UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA MATEUS MIRANDA DE OLIVEIRA
A NOVA CIRCULAÇÃO AÉREA BRASILEIRA: MELHORAMENTOS NOS SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO E COMUNICAÇÃO
Palhoça 2018
MATEUS MIRANDA DE OLIVEIRA
A NOVA CIRCULAÇÃO AÉREA BRASILEIRA: MELHORAMENTOS NOS SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO E COMUNICAÇÃO
Monografia apresentada ao Curso de graduação em Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel.
Orientador: Prof. Marcos Fernando Severo de Oliveira, Esp.
Palhoça 2018
MATEUS MIRANDA DE OLIVEIRA
A NOVA CIRCULAÇÃO AÉREA BRASILEIRA: MELHORAMENTOS NOS SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO E COMUNICAÇÃO
Esta monografia foi julgada adequada à obtenção do título de Bacharel em Ciências Aeronáuticas e aprovada em sua forma final pelo Curso de Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina
Palhoça, 06 de Novembro de 2018
____________________________________________________ Orientador: Prof. Marcos Fernando Severo de Oliveira, Esp.
Universidade do Sul de Santa Catarina
___________________________________________________ Prof. Orlando Flavio Silva, Esp.
AGRADECIMENTOS
Não tenho como começar meus agradecimentos sem lembrar inicialmente dos meus pais, Ismael e Rosa e da minha Vó Emma, por todo amor, apoio e aporte financeiro que me proporcionaram no início dessa jornada. Sem eles, eu não chegaria até aqui.
Ao Aeroclube de Bragança Paulista, que em 2004 fez eu trocar a famosa Ilha da Magia pelo interior de São Paulo, para ter a oportunidade de iniciar minha vida de piloto profissional como quadro de seu seleto grupo de instrutores à época. Essa decisão mudou minha vida.
Ainda tenho em minha cabeça a imagem do ônibus dando a ré no terminal Rita Maria para dar início à viagem para São Paulo. Não pude deixar de perceber minha mãe chorando, e quando o ônibus passou pela ponte Colombo Salles, tive certeza que não voltaria a morar em Florianópolis tão cedo. Quem sabe um dia?
Voltando ao Aeroclube, só vim a ter noção do tamanho e importância da instituição, quando passei a trabalhar como piloto de linha aérea em uma grande empresa e vi com meus próprios olhos a enormidade de comandantes e copilotos que foram formados aviadores pelo ACBP.
Não posso deixar de lembrar meu professor orientador Marcos Oliveira, pelas orientações e ensinamentos.
Por fim, à minha amada esposa Heloísa, por todo carinho, amor, paciência e dedicação que teve comigo durante este processo de formação acadêmica.
“Há um ditado que ensina "o gênio é uma grande paciência"; sem pretender ser gênio, teimei em ser um grande paciente. As invenções são, sobretudo, o resultado de um trabalho teimoso, em que não deve haver lugar para o esmorecimento”.
RESUMO
Ainda nos anos 80, a Organização de Aviação Civil Internacional (ICAO), presenciando um constante crescimento da aviação civil internacional, bem como o surgimento de novas tecnologias, entendeu que seria necessário uma completa análise e avaliação dos procedimentos e sistemas em uso a fim de atender às demandas futuras da aviação. No decorrer dos anos em que transcorreu este processo, vários Estados das Regiões da ICAO iniciaram programas de implantação ATM destinados a melhorar as operações aéreas, mediante a utilização das tecnologias CNS/ATM. Sendo também um membro da ICAO e impulsionado pelo advento de novas tecnologias e uma visão mais sustentável para a aviação, o Brasil desenvolveu seu Plano de Implementação ATM Nacional. O documento define a transição da navegação aérea convencional, balizada por auxílios rádio, para sua nova circulação aérea, baseado no conceito PBN-RNP (Navegação Baseada em Performance - Performance de Navegação Requerida), e nas rotas colaborativas, onde a empresa de linha aérea trabalha junto com o controle de tráfego aéreo, por intermédio do Centro de Gerenciamento da Navegação Aérea (CGNA), para diminuir atrasos e tomar decisões mais assertivas, diminuindo o tempo de voo e o gasto de combustível. Conhecer a nova circulação aérea nacional, além de seus prováveis benefícios, é justamente o objetivo principal deste trabalho, que foi embasado por pesquisa exploratória e explicativa, com procedimento bibliográfico e documental, e com abordagens qualitativa e quantitativa. A coleta de dados para a pesquisa se deu através de levantamento de literatura e legislação específicos ao tema, além de dados disponíveis nos Anuários Estatísticos do Transporte Aéreo, disponibilizados pela ANAC. A análise dos dados levantados ocorreu por intermédio de leitura criteriosa da literatura proposta e a interpretação objetiva dos dados e informações levantados, afim de possibilitar o entendimento do problema da pesquisa. Como resultado, é possível dizer que o Brasil vem se esforçando para atender às normas estabelecidas pela ICAO, referentes a modernização da atividade aérea. Gradualmente, as empresas aéreas vêm apresentando resultados promissores na redução dos índices de atraso, gastos com combustível e ocorrências aeronáuticas relacionadas ao tema da pesquisa.
ABSTRACT
In the 1980s, the International Civil Aviation Organization (ICAO), witnessing a steady growth of international civil aviation as well as the emergence of new technologies understood it would be necessary a complete analysis and assessment of the procedures and systems in use in order to meet future aviation demands. Over the years, various States of ICAO Regions began to deploy ATM programs using CNS/ATM technologies. Also being an ICAO member and driven by the advent of new technologies and a more sustainable understanding of aviation, Brazil developed its ATM National Implementation Plan. This document defines the transition from conventional air navigation to the new air circulation driven by PBN-RNP (Performance Based Navigation-Navigation Performance Required) and Collaborative Routes, where the airline company works closely with air traffic control, through the Air Navigation Management Center (CGNA) to reduce delays and make assertive decisions, decreasing the flight time and fuel consumption. The comprehension of new national air circulation and its probable benefits are precisely the main objective of this work, based on exploratory and explanatory research, bibliographic and documentary procedures, and qualitative and quantitative approaches. Data collection was made through specific literature and legislation, as well as data available in the Air Transport Statistical Yearbooks provided by ANAC. The analysis of the collected data has occurred through the careful reading and objective interpretation of the proposed literature, in order to enable understanding of the research problem. As a result, it is possible to say that Brazil has been struggling to meet the standards set by ICAO for the modernization of air activity. Gradually, the airlines have been showing promising results reducing delay issues, fuel spending and aviation occurrences related to the topic of the research.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Otimização de rotas ...14
Figura 2 - Organograma do DECEA...34
Figura 3 - CGNA em operação……….35
Figura 4 - Subdivisão do Espaço Aéreo...36
Figura 5 - Limites verticais do Espaço Aéreo...37
Figura 6 - Antena NDB...39
Figura 7 - ADF (Automatic Direction Finder)………...…...40
Figura 8 - Antena VOR/DME...41
Figura 9 - Radiais VOR...42
Figura 10 - Receptor VOR...43
Figura 11 - Antena Localizer (LOC)...44
Figura 12 - Receptor ILS...45
Figura 13 - Antena Glide Slope (GS)...46
Figura 14 - Princípio de funcionamento do DME...47
