Iluminación de obstáculos para la aviación

La iluminación de obstáculos de la aviación se utiliza para mejorar la visibilidad de estructuras u obstáculos fijos que pueden interferir con la navegación segura de las aeronaves . La iluminación de obstáculos se instala comúnmente en torres , edificios e incluso vallas ubicadas en áreas donde las aeronaves pueden estar operando a baja altitud . En ciertas áreas, algunos reguladores de la aviación exigen la instalación, el funcionamiento, el color y/o la notificación del estado de la iluminación de obstáculos. Para lograr la máxima visibilidad y evitar colisiones, estos sistemas de iluminación suelen emplear uno o más dispositivos estroboscópicos o LED de alta intensidad que pueden ser vistos por los pilotos a muchas millas de distancia de la obstrucción.

Las luces generalmente vienen en dos formas:

• Lámparas rojas que están encendidas constantemente o se encienden y apagan lentamente en un ciclo de unos pocos segundos.
• Lámparas de destello de xenón blanco .

En el Reino Unido se utilizaban ambos tipos hasta hace poco. La nueva normativa estipula que las luces rojas sólo se pueden utilizar de noche. Las luces de xenón se están eliminando gradualmente.

En Estados Unidos y Canadá , existen varios tipos de luces:

• Luces de obstrucción (que están encendidas constantemente)
• Balizas rojas/luces estroboscópicas rojas
• Luces blancas de alta intensidad (estroboscópicas)
• Luces blancas de intensidad media (estroboscópicas)

Tradicionalmente, las lámparas rojas (o balizas) utilizan bombillas de filamento incandescente . Para mejorar su vida útil, que de otro modo sería bastante corta, se fabrican con un diseño reforzado y funcionan por debajo de la potencia de funcionamiento normal (funcionamiento insuficiente). Un desarrollo reciente ha sido el uso de conjuntos de LED rojos de alta potencia en lugar de bombillas incandescentes, lo que solo ha sido posible desde el desarrollo de LED de suficiente brillo. Las lámparas basadas en LED tienen una vida útil significativamente más larga que las bombillas incandescentes, lo que reduce los costos de mantenimiento y aumenta la confiabilidad. Varios fabricantes también han desarrollado luces estroboscópicas blancas de intensidad media basadas en tecnología LED para reemplazar el xenón. Las luces de xenón, aunque son más impresionantes visualmente, tienden a requerir un reemplazo frecuente y, por lo tanto, se han convertido en una opción menos favorecida. Con la llegada de los LED, las luces estroboscópicas blancas siguen siendo algo deseadas. ^{[ cita requerida ]}

Es común encontrar estructuras que utilizan luces de xenón blancas/estrobos durante el día y luces rojas por la noche. Las luces rojas se utilizan comúnmente en áreas urbanas, ya que es más fácil para los pilotos detectarlas desde arriba. Las luces estroboscópicas blancas (que parpadean todo el día) (60 por minuto para marcar con destellos "una señal única que los pilotos deben interpretar como una advertencia de que hay cables catenarios en las proximidades de las luces") también se pueden utilizar en áreas urbanas. Se ha recomendado que las luces estroboscópicas blancas intermitentes no se utilicen en áreas densamente pobladas, ya que las luces generalmente se fusionan con la iluminación de fondo durante la noche, lo que dificulta que los pilotos las detecten, lo que agrava el peligro. Además, los residentes cerca de la estructura iluminada se quejarán de la intrusión de luz. En áreas rurales, también se pueden utilizar balizas/estrobos rojos durante la noche. Los estrobos blancos son (a veces) preferidos ya que reducen el costo de mantenimiento (es decir, no hay mantenimiento de pintura, no hay luces laterales rojas) y no hay luces de fondo que se mezclen con los estrobos. ^{[ cita requerida ]}

Hay una luz estroboscópica blanca de intensidad media y una luz estroboscópica blanca de intensidad alta. Las luces estroboscópicas blancas de intensidad media se utilizan generalmente en estructuras que tienen entre 200 y 500 pies (61 y 152 metros). Si se utiliza una luz estroboscópica blanca media en una estructura de más de 500 pies (150 metros), la estructura debe pintarse. La luz estroboscópica blanca media común destella 40 veces por minuto, a una intensidad de 20.000 candelas durante el día/crepúsculo, y 2.000 candelas durante la noche.

