La detección de turbulencia sigue siendo el talón de Aquiles de la aviación moderna. Los informes presentados por los pilotos, subjetivos y a menudo muy inexactos, son el método menos costoso y el más utilizado para tratar de predecir dónde ocurrirá. Científicos de la Facultadde Física, Universidad de Varsovia, han demostrado que las turbulencias se pueden detectar de una manera mucho más rápida y precisa, utilizando datos ya transmitidos de manera rutinaria por el avión operado por las aerolíneas comerciales.
Cualquiera que haya experimentado turbulencias en un avión ciertamente sabe que no es un viaje divertido. A pesar de los avances tecnológicos, los métodos utilizados para detectar estos peligrosos fenómenos atmosféricos aún están lejos de ser perfectos. Sin embargo, hay indicios de que los datos permiten a los pilotos evitar las turbulenciase incluso para pronosticar que tales sucesos ya se están registrando de manera rutinaria. De hecho, ¡esto se ha hecho durante muchos años! Jacek Kopec, estudiante de doctorado en la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, y miembro del personal del Centro Interdisciplinario de la Universidadpara el modelado matemático y computacional ICM, ha logrado extraer esta valiosa información de los parámetros de vuelo transmitidos habitualmente por los transpondedores instalados en la mayoría de los aviones comerciales modernos. Este nuevo método para detectar turbulencias es tan original y potencialmente fácil de implementar en una gran escala que el artículo que lo describe ha aparecido en la sección "artículos destacados" de la revista Técnicas de medición atmosférica .
"Los aviones comerciales de hoy en día vuelan a altitudes de 10 a 15 km, donde las temperaturas caen a -60 ° C. Las condiciones para medir los parámetros atmosféricos son muy difíciles, lo que explica por qué tales mediciones no se toman de manera sistemática o extensa. La falta de suficientela información precisa y actualizada no solo expone a las aeronaves y sus pasajeros al peligro, sino que también restringe el desarrollo de teorías y herramientas para pronosticar turbulencias ", dice Jacek Kopec.
En la actualidad, los informes de los pilotos PIREP, transmitidos por radio y proporcionados a los pilotos de otras aeronaves por los controladores de tránsito aéreo, son una fuente básica de datos de turbulencia. Dado que estos informes se basan en las opiniones subjetivas de los pilotos, los datos recopilados enDe esta manera, a menudo se ven empañadas por imprecisiones sustanciales en cuanto al área de turbulencia y su intensidad. Las aeronaves involucradas en el programa de retransmisión de datos meteorológicos de aeronaves AMDAR proporcionan lecturas más precisas. Sin embargo, este método es costoso, por lo que los datos recopilados en altitudes de crucerose transmiten relativamente raramente. En la práctica, esto evita que dichos informes se utilicen para detectar y pronosticar turbulencias.
Las aeronaves de pasajeros están equipadas con sensores que registran una variedad de parámetros de vuelo. Desafortunadamente, la mayoría de los datos no se ponen a disposición del público. Los informes disponibles públicamente incluyen solo los parámetros más básicos, como la posición de la aeronave transmisiones ADS-B,que también son utilizados por el popular sitio web FlightRadar24 o su velocidad en relación con el suelo y el aire datos de Modo S. Mientras tanto, la detección de turbulencias requiere conocimiento de la aceleración vertical de los aviones.
"Las aceleraciones verticales se sienten con especial fuerza tanto por los pasajeros como por el avión", explica Jacek Kopec. "Desafortunadamente, no hay acceso a materiales con respecto a las aceleraciones verticales. Por eso decidimos verificar si podíamos extraer esos datos deotros parámetros de vuelo, accesibles en las transmisiones de Modo S y ADS-B. El avión de investigación en un proyecto en el que participé estaba equipado con un transpondedor adecuado, por lo que aprovechamos ese hecho. Por coincidencia, nuestro coautor, Siebren de Haan deel Real Instituto Meteorológico de los Países Bajos registró las transmisiones recibidas del transpondedor ", agrega.
Los científicos de la Facultad de Física probaron tres algoritmos de detección de turbulencias. El primero se basó en información sobre la posición de la aeronave transmisiones ADS-B. Sin embargo, las pruebas preliminares y su comparación con los parámetros registrados en la misma área por la investigaciónla aeronave no logró producir resultados satisfactorios. En cuanto a los dos algoritmos restantes, cada uno de ellos utilizó, aunque de manera algo diferente, los parámetros recibidos aproximadamente cada cuatro segundos a través de transmisiones en Modo S. En el segundo enfoque, los parámetros se analizaron utilizando el estándarteoría de la turbulencia. En el tercer enfoque, los científicos adaptaron un método para determinar la intensidad de la turbulencia utilizada previamente para medir la turbulencia en una escala muy pequeña en el sotobosque de los bosques. Resultó que una vez que se determinó la velocidad del viento en las proximidades de la aeronave ysus cambios fueron analizados en lecturas sucesivas, fue posible utilizar los dos últimos enfoques teóricos para ubicarComió zonas de turbulencia con un error de solo 20 km.Los aviones de pasajeros necesitan alrededor de 100 segundos para recorrer esta distancia, por lo que este nivel de precisión permitiría a los pilotos maniobrar sus aviones para evitar efectivamente las turbulencias.
Aprovechando los datos existentes, este sistema de detección de turbulencias desarrollado en el Instituto de Geofísica Facultad de Física, Universidad de Varsovia, por lo tanto, no requiere inversiones significativas en infraestructura de aviación. Para funcionar, el sistema necesita un software adecuado y una computadoraconectados de manera simple a los dispositivos que reciben transmisiones en Modo-S de los transpondedores a bordo de los aviones. Estos dispositivos son equipos estándar en las instituciones de control de tráfico aéreo en Europa. En este sistema, los aviones de pasajeros actúan como sensores creando una densa red de mediciónpuntos por encima de Europa.
"En los próximos meses, estaremos trabajando para mejorar el software. Sin embargo, ya hemos logrado nuestro objetivo más importante: hemos demostrado que el método para detectar turbulencias que hemos propuesto realmente funciona y podemos proporcionar a los pilotos información que les permitapara evitar áreas peligrosas en la atmósfera. La detección de turbulencias también ayudará a mejorar los métodos de pronóstico de aviación ", subraya el profesor Szymon Malinowski de la Facultad de Física, el asesor de tesis doctoral de Jacek Kopec y uno de los autores de la publicación.
El sistema de detección de turbulencias se ha desarrollado con una subvención del Centro Nacional de Ciencias de Polonia NCN. Los datos para la investigación se recopilaron en una campaña de pruebas de vuelo financiada por el Séptimo Programa Marco de la Unión Europea.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Facultad de Física Universidad de Varsovia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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