, conseguir un mecanismo que palie la vulnerabilidad del enlace tierra-aire entre el operador y su avión (que afecta a su control y a las comunicaciones con el ATC). Y en tercer lugar, qué protocolos se van a prever en caso de una incidencia en vuelo o una emergencia de índole técnica para que la aeronave prosiga de forma segura su vuelo y aterrice sin novedad. Tres cuestiones que, de forma individual o combinada, pueden llegar a tirar por tierra cualquier iniciativa tendente a retirar las limitaciones existentes. Al menos, eso es lo que en principio parece.

 

Pero, ¿qué hace tan especial a este nuevo modelo de aviación? Según la industria, los UAV pueden permanecer más tiempo en vuelo y a un menor coste que aeronaves equivalentes tripuladas y operar en situaciones que, de otro modo, pondrían en peligro al piloto. Dos simples pero fundados argumentos que, según ella, aconsejan una pronta apertura del espacio aéreo ante lo que, aseguran, será una "explosión de la demanda" a corto plazo por su utilidad en múltiples ámbitos, como por ejemplo: búsqueda y salvamento, fotografía aérea, observación meteorológica y de fenómenos en la atmósfera, vigilancia de seguridad, inspección de instalaciones eléctricas, petrolíferas o de gas, lucha contra el fuego o transporte de carga. A las que podríamos añadir la calibración de radioayudas o el análisis de procedimientos de navegación aérea, entre otras posibles aplicaciones. Todo un catálogo que viene empujando con fuerza. Ya veremos hasta donde.

Porque si bien algunas de esas misiones se pueden realizar con UAVs de pequeño tamaño, a escala local y a muy baja altitud sin necesidad de interferir con otras aeronaves, otras misiones necesitarán como ya se ha apuntado su integración en el espacio aéreo controlado y compartirlo con la aviación comercial, máximo exponente por lo que a seguridad de vuelo se refiere. Y es ahí donde está el quid de la cuestión, ya que el índice de accidentes de la aviación no tripulada es de momento muy elevado. Y si bien es cierto, que en el caso de los modelos de mayor tamaño y tecnológicamente más avanzados esos índices son muy bajos -como en el caso del Global Hawk (EuroHawk en Europa)-, también lo es que su número es aún tan poco significativo y sus operaciones en entorno convencional tan marginal, que hace prácticamente despreciable tal logro. Eso sin mencionar, que ese UAV –al igual que el resto- es prácticamente ciego por lo que a tráfico aéreo se refiere y, por tanto, incapaz de esquivar a otros aviones. Con eso ya está dicho todo.

Global Hawk

Objetivo: las mismas normas

Al igual que sucede en otras áreas, el hecho de que no exista un único organismo que lidere las iniciativas sobre integración UAV en el espacio aéreo controlado está produciendo cierta dispersión de esfuerzos y retraso en la toma de decisiones. Por otro lado, desde principios de la pasada década la industria ha venido presionando a EUROCONTROL y a la FAA para que regularan las operaciones UAV, militares o civiles, en el espacio aéreo “exterior”. Hecho que llevó a que en septiembre de 2002 por iniciativa de la JAA (Joint Aviation Authority) y de EUROCONTROL se estableciera un foro para analizar la regulación de las operaciones de las aeronaves civiles no tripuladas, que emitiría su informe en el mes de mayo de 2004. También, a que a principios de ese mismo año el Civil/Military Interface Standing Committee, un organismo asesor creado por EUROCONTROL en 1997 tras la revisión de su Convención fundacional, propusiera a la organización la tarea de desarrollar las especificaciones necesarias para el uso de UAVs del ejército en misión operacional fuera de las áreas segregadas.

Scan Eagle. Catapulta de lanzamiento

También se crearon a ambos lados del atlántico otros grupos de trabajo. En 2004, en USA, un comité especial de la Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA), al que se uniría, en enero de 2006, un grupo independiente de trabajo del European Civil Aviation Equipment (EuroCAE), en el que estaban representados gobiernos e industria. Todos ellos emitirían sus respectivos informes conteniendo una serie de requisitos de los que más adelante se trata.

Según EUROCONTROL, los requisitos marcados buscan que los UAV cumplan con las mismas “Reglas del Aire” establecidas por OACI para las aeronaves tripuladas. Para ello, se ha partido de tres principios básicos:

a)     Las operaciones UAV no deberían incrementar el riesgo de otros usuarios del espacio aéreo

b)     Los procedimientos de gestión de tráfico aéreo deberían ser idénticos a los que se aplican a los aviones tripulados, y

c)      La provisión de los servicios de tráfico aéreo a los UAV debe ser transparente para el control del tráfico aéreo con objeto de que no le genere más carga de trabajo que las aeronaves convencionales.

