Navegação Aérea Segundo o Conceito CNS/ATM: Custos e

Transcrição

Tese apresentada à Divisão de Pós-Graduação do Instituto Tecnológico de
Aeronáutica como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre
em Ciência no Curso de Engenharia de Infra-Estrutura Aeronáutica, Área
de Transporte Aéreo e Aeroportos
Cristiani de Araújo Siqueira
Navegação Aérea Segundo o Conceito CNS/ATM:
Custos e Benefícios
Tese aprovada em sua versão final pelos abaixo assinados:
___________________________
Prof. Dr. Protógenes Pires Porto
Orientador
___________________________
Prof. Dr. Homero Santiago Maciel
Chefe da Divisão de Pós-Graduação
Campo Montenegro
São José dos Campos, SP – Brasil
2005
Navegação Aérea Segundo o Conceito CNS/ATM:
Composição da Banca Examinadora:
Prof. Dr. Cláudio Jorge Pinto Alves - Presidente - ITA
Prof. Dr. Protógenes Pires Porto - Orientador - ITA
Prof. Dr. Alessandro Vinícius Marques de Oliveira - ITA
Prof. Dr. Anderson Ribeiro Correia - ITA
Prof. Dr. João Batista Camargo Júnior - USP
ITA
Sumário
CAPÍTULO I
INTRODUÇÃO
1
1
I.1 Introdução
1
I.2 Implementação do CNS/ATM
2
I.2.1 Plano Nacional de Implementação dos Sistemas CNS/ATM
3
I.3 Motivação
5
I.4 Objetivo
6
I.5 Descrição dos Capítulos
6
CAPÍTULO II
NAVEGAÇÃO AÉREA SEGUNDO CNS/ATM
7
7
II.1 Introdução
7
II.2 Sistema Global de Navegação por Satélite
8
II.2.1 Evolução Operacional
II.2.2 Elementos do Sistema GNSS
9
10
II.2.2.1 Sistema de Aumentação Baseado em Satélites
10
II.2.2.2 Sistema de Aumentação Baseado em Solo
11
II.2.2.3 Sistema de Aumentação de Bordo
12
II.2.3 Requisitos de Desempenho do GNSS para a Navegação Aérea
12
II.2.4 GNSS no Brasil
13
II.3 Navegação de Área
14
II.4 Performance de Navegação Requerida
16
II.4.1 Tipos de RNP Praticados
17
II.4.2 Construção de Procedimentos RNAV
19
II.4.3 Sistema RNAV/RNP
19
II.4.4 RNAV e RNP no Brasil
22
II.4.4.1 Estratégia de Implementação da RNAV
22
II.4.4.2 Estratégia de Implementação da RNP
23
II.5 Redução dos Mínimos de Separação Vertical
II.5.1 Equipamento RVSM
23
24
i
II.5.2 RVSM no Brasil e no Mundo
II.6 Resumo
CAPÍTULO III
25
26
29
CUSTOS E BENEFÍCIOS
29
III.1 Introdução
29
III.2 Metodologia de Análise de Custo-Benefício
30
III.2.1 Abordagem do Valor Presente Líquido
31
III.2.1.1 Período de Análise
32
III.2.1.2 Ano-Base
32
III.2.1.3 Taxa Mínima de Atratividade
32
III.2.1.4 Inflação
33
III.2.2 Análise de Viabilidade
33
III.2.3 Metodologia Adotada
34
III.3 Determinação dos Cenários Analisados
35
III.4 Cenário 1 – RNAV/RNP 5
37
III.4.1 Custos
37
III.4.1.1 Aprovação Operacional RNAV/RNP 5
38
III.4.1.2 Implantação RNAV/RNP 5
40
III.4.2 Benefícios
41
III.4.2.1 Rotas Diretas em Grande Círculo
42
III.4.2.2 Aumento da Capacidade do Espaço Aéreo
43
III.4.2.3 Redução da Vetoração Radar
44
III.4.2.4 Redução dos Impactos Ambientais
44
III.4.3 Quadro Resumo: Custos x Benefícios RNAV/RNP 5
III.5 Cenário 2 – RVSM
III.5.1 Custos
47
47
47
III.5.1.1 Aprovação Operacional RVSM
48
III.5.1.2 Implantação da RVSM
51
III.5.2 Benefícios
52
III.5.2.1 Redução da Carga de Trabalho do Controlador
53
53
III.5.2.3 Economia de Combustível
53
ii
III.5.2.4 Redução da Emissão de Poluentes na Atmosfera
III.5.3 Quadro Resumo: Custos x Benefícios RVSM
III.6 Cenário 3 – GNSS Como Meio Primário de Navegação
III.6.1 Custos
55
56
56
57
III.6.1.1 Implantação do SBAS
57
III.6.1.2 Aprovação Operacional SBAS
59
III.6.2 Benefícios
59
III.6.2.1 Guiagem Vertical
60
III.6.2.2 Suporte aos Requisitos RNAV/RNP
63
III.6.2.3 Racionalização da Infra-Estrutura de Rádio-Auxílios Convencionais
64
III.6.2.4 Aplicações Marítimas e Terrestres
66
III.6.3 Quadro Resumo: Custos x Benefícios SBAS
III.7 Resumo
CAPÍTULO IV
66
67
69
ESTUDO DE CASO: IMPLANTAÇÃO DA RVSM NO ESPAÇO AÉREO BRASILEIRO - ANÁLISE CUSTO-BENEFÍCIO 69
IV.1 Introdução
69
IV.2 Cenários de Estudo
69
IV.3 Custos RVSM
71
IV.3.1 Determinação da Frota de Aeronaves “Elegíveis RVSM”
71
IV.3.2 Obtenção do Certificado de Aeronavegabilidade RVSM
73
IV.3.3 Monitoramento de Altitude
73
IV.3.4 Treinamento de Tripulantes Técnicos
76
IV.3.5 Implementação do Programa de Manutenção
76
IV.3.6 Planejamento - Custo da Simulação ATC RVSM
77
IV.3.7 Treinamento dos Controladores de Tráfego Aéreo
78
IV.3.8 Implementação da RVSM para o Provedor ATS
78
IV.4 Benefícios RVSM
IV.4.1 Economia de Combustível
78
79
IV.4.1.1 Amostra de Tráfego
79
IV.4.1.2 Determinação do Tamanho da Etapa de Vôo
80
IV.4.1.3 Base de Dados de Aeronave
81
IV.4.1.4 Peso de Decolagem
82
iii
IV.4.1.5 Limitação do Tempo de Cruzeiro
83
IV.4.1.6 Cenário Base: Cálculo do Consumo de Combustível
83
IV.4.1.7 Cenário RVSM: Cálculo do Consumo de Combustível
86
IV.4.2 Redução da Emissão de Poluentes na Atmosfera
89
IV.4.3 Redução da Carga de Trabalho do Controlador
90
IV.5. Análise de Custo-Benefício da Implementação da RVSM
IV.5.1 Custo-Benefício para os Operadores
IV.5.1.1 Valor Presente Líquido e Razão Custo/Benefício
IV.5.2 Custo-Efetividade para os Provedores ATS
IV.6 Resumo
CAPÍTULO V
CONCLUSÕES E COMENTÁRIOS FINAIS
APÊNDICES
91
91
92
96
97
99
99
105
APÊNDICE 1: UTILIZAÇÃO DOS AUXÍLIOS À NAVEGAÇÃO AÉREA NO BRASIL
105
APÊNDICE 2: DETERMINAÇÃO DA FROTA “ELEGÍVEL RVSM”
111
APÊNDICE 3: DETERMINAÇÃO DO PESO DE DECOLAGEM DOS VÔOS
115
ANEXOS
118
ANEXO A: CUSTOS DE AQUISIÇÃO, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE BORDO
118
ANEXO B: CUSTO DOS BOLETINS DE SERVIÇO PARA ADEQUAÇÃO RVSM
119
ANEXO C: MODELO CARSAMMA DE MONITORAMENTO DE ALTITUDE
121
ANEXO D: FÓRMULA DE BESSELL
123
GLOSSÁRIO
124
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
125
iv
Índice de Figuras
FIGURA 1-1 BENEFÍCIO DA HARMONIZAÇÃO REGIONAL NA IMPLEMENTAÇÃO DO CNS/ATM. ................................ 2
FIGURA 2-1: MELHORIA DA NAVEGAÇÃO AÉREA SEGUNDO CNS/ATM................................................................... 8
FIGURA 2-2: ROTAS RNP 10 NO PACÍFICO NORTE. ................................................................................................ 19
FIGURA 2-3: FUNÇÕES DOS SISTEMAS RNAV E FMS. ........................................................................................... 20
FIGURA 2-4 ENTRADA DE DADOS DE NAVEGAÇÃO DO FMS................................................................................... 21
FIGURA 3-1 VISÃO GENÉRICA DE ABORDAGEM DO VALOR PRESENTE LÍQUIDO.................................................... 31
FIGURA 3-2: METODOLOGIA DE ACB. ................................................................................................................... 35
FIGURA 3-3: ALCANCE ESPECÍFICO EM FUNÇÃO DA MASSA E DA ALTITUDE........................................................... 54
FIGURA 3-4: ALTITUDE ÓTIMA DE VÔO EM FUNÇÃO DA MASSA DA AERONAVE...................................................... 54
FIGURA 3-5: PROCEDIMENTO “STEP CLIMB”. ........................................................................................................ 55
FIGURA 3-6: ACIDENTES DO TIPO CFIT X TOTAL DE ACIDENTES. .......................................................................... 62
FIGURA 3-7: FATALIDADES CAUSADAS POR ACIDENTES CFIT X FATALIDADES NA AVIAÇÃO CIVIL....................... 62
FIGURA 4-1: AERONAVES DE AVIAÇÃO COMERCIAL “ELEGÍVEIS RVSM”. ............................................................ 72
FIGURA 4-2: AERONAVES DE AVIAÇÃO GERAL “ELEGÍVEIS RVSM. ...................................................................... 72
FIGURA 4-3: DIAGRAMA DE CÁLCULO DO CUSTO DE MONITORAMENTO DE ALTITUDE. .......................................... 74
FIGURA 4-4: ALGORITMO ITERATIVO PARA CÁLCULO DO CONSUMO DE COMBUSTÍVEL ....................................... 85
FIGURA 4-5: SOLICITAÇÃO DOS NÍVEIS DE VÔO NOS CENÁRIOS BASE E RVSM.................................................... 87
FIGURA 4-6: RETORNO SOBRE INVESTIMENTO: AVIAÇÃO COMERCIAIS DE MÉDIO E GRANDE PORTES.................. 93
FIGURA 4-7: RETORNO SOBRE INVESTIMENTO: AVIAÇÃO GERAL .......................................................................... 94
FIGURA 4-8: RETORNO SOBRE INVESTIMENTO: C525 ............................................................................................ 95
FIGURA 4-9: RETORNO SOBRE INVESTIMENTO: LJ55 ............................................................................................. 96
FIGURA A1-1: UTILIZAÇÃO DO GNSS COMO MEIO PRIMÁRIO DE NAVEGAÇÃO AÉREA. ..................................... 107
FIGURA A1-2: SISTEMAS DE APOIO À NAVEGAÇÃO POR SATÉLITE NOS E.U.A. .................................................... 108
FIGURA A1-3: PLANO DE UTILIZAÇÃO DOS AUXÍLIOS À NAVEGAÇÃO AÉREA NA EUROPA. ................................... 109
FIGURA A2-1: DISTRIBUIÇÃO DAS AERONAVES APÓS A APLICAÇÃO DOS CRITÉRIOS 1 E 2.................................... 112
FIGURA A2-2: DISTRIBUIÇÃO DAS AERONAVES SEGUNDO A APROVAÇÃO OPERACIONAL RVSM. ....................... 114
FIGURA D-1: LEI DOS SINAIS DO PLANO CARTESIANO......................................................................................... 123
v
Índice de Tabelas
TABELA 2-1: REQUISITOS DE DESEMPENHO DO GNSS PARA A NAVEGAÇÃO AÉREA............................................. 13
TABELA 2-2: UTILIZAÇÃO DO GNSS NA REGIÃO CAR/SAM. ............................................................................... 14
TABELA 2-3: TIPOS DE RNP PRATICADOS.............................................................................................................. 18
TABELA 2-4: CRONOGRAMA DE IMPLEMENTAÇÃO DA RNAV E RNP NA REGIÃO CAR/SAM............................... 22
TABELA 2-5: IMPLEMENTAÇÃO DA RVSM NO MUNDO. ......................................................................................... 26
TABELA 3-1: CENÁRIOS ANALISADOS. .................................................................................................................. 36
TABELA 3-2: QUADRO RESUMO: CUSTOS X BENEFÍCIOS RNAV/RNP 5................................................................ 47
TABELA 3-3: REQUISITOS DE MONITORAMENTO SEGUNDO O MODELO CARSAMMA. ......................................... 50
TABELA 3-4: QUADRO RESUMO: CUSTOS X BENEFÍCIOS RVSM. .......................................................................... 56
TABELA 3-5: CUSTOS E DESPESAS EVITADOS COM A IMPLEMENTAÇÃO DO SBAS. ............................................... 65
TABELA 3-6: QUADRO RESUMO: CUSTOS X BENEFÍCIOS SBAS............................................................................. 67
TABELA 4-1: CARACTERIZAÇÃO DOS CENÁRIOS BASE E RVSM. .......................................................................... 70
TABELA 4-2: CUSTO DA SIMULAÇÃO ..................................................................................................................... 77
TABELA 4-3: CUSTO DE IMPLEMENTAÇÃO RVSM PARA O PROVEDOR ATS........................................................... 78
TABELA 4-4: AERONAVES DE TRABALHO .............................................................................................................. 80
TABELA 4-5: REPARTIÇÃO DOS VÔOS DA AMOSTRA.............................................................................................. 80
TABELA 4-6: CÁLCULO DO ALCANCE ESPECÍFICO E CONSUMO DE COMBUSTÍVEL ................................................ 84
TABELA 4-7: NÍVEIS DE VÔO EM FUNÇÃO DO RUMO MAGNÉTICO - ESPAÇO AÉREO NÃO-RVSM......................... 84
TABELA 4-8: NÍVEIS DE VÔO EM FUNÇÃO DO RUMO MAGNÉTICO - ESPAÇO AÉREO RVSM ................................. 86
TABELA 4-9: ECONOMIA ANUAL DE COMBUSTÍVEL - ANO 2005 (KG) ................................................................... 88
TABELA 4-10: ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL – ANO 2005 (US$)........................................................................... 89
TABELA 4-11: REDUÇÃO DA EMISSÃO DE CO2, SO2, H2O E NOX (TON.) - PERÍODO: 2005 A 2019........................ 89
TABELA 4-12: REDUÇÃO DA CARGA DE TRABALHO DO CONTROLADOR POR AERONAVE ...................................... 91
TABELA 4-13: SUMÁRIO DOS CUSTOS E BENEFÍCIOS PARA OS OPERADORES ......................................................... 92
TABELA 4-14: VALOR PRESENTE LÍQUIDO E RAZÃO CUSTO/BENEFÍCIO................................................................ 93
TABELA 4-15: C525 E LJ55 - VALOR PRESENTE LÍQUIDO E RAZÃO CUSTO/BENEFÍCIO......................................... 95
TABELA 4-16: SUMÁRIO DOS CUSTOS DA IMPLANTAÇÃO DA RVSM PARA O PROVEDOR ATS.............................. 96
TABELA A1-1: COBERTURA MÉDIA POR AUXÍLIO À NAVEGAÇÃO......................................................................... 105
vi
TABELA A2-1: AERONAVES COM TETO OPERACIONAL INFERIOR AO FL 290........................................................ 111
TABELA A3-1: TAXA DE OCUPAÇÃO DAS AERONAVES......................................................................................... 116
TABELA A3-2: CONFIGURAÇÃO DE PESO MÉDIO POR PASSAGEIRO E DE SUA BAGAGEM. ...................................... 116
TABELA A3-3: DISTÂNCIA DO AEROPORTO ALTERNATIVO EM FUNÇÃO DO AEROPORTO DE DESTINO. ................. 117
TABELA A-1: CUSTOS DE AQUISIÇÃO, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE BORDO. .................. 118
TABELA B-1: CUSTO ESTIMADO DOS BOLETINS DE SERVIÇO PARA ADEQUAÇÃO RVSM.................................... 119
TABELA C-1: GRUPOS DE MONITORAMENTO DE ALTITUDE................................................................................. 121
vii
Resumo
O aperfeiçoamento da navegação aérea segundo o conceito CNS/ATM inclui a
implementação do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) como elemento
provedor de infra-estrutura de navegação e os conceitos de Navegação de Área (RNAV), de
Performance de Navegação Requerida (RNP) e da Redução dos Mínimos de Separação
Vertical (RVSM) como elementos de gestão de tráfego aéreo.
A Organização da Aviação Civil Internacional considera estes elementos como solução de
longo prazo para melhorar a eficiência e a segurança do espaço aéreo frente ao crescimento do
tráfego. Todavia implementá-los significa investir para adequar operadores e Provedores de
Serviço de Tráfego Aéreo às normas que regem a prática de tais elementos.
Neste trabalho, a implementação da RNAV, da RNP, da RVSM e do GNSS como meio
primário de navegação no espaço aéreo brasileiro são avaliadas qualitativamente. Para tanto,
os custos e benefícios operacionais e econômicos, ligados a cada elemento citado, são
investigados e contextualizados na realidade do país.
A título de estudo de caso, uma análise quantitativa de custo-benefício da implementação da
RVSM no Brasil é realizada. Os resultados obtidos foram favoráveis para a aviação
comercial, enquanto que inviáveis para a aviação geral de forma agregada. A viabilidade da
aviação geral deve portanto ser analisada caso a caso, segundo a utilização da aeronave em
questão e seus custos de aprovação operacional.
Para subsidiar as análises supracitadas, estudos específicos foram desenvolvidos e
disponibilizados nos apêndices deste volume.
viii
Abstract
The air navigation improvements according to the CNS/ATM concept include the Global
Navigation Satellite System (GNSS) implementation, as navigation infra-structure provider,
and the Area Navigation (RNAV), Required Navigation Performance (RNP) and Reduced
Vertical Separation Minima (RVSM) concepts as Air Traffic Management elements.
These elements are considered by the International Civil Aviation Organization as a key
feature to improve the airspace effiency and safety face to a long term increasing traffic. On
the other hand, they make Operators and Air Trafic Service Providers compliant to the
requirements associated with these elements that demand some investment.
In this document, the RNAV, RNP, RVSM and GNSS implementation as a primary mean of
navigation in Brazilian airspace, are evaluated by a qualitative approach. Costs and operational and economic benefits associated to these elements are investigated according to the
Brazilian scenario.
As a case study, a cost-benefit quantitative analysis of RVSM implementation in Brazil is
performed. The results achieved are very positive for the comercial aviation segment, but not
for the general aviation. The general aviation fleet shall be evaluated case-by-case, according
to its utilization rates and costs to obtain the RVSM operational approval.
To substanciate these analysis, specific studies were developed and are available for further
information in this document’s apendix.
ix
Agradecimentos
Agradeço primeiramente a Deus, por me permitir a vida e aos meus pais, Zinelson de Oliveira
Siqueira e Vera Lúcia de Araújo Siqueira, a quem devo a pessoa que sou e grande parte desta
conquista.
Ao professor Protógenes Pires Porto, meu orientador, pela colaboração e incentivo.
Agradecimentos especiais ao DAC na pessoa do Tenente Alvimar de Lucena cuja orientação
prestada foi fundamental para a concretização deste trabalho. Ao DECEA, pelo fornecimento
de informações pertinentes no decorrer desta pesquisa e ao IPV, pelos inúmeros
esclarecimentos prestados.
Igualmente grata a VARIG na pessoa dos Engenheiros Carlos Quintiere e Murillo Cubas Jr,
pela solicitude e acolhimento caloroso na ocasião da realização da visita técnica.
À FAPESP, pelo suporte dado a este projeto de pesquisa, imprescindível à sua consolidação.
Agradeço ainda a todos os colegas e amigos que contribuiram durante a execução deste
trabalho: Milton Valdir de Matos Feitosa (VARIG), Christiano Max (INPE), Renny
Apolinário da Silva (ICEA), Érico Soriano M. Santana (ICEA), Eno Siewerdte (ATECH),
Celso Luís do Couto Figueiredo (DECEA), Saulo José da Silva (DECEA) e Julio César de
Souza Pereira (DECEA).
Por fim, toda minha gratidão ao meu companheiro Daniel Brum Pretto por estar ao meu lado,
me ajudando a superar os momentos de desânimo, pela compreensão, paciência e apoio.
x
Relação de Símbolos e Abreviaturas
ABAS
Sistema de Aumentação de Bordo
Aircraft-Based Augmentation System
ACB
Análise de Custo-Benefício
ACC
Centro de Controle de Área
Area Control Center
ADF
Localizador Automático de Direção
Automatic Direction Finder
AIC
Circular de Informação Aeronáutica
Aeronautical Information Circular
AIP
Publicação de Informações Aeronáuticas
Aeronautical Information Publication
APV
Aproximação com Guiagem Vertical
Approach with Vertical Guidance
ATC
Controle de Tráfego Aéreo
Air Traffic Control
ATECH
Fundação Tecnologias Críticas
ATM
Gestão de Tráfego Aéreo
Air Traffic Management
ATS
Serviço de Tráfego Aéreo
Air Traffic Service
BADA
Base de Dados de Aeronave
Base of Aircraft Data
B-RNAV
Navegação de Área Básica
Basic Area Navigation
BS
CAR/SAM
Boletim de Serviço
Caribe e América do Sul
Caribbean and South American
CARSAMMA Agência de Monitoramento Regional do Caríbe e América do Sul
Caribbean and South American Regional Monitoring Agency
xi
CAT
Categoria de aproximação por instrumentos
CDI
Indicador de Desvio de Curso
Course Deviation Indicator
CDU
Unidade de Monitoramento e Controle
Control Display Unit
CFIT
Colisão de Vôo Controlado Contra o Terreno
Controlled Flight Into Terrain
CNS
Comunicação, Navegação e Vigilância
Communication, Navigation and Surveillance
CO
Monóxido de Carbono
CO2
Dióxido de Carbono
CP
Carga Paga
CPqD
Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações
DAC
Departamento de Aviação Civil
DECEA
DME
EATCHIP
ECAC
EGNOS
ERC
EUR/SAM
Departamento de Controle do Espaço Aéreo
Equipamento Mensurador de Distância
Distance Measurement Equipament
Programa de Integração e Harmonização do Controle de Tráfego Aéreo na
Europa
Estados da Conferência de Aviação Cívil Européia
States of European Civil Aviation Conference
Serviço de Navegação Geoestacionário Europeu
European Geostationary Navigation Overlay Service
Cartas de Rotas
Enroute Chart
Europa - América do Sul
FAA
Federal Aviation Administration
FANS
Sistemas de Navegação Aérea do Futuro
Future Air Navigation Systems
xii
FIR
Região de Informação de Vôo
Flight Information Region
FL
Nível de Vôo
Flight Level
FMC
Computador de Gerenciamento de Vôo
Flight Management Computer
FMS
Sistema de Gerenciamento de Vôo
Flight Management System
GAGAN
GALILEO
GPS e GEO Navegação Aumentada
GPS And GEO Augmented Navigation
Sistema Europeu de Navegação Global por Satélite
GBAS
Sistema de Aumentação Baseado em Solo
Ground-Based Augmentation System
GEIV
Grupo Especial de Inspeção em Vôo
GLONASS
Sistema de Satélites de Navegação Global Russo
Global Navigation Satellite System (Russian)
GMS
Sistema de Monitoramento baseado em GPS
GPS Based Monitoring System
GMU
Unidade de Monitoramento GPS
GPS Monitoring Unit
GNSS
Sistema Global de Navegação por Satélite
Global Navigation Satellite System
GPS
GREPECAS
Sistema de Posicionamento Global
Global Positioning System
Grupo Regional de Planejamento e Implementação dos Sistemas CNS/ATM
no Caribe e América do Sul
H2O
Água
HMU
Unidade de Monitoramento de Altura
Heigh Monitoring Unit
HSI
Indicador de Situação Horizontal
Horizontal Situation Indicator
xiii
ICEA
Instituto de Controle do Espaço Aéreo
IFR
Regras de Vôo por Instrumentos
Instrument Flight Rules
ILS
Sistema de Pouso por Instrumentos
Instrument Landing System
INS
Sistema de Navegação Inercial
Inertial Navigation System
IPV
Instituto de Proteção ao Vôo
IRS
Sistema de Referência Inercial
Inertial Reference System
JAA
Joint Aviation Authorities
MASPS
MMR
MN
MSAS
Especificações Mínimas de Desempenho de Sistemas de Aeronave
Minimum Aircraft Systems Performance Specification
Receptor Múltiplo Modo
Multi-Mode Receiver
Milha Náutica
Sistema de Aumentação por Satélite Multi-Funcional
Multi-Functional Satellite Augmentation System
NDB
Radio Farol Não-Direcional
Non-Directional Radio Beacon
NOx
Óxidos de Nitrogênio
NPA
Aproximação de não precisão
Non-Precision Approach
OACI
Organização da Aviação Civil Internacional
ONU
Organização das Nações Unidas
PD
Peso de Decolagem
PMD
Peso Máximo de Decolagem
POV
Peso Operacional Vazio
RAIM
Sistema de Monitoramento Autônomo de Integridade
Receiver Autonomous Integrity Monitoring
xiv
RNAV
RNP
Navegação de Área
Area Navigation
Performance de Navegação Requerida
Required Navigation Performance
RVSM
Redução dos Mínimos de Separação Vertical
Reduced Vertical Separation Minima
SARPS
Normas e práticas recomendadas
Standards And Recomended Practices,
SBAS
Sistema de Aumentação Baseado em Satélites
Satellite-Based Augmentation System
SID
SISCEAB
SO2
Saída Padrão por Instrumento
Standard Instrument Departure
Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro
Dióxido de Enxofre
STAR
Rota Terminal Padrão de Chegada
Standard Terminal Arrival Route
TCAS
Sistema de Alerta de Tráfego e Aviso de Colisão
Traffic Allert and Collision Avoidance System
TMA
Área Terminal
TSE
Erro Total do Sistema
Total System Error
TO
Taxa de Ocupação
VOR
Radiofarol Omnidirectional em VHF
VHF Omnidirectional Radio Range
VPL
Valor Presente Líquido
VSM
Mínimos de Separação Vertical
Vertical Separation Minima
WAAS
Sistema de Aumentação de Área Ampla
Wide Area Augmentation System
xv
Capítulo I
Introdução
I.1 INTRODUÇÃO
No início dos anos oitenta, a Organização de Aviação Civil Internacional (OACI) reconheceu
que as limitações dos sistemas convencionais de navegação aérea estavam crescendo
significativamente e que seria necessário introduzir melhorias para sustentar a aviação civil do
século XXI. Em 1983, foi instituído um comitê denominado Sistemas de Navegação Aérea do
Futuro (FANS) com a tarefa de estudar, identificar e analisar novos conceitos e técnicas e
apontar soluções para o desenvolvimento progressivo e coordenado da navegação aérea.
