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AEROPUERTOS Anexo V – Diseño Aeropuerto Guayaramerín
CIV - 327
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DISEÑO DEL AEROPUERTOS DE GUAYARAMERÍN
I. INTRODUCCIÓN
1. GUAYARAMERÍN
La pista de Guayaramerín tiene una longitud de 2000 m. X 30 m. de ancho.
El problema que presenta la pista es que el cerco de protección está en pésimas
condiciones y como la pista se encuentra rodeada de barrios habitados, el tránsito de
personas, vehículos y animales es constante creando un riesgo para las aeronaves que
la operan.
Especialmente en las últimas horas de la tarde la pista es utilizada para práctica de
otra índole, lo que obliga a los controladores de tráfico a desplazar personal de
seguridad para cada aterrizaje.
Hace bastante tiempo que en Guayaramerín no se realiza ningún tipo de mejora ni en
la pista ni en la terminal de pasajeros, aparte del mantenimiento periódico. Pero de
cualquier manera las autoridades locales continúan realizando gestiones ante el
gobierno central para poder conseguir mejoras tanto en la pista como en la terminal.
En términos de radio – ayudas Guayaramerín solamente posee un NDB con un
alcance de 50 minutos (100 min).
Por las razones expuestas y con ayuda del plano correspondiente al sitio elegido para
el nuevo aeropuerto de Guayaramerín, se proyectara este aeropuerto, efectuando el
siguiente trabajo:
1. Configuración del aeropuerto.
2. Orientación y cálculo de la longitud de la pista.
3. Definición del perfil longitudinal del eje de pista, de acuerdo a la velación
topográfica y a la normas de la O.A.C.I.
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4. Definición de las características físicas de la pista (ancho, márgenes, franja,
pendientes transversales y longitudinales).
5. Ubicación y definición del tamaño de la plataforma.
6. Ubicación y determinación del tamaño del edificio terminal.
7. Diseño del pavimento de concreto asfáltico para la pista y calles de rodaje.
8. Diseño del pavimento rígido para la plataforma.
9. Elegir el tamaño de las losas de hormigón de la plataforma.
Fotografía del estado actual del aeropuerto de Guayaramerín
2. AERONAVE TIPO: BOEING 727
Historia: El Boeing 727 apareció en diciembre de 1960, cinco años después de que la
compañía empezase a estudiar un reactor de corto y medio alcance. Eastern y United
Airlines encargaron 40 ejemplares cada una. El prototipo del 727 voló en febrero de
1.963 y el avión realizó su primer servicio comercial en 1.964. Propulsado en
principio por tres turbosoplantes Pratt & Whitney JT8D-1 de 6.300 kg. de empuje, el
Boeing 727-100 acomodaba 131 pasajeros y se ofrecía en variantes de carga y
pasaje.
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3. ESPECIFICACIONES DE LA AERONAVE TIPO
Envergadura: 32,91 m
Longitud: 46,68 m
Altura: 10,36 m
Superficie alar: 157,93 m2
Planta motriz: 3 turbosoplantes Pratt &Whitney JT8D-1 de 6.300 kg de empuje
unitario.
Peso máximo al despegue: 95.027 kg.
Velocidad de crucero (a 11.000 m): 495 nudos
Alcance: 2.555 millas.
Producción total: 1.832 ejemplares
Nota: Estas características corresponden al Boeing 727-200
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Plano de ubicación del emplazamiento
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II. DISEÑO
1. CONFIGURACIÓN DEL AEROPUERTO
1.1. PISTA ÚNICA
Siguiendo la recomendación de construcción de infraestructura nacional que solo
debe haber una pista única, debido a las características simples y económicas que
ésta presenta.
La capacidad horaria de servicio se determinará como sigue:
IFR = 40 a 50 operaciones por hora.
VFR = 45 a 100 operaciones por hora.
Para el cálculo asumimos: VFR = 50% y IFR = 50%
1.2. ÁREA TERMINAL
Como se realizará una pista única con características simples, entonces adoptaremos
un área terminal de concepto lineal.
1.2.1. CONCEPTO LINEAL
Las aeronaves se estacionan frente a la fachada del edificio terminal en forma
perpendicular o con algún ángulo de inclinación.
La configuración lineal es adecuada cuando el número de aeronaves no excede de 5
unidades, cuando rebasan este número las distancias de caminatas, aumentan,
disminuyendo así la calidad del servicio, sin embargo si se construye un edificio
terminal que permita pasar del estacionamiento a la aeronave, en forma lineal se
mejora considerablemente la capacidad de las instalaciones y el nivel de servicio,
reduciéndose las distancias de caminata.
