Sistema de iluminación para pistas de aterrizaje a través de ondas sonoras.


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Ciencias de la ingeniería

Asesor: Marisa Calle Monroy

Autor: SARA AMEYALI RESENDIZ MENDOZA ()

Grado:

Resumen

Un sistema de iluminación esta compuesto por un  circuito en paralelo alrededor de una pista de aterrizaje para ayudar a los pilotos a tener una mejor visibilidad durante todo el día, en la pista

en estos sistemas, el gasto de energía es basto y aveces excesivo.Se mantiene encendido el circuito que ilumina mas de 1000 metros durante 24 horas, todo el día, los 365 días de todo el año.

La propuesta para solucionar este problema es un sistema de iluminación a través de ondas sonoras.

Los aviones producen una frecuencia de decibeles suficientemente alta para activar este circuito, cabe mencionar que la actividad es constante en todos os aeropuertos.

Para crear el prototipo, se uso un sensor de micrófono estándar beta (modelo 58A) si se quisiera producir en mayor escala, se usaría un sensor NXT EV3 .

El gasto de energía es mínimo, usando este prototipo antes propuesto, ya que su funcionamiento sería activado por las ondas sonoras producidas por los aviones.

La energía no ocupada se almacenaría en una fuente de poder, accionada cuando se necesite.

Su costo es muy bajo, ya que los materiales ocupados son muy comunes, exceptuando el sensor y la fuente de poder.

Pregunta de Investigación

¿Como elaborar un sistema de iluminación para pistas de aterrizaje para ondas sonoras?

Planteamiento del Problema

Actualmente las  luces en las pistas de aterrizaje gastan mucha energía eléctrica ya que esta se mantienen encendidas las 24 horas del día, y estas permiten alertar a los pilotos delos aviones.

La amplitud de las ondas sonoras en los aeropuertos es debido a los decibles que se genera por el motor de un avión al aterrizar.

Por lo que se promueve un uso alternativo de la ondas sonoras para la tac de un sistema de iluminación para pistas de aterrizaje.

Antecedentes

Sensor de Sonido

El Sensor de Sonido puede detectar decibeles (dB)  y decibeles ajustados (dBA). Un decibel es una medida de presión del sonido.

dBA: en la detección de decibeles ajustados, la sensibilidad del sensor es adaptada a la sensibilidad del oído humano. En otras palabras, estos son los sonidos que tus oídos son capaces de escuchar.

dB: en la detección de decibeles estándar (sin ajustar), todos los sonidos son medidos con igual sensibilidad. Así, estos sonidos pueden incluir algunos que son demasiado algos o demasiado bajos para que el oído humano pueda escucharlos.

El Sensor de Sonido puede medir niveles de presión de sonido hasta 90 dB (el nivel de ruido que hace una podadora de pasto). Los niveles de presión del sonido son extremadamente complicados, de modo que las lecturas del Sensor de Sonido en el MINDSTORMS NXT se muestran en porcentaje (%). A un porcentaje bajo corresponde un leve sonido. Por ejemplo:

  • 4-5% es como el silencio de una habitación
  • 5-10% es como la voz del alguien hablando a la distancia
  • 10-30% es un conversación normal cerca del sensor o música tocada a un nivel normal
  • 30-100% es como gente gritando o música siendo tocada a alto volumen

El uso de micrófonos en un robot se puede hallar en dos aplicaciones: primero, dentro de un sistema de medición de distancia, en el que el micrófono recibe sonidos emitidos desde el mismo robot, luego de que éstos rebotan en los obstáculos que tiene enfrente, es decir, un sistema de sonar; y segundo, un micrófono para captar el sonido ambiente y utilizarlo en algún sentido.

En este segundo caso, hay dos razones básicas para que un robot esté provisto de un micrófono u otro sensor de sonido (como los piezoeléctricos): recibir órdenes a través de sonidos (palabra o tonos) y, un poco más avanzado, determinar la dirección de estos sonidos. Ambas opciones le dan al robot la posibilidad de interactuar de una manera muy interesante con una persona que le hable.

En sentido técnico, la implementación más básica serían aquella en la que se coloca el micrófono dentro de una bocina direccional, algo así como un concentrador parabólico de radar, de modo que haga de pantalla en todos los sentidos excepto en una dirección bien definida. Si el robot detecta un sonido (con otro sensor o con el mismo) hace girar la bocina como un radar y busca la dirección del sonido por una simple medición del máximo volumen. Es obvio que un sistema así está demasiado sujeto a errores, ya que el robot puede resultar engañado con sonidos de intensidad variable, y también puede ocurrir que el sonido no dure lo suficiente como para determinar la dirección.

La otra implementación es la más conocida en la naturaleza: el oído biaural. Básicamente, se trata de dos sensores separados por una distancia adecuada que reciben y procesan las diferencias de tiempo entre las dos señales sonoras percibidas.

Los sonidos recibidos por dos micrófonos capacitivos se amplifican en sendos circuitos. Estas señales se procesan en un microcontrolador, donde se detecta la longitud, frecuencia y diferencia de fase de las señales llegadas a los micrófonos. Se puede determinar así la dirección del sonido que ha llegado al robot.

Por otra parte, y cumpliendo una función más específica de detección y medición de tipo sonar, se encuentran, incorporados en los medidores de distancia por ultrasonidos, los receptores especializados en el rango de los ultrasonidos, que en algunos casos pueden ser —como en los medidores ultrasónicos de distancia que utilizan las cámaras Polaroid con autoranging (“autorango”) para ajustar la distancia a la que se toma la fotografía— de doble uso: emisores y sensores a la vez. Su funcionamiento no es simultáneo: las dos funciones se conmutan por circuito, ya que se emite un tren de sonidos y luego se conmuta el emisor/receptor a modo de recepción, a la espera del retorno del sonido que ha rebotado en los objetos que circundan al medidor.

Un transductor electro acústico es aquel dispositivo que transforma la electricidad en sonido o, viceversa.

Son ejemplos de este tipo de artefactos son los micrófonos: estos son transductores electro acústicos que convierten la energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de voltaje), un altavoz también es un transductor electro acústico, pero sigue el camino contrario: un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.

La transducción o transformación de energía, se hace en dos fases. El modelo teórico de un transductor electro acústico, se basa en un transductor electromecánico y un transductor mecánico-acústico. Esto significa, que se estudia por un lado la transformación de la energía eléctrica en mecánica, ya que se genera un movimiento, y por otro lado se estudia la transformación de la energía mecánica en acústica, ya que el movimiento genera energía acústica.

Teoría de la Luz:

Se llama luz a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible.

La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.