Una primera consideración a tener en cuenta, es que al no contar con piloto a bordo los UAV son aeronaves más complejas que las convencionales debido a que los requisitos técnicos y operativos que deben cumplir son más exigentes, especialmente por lo que a separación con otras aeronaves se refiere.

En segundo lugar, si se pretende mezclar los UAV con otros usuarios del espacio aéreo controlado deben ser capaces de cumplir las instrucciones del ATC, ya que es el medio primario para conseguir la separación con otros usuarios.

En tercer lugar, todas las aeronaves que operen en un espacio aéreo en el que el ATC proporcione separación deben presentar y seguir un plan de vuelo y mantener comunicación radio con el control del tráfico aéreo. Y si el espacio aéreo en cuestión lo exigiera, también deberían llevar como mínimo transpondedores que proporcionen la identificación (Modo A) y la altitud (Modo C) que mantiene el avión. Eso sin mencionar, que con independencia de las performances que los UAV tengan que poseer para realizar su misión, en el momento en que se incorporen al espacio aéreo “civil” deben comportarse como cualquier otra aeronave convencional.

MQ-8B Fire Scout

 

En cuarto lugar, en el caso de que vuelen de acuerdo con las reglas de vuelo visual (VFR, Visual Flight Rules) y dependiendo de la clase de espacio aéreo en que se opere, el piloto sería el responsable de mantener la separación segura con otros aviones. ¿Cuánta? Pues si bien OACI no tiene establecida una separación mínima a asegurar por el piloto, sí que tiene establecido que la aeronave no debe operar “tan próxima a otras aeronaves como para crear riesgo de colisión”.

En quinto lugar, para su integración segura en el espacio aéreo controlado los UAV necesitan capacidad para mantener la separación horizontal y vertical con otras aeronaves. Lo que significa, que uno de los requisitos establecidos debe llevar a que tengan que reaccionar ante un posible conflicto del mismo modo que una aeronave tripulada. Por ejemplo, siendo la primera en detectar el conflicto para a continuación maniobrar para evitarlo.      

                                                                                          

Hay numerosas voces autorizadas a uno y otro lado del Atlántico (FAA, JAA, EUROCONTROL, OTAN), que están valorando qué separación vertical debe considerarse como adecuada –y segura- entre un avión tripulado y otro no tripulado. Con independencia de los matices que se quieran aplicar, parece claro que en ese contexto no debe haber –hablando en términos de mínimos, por supuesto- diferencia alguna con respecto a lo establecido en las normas para el caso de aviones tripulados convencionales. Por otro lado, no se debería complicar la operación al ATC con la aplicación de estándares diferentes según el tipo de aeronave implicada. Eso sin olvidar, que en la actualidad la reducción de la separación mínima establecida en el espacio aéreo controlado se considera “Incidente de tránsito aéreo”. Esto no hay que olvidarlo.

En cuanto al punto de vista tecnológico, dos son las cuestiones a tener en cuenta por lo que a separación se refiere.

1.-¿Cómo se deben equipar los UAV para detectar y evitar otras aeronaves?

Resulta evidente, que sin un piloto a bordo el UAV necesita algún tipo de sensor que le permita identificar a otras aeronaves (incluidos planeadores y globos a los que, por cierto, tiene que cederles el paso según las “Reglas del Aire”), así como medios para poder evitarlos del tipo Sistema de Aviso y Evitación de Colisiones (TCAS, Traffic Collision & Avoidance System), o mediante la fusión de datos procedentes del radar de a bordo y de sistemas electro-ópticos, por ejemplo. En definitiva, un sistema que alerte al piloto de las amenazas de colisión potencial y que, incluso, le sugiera maniobras para su resolución o hasta las realice de forma autónoma. Aquí estarían presentes dos acciones. Por un lado, mantener la propia separación, que no es otra cosa que actuar para reducir la probabilidad de que la aeronave colisione con otra haciendo uso de su propia capacidad para mantenerse separada de forma adecuada. Y, por otro, evitar la colisión, que consiste en la capacidad para poder maniobrar “en el último momento” a fin de evitar la colisión una vez que la separación mínima establecida en las normas como segura se haya perdido, bien por error del ATC, bien por error de pilotaje.