Foi então concebido o conceito de Comunicação, Navegação e Vigilância / Gestão de Tráfego
Aéreo (CNS/ATM), empregando tecnologia digital, inclusive sistema satelital associado a
vários níveis de automação, com a finalidade de proporcionar uma gestão de tráfego aéreo
mundialmente eficaz, segura e uniforme [Galotti, 1997].
O CNS/ATM deverá ser gradualmente implementado em nível mundial até o ano de 2010, de
acordo com o cronograma recomendado pela OACI, da qual o Brasil é membro.
Mesmo em regiões do globo atualmente classificadas como não restritivas, estima-se que o
aumento contínuo e progressivo do tráfego e a necessidade de harmonização dos sistemas
ATM, em nível regional e global, determinarão a necessidade da implementação total ou
parcial dos sistemas CNS/ATM.
1
Dentre as possíveis melhorias nas tecnologias, técnicas e práticas de comunicação, navegação
e vigilância aeronáutica, o presente trabalho se deterá exclusivamente na análise daquelas
aplicáveis à navegação aérea em rota e em área terminal.
I.2 IMPLEMENTAÇÃO DO CNS/ATM
A viabilidade econômica dos sistemas CNS/ATM em determinado país é diretamente
influenciada por seu ambiente político e institucional. Os custos e os benefícios decorrentes
da implementação dos novos sistemas são afetados pela política nacional e regional, que rege
a indústria da aviação, e pelo grau de harmonização da implementação entre regiões vizinhas.
Conforme ilustrado na Figura 1-1, é desejável que as diferenças no ritmo da implementação
dos novos sistemas nos diferentes países, não provoquem descontinuidades, comprometendo a
economia e a eficiência das operações [OACI, 1995].
Y
X
ESPAÇO AÉREO 1
ESPAÇO AÉREO 2
Percurso com navegação convencional nos espaços aéreos 1 e 2
Percurso com CNS/ATM no espaço aéreo 2
Percurso com CNS/ATM nos espaços aéreos 1 e 2
Figura 1-1 Benefício da harmonização regional na implementação do CNS/ATM.
A harmonização de padrões e procedimentos, com o objetivo de estabelecer um espaço aéreo
interoperável e sem descontinuidades, permitirá que os operadores realizem vôos intra e interregiões, de acordo com as melhores rotas e em seus perfis mais adequados, dinamicamente
ajustados para a melhor relação custo/benefício possível e sem que ocorram descontinuidades
operacionais nas transposições de fronteiras internacionais.
2
Dado ao alto grau de cooperação necessário entre os países e regiões para que haja uma
harmonização internacional, a OACI concebeu o Plano Mundial para Implementação dos
Sistemas CNS/ATM (OACI, Doc 9750) com o intuito de disciplinar e estabelecer diretrizes
de transição apropriadas, visando a subsidiar uma implementação progressiva, ordenada e
benéfica para usuários e provedores de Serviço de Tráfego Aéreo. Os Planos Regionais e
Nacionais surgiram como desdobramentos do Plano Mundial.
No caso particular da região composta pelo Caribe e América do Sul, denominada região
CAR/SAM, a implementação é coordenada pelo Grupo Regional de Planejamento e
Implementação dos Sistemas CNS/ATM no Caribe e América do Sul (GREPECAS).
I.2.1 Plano Nacional de Implementação dos Sistemas CNS/ATM
Em maio de 1998, o Brasil sediou a Conferência Mundial de Implantação do Sistema
CNS/ATM. Na ocasião, o Excelentíssimo Senhor Presidente da República, Fernando
Henrique Cardoso, firmou o compromisso de implantá-lo no espaço aéreo sob jurisdição
nacional [DEPV, 2000a].
As diretrizes de implementação dos sistemas CNS/ATM no Brasil estão definidas no “Plano
Nacional de Implementação dos Sistemas CNS/ATM”, elaborado conforme os critérios
estabelecidos no Plano Regional e no Plano Mundial [COMAR, 2001].
Ao Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) cabe estabelecer a estrutura
gerencial para implementação do projeto de transição do Sistema de Controle do Espaço
Aéreo Brasileiro (SISCEAB) segundo o conceito CNS/ATM.
3
Conforme o Plano Nacional, a implementação deverá respeitar as seguintes fases [COMAR,
2002]:
•
2001–2003: Desenvolvimentos, provas, demonstrações pré-operacionais, elaboração
de requisitos operacionais e técnicos, definição de questões institucionais e de
normatização; utilização de funcionalidades advindas da implementação de elementos
dos Sistemas CNS/ATM como “back-up” do SISCEAB atual;
•
2004-2007: Usar os novos elementos em paralelo com os sistemas atuais; apoiar as
operações internacionais de aeronaves equipadas apenas para o novo sistema;
•
2008-2011: Conclusão da implementação do novo sistema e início da desativação dos
sistemas da tecnologia atual, a partir dos sistemas de comunicação e de navegação;
•
Após 2012: Somente os novos sistemas estarão em operação no SISCEAB.
O Plano Nacional recomenda ainda que os eventos listados a seguir sejam estabelecidos como
balizadores da programação:
•
Finalização dos trabalhos dos painéis da OACI, com adoção das respectivas Normas e
Práticas Recomendadas (SARPS);
•
Adoção de normas de utilização de equipamentos de bordo;
•
Finalização das pesquisas e desenvolvimentos específicos;
•
Disponibilidade de meios satelitais;
•
Disponibilidade de equipamentos de bordo;
•
Finalização dos testes e provas pré-operacionais;
•
Disponibilidade de procedimentos adequados, incluindo os decorrentes de acordos
internacionais intra e inter-regionais;
•
Disponibilidade de infra-estruturas terrestres;
4
•
Finalização do treinamento;
•
Adoção obrigatória de novos sistemas de bordo; e
•
Desativação dos equipamentos convencionais, de solo e de bordo.
Sendo a navegação por satélites o primeiro objetivo a ser atingido, o SISCEAB deverá iniciar
suas atividades de testes a partir do estabelecimento de plataformas de ensaios, considerando
a topologia da plataforma regional e visando a atingir os seguintes resultados [COMAR,
2002]:
•
Estabelecimento da arquitetura ideal para suportar os requisitos nacionais, a partir da
demonstração da viabilidade técnica e operacional do Sistema de Aumentação
Baseado em Satélites (SBAS) e Sistema de Aumentação Baseado em Solo (GBAS);
•
Desenvolvimento de novos perfis de procedimentos de vôo de acordo com Regras de
Vôo por Instrumentos (IFR);
•
Programação de testes e avaliações de sistemas de aviônicos e outros elementos das
novas tecnologias de navegação, além de fomento à pesquisa;
•
Estabelecimento de novas metodologias para inspeção em vôo;
•
Capacitação de recursos humanos com a nova tecnologia e, também, com a
metodologia de flexibilização na gerência do espaço aéreo; e
•
Análise de custo-benefício.
I.3 MOTIVAÇÃO
A OACI vem conduzindo a implementação dos sistemas CNS/ATM motivada pela
necessidade de melhoria da atual infra-estrutura de CNS, necessária para acolher o crescente
tráfego aéreo de forma segura e eficiente.
5
Segundo recomendações da própria OACI, é necessário avaliar quanto desta melhoria
reverterá em termos de custos e benefícios.
Os resultados de tal avaliação servirão de base para que tomadores de decisão possam lançar
mão de estratégias de implementação visando a maximizar benefícios e minimizar custos para
as partes envolvidas.
I.4 OBJETIVO
O objetivo desta pesquisa consiste em identificar e avaliar, qualitativamente e
quantitativamente, os custos e os benefícios da implantação dos elementos CNS/ATM
relacionados à navegação aérea no Brasil. Para tanto, metodologias de análise de custobenefício consagradas e recomendadas pela OACI são empregadas.
I.5 DESCRIÇÃO DOS CAPÍTULOS
Este trabalho está estruturado em 5 capítulos:
Capítulo II: São descritos os elementos de infra-estrutura de navegação e de gestão do
espaço aéreo relacionados à navegação segundo o conceito CNS/ATM bem como suas
estratégias de implementação no Brasil.
Capítulo III: Os custos e os benefícios dos elementos descritos no Capítulo 2 são identificados e avaliados qualitativamente, segundo cenários de aplicação previamente definidos,
conforme a metodologia de análise de custo-benefício estabelecida para o estudo.
Capítulo IV: Como continuidade da análise qualitativa realizada no capítulo anterior, uma
análise quantitativa do cenário relativo à implementação da Redução dos Mínimos de
Separação Vertical (RVSM) no Brasil é realizada a título de estudo de caso.
Capítulo V: Contém as conclusões e comentários finais.
6
Capítulo II
Navegação Aérea segundo CNS/ATM
II.1 INTRODUÇÃO
O conceito CNS/ATM é definido pela OACI como Sistemas de Comunicação, Navegação e
Vigilância, empregando tecnologia digital, inclusive sistema satelital associado a vários níveis
de automação, visando a proporcionar uma Gestão de Tráfego Aéreo mundialmente eficaz,
segura e uniforme. Sua principal proposta é aumentar a capacidade do espaço aéreo e diminuir
os custos operacionais, mantendo ou melhorando os níveis de segurança praticados
atualmente.
Conforme a Figura 2-1, a melhoria prevista para a navegação segundo CNS/ATM incluirá:
•
Introdução progressiva da Navegação de Área (RNAV) junto ao Sistema Global de
Navegação por Satélite (GNSS). Esta combinação proverá cobertura de navegação
global, incluindo áreas remotas e oceânicas [Galotti, 1997].
•
Introdução da Performance de Navegação Requerida (RNP), que consiste num
requisito de precisão de navegação necessário para operar em determinadas porções do
espaço aéreo ou rota;
•
Implementação da Redução dos Mínimos de Separação Vertical (RVSM) de 1000 pés
entre os níveis de vôo FL 290 e FL 410. Embora a RVSM não seja propriamente uma
função CNS/ATM, é considerada como elemento complementar do conceito
[CANSO, 1999].
7
Comunicação
GNSS
RNAV
CNS/ATM
Navegação
RNP
Vigilância
RVSM
Figura 2-1: Melhoria da navegação aérea segundo CNS/ATM.
O aperfeiçoamento da navegação, segundo o conceito CNS/ATM, visa a proporcionar uma
navegação eficiente, segura e de cobertura global sob quaisquer condições de tempo. Para
tanto, é introduzido o sistema GNSS como infra-estrutura de navegação e os conceitos de
RNAV, RNP e RVSM como elementos de gestão do espaço aéreo.
Neste capítulo são apresentados o sistema GNSS e os conceitos RNAV, RNP e RVSM e as
respectivas estratégias de implementação no espaço aéreo brasileiro.
II.2 SISTEMA GLOBAL DE NAVEGAÇÃO POR SATÉLITE
O Sistema Global de Navegação por Satélites (GNSS) é o elemento chave da navegação aérea
segundo o conceito CNS/ATM, constituindo a base do aprimoramento da navegação aérea
devido a suas características de ampla cobertura e de precisão [OACI, 2003e].
O princípio básico de funcionamento dos sistemas de posicionamento por satélite consiste na
determinação da posição do usuário a partir do conhecimento das coordenadas de posição de
três pontos quaisquer e da distância entre o usuário e cada um destes pontos. O GNSS é
formado por um conjunto de satélites e de estações terrenas que permitem que um móvel
possa determinar sua posição com a precisão e a confiabilidade necessárias.
8
Para compor o segmento espacial do GNSS em sua primeira fase, o governo americano
ofereceu gratuitamente o Sistema de Posicionamento Global (GPS) à OACI por tempo
indeterminado, comprometendo-se a um aviso prévio de pelo menos seis anos para alterar esta
oferta. Da mesma forma, o governo russo ofereceu seu Sistema de Satélites de Navegação
Global (GLONASS) gratuitamente por um período de 15 anos, a partir de 1996.
No entanto, ambos sistemas não atendem completamente os requisitos de desempenho
estabelecidos pela OACI para os sistemas de navegação (precisão, integridade, continuidade e
disponibilidade), necessitando para tanto serem complementados por sistemas de aumentação.
Em 2010, o GNSS deverá ser integrado também pelo sistema europeu GALILEO, primeiro
sistema mundial de posicionamento construído para fins civis [Eurocontrol, 2001].
II.2.1 Evolução Operacional
O objetivo permanente da OACI no que concerne a evolução operacional do GNSS, é obter
um GNSS civil, internacionalmente controlado [OACI, 1999a].
Devido aos problemas técnicos que têm apresentado o GLONASS, a OACI decidiu que
somente o GPS integrará o GNSS em sua primeira fase. O GLONASS será integrado
posteriormente, tão logo seu desempenho atinja os níveis especificados [OACI, 1999a].
Assim, foi estabelecido o seguinte modelo de evolução operacional para o GNSS:
1. GPS
2. GPS + GLONASS
3. GPS + GLONASS + Sistemas de Aumentação
4. GPS + GLONASS + GNSS civil
5. GNSS civil
9
II.2.2 Elementos do Sistema GNSS
Dependendo da utilização pretendida, o GNSS deve ser viabilizado pela combinação de
alguns elementos, a saber:
•
Sistemas de Posicionamento (GPS, GLONASS);
•
Receptor GNSS nas aeronaves;
•
Sistema de Aumentação Baseado em Satélites (SBAS);
•
Sistema de Aumentação Baseado em Solo (GBAS);
•
Sistema de Aumentação de Bordo (ABAS).
A seguir, são fornecidas algumas informações adicionais sobre sistemas de aumentação.
II.2.2.1 Sistema de Aumentação Baseado em Satélites
O Sistema de Aumentação Baseado em Satélites (SBAS) é constituído de dois elementos:
•
Segmento solo: Composto de uma rede de estações terrenas (estações de
monitoramento e estação processadora), que recebem o sinal do GPS e calculam a
correção diferencial;
•
Segmento espacial: Composto de satélite de comunicação geoestacionário, que recebe
a informação de correção das estações terrenas e a retransmite para a aeronave.
Ademais, são transmitidas informações sobre a performance dos satélites GPS.
Este sistema promove suficiente melhoria de performance de navegação (precisão,
integridade, continuidade e disponibilidade), necessária para suportar a todas as fases do vôo
em rota, em área terminal e em aproximação de não-precisão, podendo chegar também a
cumprir com os requisitos de guiagem vertical.
10
Atualmente o único SBAS operacional é o norte-americano, denominado Sistema de
Aumentação de Área Ampla (WAAS). Outros países estão desenvolvendo sistemas
semelhantes e compatíveis com o WAAS. Na Europa deverá entrar em operação em 2005 o
Serviço de Navegação Geoestacionário Europeu (EGNOS), na Ásia deverá operar o Sistema
de Aumentação por Satélite Multi-Funcional (MSAS), de propriedade japonesa e o GPS e
GEO Navegação Aumentada (GAGAN), de propriedade indiana.
Ainda na fase de ensaios, o EGNOS pôde melhorar a precisão do GPS de cerca de 20 m para
2 m [Toran-Marti et al, 2004].
II.2.2.2 Sistema de Aumentação Baseado em Solo
O Sistema de Aumentação Baseado em Solo (GBAS) consiste de um conjunto de estações de
solo de posições conhecidas que monitoram, determinam e corrigem os erros do sistema GPS
por meio de mensagens de correção transmitidas aos receptores localizados em sua área de
cobertura.
O GBAS é capaz de receber informações de satélites de posicionamento e geoestacionários
SBAS que estejam em seu campo de visão. Embora a precisão proporcionada pelo GBAS seja
superior a do SBAS, sua área de cobertura é menos abrangente.
O GBAS é o único sistema capaz de atender aos requisitos operacionais especificados para as
aproximações de precisão CAT II e III [DEPV, 2000a].
11
II.2.2.3 Sistema de Aumentação de Bordo
O Sistema de Aumentação de Bordo (ABAS) é uma denominação genérica utilizada pela
OACI para descrever Sistemas de Monitoramento Autônomo de Integridade (RAIM) ou
similares. Estes sistemas estão presentes em grande parte dos receptores GPS, monitorando a
os sinais captados e alertando o usuário em caso de falha [DEPV, 1999a].
São necessários cinco satélites para viabilizar a função RAIM e mais um sexto satélite é
necessário no caso de identificação e remoção de um satélite falho no sistema.
Os sistemas mais modernos são capazes de prever a disponibilidade da função RAIM no
horário estimado de início do procedimento. Havendo previsão de indisponibilidade, desde 15
minutos antes até 15 minutos após o horário estimado de pouso, não é permitido iniciar o
procedimento. Quando isto ocorre, a aeronave deve acionar os equipamentos básicos de
navegação aérea apropriados para a rota a ser voada. Este procedimento também é válido nos
trechos da rota em que haja previsão de indisponibilidade da função RAIM [DEPV, 1999a].
II.2.3 Requisitos de Desempenho do GNSS para a Navegação Aérea
Os sinais disponibilizados pelo GNSS, vistos por um usuário que dispõe de um receptor ideal,
devem proporcionar uma navegação segundo os requisitos de performance indicados na
Tabela 2-1.
A Aproximação com Guiagem Vertical (APV) surge como uma categoria intermediária entre
aproximação de precisão e de não-precisão. A APV foi introduzida para aproveitar o
desempenho alcançado pelo GNSS, permitindo a utilização de um sistema menos preciso que
o ILS embora com garantia de guiagem vertical estabilizada.
12
Tabela 2-1: Requisitos de Desempenho do GNSS para a Navegação Aérea.
Operações típicas
Precisão
lateral
95%
Precisão
vertical
95%
Tipo(s) de
RNP
associados
Precisão lateral
TSE 95% *1
Rota
3,7 km
20 até 10
37 km a 18,5 km
Rota/Área terminal
0,74 km
5 até 1
9,26 km a 1,85 km
0,5 até 0,3
920 m a 556 m
-
Aproximação inicial,
Aproximação intermediária,
Aproximação de não-precisão (NPA)
e decolagem
220 m
Aproximação com guiagem vertical
(APV-I)
220 m
20 m
0,3/125
556 m
Aproximação com guiagem vertical
(APV-II)
16 m
8m
0,03/50
56 m
Aproximação de precisão CAT I
16 m
6 m a 4 m *2
0,02/40
37 m
Nota 1: Erro Total do Sistema (TSE) – Combinação do erro do sensor de bordo, erro do receptor, erro do diplay
e erro técnico de vôo.
Nota 2: Uma faixa de valores é especificada para a precisão vertical da Aproximação de Precisão CAT I. O
requisito de 4 m (13 pés) é baseado nas especificações do ILS e corresponde a uma extensão
conservadora de sua especificação.
Fonte: [OACI, 1999c]
APV-I e APV-II referem-se a dois níveis diferentes de aproximação com guiagem vertical,
não sendo necessariamente planejado para uso operacional.
II.2.4 GNSS no Brasil
No Brasil, conforme regulamentado na AIC N17/99, fica autorizado o uso do GPS como meio
suplementar de navegação em rota, em área terminal e em aproximação de não-precisão.
Entretanto, para operar IFR as aeronaves deverão também possuir os equipamentos básicos, o
Radiofarol Omnidirectional em VHF (VOR) e o Equipamento Mensurador de Distância
(DME). Estes deverão ser utilizados obrigatoriamente quando ocorrer o alarme de integridade.
13
A medida em que a performance de navegação do GNSS é melhorada, este passará de meio
suplementar para meio primário de navegação. O GREPECAS estabelece as seguintes
condições para o uso do GNSS na região CAR/SAM:
Tabela 2-2: Utilização do GNSS na região CAR/SAM.
Espaço aéreo
Espaço aéreo oceânico e continental em
rota de baixa densidade de tráfego
Espaço aéreo continental de alta
densidade de tráfego
Espaço aéreo oceânico de alta
Espaço aéreo terminal de grande
Meio Suplementar
Meio primário
Não aplicável
GPS/GLONASS + ABAS
GPS/GLONASS +
ABAS
GPS/GLONASS +
ABAS
GPS/GLONASS +
ABAS
GPS/GLONASS + ABAS + SBAS
GPS/GLONASS + ABAS + SBAS
GPS/GLONASS + ABAS +
SBAS/GBAS
Fonte: [OACI, 1999a]
No futuro, espera-se que o GNSS substitua todos os auxílios tradicionais. Para que isto
ocorra, alguns problemas técnicos, operacionais e institucionais precisam ser resolvidos.
A implementação do SBAS no Brasil permitirá a utilização do GNSS como meio primário de
navegação em todas as fases do vôo que evoluam em espaço aéreo oceânico, continental e
área terminal de alta densidade de tráfego.
O Governo Brasileiro vem considerando seriamente a possibilidade de adquirir um SBAS
próprio. Esta opção encontra-se em fase avançada de estudo.
II.3 NAVEGAÇÃO DE ÁREA
Em muitas partes do globo, as rotas que formam aerovias conduzem a distâncias de vôo que
excedem as distâncias mínimas entre origem e destino.
14
Tradicionalmente, as aeronaves voam de um rádio-auxílio fixo no solo para outro. Estes
rádio-auxílio devem ser fixados em locais específicos na superfície do terreno que favoreçam
a linha de visada das ondas eletromagnéticas e ampliem suas áreas de cobertura útil.
Nas áreas terminais, as Rotas Terminais Padrão de Chegada (STAR) e Saídas Padrão por
Instrumentos (SID) são projetadas para passarem sobre os rádio-auxílios; entretanto, a
aproximadamente 10 MN ao redor dos aeroportos, tais auxílios freqüentemente não estão
disponíveis o que leva os pilotos voarem rumos magnéticos manualmente. O modo manual de
voar é ineficiente e resulta em tempo extra de vôo [Mitre, 2001] .
Visando a reduzir as limitações do atual modelo, utilizando-se para tanto dos modernos
equipamentos já disponíveis a bordo das aeronaves, foi introduzido o conceito da Navegação
de Área (RNAV).
Desde a década de 60 já era possível a prática da RNAV, utilizando como referência estações
de VOR/DME ou DME/DME. Contudo, foi com o advento do GPS que o conceito ressurgiu
com maior força, devido às características de cobertura global e desempenho do sinal.
A Navegação de Área é definida como um método de navegação que permite a aeronave
operar em qualquer trajetória desejada, dentro da cobertura de auxílios à navegação de
referência ou dentro dos limites da capacidade dos sistemas autônomos de navegação ou ainda
da combinação de ambos [OACI, 1999b].
A prática da RNAV proporciona maior flexibilidade no desenho dos procedimentos,
permitindo que sejam praticadas as trajetórias julgadas mais convenientes. Assim, importantes
benefícios econômicos e operacionais são obtidos, tanto para o operador quanto para o
provedor ATS e para o usuário.
15
Para que a navegação convencional seja substituída pela RNAV é necessário que:
•
A infra-estrutura de navegação permita cobertura adequada à rota ou aos
procedimentos de aproximação;
•
O meio de navegação empregado satisfaça os requisitos mínimos de performance
especificados pela OACI;
•
A base de dados de navegação da aeronave (coordenadas publicadas no AIP) esteja
no sistema de referência geodésico WGS-84;
•
As rotas e procedimentos RNAV estejam projetados e devidamente publicados
segundo os critérios da OACI;
•
Sistemas embarcados sejam certificados para uso nas rotas e procedimentos RNAV.
•
A tripulação tenha a aprovação necessária para operar rotas e procedimentos RNAV.
II.4 PERFORMANCE DE NAVEGAÇÃO REQUERIDA
Antes do surgimento do conceito de Performance de Navegação Requerida (RNP), o método
utilizado pela OACI para fazer cumprir uma dada performance de navegação era o de
prescrever o uso mandatório de um determinado equipamento de bordo. Com o passar dos
anos esta tarefa tornou-se bastante complexa frente ao surgimento de vários novos
equipamentos de bordo e sistemas de navegação. Para superar este problema o Comitê FANS
desenvolveu o conceito de Performance de Navegação Requerida. A RNP é numa meta de
precisão de navegação necessária para operar num determinado espaço aéreo [OACI, 1999b].
A RNP impõe requisitos tanto ao espaço aéreo quanto às aeronaves que ali operam. Para as
aeronaves, o Erro Total do Sistema especificado na tabela 2-1, deve ser menor que o valor da
RNP durante 95% do tempo total do vôo. Para o espaço aéreo, adequada infra-strutura de
16
navegação deve ser provida para garantir o cumprimento da RNP especificada [OACI,
1999b].
Vários tipos de RNP podem ser recomendados, dependendo das condições do espaço aéreo
local, da meteorologia, da intensidade do tráfego e das exigências das autoridades de controle
de tráfego aéreo.
Os tipos de RNP foram desenvolvidos para prover níveis conhecidos de precisão de
navegação e para apoiar os planos de desenvolvimento do espaço aéreo. A implementação da
RNP permite aumentar a capacidade e a eficiência do espaço aéreo, ao mesmo tempo em que
mantém ou melhora os níveis de segurança do serviço de tráfego aéreo.
A notação da Performance de Navegação Requerida é dada por RNP X, onde X é o
afastamento máximo, dado em milhas náuticas (MN), em relação à posição pretendida. Por
exemplo, RNP 10, significa que o afastamento máximo permissível é de 10 MN em torno da
posição pretendida durante 95% do tempo de vôo.
II.4.1 Tipos de RNP Praticados
A performance de navegação de uma aeronave é resultado da combinação de sua capacidade
de navegação1 e do nível de serviço da infra-estrutura de navegação2 em uso. Assim, uma
aeronave apta a operar um RNP mais estrito não está, necessariamente, habilitada a operar um
RNP menos estrito. Por exemplo, uma aeronave que opera RNP 1 com duplo DME não está
capacitada para operar RNP 10 em espaço aéreo oceânico nas mesmas condições.
1
Capacidade de navegação refere-se ao certificado de aeronavegabilidade e a aprovação operacional.
2
Nível de serviço refere-se à infra-estrutura do espaço aéreo (estrutura de rotas, disponibilidade e performance
do sinal eletromagnético de navegação e gestão de tráfego aéreo).
17
A RNP é um elemento fundamental na determinação da largura das rotas e de normas seguras
de separação, embora não possa ser o único critério para expressá-las. Devem também ser
considerados outros fatores como: infra-estrutura do espaço aéreo (incluindo vigilância e
comunicação), tráfego local, pontos de conflito existentes e outros.
As atuais aplicações da RNP em rota e em área terminal (com exceção de procedimentos de
aproximação) são baseadas apenas no requisito de precisão, não levando em conta a
integridade. Esta lacuna é compensada pelos mínimos de separação praticados ou por
monitoramento radar [OACI, 1999b].
A Tabela 2-3 apresenta uma relação dos tipos de RNP atualmente praticados:
Tabela 2-3: Tipos de RNP praticados.