Figura 15 - Receptor DME...48
Figura 16 - Radar Primário (PSR) e Secundário (SSR) conjugados...49
Figura 17 - Transponder Modo S...51
Figura 18 - Elementos CNS/ATM...53
Figura 19 - Modelo de Rotas Aéreas...53
Figura 20 - ATN (Aeronautical Telecommunications Network)...54
Figura 21 - Sequência nominal da comunicação CPDLC...56
Figura 22 - Mensagem CPDLC...57
Figura 23 - Constelação Satelital GPS...59
Figura 24 - Sistemas de acréscimo de desempenho GNSS...60
Figura 25 - Arquitetura GBAS...62
Figura 26 - Funcionamento do ADS-B...69
Figura 27 - Cockpit Display of Traffic Information (CDTI)……….……….…………..70
Figura 28 - Funcionamento do ADS-C...71
Figura 29 - Funcionamento do Sistema MLAT...73
Gráfico 1 - Evolução de passageiros transportados...17
Gráfico 2 - Número de movimentos de aeronaves no Brasil...21
Gráfico 3 - Estimativa de movimentação de passageiros no Brasil, em milhões...22
Gráfico 4 - Estimativa de movimentação de aeronaves no Brasil, em milhares...22
Gráfico 5 - Variação do PIB brasileiro de 2007 a 2016...23
Gráfico 6 - Evolução do número voos de 2007 a 2016………...24
Gráfico 7 - Evolução da carga paga e correio transportados de 2007 a 2016...24
Gráfico 8 - Variação da população brasileira de 2007 a 2016...25
Grafico 9 - Emissões de CO por tipo de operação...26
Gráfico 10 - Porcentagem do combustível na composição dos custos totais das empresas aéreas nacionais de 2009 a 2016...28
Gráfico 11 - Total de ocorrências aeronáuticas de 2008 a 2018...31
Gráfico 12 - Percentual de atrasos e cancelamentos de 2007 a 2016...76
LISTA DE SIGLAS
ABAS Aircraft-Based Augmentation System - Sistema de Aumentação de Bordo ADS Automatic Dependent Surveillance - Vigilância Dependente Automática
ADS-B Automatic Dependent Surveillance-Broadcast - Vigilância Dependente Automática por Radiodifusão
ADS-C Automatic Dependent Surveillance-Contract - Vigilância Dependente Automática por Contrato
ANAC Agência Nacional de Aviação Civil APV Aproximação com Guia Vertical
ASK Available Seat Kilometer - Assento Quilômetro Ofertado ASM Gerenciamento do Espaço Aéreo
ATFM Gerenciamento de Fluxo de Tráfego Aéreo
ATM AirTtraffic Management - Gerenciamento de Tráfego Aéreo
ATN Aeronautical Telecommunications Network - Rede de Comunicações Aeronáuticas
ATS Serviços de Tráfego Aéreo CAG Circulação Aérea Geral
CDM Processo de Tomada de Decisão Colaborativa
CENIPA Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos CGNA Centro de Gerenciamento da Navegação Aérea
CNS Communication, Navigation and Surveillance - Comunicações, Navegação e Vigilância
CPDLC Controller Pilot Data Link Communications - Comunicações entre Piloto e Controlador por meio de Enlace de Dados
CTDI Cockpit Display of Traffic Information – Tela de Informação de Tráfego DME Distance Measuring Equipment - Equipamento Radiotelemétrico
FANS Future Aviation Navigation Systems - Futuros Sistemas de Navegação Aérea FIR Região de Informação de Voo
GS Glide Slope - Trajetória Vertical
GBAS Ground-Based Augmentation System - Sistema de Aumentação Baseado em Solo
GLONASS Global Navigation Satellite System - Sistema Global de Navegação por Satélite Russo
GNSS Global Navigation Satellite System - Sistema Global de Navegação por Satélite GPS Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global
GRAS Ground-Based Regional Augmentation System – Sistema Regional de Aumentação Baseado em Solo
HF High Frequency - Alta Frequência
ICAO International Civil Aviation Organization
ILS Instrument Landing System - Sistema de Pouso por Instrumentos LOC Localizer – Localizador
MLAT Sistema de Multilateração
MSSR Radar Secundário de Vigilância Monopulso
NDB Non-Directional Beacon - Radiofarol Não Direcional OACI Organização de Aviação Civil Internacional
PBN Performance-Based Navigation - Navegação Baseada em Performance PSR Primary Surveillance Radar - Radar Primário de Vigilância
RAIM Receiver Autonomous Integrity Monitoring – Receptor Autônomo de Monitoramento da Integridade
RDA Regiões de Defesa Aeroespacial RNAV Area Navigation - Navegação de Área
RNP Required Navigation Performance - Performance de Navegação Requerida RPK Revenue Passenger Kilometer - Passageiro Quilômetro Pago Transportado SBAS Space-Based Augmentation System – Sistema de Aumentação Baseado em
Área
SIPAER Sistema de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos SISCEAB Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro
SSR Secondary Surveillance Radar – Radar Secundário de Vigilância STAR Chegada Padrão por Instrumentos
STDMA Self-Organising Time Division Multiple Access - Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo Auto Organizado
STVD Sistema de Tratamento e Visualização de Dados TMA Área de Controle Terminal
UIR Região Superior de Informação de Voo
UAT Universal Access Transceiver - Transceptor de Acesso Universal
VDL VHF Data Link
VHF Very High Frequency - Frequência Muito Alta
VOR Very High Frequency Omnidirectional Range - Radiofarol Onidirecional em VHF
SUMÁRIO 1INTRODUÇÃO...13 1.1 CONTEXTO HISTÓRICO...13 1.2 CONTEXTO NACIONAL...13 1.3 PROBLEMA DA PESQUISA...15 1.4 OBJETIVOS...15 1.4.1 Objetivo Geral...15 1.4.2 Objetivos Específicos...16 1.5 JUSTIFICATIVA...16 1.6 METODOLOGIA...17
1.6.1 Natureza e Tipo da Pesquisa...17
1.6.2 Materiais e Métodos...18
1.6.3 Procedimento de Coleta de Dados...19
1.6.3 Procedimento de Análise de Dados...19
1.7 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO...19
2REFERENCIAL TEÓRICO...21
2.1 CRESCIMENTO DA ATIVIDADE AÉREA E SEUS IMPACTOS...21
2.1.1 Emissão de Gases Nocivos...25
2.1.2 Ruído Aeronáutico...27
2.1.3 Dispêndio de Combustível...28
2.1.4 Ocorrências Aeronáuticas...29
2.2 SISTEMA DE CONTROLE DO ESPAÇO AÉREO (SISCEAB)...33
2.3 DEPARTAMENTO DE CONTROLE DO ESPAÇO AÉREO (DECEA)...34
2.4 CENTRO DE GERENCIAMENTO DE TRÁFEGO AÉREO (CGNA)...35
2.5 ESTRUTURA DO ESPAÇO AÉREO...36
2.6 SISTEMA CONVENCIONAL...37
2.6.1 Comunicação...38
2.6.2 Navegação...39
2.6.2.1 Non-directional beacon (NDB)...39
2.6.2.2 Very high frequency omnidirectional range (VOR)...41
2.6.2.3 Instrument landings system (ILS)...44
2.6.3 Vigilância...48 2.6.3.1 Radares primários (PSR)...49 2.6.3.2 Radares secundários (SSR)...50 2.6.3.3 Mensagem de posição...51 2.7 CONCEITO CNS/ATM...52 2.7.1 Comunicação...54
2.7.1.1 Controller pilot data link communications (CPDLC)...55
2.7.2 Navegação...58
2.7.2.1 Global navigation satellite system (GNSS)...58
2.7.2.1.1 Aircraft-based augmentation system (ABAS)...60
2.7.2.1.2 Ground-based augmentation system (GBAS)...61
2.7.2.1.3 Space-based augmentation system (SBAS)...62
2.7.2.1.4 Ground-Based Regional Augmentation System (GRAS)………..………..63
2.7.2.2 Navegação baseada em performance (PBN)...64
2.7.2.2.1 Navegação de área (RNAV)...65
2.7.2.2.2 Performance de navegação requerida (RNP)...66
2.7.3 Vigilância...67
2.7.3.1 Automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B)...68
2.7.3.2 Automatic dependent surveillance-contract (ADS-C)...71
2.7.3.3 Sistema de multilateração (MLAT)………..………...………...…..72
2.8 EXPECTATIVAS DO SERVIÇO CNS/ATM...74
2.9 BENEFÍCIOS PERCEBIDOS...74
2.10 BALANÇO OPERACIONAL DAS EMPRESAS AÉREAS...77
3 CONSIDERAÇÕES FINAIS...80
REFERÊNCIAS...82
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONTEXTO HISTÓRICO
Ainda nos anos 80, a Organização de Aviação Civil internacional (ICAO), presenciando um constante crescimento da aviação civil internacional, bem como o surgimento de novas tecnologias, entendeu que seria necessário uma completa análise e avaliação dos procedimentos e sistemas em uso a fim de atender às demandas futuras da aviação.