2.-¿Cómo van a hacerse “ver”?

En un entorno operacional complejo los UAV van a necesitar estar equipados con tecnología que les permita emitir de forma continua datos tales como su identificación y su posición en tres dimensiones. De ese modo, puede ser presentada su localización en la pantalla radar del control de tráfico aéreo y en la cabina de aviones convenientemente equipados. Por ejemplo, de aquellos con TCAS o con otros sistemas más avanzados de “próxima” aparición como el CDTI (Cockpit Display of Traffic Information), cuyo uso está proyectado, apoyado en la Vigilancia Dependiente Automática (ADS), para cuando se generalice lo que se conoce como Free Flight o Free Route durante la implantación del Cielo Único europeo.

Otros requisitos

-Los UAV deberían estar equipados con sistemas con funcionalidades para la navegación y las comunicaciones similares a los requeridos para los aviones tripulados.
-Como cualquier otra aeronave que en un momento dado pueda requerir servicio de control, de información o de alerta, los UAV deben presentar y seguir un plan de vuelo.

-Mientras reciba servicio de control, el piloto/operador mantendrá comunicaciones con el ATC haciendo los informes de posición que se le indiquen.
-El plan de vuelo deberá recoger claramente que se trata de una aeronave no tripulada.
-La fraseología a emplear en las comunicaciones no se diferenciará de la estándar y el término “no tripulado” (unmanned) debería ser incluido en la primera comunicación con cada cada sector ATC.

-Debido a la posibilidad de perder el enlace entre el UAV y su piloto, se requiere que aquél pueda ser pre-programado con un plan de vuelo de contingencia apropiado, ya que como cualquier otra aeronave los UAV están expuestos a incidencias operacionales en vuelo que pueden requerir la desviación a un aeropuerto alternativo. Una cuestión crítica si tenemos en cuenta que no hay tripulación a bordo.

-El piloto al mando del UAV debería estar provisto de medios independientes de comunicaciones con el ATC -por ejemplo, vía telefónica- para el caso de pérdida del enlace habitual vía radio.

El punto de vista del ATC

Aunque todavía falta para que las autoridades aeronáuticas internacionales consideren que gracias a la tecnología este tipo de aeronaves ha alcanzado un "Nivel de seguridad equivalente" al de la aviación convencional y que no representa un riesgo para el tráfico aéreo, momento a partir del cual podrá operarse compartiendo el espacio aéreo con la aviación convencional, no cabe duda que nos encontramos ante uno de los avances más importantes de la aviación desde que los hermanos Wright volaran su Flyer I en 1903. Precisamente por eso, la integración de aviones no tripulados en el espacio aéreo -denominado como “civil” o “comercial” por las instituciones implicadas- presenta considerables retos tecnológicos, normativos, operacionales y de seguridad de vuelo.

En la actualidad, hay un debate más o menos intenso entre los promotores de la aviación no tripulada y el control de tráfico aéreo. Mientras los primeros están más preocupados por la interoperabilidad de los sistemas y por las posibles misiones a desempeñar, esto es: el negocio. El segundo exige que se demuestre que tecnología y procedimientos van a estar a la altura de las circunstancias con objeto de garantizar la seguridad. Las exigencias a la industria son elevadas, quizás más de lo que ésta esperaba. Pero debe tener en cuenta, que no sólo se trata de conseguir aeronaves fiables, sino también que resulta de obligado cumplimiento que el equipamiento extra –la mayoría de él redundante- necesario para poder operar en espacio aéreo controlado cumpla todos los requisitos que la seguridad del tráfico aéreo exige. El problema, es que tan elevadas exigencias llevarán con toda probabilidad a que los costes de producción y de explotación sean más altos de lo que en un principio se creía.

Raven

Por otro lado, aún nos encontramos lejos de haber alcanzado niveles de seguridad en las operaciones de vuelo tradicionales lo suficientemente satisfactorios como para añadir al entorno un nuevo elemento distorsionador, como lo es la aviación no tripulada. Porque allí donde un fallo de cualquier índole puede compensarse con la conciencia de la situación de la tripulación y con su experiencia y pericia, en el caso de un no tripulado por el hecho de situar a su piloto fuera de la cabina ya se le confiere por diseño conceptual un nivel de seguridad inferior, que lleva a que de momento el balance sea negativo debido a que caen demasiados UAV precisamente porque el piloto no se encuentra a bordo.