Aplicações
Estados Unidos
Europa
Aproximação
RNP 0,3
Área Terminal
RNP 1
Rota
RNP 2
P-RNAV
(RNAV de precisão, correspondente a RNP 1)
B-RNAV
(RNAV básico, correspondente a RNP 5)
Área Oceânica/Remota
RNP 10 (Pacífico Norte) / RNP 4
Fonte: [FAA, 2005]
Um novo conceito chamado de RNP-RNAV foi desenvolvido a partir da evolução do conceito
RNP e introduz requisitos de integridade, disponibilidade e continuidade para prover 99,999%
de confinamento. Assim, o risco de se ter uma aeronave fora do raio RNP sem que o piloto
seja alertado é menor que 1 em 100.000. Este conceito ainda está em desenvolvimento.
A Figura 2-2 ilustra o benefício da prática da RNP no espaço aéreo do Pacífico Norte, onde a
capacidade do espaço aéreo foi duplicada na porção mais disputada pelas aeronaves [OACI,
2003a].
18
Espaço Aéreo
Não RNP
(Acima do FL390)
Espaço Aéreo
RNP 10
(FL310 a FL390)
Espaço Aéreo
Não RNP
(Abaixo do FL310)
Figura 2-2: Rotas RNP 10 no Pacífico Norte.
II.4.2 Construção de Procedimentos RNAV
Os procedimentos RNAV devem ser projetados para fornecer flexibilidade aos usuários
servindo-se da mais ampla infraestrutura de auxílios à navegação possível. Isto permite que
aeronaves dotadas do sistema RNAV multi-sensor possam continuar normalmente seus
procedimentos em caso de falha do sensor primário. Deste modo, a área de confinamento da
aeronave nesses procedimentos deve ser calculada em relação ao sensor mais crítico.
A maior parte dos sistemas RNAV são capazes de selecionar e descartar automaticamente os
sensores que o alimentam. Assim, o projetista deve considerar na concepção do procedimento
o conjunto de auxílios disponíveis e as conseqüências de uma possível pane destes auxílios
durante a execução do procedimento.
II.4.3 Sistema RNAV/RNP
Freqüentemente o sistema RNAV e o Sistema de Gerenciamento de Vôo (FMS) são
confundidos um com o outro. Um sistema RNAV é qualquer combinação de equipamentos
usada para promover a navegação de área enquanto o FMS é um sistema de bordo que integra
funções de navegação e gerenciamento de performance de vôo, permitindo a prática de perfis
de vôo mais econômicos [Eurocontrol, 1999a].
19
Da Figura 2-3 pode-se concluir que todo FMS é um sistema RNAV, entretanto o inverso não
se verifica, pois somente o FMS possui a funcionalidade de gestão de vôo (combustível,
performance, elementos de segurança, etc...).
O FMS/RNAV faz uso de uma base de dados que contém informações sobre as rotas préestabelecidas e seus fixos de passagem, os espaços aéreos que as contêm, os rádio-uxílios
disponíveis nesses espaços e os aeródromos de procedência, alternativos e de destino. O FMS
é capaz de selecionar o auxílio mais apropriado para fornecer a posição do avião, identificar o
próximo fixo de passagem da rota e alimentar o piloto automático, caso esteja acoplado.
R N AV
FM S
Gestão de Vôo
N avegação
N avegação
P lanejamento de Vôo *
P lanejamento de Vôo
P revisão de Trajetória *
P revisão de Trajetória
* Fu n ç õ e s n o rma lme n te n ã o d is p o n ív eis n o s e q u ip a me n to s RN A V me n o s s o fis tic a d o s
Figura 2-3: Funções dos Sistemas RNAV e FMS.
Conforme ilustrado na Figura 2-4, o sistema FMS/RNAV é capaz de integrar dados
provenientes de vários tipos de auxílios à navegação:
DME/DME
GNSS
FMS
RNAV
ADF
IRS ou INS
VOR/DME
20
Figura 2-4 Entrada de dados de navegação do FMS.
O sistema Localizador Automático de Direção (ADF), que utiliza sinais de estações de solo
conhecidas como Rádio Farol Não-Direcional (NDB), não é utilizado como entrada de dados
no equipamento FMS.
Apesar do Sistema de Navegação Inercial (INS) e Sistema de Referência Inercial (IRS) não
serem susceptíveis a fenômenos meteorológicos, ambos apresentam uma taxa média de
degradação da precisão de 1,5 a 2 milhas náuticas por hora3, o que reduz o tempo de
navegação baseado nestes sistemas. Além disso, os sistemas inerciais costumam ser bastante
caros, principalmente devido à redundância dupla ou tripla de caráter obrigatório e à
sofisticação do mecanismo de atualização.
O GNSS tem proporcionado uma navegação RNAV mais precisa, íntegra e de cobertura
global. Ademais, os aviônicos GNSS são relativamente baratos, sendo accessíveis a todos os
níveis de usuários. Estas características propiciam a consolidação da RNAV baseada em
GNSS como meio principal de navegação [CANSO, 1999].
Depois do GNSS, a associação de, no mínimo, dois DMEs, constitui o meio mais preciso de
navegação RNAV, embora esta precisão seja afetada pelo número de estações disponíveis e
pela localização relativa entre elas. Tal como RNAV baseado em VOR, as desvantagens deste
sistema também estão associadas a limitação de cobertura operacional [Galotti, 1997].
3
Sistemas autônomos modernos, isto é, sistemas a laser e a fibras ópticas, não sofrem este nível de degradação.
21
II.4.4 RNAV e RNP no Brasil
As Cartas de Rota (ERC) vêm registrando, desde 1997, um crescente número de rotas RNAV
dissociadas de requisito de precisão no espaço aéreo superior brasileiro. Operar nestas
condições, mesmo em espaços aéreos de baixo tráfego, requer uma avaliação prévia da
segurança. Embora possa funcionar a curto prazo, o crescimento do tráfego e a necessidade de
otimização e harmonização do espaço aéreo, demandará uma meta de precisão.
A Tabela 2-4 apresenta o cronograma de implantação da RNAV e RNP na região CAR/SAM:
Tabela 2-4: Cronograma de Implementação da RNAV e RNP na região CAR/SAM.
Implementação e Operação
Rede de rotas ATS RNAV fixas
Previsão de implantação
Início
Término
2000
2010
RNAV SID e STAR com requisitos RNP
2002
2010
RNP
2000
2010
Fonte: [OACI, 1999a]
II.4.4.1 Estratégia de Implementação da RNAV
No Brasil, o plano de implantação visa a obtenção de uma rede fixa de rotas RNAV no espaço
aéreo brasileiro até o ano 2010, segundo a seguinte estratégia [OACI, 2003b]:
1. Priorizar os principais fluxos de tráfego internacionais originados no Brasil;
2. Priorizar os principais fluxos de tráfego nacionais;
3. Promover harmonização entre as rotas nacionais e as rotas RNAV internacionais;
4. Incorporar/encaminhar o tráfego proveniente/destinado às áreas terminais (TMA)
intermediárias por intermédio de SIDs e STARs ou de rotas RNAV auxiliares;
5. Atender solicitações dos operadores e dos Estados que compõem a região CAR/SAM;
6. Priorizar a implantação das rotas que trarão maiores benefícios econômicos e àquelas
requisitadas pelos Estados.
22
Uma rota paralela RNAV só deverá ser implantada quando a rota original RNAV não mais
satisfizer a demanda, ou seja, quando as aeronaves que ali operarem estiverem sendo
penalizadas quanto ao nível ótimo de vôo.
No período de transição, rotas RNAV poderão ser sobrepostas às convencionais. Neste caso, o
tráfego deverá ser segregado por meio do estabelecimento de níveis máximos para as rotas
convencionais e mínimos para as rotas RNAV.
II.4.4.2 Estratégia de Implementação da RNP
Em 2001, a RNP 10 foi implementada numa porção do espaço aéreo oceânico brasileiro
conhecido como corredor Europa – América do Sul (EUR/SAM) [DEPV, 2000b].
A RNP 5 será o requisito de performance do espaço aéreo continental brasileiro. Até 2007, as
FIRs Brasília e Curitiba deverão operar segundo este requisito [OACI, 2004b].
A exemplo do que ocorre nas TMAs Brasília e Curitiba, a implantação da RNAV/RNP em
rotas de chegada, aproximação e saída deverão ser estudadas caso a caso [OACI, 2004b].
II.5 REDUÇÃO DOS MÍNIMOS DE SEPARAÇÃO VERTICAL
Devido à diminuição da precisão dos altímetros de pressão em função da altitude, na década
de 60 foi estabelecido que os mínimos de separação vertical acima do nível de vôo FL 290
deveriam ser de 2000 pés. A escolha deste nível foi baseada no teto operacional das aeronaves
existentes na época. No fim da década de 70, face ao aumento dos custos de combustível e a
necessidade de um espaço aéreo mais eficiente, a OACI começou a estudar a possibilidade de
redução dos mínimos de seperação vertical acima do nível de vôo FL 290 [OACI, 2004a].
23
Entretanto, somente em 1990 a OACI reconheceu que a implementação desta redução era
segura, rentável e viável, dados os avanços tecnológicos alcançados nos sistemas de alerta de
altitude, altímetros e piloto automático.
A Redução dos Mínimos de Separação Vertical (RVSM) é a aplicação da separação vertical
de 1000 pés entre os níveis de vôo FL 290 e FL 410, inclusive [DECEA, 2003a].
Com a implantação da RVSM são disponibilizados seis níveis de vôo adicionais, permitindo a
prática de perfis verticais de vôo mais eficientes e o conseqüente aumento da capacidade do
espaço aéreo. Em contrapartida, uma série de investimentos são necessários para adequar
operadores e provedores ATS às normas internacionais que regem a prática da RVSM.
II.5.1 Equipamento RVSM
Para uma aeronave operar num espaço aéreo RVSM a configuração mínima exigida em
termos de sistemas embarcados é a seguinte [JAA, 1999]:
•
2 altímetros independentes;
•
Transponder de radar secundário com reporte de altitude;
•
Sistema de alerta de altitude;
•
Sistema de controle automático de altitude.
Adequada inspeção/modificação do tubo de Pitot e da superfície da fuselagem na área da
tomada de pressão estática, aferição dos instrumentos e outros, são também necessários
dependendo do tipo da aeronave.
Apesar da utilização do Sistema de Alerta de Tráfego e Aviso de Colisão (TCAS) em
ambiente RVSM não ser mandatória, sua utilização em muitos países é obrigatória a bordo de
24
aeronaves comerciais de grande porte. Neste caso, a aeronave deverá estar equipada com o
TCAS versão 7 ou posterior (também denominado TCAS II) pois somente a partir desta
versão foram incorporados os mínimos de separação vertical de 1000 pés.
Para operar em ambiente RVSM, as aeronaves não adequadamente equipadas para tal devem
ser modificadas por meio da incorporação de boletins de serviço (BS). Estes boletins podem
ser emitidos diretamente pelos fabricantes de aeronaves ou desenvolvidos por empresas
especializadas e submetidos à avaliação da autoridade aeronáutica local, que o avaliará quanto
ao cumprimento das Especificações Mínimas de Desempenho de Sistemas de Aeronave
(MASPS) para operações RVSM.
O conjunto de especificações MASPS para a RVSM foi publicado pela autoridade de aviação
civil norte-americana (FAA) por meio do “Interim Guidance 91 - RVSM” [FAA, 1999],
enquanto o orgão representativo da união das autoridades de aviação civil da Europa (JAA) o
publicou como “Leaflet - 6” [JAA, 1999]. Estes documentos contêm especificações e
requisitos de aeronavegabilidade, procedimentos de manutenção e programas operacionais
necessários para aprovar aeronaves e operadores em espaço aéreo RVSM.
II.5.2 RVSM no Brasil e no Mundo
Em 20 de janeiro de 2005, a RVSM foi implementada em todo espaço aéreo brasileiro entre o
FL 290 e FL 410, inclusive. A partir desta data, apenas aeronaves com Aprovação
Operacional RVSM, emitida pelo Departamento de Aviação Civil (DAC), seriam autorizadas
a operar no espaço aéreo RVSM. Entretanto foi decidido que aeronaves não-aprovadas RVSM
também poderão ser autorizadas a operar no espaço aéreo RVSM até 30 de junho de 2007.
25
A preferência na utilização dos níveis de vôo será dada às aeronaves aprovadas RVSM. No
entanto, em situações específicas, o órgão ATC poderá dar preferência à aeronave não
aprovada RVSM, nos casos em que se justifique o benefício operacional.
Aeronaves de Estado, vôos humanitários, vôos de primeira entrega e de manutenção são
exceção a regra. Estes podem operar no espaço aéreo RVSM mesmo não possuindo
aprovação operacional para tal [DECEA, 2003a].
A Tabela 2-5 mostra a implementação da RVSM no mundo:
Tabela 2-5: Implementação da RVSM no mundo.
Níveis de Vôo
Datas de
Implementação
FL 330 – FL 370
Março 1997
FL 310 – FL 390
Outubro 1998
FL 290 – FL 410
Janeiro 2002
Oceano Pacífico
FL 290 – FL 390
Fevereiro 2000
Austrália
FL 290 – FL 410
Novembro 2001
Rotas do Atlântico Oeste
FL 290 – FL 410
Janeiro 2002
Europa
FL 290 – FL 410
Janeiro 2002
Oeste do Pacífico e Mar do Sul da
China
Como publicado nos
documentos ATS
Fevereiro 2002
Norte do Canadá
FL 290 – FL 410
Abril 2002
Orient Médio
Porção Asiática do Sul do Himalaia
Estados Unidos, Sul do Canadá,
Caribe e América do Sul
Como publicado nos
documentos ATS
Planejado para
Novembro de 2003
FL 290 – FL 410
20 de janeiro de 2005
Espaço Aéreo de Operação
Atlântico Norte
Fonte: [FAA, 2003]
II.6 RESUMO
O aperfeiçoamento da navegação, segundo o conceito CNS/ATM, visa a proporcionar uma
navegação eficiente e de cobertura global sob quaisquer condições de tempo, mantendo ou
26
melhorando os níveis de integridade, disponibilidade, precisão e continuidade atualmente
alcançados. Para tanto, são introduzidos o GNSS como infra-estrutura de navegação, e os
conceitos RNAV, RNP e RVSM como elementos de gestão do espaço aéreo.
O GNSS constitui a base do aprimoramento da navegação aérea devido a suas características
de ampla cobertura e precisão. Em sua fase atual, dependendo do tipo de operação em que
seja empregado, o GNSS deve ser viabilizado pela combinação dos sistemas de navegação
por satélites disponíveis (GPS, GLONASS) e por sistemas de aumentação instalados em solo
(GBAS), em satélites (SBAS) e a bordo de aeronaves (ABAS).
A RNAV é definida como um método de navegação que permite a aeronave operar em
qualquer trajetória desejada, dentro da cobertura de auxílios à navegação de referência, dentro
dos limites da capacidade dos sistemas autônomos de navegação, ou ainda, dentro da
combinação de ambos. Seu objetivo é reduzir as limitações da atual estrutura de rotas e
procedimentos, trazendo benefícios econômicos e operacionais para o operador, para o
provedor ATS e para o usuário.
A RNP consiste numa meta de precisão de navegação necessária para operar em um
determinado espaço aéreo, isto é, um valor de precisão que deve ser cumprido no plano
horizontal pela população de aeronaves contidas num determinado espaço aéreo durante 95%
do tempo total de vôo. Vários tipos de RNP podem ser recomendados, dependendo das
condições do espaço aéreo local, da meteorologia, da intensidade do tráfego e das exigências
das autoridades de controle de tráfego aéreo. A RNP permite aumentar a capacidade e a
eficiência do espaço aéreo.
27
A RVSM é a aplicação da separação vertical de 1000 pés entre os níveis de vôo FL 290 e FL
410, inclusive. Com sua implementação são disponibilizados seis níveis de vôo adicionais,
permitindo a prática de perfis verticais de vôo mais eficientes.
28
Capítulo III
III.1 INTRODUÇÃO
O operador de transporte aéreo tem como objetivo a redução dos custos operacionais sem
comprometer a segurança e a pontualidade do seus serviços. O provedor ATS por sua vez,
busca satisfazer as necessidades dos operadores tornando o espaço aéreo cada vez mais
eficiente frente ao crescimento do tráfego e garantindo, acima de tudo, a segurança.
Os elementos CNS/ATM apresentam soluções operacionais que subsidiam a realização dos
objetivos de operadores e provedores ATS numa visão de longo prazo. Os elementos descritos
no Capítulo II possibilitam a prática de perfis de vôos mais eficientes e, conseqüentemente,
redução de custos operacionais, aumento de capacidade do espaço aéreo e maior flexibilidade
operacional para o provedor ATS.
Em contrapartida, uma série de investimentos em aprovação operacional, treinamento de
pessoal, reorganização do espaço aéreo, construção de procedimentos, simulações e estudos
de impacto são necessários para adequar operadores e provedor ATS às normas que regem a
implantação dos sistemas CNS/ATM.
Nesse contexto, é importante avaliar custos e benefícios dadas as condicões operacionais
atuais do espaço aéreo brasileiro. Para tanto, uma metodologia de análise de custo-benefício
foi definida para avaliar diferentes cenários de aplicação dos elementos CNS/ATM.
29
Neste capítulo, é apresentada uma avaliação qualitativa dos custos e dos benefícios resultantes
da implementação dos elementos GNSS, RNAV, RNP e RVSM no espaço aéreo brasileiro
segundo cenários pré-estabelecidos.
Os custos identificados neste estudo são aqueles que afetam a estrutura normal de custos do
provedor ATS e dos operadores. Apenas custos extras diretamente relacionados à implantação
do cenário abordado são apreciados. A alocação temporária de recursos humanos ou materiais
já existentes não são considerados, visto que estes não são utilizados e não foram adquiridos
pelo operador ou provedor ATS exclusivamente para este fim.
III.2 METODOLOGIA DE ANÁLISE DE CUSTO-BENEFÍCIO
A OACI recomenda que a implementação dos elementos CNS/ATM seja precedida de uma
análise de custo-benefício (ACB) ou de custo-efetividade. Para auxiliar os países nesta tarefa,
a OACI editou a Circular 257 que contém diretrizes para elaboração da ACB dos Sistemas
CNS/ATM. Esta Circular focaliza a metodologia do Valor Presente Líquido (VPL), que é
amplamente reconhecida e utilizada por instituições financeiras [OACI, 1999a].
Uma análise de custo-benefício “ideal” é um estudo no qual todos os custos e benefícios de
uma alternativa de projeto são quantificados economicamente, considerando o tempo no qual
incorrem cada custo e benefício [Eurocontrol/ATA, 1996].
Entretanto, nem sempre é possivel expressar todos os benefícios em termos econômicos. Os
benefícios que podem ser expressos nesta forma são denominados “benefícios quantitativos” e
aqueles que não podem ser representados em termos econômicos são designados “benefícios
qualitativos”. Um benefício como a “redução do risco de colisão de aeronaves para 3x10-7 por
ano” é um benefício qualitativo apesar de ser expresso numericamente.
30
Para avaliar os benefícios qualitativos, uma das abordagens mais indicadas é a análise de
custo-efetividade, cujo resultado evidencia a alternativa de maior potencial para minimizar
custos e maximizar benefícios. Nesta análise, os custos são expressos em valor presente e os
benefícios, detalhadamente descritos, são expressos em unidades físicas ou em escala de valor
qualitativo. A razão Custo/Efetividade é obtida a partir da divisão do custo pela medida do
principal benefício[OACI, 1995].
III.2.1 Abordagem do Valor Presente Líquido
Conforme ilustrado na Figura 3-1, a abordagem do Valor Presente Líquido requer que o
comportamento futuro dos custos e dos benefícios anuais, que dependem das previsões de
demanda anual do tráfego, sejam estimados ao longo do período de análise determinado
[OACI, 1995].
Demanda Anual de Tráfego
Custos Anuais CNS/ATM
Benefícios Anuais CNS/ATM
Benefício Líquido Anual
Valor Presente Líquido
Figura 3-1 Visão Genérica de Abordagem do Valor Presente Líquido.
Os custos e os benefícios não se distribuem uniformemente no tempo, pois geralmente há uma
concentração de despesas nos primeiros anos do projeto, seguido por vários anos de
benefícios e custos de operação e manutenção.
31
O Valor Presente Líquido é dado pela soma algébrica dos valores presentes dos benefícios
líquidos de cada um dos anos futuros do período analisado:
VPL = R0 +
Rn
R1
R2
+
+ .... +
1
2
(1 + i ) (1 + i )
(1 + i ) n
(3-1)
onde:
R0 = investimento inicial;
n = último ano do período de análise;
Rj = resultados ou benefícios líquidos anuais;
j = 1,2,3,.......n;
i = taxa mínima de atratividade.
III.2.1.1 Período de Análise
Apesar dos benefícios se destribuírem por um longo período de tempo, estes não podem
render indefinidamente. Sendo assim, um período de análise cobrindo o tempo de vida do
projeto é fixado. Normalmente, o período de análise começa no ano de implementação do
projeto e se estende pelo equivalente a vida depreciável dos equipamentos.
III.2.1.2 Ano-Base
Este deve ser o ano de tomada da decisão e deve ser preferencialmente o primeiro ano do
período de análise.
III.2.1.3 Taxa Mínima de Atratividade
Ao considerar uma proposta de investimento, deve-se levar em conta que esta vai deslocar
recursos disponíveis e, portanto, deixar-se-á de auferir retorno de outras possíveis fontes. A
nova proposta para ser atrativa deve render, no mínimo, a taxa de juros referente à
32
rentabilidade das aplicações correntes de pouco risco. Esta é, portanto a taxa mínima de
atratividade [Hess et al, 1980].
Dado que cada pessoa ou empresa tem possibilidade de investimentos diferentes, haverá uma
taxa mínima de atratividade diferente para cada uma.
III.2.1.4 Inflação
Em regime inflacionário, as taxas de juros existentes não refletem a remuneração real do
capital. Nelas está incluída a parcela correspondente a desvalorização monetária.
Se custos e receitas forem projetados independentemente, estimando-se a maneira pela qual a
inflação atuará sobre cada elemento de custo e receita, a taxa mínima de atratividade deverá
englobar os juros e a inflação. Se as estimativas forem feitas em termos de moeda constante,
eliminando-se o efeito da inflação, a taxa mínima de atratividade não deverá incluir a taxa de
inflação [Hess et al, 1980].
III.2.2 Análise de Viabilidade
Obtendo-se separadamente os valores presentes dos custos e dos benefícios por meio da
aplicação da equação 3-1, a viabilidade do empreendimento pode ser avaliada conforme segue
[OACI, 1995]:
Razão Benefício / Custo =
Benefício
Custo
VPL = Benefício − Custo
O projeto é economicamente viável se
(3-2)
(3-3)
Benefício
> 1 ou se Benefício – Custo > 0.
Custo
33
III.2.3 Metodologia Adotada
Com base na Circular 257 da OACI [OACI, 1995] e na metodologia de ACB de projetos de
ATM do Programa de Integração e Harmonização do Controle de Tráfego Aéreo na Europa,
(EATCHIP), foi adotada a seguinte metodologia para a análise de custo-benefício realizada
neste trabalho:
•
1.a fase – Definição do cenário de estudo: nesta fase as alternativas de projeto são
identificadas e avaliadas para montagem do(s) cenário(s) de estudo que deve(m)
contemplar os seguintes aspectos: nível de serviço considerado, distribuição dos
eventos do projeto no tempo, período de análise e nível de detalhamento do estudo.
•
2.a fase – Identificação e Investigação dos Custos: os custos referentes ao cenário de
estudo são identificados e agrupados por financiador. Dados e informações relevantes
referentes a cada item de custo são coletados com o intuito de subsidiar uma análise
qualitativa ou para posterior modelagem dos mesmos.
•
3.a fase – Identificação e Investigação dos Benefícios: Os potenciais benefícios são
identificados e agrupados por beneficiário. Dados e informações referentes a cada item
de benefício são coletados.
•
4.a fase – Modelagem dos Custos e Benefícios: as estimativas dos custos e benefícios
quantitativos são modeladas.
•
5.a fase – Apresentação dos Resultados: os benefícios quantitativos e qualitativos são
apresentados, assim como o fluxo de caixa, a razão custo/benefício e o valor presente
líquido do projeto. Os resultados são apresentados separadaradamente, para o
provedor ATS e operadores. A viabilidade geral do projeto é obtida a partir dos
resultados agregados.
34
Esta metodologia é esquematizada na Figura 3-2.
1. Definição do Cenário de Estudo
- Identificar as alternativas de projeto
- Definir as hipóteses de trabalho
- Definir o cenário a ser avaliado
2. Identificação e Investigação dos Custos
- Identificar os custos
- Identificar os financiadores
- Investigar os custos
- Identificar fonte de dados
- Coletar dados e informações pertinentes
3. Identificação e Investigação dos Benefícios
- Identificar os benefícios
- Identificar os beneficiários
- Investigar os benefícios
- Identificar fonte de dados
- Coletar dados e informações pertinentes
4. Modelagem dos Custos e Benefícios
5. Apresentação dos Resultados
- Hipóteses formuladas
- Fluxo de caixa líquido
- Fluxo de caixa acumulado
- Razão Custo/Benefício
- Razão Custo/Efetividade
Figura 3-2: Metodologia de ACB.
Neste Capítulo são abordadas as fases 1, 2 e 3 para os cenários de estudo determinados. No
estudo de caso apresentado no Capítulo IV são abordadas as fases 4 e 5.
III.3 DETERMINAÇÃO DOS CENÁRIOS ANALISADOS
A Tabela 3-1 apresenta os cenários a serem analisados neste estudo, determinados a partir dos
seguintes documentos:
35
•
Nas diretrizes da OACI para a região CAR/SAM: Plano Regional CAR/SAM para
Implementação dos Sistemas CNS/ATM [OACI, 1999a] e Plano de Ação CNS/ATM
para as Regiões CAR/SAM [OACI, 1999d];
•
Nas diretrizes, declarações e decisões das autoridades aeronáuticas brasileiras: Plano
Nacional de Implementação dos Sistemas CNS/ATM [COMAR, 2002];
•
No planejamento e evolução da implementação dos elementos CNS/ATM: notas de
trabalho dos “Encontros de Autoridades e Planejadores de Gestão de Tráfego Aéreo
para Implementação RVSM, RNAV e RNP nas regiões CAR/SAM”4;
•
Na estratégia européia de implantação CNS/ATM [Eurocontrol, 2000].
Tabela 3-1: Cenários Analisados.
Cenário 1
RNAV/RNP 5
Cenário 2
RVSM
Cenário 3
GNSS como meio
primário de navegação
•
•
Implementação de rotas fixas RNAV/RNP 5
Área Terminal: STAR e SID RNAV/RNP 5
•
Implementação da RVSM entre os níveis de vôo FL
290 e FL 410.
•
GNSS como meio primário de navegação no espaço
aéreo brasileiro
Os Cenários 1 e 2, assim com os Cenários 2 e 3, são compatíveis entre si e devem coexistir;
todavia, o mesmo não se verifica para os Cenários 1 e 3.
Nas seções subseqüentes são determinados e avaliados os custos e os benefícios referentes a
implementação dos cenários apresentados na Tabela 3-1.
4
Notas de trabalho produzidas entre o 1º (07/2000) e o 8º (07/2004) Encontros de Autoridades e Planejadores de
Gestão de Tráfego Aéreo para Implementação da RVSM, da RNAV e da RNP nas regiões CAR/SAM.