Àquela época, já percebia-se que a forma existente de prover os Serviços de Tráfego Aéreo (ATS) e a estrutura do sistema de navegação aérea em geral estariam limitando a evolução do sistema.
A mesma organização, em 1983, desenvolveu o Comitê FANS (Futuros Sistemas de Navegação Aérea), com o objetivo de identificar, analisar e avaliar novas tecnologias que pudessem gerar soluções para o crescimento ordenado da navegação aérea no mundo (PRADO; RODRIGUES, 2013).
Em setembro de 1991, OACI oficializou o modelo CNS/ATM (Comunicações, Navegação e Vigilância/ Gerenciamento de Tráfego Aéreo) durante sua 10ª Conferência da Navegação Aérea.
No decorrer dos anos em que transcorreu este processo, vários Estados das Regiões da OACI iniciaram programas de implantação ATM destinados a melhorar as operações aéreas, mediante a utilização das tecnologias CNS/ATM (BRASIL, 2012).
1.2 CONTEXTO NACIONAL
No início dos anos 2000, grande parte da infraestrutura de navegação aérea nacional ainda era composta por antenas de rádio navegação de solo, denominados auxílios rádio, fazendo com que algumas rotas aéreas estivessem dependentes do sobrevoo dessas antenas.
Até o ano de 2016, o conjunto de auxílios rádio em operação no Brasil, segundo Departamento de Controle do Espaço Aéreo, era formado por 39 antenas NDB, 43 antenas VOR, 60 antenas DME e 37 antenas ILS (BRASIL, 2016b).
Muitas vezes a necessidade de sobrevoo desses auxílios geravam rotas demasiadamente longas e nem sempre percorrendo a menor distância entre os destinos. Um sistema de navegação e comunicação arcaicos, juntamente com aeronaves antigas sobrevoando espaços aéreos cada vez mais congestionados, muitas vezes não possibilitavam a navegação pelas melhores rotas, aumentando o tempo de voo, o impacto ambiental e os riscos relacionados à atividade aérea.
Figura 1 – Otimização de rotas
Fonte: DECEA, 2015.
Sendo também um membro da ICAO e impulsionado pelo advento de novas tecnologias e uma visão mais sustentável para a viação, o Brasil desenvolveu seu Plano de Implementação ATM Nacional, que define a transição da navegação aérea convencional, balizada por auxílios rádio, para sua nova circulação aérea, baseado no conceito PBN-RNP (Navegação Baseada em Performance - Performance de Navegação Requerida), e nas rotas colaborativas, onde a empresa de linha aérea trabalha junto com o controle de tráfego aéreo, por intermédio do Centro de Gerenciamento da Navegação Aérea (CGNA), para diminuir atrasos e tomar decisões mais assertivas, diminuindo o tempo de voo e o gasto de combustível (BRASIL, 2012).
O Plano de Implementação ATM Nacional, elaborado pelo DECEA, estabelece que:
A evolução do Sistema ATM Nacional deverá ser planejada de forma sustentável para absorver o aumento do volume de tráfego aéreo, de forma eficiente e mantendo os atuais padrões de segurança operacional. Isto requer que sejam incorporados novos métodos gerenciais e modernos sistemas de navegação aérea. (BRASIL, 2012).
O sistema CNS/ATM também dispõem de melhoramentos na comunicação aérea. No âmbito das comunicações entre controlador e piloto, o atual sistema de fonia via rádio analógico é substituído por um enlace de dados, chamado Controller-Pilot Data Link Communication (CPDLC) (GIL, F., 2011).
1.3 PROBLEMA DA PESQUISA
Já é possível perceber alguns dos benefícios esperados pelo Plano de Implementação ATM Nacional, após o desenvolvimento da nova circulação aérea nacional baseada no conceito CNS/ATM?
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo Geral
A atividade aérea é considerada um sistema complexo, que demanda altos níveis de investimento, especialização e uma evolução contínua de tecnologias e procedimentos.
Para tal, é necessário que todos os envolvidos trabalhem sinergicamente visando o melhoramento do sistema, seja os fabricantes de motores, desenvolvendo equipamentos menos nocivos ao meio ambiente, empresas de linha aérea, com procedimentos operacionais mais eficientes, ou ainda os órgãos reguladores, estes responsáveis por desenvolver uma circulação aérea mais dinâmica, eficiente e segura, bem como o conjunto de leis e regras que nortearão essa tão complexa a apaixonante atividade.
Conhecer a nova circulação aérea nacional, além de seus prováveis benefícios, é justamente o objetivo principal deste trabalho.
1.4.2 Objetivos Específicos
a) Explicar a estrutura atual do espaço aéreo nacional e seus órgãos relacionados; b) Descrever a evolução dos Sistemas de Comunicação, Navegação e Vigilância
convencionais até o conceito CNS/ATM, apontando suas principais diferenças; c) Levantar os índices de atrasos e cancelamentos nos voos regulares nacionais,
antes e pós o melhoramento do sistema;
d) Levantar a porcentagem do combustível na composição dos custos totais das empresas aéreas nacionais, antes e pós o melhoramento do sistema; e
e) Apontar os índices de ocorrências aéreas atreladas à falhas de comunicação e/ou navegação, antes e pós o melhoramento do sistema.
1.5 JUSTIFICATIVA
Primeiramente, vale ressaltar que o objeto de estudo deste trabalho é de real relevância para o autor, uma vez que está diretamente relacionado à sua aérea de atuação como piloto de linha aérea há mais de onze anos.
A atividade aérea é reconhecida como o meio de transporte mais seguro existente. Ainda assim, é capaz de despertar os mais variados sentimentos em seus usuários. Desta forma, é imprescindível que todos os evolvidos na atividade se esforcem para oferecer não apenas um sentimento de segurança e eficiência aos usuários, mas de fato um meio de transporte realmente seguro, eficiente e viável.
Dados disponibilizados pela ANAC, em seus Anuários do Transporte Aéreo, mostram que juntamente ao aumento dos índices de passageiros e carga transportados, no decorrer dos anos também aumentaram os problemas relacionados à atividade, como atrasos, cancelamentos e impactos ambientais, fatores estes que geram transtornos e desconforto aos usuários do sistema. Segundo Simões (2003), os impactos ambientais locais gerados pela atividade aérea são variados. Abrangem poluição do solo e da água, passando por ruído a problemas na qualidade do ar local.
Gráfico 1 – Evolução de passageiros transportados
Fonte: ANAC, 2016.
Nesse contexto, é possível imaginar que fabricantes, operadores e órgãos reguladores, têm se esforçado em aprimorar equipamentos e procedimentos, a fim de tornar a experiência de voar cada vez mais segura e agradável. Para tal, a criação de rotas mais curtas, o desenvolvimento constante da tecnologia embarcada e em terra, além de aeronaves cada vez mais eficientes, parecem ser o norte para que consiga-se atingir esses objetivos.
1.6 METODOLOGIA
1.6.1 Natureza e Tipo da Pesquisa
O trabalho foi embasado por pesquisa exploratória e explicativa, com procedimento bibliográfico e documental, e com abordagens qualitativa e quantitativa.
A pesquisa exploratória, conforme Lakatos e Marconi (2003, p.188), tem uma tríplice finalidade, que é “desenvolver hipóteses, aumentar a familiaridade do pesquisador com um ambiente, fato ou fenômeno, para a realização de uma pesquisa futura mais precisa ou modificar e classificar conceitos.”. Já a pesquisa explicativa, afirma Will (2012, p.42), é “aquela que tem como objetivo geral analisar e correlacionar fatos ou fenômenos, podendo também explicar as razoes da ocorrência de determinados fatos.”.
O procedimento para coleta de dados caracteriza-se como bibliográfico, definido por Rauen (2002, p. 65) como a “busca de informações bibliográficas relevantes para a
tomada de decisão em todas as fases da pesquisa.”. Desse modo, a pesquisa em questão visa a uma profunda investigação teórica e prática sobre cada uma das supracitadas abordagens, primordial para a análise proposta inicialmente. O procedimento documental, conforme Gil, A., (2002), caracteriza-se por descrever e comparar dados, características da realidade presente e do passado.