El estudio de la luz revela una serie de características y efectos al interactuar con la materia, que permiten desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.

Teoría del Sonido:

El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que producen oscilaciones dela presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal.

El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a través de diversos medios elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. La fonética acústica concentra su interés especialmente en los sonidos del habla: cómo se generan, cómo se perciben, y cómo se pueden describir gráfica y/o cuantitativamente.

Teoría de la Corriente Eléctrica:

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos.

Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de la sustancia del cable, que suele ser metálica, ya que los metales al disponer de mayor cantidad de electrones libres que otras sustancias son los mejores conductores de la electricidad

La actividad tecnológica influye en el proceso social y económico, pero su carácter abrumadoramente comercial hace que esté más orientada a satisfacer los deseos de los más prósperos (consumismo) que las necesidades esenciales de los más necesitados. Lo que tiende además a hacer un uso no sostenible del medio ambiente. Sin embargo, la tecnología también puede ser usada para proteger el medio ambiente y evitar que las crecientes necesidades provoquen un agotamiento o degradación de los recursos materiales y energéticos del planeta. Como hace uso intensivo, directo o indirecto, del medio ambiente (biosfera), es la causa principal del creciente agotamiento y degradación de los recursos naturales del planeta.

El entorno ecológico facilita a las empresas y organismos públicos los trámites y gestiones a la hora de deshacerse de sus productos de desecho, tal y como obliga la actual normativa de medio ambiente

La Pista de Aterrizaje de los Aeropuertos.

La pista de aterrizaje y despegue es un tramo recto y liso, que en los campos de aviación pequeños está trazado sobre hierba o sobre tierra, y que en los campos de aviación mayores y en los aeropuertos está asfaltado o cubierto de cemento.

El grosor de la base de la pista depende del tipo y tamaño de los aviones que la utilizarán. Así, por ejemplo, las pistas destinadas a los grandes aviones requieren una base extremadamente gruesa (entre 3 y 5 m aproximadamente) resistente para soportar el peso elevado de tales aparatos.

Las dimensiones de las pistas de aterrizaje y despegue varían también según los modelos de aviones que las utilizan. Los grandes aeropuertos disponen generalmente de una o de varias pistas con una longitud de hasta 3 kilómetros.

Los grandes aviones, con plena carga de combustible y de pasajeros, como el Boeing 747 o el Airbus 340 requieren de pistas de al menos 2.5 km para despegar y para aterrizar de forma segura. Por el contrario, aviones de pasajeros pequeños necesitan pistas que no superan un kilómetro.

En el caso de las bases aéreas militares sucede lo mismo. Los tipos de aviones que despegan y aterrizan en ellas determinan las dimensiones de las pistas.

Excepcionalmente, en el caso de los portaaviones la pista de aterrizaje es distinta a la pista de despegue. El motivo es que deben poder utilizarse ambas pistas simultáneamente. Su pista de despegue es muy corta, de unos 100 metros, de forma que los aviones deben ser acelerados en pocos segundos de 0 a 200 km/h mediante catapultas para poder despegar. La pista de aterrizaje es algo más larga, de unos 200 metros, longitud que obliga a utilizar cables de frenado para que los aviones puedan aterrizar. Sin embargo, debe observarse que en el caso de un portaaviones, las operaciones se realizan con el barco navegando a máxima velocidad en contra del viento, si lo hay, por lo cual el avión se ve beneficiado con un viento frontal virtual que puede ser por lo menos de 25 nudos, por lo que los requerimientos de longitud de pista se ven disminuidos. Si hay un viento de veinte nudos, éste se sumará a la velocidad del navío, o sea, que el avión, aparcado antes de ser catapultado para despegar, puede ya estar gozando de 45 nudos de viento en cara. Si se permite el símil, un portaaviones es un aeropuerto con viento de proa incorporado.

La pista de aterrizaje y despegue puede tener solamente unos pocos grados de inclinación, ya que una pendiente mayor afectaría a la velocidad de los aviones al despegar y aterrizar.

Las pistas se construyen de tal manera que se adapten de forma óptima a los vientos predominantes en el lugar. Tanto para despegar como para aterrizar es deseable que el viento sople de frente, ya que con ello disminuye la longitud de pista requerida.

Debe considerarse que la velocidad de despegue o de aterrizaje de un avión, no es la registrada con respecto al suelo, sino con relación a la masa de aire circundante. Es la razón por la cual los velocímetros de los aviones, en su carátula, exhiben el letrero AIR SPEED (velocidad del aire). Por el contrario, el viento de través origina dificultades a los pilotos en las maniobras de despegue y, sobre todo, de aterrizaje.

La dirección de la pista es indicada en grados magnéticos, eliminando la última cifra. Una pista cuya dirección es, por ejemplo, hacia el este, o sea 80 grados, tendrá por lo tanto como denominación 08, y una pista cuya dirección es hacia el suroeste, o sea 210 grados, se identificará como 21.

Cada pista es denominada con dos números, uno para cada una de las dos direcciones. Si, por ejemplo, una pista tiene en una dirección la denominación 04, su identificación en la dirección opuesta será 22. Estos números están pintados en caracteres muy grandes, en blanco, sobre la superficie de la pista en sus dos extremos, de forma que puedan ser reconocidos por los pilotos desde el aire a cierta distancia.

Si un aeropuerto dispone de dos pistas que transcurren paralelamente, y que por ello están identificadas con el mismo número, se añade a continuación del número una R (del inglés Right) en la pista derecha, y una L (de Left) en la pista izquierda. En tal caso, las dos pistas podrían tener, por ejemplo, los identificativos 07R y 07L. Si el aeropuerto dispone incluso de una tercera pista paralela a las otras dos, la denominación de la pista del centro será en este ejemplo 07C (de Center).
• Ejemplo: en el Aeropuerto de la Ciudad de México la pista 05L está hacia los 50 grados y a la otra cabecera se le llama pista 23R.
• Ejemplo 2: en el mismo aeropuerto del ejemplo anterior, hay 2 pistas que se encuentran hacia el mismo sentido, y son la 05L (Left, 5 izquierda), y la 05R (Right, 5 derecha), análogamente las del otro lado son la 23L y la 23R

Las pistas de aterrizaje y despegue disponen de una señalización blanca pintada sobre la superficie cuyo objetivo es informar a los pilotos al despegar, y sobre todo al aterrizar, sobre los diversos tramos y distancias de la pista, así como sobre su eje longitudinal central, para facilitarles las maniobras.

