PBN: Conceptos RNAV/RNP

PBN (Navegación Basada en Performance)

La mayor parte de los requisitos de la Aviación Civil presentan un carácter operacional inciden directamente en las prestaciones que se desean obtener y, por tanto, condicionan el diseño de los nuevos sistemas de navegación.

Así, el concepto de PBN específica que los requisitos de performance de sistemas RNAV o RNP de las aeronaves se definan en función de la precisión, integridad, continuidad y funcionalidad que son necesarias para las operaciones propuestas en el contexto de un concepto de espacio aéreo particular, con el apoyo de la infraestructura apropiada. El concepto PBN representa un cambio de navegación basada en sensores a navegación basada en la performance. Los requisitos de performance se identifican en especificaciones para la navegación, que también identifican la elección de los sensores y del equipo de navegación que podrían usarse para satisfacer los requisitos de performance.

En este sentido, una especificación para la navegación es un conjunto de requisitos relativos a la aeronave y a la tripulación de vuelo necesarios para dar apoyo a una aplicación de navegación dentro de un concepto de espacio aéreo definido. La especificación para la navegación define la performance requerida del sistema RNAV o RNP así como todos los requisitos funcionales, tales como la capacidad de realizar procedimientos de trayectoria curva o volar por rutas paralelas desplazadas. Existen dos clases de especificaciones para la navegación:

Especificación RNAV. Especificación para la navegación basada en la navegación de área que no incluye el requisito de vigilancia y alerta de la performance a bordo, designada por medio del prefijo RNAV, por ejemplo, RNAV 5, RNAV 1.

Especificación RNP. Especificación para la navegación basada en la navegación de área que incluye el requisito de vigilancia y alerta de la performance a bordo, designada por medio del prefijo RNP, por ejemplo, RNP 4, RNP APCH.

No obstante, aunque se hable de especificaciones RNAV y RNP (y pueda dar lugar a confusiones), ambas especificaciones se focalizan en la navegación de área, expresada genéricamente (también) con el acrónimo RNAV: Método de navegación que permite la operación de aeronaves en cualquier trayectoria de vuelo deseada, dentro de la cobertura de las ayudas para la navegación basadas en tierra o en el espacio, o dentro de los límites de la capacidad de las ayudas autónomas, o de una combinación de ambas.

En operaciones oceánicas y remotas, en ruta o área terminal, para ambas designaciones, RNP y RNAV, la expresión "X" (cuando está indicada) se refiere a la precisión de navegación lateral (TSE) en millas marinas que se espera que logre, en por lo menos el 95% del tiempo de vuelo, la población de aeronaves que operan en el espacio aéreo, la ruta o el procedimiento. Existe también, para aproximaciones, designaciones RNP, como RNP APCH por ejemplo, sin que venga asociada a la precisión requerida.

Cabe señalar que, en los casos en que la precisión de navegación se usa como parte de la designación de una especificación para la navegación, la precisión de navegación es únicamente uno de los requisitos funcionales y de performance incluidos en la especificación para la navegación. Pudiéndose dar el caso, de hecho, que las aeronaves aprobadas para los requisitos de precisión más estrictos quizá no satisfagan necesariamente algunos de los requisitos funcionales de la especificación para la navegación que tiene un requisito de precisión menos estricto.

Los diferentes conceptos y especificaciones RNAV/RNP se definen en el Doc 9613-AN/937 "Manual de navegación basada en la performance (PBN)" de OACI.

Se quiere recordar, en cualquier caso, que en relación a estos conceptos, se utilizan algunos parámetros típicos en cuanto a RNAV/RNP:

Precisión. Es una característica física intrínseca al sistema de navegación, y es la primera que se evalúa para certificarlo. Suele definirse como la diferencia entre la posición estimada y la posición real, y se expresa de forma estadística como un determinado percentil en la distribución (típica) de errores.

Disponibilidad. Probabilidad de que el sistema sea capaz de proporcionar la precisión requerida (con los correspondientes valores de integridad y continuidad) en la operación deseada. Suele expresarse como un porcentaje de tiempo, evaluado sobre largos periodos (p.ej.: 1 año), en el que el servicio se encuentra disponible al tener en cuenta tanto las interrupciones planeadas como las no planeadas.

Integridad. Medida de la confianza puesta en la validez de la información (p.ej.: precisión de navegación), proporcionada por el sistema total (incluyendo la función de navegación y guiado - p.ej.: autopiloto). La integridad comprende la habilidad de un sistema supervisor para proporcionar a tiempo alertas que adviertan cuándo el sistema no debe ser utilizado para la operación deseada (p.ej.: la precisión que proporciona excede un determinado nivel denominado Límite de Alarma). En este contexto, el tiempo de alerta viene definido como el máximo periodo de tiempo transcurrido entre la ocurrencia de un fallo (p.ej.: un parámetro fuera de tolerancias) y la notificación al usuario de que dicho fallo ha ocurrido.

Continuidad. Capacidad del sistema para realizar su función (p.ej.: proporcionar la precisión demandada con la requerida integridad), en ausencia de interrupciones no programadas. En términos RNP, la continuidad no es más que un tiempo medio entre interrupciones no programadas de disponibilidad.

Por otro lado, los sistemas RNAV vienen a clasificarse también en cuanto a su potencialidad en:

RNAV 2D: sistema capaz de realizar navegación de área en el plano horizontal.

RNAV 3D: sistema que respecto al anterior se le ha agregado la capacidad de guía en el plano vertical.

RNAV 4D: sistema que respecto al anterior se le ha agregado la función tiempo.

Beneficios de la PBN

La PBN ofrece varias ventajas en comparación con el método de sensores específicos para desarrollar el espacio aéreo y los criterios relativos al franqueamiento de obstáculos, a saber:

Reduce la necesidad de mantener rutas y procedimientos en función de sensores específicos, y los costos conexos;

Evita tener que desarrollar las operaciones en función de los sensores cada vez que evolucionan los sistemas de navegación, lo que podría ser de un costo prohibitivo;

Permite un uso más eficiente del espacio aéreo (emplazamiento de rutas, rendimiento del combustible y atenuación del ruido);

Aclara la forma en que se usan los sistemas RNAV y RNP; y

Facilita el proceso de aprobación operacional de los explotadores, proporcionando un conjunto limitado de especificaciones para la navegación previstas para uso mundial.