O presente estudo tem abordagem qualitativa, contudo, alguns dados quantitativos coletados na pesquisa, são descritos e apresentados por meio de tabelas e figuras. Por sua vez, Apolinário (2004) define a pesquisa qualitativa como:
Modalidade de pesquisa na qual os dados são coletados através de interações sociais e analisados subjetivamente pelo pesquisador. Enquanto a pesquisa quantitativa investiga os fatos, a pesquisa qualitativa preocupa-se com fenômenos, sendo que um fato é tudo o que pode ser objetivamente observado e definido por consenso social, enquanto um fenômeno remete-nos à interpretação de um fato feita por um observador. Ou seja, o fenômeno é a interpretação subjetiva do fato. (APPOLINÁRIO, 2004, p. 155).
Já segundo Cresswell (2007), abordagem quantitativa caracteriza-se por buscar conhecimento através de raciocínio de causa e efeito, redução de variáveis específicas, hipóteses e questões, mensuração de variáveis, observação e teste de teorias.
1.6.2 Materiais e Métodos
Os materiais analisados foram:
Bibliográficos: Livros, revistas e sítios especializados em aviação que dissertem sobre comunicação, navegação e legislação aeronáutica, administração de empresas de linha aérea, fatores humanos relativos a acidentes e incidentes aéreos e segurança de voo.
Documentais: Documentos diversos sobre a legislações regendo a Aviação Civil brasileira e internacional, que ofereçam requisitos e padrões de procedimentos em relação ao tema proposto.
São eles:
o Regulamentos Brasileiros de Homologação Aeronáutica; o Código Brasileiro de Aeronáutica;
o Documentos da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC);
o Documentos do Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos (CENIPA);
o Documentos da ICAO (International Civil Aviation Organization); o Reportagens que contenham assunto referente ao tema proposto.
1.6.3 Procedimento de Coleta de Dados
A coleta de dados para a pesquisa se deu através do levantamento de literatura e legislação específicos ao tema, além de dados disponíveis nos Anuários Estatísticos do Transporte Aéreo, disponibilizados pela ANAC.
1.6.4 Procedimento de Análise dos Dados
A análise dos dados levantados foi realizada através de leitura criteriosa da literatura proposta e a interpretação objetiva dos dados e informações levantados, a fim de possibilitar o entendimento do problema da pesquisa.
1.7 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
O presente trabalho foi desenvolvido para atingir os objetivos pretendidos, sendo estruturado da seguinte maneira:
No primeiro capítulo foi dada a introdução do tema, explicando a origem do problema da pesquisa em um contexto mundial e nacional. Na sequência, é apresentado o problema da pesquisa, os objetivos gerais e específicos, a justificativa e a metodologia utilizada.
O segundo capítulo é composto pelo referencial teórico, e inicia-se com a apresentação da evolução da demanda do transporte aéreo no Brasil e seus impactos diretos, como emissão de gases nocivos, ruído aeronáutico, dispêndio de combustível e ocorrências aeronáuticas. Em seguida, é apresentado a estrutura do espaço aéreo nacional e seus órgãos relacionados, e um paralelo comparativo entre as tecnologias empregadas na comunicação, navegação e vigilância aéreas pelo chamado “Sistema Convencional” e as tecnologias empregadas no conceito CNS/ATM. Na sequência, foi descrito as expectativas de benefícios
trazidos com a implementação do novo sistema, definidos pelo DECEA em sua publicação intitulada Plano de Implementação ATM Nacional, e os benefícios que já podem ser percebidos. Além de muitos, alguns dos benefícios ainda são pobres de dados para uma avaliação empírica, caso dos índices de emissão de gases nocivos. A Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC) publicou seu primeiro Inventario Nacional de Emissões Atmosféricas da Aviação Civil apenas no ano de 2016, com dados de até o ano de 2014, tornando o documento ineficiente para este trabalho. Além disso, dados precisos de consumo de combustível para serem analisados empiricamente, demandariam uma incursão pelas companhias aéreas nacionais, algo que não é a pretensão deste trabalho. Por fim, é apresentado uma explanação a respeito dos índices utilizados pelas empresas aéreas em seus balanços operacionais.
O terceiro capítulo compreende as considerações finais, sendo apresentado uma síntese do que foi apresentado no trabalho, os objetivos específicos e a resposta para o problema da pesquisa, em concordância com a fundamentação teórica proposta e a interpretação objetiva dos dados coletados.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 CRESCIMENTO DA ATIVIDADE AÉREA E SEUS IMPACTOS
A indústria do transporte aéreo é uma importante fonte de crescimento econômico no Brasil e na América Latina. Segundo Sameh e Scavuzzi (2016), considerando a quantidade total de impactos diretos, indiretos e induzidos, o mercado da aviação é responsável por 1,2 milhões de postos de trabalho na América Latina e no Caribe. A estimativa é de que este número irá aumentar, uma vez que a indústria da aviação vai crescer rapidamente nos próximos 20 anos, acredita-se que o número de passageiros irá triplicar até 2030.
Gráfico 2 – Número de movimentos de aeronaves no Brasil
Fonte: ANAC, 2016.
As linhas aéreas nacionais compreendem as rotas domésticas de longo curso. As linhas internacionais têm pontos de origem ou destino em território estrangeiro e se caracterizam, geralmente, como rotas de médio e longo curso, operadas com aviões de médio ou grande porte (SIMÕES, 2003).
Gráfico 3 – Estimativa de movimentação de passageiros no Brasil, em milhões
Fonte: Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil, 2017.
Muito pelo fato de ser um país em desenvolvimento e ainda possuir uma demanda reprimida, o Brasil apresenta estimativas de crescimento promissoras para o pessoal engajado na atividade. Além disso, desde 2010, o avião tem sido o principal meio de transporte utilizado pelos passageiros nas viagens interestaduais, quando considerados os serviços de transporte regular dos modais aéreo e rodoviário. Em 2007, a participação do transporte aéreo neste mercado era de 41,3%, contra 58,7% do rodoviário. Em 2016 a participação do modal aéreo foi de 65,4%, frente 34,6% do rodoviário (BRASIL, 2016a).
Gráfico 4 – Estimativa de movimentação de aeronaves no Brasil, em milhares
O Ministério dos Transportes, Portos e Aviaçao Civil, desenvolvou uma projeção de demanda da Aviação Civil até o ano de 2037 (gráfico – 3), apresentando resultados que comparam a atual taxa de crescimento e uma demanda projetada otimista, que utilizada o valor máximo da projeção de Produto Interno Bruto – PIB divulgado em setembro de 2017 pelo Banco Central do Brasil.
Gráfico 5 – Variação do PIB brasileiro de 2007 a 2016
Fonte: IBGE, 2017.
Os dados levantados pela pesquisa, mostram que mesmo com a oscilação do PIB (gráfico - 5), entre 2007 e 2016, a atividade aérea apresentou uma curva crescente no número de voos (gráfico – 6) e passageiros transportados (gráfico – 1).
Grafico 6 – Evolução do número de voos de 2007 a 2016
Fonte: ANAC, 2016.
O gráfico - 7 mostra que, ainda que menores, a carga paga e correio transportados também apresentaram crescimento.
Gráfico 7 – Evolução da carga paga e correio transportados de 2007 a 2016
Fonte: ANAC, 2016.
O crescimento da atividade aérea de forma constante, sem a tendência de acompanhamento do PIB, talvez seja explicado pelo rápido crescimento da população (gráfico - 8), que aumentou em 16 milhões de habitantes de 2007 a 2016. Normalmente aumentos na população acarretam aumentos na demanda por serviços.
Gráfico 8 – Variação da população brasileira de 2007 a 2016
Fonte: IBGE, 2017.
Face toda essa expansão da atividade aérea, o DECEA entendeu que era necessário o desenvolvimento e a aplicação de novas tecnologias sob a orientação da ICAO, com o objetivo de aumentar os níveis de segurança e eficiência nas operações aéreas mundiais, e que permitam a busca de possíveis soluções locais e regionais, sem causar um impacto substancial nos orçamentos e na estrutura de custos das organizações governamentais responsáveis pela prestação dos serviços da navegação aérea e dos operadores, usuários desses serviços.