Para los despegues y aterrizajes nocturnos y en condiciones de visibilidad reducida, como en el caso de niebla, las pistas están iluminadas mediante luces que señalizan sus lados, el eje longitudinal central, los diversos tramos de la pista, así como su comienzo y su final. Para los aterrizajes en dichas condiciones las pistas de cierta importancia disponen de balizas de aterrizaje que se instalan en una longitud de varios centenares de metros por delante de la pista, y que constan de focos montados en un orden determinado.

Aeródromos.

La pista de aterrizaje y despegue es un tramo recto y liso. Las dimensiones de las pistas de aterrizaje (y despegue) determinan el tipo de aeronave que puede operar en ella. Dependiendo de la demanda del aeropuerto, se decide el tipo de pista a construir.

Usualmente todos los aeródromos consideran dejar espacio para su ampliación. La longitud de las pistas debe ser aumentada a mayor altitud. Así aviones que podían operar en una pista de cierta longitud a nivel del mar, requerirán una pista más larga a mayor altitud.

Los grandes Aeropuertos, donde la demanda es muy elevada, disponen de varias pistas. Los grandes aviones, con plena carga de combustible y de pasajeros, como el Boeing 747 o el Airbus 340 requieren de pistas de al menos 2.5 km para despegar y para aterrizar de forma segura. Por el contrario, aviones de pasajeros pequeños necesitan pistas que no superan un kilómetro. En el caso de las bases aéreas militares sucede lo mismo.

Portaaviones.

Excepcionalmente, en el caso de los portaaviones la pista de aterrizaje es distinta a la pista de despegue. El motivo es que deben poder utilizarse ambas pistas simultáneamente. Su pista de despegue es muy corta, de unos 100 metros, de forma que los aviones deben ser acelerados en pocos segundos de 0 a 200 km/h mediante catapultas para poder despegar.

La pista de aterrizaje es algo más larga, de unos 200 metros, longitud que obliga a utilizar cables de frenado para que los aviones pueden aterrizar. Sin embargo, debe observarse que en el caso de un portaaviones, las operaciones se realizan con el barco navegando a máxima velocidad en contra del viento, si lo hay, por lo cual el avión se ve beneficiado con un viento frontal virtual que puede ser por lo menos de 25 nudos, por lo que los requerimientos de longitud de pista se ven disminuidos. Si hay un viento de veinte nudos, éste se sumará a la velocidad del navío, o sea, que el avión, aparcado antes de ser catapultado para despegar, puede ya estar gozando de 45 nudos de viento en cara. Si se permite el símil, un portaaviones es un aeropuerto con viento de proa incorporado.

La pista de aterrizaje y despegue puede tener solamente unos pocos grados de inclinación, ya que una pendiente mayor afectaría a la velocidad de los aviones al despegar y aterrizar.

Diseño y localización de las pistas.

Los aviones requieren cierta velocidad para poder sustentarse en el aire. Al tener vientos frontales, los aviones requieren menos velocidad relativa para poder volar. Pero los aviones tienen grandes dificultades para despegar y aterrizar con vientos laterales (conocidos técnicamente como vientos cruzados). Con base en esto, las pistas de un aeropuerto se construyen de tal manera que, durante un año los vientos cruzados no superen el 5% del tiempo los valores admisibles para la aeronave de diseño. En la medida en que los vientos varían sustancialmente de año a año, se requieren series históricas de al menos 10 años para establecer si la orientación es adecuada.

Pavimento.

En aeropuertos importantes, las pistas están hechas generalmente en un pavimento de asfalto u hormigón. El grosor de la base de la pista depende del tipo y tamaño de los aviones que la utilizarán y de la composición de la demanda. Así, por ejemplo, las pistas destinadas a los grandes aviones requieren una base extremadamente gruesa (entre 3 y 5 m aproximadamente) resistente para soportar el peso elevado de tales aparatos. Sin embargo, los campos de aterrizaje de poca envergadura, de ciudades pequeñas, a menudo son de tierra, césped, afirmado, hierba o gravilla.

El paquete estructural de un pavimento rígido para pistas de aeródromos se compone de una base de hormigón simple (o armado, en las intersecciones con otras pistas y salidas) que distribuye las tensiones al suelo natural compactado (o subrasante). Si el peso de la aeronave de diseño superare las 100 mil libras, se incluye una capa intermedia de material estabilizado que distribuye uniformemente la carga de la losa y reduce los daños por congelamiento y deshielo.

Señalización.

Las pistas de aterrizaje y despegue disponen de una señalización blanca pintada sobre la superficie cuyo objetivo es informar a los pilotos al despegar, y sobre todo al aterrizar, sobre los diversos tramos y distancias de la pista, así como sobre su eje longitudinal central, para facilitarles las maniobras.

Para los despegues y aterrizajes nocturnos y en condiciones de visibilidad reducida, como en el caso de niebla, las pistas están iluminadas mediante luces que señalizan sus lados, el eje longitudinal central, los diversos tramos de la pista, así como su comienzo y su final. Para los aterrizajes en dichas condiciones las pistas de cierta importancia disponen de balizas de aterrizaje que se instalan en una longitud de varios centenares de metros por delante de la pista, y que constan de focos montados en un orden determinado.

Iluminación.

Sistema Visual Indicador de Inclinación en la Aproximación (VASIS).

Una importante ayuda visual a la aproximación final hacia la cabecera de la pista es el Sistema Visual Indicador de Inclinación en la Aproximación, que aporta una mayor certeza en la aproximación en conjunto con los sistemas de ayuda de aproximaciones visuales e instrumentales.

VASIS es generalmente instalado en lugares donde una o más de las siguientes condiciones existen:

  • La pista es usada por reactores (turbojet o turbofan).
  • El piloto tiene dificultades para juzgar la aproximación final por una inadecuada referencia visual sobre el agua o por las características del terreno, por lo engañoso de los elementos circundantes o por las inclinaciones engañosas de la pista.
  • Porque hay serios riesgos en el área de aproximación que pueden hacer peligrar a la aeronave si esta se encuentra un poco debajo del patrón de descenso en la aproximación.
  • Por el elevado riesgo que corre la aeronave en el caso de un descenso brusco o de un ascenso inesperado.
  • Por turbulencia encontrada o existente debido a las condiciones meteorológicas o condiciones del terreno.

Luces Indicadoras del Fin de la Pista (REIL)

Algunas veces las luces están ubicadas al final de la pista para ayudar a la rápida y efectiva identificación del acercamiento del fin de la pista. Cuando se está en la segunda mitad de la pista, las luces blancas de eje y de borde se convierten en una hilera que alterna una bombilla blanca y una roja.