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1.3. ELECCIÓN DEL ESQUEMA I
El esquema I presenta un aeropuerto con una sola pista, donde se ha supuesto que el
número de aterrizajes y despegues será el mismo en cada dirección. Las distancias a
recorrer en las calles de rodaje son iguales sin tener en cuenta cuál de las cabeceras
se utiliza para el despegue. De igual manera el área terminal está ubicada
estratégicamente para facilitar los movimientos desde cualquiera de las direcciones.
ESQUEMA I
Área
terminal
A
D
Calles
de
rodaje
PISTA PRINCIPAL
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2. ORIENTACIÓN Y LONGITUD DE PISTA
2.1. ORIENTACIÓN
Condiciones existentes en la zona. Se considera los siguientes datos:
Resumen del estudio de vientos realizado durante 5 años
Dirección del
viento
Rango I
7 a 24 Km/Hr
Rango II
24 a 37 Km/Hr
Rango III
37 a 76 Km/Hr
TOTAL
N 2.5 1.1 0.1 3.7
NNE 2.3 0.7 - 3.0
NE 1.8 0.1 - 1.9
ENE 4.6 0.2 - 4.8
E 5.8 0.3 0.1 6.2
ESE 6.9 0.5 0.1 7.5
SE 8.3 1.4 0.2 9.9
SSE 23.0 7.3 0.5 30.8
S 12.6 4.5 0.3 17.4
SSW 5.8 1.3 0.1 7.2
SW 2.2 0.3 0.1 2.6
WSW 2.1 0.3 - 2.4
W 1.6 0.2 - 1.8
WNW 0.9 0.7 - 1.6
NW 0.9 0.9 - 1.8
NNW 1.0 3.7 0.2 4.9
De acuerdo a los cálculos realizados en la planilla de la rosa de vientos, se
obtuvieron los siguientes resultados; se considerarán 5 de los valores más críticos,
para la determinación de la orientación de la dirección de la pista.
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Dirección Rango I Rango II Rango III Total
14 -32 82.30 20.06 0.82 103.18
15 -33 82.30 21.11 1.00 104.41
16 -34 82.30 21.39 1.09 104.78
17 -35 82.30 21.35 1.09 104.74
18 -36 82.30 20.82 0.90 104.02
El mayor valor se registra en la dirección 16 - 34, con una sumatoria total de 104.78,
pero existen varios de ellos que se encuentran muy cerca tal el caso de la dirección
17 – 35 que tiene un total de 104.74 con el que se tiene una variación de centésimas.
Por lo que la orientación adoptada para la pista será en la dirección: 16 - 34.
2.2 LONGITUD DE LA PISTA
De acuerdo a los datos proporcionados para los diferentes tipos de aeronaves
tenemos:
Tipo de
aeronave
Tipo de tren
De aterrizaje Despegue por año Peso en [lb]
B. 737-200C Gemelas 180 115000
B. 727-200 Gemelas 110 190000
B. 727-100 Gemelas 240 160000
FOKKER F28 Gemelas 1100 64000
Por lo que la aeronave crítica será:
AERONAVE CRÍTICA - BOEING 727-200
(Con 110 despegues por año.)
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2.2.1 AERONAVE CRÍTICA
Aeronave Boeing 727-200.
Distancia del aeropuerto de destino = 1300[millas]
Altura sobre el nivel del mar = 524.93 [pies] = 160 [m.s.n.m].
Temperatura de referencia = 30 °C =86 °F
Diferencia de altura = 40.2 [pies]
2.2.2 CÁLCULO DE PESOS
Peso básico de operación + combustible de reserva = 114800 [lb].
Peso del combustible para llegar al aeropuerto de destino = 19*1300 = 2470[lb].
Peso de pasajeros y/o carga pagada = 40300[lb].
PESO MAXIMO DE OPERACIÓN = 179800[lb].
2.2.2.1 CÁLCULO LONGITUD DE ATERRIZAJE
Para FLAPS de 30°.
Peso máximo admisible de aterrizaje = 141500[lb].
Longitud pista :
Interpolar
0 524.93 1000
140 5.37 5.49
141.5 5.503
145 5.53 5.79
Longitud de pista de aterrizaje = 5503 [pies] = 1677 [m].
LONGITUD DE ATERRIZAJE = 1677 [m].