O DECEA, ainda enfatiza:
Um Sistema ATM Global torna-se cada vez mais necessário, tendo em vista o crescimento do tráfego aéreo e a sua importância na integração de todos os continentes, especialmente quando se busca uma homogeneidade de equipamentos que possam atender aos requerimentos estabelecidos para a navegação aérea, garantindo a segurança, a eficiência e a regularidade das operações aéreas. (BRASIL, 2011).
2.1.1 Emissão de Gases Nocivos
Com uma sociedade cada vez mais engajada em assuntos ambientais, ansiosa por atividades, serviços e produtos mais sustentáveis, torna-se valioso relacionar o crescimento da atividade aérea com o aumento das emissões de gases nocivos na atmosfera. Além disso, a redução nas emissões de poluentes no céu é um anseio de toda a comunidade aeronáutica e
vem ocupando cada vez mais espaço na agenda do controle aéreo do país e de todo o mundo (BRASIL, 2017). É, inclusive, exigência de organismos internacionais reguladores da atividade, como a Organização da Aviação Civil Internacional (ICAO), que a tem tomado como prioridades nos últimos anos em face dos objetivos de desenvolvimento sustentável da Organização das Nações Unidas (ONU).
O desenvolvimento sustentável está baseado em três pilares: economia, sociedade e meio ambiente – com o intuito de promover o equilíbrio de interesses para produzir resultados com benefícios sociais, ambientais e econômicos (BARBOSA, 2008).
A aviação contribui atualmente com cerca de 3,5% de todo o dióxido de carbono emitido antropogenicamente e tais emissões relacionam-se ao incremento do Efeito Estufa, o que já é considerado fato pela comunidade científica mundial (IPCC, 1999).
A importância do transporte aéreo no problema do aquecimento global torna-se ainda mais evidente, pois o modal aéreo é de longe o de maior intensidade energética (VEDANTHAN e OPPENHEIMER, 1998), ou seja é o que consome mais energia por tonelada de carga ou passageiro por quilômetros transportados.
Gráfico 9 – Emissões de CO por tipo de operação
Especialmente nos países em desenvolvimento e de base industrial como o Brasil, têm-se verificado as maiores taxas de crescimento para a demanda por transporte aéreo e para as emissões de dióxido de carbono (CO2) associadas (SCHÄFER e VICTOR, 1998; IPCC, 1999).
Segundo o Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas da Aviação Civil, elaborado pela ANAC (2014), 83% das emissões de monóxido de carbono (CO) são provenientes de movimentações domésticas, contra 17% gerados por movimentações internacionais. As emissões de CO são, de forma majoritária, geradas pelas fases em que os motores das aeronaves se encontram em modo de operação de taxiamento na pista durante o ciclo de pouso e decolagem.
2.1.2 Ruído Aeronáutico
O ruído aeronáutico pode ser considerado outro impacto ambiental indesejado relacionado ao aumento do fluxo de tráfego aéreo. A Agência Nacional de Aviação Civil define ruído aeronáutico, como (BRASIL, 2018):
Aquele oriundo das operações de circulação, aproximação, pouso, decolagem, subida, rolamento e teste de motores de aeronaves. É um ruído intermitente ou não estacionário, com elevados níveis sonoros, podendo causar efeitos adversos sobre a população quando exposta a níveis excessivos desse tipo deruído.
Estudo realizado por Santos e Machado (2016), relatou que a poluição sonora é uma das formas de poluição que mais atinge a população, e quando uma pessoa é exposta durante uma quantidade de tempo ao ruído pode ter sua saúde comprometida de modo temporário ou permanente. Segundo os autores,
Os ruídos aeronáuticos gerados na decolagem, quando a aeronave começa a aproximar para o pouso, na circulação, subida, teste de motores de aeronaves e rolamento isso causa uma grande poluição sonora no local e em seu entorno, oferecendo assim riscos, tanto aos funcionários, quanto à população que mora nas proximidades e está envolvida indiretamente, principalmente aos mecânicos de voo, que trabalham expostos aos elevados níveis de ruído aeronáutico [...]. (SANTOS; MACHADO, 2016, p. 1).
No caso dos aviões a jato, no qual o próprio jato da turbina é a fonte do ruído, os mais agressivos ruídos ocorrem durante o processo de decolagem. Além do motor, outra fonte geradora de ruído aeronáutico é de origem aerodinâmica (SIMÕES, 2003).
2.1.3 Dispêndio de Combustível
Além de estar relacionado diretamente ao despejo de gases nocivos na atmosfera, a redução do consumo de combustível em suas operações, permite às empresas aéreas um aumento significativo em seus lucros operacionais.
Segundo a Associação Brasileira das Empresas Aéreas (ABEAR), a participação do combustível na composição dos custos das empresas têm se mantido próximo a 30% nos últimos dez anos, consolidando-se como o maior custo operacional das empresas aéreas.
Gráfico 10 – Porcentagem do combustível na composição dos custos totais das empresas aéreas nacionais de 2009 a 2016
Fonte: Autor com dados fornecidos pela ANAC, 2018.
A Agência Nacional do Petróleo (ANP) informa que desde 2002, quando foi alterada a política cambial do país, o querosene de aviação subiu 82%. Ainda assim, a
porcentagem do combustível na composição dos custos totais das empresas aéreas nacionais (gráfico - 10), apresentou redução à partir de 2012.
A redução do consumo de combustível na atividade aérea é uma demanda de toda a comunidade ATM. Hoje em dia, a maior parte das empresas aéreas já possuem um setor operacional com atribuições especificas no estabelecimento de procedimentos e técnicas operacionais que visam, exclusivamente, a redução do consumo de combustível em suas operações.
2.1.4 Ocorrências Aeronáuticas
Uma das formas de aprimorar a segurança dos voos é a investigação dos acidentes aeronáuticos, a qual evoluiu de uma postura meramente inquisitiva e pautada na punição, para a busca pela identificação de fatores contribuintes, de modo a eliminar perigos ou mitigar seus riscos.
No Brasil, as investigações de ocorrências aeronáuticas são conduzidas no âmbito do Sistema de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos (SIPAER), que detém a competência legal para a realização de tais investigações, com único objetivo de reduzir a sua probabilidade de recorrência.
O órgão central do SIPAER é o Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos (CENIPA) que reúne as orientações para uma apurada condução dos procedimentos de investigação das ocorrências aeronáuticas que lhes competem. O CENIPA estabelece que pode haver três tipos de ocorrência aeronáutica (BRASIL, 2017a):
Acidente aeronáutico - Toda ocorrência aeronáutica relacionada à operação de
uma aeronave tripulada, havida entre o momento em que uma pessoa nela embarca com a intenção de realizar um voo até o momento em que todas as pessoas tenham dela desembarcado ou; no caso de uma aeronave não tripulada, toda ocorrência havida entre o momento que a aeronave está pronta para se movimentar, com a intenção de voo, até a sua parada total pelo término do voo, e seu sistema de propulsão tenha sido desligado e, durante os quais, pelo menos uma das situações abaixo ocorra:
a) Estar na aeronave;
b) Contato direto com qualquer parte da aeronave, incluindo aquelas que dela tenham se desprendido; ou
c) Exposição direta ao sopro de hélice, rotor ou escapamento de jato, ou às suas consequências.
• Aeronave sofra dano ou falha estrutural que:
a) Afete adversamente a resistência estrutural, o seu desempenho ou as suas características de voo; e
b) Normalmente exija a realização de grande reparo ou a substituição do componente afetado.
• Aeronave seja considerada desaparecida ou esteja em local inacessível.
Incidente Aeronáutico - Toda ocorrência aeronáutica relacionada com a
operação de uma aeronave que não chegue a se caracterizar como um acidente aeronáutico, mas que afete ou possa afetar a segurança da operação.
Incidente Aeronáutico Grave - Incidente aeronáutico envolvendo circunstâncias
que indiquem que houve elevado potencial de risco de acidente relacionado à operação da aeronave e que:
a) No caso de aeronave tripulada, tenha ocorrido entre o momento em que uma pessoa nela embarca com a intenção de realizar um voo, até o momento em que todas as pessoas tenham dela desembarcado, ou
b) No caso de uma aeronave não tripulada, tenha ocorrido entre o momento em que a aeronave está pronta para se movimentar, com a intenção de voo, até a sua inércia total pelo término do voo e quando seu sistema de propulsão tenha sido desligado.