En el último tramo de pista sólo hay bombillas rojas. De esta manera el piloto puede identificar adecuadamente el final de pista sin posibilidad de confusión. También se suele incorporar un sistema que consiste en 2 series de luces que sincronizada mente emiten flash (llamadas luces estroboscópicas), una de cada lado del último tramo de la pista. Sin embargo, éstas no se suelen instalar, pues el sistema de luces estroboscópicas están incorporadas al Sistema de Luces de Aproximación. El sistema REIL es usado para distinguir la cabecera de la pista en lugares caracterizados por numerosas luces de suelo, como señales de neón u otras luces que pueden distraer la atención del piloto.

Sistemas de Luces de Aproximación (ALS).

Los Sistemas de Luces de Aproximación son usados en las cercanías de la cabecera de la pista como parte a las ayudas electrónicas de navegación para la parte final de aproximaciones precisas y no precisas de un vuelo IFR; y también como una guía visual en vuelos VFR nocturnos. El sistema de luces de aproximación suministra al piloto con entradas visuales respecto a la alineación de la aeronave, el balance, el horizonte, el ancho y la posición con respecto a la cabecera de la pista. Desde que los sistemas de iluminación aeroportuarios relevaron a las necesariamente rápidas acciones mentales sobre la información visual que encabezaban las decisiones, un sistema visual es ideal para una guía durante los últimos segundos críticos del movimiento descendente sobre el patrón de planeo.

El sistema de luces de aproximación se creó en base al ángulo del patrón de planeo, el rango visual, el ángulo de visibilidad cortada en la cabina y de las velocidades de aterrizaje. Esto es esencial para que los pilotos estén propensos a utilizar e identificar ALS y de interpretar el sistema sin confusión.

Entre los principales sistemas de ALS se encuentran:

  • ALSF-1
  • ALSF-2
  • MALSR
  • MALSF
  • MALS

Sistema PAPI.

El sistema PAPI (Precision Approach Path Indicator – Indicador de precisión de ruta de aproximación): Consiste en una barra transversal de 4 luces rojas o blancas situadas, normalmente, en el lado izquierdo de la pista. Si el avión va muy alto sobre la senda de planeo verá todas las luces blancas, si va un poco alto verá tres luces blancas y una roja, si va muy bajo, las verá todas rojas, si solo va un poco bajo verá tres rojas y una blanca, y si va en la senda correcta, verá dos blancas y dos rojas.

Iluminación del acotamiento central y de la zona de contacto de la pista.

Estos sistemas de iluminación facilitan los aterrizajes, los giros y los despegues. Las luces de la zona de contacto son más que nada utilizadas para los aterrizajes, y las luces de centro de la pista ayudan después del contacto y brindan la guía primaria durante la carrera de despegue. Ambos sistemas son utilizados como complemento a las ayudas de aproximación electrónicas y ALS bajo condiciones de visibilidad limitada.

Las Luces del Centro de la Pista están unidas casi a la misma altura del pavimento y sobrepuestas sobre un máximo de 2 pies para dejar libre la pintura del acotamiento. Las luces del centro son blancas a excepción de los últimos 3.000 pies. De los 3.000 a los 1.000 pies de la pista, las luces se alternan en rojo y blanco.

Objetivo

Implementar un sistema de iluminación para pistas de aterrizaje a través de ondas sonoras.

Justificación

El motivo de este proyecto es utilizar ondas sonoras, pues su uso es deficiente, implementando el uso de enegias alternativas para un consumo sustentable.

La magnitud delas ondas sonoras que genera un avion, es la suficiente como para mantener encendidos 500 focos por d{ias enteros.

Ademas de implementarse en pistas de aterrizaje se podría añadir en situaciones de la vida cotidiana, tales como el encender un lámpara.

El brillo de las luces de aterrizaje es útil para aumentar la visibilidad de una avión a otros pilotos, porque estos suelen ser obligados a mantener sus luces de aterrizaje encendidas mientras vuelan a bajas altitudes o en determinados espacios aéreos, así mismo, las luces de aterrizaje se usan a veces en situaciones emergencia para comunicarse con el personal de tierra o con otros aviones, sobre todo cuando otros medios de comunicación disponibles.

Hipótesis

Si elaboramos un sistema de iluminación para pista de aterrizaje a través de ondas sonoras, ahorraríamos energía eléctrica aprovecharíamos la sondas sonoras.

Método (materiales y procedimiento)

Lista de materiales:

-Tabla de perfocel de 30×40 cm.

-1 Metro 1/2 de cable de bocina.

-Pinzas de electricista.

-Destornillador de cruz.

-6 Sockets.

-6 Focos de 8 volts.

-12 Cinchos.

-Micrófono estándar.

-Cinta de aislar.

Procedimiento.

1.-Posicionar en la tabla de perfocel los 6 sockets haciendo líneas paralelas de 3 cada una.

2.-Pelar con ayuda de las pinzas de cable de bocina de 2 cm desde las puntas.

3.-Cortar el cable en 5 segmentos 4 de 10 cm y el ultimo de 20 cm.

4.- Remover los tornillos del socket posteriormente rodear el tornillo con uno de los extremos del cable y volver a atornillar en el socket. Repetir este paso con los sockets restantes.

5.-Ajustar los sockets a la tabla de perfocel con los cinchos.

6.-Conectar las líneas paralelas por medio del micrófono.

7.-Encender el micrófono y producir algún sonido para corroborar su funcionamiento.

Galería Método

Resultados

Obtuvimos un circuito eléctrico conectado en  paralelo en costo aproximado de $250; así mismo, al imposibilitarse el uso del sensor NXT EV3, se sustituyo usando un sensor de un micrófono beta estándar (modelo 38 A) se uso una soldadura de 450 gramos y 0.3 mm para unir el sensor del micrófono hasta el circuito en paralelo.

El circuito mide en total 30×40 y su funcionamiento es 40%  disponible del esperado originalmente, las luces del circuito funcionan, sin embargo su luminosidad no es la esperada.

Para solucionar el problema se añadió una batería de 8 voltios y un interruptor que da sustento al circuito.

Galería Resultados

Discusión

Durante nuestra fase experimental no obtuvimos los resultados esperados debido a la falta de materiales requeridos para accionar el circuito.

Al no conseguir el sensor del sonido EV3 NXT se sustituyo un  sensor de micrófono beta estándar, un interruptor y una pila de 8 voltios como una fuente poder.

Con los aditamentos se logro su correcto funcionamiento al 70% de lo esperado.

Conclusiones

Obtuvimos un circuito eléctrico de 30×40 cm, el cual contiene dos lineas con tres focos de 8 voltios alineados directamente.

Este circuito puede considerarse como una alternativas a los sistemas de iluminación  de aeropuertos convencionales, no se requiere una capacitación adicional para manejarlo.