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2.2.2.2 CÁLCULO LONGITUD DE DESPEGUE
Para FLAPS = 5°
Peso máximo de operación = 179800[lb].
Determinación del factor R:
Interpolar
0 524.93 1000
85 64.9 70.3
86 68.205
90 67.2 72.7
R = 68.205
Longitud de la pista:
W = 179800 Lb
R = 68.205
Interpolar
60 68.205 70
175 9.07 10.62
179.8 10.985
180 9.65 11.31
Longitud de pista = 10985 [pies]
Corrección por altura:
Diferencia de elevación = 12.281 m = 40.2 pies
10985 + 40.2x10 = 11387 [pies] = 3470.75 [m]
=> LONGITUD DE ATERRIZAJE = 3500 [m].
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2.2.3 PERFIL LONGITUDINAL.
La determinación del perfil longitudinal se lo realizó en función a los datos
proporcionados en las hojas de especificaciones del proyecto.
3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA PISTA
ANCHO DE LA PISTA
Según los datos de la norma O.A.C.I., se obtiene los siguientes datos:
Letra Clave: C
Número de clave: 4
Pendiente transversal: 1. %
Ancho de la pista: 45 m
Pendiente Longitudinal: 1.5 %
Pendiente transversal: 2.5 %
Margen de pista:
5.72
4560
Franja:
Para un número de clave 4, Franja = 150 m
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Sección transversal de la pista
4 UBICACIÓN Y TAMAÑO DE LA PLATAFORMA
Las longitudes de la plataforma se las determinará siguiendo el manual de diseño de
aeródromos, donde se ingresaron con la clave de referencia del aeropuerto.
Para los tipos de aviones se tiene:
Boing radio de giro 19.95 m => Envergadura = 32.92/2 = 16.46 m
Fokker radio de giro 12.80 m => Envergadura = 25.1/2 = 12.55 m
Tomando como eje de giro el centro del avión:
Obtenemos las siguientes distancias:
Δd1 = 19.95 - 16.46 = 3.49 [m]
Δd2 = 12.80 - 12.55 = 0.25 [m]
Resumen de datos:
Boing 727 – 200
Longitud = 46.86 m
Envergadura = 32.92 m
Δd1 = 3.49 m
Fokker F28
Longitud = Por diseño asumimos la del Boing = 46.86 m
Envergadura = 25.1 m
Δd2 = 0.25 m
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Distancia mínima clave C = 4.5 m
Separación entre extremos de las alas = 9 m
Separación del eje de una calle de acceso al punto de
estacionamiento de aeronaves y un objeto (terminal) = 24.5 m
Distancia entre el eje de una calle de rodaje en la plataforma
y un objeto = 26 m
Al no tener mayor información sobre la separación entre los extremos de las alas de
avión se recurrió a la tabla que fue proporcionada por el docente de la materia, de la
cual se obtuvo el siguiente dato:
Turbo reactores trí y cuatrimotores = 9 m
5 DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE (Pistas y calles de rodaje)
R2 W2 W1 R1
Datos: Aeronave de diseño : B-727-200
Peso : 190000 [lb]
Salidas Anuales Equivalentes: 378
CBR = 20 % (suelo de fundación) => Espesor = 15”
CBR = 60 % (subbase, agregado natural) => Espesor = 7”
CBR = 100 % (capa base)
AERONAVE TIPO DE TREN DESPEGUES PESO ESPESOR SALIDAS SEGÚN EL PESO POR PESO AVIÓN SALIDAS
DE ATERRIZAJE POR AÑO AVION [Lb] [plg] TREN DE A. DE DIS. RUEDA CRÍTICO EQUIVALENTES
B-737-200C GEMELAS 180 115000 10,6 180 27313 45125 57
B 727-200 GEMELAS 110 190000 15 110 45125 45125 110
B 727-100 GEMELAS 240 160000 13,7 240 38000 45125 153
FOKKER GEMELAS 1100 64000 6,5 1100 15200 45125 58
378Total de salidas equivalentes anuales =
4 ruedas de Nº
0.95avión Peso W2
W1
W2logR2Ant.logR1
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Espesor total = 15”
Espesor súbbase = 8”
Espesor capa base = 3” < 8 entonces corregir a 8