36
III.4 CENÁRIO 1 – RNAV/RNP 5
Nesta seção são apresentados os custos e os benefícios decorrentes da implementação do
RNAV/RNP 5.
Embora dissociadas de requisitos de precisão, muitas rotas RNAV já foram introduzidas no
espaço aéreo superior brasileiro. A implementação da RNP 5 significará a imposição de uma
área de confinamento conhecida para as aeronaves que as praticam.
A RNP 5 funcionará como o mínimo denominador comum do espaço aéreo, ou seja, a
performance mínima admissível. Assim, muitas aeronaves alcançarão requisitos de
performance superiores, notadamente aquelas equipadas com FMS, GNSS ou IRS.
O requisito RNP 5 é o mesmo definido para a Navegação de Área Básica (B-RNAV)
praticada na Europa, pois ambos são expressos apenas em termos de precisão. Desde abril de
1998, a B-RNAV tornou-se mandatória acima do nível de vôo FL 095 na porção do espaço
aéreo europeu denominada Estados da Conferência da Aviação Civil Européia (ECAC).
III.4.1 Custos
Os custos referentes à implantação da RNAV/RNP 5 ficarão a cargo dos operadores e do
provedor ATS. Os custos incidentes sobre os operadores resumem-se na obtenção da
Aprovação Operacional RNAV/RNP 5. Os custos referentes ao planejamento, treinamento de
controladores de tráfego aéreo e implementação da RNAV/RNP 5 serão cobertos pelo
provedor ATS.
37
III.4.1.1 Aprovação Operacional RNAV/RNP 5
Para obter a Aprovação Operacional RNAV/RNP 5, cada operador deve apresentar à
Autoridade Aeronáutica de seu país, provas de que sua aeronave satisfaz os requisitos
exigidos para as seguintes condições:
•
Certificado de aeronavegabilidade RNAV/RNP 5;
•
Treinamento de tripulantes técnicos.
III.4.1.1.1 Certificado de Aeronavegabilidade RNAV/RNP 5
O Certificado de Aeronavegabilidade RNAV/RNP 5 é o documento que atesta que a aeronave
foi inspecionada e/ou modificada e que atende as especificações de navegação requeridas.
Uma aeronave elegível à aprovação operacional RNAV/RNP 5 deve possuir os seguintes
equipamentos [FAA, 1998]:
•
Um ou mais equipamentos RNAV ;
•
Unidade de Monitoramento e Controle (CDU);
•
Monitor de navegação;
O equipamento RNAV deve ter, no mínimo, as seguintes funções [JAA, 1997]:
•
Contínua indicação da posição da aeronave em relação à rota pretendida;
•
Indicação de distância e tempo até o próximo ponto da rota, além de rumo e
velocidade;
•
Armazenamento de 4 pontos, no mínimo;
•
Capacidade de indicação de falha do sistema RNAV e dos sensores utilizados.
38
Além disso, as seguintes funções também são recomendadas: acoplamento ao piloto
automático, posição em tempo real, função “voar direto para”, indicação da precisão de
navegação, seleção automática de rádio-auxílios e base de dados de navegação.
A RNAV/RNP 5 pode ser alcançada navegando por meio dos seguintes sensores: VOR/DME,
DME/DME, IRS e GNSS. Entretanto, considerando a cobertura média dos rádio-auxílios
convencionais no espaço aéreo brasileiro (ver Apêndice 1), para se praticar a RNP 5 com
continuidade, as aeronaves deverão estar equipadas com, no mínimo, 1 IRS ou 1 receptor
GPS+ABAS, além de VOR/DME e do equipamento RNAV.
Grande parte das aeronaves de aviação comercial possuem capacidade melhor que RNP 5,
pois estas são dotadas de FMS e de receptores GPS ou IRS. Todo FMS fabricado é capaz de
atender aos padrões da OACI para RNP 5 ou melhor [Mitre, 2001]. Alguns valores referentes
à aquisição da capacidade RNAV/RNP 5 são apresentados no Anexo A.
III.4.1.1.2 Treinamento de Tripulantes Técnicos
A
formação
contínua
para
aquisição
de
novas
competências,
bem
como
a
manutenção/validação das capacidades já adquiridas é intrínseca à vida profissional do
aeronauta. É da responsabilidade da companhia aérea viabilizar a realização de cursos de
modo a manter seu corpo de tripulantes técnicos devidamente habilitado.
O treinamento RNAV/RNP 5 para tripulantes técnicos consiste de uma instrução teórica em
sala de aula abordando obrigatoriamente os seguintes assuntos: definição da RNP e requisitos
RNP 5; espaços aéreos RNP 5; modificações nas cartas e documentos; equipamentos
requeridos em ambiente RNAV/RNP 5 e suas limitações; plano de vôo; procedimentos de
contingência e procedimentos RNAV em área terminal [FAA, 1998].
39
III.4.1.2 Implantação RNAV/RNP 5
O Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA), órgão responsável por implantar,
coordenar e financiar toda e qualquer modificação no espaço aéreo sob jurisdição nacional
deverá conduzir a implantação da RNAV/RNP 5 segundo três etapas: planejamento,
treinamento de controladores de tráfego aéreo e implementação. Estas etapas são descritas a
seguir:
III.4.1.2.1 Planejamento
A fase de planejamento engloba a realização de reuniões de especialistas para identificação da
necessidade operacional, características e capacidade do espaço aéreo, problemas reportados
por companhias aéreas e controladores, definição de requisitos, coordenação entre os Estados,
análises de segurança, produção de documentos e estudos de avaliação de impactos.
Antes de implementar procedimentos ou rotas RNAV/RNP 5, estas podem ser testadas
utilizando as instalações de simulação do Instituto de Controle do Espaço Aéreo (ICEA)5, em
São José dos Campos. Os testes devem avaliar aspectos de segurança assim como a aceitação
do controlador a partir de sua perspectiva em relação à carga de trabalho, além de facilidade
de execução, simplicidade e, quando relevante, redução de ruídos.
Normalmente, os custos incorridos nesta fase não causam impacto econômico expressivo,
dado que o DECEA aloca recursos próprios e já disponíveis para este fim6.
5
Antigo Instituto de Proteção ao Vôo (IPV).
6
Esta informação foi obtida em visita técnica realizada neste órgão em janeiro de 2004.
40
III.4.1.2.2 Treinamento de Controladores de Tráfego Aéreo
Imprescindível no objetivo de fazer o controlador assimilar antecipadamente as mudanças em
seu ambiente operacional, o treinamento em simuladores visa a assegurar que o controlador
esteja suficientemente familiarizado com o novo procedimento.
No caso de pequenas mudanças, algumas sessões de poucas horas de instrução para explicar a
nova rota e revisar a fraseologia correta é recomendável. O laboratório de simulação do ICEA
pode ser utilizado para familiarizar os controladores no caso de ocorrência de mudanças
expressivas na organização do espaço aéreo.
III.4.1.2.3 Implementação
A fase de implementação RNAV/RNP 5 compreende a modificação e publicação de cartas de
navegação e outros documentos.
III.4.2 Benefícios
Quando devidamente implementada, a RNAV/RNP 5 poderá gerar os seguintes benefícios:
•
Rotas diretas em grande círculo;
•
Aumento da capacidade de espaço aéreo;
•
Redução da vetoração radar;
•
Redução dos impactos ambientais.
Cada um destes benefícios é abordado detalhadamente nas seções a seguir.
41
III.4.2.1 Rotas Diretas em Grande Círculo
A prática de rotas diretas em grande círculo representam um importante benefício associado à
RNAV pois implicam diretamente em redução de custos operacionais. Embora em menor
escala, benefício similar ocorre também quando da implementação da RNAV em Saídas
Padrão por Instrumento (SIDs RNAV) e Rotas Terminais Padrão de Chegada (STARs
RNAV), pois as distâncias e tempos de vôo reduzidos se traduzem em economias de
combustível e demais Custos Operacionais Diretos.
Dentre os custos operacionais constantes no Anuário do Transporte Aéreo do DAC, os citados
abaixo são proporcionais à duração do vôo ou à distância percorrida:
•
Combustível;
•
Depreciação de Equipamento de Vôo;
•
Manutenção e Revisão;
•
Salário de Tripulantes Técnicos;
•
Salário de Comissários de Bordo;
•
Tarifas de Auxílio à Navegação.
Cada rota RNAV estabelecida deve ser individualmente avaliada quanto aos seus benefícios.
Para tanto, é necessário levantar o tráfego da referida rota, a distância percorrida em relação à
rota convencional e a taxa de crescimento anual do tráfego.
Segundo estimativas apresentadas no “Plano Nacional de Implementação dos Sistemas
CNS/ATM”, a economia de combustível resultante da operação de rotas mais diretas no
Brasil deverá corresponder a US$ 30 milhões em 2010 [COMAR, 2002].
42
A RNAV/RNP 5 permite as seguintes soluções no sentido de aumentar a capacidade do
espaço aéreo e conseqüentemente reduzir atrasos e aumentar a segurança:
•
Rotas paralelas;
•
Localização otimizada das manobras de espera;
•
SIDs e STARs otimizadas;
•
Trajetórias de desvio de densas áreas terminais;
•
Rotas alternativas ou de contingência - flexibilidade na elaboração de desvios de zonas
meteorológicas de condições adversas;
•
Reposicionamento ou supressão de interseções de aerovias (pontos de conflito).
Em hora de pico, a capacidade das áreas terminais dos grandes aeroportos brasileiros
normalmente é ultrapassada. Isto porque as companhias aéreas programam seus vôos para
chegar e sair às mesmas horas. Aplicando as soluções acima mencionadas espera-se aumentar
a capacidade das áreas terminais possibilitanto a redução dos atrasos e da carga de trabalho de
controladores e pilotos.
Todavia, os atrasos gerados no lado ar dos aeroportos persistirão. Estes são bastante
significativos
e
freqüentemente
se
estendem
até
as
áreas
terminais
causando
congestionamentos. A capacidade de um aeroporto é limitada pela direção dos ventos, pelo
pátio de estacionamento, pelo número de pistas, sepação entre pistas e pelos critérios de
segurança de liberação de pistas e proteção contra esteiras de turbulência.
43
III.4.2.3 Redução da Vetoração Radar
À aproximadamente 10 MN ao redor dos aeroportos é freqüente não se ter rádio-auxílios
convencionais disponíveis, inviabilizando a prática dos procedimentos de pouso e decolagem
neles baseados. Por esta razão as aeronaves são vetoradas pelo controlador, ou seja, são
conduzidas em termos de altitude e rumo magnético. O piloto recebe em média três instruções
de vetoração, totalizando seis enlaces ar/solo que são efetuados para guiar a aeronave nas
trajetórias perna do vento, perna base e curva de aproximação final [Mitre, 2001].
Com a implementação de SIDs e STARs RNAV, as aeronaves devidamente equipadas
poderão navegar por conta própria ao longo de todo o percurso, desde o fixo de entrada da
TMA até a aproximação final, uma vez que as trajetórias são pré-definidas. Assim, é
eliminada a comunicação necessária para assegurar que a aeronave esteja realmente na
direção e altitude concedidos, reduzindo assim a carga de trabalho do controlador e do piloto.
III.4.2.4 Redução dos Impactos Ambientais
A redução de impactos ambientais se manisfesta de duas formas distintas: Redução do ruído
aeronáutico nas imediações dos aeroportos e redução da emissão de poluentes na atmosfera.
III.4.2.4.1 Redução do Ruído Aeronáutico nas Imediações dos Aeroportos
Os procedimentos de aproximação convencionais, por se apoiarem em rádio-auxílios,
oferecem pouca flexibilidade para evitar as zonas sensíveis ao ruído aeronáutico.
As técnicas RNAV/RNP 5 propiciam a criação de rotas e procedimentos visando a satisfazer
requisitos específicos de redução de ruído. Áreas de grande densidade populacional podem ser
44
evitadas pelas aeronaves de pequeno arrasto (capazes de subir mais rápido e manobrar
imediatamente após a decolagem) por meio da execução de procedimentos de saída
especialmente projetados para explorar tal performance.
Adicionalmente, devido à precisão de navegação, com desvio lateral conhecido, é possível
pré-definir rotas e procedimentos “sob medida” que evitem zonas sensíveis. A maior adesão
da aeronave às rotas estabelecidas ajuda a reduzir o ruído das operações.
III.4.2.4.2 Redução da Emissão de Poluentes na Atmosfera
A crescente aumento do tráfego aéreo tem provocado um proporcional aumento de poluentes
emitidos pelas aeronaves na atmosfera. As principais substâncias identificadas como
poluentes, resultantes da queima de combustível de aviação são: dióxido de carbono (CO2);
óxidos de nitrogênio (NOx); óxidos de enxofre (SOx); monóxido de carbono (CO); metano
(CH4) e vapor d’água (H2O).
Estas substâncias podem causar dois problemas ambientais principais:

O incremento do fenômeno do Efeito Estufa;

A redução da Camada de Ozônio, na qual as emissões de NOx guardam relação direta;
Embora menos expressivo, as emissões aeronáuticas de óxidos de enxofre contribuem para o
fenômeno de Chuvas Ácidas.
As emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), dependendo de suas concentrações na atmosfera,
podem causar o aumento ou a redução do ozônio. Na estratosfera, o efeito comumente
observado do NOx é a redução do ozônio. Entre a alta troposfera e a baixa estratosfera (entre
9 e 12 Km aproximadamente), tem-se registrado o aumento da concentração de ozônio devido
45
a presença do NOx. Neste caso, o NOx induz ao aumento do Efeito Estufa e,
conseqüentemente, ao aquecimento global [Simões et al, 2003].
O vapor d´água na troposfera pouco influencia o fenômeno do Efeito Estufa pois tende a ser
removido pela precipitação. Entretanto, quando a emissão ocorre aproximadamente acima de
11 km, o vapor d’água atua como um Gás de Efeito Estufa, retendo a radiação solar
proveniente da Terra, auxiliando no processo de aquecimento global [Simões et al, 2003].
Para cada quilo de combustível queimado são emitidos na atmosfera [Eurocontrol, 2004c]:
•
3,149 kg de CO2
•
1,230 kg de H2O
•
0,84 g de SO2
•
10,34 g de NOx
A redução das distâncias voadas e conseqüentemente da queima de combustível, contribui
para reduzir a emissão destes gases na atmosfera, contribuindo assim para a realização dos
objetivos do Protocolo de Kyoto.
O Protocolo de Kyoto é um acordo internacional que estabelece metas de redução global da
emissão dos gases responsáveis pelo efeito estufa em 5,2 %, entre os anos 2008 e 2012. O
protocolo foi baseado nos princípios do Tratado da Organização das Nações Unidas (ONU)
sobre mudanças climáticas.
Para países considerados em desenvolvimento não foi exigido nenhum comprometimento
com metas específicas. No entanto, como signatário, o Brasil deve buscar o desenvolvimento
de estratégias para combater as mudanças climáticas.
46
III.4.3 Quadro Resumo: Custos x Benefícios RNAV/RNP 5
A Tabela 3-2 apresenta o resumo dos custos e benefícios da implementação da RNAV/RNP 5
de acordo com o Cenário 1:
Tabela 3-2: Quadro Resumo: Custos x Benefícios RNAV/RNP 5.
Benefícios
Provedor ATS/Estado
_
Redução da carga
de trabalho do
piloto
Redução da carga de
trabalho do controlador
Rotas Diretas em
Grande Círculo
Redução dos impactos
ambientais
Operador
Redução ou nãogeração de atrasos
Usuário do Transporte Aéreo /
Sociedade em geral
Aumento da segurança
Aumento da
Redução da
Capacidade
do Espaço Vetoração Radar
Aéreo
Redução do
tempo de
viagem
Custos
_
Economia de
Aprovação
Custos
Operacional
Operacionais
RNAV/RNP 5
Diretos
_
Implantação
RNAV/RNP 5
III.5 CENÁRIO 2 – RVSM
Esta seção apresenta os custos e benefícios decorrentes da implantação da RVSM entre os
níveis de vôo FL 290 e FL 410 do espaço aéreo brasileiro.
III.5.1 Custos
Os custos referentes à implementação da RVSM ficam a cargo do provedor ATS e dos
operadores. Os custos incidentes sobre os operadores resumem-se na obtenção da Aprovação
Operacional RVSM. O provedor ATS arca com os custos referentes à implantação da RVSM
no espaço aéreo.
47
III.5.1.1 Aprovação Operacional RVSM
A aprovação operacional pode ser aplicável a uma única aeronave ou a um grupo. Aeronaves
de projeto e construção similares, no que concerne às características aerodinâmicas ou todo e
qualquer detalhe que influencie sua performance de manutenção da altitude, são agrupadas
para fins de obtenção da aprovação operacional e monitoramento de altitude.
Para obter a aprovação operacional RVSM, cada operador deve apresentar à Autoridade
Aeronáutica de seu país provas de que a aeronave/grupo satisfaz as especificações MASPS
nos seguintes quesitos:
•
Certificado de aeronavegabilidade RVSM;
•
Monitoramento de altitude;
•
Treinamento de tripulantes técnicos;
•
Programa de manutenção.
A seguir, cada um destes quesitos é abordado em detalhes.
III.5.1.1.1 Certificado de Aeronavegabilidade RVSM
O certificado de aeronavegabilidade RVSM é o documento que atesta que a aeronave foi
inspecionada e/ou modificada e que possui performance de navegação no plano vertical
suficiente para atender as especificações.
A maioria das aeronaves recém fabricadas já vem com os equipamentos RVSM, de acordo
com seu Certificado de Tipo. Nesse caso, a aeronave é entregue ao seu primeiro proprietário
já com o certificado de aeronavegabilidade RVSM. Aeronaves não certificadas para operação
RVSM, devem ser modificadas por meio da incorporação de boletins de serviço.
48
Uma relação dos boletins de serviço RVSM disponíveis no mercado e respectivos custos de
aplicação são apresentados no Anexo B (AP/ATM/6-IP3) deste estudo. Estes custos podem
chegar a US$ 175.000,00 em função da tecnologia das aeronaves. Algumas aeronaves
demandam apenas uma inspeção visual, outras requerem ampla adequação.
III.5.1.1.2 Monitoramento de Altitude
De posse do certificado de aeronavegabilidade, cada grupo de aeronaves que compõe a frota
de um operador, deve ser submetido ao programa de monitoramento de altitude, no qual é
avaliada a capacidade da aeronave em manter a altitude pretendida. Esta aferição é requisito
fundamental para o estabelecimento de um ambiente RVSM seguro.
O monitoramento da altitude pode ser feito por um dos dois métodos adiante discriminados:
•
Unidade de Monitoramento de Altitude (HMU): Conjunto de estações baseadas em
solo que recebe do radar secundário de bordo a posição e a altitude da aeronave. A
desvantagem deste método é o custo de implantação da HMU (três unidades européias
custaram aproximadamente US$ 8 milhões). Além disso, as aeronaves devem estar
dentro da área de cobertura da estação (35 a 45 MN) para serem aferidas. A região
CAR/SAM não dispõe de HMU e voar até os sítios onde estão instaladas estas
unidades pode não ser viável para os operadores.
•
Sistema de Monitoramento Baseado em GPS (GMS): Método que utiliza uma
Unidade de Monitoramento GPS, que consiste numa unidade autônoma de GPS
diferencial instalada temporariamente na aeronave a ser monitorada para medir com
precisão a posição da aeronave em 3 dimensões.
49
No Brasil, o monitoramento de altitude deve ser realizado conforme o modelo da Agência de
Monitoramento Regional do Caribe e América do Sul (CARSAMMA).
Como mencionado anteriormente, aeronaves de projeto e construção similares são agrupadas
para fins de monitoramento de altitude. Conforme apresentado na Tabela 3-3, o modelo da
CARSAMMA divide os grupos de aeronaves em 3 blocos que representam três diferentes
condições de monitoramento:
Tabela 3-3: Requisitos de Monitoramento segundo o modelo CARSAMMA.
Blocos
Grupos 1
1
1 a 38
2
39 a 87
3
-
Descrição
Grupos de geronaves que apresentam estatística de
performance de acordo com os padrões RVSM
Grupo de aeronaves com estatística de performance
insuficiente para passar ao bloco 1
Aeronaves não-grupo 2
Requisitos Mínimos
de Monitoramento
2 aeronaves
60% das aeronaves
100% das aeronaves
Nota 1: O modelo não propõe a numeração dos grupos; este artifício foi adotado para facilitar a identificação.
Nota 2: As aeronaves não-grupo são aquelas que não se encaixam nos casos dos blocos 1 e 2
No Anexo C é apresentada a tabela completa, correlacionando os grupos de aeronaves às
exigências de monitoramento.
Caso um operador acrescente a sua frota, aeronaves com certificado de aeronavegabilidade
RVSM, estas não necessitarão de monitoramento adicional se o operador já possuir aeronaves
do mesmo tipo aprovadas RVSM e monitoradas. Caso contrário, haverá necessidade de
monitoramento extra.
III.5.1.1.3 Treinamento de Tripulantes Técnicos
A realização do treinamento RVSM para tripulantes técnicos é de responsabilidade do
operador da aeronave. Durante o treinamento, os seguintes tópicos deverão ser abordados:
50
fraseologia ATC, equipamentos mínimos RVSM, procedimentos operacionais, procedimentos
de contingência (turbulência, alertas TCAS, etc.) e estrutura do espaço aéreo.
III.5.1.1.4 Programa de Manutenção
Procedimentos específicos de manutenção e inspeção devem ser aplicados aos equipamentos
RVSM visando a garantir o cumprimento continuado dos requisitos de performance.
O operador deve provar à autoridade aeronáutica de seu país que um adequado programa de
manutenção foi estabelecido para cada tipo de aeronave. Os técnicos de manutenção devem
cumprir treinamento teórico e prático abordando aspectos relacionados às inspeções técnicas,
calibração de instrumentos e outros.
III.5.1.2 Implantação da RVSM
O DECEA conduziu a implantação da RVSM em três etapas: planejamento, treinamento e
implementação, descritas a seguir:
III.5.1.2.1 Planejamento
A fase de planejamento engloba a realização de reuniões de especialistas, definição de
requisitos, produção de documentos e estudos específicos para avaliação de impactos.
Os custos incorridos nesta fase não são muito expressivos, uma vez que o DECEA aloca
recursos próprios e já disponíveis para este fim.
51
III.5.1.2.2 Treinamento dos Controladores de Tráfego Aéreo
O treinamento de controladores de Centros de Controle de Área (ACC) baseou-se no “Manual
de Diretrizes para Treinamento RVSM na Região CAR/SAM”. Nesta fase incorrem custos de
deslocamento de controladores desde suas bases até o ICEA em São José dos Campos, além
de diárias e estadia.
III.5.1.2.3 Implementação
A fase de implementação da RVSM compreende modificações nas cartas de navegação e
outros documentos, revisão das rotas e procedimentos existentes e adequação dos sistemas
automatizados de controle de tráfego aéreo.
Do ponto de vista do ATC, a prática da RVSM gera a necessidade de uma clara identificação
das aeronaves aprovadas e não aprovadas RVSM, além de um sistema de alerta de conflito
diferenciado que identifique o status de aprovação de cada aeronave7.
III.5.2 Benefícios
Os benefícios decorrentes da implementação da RVSM têm uma só origem: os seis níveis de
vôo adicionais que serão disponibilizados (FL 300, FL 320, FL 340, FL 360, FL 380, FL 400)
na porção do espaço aéreo mais disputada pelas aeronaves. Conseqüentemente os seguintes
benefícios são viabilizados:
•
7
Redução da carga de trabalho do controlador;
A ausência de tal sistema foi o fator contribuinte para o único incidente ocorrido durante a Simulação RVSM
Continental [OACI, 2003c].
52
•
Aumento da capacidade do espaço aéreo;
•
Economia de combustível;
•
Redução da emissão de poluentes na atmosfera.
III.5.2.1 Redução da Carga de Trabalho do Controlador
Várias simulações em tempo real realizadas pela FAA demonstraram que a implementação da
RVSM reduz a carga de trabalho do controlador [OACI, 2004a]. Simulações em tempo real
do espaço aéreo brasileiro, realizadas no ICEA, também alcançaram resultados similares
[OACI, 2003c].
Na Europa e em certas porções do espaço aéreo norte americano, o aumento de capacidade
gerado pela RVSM reflete-se fortemente na redução dos atrasos. Isto não se verificará a curto
prazo no espaço aéreo brasileiro, pois os atrasos aqui gerados têm origem principalmente no
lado ar dos aeroportos ou nas áreas terminais. Por este motivo o benefício associado ao
aumento de capacidade será o de resguardá-la para acolher o tráfego futuro.
III.5.2.3 Economia de Combustível
A economia de combustível em cruzeiro é função de diversos fatores, dentre eles destacam-se
a massa da aeronave, a velocidade de cruzeiro e a altitude do vôo. No caso de vôo a número
de Mach constante, resta apenas otimizar o nível de vôo a ser praticado.
53
A altitude ótima de vôo é aquela em que a aeronave apresenta o maior alcance específico, ou
seja, maior distância percorrida por quilo de combustível [Padilla, 1996]. Conforme
apresentado na Figura 3-3, para cada massa mi que a aeronave apresenta há uma “altitude
ótima” que maximiza seu alcance específico.
Altitude Pressão
m 1 > m2 > m 3
m1
m2
m3
Altitude Ótima
Alcance Específico
Figura 3-3: Alcance específico em função da massa e da altitude.
À medida em que o combustível é queimado, a massa da aeronave diminui e a altitude ótima
Altitude Pressão
de vôo aumenta, comforme mostrado na Figura 3-4:
Altitude Ótima
Massa
Figura 3-4: Altitude ótima de vôo em função da massa da aeronave.
Para voar exatamente na altitude ótima é necessário que a aeronave suba continuamente
enquanto perde massa. Todavia, devido às restrições impostas pelo ATC, este procedimento
não pode ser realizado. As regras do ATC estabelecem que as aeronaves devem voar níveis de
vôo específicos em função de seu rumo magnético.
54
Conforme ilustrado na Figura 3-5, para voar o mais próximo possível da altitude ótima de
vôo, as companhias aéreas costumam praticar um procedimento denominado ‘Step Climb’ que
consiste em subir, logo após a decolagem, para um nível de vôo 2000 pés acima da altitude
ótima de vôo e lá permanecer até que a aeronave perca massa suficiente para que a altitude
ótima eleve-se 2000 pés acima do nível de vôo em que se encontra a aeronave. Neste
momento uma nova subida de 4000 pés é efetuada, posicionando a aeronave novamente 2000
pés acima do nível ótimo de vôo. Este prodecimento é realizado sucessivamente durante todo
o vôo.
Nível de Vôo
Altitude Ótima
4000 pés
Massa
Figura 3-5: Procedimento “Step Climb”.
Em ambiente RVSM o “Step Climb” de 4000 pés é reduzido para 2000 pés, proporcionando à
aeronave maior proximidade de sua altitude ótima de vôo e portanto, maior economia de
combustível.