Bibliografía

  • Sensor de sonido, Lego ,Consultado el 7 de diciembre del 2016 , Consultado en http://www.julio.sandria.org/archivos/articulos/robotica/legonxt/introduccion/Sensor_Sonido.html
  • Sensor de sonido, Robots argentina, Consultado el 7 de diciembre del 2016, Consultado en http://robots-argentina.com.ar/Sensores_sonido.htm
  • Pistas de aterrizaje, Ecured, Consultado el 7 de diciembre del 2016, Consultado en https://www.ecured.cu/Pista_de_aterrizaje
  • Las pistas de aterrizaje de los aeropuertos, Consultado el 7 de diciembre del 2016, Concultado enhttp://www.pasionporvolar.com/la-pista-de-aterrizaje-de-los-aeropuertos/


Sistema de iluminación para pistas de aterrizaje a través de ondas sonoras.

Summary

A lighting system is composed of a circuit in parallel around a runway to help pilots to have better visibility throughout the day on the track.
In these systems, spending energy is vast and sometimes excessive.

It keeps to turn the circuit on that illuminates more than 1000 meters during 24 hours, 365 days of year.

The purpose to solve this problem is a system of illumination through sound waves.
The airplanes produce a decibel frequency high enough to activate this circuit, it is worth mentioning that the activity is constant at all airports.
To create the prototype, a standard beta microphone sensor (model 58A) was used to produce an NTX EV3 sensor.
The spending energy is minimal, using before this prototype, since its operation would be activated by the sound waves produced by the airplanes.

Unoccupied power would be stored in a power source, powering when it will be needed.
Its cost is very low, since the materials used are very common, except for the sensor and power source.

Research Question

How to elaborate a lighting system for landing strips using sound waves?

Problem approach

Actually the lights of a landing strips waste much electric energy because these are kept on the 24 hours of the day, and they allow warn aircraft pilots.

The extent  of the sound waves in the airports is high  due to  the decibels generated by the engine when a plane landing.

So it promotes an alternative use of the sounds waves for the implementation of a lighting system for landing strips.

Background

Sensor de Sonido

El Sensor de Sonido puede detectar decibeles (dB)  y decibeles ajustados (dBA). Un decibel es una medida de presión del sonido.

dBA: en la detección de decibeles ajustados, la sensibilidad del sensor es adaptada a la sensibilidad del oído humano. En otras palabras, estos son los sonidos que tus oídos son capaces de escuchar.

dB: en la detección de decibeles estándar (sin ajustar), todos los sonidos son medidos con igual sensibilidad. Así, estos sonidos pueden incluir algunos que son demasiado algos o demasiado bajos para que el oído humano pueda escucharlos.

El Sensor de Sonido puede medir niveles de presión de sonido hasta 90 dB (el nivel de ruido que hace una podadora de pasto). Los niveles de presión del sonido son extremadamente complicados, de modo que las lecturas del Sensor de Sonido en el MINDSTORMS NXT se muestran en porcentaje (%). A un porcentaje bajo corresponde un leve sonido. Por ejemplo:

  • 4-5% es como el silencio de una habitación
  • 5-10% es como la voz del alguien hablando a la distancia
  • 10-30% es un conversación normal cerca del sensor o música tocada a un nivel normal
  • 30-100% es como gente gritando o música siendo tocada a alto volumen

El uso de micrófonos en un robot se puede hallar en dos aplicaciones: primero, dentro de un sistema de medición de distancia, en el que el micrófono recibe sonidos emitidos desde el mismo robot, luego de que éstos rebotan en los obstáculos que tiene enfrente, es decir, un sistema de sonar; y segundo, un micrófono para captar el sonido ambiente y utilizarlo en algún sentido.

En este segundo caso, hay dos razones básicas para que un robot esté provisto de un micrófono u otro sensor de sonido (como los piezoeléctricos): recibir órdenes a través de sonidos (palabra o tonos) y, un poco más avanzado, determinar la dirección de estos sonidos. Ambas opciones le dan al robot la posibilidad de interactuar de una manera muy interesante con una persona que le hable.

En sentido técnico, la implementación más básica serían aquella en la que se coloca el micrófono dentro de una bocina direccional, algo así como un concentrador parabólico de radar, de modo que haga de pantalla en todos los sentidos excepto en una dirección bien definida. Si el robot detecta un sonido (con otro sensor o con el mismo) hace girar la bocina como un radar y busca la dirección del sonido por una simple medición del máximo volumen. Es obvio que un sistema así está demasiado sujeto a errores, ya que el robot puede resultar engañado con sonidos de intensidad variable, y también puede ocurrir que el sonido no dure lo suficiente como para determinar la dirección.

La otra implementación es la más conocida en la naturaleza: el oído biaural. Básicamente, se trata de dos sensores separados por una distancia adecuada que reciben y procesan las diferencias de tiempo entre las dos señales sonoras percibidas.

Los sonidos recibidos por dos micrófonos capacitivos se amplifican en sendos circuitos. Estas señales se procesan en un microcontrolador, donde se detecta la longitud, frecuencia y diferencia de fase de las señales llegadas a los micrófonos. Se puede determinar así la dirección del sonido que ha llegado al robot.

Por otra parte, y cumpliendo una función más específica de detección y medición de tipo sonar, se encuentran, incorporados en los medidores de distancia por ultrasonidos, los receptores especializados en el rango de los ultrasonidos, que en algunos casos pueden ser —como en los medidores ultrasónicos de distancia que utilizan las cámaras Polaroid con autoranging (“autorango”) para ajustar la distancia a la que se toma la fotografía— de doble uso: emisores y sensores a la vez. Su funcionamiento no es simultáneo: las dos funciones se conmutan por circuito, ya que se emite un tren de sonidos y luego se conmuta el emisor/receptor a modo de recepción, a la espera del retorno del sonido que ha rebotado en los objetos que circundan al medidor.

Un transductor electro acústico es aquel dispositivo que transforma la electricidad en sonido o, viceversa.

Son ejemplos de este tipo de artefactos son los micrófonos: estos son transductores electro acústicos que convierten la energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de voltaje), un altavoz también es un transductor electro acústico, pero sigue el camino contrario: un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.

La transducción o transformación de energía, se hace en dos fases. El modelo teórico de un transductor electro acústico, se basa en un transductor electromecánico y un transductor mecánico-acústico. Esto significa, que se estudia por un lado la transformación de la energía eléctrica en mecánica, ya que se genera un movimiento, y por otro lado se estudia la transformación de la energía mecánica en acústica, ya que el movimiento genera energía acústica.

Teoría de la Luz:

Se llama luz a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible.

La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.