De modo, que de nada sirve contar con tecnología de vanguardia si luego el sistema falla por el lado del factor humano (principal responsable, no se olvide, de los accidentes que sufre la aviación). Un detalle, según se desprende del estudio sistemático de accidentes e incidentes de aeronaves no tripuladas, mientras que los fallos de tipo mecánico y de control son con frecuencia la causa principal de los mismos, el piloto suele ser también el responsable de un elevado número de ellos. Lo que nos lleva a que tanto en un modelo de aviación como en el otro resulta absolutamente necesario erradicar el fallo humano como principal causa de los accidentes por muy segura que sea según las estadísticas la aviación comercial.

La buena noticia es que no cabe duda que el desarrollo de la tecnología que va a orbitar alrededor de los UAV hará avanzar de forma significativa la seguridad de los aviones tripulados, que estará más cerca de alcanzar el 100% si, por ejemplo, el propio avión o un operador en tierra puede hacerse con los mandos en caso de una eventualidad grave a bordo que afectase a la capacidad de los pilotos para mantenerlo en vuelo, o bien a un fallo catastrófico que, de otro modo, supondría de hecho la pérdida de la aeronave.

Conclusiones

Dentro de poco corresponderá a los profesionales –pilotos y controladores aéreos- valorar la conveniencia de que se autorice que aeronaves tan peculiares lleguen a mezclarse con aviones llenos de personas. Y si los tripulantes deben ser en realidad pilotos o “simples” operadores. Y hasta es muy posible, que lleguemos a preguntarnos por qué hay un piloto en tierra que bien podría estar a bordo. En definitiva, que de poco valdrá que los organismos reguladores den sus bendiciones a este tipo de aviación si quienes garantizan de facto la seguridad de vuelo no están convencidos de la conveniencia de que se comparta el cielo con ella.

Si es para actuar allí donde la presencia del operador humano resulta inadecuada por tratarse de entornos peligrosos o por la especificidad de la misión, sea bienvenida esta nueva aviación. Pero si es para, al final, ahorrar en costes laborales la industria, los explotadores de esas aeronaves, las instituciones reguladoras y la sociedad deberían pensárselo mejor antes de seguir adelante por ese camino. Porque podríamos llegar a enfrentarnos a medio plazo a una reducción segura del número de tripulantes a bordo de los aviones comerciales, con consecuencias imprevisibles. O no.

Por otro lado, una parte de la industria está un tanto preocupada porque si no se acierta al cumplir las exigentes especificaciones a las que se ha hecho referencia más arriba podría verse afectado el desarrollo de los UAV militares, con el consiguiente impacto negativo en los programas que pretenden reemplazar en los próximos años aviones de combate tripulados por no tripulados.

En definitiva, tal y como están las cosas a los aviones no tripulados les falta madurez para poder abandonar de forma generalizada las áreas restringidas. Tanto, que se ha quedado desfasado el objetivo que se marcó la Agencia Europea de Defensa (EDA, European Defence Agency) de conseguir que los UAV militares y de Estado pudieran volar en 2011 fuera del espacio aéreo segregado. Y con él, el que se marcó la industria para que los UAV civiles puedan volar en el espacio aéreo “civil” hacia 2013-2014. De hecho, circula una nueva actualización de fechas que apunta a la horquilla 2015-2020 como nuevo objetivo. Ya veremos.

Alenia Sky-Y

Eagle Eye

Aún quedan preguntas sin respuesta. Como qué nivel de seguridad tendrán las instalaciones en las que se ubiquen los centros de mando y control de los UAV civiles y qué se va a hacer para que los pilotos no sean interferidos mientras realizan su trabajo. Como tampoco está clara la calificación que tendrá que tener el operador-piloto de esos aviones.

En Estados Unidos el programa “NextGen” y en Europa el programa “SESAR” (Single European Sky ATM Research), planean incrementar en las dos próximas décadas la capacidad del espacio aéreo, mejorar la eficiencia, reducir el impacto ambiental y aumentar la seguridad de vuelo. Ambos conceptos tienen también entre sus metas facilitar la integración en el espacio aéreo civil de nuevos tipos de aeronaves, incluidas las no tripuladas. El problema tal y como yo lo veo, es que pretender conseguir de la aviación no tripulada el mismo nivel de fiabilidad y seguridad de la aviación tripulada convencional puede llevar, entre unas cosas y otras, a que su operación resulte inviable. El tiempo lo dirá. Pronto.

Autor: Jorge Ontiveros, Controlador aéreo 

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