III.5.2.4 Redução da Emissão de Poluentes na Atmosfera
Em decorrência da redução do consumo de combustível atribuído a maior aderência da
aeronave a sua curva de altitude ótima, surge o benefício da redução da emissão de gases
poluentes na atmosfera.
55
III.5.3 Quadro Resumo: Custos x Benefícios RVSM
A Tabela 3-4 sintetiza os custos e benefícios resultantes da implementação da RVSM de
acordo com o Cenário 2:
Tabela 3-4: Quadro Resumo: Custos x Benefícios RVSM.
Benefícios
Usuários do Transporte Aéreo
/ Sociedade Em Geral
Operador
Provedor ATS /Estado
Redução da emissão de
poluentes na atmosfera
Perfis Verticais de Vôo
Otimizados
Aumento da
Capacidade do
Espaço Aéreo
_
Economia de
Combustível
Custos
_
Redução ou nãogeração de atrasos
Redução da Carga de trabalho do
controlador
Aprovação
Operacional
RVSM
Implantação
RVSM
III.6 CENÁRIO 3 – GNSS COMO MEIO PRIMÁRIO DE NAVEGAÇÃO
Nesta seção são apresentados os custos necessários para tornar o GNSS o meio primário de
navegação no espaço aéreo superior brasileiro, assim como os benefícios decorrentes do
estabelecimento deste cenário.
A utilização do GNSS como meio primário de navegação está condicionada à existência de
um sistema de aumentação satelital (SBAS), conforme determinado no “Plano Regional
CAR/SAM para a Implementação dos Sistemas CNS/ATM” [OACI, 1999a]. Neste sentido,
duas opções podem ser apreciadas: a implementação de um SBAS nacional ou a
implementação da extensão de um SBAS estrangeiro.
Este estudo contempla apenas a primeira opção, visto que o Comando da Aeronáutica declara
manter, como objetivo permanente, esforços para que o Brasil disponha de satélites nacionais
56
para atender à demanda dos sistemas CNS/ATM [COMAR, 2001]. De fato, a aquisição de um
SBAS por parte do Governo Brasileiro encontra-se em fase avançada de estudo.
Diferentes níveis de desempenho podem ser alcançados dependendo das características
técnicas do projeto, do comportamento da ionosfera local, do número de estações de
monitoramento instaladas, etc.
Assim, dependendo do desempenho alcançado e do tipo do receptor adquirido pelo usuário, o
SBAS poderá dar suporte a vários tipos de operações aéreas, a saber:
•
RNAV em rota e área terminal;
•
Vários tipos de RNP;
•
Aproximação de não precisão (NPA);
•
Aproximação com guiagem vertical I e II (APV I and APV II).
Nos casos mais bem sucedidos, o SBAS poderá também dar suporte a aproximação de nãoprecisão Categoria I (CAT I).
III.6.1 Custos
O investimento necessário para adquirir e implantar um SBAS brasileiro fica a cargo do
Estado e dos operadores. O Estado deverá arcar com a implantação do SBAS e os operadores
arcarão com os custos de adequação de suas aeronaves para fins de obtenção da aprovação
operacional SBAS.
III.6.1.1 Implantação do SBAS
O Governo Brasileiro cogita a possibilidade de adquirir um SBAS no âmbito de um projeto
ainda maior, o Satélite Geoestacionário Brasileiro (SGB).
57
O SGB é um conjunto de satélites multimissão do Governo Brasileiro concebido para dar
suporte não só às aplicações CNS/ATM como também a aplicações militares,
governamentais, de segurança nacional e meteorológicas. A princípio, o SBAS seria integrado
a bordo do SGB, cuja operação está prevista para 2009.
O SGB encontra-se atualmente em fase de especificação técnica, conduzida pela Fundação
Tecnologias Críticas (ATECH) e pela Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em
Telecomunicações (CPqD).
O projeto SGB prevê a construção de dois satélites com custo estimado de US$ 592 milhões e
vida útil de 15 anos. Este valor também inclui lançamento, seguro e infra-estrutura de apoio
em solo [Gazeta Mercantil, 2004]. Não se sabe portanto qual é a parte deste montante que
corresponde ao SBAS isoladamente.
Os custos de implantação de um SBAS incluem:
•
A especificação do sistema;
•
Aquisição e implementação do segmento espacial (aquisição dos satélites
geoestacionários, lançamento, seguro);
•
Aquisição e implementação do segmento solo (estações de monitoramento, estação
processadora);
•
Operação e manutenção de ambos segmentos;
58
III.6.1.2 Aprovação Operacional SBAS
Os custo de obtenção do Certificado de Aeronavegabilidade SBAS incluirá a aquisição da
capacidade SBAS, sua instalação e certificação, além dos custos de treinamento de pilotos e
de técnicos de manutenção.
Embora não haja dados confiáveis relativos a estes itens de custo, estima-se que, com exceção
da aquisição da capacidade SBAS, os custos supracitados sejam similares aos já normalmente
praticados na aviação [CANSO, 2005].
Algumas classes de receptores necessitarão apenas de uma modificação no software do
receptor de GPS padrão (GPS+ABAS) para torná-los capazes de receber e utilizar mensagens
de aumentação dos satélites geoestacionários [CANSO, 2005]. Alguns valores referentes aos
custos deste tipo de modificação são apresentados no Anexo A.
Os receptores SBAS a serem utilizados em operações APV estão atualmente em fase de
desenvolvimento e necessitarão de níveis específicos de segurança de software e de
alimentação dos dados de saída do receptor. Neste caso, deve-se prever a certificação da
função SBAS dentro do Receptor Múltiplo Modo (MMR) [STNA, 2005].
Todos os receptores SBAS devem satisfazer plenamente os requisitos ABAS e devem
funcionar na área de cobertura de quaisquer SBAS existentes.
III.6.2 Benefícios
A implementação do SBAS trará os seguintes benefícios para operadores, provedor ATS e
usuários:
•
Guiagem vertical;
59
•
Suporte aos Requisitos RNAV/RNP;
•
Racionalização da infra-estrutura de rádio-auxílios convencionais;
•
Utilização em aplicações marítimas e terrestres.
III.6.2.1 Guiagem Vertical
Devido às irregularidades ionosféricas que ocorrem com muita intensidade na zona equatorial,
o desempenho do SBAS no Brasil corre o risco de não ser tão bom quanto o do EGNOS, cuja
performance é suficiente para operações APV-II [Toran-Marti et al, 2004].
Numa postura conservadora, admitir-se-á que inicialmente o SBAS brasileiro proveria
operações até APV-I. Entretanto, espera-se que o desempenho do sistema melhore mediante a
o aumento do número de estações de monitoramento e do aperfeiçoamento do modelo de
comportamento da ionosfera.
Dado que o SBAS é capaz de fornecer trajetórias de planeio virtuais, não há restrição do
número de trajetórias que podem ser praticadas. Esta flexibilidade permite que aeronaves de
diferente performances possam minimizar o efeito de esteiras de turbulência e obstáculos.
A APV-I oferece muitas vantagens operacionais em relação à aproximação de não-precisão,
proporcionando as seguintes melhorias:
•
Redução da Altitude Livre de Obstáculos;
•
Redução do número de aproximações perdidas;
•
Múltiplos ângulos de rampa de descida;
60
•
Possibilidade de implantação de procedimento de aproximações diretas em
substituição às aproximações convencionais em circuito;
Enquanto o ILS gera uma trajetória de planeio única apenas para a pista em que está instalado,
o SBAS possibilita múltiplas trajetórias de planeio em todas as cabeceiras de pista existentes
em sua área de cobertura, inclusive naquelas que não operam IFR, sem que nenhum custo de
instalação, reconfiguração ou manutenção seja necessário. Atualmente, dos 1282 aeródromos
registrados, apenas 322 estão equipados IFR [COMAR, 2002].
Dessa forma, a acessibilidade e a segurança dos aeroportos melhoram e conseqüentemente os
atrasos, desvios e cancelamentos de vôos podem ser reduzidos ou evitados, resultando em
economia de tempo e custos para passageiros e operadores.
A guiagem vertical representa também um importante avanço na área da segurança pois ajuda
a reduzir o risco de Colisões de Vôo Controlado Contra o Terreno (CFIT), que têm figurado
entre as formas mais comuns de acidente desde o início da aviação.
Os acidentes do tipo CFIT se caracterizam por ocorrer sem que a tripulação tenha consciência
da rota de colisão na qual a aeronave se encontra. Este tipo de ocorrência tem se mantido nas
estatísticas, ao longo dos anos, como um dos maiores responsáveis por perdas de vida na
aviação mundial. A Figura 3-6 mostra um quadro comparativo do número de acidentes do tipo
CFIT em relação ao total de acidentes da aviação civil [CENIPA, 2005].
61
160
To ta is d e A ci de nte s
A cid e nte s CFIT
140
120
100
80
129
60
98
82
69
77
69
40
67
57
50
56
20
0
10
7
10
11
8
11
6
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2 000
16
13
16
2001
2 002
2003
Figura 3-6: Acidentes do tipo CFIT x Total de acidentes.
O CFIT ocorre com maior incidência na aviação de pequeno e médio porte, uma vez que as
operações típicas destas categorias são mais curtas, com maior número de pousos e
decolagens, o que implica numa maior exposição ao risco [CENIPA, 2005].
Na Figura 3-7 pode-se verificar a contribuição dos acidentes do tipo CFIT no número total de
fatalidades da aviação civil nos últimos dez anos [CENIPA, 2005].
220
Fatalidade s
200
Fatalidade s CFI T
180
160
140
120
187
100
80
104
90
60
94
53
77
66
56
40
20
69
80
26
21
26
199 4
1995
1996
0
13
1 997
23
14
19 98
1 999
25
19
200 0
2001
33
12
200 2
2003
Figura 3-7: Fatalidades causadas por acidentes CFIT x Fatalidades na aviação civil.
62
O excesso de confiança no controle de tráfego aéreo, sem o devido acompanhamento da
navegação pelo piloto, e a tentativa de vôo visual quando em condições meteorológicas
desfavoráveis, constituem dois cenários característicos da perda da consciência situacional.
Segundo a Flight Safety Foundation, o risco de incidente grave ou acidente é 7 vezes maior
em aproximações de não-precisão que em aproximações com guiagem vertical. Na área de
cobertura do WAAS isto deve significar uma redução de 140 acidentes e 260 mortes num
horizonte de 20 anos [Flight Safety Foundation, 2001].
Além da redução de perda de vidas humanas e de custo de avarias, o SBAS ajuda a
proporcionar um efeito bastante positivo a longo prazo, o aumento crescente da confiança dos
usuários no transporte aéreo.
III.6.2.2 Suporte aos Requisitos RNAV/RNP
A partir da análise realizada no Apêndice 1, pode-se inferir que a infra-estrutura brasileira de
rádio-auxílios convencionais não seria capaz de dar suporte nem mesmo à RNP 5 com
continuidade. A RNP 5, que é o requisito menos estrito para rotas continentais, será
implementado no espaço aéreo brasileiro até 2007 [OACI, 2004b].
Considerando a previsão de crescimento do tráfego nos anos futuros, serão necessários
requisitos de precisão cada vez mais estritos para apoiar as rotas RNAV já implementadas ou
espaços aéreos com problemas de eficiência ou segurança.
Para provedores ATS, a implentação do SBAS torna o GNSS uma ferramenta capaz de dar
suporte à otimização do espaço aéreo numa visão de longo prazo.
63
Para operadores devidamente equipados, o SBAS permitirá o cumprimento dos requisitos
atuais e futuros RNAV/RNP e, conseqüentemente, uma utilização mais eficiente do espaço
aéreo e dos aeroportos.
Em decorrência do cumprimento do requisito APV-I, por exemplo, o SBAS será capaz de
prover RNP 0,3 em toda área de cobertura do satélite, ou seja, 0,3 milhas náuticas de
afastamento máximo em relação a posição pretendida em 95% do tempo de vôo. Esta
performance de navegação elevada oferece flexibilidade para os projetistas do espaço aéreo
solucionarem os gargalos que venham se apresentar a longo prazo.
III.6.2.3 Racionalização da Infra-Estrutura de Rádio-Auxílios Convencionais
Com a implementação do SBAS, o GNSS pode ser utilizado como meio primário de
navegação, ou seja, totalmente independente dos rádio-auxílios convencionais.
A economia resultante da racionalização dos rádio-auxílios de rota e área terminal é um
importante benefício atribuído à melhoria da performance do GNSS, decorrente da
implementação do SBAS. A curto prazo, esta melhoria pode se traduzir na estagnação da
infra-estrutura de navegação existente e, a médio-longo prazo, em sua desativação.
Entretanto, enquanto houver riscos de falha ou interferência do GPS, é prudente conservar
parte da infra-estrutura de solo como back-up da navegação satelital.
Conforme a análise apresentada no Apêndice 1, é possível ter o seguinte cenário de
racionalização dos rádio-auxílios no Brasil8:
8
Até o momento, nenhuma política oficial para este assunto foi divulgada.
64
•
Supressão dos NDBs que não balizem ILSs;
•
Estacionamento da infra-estrutura atual de VORs em sua dimensão atual até que se
inicie seu processo de desativação;
•
Manutenção dos DMEs por tempo indefinido.
Considerando este modelo de racionalização, a Tabela 3-5 reúne os custos e despesas a serem
evitados.
Tabela 3-5: Custos e Despesas Evitados com a Implementação do SBAS.
Custo
Despesas
Expansão da Rede Atual de VOR e NDB
Substituição dos equipamentos de VOR e
NDB em fim da vida útil
Aquisição, instalação e homologação 1
Inspeção/Aferição
Operação e Manutenção
Aquisição, instalação e homologação 2
Combustível, deslocamento e estadia de pessoal, diárias de
técnicos de inspeção
Peças, deslocamento e estadias de pessoal, energia elétrica,
guarda de campo, diárias de técnicos de manutenção
Nota 1: Um vôo de homologação dura em média 3 horas para o VOR e 1 hora para o NDB;
Nota 2: O Grupo Especial de Inspeção em Vôo (GEIV) deve realizar pelo menos 1 vôo de inspeção anual para
cada NDB instalado e 3 vôos de inspeção anual para cada VOR;
A manutenção dos auxílios à navegação é particularmente onerosa pois é prestada em três
níveis diferentes, em função do tipo de serviço a ser executado:
•
Manutenção de nível orgânico: compreende os serviços de limpeza e conservação das
instalações e dos equipamentos instalados;
•
Manutenção de nível base: compreende serviços de verificação e ajustes de níveis,
regulagens e reparos;
•
Manutenção de nível parque: compreende as intervenções de alto grau de
complexidade técnica: reparos e revisões necessários à recuperação completa ou
revitalização de um equipamento e modificações técnicas. Deve ser realizada em
oficinas de reconhecida competência técnica;
65
Atualmente o DECEA é responsável por manter 83 equipamentos de VOR e 196 NDB em
operação. A Infraero e algumas prefeituras também possuem VOR e NDB sob suas
responsabilidades.
III.6.2.4 Aplicações Marítimas e Terrestres
O interesse do SBAS vai além do transporte aéreo, sendo sua aplicação igualmente
interessante a outros setores. A exemplo do que acontece com o EGNOS e WAAS, várias
atividades se beneficiarão com a implementação do SBAS no Brasil; dentre elas destacam-se:
•
Navegação marítima e terrestre: Navegação, vigilância e controle de tráfego
melhorados pelo aumento da precisão e da integridade;
•
Agricultura de precisão: Consiste na integração do posicionamento preciso e dos
Sistemas de Informação Geográficos para melhor gerenciar o uso da terra;
•
Serviços de localização: Utilizam a informação de posição recebida de um dispositivo
móvel (ex: celular) para prestar serviços sob demanda do usuário ou utilizando
tecnologia de rastreamento automático. Destacam-se duas aplicações específicas:
emergência e segurança física e patrimonial.
III.6.3 Quadro Resumo: Custos x Benefícios SBAS
A Tabela 3-6 resume os custos e os benefícios da implementação do SBAS de acordo com o
Cenário 3:
66
Tabela 3-6: Quadro Resumo: Custos x Benefícios SBAS.
Benefícios
Provedor ATS /
Estado
Redução da
carga de
trabalho do
controlador
Suporte aos Requisitos
RNAV/RNP
Redução de atrasos
Aumento da segurança
Operador
Redução dos atraso,
desvios e cancelamentos
Usuários do
Transporte Aéreo /
Sociedade em Geral
Redução do risco de acidenes do tipo
CFIT
Guiagem Vertical
Racionalição dos
Rádio-Auxílios
Convencionais
Utilização por
outros setores da
economia
Custos
_
_
Economia de
custos
operacionais
Flexibilidade de longo
prazo para otimização do
espaço aéreo
Aprovação
Operacional
SBAS
Economia de
aquisição,
inspeção e
manutenção
Implantação
do SBAS
III.7 RESUMO
A OACI recomenda que a implementação dos elementos CNS/ATM seja precedida de uma
análise de custo-benefício e ressalta a metodologia do Valor Presente Líquido, que é
amplamente reconhecida e utilizada pelas instituições financeiras.
Baseado em modelos já consagrados, uma metodologia de análise de custo-benefício é
definida para o presente trabalho, seguindo as seguintes etapas: planejamento, identificação e
análise dos custos e benefícios, modelagem e apresentação dos resultados.
Com base nas diretrizes estabelecidas e declarações e decisões das autoridades aeronáuticas,
três cenários foram identificados para análise:
•
Cenário 1: Implementação da RNAV/RNP 5
•
Cenário 2: Implementação da RVSM
•
Cenário 3: Implementação do GNSS como meio primário de navegação
67
Para cada cenário supracitado, foram identificados e investigados os custos e benefícios
relacionados contextualizando-os na realidade brasileira. Ao final, um quadro-resumo é
apresentado associando os benefícios aos beneficiários e os custos aos financiadores.
68
Capítulo IV
Estudo de Caso: Implantação da RVSM no Espaço
Aéreo Brasileiro - Análise Custo-Benefício
IV.1 INTRODUÇÃO
A implantação da RVSM no espaço aéreo brasileiro, ocorrida em 20 de janeiro de 2005,
suscitou muita polêmica a respeito da viabilidade econômica para os operadores,
principalmente aqueles da aviação geral.
Este fato motivou a escolha do Cenário 2, referente à implementação da RVSM no Brasil,
para realização de uma análise de custo-benefício a título de estudo de caso.
Neste capítulo os custos e benefícios identificados na seção III.5. são modelados e analisados.
Várias informações e dados pertinentes foram disponibilizados pelo DAC e pelo DECEA para
a elaboração deste estudo.
IV.2 CENÁRIOS DE ESTUDO
O custo-benefício da implementação da RVSM no espaço aéreo brasileiro foi determinado
por meio da comparação de dois cenários operacionais:
•
Cenário Base: representando a condição pré-RVSM, cuja separação vertical entre os
níveis de vôo FL 290 e FL 410 é de 2000 pés;
•
Cenário RVSM, representando a condição RVSM, cuja separação vertical entre os
níveis de vôo FL 290 e FL 410 é de 1000 pés. Neste cenário foi admitido que todas
aeronaves elegíveis RVSM obtiveram suas respectivas aprovações operacionais.
69
O Cenários Base e RVSM buscam reproduzir a realidade operacional brasileira onde, na
maioria das rotas, não é freqüente a existência de restrições operacionais que penalizem o
nível de vôo solicitado. Desta forma, considerou-se que em ambos os cenários que a aeronave
voa no nível ótimo praticável de vôo. O ganho do Cenário RVSM em relação ao Base é
medido apenas em termos da maior proximidade do perfil de vôo das aeronaves à curva de
nível ótimo de vôo.
A Tabela 4-1 apresenta o sumário das características dos Cenários Base e RVSM.
Tabela 4-1: Caracterização dos Cenários Base e RVSM.
Cenário Base
Mínimos de Separação Vertical: 2000 pés
FL praticado = FL ótimo
Cenário RVSM
Mínimos de Separação Vertical: 1000 pés
FL praticado = FL ótimo
Todas as “Aeronaves Elegíveis” RVSM
obtiveram provação operacional
Considerações adicionais:
•
Os custos de imobilização da aeronave, para aplicação dos boletins de serviço de
adequação ao RVSM, são desprezados uma vez que estes podem ser aplicados durante
as imobilizações periódicas para manutenções programadas;
•
Ano Base: 2004;
•
Ano de incidência dos custos: 2004;
•
Primeiro ano de captação dos benefícios: 2005, período equivalente a vida útil
depreciável de equipamentos eletrônicos [Eurocontrol, 2002];
•
Período de captação dos benefícios: 15 anos;
70
IV.3 CUSTOS RVSM
Os custos referentes à implementação da RVSM no Brasil, identificados e investigados no
Capítulo III, seção III.5.1 Custos, serão aqui modelados, com base nos dados e informações
coletados e nas características e hipóteses formuladas.
Os custos modelados nesta seção são quantificados apenas para as aeronaves “elegíveis
RVSM”. Esta denominação foi utilizada para caracterizar aeronaves potenciais usuárias do
espaço aéreo entre FL 290 e FL 410 e ainda que não possuidoras de aprovação operacional
RVSM.
IV.3.1 Determinação da Frota de Aeronaves “Elegíveis RVSM”
A frota “elegível RVSM” foi estimada excluindo-se do total de matrículas constantes no
Banco de Dados de Aeronavegabilidade do DAC, àquelas referentes às aeronaves cujo teto
operacional não alcança o espaço aéreo RVSM, e àquelas sob restrição operacional
consideradas não passíveis de reversão.
Além destas, aeronaves com teto operacional entre os níveis de vôo FL 290 e FL 310 foram
consideradas como inviáveis para adequação ao RVSM, uma vez que seus vôos normalmente
caracterizam-se por curta duração a baixas altitudes.
Desta forma, partindo das 14.674 matrículas existentes no Banco de Dados de
Aeronavegabilidade do DAC, de outubro de 2003, foram selecionadas 471 aeronaves
“Elegíveis RVSM”, sendo 232 aeronaves pertencentes à aviação comercial e 239 aeronaves
pertences à aviação geral conforme representado na Figura 4-1 e Figura 4-2, respectivamente.
71
50
45
40
Quantidade
35
30
25
20
15
10
B721
DC86
DC85
A30B
B738
B762
B703
B722
E145
B735
B737
B732
F100
0
B733
5
Modelo
(código OACI)
Figura 4-1: Aeronaves de aviação comercial “Elegíveis RVSM”.
35
30
Quantidade
25
20
15
10
LJ45
WW24
E135
FA20
C551
FA10
C501
ASTR
PRM1
LJ24
MU30
LJ55
C56X
C25A
LJ31
LJ25
BE30
B350
BE40
C650
H25B
C560
C500
C525
BE20
LJ35
0
C550
5
Modelo
(código OACI)
Figura 4-2: Aeronaves de aviação geral “Elegíveis RVSM.
No Apêndice 2 é apresentado o estudo detalhadado da frota brasileira que resultou na
obtenção das 471 aeronaves “elegíveis RVSM”.
72
IV.3.2 Obtenção do Certificado de Aeronavegabilidade RVSM
O custo estimado para obtenção do Certificado de Aeronavegabilidade foi estabelecido
aplicando-se a equação (4-1). Cada aeronave “elegível RVSM” é individualmente associada
ao custo de seu respectivo boletim de serviço de adequação RVSM. A relação dos boletins de
serviço e custos associados é apresentada no Anexo A.
j =n
CCA = ∑ ( AE ) n × (C BS ) n
(4-1)
j =1
onde:
n = número de aeronaves elegíveis RVSM;
CCA = Custo total de obtenção do certificado de aeronavegabilidade;
( AE) n = n-ésima Aeronave Elegível RVSM ;
(C BS ) n = Custo de Aplicação do Boletim de Serviço para a n-ésima aeronave;
O custo estimado de obtenção do certificado de aeronavegabilidade para a frota elegível
RVSM do Brasil é de US$ 33.821.526,00, sendo US$ 11.136.800,00 referente à aviação
comercial (médio e grande porte) e US$ 22.684.726,00 referente à aviação geral.
As aeronaves Beach Aircraft (BE30, B350, BE20), Raytheon Premier 1 (PRM1) e Airbus
A310 dispõem de BS, todavia seus custos não foram publicados. Para essas aeronaves,
estimou-se um custo de US$ 155.000,00 para aplicação dos BS de adequação RVSM, com
base nos preços dos BS de aeronaves semelhantes (ver Anexo A).
IV.3.3 Monitoramento de Altitude
O diagrama de blocos da Figura 4-3 ilustra a metodologia utilizada no cálculo do custo de
monitoramento de altitude das aeronaves “elegíveis RVSM”.
73
j = ∅ → gj ∈ bloco 3
CMb3 = 100% * nθi,gj * CGMS
oi,g≠
j 0
ηηθi,gj
j≠ ∅
j ≤ 38 → gj ∈ bloco 1
θ = ∅⇒ Aeronave ∈ particular
CMb1p = 100% * nθi,gj * CGMS
θ ≠ ∅⇒ Aeronave ∈ operador
nθi,gj > 2 ⇒ CMb1o = 2* CGMS
j > 38 → gj ∈ bloco 2
θ = ∅⇒ Aeronave ∈ particular
CMb2p = 100% * nθi,gj * CGMS
θ ≠ ∅⇒ Aeronave ∈ operador
CMb2o = 60% * nθi,gj * CGMS
nθi,gj ≤ 2 ⇒ CMb1o = nθi,gj * CGMS
Figura 4-3: Diagrama de cálculo do custo de monitoramento de altitude.
onde:
ηθi,gj = número de aeronaves elegíveis e não-aprovadas RVSM do operador i (oi) e do grupo
de monitoramento j (gj);
θ = operador;
∅ = conjunto vazio;
CGMS = custo do aluguel do GMS;
Deste modo, o custo total de monitoramento de altitude pode ser expresso pela equação (4-2):
C MT = ∑ C Mb1o + ∑ C Mb1 p + ∑ C Mb 2 o + ∑ C Mb 2 p + ∑ C Mb 3
(4-2)
74
onde:
C MT = Custo de monitoramento total;
C Mb1o = Custo de monitoramento de aeronaves do bloco1 pertencentes a operadores
C Mb1 p = Custo de monitoramento de aeronaves do bloco1 pertencentes a particulares
C Mb 2 o = Custo de monitoramento de aeronaves do bloco2 pertencentes a operadores
C Mb 2 p = Custo de monitoramento de aeronaves do bloco2 pertencentes a particulares
C Mb 3 = Custo de monitoramento de aeronaves não-grupo;
Além desta metodologia, as seguintes considerações foram assumidas para viabilizar o
cálculo do custo de monitoramento de altitude da frota “elegível RVSM” do Brasil:
• Operadores e particulares utilizarão exclusivamente o GMS no monitoramento de suas
frotas;
•
Toda aeronave não pertencente a um operador regular é de propriedade particular e
fará monitoramento individual;
•
O custo estimado do aluguel do GMS incluindo serviço técnico de monitoramento é
de US$ 2.000,00 (valor médio cobrado da VARIG ).