Gráfico 11 – Total de ocorrências aeronáuticas de 2008 a 2018
Fonte: Autor com dados fornecidos pelo CENIPA, 2018.
O gráfico - 11 apresenta todas as ocorrências aeronáuticas de conhecimento do CENIPA, contendo dados da aviação geral, executiva e de transporte aéreo regular e não regular, ocorridas no espaço aérea brasileiro entre 2008 e 2018. O gráfico apresenta tendência negativa após o ano de 2013.
A investigação de um acidente aeronáutico envolve uma equipe multidisciplinar de especialistas nas mais diversas áreas do conhecimento humano. Assim, a investigação SIPAER é dividida em três áreas de atuação destinadas ao exercício das atividades de investigação de ocorrências aeronáuticas de acordo com suas respectivas qualificações e competências, que são denominados (BRASIL, 2017a):
Área de investigação de fatores humanos - Área de Investigação do SIPAER
que busca averiguar, de forma sistemática, os fatores contribuintes relacionados ao complexo biopsicossocial do ser humano, nos seus aspectos médico e psicológico;
Área de investigação do fator material - Área de Investigação do SIPAER que
busca averiguar, de forma sistemática, os fatores contribuintes relacionados às condições de aeronavegabilidade das aeronaves, nos seus aspectos relativos ao projeto, fabricação e manuseio do material; e
Área de investigação do fator operacional - Área de Investigação do SIPAER
que busca averiguar, de forma sistemática, os fatores contribuintes relacionados ao desempenho técnico do ser humano, à infraestrutura aeroportuária, à infraestrutura de tráfego aéreo e demais elementos relacionados ao ambiente operacional.
O DECEA estabelece que ocorrências ATM/CNS são aquelas envolvendo questões de Gerenciamento de Tráfego Aéreo (ATM) ou serviço de comunicações, navegação, ou vigilância (CNS). E ainda (BRASIL, 2017a):
• Inclui falha/degradação de facilidade ou pessoal ATC, falha/degradação de serviço CNS, procedimentos, políticas e normas;
• Exemplos incluem inoperância de Auxílios à navegação, falha do controlador, falha do supervisor, falha de computador ATC, falha de RADAR, e falha de satélite de navegação; e
Tabela 1 – Ocorrências aeronáuticas com fatores contribuintes relacionados a navegação e/ou comunicação
Fator Contribuinte 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Comunicação 5 6 6 6 7 3 2 3 3 0 Coordenação de tráfego 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 Desvio de navegação 0 1 2 1 1 0 0 0 0 0 Equipamento de apoio (ATS) 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 Fraseologia da tripulação 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 Fraseologia do órgão (ATS) 0 1 0 0 1 0 2 0 0 0 Planejamento de tráfego 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 Substituição na posição (ATS) 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Supervisão (ATS) 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 Total 5 8 8 7 10 10 7 3 3 0
Fonte: Autor com dados fornecidos pelo CENIPA, 2018.
A tabela - 1 mostra todas as ocorrências aeronáuticas entre 2008 e 2017, que tiveram algum fator contribuinte relacionado à navegação e/ou comunicação, a fim de tentar relacioná-los ao sistema CNS/ATM. Após 2012, as ocorrências diminuíram gradativamente, até serem nulas em 2017, sugerindo um maior índice de segurança nas operações aéreas após a modernização dos sistemas de navegação e comunicação.
2.2 SISTEMA DE CONTROLE DO ESPAÇO AÉREO (SISCEAB)
É o conjunto de órgãos e instalações que tem como objetivo proporcionar regularidade, segurança e eficiência do fluxo de tráfego nos aeroportos e no espaço aéreo conforme estabelecido nas normas nacionais e nos acordos e tratados internacionais de que o Brasil (2010) seja parte. As atividades desenvolvidas no âmbito do SISCEAB são aquelas realizadas em prol do gerenciamento e do controle do espaço aéreo, de forma integrada, civil e militar, com vistas à vigilância, segurança e defesa do espaço aéreo sob a jurisdição do Estado Brasileiro (BRASIL, 2017c). Faz parte deste sistema os auxílios à
navegação aérea, os radares de vigilância, os centros de controle, as torres de controle de aeródromo, as estações de telecomunicações, recursos humanos, entre outros.
2.3 DEPARTAMENTO DE CONTROLE DO ESPAÇO AÉREO (DECEA)
O DECEA é o órgão central do SISCEAB e está diretamente subordinado ao Comando da Aeronáutica (COMAER). Seu regimento interno específico consolida as normas que deverão ser observadas no gerenciamento e no controle do espaço aéreo sobrejacente a uma área de 22 milhões de km² sob a responsabilidade do Estado Brasileiro, com o objetivo de garantir a soberania do espaço aéreo nacional.
Figura 2 – Organograma do DECEA
Fonte: DECEA, 2018.
Entre outras atribuições, compete ao DECEA, o atendimento das seguintes atividades (BRASIL, 2010):
a) Controle de tráfego aéreo Civil e Militar; b) Vigilância do espaço aéreo;
c) Telecomunicações aeronáuticas e auxílios à navegação aérea; d) Gerenciamento do tráfego aéreo;
e) Meteorologia aeronáutica; f) Cartografia aeronáutica;
g) Informações aeronáuticas; h) Busca e salvamento; i) Inspeção de voo;
j) Coordenação e fiscalização do ensino técnico específico; e
k) Supervisão de fabricação, reparo, manutenção e distribuição de equipamentos empregados nas atividades de controle do espaço aéreo.
2.4 CENTRO DE GERENCIAMENTO DE TRÁFEGO AÉREO (CGNA)
O CGNA é um órgão subordinado diretamente ao DECEA, com sede no Rio de Janeiro-RJ, responsável por assegurar o balanceamento entre a capacidade de atendimento do Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro e a demanda dos movimentos aéreos do país (BRASIL, 2016b).
Suas principais atribuições são o gerenciamento do fluxo de tráfego aéreo, monitoramento do espaço aéreo e demais atividades relacionadas com a navegação aérea, proporcionando a gestão operacional das ações correntes do Sistema de Controle do Espaço Aéreo.
Tem uma atuação estratégica e tática, buscando diminuir os impactos decorrentes da flutuação do equilíbrio entre capacidade e demanda de tráfego aéreo, a fim de garantir a segurança das operações, a regularidade e a pontualidade dos voos.
Figura 3 – CGNA em operação
As empresas aéreas trabalham em conjunto com o CGNA, através do Processo de Tomada de Decisão Colaborativa (CDM). Trata-se de uma metodologia de trabalho que permite aperfeiçoar as decisões, por meio do conhecimento das preferências, das limitações e das situações reais e previstas de todos os participantes (BRASIL, 2010). Para isso, todos os participantes devem estar imbuídos no esforço colaborativo, compartilhando responsabilidades, informações, recursos, objetivos e confiança mútua.
2.5 ESTRUTURA DO ESPAÇO AÉREO
O espaço aéreo brasileiro está subdividido em 5 (cinco) grandes porções, denominadas por Regiões de Informação de Voo (FIR) de uso precípuo da Circulação Aérea Geral (CAG). Essas regiões, sob o ponto de vista do controle das aeronaves envolvidas com a Circulação Operacional Militar, são designadas por Regiões de Defesa Aeroespacial (RDA), em número de 4 (quatro), cujos limites são coincidentes com as FIR, com exceção da RDA 3, que engloba as FIR Recife e Atlântico (BRASIL, 2016b).
Figura 4 – Subdivisão do Espaço Aéreo
Fonte: DECEA, 2016.
Existem, ainda, outras subdivisões da FIR designados por Área de Controle (CTA), Área de Controle Terminal (TMA), Zonas de Controle (CTR) e Zona de Controle de
Aeródromo (ATZ), os quais estão sob a responsabilidade de órgãos operacionais gerenciados pelo DECEA.
Quanto aos limites verticais, a faixa compreendida entre o solo e 24.500 pés é denominado Espaço Aéreo Inferior. A área imediatamente acima compreende o Espaço Aéreo Superior.
Figura 5 – Limites verticais do Espaço Aéreo
Fonte: DECEA, 2015.
