¿Qué es y cómo funciona el sistema GPWS?

Charles Donald Bateman, un ingeniero canadiense, es reconocido para haber salvado tal vez más vidas que nadie más en la aviación. Un récord infinitamente valioso, pero, ¿cómo lo logró? Bateman es el inventor del primer sistema de alerta de proximidad al terreno o Ground Proximity Warning System (GPWS, por sus siglas en inglés). Este dispositivo comenzó su vida a finales de los años 60 cuando Bateman trabajaba para la Sundstrand Corporation.

En aquella época se había presentado numerosos accidentes donde la característica común era la de un vuelo controlado contra el terreno o Controlled Flight Into Terrain (CFIT). Un accidente de esta naturaleza ocurre cuando el piloto de un avión tiene su máquina controlada conscientemente, pero vuela contra el terreno de forma inadvertida, sin saberlo.

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Varios casos de accidentes CFIT se registraron, por lo que Bateman consideró que era importante desarrollar un sistema de alerta a las tripulaciones cuando se acercaran, sin saberlo, a un obstáculo o hacia el terreno.

Es bastante conocida la alarma tradicional de un GPWS, que alerta a los pilotos para que asciendan su aeronave. Esta alarma se combina con otras que dan a la tripulación una imagen de lo que ocurre o requieren hacer para evitar un accidente.

“Pull up”, “terrain”, “glideslope” o “sinkrate”, son mensajes que recibe la tripulación de parte del sistema en diferentes situaciones y momentos del vuelo.

En el párrafo introductorio de la patente de Bateman para el GPWS se lee:

Con el fin de proveer de efectividad adiciona a un sistema de alerta de proximidad al terreno durante una aproximación al aterrizaje, la señal del punto de referencia de un sistema de navegación de área es utilizada en combinación con una señal de altitud sobre el terreno para calcular una altitud mínima por cada punto a lo largo de la aproximación del avión a la pista. La altitud mínima es comparada con la altitud de vuelo del avión y, si está por debajo de los mínimos, una alarma se activará”.

El GPWS se convirtió en su momento en un equipo obligatorio para muchos aviones en el mundo. En 1974 la Administración Federal de Aviación (FAA), requirió que los operadores de aviones de turbina de gran tamaño instalarán por norma este equipo. Con los años la norma se fu extendiendo para abarcar aeronaves de menor tamaño.

El GPWS por sí mismo ha sido facilitador en muchas situaciones de emergencia en las que la tripulación no tiene consciencia total de los obstáculos o del terreno fuera de la aeronave, ya sea por condiciones de baja visibilidad meteorológica, vuelo nocturno u otros.

Sin embargo, el sistema presenta algunos inconvenientes que han sido mejorados con el paso de los años. Hoy en día el GPWS hace parte de un sistema denominado “Terrain Avoidance and Warning System” (TAWS, por sus siglas en inglés).

El TAWS se refiere a todo sistema que permita a la tripulación tener una consciencia del terreno por el que vuelan o van a volar, dándoles indicaciones en alarmas sonoras, de visión o indicaciones, sobre si su trayectoria se cruza con un obstáculo o si se acercan de manera peligrosa al terreno.

El sistema de alerta contra el terreno mejorado o Enhanced Ground Proximity Warning Systems (EGPWS, por sus siglas en inglés), es una mejora del GPWS original que entra dentro de las TAWS. El EGPWS se apoya en la mejora tecnológica, con mapas y su instalación en las computadoras de vuelo de la aeronave para proveer de información y alertas a la tripulación.

Hoy en día la norma de la FAA exige que aviones de turbina con capacidad de seis o más pasajeros deban estar equipados con un TAWS. Así mismo se han extendido la regla a aeronaves de ala rotativa, aunque la tecnología de TAWS para estas máquinas no se ha desarrollado completamente.

Uno de los puntos importantes que se tienen en cuenta para emitir la normatividad es el rendimiento del avión. Por definición se entiende que los aviones de mayor tamaño, o aquellos equipados con motor de turbina, tienen un rendimiento que reduce los tiempos de reacción de la tripulación en una situación de emergencia. Aeronaves de motor a pisto o turbohélices tienen velocidades menores y capacidad de maniobra mayor, por lo que espera que no tengan situaciones CFIT.

La FAA clasifica los TAWS en tres categorías: la clase C se circunscribe a las aeronaves de aviación general que no están obligadas a equiparse con un TAWS, esto es: aquellas con capacidad menor a seis pasajeros. Estos aviones pueden, sin embargo, ser equipados por sistemas TAWS de forma voluntaria y los mismos deben cumplir con los requisitos de la clase B.

La clase B implica que el TAWS debe dar alertas cuando: se reduce el espacio requerido entre el terreno y el avión, hay un impacto inminente contra el terreno, hay descenso prematuro, hay rata de descenso excesiva, ha ascenso negativo o pérdida de rata de ascenso después del despegue, descenso del avión a 500 pies sobre el terreno o a la elevación más cercana a una pista durante la aproximación no precisa, y un display opcional que muestre los terrenos u obstáculos.

Finalmente la clase A debe mostrar las mismas alertas de la clase B, más las siguientes: tasa de acercamiento excesiva al terreno, desviación excesiva de la senda de planeo ILS, CFIT, cuando no se está en configuración de aterrizaje, la instalación de un display que muestre los terrenos u obstáculos.