Desta forma, o custo estimado para o monitoramento de altitude para a frota “elegível
RVSM” do Brasil foi de US$ 694.000,00, sendo US$ 218.000,00 referente as aeronaves de
aviação comercial de médio e grande porte e US$ 476.000,00 referente a aviação geral.
As companhias aéreas, proprietárias de 73,3% da frota de aeronaves de médio e grande portes
a serem monitoradas, o farão apenas para 28% desta frota. Os 26,7% restantes terão
monitoramento individual por serem de propriedade particular.
75
Os particulares9, principais proprietários de aeronaves de aviação geral, e as companhias de
táxi aéreo não se beneficiam da economia de escala que as regras de monitoramento
proporcionam por não possuírem frotas grandes e homogêneas.
IV.3.4 Treinamento de Tripulantes Técnicos
O treinamento de tripulantes técnicos realizado na VARIG constou de uma instrução teórica
de 4,5 horas de duração (com turmas de 18 tripulantes) e divulgação de boletins informativos.
Normalmente o tempo dispensado ao treinamento é computado na cota anual/semestral de
horas de reciclagem do tripulante, não representando custo extra para a empresa.
O custo de formação de tripulantes em empresas de médio e grande porte é função direta da
estratégia gerencial de pessoal e da infra-estrutura que a empresa dispõe para este fim, sendo
cada empresa um caso à parte a ser analisado. No caso da VARIG, o impacto econômico
gerado pela introdução da RVSM não foi considerado significativo. As empresas de pequeno
porte não foram avaliadas.
IV.3.5 Implementação do Programa de Manutenção
Tal como os custos de treinamento de tripulantes técnicos, o custo de treinamento de técnicos
de manutenção também é dependente do planejamento estratégico de gestão de pessoal de
cada empresa e por isso, em muitos casos, não gera impacto econômico significativo nas
empresas.
9
Foi assumido que um proprietário particular é aquele que não constitui uma companhia operadora de transporte
aéreo de aviação geral ou comercial de médio e grande porte.
76
IV.3.6 Planejamento - Custo da Simulação ATC RVSM
A simulação ATC RVSM foi realizada no ICEA, onde estão instaladas várias consoles ATC
com sistemas operacionais idênticos aos utilizados nos ACCs Manaus, Brasília, Belém e
Porto Velho. Esta atividade envolveu custos com pagamento de diárias e deslocamento dos
controladores até o laboratório de simulação do ICEA, localizado em São José dos Campos.
A simulação ATC RVSM teve como objetivos:
•
Avaliar o impacto da implementação RVSM no espaço aéreo continental brasileiro;
•
Propor ações e recomendações para a implementação RVSM;
•
Proporcionar dados que facilitem a implantação do RVSM na região CAR/SAM;
•
Propor diretrizes para elaboração do Programa de Treinamento ATC.
Foram simulados 3 cenários:
•
Cenário Base (situações normais de tráfego, sem aplicação RVSM);
•
Aplicação da RVSM em espaço aéreo exclusivo
•
Aplicação RVSM em espaço aéreo não-exclusivo (permitindo-se a acomodação de
aeronaves sem aprovação RVSM).
Os resultados da simulação foram publicados no artigo da OACI - AP/ATM/6 - NE/30
[OACI, 2003c]. A Tabela 4-2 apresenta os custos referentes à simulação realizada:
Tabela 4-2: Custo da Simulação
Descrição da Atividade
Planejamento
Execução
Análise
Custo Total da Simulação
Custo
R$ 22.539,89
R$ 203.578,92
R$ 12.056,44
R$ 238.175,00
77
IV.3.7 Treinamento dos Controladores de Tráfego Aéreo
O treinamento de controladores, realizado no ICEA teve duração média de 13 dias. O custo
decorrente desta atividade, proveniente do pagamento de diárias e deslocamento de pessoal
foi estimado em R$ 1.240.000,00.
IV.3.8 Implementação da RVSM para o Provedor ATS
O custo de implementação RVSM para o provedor ATS é basicamente o custo de
adequação/modificação dos sistemas automatizados de controle de tráfego aéreo atualmente
em uso, o SCO, o X-4000 e o MITRA, que foi orçado por empresa especializada conforme a
Tabela 4-3:
Tabela 4-3: Custo de implementação RVSM para o provedor ATS
Adequação dos Sistemas
SCO - Manaus, Belém e Porto Velho
X-4000 – Brasília
MITRA - Curitiba e Recife
Custo Total da Implementação
Custo Estimado
R$ 140.000,00
R$ 100.000,00
R$ 160.000,00
R$ 400.000,00
IV.4 BENEFÍCIOS RVSM
Nesta seção, serão estimados os benefícios decorrentes da implementação da RVSM
identificados na seção III.5.2. São eles: economia de combustível, redução da emissão de
poluentes na atmosfera e redução da carga de trabalho do controlador.
Conforme mencionado anteriormente, o benefício ‘aumento da capacidade do espaço aéreo’,
não se verificará a curto prazo no espaço aéreo brasileiro e por isso não será aqui considerado.
78
IV.4.1 Economia de Combustível
A economia de combustível, resultante da implementação da RVSM, foi estimada a partir da
simulação de uma amostra real de tráfego, coletada e fornecida pelo DECEA, nos Cenários
Base e RVSM, sob duas condições especiais:
•
Operando numa rede de aerovias de mão-única;
•
Operando numa rede de aerovias de mão-dupla.
Detalhes sobre a amostra de tráfego são apresentados na próxima seção.
A economia de combustível decorrerá do FL ótimo de vôo praticado no cenário em que a
aeronave está inserida. A determinação do FL ótimo depende dos seguintes fatores: da etapa
de vôo; das características operacionais e performance da aeronave e do peso de decolagem.
Estes fatores são apresentados na seção IV.4.1.2 Determinação do Tamanho da Etapa de Vôo,
na seção IV.4.1.3 Base de Dados de Aeronave, e na seção IV.4.1.4 Peso de Decolagem.
IV.4.1.1 Amostra de Tráfego
A amostra de tráfego utilizada na simulação foi coletada e disponibilizada pelo DECEA e
contém os vôos realizados entre 01/12/2002 e 07/12/2002, a partir do FL290 nas FIRs
Brasília, Recife, Curitiba e Porto Velho. Associado a cada vôo foram fornecidas as seguintes
informações: FIR, indicativo do vôo, tipo de aeronave, aeroporto de partida e de destino, fixo
de entrada e de saída da FIR e fixos intermediários.
Do total de vôos da amostra, foram excluidos os internacionais e aqueles iguais ou inferiores a
400 km, pois para tais etapas normalmente não ocorre estabilização em cruzeiro. Restaram
portanto, 6.380 vôos na amostra. Destes, foram simulados apenas os vôos realizados pelas
79
aeronaves relacionadas na Tabela 4-4, que respondem por cerca de 90% das distâncias
percorridas no espaço aéreo superior brasileiro.
Tabela 4-4: Aeronaves de Trabalho
Aeronave
Aeronave.km
Participação
% Acumulado
B733
B737
A320
B732
F100
B735
B722
E145
A330
A319
MD11
LJ35/ LJ25/ LJ31/ LJ55/ C650
1.092.535
950.535
944.848
782.293
658.301
421.154
226.268
195.569
163.280
159.701
134.274
91.784
17,1%
14,9%
14,8%
12,3%
10,4%
6,6%
3,5%
3,1%
2,6%
2,5%
2,1%
1,4%
17,1%
32,0%
46,8%
59,1%
69,5%
76,1%
79,6%
82,7%
85,2%
87,7%
89,8%
91,3%
As aeronaves LearJet 35, LearJet 31, LearJet 25, LearJet 55 e Cessna Citation III foram
agrupadas por possuirem performance de vôo semelhante [Eurocontrol, 2004a].
A Tabela 4-5 apresenta a amostra de tráfego dividida em vôos simulados (93%) e nãosimulados (7%) por categoria de aeronaves: comerciais de grande e médio portes e aeronaves
de aviação geral.
Tabela 4-5: Repartição dos Vôos da Amostra
Número de vôos da
Amostra
Vôos Simulados
Vôos Não Simulados
Número Total de
Vôos
Aeronaves de Aviação Comercial Aeronaves de
Total
de Grande e Médio Porte
Aviação Geral
%
5838
272
86
184
5924
456
93%
7%
6110
270
6380 100%
IV.4.1.2 Determinação do Tamanho da Etapa de Vôo
Assumindo que a Terra é esférica, com raio de 6366,76 km, e que os aeródromos estão no
nível do mar, as distâncias de vôo foram calculadas aplicando-se a fórmula de Bessell, ou Lei
dos Cossenos Esférica. Estes cálculos foram realizados para cada par de pontos consecutivos
80
da etapa, no sentido do deslocamento da aeronave, somando-se os resultados obtidos no final
da etapa. O Anexo D apresenta mais detalhes sobre a aplicação da fórmula de Bessel.
As etapas praticadas nos vôos da amostra referem-se à distância percorrida, desde o aeroporto
de partida até o aeroporto de destino, passando por todos os pontos intermediários do trajeto e
majoradas de 6%. Esta majoração foi arbitrada com base em valores usuais, visando a captar o
efeito de manobras e desvios praticados durante o vôo.
IV.4.1.3 Base de Dados de Aeronave
A performance das aeronaves nas fases de subida, cruzeiro e descida para diversos níveis de
vôo foi reproduzida a partir da Base de Dados de Aeronave (BADA), desenvolvida e mantida
pelo Centro Experimental da EUROCONTROL e que tem sido amplamente utilizados em
simulações de operações aéreas.
A BADA é uma base de dados composta de vários arquivos em formato ASCII contendo os
envelopes de vôo, características operacionais e os parâmetros de desempenho para 91
modelos de aeronave [Eurocontrol, 2004b]. Foram empregados neste estudo as ‘Tabelas de
Performance’ BADA que contêm a performance de subida, descida e cruzeiro de determinada
aeronave em diferentes níveis de vôo para condições atmosféricas padrão. As tabelas de
performance são disponibilizadas gratuitamente pela EUROCONTROL10.
As ‘Tabelas de Performance’ apresentam os seguintes parâmetros:
10
•
Velocidade verdadeira de cruzeiro (massa nominal) em nós;
•
Consumo de combustível em cruzeiro (massa baixa) em kg/min;
No documento: Aircraft Performance Summary Tables da EUROCONTROL.
81
•
Consumo de combustível em cruzeiro (massa nominal) em kg/min;
•
Consumo de combustível em cruzeiro (massa alta) em kg/mim;
•
Velocidade verdadeira de subida (massa nominal) em nós;
•
Razão de subida a potência reduzida (massa baixa) em pés/min;
•
Razão de subida a potência reduzida (massa nominal) em pés/min;
•
Razão de subida a potência reduzida (massa alta) em pés/min;
•
Consumo de combustível na subida em kg/min;
•
Velocidade verdadeira de descida (massa nominal) em nós;
•
Razão de descida (massa nominal) em pés/min;
•
Consumo de combustível na decida (massa nominal) em kg/min;
Estes parâmetros são disponibilizados por nível de vôo, até o teto operacional da aeronave,
para três diferentes massas:
•
Massa baixa = (1,2) x Peso Operational Vazio (POV);
•
Massa nominal = massa de referência;
•
Massa alta = Peso Máximo de Decolagem (PMD)
Os parâmetros para qualquer outro valor de massa podem ser obtidos por interpolação.
IV.4.1.4 Peso de Decolagem
O peso de decolagem (PD) de uma aeronave é função do Peso Operacional Vazio da
aeronave, da carga paga (CP) transportada e do suprimento mínimo de combustível
regulamentado para o vôo. A regulamentação brasileira determina que o suprimento mínimo
82
de combustível para um vôo de uma aeronave comercial, tipo turbojato, deve ser suficiente
para [DAC, 2003]:
(1) voar até o aeródromo de destino e pousar neste aeródromo;
(2) após, voar por um período igual a 10% do tempo total requerido para voar do
aeródromo de partida até o pouso no aeródromo de destino;
(3) após, voar e pousar no aeródromo de alternativa mais distante;
(4) após, voar mais 30 minutos, em velocidade de espera, a 1500 pés de altura sobre o
aeródromo de alternativa mais distante, em condições de temperatura padrão.
O Apêndice 3 apresenta em detalhes a determinação do peso de decolagem para os vôos da
amostra, que é o dado de entrada do cálculo do FL ótimo e do consumo de combustível.
IV.4.1.5 Limitação do Tempo de Cruzeiro
Para etapas curtas, o nível ótimo de vôo calculado apenas com base no consumo mínimo de
combustível deve resultar numa estabilização em cruzeiro muito pequena ou inexistente.
Etapas de até 400 MN estão mais sujeitas a este efeito [Embraer, 2001].
A fim de impor uma estabilização mínima em cruzeiro, as seguintes limitações foram
aplicadas:
•
Etapas entre 400 e 800 km: mínimo de 30% do tempo de vôo em regime de cruzeiro;
•
Etapas maiores que 800 km: mínimo de 35% do tempo de vôo em regime de cruzeiro;
IV.4.1.6 Cenário Base: Cálculo do Consumo de Combustível
Os parâmetros apresentados na Tabela 4-6 foram calculados em função do peso de decolagem
determinado para cada vôo da amostra, para cada FL praticável.
83
Tabela 4-6: Cálculo do Alcance Específico e Consumo de Combustível
Fases
Parâmetros Calculados
Obs.
Subida
Tempo de subida
Distância solo percorrida na subida
Consumo de combustível na subida
Descontada a
altitude do aeroporto
de saída
Descida
Cruzeiro
Etapa
(Subida
+Cruzeiro
+Descida)
Tempo de descida
Descontada a
Distância solo percorrida na descida
altitude do aeroporto
Consumo de combustível na descida
de destino
Distância solo de cruzeiro = Etapa – Distância solo (subida +descida)
Tempo de cruzeiro
Consumo de combustível no cruzeiro
Tempo total de vôo = Tempo (subida+descida+cruzeiro)
Consumo total de vôo = Consumo (subida+descida+cruzeiro)
Alcance específico = Etapa (km)/Consumo total de vôo (kg)
-
Dentre os níveis de vôo praticáveis em espaço aéreo não-RVSM, o nível ótimo de vôo foi
determinado como sendo aquele com maior alcance específico, isto é, com maior distância
percorrida por kg de combustível consumido.
As regras do ATC estabelecem que as aeronaves devem voar níveis de vôo especificados,
dependendo do rumo magnético em que se encontram.
Em ambiente não-RVSM, os níveis de vôo praticáveis são mostrados na Tabela 4-7. Nas
aerovias de mão única, todos os níveis independente do sentido do vôo podem ser utilizados,
contanto que sejam respeitados os mínimos de separação vertical deste ambiente [DEPV,
1999b].
Tabela 4-7: Níveis de Vôo em Função do Rumo Magnético - Espaço Aéreo não-RVSM
Rumo Magnético
0º até 179º
180º até 359º
Nível de Vôo
FL 290
FL 310
FL 330
FL 350
FL 370
FL 390
FL 410
-
84
O combustível consumido na etapa é determinado pelo algorítmo apresentado na Figura 4-4:
Início
Suprimento de combustível regulamentar
para o vôo
Cálculo do Peso de Decolagem
Atualização do
combustível estimado
para a etapa
Determinação do nível ótimo de vôo
( BADA)
Cálculo do combustível consumido
na etapa nível ótimo de vôo.
Erro na estimativa do consumo
de combustível para a etapa é
maior que 10 kg?
sim
não
Fim
Figura 4-4: Algoritmo Iterativo para Cálculo do Consumo de Combustível
O cálculo do combustível consumido na etapa é função do nível de vôo escolhido. A
otimização desta escolha é feita em função peso de decolagem, que por sua vez é obtido a
partir do combustível estimado para a etapa; tem-se então caracterizado um problema clássico
de recursividade. O algoritmo da Figura 4-4 opera para solucionar este problema. Partindo da
estimativa do combustível da etapa, calcula-se o suprimento de combustível regulamentar e o
peso de decolagem e por fim otimiza-se o nível de vôo, escolhido em função deste peso.
O erro entre o combustível estimado e o combustível consumido na etapa no FL ótimo
determinado é o parâmetro utilizado para definir a quantidade de iterações necessárias para a
convergência do algoritmo. A cada iteração o combustível estimado para a etapa é atualizado
85
com o valor obtido na iteração anterior. Quando este erro atinge um valor satisfatório,
considera-se que a estimativa de combustível consumido para a etapa está determinada.
IV.4.1.7 Cenário RVSM: Cálculo do Consumo de Combustível
O combustível estimado para a etapa, fornecido na última iteração do Cenário Base é utilizado
como entrada para o algoritmo da Figura 4-4. A única diferença existente entre o Cenários
Base e o Cenário RVSM deve-se às regras de separação e atribuição de níveis de vôo, que são
aplicadas segundo as definições do espaço aéreo RVSM, conforme mostrado na Tabela 4-8.
Tabela 4-8: Níveis de Vôo em Função do Rumo Magnético - Espaço Aéreo RVSM
Rumo Magnético
0º até 179º
180º até 359º
Nível de Vôo
FL 290
FL 300
FL 310
FL 320
FL 330
FL 340
FL 350
FL 360
FL 370
FL 380
FL 390
FL 400
FL 410
-
Pode-se verificar na tabela acima que a implementação da RVSM na região CAR/SAM
causou a inversão do sentido de deslocamento nos níveis de vôo FL 310, FL 350 e FL 390.
Uma vez determinada a quantidade de combustível consumida nos Cenários Base e RVSM, a
economia é obtida a partir da diferença entre estas duas quantidades.
IV.4.1.8 Economia de Combustível: Resultados
A Figura 4-5 mostra a solicitação dos níveis de vôo nos Cenários Base e RVSM. Pode-se
observar que a implantação da RVSM causa uma redução de cerca de 50% na solicitação
86
entre os níveis FL 290 e FL 350. O fato dos vôos ocorrerem apenas em âmbito nacional
explica a pouca utilização a partir do nível FL 380.
Cenário RVSM- Mão Dupla
1800
1800
1500
1500
FL
410
400
390
380
370
360
350
340
330
410
390
370
0
350
0
330
300
310
300
320
600
310
600
900
300
900
1200
290
Distribuição dos Vôos
1200
290
Distribuição dos Vôos
Cenário Base- Mão Dupla
FL
Figura 4-5: Solicitação dos Níveis de Vôo nos Cenários Base e RVSM
No Cenário RVSM de mão-dupla, 60% dos vôos tiveram seus FL ótimos redefinidos, a
maioria para 1000 ou 2000 pés acima (ou esporadicamente abaixo) do FL ótimo praticado no
Cenário Base. No Cenário RVSM de mão-única, 40% dos vôos tiveram seus FL ótimos
redefinidos, a maioria para 1000 pés acima do FL ótimo de vôo praticado no Cenário Base.
Observou-se também alguns casos em que o FL ótimo praticado no Cenário RVSM passa a
ser menos econômico que o praticado no Cenário Base. Isto acontece quando a aeronave,
alocada em seu FL ótimo no Cenário Base, não pode manter o FL do cenário RVSM e
também não obtém um FL mais econômico que o inicial, apesar do maior número de níveis
praticáveis no espaço aéreo RVSM.
Resultados para o ano 2005: Extrapolações
A economia de combustível calculada refere-se a 93% (ver Tabela 4-5) do tráfego no ano de
2002. Majorou-se este valor em 7% para extrapolar o resultado obtido para a parte da amostra
87
não-simulada. Em seguida, aplicou-se uma taxa anual de crescimento de tráfego de 4,5% até o
ano de 2004, consistente com projeções da ICAO para a Região CAR/SAM [COMAR, 2002].
O valor estimado para 2004 foi repetido para 2005 e para os anos futuros. O tráfego foi
mantido constante a partir de 2004 com a intenção de captar apenas os benefícios relativos ao
investimento dos operadores nas mesmas condições operacionais existentes no ano em que foi
realizado o investimento.
A Tabela 4-9 apresenta a economia de combustível obtida para o ano de 2005, para operação
numa rede de aerovias de mão-única e de mão-dupla.
Tabela 4-9: Economia Anual de Combustível - Ano 2005 (kg)
Aerovia
Aviação Comercial
de Médio e Grande Porte
Aviação Geral
Total
Mão Única
5.914.493
261.361
6.175.854
Mão Dupla
15.656.011
691.837
16.347.848
Para representar a economia de combustível da Tabela 4-9 em termos monetários, utilizou-se
1,72 US$/kg11 como referência para o preço de combustível de aviação, que corresponde ao
preço de mercado praticado nos primeiros meses de 2005. Este deverá ser o preço médio
cobrado da aviação geral.
Para captar o efeito dos descontos decorrentes de acordos comerciais entre distribuidoras de
combustível e companhias aéreas, assumiu-se que as aeronaves de médio e grande porte
pagarão 2/3 do preço cobrado da aviação geral.
11
Correspondente a 1,38 US$/L, considerando o peso específico do combustível de 0,803 kg/l.
88
A estimativa de benefícios econômicos, provenientes da economia de combustível, para o
primeiro ano de operação é apresentada na Tabela 4-10.
Tabela 4-10: Economia de Combustível – Ano 2005 (US$)
Aerovia
Aviação Comercial
Aviação Geral
Total
Mão Única
6.798.919
450.665
6.798.919
Mão Dupla
17.997.139
1.192.936
17.997.139
IV.4.2 Redução da Emissão de Poluentes na Atmosfera
A redução da emissão de CO2, SO2, H2O e NOx na atmosfera é função direta da redução da
queima de combustível. O benefício ambiental resultante, já detalhado anteriormente, cresce
anualmente com o aumento do tráfego.
•
A partir dos dados da Tabela 4-9, foram calculados a redução da emissão dos
poluentes supracitados ao longo do período de análise, aplicando-se um fator médio de
crescimento de tráfego aéreo de 4,5% a.a12. As Tabelas 4-11 e 4-12 apresentam os
resultados para uma rede de aerovias de mão-dupla e de mão-única, respectivamente.
Tabela 4-11: Redução da Emissão de CO2, SO2, H2O e NOX (ton.) - Período: 2005 a 2019
Aerovia
CO2
H2O
SO2
NOx
2.368.229
1.617
19.909
Mão Dupla 16.049.252 6.268.841
4.281
52.699
Mão Única 6.063.051
Não é objetivo deste trabalho avaliar o efeito ou as conseqüências da redução da emissão
destas substâncias na atmosfera. Os resultados aqui fornecidos podem servir de referências
para que especialistas no assunto possam apreciá-los adequadamente.
12
Estima-se que até o ano 2005 o tráfego aéreo regular na Região CAR/SAM cresça a uma taxa média anual de
4.5% em matéria de passageiros e de 6.5%, no que diz respeito à carga [Comar, 2002].
89
IV.4.3 Redução da Carga de Trabalho do Controlador
As comunicações solo-ar-solo, solo-solo para coordenação entre setores adjacentes e o tempo
de execução das tarefas básicas do controlador13, constituem os principais fatores que
influenciam na carga de trabalho do controlador. Quanto maior o tempo empregado nestas
comunicações menor é o tempo disponível para outras ações típicas da atividade de controle
de tráfego aéreo e maior a carga de trabalho [OACI, 2003c].
A simulação em tempo real ocorrida no ICEA, permitiu estimar o impacto da implantação da
RVSM na carga de trabalho do controlador por meio da comparação de dois cenários
operacionais: o Cenário Base e o Cenário RVSM.
No Cenário RVSM, apenas aeronaves com aprovação operacional para tal podem operar entre
FL290 e FL410 (aeronaves não aprovadas voam abaixo FL290 ou acima FL 410). Como
exceção a esta regra estão as aeronaves de estado, vôos humanitários, de manutenção e de
primeira entrega, que devem ser acomodadas no espaço aéreo RVSM. Para tanto, o
controlador deve reorganizar o tráfego em andamento para prover separação vertical mínima
de 1000 pés entre aeronaves com aprovação operacional RVSM e de 2000 pés entre as
aeronaves não aprovadas e as demais.
Embora esta situação gere uma carga extra de trabalho para o controlador, os resultados
obtidos revelam-se bastante favoráveis à redução da carga de trabalho dos controladores,
conforme apresentados nas Tabelas 4-12.
13
inclui: comunicações solo-ar-solo, movimentos de teclado, coordenação com controlador assistente e
verificação dos strips.
90
Tabela 4-12: Redução da Carga de Trabalho do Controlador por Aeronave
Número médio de
comunicações
Duração média das
comunicações
Enlaces
solo/ar/solo
Enlaces
Solo/solo
- 0,17
(-4,5%)
- 6,45 s
(-7,2%)
- 0,14
(-3,7%)
- 3,45 s
(-3,9%)
Tarefas
- 9,16 s
(-10,2%)
Total
- 0,31 enlaces/aeronave
(-8,2%)
-19,06 s/aeronave
(-21,3%)
Fonte: [OACI, 2003c]
Após a implantação da RVSM, o número de comunicações ATC por aeronave é reduzido em
8% e a duração média das comunicações é reduzida em 21% por aeronave.
IV.5. ANÁLISE DE CUSTO-BENEFÍCIO DA IMPLEMENTAÇÃO DA RVSM
Para os operadores, cujos benefícios resultantes da implantação da RVSM têm caráter
quantitativo, a análise de custo-benefício é realizada pelo Método do Valor Presente Líquido.
Para o Provedor ATS, cujos benefícios são expressos qualitativamente, é empregada a análise
de custo-efetividade.
IV.5.1 Custo-Benefício para os Operadores
Dentre os benefícios decorrentes da implementação da RVSM, identificados na seção III.5.2
Benefícios, apenas o referente à economia de combustível tem caráter quantitativo. Portanto, é
em função dele que o custo-benefício dos operadores é avaliado.
Os benefícios serão captados por 15 anos, período equivalente a vida útil depreciável de
equipamentos eletrônicos [Eurocontrol, 2002]. O benefício acumulado neste período é
resumido na Tabela 4-13, assim como os custos de obtenção da aprovação operacional
RVSM.
Os valores apresentados na Tabela 4-13 foram obtidos segundo as seguintes hipóteses:
91
•
A variação real do preço do combustível é de 10% ao ano. Esta premissa baseia-se na
variação média anual do preço do petróleo, entre os anos 1994 e 2003, em dólares
americanos por barril de petróleo tipo Brent e West Texas Intermediate (WTI) [ANP,
2004];
•
A malha de rotas e as freqüencias de vôos dos operadores não se alteram ao longo dos
quinze anos, mantendo os mesmos valores de 2004.