El estudio de la luz revela una serie de características y efectos al interactuar con la materia, que permiten desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.

Teoría del Sonido:

El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que producen oscilaciones dela presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal.

El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a través de diversos medios elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. La fonética acústica concentra su interés especialmente en los sonidos del habla: cómo se generan, cómo se perciben, y cómo se pueden describir gráfica y/o cuantitativamente.

Teoría de la Corriente Eléctrica:

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos.

Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de la sustancia del cable, que suele ser metálica, ya que los metales al disponer de mayor cantidad de electrones libres que otras sustancias son los mejores conductores de la electricidad

La actividad tecnológica influye en el proceso social y económico, pero su carácter abrumadoramente comercial hace que esté más orientada a satisfacer los deseos de los más prósperos (consumismo) que las necesidades esenciales de los más necesitados. Lo que tiende además a hacer un uso no sostenible del medio ambiente. Sin embargo, la tecnología también puede ser usada para proteger el medio ambiente y evitar que las crecientes necesidades provoquen un agotamiento o degradación de los recursos materiales y energéticos del planeta. Como hace uso intensivo, directo o indirecto, del medio ambiente (biosfera), es la causa principal del creciente agotamiento y degradación de los recursos naturales del planeta.

El entorno ecológico facilita a las empresas y organismos públicos los trámites y gestiones a la hora de deshacerse de sus productos de desecho, tal y como obliga la actual normativa de medio ambiente

La Pista de Aterrizaje de los Aeropuertos.

La pista de aterrizaje y despegue es un tramo recto y liso, que en los campos de aviación pequeños está trazado sobre hierba o sobre tierra, y que en los campos de aviación mayores y en los aeropuertos está asfaltado o cubierto de cemento.

El grosor de la base de la pista depende del tipo y tamaño de los aviones que la utilizarán. Así, por ejemplo, las pistas destinadas a los grandes aviones requieren una base extremadamente gruesa (entre 3 y 5 m aproximadamente) resistente para soportar el peso elevado de tales aparatos.

Las dimensiones de las pistas de aterrizaje y despegue varían también según los modelos de aviones que las utilizan. Los grandes aeropuertos disponen generalmente de una o de varias pistas con una longitud de hasta 3 kilómetros.

Los grandes aviones, con plena carga de combustible y de pasajeros, como el Boeing 747 o el Airbus 340 requieren de pistas de al menos 2.5 km para despegar y para aterrizar de forma segura. Por el contrario, aviones de pasajeros pequeños necesitan pistas que no superan un kilómetro.

En el caso de las bases aéreas militares sucede lo mismo. Los tipos de aviones que despegan y aterrizan en ellas determinan las dimensiones de las pistas.

Excepcionalmente, en el caso de los portaaviones la pista de aterrizaje es distinta a la pista de despegue. El motivo es que deben poder utilizarse ambas pistas simultáneamente. Su pista de despegue es muy corta, de unos 100 metros, de forma que los aviones deben ser acelerados en pocos segundos de 0 a 200 km/h mediante catapultas para poder despegar. La pista de aterrizaje es algo más larga, de unos 200 metros, longitud que obliga a utilizar cables de frenado para que los aviones puedan aterrizar. Sin embargo, debe observarse que en el caso de un portaaviones, las operaciones se realizan con el barco navegando a máxima velocidad en contra del viento, si lo hay, por lo cual el avión se ve beneficiado con un viento frontal virtual que puede ser por lo menos de 25 nudos, por lo que los requerimientos de longitud de pista se ven disminuidos. Si hay un viento de veinte nudos, éste se sumará a la velocidad del navío, o sea, que el avión, aparcado antes de ser catapultado para despegar, puede ya estar gozando de 45 nudos de viento en cara. Si se permite el símil, un portaaviones es un aeropuerto con viento de proa incorporado.

La pista de aterrizaje y despegue puede tener solamente unos pocos grados de inclinación, ya que una pendiente mayor afectaría a la velocidad de los aviones al despegar y aterrizar.

Las pistas se construyen de tal manera que se adapten de forma óptima a los vientos predominantes en el lugar. Tanto para despegar como para aterrizar es deseable que el viento sople de frente, ya que con ello disminuye la longitud de pista requerida.

Debe considerarse que la velocidad de despegue o de aterrizaje de un avión, no es la registrada con respecto al suelo, sino con relación a la masa de aire circundante. Es la razón por la cual los velocímetros de los aviones, en su carátula, exhiben el letrero AIR SPEED (velocidad del aire). Por el contrario, el viento de través origina dificultades a los pilotos en las maniobras de despegue y, sobre todo, de aterrizaje.

La dirección de la pista es indicada en grados magnéticos, eliminando la última cifra. Una pista cuya dirección es, por ejemplo, hacia el este, o sea 80 grados, tendrá por lo tanto como denominación 08, y una pista cuya dirección es hacia el suroeste, o sea 210 grados, se identificará como 21.

Cada pista es denominada con dos números, uno para cada una de las dos direcciones. Si, por ejemplo, una pista tiene en una dirección la denominación 04, su identificación en la dirección opuesta será 22. Estos números están pintados en caracteres muy grandes, en blanco, sobre la superficie de la pista en sus dos extremos, de forma que puedan ser reconocidos por los pilotos desde el aire a cierta distancia.

Si un aeropuerto dispone de dos pistas que transcurren paralelamente, y que por ello están identificadas con el mismo número, se añade a continuación del número una R (del inglés Right) en la pista derecha, y una L (de Left) en la pista izquierda. En tal caso, las dos pistas podrían tener, por ejemplo, los identificativos 07R y 07L. Si el aeropuerto dispone incluso de una tercera pista paralela a las otras dos, la denominación de la pista del centro será en este ejemplo 07C (de Center).
• Ejemplo: en el Aeropuerto de la Ciudad de México la pista 05L está hacia los 50 grados y a la otra cabecera se le llama pista 23R.
• Ejemplo 2: en el mismo aeropuerto del ejemplo anterior, hay 2 pistas que se encuentran hacia el mismo sentido, y son la 05L (Left, 5 izquierda), y la 05R (Right, 5 derecha), análogamente las del otro lado son la 23L y la 23R

Las pistas de aterrizaje y despegue disponen de una señalización blanca pintada sobre la superficie cuyo objetivo es informar a los pilotos al despegar, y sobre todo al aterrizar, sobre los diversos tramos y distancias de la pista, así como sobre su eje longitudinal central, para facilitarles las maniobras.