En las estructuras que superan los 210 metros (700 pies) de altura se utiliza una luz estroboscópica blanca de alta intensidad. Estas luces proporcionan la máxima visibilidad tanto de día como de noche. A diferencia de una luz estroboscópica media, una luz estroboscópica de alta intensidad no proporciona una cobertura de 360°; esto requiere el uso de al menos 3 luces estroboscópicas altas en cada nivel. Por otro lado, reduce los costos de mantenimiento (es decir, no requiere pintura). Si la estructura tiene una antena en la parte superior que mide más de 40 pies (12 metros), se debe colocar una luz estroboscópica blanca de intensidad media por encima de ella en lugar de por debajo. La luz estroboscópica blanca alta común parpadea 40 veces por minuto, a una intensidad de 270.000 candelas durante el día, 20.000 candelas al anochecer y 2.000 candelas por la noche. ^[1]

La iluminación dual es un sistema en el que una estructura está equipada con luces estroboscópicas blancas para uso diurno y luces rojas para uso nocturno. En áreas urbanas, estos son los preferidos, ya que generalmente eximen a una estructura de los requisitos de pintura. Una ventaja del sistema dual es que cuando fallan las luces rojas superiores, la iluminación cambia a su sistema de iluminación de respaldo, que utiliza las luces estroboscópicas blancas (en su intensidad nocturna) para la noche. En los EE. UU. y Canadá, las balizas incandescentes rojas se están retirando lentamente del servicio y se están reemplazando por luces estroboscópicas rojas o LED rojos.

En el caso de las líneas eléctricas de alta tensión, las luces estroboscópicas blancas están equipadas para parpadear 60 veces por minuto, con las mismas intensidades que se mencionaron anteriormente. A diferencia de las luces estroboscópicas blancas comunes, estas luces estroboscópicas no están diseñadas para parpadear simultáneamente. El patrón de destellos exigido por la FAA es medio, superior e inferior para proporcionar "una señal única que los pilotos deben interpretar como una advertencia de que hay cables catenarios en las proximidades de las luces". ^[2]

En las torres de transmisión eléctrica , las luces pueden recibir energía del campo eléctrico que rodea al conductor energizado o del campo magnético producido por la corriente que pasa por el conductor. ^{[ cita requerida ]} El primer enfoque aprovecha el alto gradiente de potencial eléctrico alrededor de los conductores. El segundo enfoque se basa en la ley de inducción de Faraday, que implica un flujo magnético que fluye a través de un circuito que energiza la luz de advertencia.

Estas luces generalmente se pueden encontrar adheridas a cualquier estructura alta, como mástiles y torres de transmisión , tanques de agua ubicados en gran elevación, torres de electricidad , chimeneas , edificios altos , grúas y turbinas eólicas . Las estructuras más bajas que se encuentran cerca de los aeropuertos también pueden requerir iluminación; un ejemplo de esto es el marcador sur en Lambeau Field en Green Bay, Wisconsin, construido en 2013, que es la estructura más alta en el área general del cercano Aeropuerto Internacional Austin Straubel . La Organización de Aviación Civil Internacional ( OACI ) establece estándares, generalmente adoptados en todo el mundo, para el rendimiento y las características de las lámparas de advertencia de aviación.

Las luces suelen estar dispuestas en grupos de dos o más alrededor de la estructura a alturas específicas de la torre. Con frecuencia, habrá un conjunto en la parte superior y luego uno o más conjuntos distribuidos de manera uniforme a lo largo de la estructura. El mástil Belmont del Reino Unido tiene nueve grupos de lámparas rojas espaciadas de manera uniforme a lo largo de toda la altura del mástil.

A veces se utilizan luces de señalización de conductores (junto con marcadores de cables aéreos ) para hacer más visibles las líneas eléctricas aéreas . Debido a que las líneas eléctricas suelen estar suspendidas entre mástiles muy espaciados, presentan un peligro especialmente grave para las aeronaves que vuelan a baja altura. Una solución sencilla y rentable a este problema es instalar luces de señalización directamente en los cables, pero existen importantes dificultades técnicas para la extracción de energía a bajo coste de un sistema de distribución que transporta altos voltajes y corriente alterna de amplio rango .

La luz de advertencia ideal debe poder alimentarse a sí misma mientras está conectada a un solo cable de la línea. Las luces pueden alimentarse ya sea del campo eléctrico que rodea al cable energizado o del campo magnético producido por la corriente a través del cable. El primer enfoque aprovecha el alto gradiente de potencial eléctrico entre los conductores, pero se requiere un acoplamiento capacitivo lo suficientemente fuerte como para permitir la extracción capacitiva de la energía requerida de la luz de advertencia. Esto significa que se deben suspender conductores largos paralelos a la línea utilizando aisladores de vidrio/cerámica: de hecho, generalmente se requieren varios metros de conductor suspendido, siendo la longitud total inversamente proporcional al voltaje de la línea. El segundo enfoque se basa en la ley de inducción de Faraday que implica un flujo magnético que fluye a través de un circuito que alimenta la luz de advertencia.