Tabela 4-13: Sumário dos Custos e Benefícios para os Operadores
Custos – Ano: 2004
Item de Custo
Aviação Comercial de
Médio e Grande Porte
Certificado de Aeronavegabilidade
Monitoramento de Altitude
US$ 11.350.000,00
Aviação Geral
Total
US$ 23.160.000,00 US$ 34.520.000,00
Benefícios Acumulados– Período: 2005 a 2019
Item de Benefício
Aviação Comercial de
Médio e Grande Porte
Combustível - Mão Única
Combustível - Mão Dupla
US$ 216.000.000,00
US$ 571.000.000,00
Aviação Geral
Total
US$ 14.320.000,00 US$ 230.340.000,00
US$ 37.900.000,00 US$ 609.720.000,00
IV.5.1.1 Valor Presente Líquido e Razão Custo/Benefício
A taxa mínima de atratividade utilizada no valor presente líquido corresponde à taxa de juros
referente à rentabilidade das aplicações de CDB pré-fixado, que representa uma aplicação
corrente de baixo risco. Assim, tem-se:
Taxa Mín. de Atrativida de = CDB ≅ 16% a.a
(5-1)
Com base nesta taxa foram calculados o valor presente líquido e a razão custo/benefício para
a aviação geral e comercial, conforme apresentado na Tabela 4-14:
92
Tabela 4-14: Valor Presente Líquido e Razão Custo/Benefício
Aviação Comercial
Item de Benefício
Aviação Geral
VPL
US$ 52.360.000,00
B/C
6
VPL
- US$ 18.940.000,00
B/C
0,18
US$ 152.370.000,00
14
- US$ 12.310.000,00
0,47
Os resultados obtidos mostram que a implementação da RVSM é economicamente viável para
a aviação comercial de aeronaves de médio e grande portes. O benefício pode chegar a 14
vezes o valor investido em valor presente. Para a aviação geral de forma agregada entretanto,
os resultados obtidos demonstram a inviabilidade do investimento no período analisado.
Para complementar a análise, os gráficos apresentados na Figura 4-6 mostram o retorno do
investimento da aviação comercial no período considerado. Nos gráficos abaixo, o ano de
recuperação do investimento é aquele em que o fluxo de caixa acumulado torna-se positivo.
Mão Única
Mão Dupla
600
210
500
400
USD milhões.
USD milhões.
160
110
60
300
200
100
10
Ano
Fluxo de Caixa Acumulado
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
-100
2004
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
0
-40
Ano
Fluxo de Caixa Líquido
Figura 4-6: Retorno sobre Investimento: Aviação Comerciais de Médio e Grande Portes
93
Na Figura 4-7 são apresentados os gráficos do retorno sobre investimento para a aviação
geral.
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2019
2018
2017
2016
2015
2014
Mão Dupla
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
Mão Única
15
5
10
0
USD milhões .
USD milhões.
5
-5
-10
-15
0
-5
-10
-15
-20
-20
-25
-25
Ano
-30
Ano
Figura 4-7: Retorno sobre Investimento: Aviação Geral
O resultado obtido para a aviação geral pode ser explicado por diversos fatores, dentre os
quais destacam-se:
•
Baixa freqüência média de vôos acima do FL 290. Considerando 239 aeronaves de
aviação geral elegíveis RVSM, tem-se a média de 1,3 vôos semanais acima do FL 290
por aeronave;
•
Alto custo de adequação à RVSM. O custo dos BSs de adequação RVSM é, em média,
maior para as aeronaves de aviação geral que operam no Brasil do que para as
aeronaves de médio e grande portes (ver anexo B). Além disso a aviação geral não se
beneficia da economia de escala que oferece o modelo da CARSAMMA para o
monitoramento de altitude.
É importante ressaltar o conservadorismo das premissas assumidas. Os resultados obtidos
para a aviação geral de forma agregada podem melhorar se aumentar a freqüência média das
viagens assim como a etapa média praticada o que aumenta conseqüentemente a utilização do
espaço aéreo acima do nível de vôo FL 290.
94
No caso da aviação geral é portanto recomendável que análises de viabilidade sejam
realizadas caso a caso, considerando a utilização da aeronave assim como o custo de sua
aprovação operacional.
A seguir é analisado o custo-benefício da aquisição da aprovação operacional RVSM para o
Cessna Citation (C525), cujo BS de adequação RVSM custa US$ 58.000,00 e para o LearJet
(LJ55), cujo BS de adequação está orçado em US$ 155.000,00.
Os resultados da Tabela 4-15 referem-se a seguinte utilização ao longo de 15 anos de
operação: 4 viagens semanais o C525 e de 6 viagens semanais para o LJ55.
Tabela 4-15: C525 e LJ55 - Valor Presente Líquido e Razão Custo/Benefício
Item de Benefício
Cessna Citation Jet (C525)
LearJet (LJ55)
VPL
- US$ 710.000,00
B/C
0,99
VPL
- US$ 69.060.000,00
B/C
0,5
US$ 89.230.000,00
2,5
US$ 65.840.000,00
1,4
Na Figura 4-8 são apresentados os gráficos de retorno sobre investimento para a Cessna
Citation Jet.
Mão Única
Mão Dupla
150
500
400
200
Fluxo de Caixa
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
Ano
Ano
2011
2010
2009
2008
2007
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
-100
2007
-100
2006
0
2005
-50
2006
100
2005
0
300
2004
USD milhões.
50
2004
USD milhões .
100
Fluxo de Caixa
Figura 4-8: Retorno sobre Investimento: C525
Na Figura 4-9 são apresentados os gráficos de retorno sobre investimento para a LearJet.
95
Mão Única
Mão Dupla
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
700
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
Ano
600
500
USD milhões.
Ano
Fluxo de Caixa
2019
2018
2017
2016
2015
2014
-200
2013
-200
-150
2012
-100
2011
0
-100
2010
-50
2009
100
2008
0
200
2007
50
300
2006
100
400
2005
150
2004
USD milhões.
200
Fluxo de Caixa
Figura 4-9: Retorno sobre Investimento: LJ55
IV.5.2 Custo-Efetividade para os Provedores ATS
Os custos da implementação da RVSM para o Provedor ATS apresentados na Tebela 4-16
foram anteriormente tratados nas seções IV.3.6 Planejamento - Custo da Simulação ATC
RVSM, IV.3.7 Treinamento dos Controladores de Tráfego Aéreo e IV.3.8 Implementação da
RVSM para o Provedor ATS.
Diferentemente dos custos e benefícios do operador, os custos do provedor ATS não estão
ligados ao dólar, sendo portanto expressos em reais.
Tabela 4-16: Sumário dos Custos da Implantação da RVSM para o Provedor ATS
Custos – Ano: 2004
Item de Custo
Total
Planejamento
Treinamento dos controladores de
tráfego aéreo
Implementação da RVSM
TOTAL
R$ 238.175,00
R$ 1.240.000,00
R$ 400.000,00
R$ 1.878.175,00
Benefício – Ano: 2005
Redução da carga de trabalho do
controlador
Enlaces /aeronave
Duração da comunicação /aeronave
- 8,2%
- 21,3%
96
A razão custo/efetividade (C/E) da implantação da RVSM para o Provedor ATS no Brasil é
dada pela divisão do custo de adequação do mesmo pela medida do principal benefício obtido.
Este corresponde à redução do tempo dedicado pelo controlador as comunicações
solo/ar/solo, solo/solo e atividades típicas ATC por aeronave.
C/E =
R$1.878.175,00
Movimentos × 0,08 Enlaces × 0,21T
(5-2)
onde:
Movimentos = Número de aeronaves em determinada porção do espaço aéreo num dado
instante;
Enlaces = Número médio de enlaces por aeronave;
T = Duração média das comunicações aeronáuticas e das atividades típicas ATC por
aeronave;
A razão custo/efetividade expressa em 5-2 pode ser obtida para uma equipe de controladores
responsáveis por uma região do espaço aéreo assim como para um único controlador.
Os fatores de redução da carga de trabalho utilizados na equação 5-2 são válidos para os anos
iniciais após a implantação da RVSM. Para os anos subsequentes, é preciso que tais fatores
sejam ajustados em função do crescimento do tráfego.
IV.6 RESUMO
O Cenário 2, referente à implementação da RVSM no Brasil, foi selecionado para a realização
de uma análise de custo-benefício, a título de estudo de caso.
Os custos e benefícios decorrentes da implantação da RVSM no Brasil foram obtidos
comparando-se dois cenários operacionais: o Cenário Base, que representa a condição préRVSM e o Cenário RVSM.
97
Os custos foram modelados para a frota considerada ‘elegível RVSM’. Os benefícios foram
modelados para uma amostra de tráfego de vôos nacionais ocorridos nas FIRs Brasília,
Recife, Curitiba e Porto Velho.
Os resultados obtidos revelam-se extremamente viáveis para a aviação comercial, entretanto,
a aviação geral, de forma agregada, não viabiliza o investimento no período considerado,
tendo como motivo dois fatores principais: a baixa freqüência média de vôos acima do FL 290
e o alto custo de adequação à RVSM para pequenas aeronaves.
Além disso vale ressaltar que as premissas assumidas neste estudo são conservadoras e
generalistas. Análises individuais podem revelar muitos casos viáveis na aviação geral,
dependendo do valor investido, da freqüência de viagens do operador e tamanho médio das
etapas praticadas e da taxa de desconto adequada para o perfil da empresa avaliada.
O provedor ATS, por apresentar apenas benefícios qualitativos, teve seus resulatados
analisados por meio da análise de custo-efetividade em função da redução da carga de
trabalho do controlador, seu benefício mais significativo.
98
Capítulo V
Conclusões e Comentários Finais
Em regiões do globo como o Brasil, onde a demanda de tráfego aéreo ainda não constitui um
fator restritivo, a implantação dos sistemas CNS/ATM vem sendo motivada pela obtenção de
economia, por motivos ambientais ou pela necessidade de harmonizar padrões e
procedimentos em nível regional.
Outro fator que motiva os Estados a se anteciparem a necessidade de implantar tais sistemas é
o interesse em dominar as tecnologias CNS/ATM a fim de se manterem competentes no
controle de seus espaços aéreos e reduzir a depedência tecnológica de países estrangeiros.
A ‘Política Brasileira para os Sistemas CNS/ATM’ declara que a navegação aérea, por ser
essencial e de segurança nacional, não pode estar sujeita a nenhum critério ou regra capaz de
dificultar ou inviabilizar a eficiência dos serviços prestados aos usuários civis e militares.
Essa mesma política considera ainda que os Estados deverão voltar suas estratégias para o
desenvolvimento do GNSS nas Regiões CAR/SAM, visando a reduzir os auxílios
convencionais para apoio à navegação aérea.
Entretanto o GPS, elemento base do GNSS, é vulnerável a interferências eletromagnéticas.
Estas podem ocorrer intencionalmente ou não e podem causar desde a degradação até a
obstrução ou interrupção do sistema. A tendência, com o passar dos anos, é que os riscos
sejam reduzidos devido tanto a redundância dos elementos do GNSS (nova geração do GPS,
GLONASS, GALILEO e sistemas de aumentação) quanto a sofisticação tecnológica dos
novos componentes a serem incorporados.
99
Assim, na busca por manter a navegação aérea segura e desfrutar, ao mesmo tempo, dos
benefícios do GNSS, o Estado mantém como objetivo permanente a aquisição de um SBAS
próprio e não pretende proceder a desativação dos auxílios convencionais até que os países
provedores dos satélites de posicionamento o façam.
Caso seja adquirido um SBAS próprio, integrá-lo a bordo do SGB reduziria
significativamente os custos relativos ao segmento espacial. Caso um SBAS estrangeiro seja
estendido para o Brasil, o Estado deverá custear o aluguel dos transponders para a difusão do
sinal de aumentação a partir do satélite geostacionário utilizado. Independentemente da opção,
ao Estado caberá ainda a aquisição, a implantação e a manutenção do segmento solo.
O SBAS é investimento alto que deve ser viabilizado não só por seus benefícios como
também por acordos de compensação comercial e de tranferência tecnológica.
Em contrapartida ao custo, o SBAS traz benefícios tanto para a navegação aérea, como para
certas aplicações de navegação marítima e terrestre. Isto pode gerar boas oportunidades de
negócio para o Brasil junto aos potenciais usuários dos países sulamericanos. Dentre os
benefícios viabilizados pelo SBAS à navegação aérea, tem-se:
•
A guiagem vertical, que segundo a Flight Safety Foundation pode resultar numa redução
de até 7 vezes no risco de incidente grave ou acidente na fase de aproximação final em
relação à aproximação de não-precisão.
•
A racionalização dos rádio-auxílios, que inicialmente resultará em economia decorrente
da estagnação da atual infra-estrutura e, a médio-longo prazo, de sua desativação.
•
O suporte aos requisitos atuais e futuros RNAV/RNP, que é a base da otimização do
espaço aéreo numa visão de longo prazo.
100
Desde 1998, muitas rotas RNAV foram implantadas no espaço aéreo superior brasileiro sem
nenhum requisito de performance associado. Nesse caso, o operador pode se utilizar de
qualquer sensor ou combinação de sensores que cubram a referida rota ou procedimento, sem
que lhe seja demandada a comprovação de sua performance de navegação.
Apesar de ainda não definido, os riscos desse tipo de operação podem ser altos sobretudo se
associados a uma pane do radar de vigilância ou falha de comunicação. Com o crescimento do
tráfego e da complexidade do espaço aéreo, esta prática não deverá ser mantida.
A associação RNAV/RNP constitui uma importante ferramenta de gestão do espaço aéreo
pois permite que as trajetórias mais convenientes sejam praticadas com os requisitos de
performance mais apropriados ao contexto operacional. Esta associação visa obter ganhos de
eficiência, econômicos, de segurança, ambientais ou de contingência.
O GNSS tem proporcionado a prática de uma RNAV mais precisa, íntegra, de cobertura
global e com aviônicos relativamente mais baratos. Estas características propiciam a
consolidação da RNAV baseada em GNSS como meio principal de navegação em todo o
mundo e principalmente em países como o Brasil, cuja infra-estrutura de rádio-auxílios
convencionais não oferece flexibilidade operacional à navegação e à gestão do tráfego aéreo.
Mesmos nas áreas mais bem servidas, a infra-estrutura brasileira de rádio-auxílios não poderia
suportar a RNP 5, visto que a distância relativa entre os VORs é normalmente muito superior
a 100 MN. A RNP 5 deverá ser implantada nas FIRs Brasília e Curitiba até o ano 2007.
Visto que o tráfego doméstico brasileiro converge regularmente para as capitais da região
sudeste, conclui-se que grande parte da frota comercial terá que se adequar a este requisito,
mesmo aquela proveniente das FIRs Amazônica e Recife, cuja densidade de tráfego é baixa.
101
Estender a RNP 5 às demais FIRs significaria penalizar desnecessariamente os operadores que
utilizam as rotas ATS das regiões de baixo tráfego. Por outro lado, não atribuir um requisito
de performance às rotas RNAV contidas nestas regiões pode comprometer a segurança do
espaço aéreo. Assim, além das FIRs Brasília e Curitiba, seria prudente implantar a RNP 5 em
toda rota RNAV independentemente da FIR em que se encontre.
O estabelecimento de níveis máximos para as rotas convencionais e mínimos para as rotas
RNP 5 permitirá que grande parte das aeronaves de aviação geral possa optar ou não por se
adequar a RNAV/RNP 5.
Em média, a implantação da RNAV/RNP 5 no espaço aéreo brasileiro custará para o operador
o valor da aquisição e instalação de, no mínimo, um equipamento RNAV e um IRS ou um
receptor GPS+ABAS. Se devidamente implementada, a RNAV/RNP 5 poderá gerar os
seguintes benefícios: rotas diretas em grande círculo, aumento da capacidade de espaço aéreo,
redução da vetoração radar, da carga de trabalho dos controladores e de impactos ambientais.
Em 20 de janeiro de 2005, a RVSM foi implantada no espaço aéreo brasileiro entre os níveis
FL 290 e FL 410, inclusive. Contrariamente ao plano inicial, foi autorizado que aeronaves
não-aprovadas RVSM possam operar no espaço aéreo RVSM até 30 de junho de 2007.
O estudo de caso realizado neste trabalho contempla a comparação do cenário não-RVSM
com o cenário RVSM excludente, onde só é permitida a operação de aeronaves com
aprovação operacioal RVSM, com exceção das aeronaves de Estado, vôos humanitários, vôos
de primeira entrega e de manutenção.
102
Os resultados obtidos mostram que a implantação da RVSM reduz em cerca de 50% a
solicitação entre os níveis de vôo FL 290 e FL 350. O fato da amostra de tráfego utilizada
contemplar apenas vôos nacionais explica a pouca utilização a partir do nível de vôo FL 380.
A RVSM mostrou ser economicamente viável para a aviação comercial de aeronaves de
médio e grande portes. O benefício pode chegar a 12 vezes o valor investido, segundo as
hipóteses de trabalho especificadas neste estudo.
Entretanto, para a aviação geral de forma agregada, os resultados obtidos demonstram a
inviabilidade do investimento no período analisado devido a dois motivos principais: a baixa
freqüência dos vôos acima do nível de vôo FL 290 (1,3 vôos semanais acima do nível FL 290
por aeronave elegível RVSM) e o alto custo para adequação da aeronave à RVSM.
Ponderando o conservadorismo das premissas adotadas, conclui-se que análises de viabilidade
devem ser realizadas caso a caso para as aeronaves de aviação geral, considerando a real
utilização da aeronave, o custo de sua aprovação operacional e seu custo de capital.
A avaliação de Custo-Benefício pelo método do Valor Presente Líquido é uma metodologia
simples e eficiente de avaliação de projetos. O desafio reside na identificação e correta
modelagem dos custos e benefícios. Para tanto, é necessário razoável conhecimento dos
processos e das regras que envolvam a realização do projeto.
A determinação da taxa mínima de interesse é outro ponto importante. Este é um parâmetro
decisivo para a viabilização do projeto.
Os benefícios qualitativos de um projeto podem ser tão ou mais relevantes que os
quantitativos. A razão Custo/Efetividade utilizada para avaliar os benefícios qualitativos,
103
contempla apenas aquele que minimiza os custos. Assim, benefícios de suma importância
para a realização do projeto podem ser ofuscados nesta análise. Dependendo do caso, é
recomendável apenas expressar os custos em valor presente e os benefícios, detalhadamente
descritos, em unidades físicas ou em escala de valor qualitativo.
Na implementação dos elementos dos Sistemas CNS/ATM, a viabilidade econômica e
operacional para os operadores de transporte aéreo deve ser priorizada. Do contrário, podem
ser geradas dificuldades financeiras para os operadores e crise na aviação civil do país. Os
novos sistema deverão ser capazes de gerar benefícios concretos ou então não valerão à pena.
De um modo geral, este trabalho buscou contribuir para o desenvolvimento do conhecimento
nas áreas de gestão de tráfego aéreo, navegação aérea e análise de custo-benefício. Apesar das
várias indefinições existentes devido ao estado incipiente da implantação do CNS/ATM no
mundo e da dificuldade de obtenção de documentos, dados e informações, o objetivo
inicialmente proposto desta pesquisa foi alcançado.
Dentre as oportunidades de trabalhos futuros, sugere-se a realização de estudos de caso da
implantação da RNAV/RNP 5 e do SBAS no espaço aéreo brasileiro. Sugere-se também que
sejam simulados cenários “fazer nada”. No caso da implantação da RVSM, este cenário
consistiria em determinar os custos da opção de não adequar-se à RVSM, ou seja, de voar
acima do nível de vôo FL 410 ou abaixo do nível de vôo FL 290. Como extensão desta linha
de pesquisa, propõe-se ainda a realização de análises de viabilidade operacionais e
econômicas da implementação do GBAS e da RNP 1, que já são realidade em alguns países, e
de elementos de comunicação e de vigilância aeronáutica segundo o conceito CNS/ATM.
104
Apêndices
Apêndice 1: Utilização dos Auxílios à Navegação Aérea
no Brasil
No Brasil, a infra-estrutura de auxílios à navegação aérea é composta por aproximadamente,
364 equipamentos conforme mostra a Tabela A1-1. Usualmente, estes equipamentos
encontram-se instalados junto aos aeroportos mais movimentados.
Tabela A1-1: Cobertura média por auxílio à navegação.
ECAC
USA
Brasil
DME
VOR
NDB
Fonte: [Eurocontrol, 2002]
1078
728
1007
Fonte: [FAA, 1996]
256
292
725
Fonte: [DECEA, 2003b]
85
83
196
Total
Espaço Aéreo
Área/auxílio
2813
10.545.000 km2
3.749 km2 / equipamento
Auxílios à
Navegação
1273
364
2
9.820.000 km
8.547.403 km2
7.714 km2 / equipamento 23.482 km2 / equipamento
Comparando a cobertura média dos rádio-auxílios nos Estados Unidos, no Brasil e na porção
do espaço aéreo europeu denominada Estados da Conferência de Aviação Civil Européia
(ECAC), percebe-se que a atual infra-estrutura de auxílios não é capaz de suportar a RNP 5 no
espaço aéreo brasileiro, visto que:
1. A RNP 5 foi desenvolvida e implementada para permitir a operação continuada dos
rádio-auxílios existentes na ECAC, sem qualquer necessidade de modificação de sua
infra-estrutura [Sofréavia, 2003];
2. Para obter RNP 4 em rotas balizadas apenas por VORs, os mesmos devem estar
espaçados entre si de 50 MN ou menos [OACI, 1999e].
105
Caso não houvesse a opção da navegação por satélite, seria necessário expandir e modernizar
a atual infra-estrutura de auxílios convencionais para continuar prestando um serviço de
tráfego aéreo eficiente e seguro frente ao crescimento do tráfego e a necessidade permanente
de redução dos custos operacionais.
Outros motivos, além do supracitado, reafirmam a importância do GNSS no Brasil. Quando
comparado aos auxílios convencionais, o GNSS oferece muitas vantagens, dentre elas
destacam-se:
3. Cobertura global (particularmente importante em áreas pobres em rádio-auxílios
convencionais);
4. Disponibilidade gratuita para uso da aviação civil;
5. Mais preciso do que os auxílios tradicionalmente utilizados em rota, em área terminal
e em aproximação de não-precisão;
6. A aquisição do aviônico GNSS resulta na aquisição da capacidade RNAV a um custo
relativamente baixo;
7. Implementando procedimentos RNAV baseado em GNSS, o PSNA pode melhorar a
prestação de serviço aos usuários sem nenhum custo adicional de infra-estrutura;
8. Possibilidade de operar em todo globo utilizando um só equipamento receptor;
9. Utilizado por outros modos de transporte.
Neste contexto, operadores de aeronaves, provedores ATS, a ICAO e os Estados, vêm
empreendendo ações que apontam numa direção comum; a utilização do GNSS como meio
primário de navegação, conforme mostra a Figura A1-1.
106
Implementação de Rota e
Procedimentos RNAV/RNP
Espaço Aéreo
Maior adoção dos sistemas de gestão
de vôo (FMS) e receptores GNSS
Desativação Gradual da Infra-estrutura de
Navegação Aérea
Infra-estrutura Espacial de Navegação Aérea
Maior utilização do GNSS como
meio primário de navegação
Implantação do SBAS
Aeronave
Figura A1-1: Utilização do GNSS como Meio Primário de Navegação Aérea.
O GNSS como meio primário de navegação proporciona a independência da aeronave em
relação aos rádio-auxílios convencionais, permitindo a desativação gradativa dos mesmos.
Todavia, o GNSS não possui apenas vantagens. O sistema apresenta vulnerabilidade à
interferências e perturbações eletromagnéticas que podem interromper, obstruir ou degradar a
performance do sistema. Tais interferências podem acontecer intencionalmente ou não. Este
fato fez os Estados repensarem seus planos de desativação dos rádio-auxílios convencionais.
Para delinear um cenário realístico para a utilização dos auxílios à navegação no Brasil, foram
analisados os cenários dos Estados Unidos e da Europa.
Racionalização da Infra-Estrutura de Navegação Aérea nos Estados Unidos
Após análise da vulnerabilidade do GPS, a FAA optou pela salvaguarda de parte de seus
auxílios convencionais. Com isso, a FAA pretende prover um sistema de navegação
107
alternativo para o qual a aeronave possa reverter e continuar operando normalmente caso haja
interferência no sinal de GPS.
A Figura A1-2 ilustra os três tipos de infra-estrutura que constituirão as alternativas à
navegação por satélite no espaço aéreo norte americano. Estas variam desde um sistema de
baixa performance até um sistema de redundância. À medida em que a capacidade de
navegação melhora (de baixo para cima), o risco de se ter uma operação degradada ou
interrompida diminui, reduzindo o risco de interferência ilícita [FAA, 2002].
DME/DME
FMS/IRS
FMS
Sistema de Back-Up
VOR
NDB de Longo Alcance
Contingência Operacional
Robustez da Infra-estrutura
Sistema de Redundância
Procedimentos de
Contingência e Restrições
Figura A1-2: Sistemas de apoio à navegação por satélite nos E.U.A.
O sistema redundante oferece continuidade de operação segundo as mesmas técnicas de
navegação utilizadas antes da ocorrência da interferência (ex: RNAV/RNP).
O sistema de back-up permite que a operação continue com segurança, embora menos
eficiente. Mesmo sendo menos preciso que o sistema redundante, o sistema de back-up
desempenhará a importante função de “desencorajador” de atos de interferência ilícita até o
ano de 2020, pelo menos [FAA, 2002].
108
O operador também pode optar por não se equipar com os sistemas redundantes ou de backup e submeter-se às restrições operacionais e a procediementos de contigência. Caso ocorra,
por exemplo, uma perda do sinal, o operador passará a operar VFR ou será vetorado pelo
controlador para fora da região de interferência.
Para sustentar tais planos, a FAA pretende preservar todos os seus DMEs, podendo ainda
implantar estações adicionais nas áreas dos aeroportos mais movimentados [Sofréavia, 2003].
Para prover os sistemas de back-up, serão preservados também um número reduzido de
VOR’s e alguns poucos NDB’s de longo alcance.
Racionalização da Infra-Estrutura de Navegação Aérea na Europa
Na Europa, a desativação gradativa dos NDB’s e dos VOR’s deverá ocorrer até o ano de
2010, à medida em que a navegação por satélite se fortalece devido à utilização dos sistemas
de aumentação. A EUROCONTROL, agência responsável por harmonizar e integrar a
navegação aérea na Europa, optou por preservar as estações de DME para dar suporte às
operações com FMS. A Figura 3-6 apresenta o plano de europeu de utilização dos auxílios a
navegação [Eurocontrol, 1999b].
2000
2005
2010
2015
NDB
VOR
DME
SBAS
GBAS
Figura A1-3: Plano de utilização dos auxílios à navegação aérea na europa.
109
Racionalização da Infra-Estrutura de Navegação Aérea no Brasil
A Política brasileira para os Sistemas CNS/ATM [COMAR, 2001] estabelece que só se
poderá iniciar a desativação dos rádio-auxílios no país quando os países provedores dos
satélites de posicionamento o fizerem e quando o desempenho dos novos sistemas (precisão,
integridade, continuidade e disponibilidade) for reconhecido como satisfatório.
Nesse contexto, acredita-se que será adotada no Brasil uma postura tão cautelosa quanto a dos
E.U.A, país provedor dos satélites.
Manter um sistema de navegação redundante, a exemplo dos E.U.A., seria inviável no Brasil
pois implicaria em reforçar a atual infra-estrutura. Assim, é razoável admitir que os VORs e
DMEs serão mantidos como sistema de back-up. Onde não seja possível ou justificável a
manutenção de tal sistema, procedimentos de contingência poderão ser estabelecidos.