Espesor capa de rodadura = 4
Espesor de concreto asfáltico = 5” por área crítica y 4” por área no Crítica
CORRECCIÓN
4"
3"
8"
Carpeta
asfáltica
Capa
base
Sub – base
CBR = 60 %
15
Terreno de
fundación
CBR = 20 %
4"
8"
3"
Carpeta
asfáltica
Capa
base
Sub – base
CBR = 60 %
15
"
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6 DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO (Plataforma)
R2 W2 W1 R1
Datos:
Aeronave de diseño : B-727-200
Peso : 190000 [lb]
Salidas Anuales Equivalentes: 378
Terreno de fundación: K=200 lb/plg3
Resistencia a la flexión del hormigón = 650 lb/plg2
Subbase: Material granular natural
1er Tanteo
Espesor subbase = 6“
K’ = 250 lb/plg3
Espesor del Hº = 15 “ (según lo tanteado)
2º Tanteo
Espesor subbase = 8“
K’ = 270 lb/plg3
Espesor del Hº = 14.75 “ (según lo tanteado)
AERONAVE TIPO DE TREN DESPEGUES PESO ESPESOR SALIDAS SEGÚN EL PESO POR PESO AVIÓN SALIDAS
DE ATERRIZAJE POR AÑO AVION [Lb] [plg] TREN DE A. DE DIS. RUEDA CRÍTICO EQUIVALENTES
B-737-200C GEMELAS 180 115000 11,48 180 27313 45125 57
B 727-200 GEMELAS 110 190000 15,38 110 45125 45125 110
B 727-100 GEMELAS 240 160000 13,7 240 38000 45125 153
FOKKER GEMELAS 1100 64000 8,6 1100 15200 45125 58
378Total de salidas equivalentes anuales =
4 ruedas de Nº
0.95avión Peso W2
W1
W2logR2Ant.logR1
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3er Tanteo
Espesor subbase = 10“
K’ = 275 lb/plg3
Espesor del Hº = 14.65 “ (según lo tanteado)
4º Tanteo
Espesor subbase = 12“
K’ = 290 lb/plg3
Espesor del Hº = 14.6 “ (según lo tanteado)
5º Tanteo
Espesor subbase = 14“
K’ = 300 lb/plg3
Espesor del Hº = 14.5 “ (según lo tanteado)
Precios de los espesores obtenidos de los 5 tanteos:
Precio del Hº = 190 $us/m3
Espesor de
Subbase[plg]
K equivalente
Efectivo [lb/plg3]
Espesor de losa
[plg]
Precio
[$us / m3]
1ª 6 250 15 72.39
2ª 8 270 14.75 71.18
3ª 10 275 14.65 70.7
4ª 12 290 14.6 70.4
5ª 14 300 14.5 69.97
1ª Alternativa
14.5”
14"
Capa de Hº
Sub – base
CBR = 60 %
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2ª Alternativa
Sub base capa triturada = 20 $us/m2
Precio del Hº = 190 $us/m3
Capa elegida
3ª Alternativa
Sub base capa de material natural granular = 15 $us/m2
Precio del Hº = 190 $us/m3
COMPARACIÓN Espesor Precio de Sub Espesor Precio de Precio Total Observación
sub base [plg] base [$us/m2] Hº [plg] Hº [$us/m2] $us/m2
1º 6 3,048 15 72,39 75,438
2ª 8 4,064 14,75 71,1835 75,2475 Mas Barata
3ª 10 5,08 14,65 70,7009 75,7809
4ª 12 6,096 14,6 70,4596 76,5556
5ª 14 7,112 14,5 69,977 77,089
COMPARACIÓN Espesor Precio de Sub Espesor Precio de Precio Total Observación
sub base [plg] base [$us/m2] Hº [plg] Hº [$us/m2] $us/m2
1º 6 2,286 15 72,39 74,676
2ª 8 3,048 14,75 71,1835 74,2315 Mas Barata
3ª 10 3,81 14,65 70,7009 74,5109
4ª 12 4,572 14,6 70,4596 75,0316
5ª 14 5,334 14,5 69,977 75,311
14.75
”
8"
Capa de Hº
Sub – base
CBR = 60 %
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Capa elegida
Conclusión:
De las tres alternativas mostradas anteriormente podemos observar que la más
conveniente económicamente es la siguiente:
Capa Final
Capa Final
14.75
”
8"
Capa de Hº
Sub – base
CBR = 60 %
14.75
”
8"
Capa de Hº
Sub – base
CBR = 60 %
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7 ELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LOSAS DE HORMIGÓN DE LA
PLATAFORMA
El diseño de la plataforma de Hº tendrá que satisfacer las dimensiones para
un B-727-200 y Fokker F28