En algunas estructuras altas hay o había instaladas luces de advertencia de aeronaves no estándar.

• El mástil del Deutschlandsender Herzberg/Elster no tenía instaladas lámparas de advertencia para aeronaves, sino que estaba iluminado por proyectores de luz situados en pequeños mástiles cerca de la torre. Se eligió este método porque el mástil era un radiador de mástil aislado del suelo y para alimentar las lámparas del mástil se necesitaban dispositivos especiales como transformadores Austin .
• La torre de televisión de Stuttgart lleva un conjunto de luces giratorias montado en la parte superior, como las que se utilizan en los faros. Estas luces giratorias se denominaban faros aéreos en el mundo de la aviación europea y balizas aéreas en la aviación de los Estados Unidos. Estas lámparas también se utilizaron en otras torres y en la cima de las montañas en los primeros tiempos de la aviación hasta finales de la década de 1950.
• El último faro aéreo operativo en el Reino Unido se encuentra en la cima de la cúpula sobre el salón principal del RAF College en RAF Cranwell .
• En España sólo hay operativas 12 balizas giratorias o faros aéreos , todas ellas situadas en torres muy altas en bases aéreas militares.
• La Blosenbergturm de Beromünster también tiene un faro aéreo o lámpara giratoria sobre la cabina. A diferencia de la Torre de Televisión de Stuttgart, es menos luminosa y solo funciona al amanecer.
• En Estados Unidos todavía se utilizan faros aéreos en la cima de las montañas de Montana .
• La Torre Eiffel de París contó con un faro aéreo entre 1947 y 1970, cuando la autoridad aeronáutica francesa estimó que ya no era necesario para facilitar la navegación aérea y colocó en su lugar las lámparas de advertencia habituales en lo alto de la torre. En el año 2000 se decidió retirar las lámparas de advertencia e instalar de nuevo un faro aéreo visible desde los aviones a 80 km. de distancia.
• En Finlandia, el faro aéreo, construido en 1929 sobre la iglesia de Suomenlinna por las autoridades de aviación de Helsinki, todavía se encuentra en uso.
• Los mástiles principales de la emisora ​​de radio Mühlacker y el antiguo mástil de radio Konstantynów también tienen luces de advertencia para aeronaves en las bases más externas de sus tensores de anclaje.
• Las luces de señalización de conductores y los balizadores se utilizan a veces para marcar líneas eléctricas.
• El sistema de prevención de colisiones con obstáculos permite que las luces estándar permanezcan apagadas hasta que una aeronave se encuentre dentro de un radio determinado, lo que permite una reducción significativa de la contaminación lumínica. El sistema OCAS también proporciona advertencias de audio.

Las leyes de aviación también exigen que las torres y los mástiles se pinten con franjas de igual longitud de pintura naranja y blanca a lo largo de su longitud para mejorar la visibilidad durante el día. Este esquema de pintura suele ser obligatorio en torres de más de 200 pies de altura, pero puede variar de un estado a otro y cerca de aeropuertos a nivel internacional. Debido a que este esquema de pintura es costoso de aplicar, las torres y los mástiles de antena a menudo se construyen a alturas justo por debajo del nivel requerido. Las torres y los mástiles de antena a menudo también tienen otras características de advertencia de aeronaves ubicadas a distancias iguales a lo largo de su altura y en sus partes superiores. Estas pueden incluir luces estroboscópicas de alta potencia o luces LED en rojo, blanco o ambos colores en un patrón alterno. En tal caso, se utiliza el rojo por la noche, mientras que una luz estroboscópica blanca se usa generalmente durante las horas del día. ^{[2] [3]}

Las luces de advertencia en torres y edificios terrestres contribuyen tanto a la contaminación lumínica como a la muerte de aves en las torres . ^{[ cita requerida ]}

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  Una torre de antena se encuentra a 446 pies (136 m) de altura en Springfield, MO, con su pintura de advertencia de aeronaves roja y blanca visible
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  Una torre de antena de 146 pies (45 m) de altura en San Antonio, Texas, con su pintura de advertencia de aeronaves roja y blanca visible
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  Una torre de antena de 1.075 pies (328 m) de altura en Atlanta, Georgia, con su pintura de advertencia de aeronaves roja y blanca visible.