Para los despegues y aterrizajes nocturnos y en condiciones de visibilidad reducida, como en el caso de niebla, las pistas están iluminadas mediante luces que señalizan sus lados, el eje longitudinal central, los diversos tramos de la pista, así como su comienzo y su final. Para los aterrizajes en dichas condiciones las pistas de cierta importancia disponen de balizas de aterrizaje que se instalan en una longitud de varios centenares de metros por delante de la pista, y que constan de focos montados en un orden determinado.

Aeródromos.

La pista de aterrizaje y despegue es un tramo recto y liso. Las dimensiones de las pistas de aterrizaje (y despegue) determinan el tipo de aeronave que puede operar en ella. Dependiendo de la demanda del aeropuerto, se decide el tipo de pista a construir.

Usualmente todos los aeródromos consideran dejar espacio para su ampliación. La longitud de las pistas debe ser aumentada a mayor altitud. Así aviones que podían operar en una pista de cierta longitud a nivel del mar, requerirán una pista más larga a mayor altitud.

Los grandes Aeropuertos, donde la demanda es muy elevada, disponen de varias pistas. Los grandes aviones, con plena carga de combustible y de pasajeros, como el Boeing 747 o el Airbus 340 requieren de pistas de al menos 2.5 km para despegar y para aterrizar de forma segura. Por el contrario, aviones de pasajeros pequeños necesitan pistas que no superan un kilómetro. En el caso de las bases aéreas militares sucede lo mismo.

Portaaviones.

Excepcionalmente, en el caso de los portaaviones la pista de aterrizaje es distinta a la pista de despegue. El motivo es que deben poder utilizarse ambas pistas simultáneamente. Su pista de despegue es muy corta, de unos 100 metros, de forma que los aviones deben ser acelerados en pocos segundos de 0 a 200 km/h mediante catapultas para poder despegar.

La pista de aterrizaje es algo más larga, de unos 200 metros, longitud que obliga a utilizar cables de frenado para que los aviones pueden aterrizar. Sin embargo, debe observarse que en el caso de un portaaviones, las operaciones se realizan con el barco navegando a máxima velocidad en contra del viento, si lo hay, por lo cual el avión se ve beneficiado con un viento frontal virtual que puede ser por lo menos de 25 nudos, por lo que los requerimientos de longitud de pista se ven disminuidos. Si hay un viento de veinte nudos, éste se sumará a la velocidad del navío, o sea, que el avión, aparcado antes de ser catapultado para despegar, puede ya estar gozando de 45 nudos de viento en cara. Si se permite el símil, un portaaviones es un aeropuerto con viento de proa incorporado.

La pista de aterrizaje y despegue puede tener solamente unos pocos grados de inclinación, ya que una pendiente mayor afectaría a la velocidad de los aviones al despegar y aterrizar.

Diseño y localización de las pistas.

Los aviones requieren cierta velocidad para poder sustentarse en el aire. Al tener vientos frontales, los aviones requieren menos velocidad relativa para poder volar. Pero los aviones tienen grandes dificultades para despegar y aterrizar con vientos laterales (conocidos técnicamente como vientos cruzados). Con base en esto, las pistas de un aeropuerto se construyen de tal manera que, durante un año los vientos cruzados no superen el 5% del tiempo los valores admisibles para la aeronave de diseño. En la medida en que los vientos varían sustancialmente de año a año, se requieren series históricas de al menos 10 años para establecer si la orientación es adecuada.

Pavimento.

En aeropuertos importantes, las pistas están hechas generalmente en un pavimento de asfalto u hormigón. El grosor de la base de la pista depende del tipo y tamaño de los aviones que la utilizarán y de la composición de la demanda. Así, por ejemplo, las pistas destinadas a los grandes aviones requieren una base extremadamente gruesa (entre 3 y 5 m aproximadamente) resistente para soportar el peso elevado de tales aparatos. Sin embargo, los campos de aterrizaje de poca envergadura, de ciudades pequeñas, a menudo son de tierra, césped, afirmado, hierba o gravilla.

El paquete estructural de un pavimento rígido para pistas de aeródromos se compone de una base de hormigón simple (o armado, en las intersecciones con otras pistas y salidas) que distribuye las tensiones al suelo natural compactado (o subrasante). Si el peso de la aeronave de diseño superare las 100 mil libras, se incluye una capa intermedia de material estabilizado que distribuye uniformemente la carga de la losa y reduce los daños por congelamiento y deshielo.

Señalización.

Las pistas de aterrizaje y despegue disponen de una señalización blanca pintada sobre la superficie cuyo objetivo es informar a los pilotos al despegar, y sobre todo al aterrizar, sobre los diversos tramos y distancias de la pista, así como sobre su eje longitudinal central, para facilitarles las maniobras.

Para los despegues y aterrizajes nocturnos y en condiciones de visibilidad reducida, como en el caso de niebla, las pistas están iluminadas mediante luces que señalizan sus lados, el eje longitudinal central, los diversos tramos de la pista, así como su comienzo y su final. Para los aterrizajes en dichas condiciones las pistas de cierta importancia disponen de balizas de aterrizaje que se instalan en una longitud de varios centenares de metros por delante de la pista, y que constan de focos montados en un orden determinado.

Iluminación.

Sistema Visual Indicador de Inclinación en la Aproximación (VASIS).

Una importante ayuda visual a la aproximación final hacia la cabecera de la pista es el Sistema Visual Indicador de Inclinación en la Aproximación, que aporta una mayor certeza en la aproximación en conjunto con los sistemas de ayuda de aproximaciones visuales e instrumentales.

VASIS es generalmente instalado en lugares donde una o más de las siguientes condiciones existen:

  • La pista es usada por reactores (turbojet o turbofan).
  • El piloto tiene dificultades para juzgar la aproximación final por una inadecuada referencia visual sobre el agua o por las características del terreno, por lo engañoso de los elementos circundantes o por las inclinaciones engañosas de la pista.
  • Porque hay serios riesgos en el área de aproximación que pueden hacer peligrar a la aeronave si esta se encuentra un poco debajo del patrón de descenso en la aproximación.
  • Por el elevado riesgo que corre la aeronave en el caso de un descenso brusco o de un ascenso inesperado.
  • Por turbulencia encontrada o existente debido a las condiciones meteorológicas o condiciones del terreno.

Luces Indicadoras del Fin de la Pista (REIL)

Algunas veces las luces están ubicadas al final de la pista para ayudar a la rápida y efectiva identificación del acercamiento del fin de la pista. Cuando se está en la segunda mitad de la pista, las luces blancas de eje y de borde se convierten en una hilera que alterna una bombilla blanca y una roja.

