Proyección de huellas acústicas asociadas a la operación de aeronaves de ala fija en el Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles
Resumen
En este artículo se estiman las huellas acústicas generadas por las operaciones de despegue y aterrizaje de aeronaves en el Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles. Introducción
El ruido se ha catalogado a nivel internacional como un contaminante ambiental que puede afectar seriamente la salud y bienestar de la población en general. Por ello, el interés en su cuantificación y propagación en las actividades industriales ha cobrado gran relevancia. El ruido que se percibe a nivel de suelo debido a la operación de aeronaves que aterrizan y despegan de una pista depende de múltiples factores, los principales son: las características del motor propulsor y el diseño aerodinámico del fuselaje, la rapidez del aire, su trayectoria, la topografía local y las condiciones meteorológicas. La Subdirección de Electromecánica del Instituto de Ingeniería de la UNAM, en su participación en las grandes obras de infraestructura del país, llevó a cabo en conjunto con la SEDENA estimaciones de emisiones acústicas para las dos primeras etapas de operación del Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles (AIFA). Se consideraron trayectorias de despegue y aproximación estándar, ambos sentidos en la dirección de las pistas, así como variaciones en la distribución del número de operaciones para las dos pistas bajo análisis; a partir de ello, se han determinado las huellas acústicas y los niveles de ruido esperados a diferentes distancias de la línea de emisión de ruido con base en el nivel sonoro promedio para las 24 horas de día-noche (“Day-Night average”, Ldn o DNL), en el cual, las mediciones del nivel de ruido entre las 22:00 y las 7:00 horas son penalizadas en 10 dB para considerar el decremento en el ruido de fondo en zonas urbanas durante ese periodo [1]. Las estimaciones fueron realizadas con objeto de determinar la potencial afectación en el entorno del AIFA y las posibles medidas de atenuación. Primera fase de operación
Para determinar la afectación por niveles de ruido se analizaron dos fases de desarrollo del aeropuerto con base en los datos proporcionados por SEDENA. En la primera fase se toma en cuenta la participación de aeronaves código C, que comprende aeronaves con envergadura de 24 a 36m (por ejemplo, el Airbus 320) para el total de operaciones comerciales; en promedio, se realizan 328 operaciones diarias cuya distribución horaria se presenta en la Fig. 1. Se conformó una base de datos que fue ingresada al software AEDT3b (Aviation Environmental Design Tool) [2] para la obtención de las huellas de ruido.
Figura 1. Distribución horaria de operaciones en el día promedio durante la primera fase de operación del AIFA.
Fuente: elaboración propia con base en estudio realizado por AdP (Aéroports de Paris)
A partir de estos datos de las trayectorias de despegue de aproximación estándar y de la consideración de una distribución de 70% para las operaciones de la Pista 1 y 30% para la Pista 2, se obtuvo la huella de ruido anual promedio de las operaciones de la primera fase del AIFA (Fig. 2). Se puede apreciar que las estimaciones del rango audible, mayor a 40 dBA (donde dBA se refiere a decibeles en ponderado A; diseñado para ajustarse a la respuesta del oído humano a niveles de sonido relativamente bajos [3]), pueden abarcar zonas que se extienden aproximadamente 50 km, desde el umbral de la pista, hacia el noreste de la ciudad de Pachuca en el estado de Hidalgo. Para el caso de la trayectoria de aproximación, los efectos por encima de los 40 dBA se estiman audibles en el municipio de Naucalpan de Juárez en el Edo. de México (localizado a una distancia alrededor de 30 km).
Figura 2. Huella de ruido producida por la operación en el día anual
promedio de la primera fase del AIFA
Con respecto a las zonas afectadas por emisiones acústicas de las aeronaves por encima de los 55 dBA (Fig. 3), se puede mencionar que constituyen una superficie de alrededor de 73.2 km2, cuyo alcance máximo al noreste se encuentra en el municipio de Temascalapa en el Edo. Mex. (aproximadamente a 17 km del umbral de despegue); hacia el suroeste el alcance máximo se encuentra en los límites del municipio de Tultepec (12 km con respecto al cabezal de despegue).
Figura 3. Zonas con efectos audibles superiores
a los 55 dBA para la fase 1 del AIFA
Un análisis en las cercanías del polígono del AIFA, revela que la superficie de la región de afectación con niveles superiores a los 65 dBA (Fig. 4), el cual se establece como límite máximo para fuentes fijas en la NOM-081-SEMARTNAT-1994, es de alrededor de 14 km2 , y que el punto más alejado en dirección noreste se encuentra aproximadamente a 4 km del límite del predio, sobre el límite del Edo. de México con el Estado de Hidalgo; mientras que, en el sentido de la trayectoria de aproximación, el punto de la región de afectación superior a 65 dBA se encuentra aproximadamente a 1200 metros del límite de las instalaciones del aeropuerto.
Figura 4. Polígonos de efectos sonoros superiores a 65 dBA
Segunda fase de operación
Para la segunda fase del AIFA, fueron empleados los datos de operaciones comerciales proyectadas para 2042. Éstas ascienden a 245,529 operaciones anuales, es decir, 673 operaciones diarias en promedio y se contempla la inclusión de aeronaves código E con envergaduras entre 52 y 65 m (como el Boeing 777). De manera análoga a lo desarrollado para la fase uno, se obtuvo la distribución horaria de las operaciones en el día promedio, ésta se puede observar en la Fig. 5.Figura 5. Distribución horaria de Operaciones del día promedio para el año 2042.
Fuente: elaboración propia con base en estudio realizado por AdP (Aéroports de Paris)
Empleando las mismas consideraciones aplicadas a la primera fase (distribución de operaciones en pista 1 de 70% y en pista 2 de 30%), fue obtenida la huella de ruido del día promedio de operaciones de la segunda etapa del AIFA (Fig. 6), donde es posible apreciar que las estimaciones de zonas dentro del rango de la métrica DNL mayor a 40 dBA pueden alcanzar hacia el noreste el municipio de Huasca de Ocampo en el estado de Hidalgo (situado aproximadamente a 70 km de distancia). Para el caso de la trayectoria de aproximación, los efectos por encima de los 40 dBA se estiman audibles en los municipios de Jilotzingo y Naucalpan de Juárez, ambos en el Edo. de México.
Figura 6. Huella de ruido para regiones con efectos audibles superiores a los 40 dBA para la segunda etapa del AIFA
El caso análogo al presentado para la primera etapa con respecto a las zonas con una afectación por producción de ruido de las aeronaves por encima de los 55 dBA (Fig. 7), muestra que el municipio de Zempoala en el estado de Hidalgo es el afectado más distante en dirección noreste de las instalaciones del aeropuerto (localizado a una distancia que ronda los 35 km), mientras que hacia el suroeste la huella de ruido alcanza el municipio de Tultitlan, en el Estado de México (ubicado a una distancia cercana a 20 km). La superficie alcanzada por estos niveles de ruido es de alrededor de 184 km2.
Figura 7. Huella de ruido para regiones con efectos audibles por
encima de 55 dBA para la segunda fase de operación del AIFA
El análisis en las cercanías del predio del AIFA denota que, para la proyección de la segunda etapa, el punto que delimita la región de afectación con niveles superiores a los 65 dBA se traslada aproximadamente a 6 km del límite del predio en dirección noreste, casi en la frontera del Estado de México con el estado de Hidalgo. Para el caso de la trayectoria de aproximación, el punto de la región de afectación superior a 65 dBA se encuentra a 2.7 km del límite del predio del aeropuerto (Fig. 8).
Figura 8. Polígono de afectación de zonas
con efectos audibles superiores a los 65 dBA
Conclusiones
La comparativa entre las huellas de ruido proyectadas para la primera y segunda fases de operación del Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles (AIFA), se presenta en la Fig. 9. El desplazamiento del punto más lejano a las instalaciones del AIFA en dirección noreste es de 11 km con respecto al punto correspondiente al primer escenario. En dirección suroeste, la diferencia entre los puntos más alejados de las instalaciones del aeropuerto ronda los 5 km. La diferencia entre la superficie afectada por las operaciones de la primera fase y la superficie afectada por las operaciones de la segunda fase es de alrededor de 60%. Las zonas con niveles sonoros superiores a 65 dBA se encuentran aproximadamente a 2 km de las pistas de aterrizaje, de la unidad habitacional militar y de los museos dentro del polígono del AIFA. Por esta razón, actualmente, se encuentra en progreso un estudio focalizado que permitirá identificar las medidas de mitigación apropiadas para dichas áreas.
Figura 9. Comparativa entre las huellas de ruido
de la primera y segunda fases
Agradecimientos
Se agradece el apoyo brindado por la Secretaría de la Defensa Nacional (SEDENA) para la elaboración de este estudio. Referencias
[1] United States. Office of Noise Abatement (1974). Information on levels of environmental noise requisite to protect public health and welfare with an adequate margin of safety (No. 2115). US Government Printing Office.[2] Federal Aviation Administration (2020). Aviation Environmental Design Tool (AEDT 3b). Windows. Cd.Mx.: UNAM. (Software)[3] Kang, J. (2007). Urban Sound Environment (1st ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781482265613.[4] ICAO Doc 9829, Guidance on the Balanced Approach to Aircraft Noise Management.[5] ICAO Doc 9943 (2010). Report To CAEP By The CAEP Noise Technology Independent Expert Panel: Aircraft Noise Technology Review and Medium and Long Term Noise Reduction Goals.[6] ICAO Doc 10017. Report by the Second CAEP Noise Technology Independent Expert Panel. Novel Aircraft-Noise Technology Review and Medium- and Long-Term Noise Reduction Goals (English-only publication).[7] ICAO Environmental Report 2019 (Chapter 2 -50 years of Annex 16 – the Special Meeting on Aircraft Noise in the Vicinity of Airports).[8] ICAO Doc 9501 (2019). Environmental Technical Manual on the use of Procedures in the Noise Certification of Aircraft (Volume I).[9] NOM-081-SEMARNAT-1994: Límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas.