No espaço aéreo superior estão localizadas as aerovias superiores. Essas aerovias recebem uma grande concentração de trafego aéreo e apresentam-se como as principais rotas para as aeronaves de linha aérea.
2.6 SISTEMA CONVENCIONAL
O sistema convencional de navegação aérea é baseado em tecnologias antigas que, na maioria dos casos, utilizam o espectro eletromagnético para gerar posicionamento e direção das aeronaves (BRASIL, 2011).
Equipamentos instalados no solo são dotados de antenas capazes de intercambiar sinais com as aeronaves por meio de ondas eletromagnéticas. Ao captar estes sinais, rádios embarcados nas aeronaves conseguem identificar as antenas no solo, confirmando sua posição e rota.
Ainda segundo o DECEA, na navegação convencional a aeronave não voa em linha reta desde sua partida até o seu destino. Mas, sim, perfazendo uma soma de pequenos trechos, o que termina por alongar o voo (BRASIL, 2011).
2.6.1 Comunicação
A comunicação aérea é realizada no formato de voz, através da rádio transmissão entre controlador de voo e aeronave. Na atividade aérea são utilizadas as faixas de frequência VHF (Very High Frequency) e HF (High Frequency).
A comunicação em VHF apesenta melhor clareza de compreensão e transmissão, porém com alcance reduzido. É a faixa de frequência mais comum na comunicação aérea, portanto, toda e qualquer aeronave, que opere no espaço aéreo brasileiro, em rotas ou áreas sujeitas ao controle de tráfego aéreo, deverão possuir todas as frequências necessárias para operar em tais rotas ou áreas (BRASIL, 2008). Além disso, o DECEA estabelece que (BRASIL, 2008):
a) A faixa de frequências de VHF-AM utilizada no Brasil, para comunicações do Serviço Móvel Aeronáutico, está compreendida entre 118,000 e 136,975 MHz; b) Todos os transceptores de VHF-AM devem operar com espaçamento máximo de
25 kHz;
c) Os transceptores instalados em aeronaves empregadas em voos internacionais deverão abranger a faixa de frequência de 118,000 a 136,975 MHz, perfazendo um total de 760 canais; e
d) Os transceptores instalados em aeronaves empregadas em voos domésticos, dentro do espaço aéreo brasileiro poderão abranger somente a faixa de frequência de 118,000 a 135,975 MHz, perfazendo um total de 720 canais.
A comunicação em HF possui um alcance maior que em VHF, sendo utilizada normalmente em aéreas remotas e de grande área, como as áreas oceânicas. Entretanto, estão mais sujeitas à interferências atmosféricas, que muitas vezes geram ruídos e distorções nas transmissões.
As especificações determinadas pelo DECEA, para as comunicações em HF no Brasil (2008), são:
a) Faixa de frequência: 2,0 a 18,0 MHz; b) Operação: SSB-USB;
c) Número de canais: 05 (cinco); d) Potência de saída:100 W PEP; e e) Estabilidade de frequência: + 0,005%.
2.6.2 Navegação
2.6.2.1 Non-directional beacon (NDB)
Equipamento rádio, não direcional, que emite sinais rádio de baixa frequência em 360 graus em relação à sua antena e oferece ao usuário um sentido definido para a Estação NDB, que será indicado pelo correspondente equipamento de bordo da aeronave ou outro veículo (BRASIL, 2016b).
Figura 6 – Antena NBD
Com o objetivo de proporcionar a transição segura para a aplicação dos conceitos do CNS/ATM, o Subdepartamento de Operações do DECEA (SDOP) elaborou o Plano de Desativação Gradual das Estações de NDB no Brasil, com intuito de permitir as alterações necessárias nas rotas balizadas por NDB (BRASIL, 2013).
O receptor do sinal emitido pelas antenas NBD, a bordo das aeronaves, chama-se ADF (Automatic Direction Finder). É composto por uma antena receptora de baixa frequência, um painel de controle e uma agulha direcional. Seu funcionamento é bastante simples. Quando selecionada a frequência de uma antena NDB no solo, o instrumento a bordo é capaz de receber o sinal de áudio e indicar a direção para a antena, possibilitando a navegação aérea.
Figura 7 - ADF (Automatic Direction Finder)
Fonte: Autor, 2018.
O ADF pode ser operado em três modos distintos:
ADF – o receptor é usado para indicar a direção da antena. ANT – o receptor é usado para recepção de sinais de áudio.
BFO – o receptor transmite um sinal de áudio de 100 Hz para melhor identificação das estações.
O DECEA especifica as características dos receptores ADF para operação no Brasil (2008):
b) Sensibilidade: tal que um sinal com intensidade de campo elétrico vertical de 50 microvolts/m produza uma relação sinal/ruído igual, ou melhor, que 6 dB;
c) Precisão da indicação da marcação: não poderá ter um erro superior a + 5 graus; e
d) Seletividade: +1 kHz – 6 dB; +3 kHz – 35 dB; +5 kHz – 65 dB e +6 kHz – 80 dB.
2.6.2.2 Very high frequency omnidirectional range (VOR)
Equipamento semelhante ao NDB, porém emite um sinal não direcional e outro direcional, rotativo, alinhado ao Norte Magnético da Terra. O receptor instalado a bordo da aeronave mede a diferença entre esses dois sinais e a converte em graus magnéticos identificados em 360 RADIAIS que indicam ao piloto sua localização radial, em relação ao sítio VOR (BRASIL, 2016b).
Figura 8 – Antena VOR/DME
Fonte: DECEA, 2016.
Como operam na faixa de frequência VHF, os sinais de um VOR, na prática, não sofrem interferências geradas pelo meio ambiente e cobrem área com até 200 NM de raio, em função da altura da aeronave receptora.
O Plano de Implementação ATM Nacional, publicado em 2012 pelo DECEA, prevê que essas antenas continuarão em operação como infraestrutura de apoio para a navegação aérea e procedimentos de pouso nos aeródromos, em caso de falhas no sistema principal.
Figura 9 – Radiais VOR
Fonte: <http://airnavigation.blogspot.com/2011/03/vor-navegacao-parte-i.html>. Data do acesso: 30/08/2018.
Quando sintonizado em uma frequência de antena VOR, o equipamento abordo é capaz de mostrar ao piloto sobre qual radial a aeronave está navegando, e se está se aproximando ou se afastando da estação.
Figura 10 – Receptor VOR
Fonte: <http://aviacionparatodos1.blogspot.com/2016/02/el-vor.html>. Data do acesso: 30/08/2018.
A - Indicador de radias. B - Selecionador de radial.
C - Indica se a aeronave está se aproximando ou afastando da estação. D - Indicador de desvio do curso selecionado.
O DECEA especifica as características de um receptor de VOR/LOCALIZER para operação no Brasil (2008):
a) Faixa de freqüência:108,000 a 117,795 MHz; b) Número de canais:100 (cem) canais;
c) Estabilidade de frequência: + 0,005%;
d) Sensibilidade: de 15 a 20 microvolts, para bandeira totalmente suprimida e condições satisfatórias de navegação;
e) Seletividade: para um mínimo de 40 kHz - 6 dB; para um máximo de 68 kHz - 60dB; e
f) Precisão: VOR - tolerância máxima de + 2,7 graus da radial selecionada; LLZ - tolerância máxima de + 5 microamperes do eixo do LOCALIZER.
2.6.2.3 Instrument landing system (ILS)
É um sistema que possibilita uma orientação precisa na fase de aproximação final para pouso em situações de pouca visibilidade. Baseado na transmissão de sinais de rádio, a utilização do ILS é dependente, principalmente, dos equipamentos de bordo das aeronaves que, por meio do Localizer (LOC) e do Glide Slope (GS), recebem guias de azimute, distância e ângulo, em relação ao eixo e ao ponto pouso na (BRASIL, 2008).
A antena do LOC fica situada na cabeceira oposta à cabeceira em uso para pouso, e funciona de forma semelhante à uma antena VOR que apresente apenas uma radial. Desta forma, não é possível a seleção de radias pelo piloto e, uma vez selecionada frequência do ILS de uma pista, a antena estará sempre indicando o sentido e direção de pouso para esta pista.