En el último tramo de pista sólo hay bombillas rojas. De esta manera el piloto puede identificar adecuadamente el final de pista sin posibilidad de confusión. También se suele incorporar un sistema que consiste en 2 series de luces que sincronizada mente emiten flash (llamadas luces estroboscópicas), una de cada lado del último tramo de la pista. Sin embargo, éstas no se suelen instalar, pues el sistema de luces estroboscópicas están incorporadas al Sistema de Luces de Aproximación. El sistema REIL es usado para distinguir la cabecera de la pista en lugares caracterizados por numerosas luces de suelo, como señales de neón u otras luces que pueden distraer la atención del piloto.

Sistemas de Luces de Aproximación (ALS).

Los Sistemas de Luces de Aproximación son usados en las cercanías de la cabecera de la pista como parte a las ayudas electrónicas de navegación para la parte final de aproximaciones precisas y no precisas de un vuelo IFR; y también como una guía visual en vuelos VFR nocturnos. El sistema de luces de aproximación suministra al piloto con entradas visuales respecto a la alineación de la aeronave, el balance, el horizonte, el ancho y la posición con respecto a la cabecera de la pista. Desde que los sistemas de iluminación aeroportuarios relevaron a las necesariamente rápidas acciones mentales sobre la información visual que encabezaban las decisiones, un sistema visual es ideal para una guía durante los últimos segundos críticos del movimiento descendente sobre el patrón de planeo.

El sistema de luces de aproximación se creó en base al ángulo del patrón de planeo, el rango visual, el ángulo de visibilidad cortada en la cabina y de las velocidades de aterrizaje. Esto es esencial para que los pilotos estén propensos a utilizar e identificar ALS y de interpretar el sistema sin confusión.

Entre los principales sistemas de ALS se encuentran:

  • ALSF-1
  • ALSF-2
  • MALSR
  • MALSF
  • MALS

Sistema PAPI.

El sistema PAPI (Precision Approach Path Indicator – Indicador de precisión de ruta de aproximación): Consiste en una barra transversal de 4 luces rojas o blancas situadas, normalmente, en el lado izquierdo de la pista. Si el avión va muy alto sobre la senda de planeo verá todas las luces blancas, si va un poco alto verá tres luces blancas y una roja, si va muy bajo, las verá todas rojas, si solo va un poco bajo verá tres rojas y una blanca, y si va en la senda correcta, verá dos blancas y dos rojas.

Iluminación del acotamiento central y de la zona de contacto de la pista.

Estos sistemas de iluminación facilitan los aterrizajes, los giros y los despegues. Las luces de la zona de contacto son más que nada utilizadas para los aterrizajes, y las luces de centro de la pista ayudan después del contacto y brindan la guía primaria durante la carrera de despegue. Ambos sistemas son utilizados como complemento a las ayudas de aproximación electrónicas y ALS bajo condiciones de visibilidad limitada.

Las Luces del Centro de la Pista están unidas casi a la misma altura del pavimento y sobrepuestas sobre un máximo de 2 pies para dejar libre la pintura del acotamiento. Las luces del centro son blancas a excepción de los últimos 3.000 pies. De los 3.000 a los 1.000 pies de la pista, las luces se alternan en rojo y blanco.

Objective

To implement a lightning system for landings strips through sound waves.

Justification

The reason of this project is to use the sound waves because their use is poor; implementing the use of alternative energies for a sustainable consum.

The magnitude of the sound waves that generates an airplane, is the enough to keep on the lighted bulbs for whole days.

In addition to implementing in landing strips it could be added in situations of the daily life, such as turn on a lamp.

The shining of the landing lights are useful for increase the visibility of one airplane to other pilots,so the pilots tend to be forced to keep on their landing lights meanwhile they fly in low altitude or in determined air spaces.

Likewise the landing lights are used sometimes in emergency situations for communicate with the land staff  or with other airplanes,especially when other communication ways are not able.

Hypothesis

If we elaborate a lighting system for landing strips using sound waves, we will save electric energy and we will use in a better way the sound waves.

Method (materials and procedure)

Materials list:

-a perfocel board of 30×40 cm.

-1 ½ meter of loudspeaker cable.

-Electrician pliers.

-6 sockets.

-6 bulbs of 8 volts.

-12 belts.

-Standard microphone.

-Electrical Tape.

Procedure:

1.-Position on perfocel board the 6 sockets making parallel lines of 3 each one.

2.- Peel with the help of the tweezerfrrfs 2 cm speaker wire from the tips.

3.-Cut the cable in 5 segments, 4 of 10 cm and the last of 20 cm.

4.-Remove the screws to the socket then surround the screw with one of the ends of the cable and  to screw again in the socket.Repeat this step with the other sockets.

a atornillar en el socket. Repetir este paso con los sockets restantes.

.5.-Adjust the sockets to the  perfocel board  with the belts.

6.- Connect the parallel  lines by means of the microphone.

7.- Turn on the microphone and make some sound to verify its operation

Results

We got an electric circuit connected in parallel with an approximate cost of $250; and to make impossible the sensor uses NXT EV3,it  be replaced using a sensor from a standard beta microphone (model 38 A) it was used a welding of 450 grams and 0.3 mm to attach the microphone sensor until the circuit in parallel.

The circuit measured in total 30 x 40 and its operation is 40% available than expected originally, the lights of the circuit  operate, but its luminosity is not expected.
To solve the problem, was added to an 8 volt battery and a switch that provides the circuit.

Discussion

During our experimental phase we did not get  the expected results because to lack of required materials to add the circuit.

Failing to get  the sound sensor EV3 NXT we replaced it to a standard beta microphone sensor, a switch and a 8-volt battery as a power source.

With attachments,  proper operation is achieved by 70% of expected.

Conclusions

We got an electronic circuit with a size of 30 by 40 cm, It has 2 parallel lines with 3 light bulbs each one of the bulbs have 8V line up directly.

This circuit can be considered as an alternative to regular lightning systems in airports, it is not required to have an extra capacitation to operate it.

Bibliography

  • Sensor de sonido, Lego ,Consultado el 7 de diciembre del 2016 , Consultado en http://www.julio.sandria.org/archivos/articulos/robotica/legonxt/introduccion/Sensor_Sonido.html
  • Sensor de sonido, Robots argentina, Consultado el 7 de diciembre del 2016, Consultado en http://robots-argentina.com.ar/Sensores_sonido.htm
  • Pistas de aterrizaje, Ecured, Consultado el 7 de diciembre del 2016, Consultado en https://www.ecured.cu/Pista_de_aterrizaje
  • Las pistas de aterrizaje de los aeropuertos, Consultado el 7 de diciembre del 2016, Concultado enhttp://www.pasionporvolar.com/la-pista-de-aterrizaje-de-los-aeropuertos/