Portanto, um cenário propício de utilização dos rádio-auxílios convencionais no Brasil inclui:
•
Supressão dos NDBs que não balizarem ILSs;
•
Congelamento da infra-estrutura atual de VORs em sua dimensão atual até o início de
seu processo de desativação;
•
Manutenção dos DMEs por tempo indefinido.
110
Apêndice 2: Determinação da Frota “Elegível RVSM”
Para a determinação das frota “Elegível RVSM” foi utilizado o Banco de Dados de
Aeronavegabilidade do DAC de Outubro de 2003. A partir deste banco de dados, a frota
“elegível RVSM” foi estabelecida excluíndo-se do total das matrículas registradas, àquelas
aeronaves que encontram-se sob os seguintes critérios:
1. Aeronaves cujo teto operacional não alcança o espaço aéreo RVSM;
2. Aeronaves sem registro de classe;
3. Aeronaves com teto operacional entre o FL 290 e FL 310, pois a adequação ao RVSM
seria economicamente inviável. Ademais, a própria natureza da utilização de
aeronaves com tais tetos operacionais as levam a operar em níveis inferiores (vôos de
curta duração a baixas altitudes);
4. Aeronaves para as quais não há boletim de serviço para adequação ao RVSM;
5. Aeronaves não operacionais ou de operação interditada em caráter irreversível.
Aplicando o critério 1 nas 14674 matrículas existentes no banco de dados de
aeronavegabilidade do DAC eliminou-se aeronaves com teto operacional inferior ao FL 290.
A Tabela A2-1 apresenta aeronaves eliminadas após a aplicação deste critério:
Tabela A2-1: Aeronaves com teto operacional inferior ao FL 290.
Classe da Aeronave
Ultraleves
Planadores
Anfíbios
Experimentais
Helicópteros
1 Motor à pistão
2 Motores à pistão
1 Motor turbo-hélice
4 Motores turbo-hélice
1 Motor à jato
Quantidade de Aeronaves.
7
376
28
1107
6853
1938
11
121
14
1
111
Após a aplicação do critério 2, mais 2419 aeronaves sem registro de classe, constituídas em
sua maioria por balões, planadores, ultraleves e aeronaves experimentais não foram
consideradas “elegíveis RVSM”.
As aeronaves consideradas potenciais usuárias do espáço aéreo entre o FL 290 e FL 410, bem
como as aeronaves não consideradas “elegíveis RVSM” com a aplicação dos critérios 1 e 2
são mostrados na Figura A2-1.
Frota Aérea Brasileira
14.674 Matrículas
1
7
1 Motor à jato
Ultraleves
11
14
28
Anfíbios/Experimentais
40
113
4 Motores à jato
Classe
Não-usuárias do espaço aéreo acima do FL 290
Potenciais usuárias do espaço aéreo entre FL290 e FL410
3 Motores à jato
121
1 Motor turbo-hélice
376
Planadores
747
899
2 Motores à jato
1107
Helicópteros
1938
2419
Classe não definida
6853
1 Motor à pistão
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Quantidade
Figura A2-1: Distribuição das aeronaves após a aplicação dos critérios 1 e 2.
Aplicando o critério 3 a população de 1799 aeronaves potenciais usuárias do RVSM, foram
identificadas 684 aeronaves com teto operacional inferior a FL310, constituídas
principalmente por aeronaves modelo Bandeirantes EMB-110, Brasília EMB-120, Xingu
EMB-121, Navajo EMB-821, Beech Aircraft King Air BE9L; Fokker F27 e Fokker F50.
112
Devido ao critério 4, que exclui aeronaves para as quais não há boletim de serviço para
adequação ao RVSM, foram excluídas ainda 6 aeronaves modelo Pipper PA-42-720 e
Cheyenne PAY3 e PAY4, 1 Caravelle S210 e 2 Hamburger Flugz HF20, totalizando 9
aeronaves.
A partir do critério 5, as seguintes aeronaves não-operacionais ou de operação interditada em
caráter irreversível também foram excluídas:
•
19 matrículas de reserva de marca;
•
457 matrículas canceladas;
•
30 certificados de aeronavegabilidade cancelados por estarem ha mais de 2 anos com a
inspeção anual de manutenção vencida;
•
16 com licença vencida;
•
04 aeronaves com certificado de aeronavegabilidade cancelado por estarem ha mais de
1 ano avariadas.
Após as subtrações supracitadas restaram 580 aeronaves “Elegíveis RVSM”. Destas, 109 já
possuem aprovação operacional RVSM. A Figura A2-2 apresenta a distribuição das aeronaves
“Elegíveis RVSM” de acordo com seu modelo e estado de aprovação em 2004.
Embora toda aeronave capaz de voar no espaço aéreo RVSM seja de fato “Elegível RVSM”,
este termo é utilizado neste trabalho para designar apenas àquelas ainda não possuidoras de
aprovação operacional.
113
Modelo
(Código OACI)
WW24
LJ45
GALX
CL60
B734
FA50
FA10
E135
C551
C501
B772
B721
ASTR
PRM1
MU30
LJ60
FA20
DC86
DC85
A30B
LJ24
DC10
C750
LJ55
F900
C56X
C25A
B738
LJ31
LJ25
BE30
B763
B762
B703
B350
A332
BE40
C650
A319
MD11
H25B
B735
E145
B722
C560
B737
BE20
C525
C500
LJ35
C550
A320
B732
F100
B733
0
10
20
30
40
50
Quantidade
Sem aprovação Operacional RVSM
Com Aprovação Operacional RVSM
Figura A2-2: Distribuição das aeronaves segundo a aprovação operacional RVSM.
Deste modo, 471 aeronaves são “elegíveis RVSM”, sendo 232 da aviação comercial e 239 da
aviação geral.
114
Apêndice 3: Determinação do Peso de Decolagem dos
Vôos
Conforme a equação (A3-1), o Peso de Decolagem (PD) de uma aeronave para determinado
vôo depende de três fatores principais: o Peso Operacional Vazio (POV) da aeronave; a Carga
Paga (CP) transportada; o combustível da viagem que inclui o combustível para chegar ao
destino mais a reserva mínima regulamentar.
PD = POV + CP + Combustível da Viagem
(A3-1)
A seguir, são apresentadas a descrição e o cálculo de cada um destes fatores:
•
Peso Operacional Vazio: é o próprio peso da aeronave com todos os itens e
equipamentos necessários para o vôo, excluídos a carga paga e o combustível e
incluindo: combustível não utilizável, óleo do motor, equipamentos de emergência,
fluidos e químicos para os banheiros, galley, estrutura do bar, etc. assim como o peso
dos itens operacionais: tripulação com bagagens, manuais e equipamentos de
navegação, comida e bebida, equipamento salva vidas (colete, bóias,etc.).
•
Carga Paga: é estimada a partir da taxa de ocupação (TO) média das aeronaves, do
número de assentos das aeronaves e do peso médio do passageiro e de sua bagagem.
A taxa de ocupação definada pela equação (A3-2):
⎛ Pax/km Transportado Pago
TO = ⎜⎜
⎝ Assento/km Transportado Pago
⎞
⎟⎟
⎠
(A3-2)
A Tabela A3-1 apresenta as taxas de ocupação das aeronaves de aviação comercial em
2002 [DAC, 2002]:
115
Tabela A3-1: Taxa de ocupação das aeronaves.
Modelo da Aeronave
(Código OACI)
A319
A320
A330
B732
B733
B735
B737
E145
F100
MD11
TO
49%
54%
57%
56%
58%
57%
64%
60%
54%
57%
A Tabela A3-2 apresenta configuração adotada para a definição do peso médio por
passageiro e de sua bagagem:
Tabela A3-2: Configuração de peso médio por passageiro e de sua bagagem.
Repartição dos passageiros
Pesos
Bagagem
50% de mulheres
50% homens
70 kg
88 kg
20 kg
20 kg
Deste modo, pode-se então calcular o CP pela da equação (A3-3):
⎛ Número de Assentos × TO ⎞
CP = ⎜
⎟ × [(88 + 20) ) + (70 + 20) )]
2
⎝
⎠
•
(A3-3)
Combustível da Viagem: O combustível da viagem é definido pela equação (A3-4)
Combustível da Viagem = Combustível etapa + Combustível reserva +
Combustível alternativo + Combustível espera + Combustíveltaxi
(A3-4)
onde:
Combustível da Etapa: é combustível necessário para chegar ao aeroporto de destino,
dado pela equação (A3-5):
Combustível etapa = Distância etapa xConsumo médio de cruzeiro (kg / km)
(A3-5)
Combustível Reserva: corresponde a 10% do combustível da etapa.
116
Combustível do Aeroporto Alternativo: é o combustível necessário para chegar ao
aeroporto alternativo, calculado da mesma forma que o combustível da etapa,
considerando-se a distância entre o aeroporto de destino e o aeroporto alternativo.
A fim de viabilizar o cálculo de combustível do aeroporto alternativo, a Tabela A3-3
apresenta as distâncias consideradas entre aeroporto de destino e aeroporto alternativo:
Tabela A3-3: Distância do aeroporto alternativo em função do aeroporto de destino.
UF
AL
BA
CE
DF
ES
GO
MG
PB
PE
Distância ao Aeroporto
UF
UF
Alternativo (MN)
Alternativo (MN)
Alternativo (MN)
200
200
200
200
200
200
200
200
200
PI
PR
RJ
RN
RO
RR
RS
SC
SE
200
200
200
200
300
300
200
200
200
SP
AC
AM
AP
MA
MS
MT
PA
TO
200
300
300
300
300
300
300
300
300
Conforme apresentado na Tabela A3-3, assumiu-se uma distância média de 300 MN
para o aeroporto alternativo quando o aeroporto de destino encontra-se na Região
Norte do Brasil assim como nos estados MA, MS, MT, TO e de 200 MN para as
demais localidades:
Combustível de Espera: é o combustível corresponde ao consumo horário em regime
de espera a 1500 pés de altitude por 30 minutos.
Combustível de Táxi (aeroporto de destino): é definico pela equação (A3-6):
Combustíveltaxi = 10 min xConsumo médio de taxi (kg / min)
(A3-6)
117
Anexos
Anexo A: Custos de Aquisição, Operação e Manutenção
de Equipamentos de Bordo
Tabela A-1: Custos de Aquisição, Operação e Manutenção de Equipamentos de Bordo.
Equipamento
GPS+RAIM
B-RNAV
(incluindo FMC ou computador RNAV dedicado)
Atualização P-RNAV
(Custo diferencial comparado
com o B-RNAV)
Computador de Navegação
GPS+RAIM+RNAV
Atualização
WAAS/EGNOS/GLONASS
GPS+RAIM
B-RNAV
com o B-RNAV)
GPS+RAIM+RNAV
Atualização
WAAS/EGNOS/GLONASS
GPS+RAIM
B-RNAV
com o B-RNAV)
GPS+RAIM+RNAV
Atualização
WAAS/EGNOS/GLONASS
Fonte: [EATCHIP, 1998]
Custo de Instalação e Certificação
Aviação Comercial
US$ 43.250,00
US$ 154.480,00
Preço unitário
Custo Anual de
Manutenção e Operação
US$ 11.860,00
US$ 129.340,00
US$ 64.670,00
US$ 11.640,00
US$ 323.340,00
-
US$ 19.400,00
US$ 55.610,00
US$ 74.150,00
US$ 7.790,00
US$ 19.770,00
-
US$ 1.190,00
IFR para Aviação Geral
US$ 34.600,00
US$ 92.690,00
US$ 7.640,00
US$ 51.730,00
US$ 25.870,00
US$ 4.660,00
US$ 161.670,00
-
US$ 9.700,00
US$ 45.730,00
US$ 74.150,00
US$ 7.190,00
US$ 8.650,00
-
US$ 520,00
VFR para Aviação Geral
US$ 5.190,00
US$ 13.900,00
US$ 1.150,00
US$ 7.760,00
US$ 3.880,00
US$ 700,00
US$ 19.400,00
-
US$ 1.160,00
US$ 6.860,00
US$ 11.120,00
US$ 1.080,00
US$ 1.300,00
-
US$ 80,00
118
Anexo B: Custo dos Boletins de Serviço para
Adequação RVSM
Tabela B-1: Custo Estimado dos Boletins de Serviço para Adequação RVSM
Modelo de Aeronave
(Código OACI)
A300
A320
A330
A340
B701
B703
B712
B721
B722
B731
B732
B733
B734
B735
B736
B737
B738
B739
B741
B742
B743
B744
B752
B753
B762
B763
B764
B772
B773
F100
DC8
DC9
DC10
MD11
MD80
MD90
L101
ASTR
BE40
CL60(1A)
Custo
Fonte
****
****
****
****
US$ 175.000,00
US$ 175.000,00
****
US$ 130.000,00
US$ 130.000,00
US$ 130.000,00
US$ 130.000,00
US$ 17.500,00
US$ 17.500,00
US$ 17.500,00
****
****
****
****
US$ 58.400,00
US$ 58.400,00
US$ 58.400,00
US$ 33.300,00
US$ 50.700,00
US$ 50.700,00
****
****
****
****
****
US$ 8.000,00
US$ 150.000,00
US$ 150.000,00
US$ 2.200,00
US$ 2.200,00
US$ 33.300,00
US$ 33.300,00
US$ 25.000,00
US$ 110.000,00
US$ 25.000,00
US$ 62.500,00
Fabricante ( Inspeção Visual)
Empresas de Engenharia Especializadas
Operator Pesquisa 1/01
Pesquisa FAA 12/97 e Pesquisa OWG 6/97
Pesquisa OWG 35582
Pesquisa FAA 35765 e Pesquisa OWG 35582
Pesquisa FAA 35765 e Pesquisa OWG 35582
Operator Pesquisa 37627
Pesquisa OWG 35582
Engineering analysis, similar to DC10
Engineering analysis, similar to B744
Engineering analysis, similar to B744
Fabricante,1/01
Fabricante
Fabricante
Fabricante
119
Modelo de Aeronave
Custo
Fonte
(Código OACI)
CL60(3A/3R)
US$ 17.500,00
Fabricante
CL60(604)
Fabricante
****
CRJ1
****
Fabricante
CRJ2
****
Fabricante
CRJ7
****
Fabricante
C500
US$ 101.259,00
Fabricante 11/02
C501
US$ 101.259,00
Fabricante,11/02
C525
US$ 58.000,00
Fabricante, 37663
C525A
US$ 22.647,00
Fabricante, 37663
C550
US$ 111.500,00
Fabricante,11/02
C551
US$ 111.500,00
Fabricante,11/02
C560
US$ 42.953,00
Fabricante,11/02
C56X
****
Fabricante, 37663
C650
US$ 74.918,00
Fabricante,11/02
C750
US$ 7.680,00
Fabricante,11/02
E135
US$ 17.500,00
Fabricante
E145
US$ 17.500,00
Fabricante
F2TH
US$ 15.000,00
Fabricante
F900
US$ 15.000,00
Fabricante
FA50
US$ 15.000,00
Fabricante
FA10
US$ 150.000,00
FA20
US$ 15.000,00
Fabricante
GALX
****
Fabricante
GLEX
****
Fabricante
GLF2
US$ 235.000,00
Fabricante,11/02
GLF3 (S/N 426 e anteriores) US$ 226.200,00
Fabricante, 11/02
GLF3 (S/N427 e posteriores) US$ 14.000,00
Fabricante, 11/02
GLF4
US$ 14.000,00
Fabricante,11/02
GLF5
****
Fabricante, 11/02
H25A
US$ 150.000,00
H25B
US$ 32.500,00
Fabricante,3/01
H25C
US$ 32.500,00
Fabricante,3/01
L29B
US$ 150.000,00
LJ20 Series
US$ 149.000,00
LJ31
US$ 46.000,00
Fabricante,11/02
LJ35
US$ 145.000,00
Fabricante,11/02
LJ45
****
Fabricante, 11/02
LJ55
US$ 155.000,00
Fabricante,11/02
LJ60
US$ 20.000,00
Fabricante,11/02
MU30
US$ 110.000,00
PRM1
****
Fabricante, 11/02
SBR1
US$ 139.000,00
SBR2
US$ 175.000,00
WW23
US$ 140.000,00
WW24
US$ 140.000,00
**** Custo estimado como menor que US$ 100,00 por aeronave
Fonte: [OACI, 2003d]
120
Anexo C: Modelo CARSAMMA de Monitoramento de
Altitude
Tabela C-1: Grupos de Monitoramento de Altitude
BLOCO 1
Monitoramento de
2 aeronaves / grupo / operador
Modelo de Aeronave
(Código OACI)
A306
A30B
A310
A312
A313
A318
A319
A320
A321
A332
A333
A342
A343
A344
A345
A346
B712
B721
B722
B733
B734
B735
B736
B737
B738
B739
B741
B742
B743
B74S
B744
B752
Grupo de
Monitoramento
G01
G02
G04
G05
G06
G07
G08
G09
G10
G11
G12
G13
G14
G15
G16
G17
G18
BLOCO 2
Monitoramento de
60% das aeronaves / grupo / operador
Modelo de Aeronave
(Código OACI)
Grupo de
Monitoramento
A124
ASTR
ASTR-SPX
B703
B731
B732
BE40
BE20
C500
C25A
C25B
C525
C550
C56X
C650
C750
CRJ9
DC86
DC87
DC93
DC95
F2TH
FA50
FA50EX
F900
F900EX
F70
FA20
FA10
GLF2
GLF3
GALX
G39
G40
G41
G42
G43
G44
G45
G46
G47
G48
G49
G50
G51
G52
G53
G54
G55
G56
G57
G58
G59
G60
G61
G62
G63
G64
G65
G66
G67
121
BLOCO 1
Monitoramento de
2 aeronaves / grupo / operador
Modelo de Aeronave
Grupo de
(Código OACI)
Monitoramento
B762
G20
B763
B764
G21
B772
G22
B773
G23
CL60
G24
C560
G25
CRJ1
G26
CRJ2
CRJ7
G27
DC10
G28
E145
G29
E135
F100
G30
GLF4
G31
GLF5
G32
LJ60
G33
L101
G34
MD10
G35
MD11
G36
MD81
MD82
MD83
G37
MD88
MD90
BLOCO 2
Monitoramento de
60% das aeronaves / grupo / operador
Modelo de Aeronave
Grupo de
(Código OACI)
Monitoramento
H25B
G69
H25C
G70
IL62
G71
IL76
G72
IL86
G73
IL96
G74
L29B
G76
LJ31
G77
LJ35
G78
LJ36
LJ45
G79
LJ55
G80
SBR1
G81
T134
G82
T154
G83
T204
G84
P180
G85
PRM1
G86
YK42
G87
BLOCO 3 - Constituído por aeronaves não
pertencentes a nenhum grupo (aeronaves
não-grupo) - devem ser monitoradas a 100%
da frota/operador;
G38
Fonte: [CARSAMMA, 2003]
122
Anexo D: Fórmula de Bessell
Fórmula de Bessell (Lei dos Cossenos Esférica)
Admitindo que a Terra tenha formato aproximadamente esférico, a distancia geográfica entre
dois pontos em sua superfície é distância percorrida sobre o círculo máximo que passa por
esses dois pontos.
As coordenadas geográficas dos pontos de referência devem obedecer a lei dos sinais do
plano cartesiano, como mostrado na Figura D-1:
Long
-
Lat
-
Long
-
Lat
+
equador
Long
+
Lat
-
Long
+
Greenwich
Lat
+
Figura D-1: Lei dos Sinais do Plano Cartesiano
Assumindo que a terra é esférica e que seu raio é de 6366,76
km a aplicação da fórmula de Bessell ao triângulo esférico PBA
resulta na expressão:
cos( p ) = cos(a ). cos(b ) + sen(a ).sen(b ). cos(P )
onde:
a = PB = 90° − Lat (B )
b = PA = 90° − Lat ( A)
P = Long ( A) − Long (B )
p = arccos(cos(P )).6366,76
123
Glossário
AEROVIA [DEPV, 1999b] - Área de Controle, ou parte dela, disposta em forma de corredor e provida de
auxílios à navegação.
APROXIMAÇÃO DE NÃO-PRECISÃO [DEPV, 1999b] - Aproximação por instrumentos baseada em auxílio
à navegação que não possua indicação eletrônica de trajetória de planeio(glide slope). E.g: NDB, VDF, VOR.
APROXIMAÇÃO POR INSTRUMENTOS [DEPV, 1999b] - Aproximação na qual todo o procedimento é
executado com referência a instrumentos.
ÁREA DE CONTROLE TERMINAL [DEPV, 1999b] - Área de controle situada geralmente na confluência de
rotas ATS e nas imediações de um ou mais aeródromos.
CONTINUIDADE [DEPV, 1999a] - Probabilidade de que se disponha do sistema de navegação durante uma
fase da operação, supondo-se que se dispunha do mesmo ao iniciar a citada fase.
DISPONIBILIDADE [DEPV, 1999a] - É a porcentagem do tempo que as informações prestadas por um sistema
ou sensor são confiáveis para utilização, ou seja, é capacidade do sistema de proporcionar informações
utilizáveis dentro de determinada zona de cobertura. A disponibilidade é função das características físicas do
entorno e da capacidade técnica das instalações dos transmissores.
INTEGRIDADE [DEPV, 1999a] – É a capacidade do sistema de navegação aérea de proporcionar aos usuários
avisos oportunos nos casos em que o mesmo não deva ser utilizado.
MEIO BÁSICO DE NAVEGAÇÃO [DEPV, 1999a] -São aqueles cuja performance dos auxílios de suporte é
garantida pelo Estado brasileiro, dentro de um volume de operação prevista, proporcionando indicação de
integridade e condições de continuidade, disponibilidade e precisão adequadas à condução de aeronaves em
cada fase de vôo.
MEIO PRIMÁRIO DE NAVEGAÇÃO (OACI, Circular 267-NA/159) - Sistema de navegação aprovado para
uma dada operação ou fase do vôo, que cumpre com os requisitos de precisão e integridade especificados, mas
não necessita cumprir com todos os requisitos de disponibilidade e continuidade. A segurança é alcançada
limitando-se os vôos a períodos específicos ou impondo restrições operacionais. Não é necessário levar a bordo
um meio básico de navegação para dar suporte ao meio primário de navegação.
MEIO SUPLEMENTAR DE NAVEGAÇÃO [DEPV, 1999a] - Meio de navegação que deve ser utilizado em
conjunto com um equipamento básico de navegação aérea. A aprovação de equipamentos suplementares para
determinada fase do vôo exige que se transporte a bordo um equipamento básico de navegação aérea. Entre os
requisitos de performance, um equipamento suplementar de navegação aérea deve satisfazer aos requisitos de
precisão e de integridade para tal operação ou fase de vôo, não sendo necessário satisfazer aos requisitos de
disponibilidade e de continuidade.
ÓRGÃO DE CONTROLE DE TRÁFEGO AÉREO [DEPV, 1999b] - Expressão genérica que se aplica,
segundo o caso, a um Centro de Controle de Área, Controle de Aproximação ou Torre de Controle de
Aeródromo.
PRECISÃO [DEPV, 1999a] - É o grau de conformidade entre a informação de posição e hora que proporciona
o sistema de navegação e a posição e hora verdadeiras.
ROTA ATS [DEPV, 1999b] - Rota especificada, de acordo com a necessidade, para proporcionar serviços de
tráfego aéreo. A expressão "ROTA ATS" se aplica a aerovias, rota de assessoramento, rotas com ou sem
controle, rotas de chegada ou saída etc.
RUMO [DEPV, 1999b] - Direção da rota desejada, ou percorrida, no momento considerado e, normalmente,
expressa em graus, de 000° a 360° a partir do Norte (verdadeiro ou magnético), no sentido do movimento dos
ponteiros do relógio.
TRANSPONDER [DEPV, 1999b] - Transmissor-receptor de radar secundário de bordo que, automaticamente,
recebe sinais de rádio dos interrogadores de solo e que, seletivamente, responde, com um pulso ou grupo de
pulsos, somente àquelas interrogações realizadas no MODO e CÓDIGO para os quais estiver ajustado.
VETORAÇÃO RADAR [DEPV, 1999b] - Provisão de orientação para navegação às aeronaves, em forma de
rumos específicos, baseada na observação de uma apresentação radar.
VÔO IFR [DEPV, 1999b] - Vôo efetuado de acordo com as regras de vôo por instrumentos.
124
Referências Bibliográficas
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128
FOLHA DE REGISTRO DO DOCUMENTO
1.
CLASSIFICAÇÃO/TIPO
TM
5.
2.
DATA
3.
DOCUMENTO N°
4.
07 de outubro de 2005 CTA/ITA-IEI/TM-009/2005
N° DE PÁGINAS
145
TÍTULO E SUBTÍTULO:
Navegação Aérea Segundo o Conceito CNS/ATM: Custos e Benefícios
6.
AUTOR(ES):
7.
INSTITUIÇÃO(ÕES)/ÓRGÃO(S) INTERNO(S)/DIVISÃO(ÕES):
Instituto Tecnológico de Aeronáutica. Divisão de Engenharia de Infra-Estrutura Aeronáutica – ITA/IEI
8.
PALAVRAS-CHAVE SUGERIDAS PELO AUTOR:
CNS/ATM, Análise de Custo-Benefício, Tráfego-Aéreo, Nevegação Aérea
9.
PALAVRAS-CHAVE RESULTANTES DE INDEXAÇÃO:
Controle de tráfego aéreo; Análise de custos; Auxílios à navegação; Navegação aérea;
Transporte aéreo; Transportes
X Nacional
10. APRESENTAÇÃO:
Internacional
ITA, São José dos Campos, 2005, 145 páginas
11. RESUMO:
O aperfeiçoamento da navegação aérea segundo o conceito CNS/ATM inclui a implementação do Sistema Global de
Navegação por Satélite (GNSS) como elemento provedor de infra-estrutura de navegação e os conceitos de Navegação
de Área (RNAV), de Performance de Navegação Requerida (RNP) e da Redução dos Mínimos de Separação Vertical
(RVSM) como elementos de gestão de tráfego aéreo.
A Organização da Aviação Civil Internacional considera estes elementos como solução de longo prazo para melhorar a
eficiência e a segurança do espaço aéreo frente ao crescimento do tráfego. Todavia implementá-los significa investir para
adequar operadores e Provedores de Serviço de Tráfego Aéreo às normas que regem a prática de tais elementos.
Neste trabalho, a implementação da RNAV, da RNP, da RVSM e do GNSS como meio primário de navegação no espaço
aéreo brasileiro são avaliadas qualitativamente. Para tanto, os custos e benefícios operacionais e econômicos, ligados a
cada elemento citado, são investigados e contextualizados na realidade do país.
A título de estudo de caso, uma análise quantitativa de custo-benefício da implementação da RVSM no Brasil é realizada.
Os resultados obtidos foram favoráveis para a aviação comercial, enquanto que inviáveis para a aviação geral de forma
agregada. A viabilidade da aviação geral deve portanto ser analisada caso a caso, segundo a utilização da aeronave em
questão e seus custos de aprovação operacional.
12. GRAU DE SIGILO:
(X ) OSTENSIVO
( ) RESERVADO
( ) CONFIDENCIAL
( ) SECRETO
129