O sinal transmitido pelo LOC consiste de duas partes laterais distintas alinhadas com o centro da pista. O lado direito é modulado em 150 Hz e o lado esquerdo é modulado em 90Hz. A sobreposição entre estas duas áreas fornece o sinal do alinhamento da aeronave com a pista (CHUJO, 2007).
Figura 11 - Antena Localizer (LOC)
Fonte: DECEA, 2016.
A antena do GS fica localizada próximo à cabeceira de pouso e indica a trajetória de planeio segundo um ângulo correto de descida para posicionamento em relação à trajetória
vertical de aproximação. Opera na faixa de frequência de UHF que faz par com os canais de frequência do LOC. Desta forma, quando o piloto sintoniza uma frequência para recepção do LOC, automaticamente sintoniza o receptor de GS no canal correspondente em UHF (CHUJO, 2007).
Figura 12 - Receptor ILS
Fonte: Autor, 2018.
Em algumas aeronaves, o mesmo receptor pode receber os sinais de um VOR ou de um ILS. Quando sintonizado em um ILS, a barra de variação lateral recebe o sinal da antena LOC, enquanto a barra de variação vertical recebe o sinal da antena GS. Desta forma o sistema funciona de forma integral e possibilita o pouso em situações restritas de meteorologia. O DECEA divide os procedimentos de aproximação ILS em três categorias (BRASIL, 2013):
CAT I: Altura de decisão (mínima): 60 m / Visibilidade: Entre 800 e 550 m CAT II: Altura de decisão (mínima): 30 m / Visibilidade: Não menos que 300 m CAT III: A: Altura de decisão (mínima): 30 m / Visibilidade: 175 m
B: Altura de decisão (mínima): 15 m / Visibilidade: 175 m C: Teto ZERO / Visibilidade ZERO
Figura 13 - Antena Glide Slope (GS)
Fonte: DECEA, 2016.
As especificações de um receptor de Localizer (LOC) são as mesmas de um receptor VOR. Para um receptor de Glide Slop (GS), o DECEA determina (BRASIL, 2008):
a) Faixa de frequência: 329,3 a 335,0 MHz; b) Número de canais: 20 (vinte) canais; c) Espaçamento entre canais: 300 kHz; d) Estabilidade de frequência: + 0,005%;
e) Sensibilidade: um sinal de entrada máxima de 20 microvolts deverá causar pelo menos 60% de deflexão;
f) Seletividade: 140 kHz - 6 dB; 450 kHz - 60 dB; e
g) Precisão: tolerância máxima de + 9 microamperes do eixo do GLIDE SLOPE.
2.6.2.4 Distance measuring equipment (DME)
Equipamento que permite ao obter a distância da aeronave em relação à antena no solo, pela diferença de fase entre os pares de pulso eletromagnético emitidos, cujo tempo
obtido é convertido em distância da aeronave a antena. Em geral, o DME é utilizado em conjunto com o VOR, fornecendo o azimute e a distância em relação à antena considerada (BRASIL, 2016b).
Figura 14 – Princípio de funcionamento do DME
Fonte: CHUJO, 2007.
O sistema de bordo transmite um sinal chamado interrogação para a estação em solo, a estação envia um sinal de resposta para a aeronave que, ao receber a resposta, é capaz de medir o tempo entre a transmissão e a recepção, possibilitando o cálculo da distância (CHUJO, 2007).
A operação do receptor DME também é bastante simples. O piloto seleciona a frequência da antena, que normalmente é a mesma frequência de um VOR, e passa a receber em seu instrumento de bordo, a distância para a antena, sua velocidade atual e o tempo até o sobrevoo dessa antena.
Figura 15 - Receptor DME
Fonte: <http://am-avionics.com/productos/rnav/kns80.html>. Data do acesso: 01/09/2018.
O DECEA especifica as características dos receptores DME para operação no Brasil (2008):
a) Leitura do mostrador: possível até 196 NM; b) Número de canais: 100 (cem);
c) Precisão: + 0,2 NM ou + 4% para um sinal na entrada do receptor com nível de - 70 dBm;
d) Ciclo de busca: 5 (cinco) segundos no máximo; e) Estabilidade de frequência: + 0,007%;
f) Sensibilidade do receptor: - 80 dBm, no mínimo; e g) Leitura: em 03 (três) dígitos.
2.6.3 Vigilância
É o sistema que tem como objetivo incrementar a fluidez e segurança dos voos, além de viabilizar a vigilância, o controle efetivo e a integridade do espaço aéreo brasileiro (BRASIL, 2016b).
Figura 16 – Radar Primário (PSR) e Secundário (SSR) conjugados
Fonte: DECEA, 2016.
Os sistemas de vigilância convencionais, também conhecidos como Radares Primários (PSR) e Radares Secundários (SSR), fornecem cobertura satisfatória nas Regiões Superiores de Informação de Voo (UIR) continentais e nas Áreas Terminais (TMA) que apresentam volume significativo de tráfego aéreo. Nos níveis de voo mais baixos das Regiões de Informação de Voo (FIR) continentais não existe cobertura continua de vigilância eletrônica, o que exige a adoção de separações convencionais baseadas em tempo (BRASIL, 2012).
2.6.3.1 Radares Primários (PSR)
São sistemas de vigilância independentes cuja detecção de aeronaves permite sua representação num Sistema de Tratamento e Visualização de Dados (STVD) e funcionam com base no princípio da reflexão da onda eletromagnética (ECO), ou seja, independe de cooperação de instrumentos a bordo das aeronaves. Fornecem a posição das aeronaves em azimute e distância da Antena Radar (BRASIL, 2016b).
2.6.3.2 Radares Secundários (SSR)
São sistemas cuja detecção de aeronaves permitem a representação visual em azimute, distância e altitude em relação ao nível do mar em um STVD. O radar secundário provê dados para o controle de tráfego aéreo por intermédio da interrogação do equipamento transponder de bordo, operando nas frequências de 1030 MHz do solo para o ar e 1090 MHz do ar para o solo (BRASIL, 2011). O transponder automaticamente recebe sinais de rádio dos interrogadores e seletivamente responde, com um pulso ou grupo de pulsos, somente àquelas interrogações realizadas no MODO e CÓDIGO para os quais estiver ajustado. Existem atualmente três tipos de radares secundários em operação:
a) SSR – radar secundário básico;
b) MSSR – radar secundário com tecnologia monopulso; e c) SSR Modo S – radar secundário com interrogação seletiva.
Os transponder a bordo das aeronaves civis possui três modos de utilização:
a) Modo A - Corresponde a um intervalo específico de pulsos dos sinais de interrogação, transmitidos por um interrogador de radar secundário, que terá como resposta do transponder a informação de código de identificação da aeronave. No modo A existe a possibilidade de alocar um total de 4.096 códigos diferentes, incluídos os códigos de situação de emergência.
b) Modo C - Corresponde a um intervalo específico de pulsos dos sinais de interrogação, transmitidos por um interrogador, que terá como resposta do transponder a informação de altitude da aeronave.
c) Modo S - Corresponde a um sinal monopulso de interrogação seletiva. O SSR Modo S é a mais recente geração de sistema de vigilância, capaz de receber dados dos instrumentos de navegação da aeronave.
Figura 17 – Transponder Modo S
Fonte: <http://www.aeroexpo.online/pt/prod/gables-engineering/product-173299-3117.html>. Data do acesso: 02/09/2018.
O DECEA especifica as características mínimas do transponder para operação no Brasil (2008):
a) Frequência:
- recepção: 1030 MHz; - transmissão: 1090 MHz;
b) Modos de interrogação: 3/A e C, com informação de altitude no modo "C"; c) Número de códigos: 4096;
d) Potência de transmissão: 250 W no mínimo; e) Estabilidade de frequência:
- transmissor: + 3 MHz em todas as condições do serviço; - receptor: + 200 kHz;
f) Sensibilidade do receptor: - 74 dBm; e g) Leitura: 4 (quatro) dígitos.
2.6.3.3 Mensagem de Posição
É uma notificação padronizada, transmitida por uma aeronave em voo ao órgão ATS apropriado, destinada a fornecer elementos essenciais à segurança do tráfego aéreo, contento as seguintes informações:
