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Láseres y seguridad de la aviación

Los láseres son una de las principales amenazas a la seguridad de la aviación

En determinadas circunstancias, la luz láser u otras luces brillantes (focos, reflectores ) dirigidas a una aeronave pueden suponer un peligro. El escenario más probable es cuando una luz láser brillante y visible provoca distracción o ceguera temporal al piloto durante una fase crítica del vuelo, como el aterrizaje o el despegue . Es mucho menos probable, aunque todavía posible, que un haz visible o invisible pueda causar daño permanente a los ojos de un piloto. Aunque las fuerzas armadas están desarrollando armas láser , son tan especializadas, caras y controladas que es improbable que los láseres no militares provoquen daños estructurales a una aeronave.

Apuntar un láser a una aeronave puede ser peligroso para los pilotos [1] y ha dado lugar a arrestos, juicios y sentencias de prisión. También da lugar a peticiones de que se autoricen o prohíban los punteros láser . Algunas jurisdicciones, como Nueva Gales del Sur y Australia, han restringido los punteros láser como resultado de múltiples incidentes [2] .

Láseres y luces brillantes

Además de los láseres, otras luces direccionales brillantes, como reflectores y focos, pueden tener los mismos efectos deslumbrantes, distractores y cegadores.

Láseres en el espacio aéreo

Los láseres se utilizan en la industria y la investigación, como en la teledetección atmosférica , y como estrellas guía en la astronomía de óptica adaptativa . Los láseres y los reflectores se utilizan en el entretenimiento; por ejemplo, en espectáculos al aire libre como el espectáculo nocturno IllumiNations en Epcot de Walt Disney World . Los punteros láser son utilizados por el público en general; a veces se apuntan accidental o deliberadamente a aviones o cerca de ellos.

Incluso se utilizan láseres, o se propone su uso, en aeronaves. A los pilotos que se adentren en un espacio aéreo no autorizado sobre Washington, DC, se les puede advertir que den la vuelta apuntándoles con láseres rojos y verdes de baja potencia y seguros para la vista. [3] Se ha probado al menos un sistema que utilizaría láseres en la aproximación final para ayudar a alinear al piloto en la senda de planeo adecuada . La NASA ha probado un sistema de posicionamiento láser aerotransportado para helicópteros. [4] La Administración Federal de Aviación (FAA) ha probado líneas proyectadas con láser en las pistas de los aeropuertos, para aumentar la visibilidad de las marcas de "espera corta". [5] Debido a estos usos variados, no es práctico prohibir los láseres en el espacio aéreo.

Principales peligros de los láseres y las luces brillantes

Simulador de vuelo de la FAA que muestra una distracción en la que la luz no obstruye la visión pero puede distraer al piloto. Intensidad de la luz: 0,5 μW/cm2 ; por ejemplo, un puntero láser legal de 5 mW a 3700 pies (1100 m).
Simulador de vuelo de la FAA que muestra un resplandor que impide ver la escena de fondo a través de la luz. Nivel de luz 5,0 μW/cm2 ; por ejemplo, un puntero láser legal de 5 mW a 1200 pies (370 m).
Simulación de ceguera temporal por destellos , en la que la imagen tarda entre unos segundos y unos minutos en desaparecer, según la cantidad de luz que haya entrado en el ojo. Nivel de luz 50 μW/cm2 ; por ejemplo, un puntero láser legal de 5 mW a 350 pies (110 m).

Las fotografías de la derecha muestran destellos porque la mayoría de los incidentes son de destellos y no de iluminación constante. En iluminaciones accidentales puede haber solo uno o unos pocos destellos. Incluso en iluminaciones deliberadas, es difícil mantener un láser portátil enfocado en un objetivo en movimiento, por lo que habrá una serie de destellos más largos. [6] Con helicópteros a corta distancia, es posible tener una luz más o menos continua. Los destellos que se muestran exageran mucho la duración de un destello láser y utilizan luz verde en lugar de luz roja menos visible. Con un avión que viaja a cientos de millas por hora y un tamaño de haz láser de solo un metro aproximadamente, las duraciones de los destellos se medirían en milésimas de segundo. [6]

Hay algunos temas que los expertos en seguridad aérea coinciden en que no suponen un peligro real. Entre ellos se incluyen la exposición de los pasajeros a la luz láser, la distracción del piloto durante la navegación o en otras fases no críticas del vuelo y los daños causados ​​por el láser en la aeronave. Las principales preocupaciones de los expertos en seguridad se centran en los efectos del láser y la luz brillante sobre los pilotos, especialmente cuando se encuentran en una fase crítica del vuelo: despegue, aproximación, aterrizaje y maniobras de emergencia. [7]

Existen cuatro áreas principales de preocupación. Las tres primeras son efectos visuales que distraen o bloquean temporalmente la visión de los pilotos. Estos efectos solo son preocupantes cuando el láser emite luz visible.

Los tres efectos visuales mencionados anteriormente son la principal preocupación de los expertos en aviación, ya que podrían producirse con láseres de menor potencia, que se encuentran comúnmente disponibles. El cuarto problema, el daño ocular, es mucho menos probable: requeriría un equipo especializado que no está disponible para el público en general.

Es extremadamente improbable que cualquiera de los cuatro elementos anteriores cause la pérdida de la aeronave.

Analizando el peligro

El peligro exacto en una situación específica depende de varios factores.

Factores de luz brillante

Factores operacionales

Factores situacionales

Factores del piloto y la tripulación

La FAA de los Estados Unidos ha estudiado algunos de estos factores. [10] Realizaron investigaciones utilizando pilotos en simuladores de vuelo para determinar los efectos de la exposición al láser en el rendimiento del piloto; los resultados se publicaron en agosto de 2003 [11] y junio de 2004. [7]

Ejemplos de cálculos de seguridad láser

Gráfico que ilustra cómo los peligros del puntero láser son más graves cuando el láser está cerca de la aeronave

El gráfico (derecha) ilustra los conceptos de seguridad del láser. [12] Por ejemplo, muestra que las áreas de mayor preocupación (daño ocular, ceguera por destello y deslumbramiento) ocurren relativamente cerca de la aeronave. El riesgo de distracción cubre la distancia de peligro más larga, pero también es el que presenta menos preocupación. Las fotos del gráfico también dan una idea de cómo se ve el efecto visual para el piloto, a varias distancias. Si bien las distancias dadas son exactas, el brillo del láser de hecho disminuye lentamente y, por lo tanto, los efectos disminuyen continuamente a medida que aumenta la distancia.

Además, los efectos más débiles son parte de cualquier efecto más fuerte. Incluso si un láser no causa daño ocular a 25 pies, puede causar ceguera por destello, deslumbramiento y distracción.

Las distancias relativas que se muestran aquí pueden variar para cualquier láser. Por ejemplo, un láser infrarrojo puede ser peligroso para los ojos a cientos de pies de distancia, pero no presenta ningún riesgo de ceguera, deslumbramiento o distracción. Por este motivo, cada láser debe analizarse individualmente.

Para dar otro ejemplo de un láser más potente, del tipo que podría utilizarse en un espectáculo de láser al aire libre: un láser verde de 6 vatios (532 nm) con una divergencia del haz de 1,1 miliradianes es un peligro para los ojos a unos 1.600 pies (490 metros), puede causar ceguera por destello a unos 8.200 pies (1,5 mi /2,5 km), causa un deslumbramiento velado a unos 36.800 pies (7 mi; 11 km) y es una distracción a unos 368.000 pies (70 mi; 110 km). [13] [ se necesita una mejor fuente ]

Reducir el riesgo

Existen diversas formas en que los usuarios, reguladores y pilotos de láser pueden reducir el riesgo potencial del uso de láser en exteriores. Estas medidas incluyen:

Aplicación de la ley por parte de la policía

La policía ha comenzado a utilizar helicópteros para patrullar y buscar a personas que utilizan láseres para perturbar la aviación. [14]

Medidas de reducción de riesgos para el usuario

Medidas reglamentarias de reducción de riesgos

Medidas de reducción de riesgos para pilotos y tripulaciones

Reducción activa de riesgos (medidas propuestas)

Se han propuesto algunas medidas para proteger a las tripulaciones aéreas, entre ellas gafas protectoras y filtros de parabrisas. [24] Estas medidas pueden funcionar en teoría (especialmente contra longitudes de onda conocidas) y pueden ser útiles en algunas situaciones, como las operaciones militares. [25] Sin embargo, estas medidas pueden no ser adecuadas, prácticas o recomendadas para operaciones aéreas civiles generalizadas.

Regulación y control

La zona libre de láser de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) se extiende horizontalmente 2 millas náuticas (3700 m) desde la línea central de todas las pistas (dos líneas oscuras en este diagrama) con extensiones adicionales de 3 millas náuticas (5560 m) en cada extremo de una pista. Verticalmente, la LFZ se extiende hasta 2000 pies (610 m) sobre el nivel del suelo.
La zona crítica de vuelo de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) se extiende horizontalmente 10 millas náuticas (19 km) alrededor del aeropuerto y verticalmente hasta 10 000 pies (3000 m) sobre el nivel del suelo. La zona de vuelo sensible opcional está designada alrededor del espacio aéreo especial que necesita protección contra la luz intensa.

En los Estados Unidos, las directrices sobre el espacio aéreo con láser se pueden encontrar en la Orden JO 7400.2 de la Administración Federal de Aviación , Capítulo 29 "Operaciones con láser al aire libre", y las directrices sobre el espacio aéreo con luz brillante se encuentran en el Capítulo 30 "Operaciones con luz de alta intensidad". [29]

En el Reino Unido, CAP 736 es la “Guía para la operación de láseres, reflectores y fuegos artificiales en el espacio aéreo del Reino Unido”. [30]

Para todos los usuarios de láser, el documento ANSI Z136.6 proporciona orientación para el uso seguro de láseres al aire libre. [15] Si bien este documento está protegido por derechos de autor de ANSI y es relativamente costoso, se puede ver una muestra de sus recomendaciones en la Política de uso de láseres al aire libre de la NASA . [16]

Zonas del espacio aéreo

La Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) ha establecido zonas de espacio aéreo que protegen el área que rodea a los aeropuertos y otros espacios aéreos sensibles de los peligros de la exposición a la luz láser visible, que es segura pero demasiado brillante:

En el caso de los láseres no visibles (infrarrojos y ultravioleta), la irradiancia en la aeronave debe ser segura para los ojos, es decir, por debajo del nivel máximo de exposición permitido para esa longitud de onda. En el caso de los láseres visibles pulsados, la irradiancia en la aeronave debe ser segura para los ojos y debe estar en cualquier zona láser de la FAA aplicable o por debajo de ella.

En el Reino Unido, las restricciones se aplican en una zona que incluye un círculo de 3 millas náuticas (5,6 km) de radio alrededor de un aeropuerto, más extensiones desde cada extremo de cada pista. Las zonas de pista son rectángulos de 20 millas náuticas (37 km) de longitud total y 1000 metros (3300 pies) de ancho, centrados alrededor de cada pista.

Informes

En los EE. UU., se solicita a los operadores de láseres para exteriores que presenten informes a la FAA con al menos 30 días de anticipación, detallando su ubicación y potencia del láser. Está permitido utilizar láseres cuya potencia exceda los límites de estas zonas, si se aplican otras medidas de control. Por ejemplo, se podrían utilizar observadores para vigilar a las aeronaves y apagar el láser si se avista un posible conflicto. La FAA no aprueba ni desaprueba las solicitudes, ya que no tiene la autoridad regulatoria para esto, sino que indica si se opone o no. [ cita requerida ] Si el uso del láser es para un espectáculo o exhibición, se requiere la aprobación del Centro de Dispositivos y Salud Radiológica de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) . Un requisito previo para esta aprobación es una carta de no objeción de la FAA. [ cita requerida ] La actividad láser en un área determinada se comunica a los pilotos antes de su vuelo a través de un NOTAM . [ 21 ]

Los operadores de láser del Reino Unido informan sobre las operaciones con láser, reflectores o fuegos artificiales al aire libre con al menos 28 días de anticipación. [30]

Desarrollo de normas y reglamentaciones

Un grupo clave dentro de los EE. UU. que trabaja en materia de seguridad de la aviación y el láser es el Subcomité de Riesgos de Seguridad del Láser del G-10T de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE). Está formado por expertos e investigadores en seguridad del láser, pilotos y otras partes interesadas que representan a la aviación militar, comercial y privada, y a los usuarios del láser. Sus recomendaciones han formado la base de las normas y formularios de la FAA sobre láser y luz brillante, así como de las normas adoptadas en otros países y por la OACI .

La norma ANSI Z136.6 es la "Norma nacional estadounidense para el uso seguro de láseres en exteriores". [15] El comité Z136.6 ha trabajado en estrecha colaboración con SAE G-10T y otros para desarrollar procedimientos de seguridad recomendados para el uso de láseres en exteriores.

Historia

Hasta principios de los años 90, los incidentes en aviación relacionados con láseres y luces brillantes eran esporádicos. En los EE. UU., el Sistema de Informes de Seguridad de la Aviación de la NASA mostraba solo uno o dos incidentes por año. [31] El subcomité SAE G-10T comenzó a reunirse alrededor de 1993, a medida que crecía el número de incidentes. Se sabía o sospechaba que casi todos los incidentes se debían a pantallas láser al aire libre. Casi toda la preocupación se centraba en los posibles daños oculares; en ese momento, se pensaba que los efectos visuales eran una consecuencia menor.

A finales de 1995, se produjeron varios incidentes de iluminación en Las Vegas debido a las nuevas pantallas láser al aire libre. Aunque la FDA había aprobado las pantallas como seguras para la vista por su proximidad al aeropuerto, nadie se había dado cuenta de que el deslumbramiento y el peligro de distracción afectarían negativamente a los pilotos. En diciembre de 1995, la FDA emitió una orden de emergencia para cerrar los espectáculos de Las Vegas.

En el subcomité G-10T de la SAE se consideró la posibilidad de reducir o prohibir los espectáculos con láser, pero se hizo evidente que también había un gran número de usuarios de láser que no tenían fines de entretenimiento. El enfoque se desplazó hacia el control de los usuarios conocidos de láser, ya fueran espectáculos o industrias o investigaciones. Se desarrollaron nuevas políticas y procedimientos, como el Capítulo 29 de la norma 7400.2 de la FAA y la Circular de asesoramiento 70-1. Aunque siguieron produciéndose incidentes (de enero de 1996 a julio de 1999, la Región del Pacífico Occidental de la FAA identificó más de 150 incidentes en los que aeronaves que volaban a baja altura fueron iluminadas por láseres), [32] la situación parecía estar bajo control.

A finales de 2004 y principios de 2005 se produjo un aumento significativo de los incidentes relacionados con punteros láser. La ola de incidentes puede haber sido provocada en parte por "imitadores" que leyeron artículos de prensa sobre incidentes con punteros láser. En un caso, David Banach, de Nueva Jersey, fue acusado en virtud de la Ley Patriota federal antiterrorista, después de que supuestamente apuntara un puntero láser a un avión. [33]

En respuesta a los incidentes, el Servicio de Investigación del Congreso publicó un estudio sobre la "amenaza del láser a la seguridad y protección de la aviación". [19] Como no había ninguna ley federal que prohibiera específicamente la iluminación láser deliberada de aeronaves, el congresista Ric Keller presentó la HR 1400, la "Ley de 2005 para proteger las cabinas de los aviones contra los láseres". [34] El proyecto de ley fue aprobado por la Cámara de Representantes y el Senado de los EE. UU., pero no fue a conferencia y, por lo tanto, no se convirtió en ley. [35] En 2007, Keller volvió a presentar el proyecto de ley como HR 1615. Aunque fue aprobado por la Cámara en mayo de 2007, no fue tratado por el Senado antes del final del 110.º Congreso y nunca se convirtió en ley. [36]

El 28 de marzo de 2008, se produjo un ataque coordinado utilizando cuatro punteros láser verdes dirigidos a seis aviones que aterrizaban en el aeropuerto de Sydney en Nueva Gales del Sur , Australia . [37] [38] Como resultado de este ataque y otros, a mediados de abril de 2008 se propuso una ley en Nueva Gales del Sur para prohibir la posesión de láseres portátiles, incluidos los punteros de aula de baja potencia. [39] [40] El estado australiano de Victoria ha tenido una prohibición similar desde 1998, pero los informes de prensa afirman que es fácil comprar láseres sin un permiso. [41]

El 22 de febrero de 2009, una docena de aviones fueron atacados con rayos láser verdes en el Aeropuerto Internacional de Seattle-Tacoma . [42] Una portavoz de la FAA dijo que hubo 148 ataques láser a aeronaves en los EE. UU. desde el 1 de enero de 2009 hasta el 23 de febrero de 2009. [43]

Durante las protestas de julio de 2013 contra la presidencia de Mohamed Morsi en Egipto y la posterior celebración de su destitución, miles de manifestantes y juerguistas apuntaron punteros láser a helicópteros del gobierno. [44] [45]

En febrero de 2016, un vuelo de Virgin Atlantic que iba desde Heathrow al aeropuerto JFK de Nueva York se vio obligado a regresar cuando un rayo láser apuntó hacia la cabina. [46] El incidente llevó a la Asociación de Pilotos de Aerolíneas Británicas a pedir que los láseres se clasificaran como armas ofensivas . [47]

En los primeros siete meses de 2018, los pilotos de las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos fueron atacados con puntos láser en múltiples regiones, pero particularmente en Medio Oriente. [48]

En diciembre de 2021, un hombre de Mississippi enfrenta cargos federales que incluyen 5 años de prisión y multas de $25,000 por meses de atacar aviones que volaban hacia el Aeropuerto Internacional de Memphis . [49]

Véase también

Referencias

  1. ^ Seguridad del láser en la aviación
  2. ^ "NSW prohíbe los punteros láser". Australian Broadcasting Corporation . 21 de abril de 2008. Consultado el 17 de septiembre de 2018 .
  3. ^ Video del sistema de advertencia láser del equipo de seguridad de la FAA de la región este (actualizado: 8:26 am ET 5 de octubre de 2007) Archivado el 6 de octubre de 2006 en Wayback Machine.
  4. ^ Sistemas de posicionamiento láser aerotransportados para helicópteros (HALPS) (marzo de 1990) NASA
  5. ^ Nota de prensa de la FAA: La tecnología láser facilitará a los pilotos ver las marcas de la pista Archivado el 13 de abril de 2009 en Wayback Machine.
  6. ^ ab "Seguridad con punteros láser: NUNCA apunte punteros láser a aeronaves". Página de inicio . Consultado el 22 de diciembre de 2021 .
  7. ^ Estudio de seguimiento de la FAA de junio de 2004: "Los efectos de la iluminación láser en el rendimiento operativo y visual de los pilotos durante la aproximación final", DOT/FAA/AM-04/9. Archivado el 1 de octubre de 2006 en Wayback Machine.
  8. ^ "Eficacia luminosa en HyperPhysics". Archivado desde el original el 24 de agosto de 2002.
  9. ^ La FAA AC-70-1, Tabla 5, muestra estos cálculos, que se resumen aquí utilizando el Factor de Corrección Visual exacto para las longitudes de onda en consideración (la FAA solo proporciona rangos). La luz a 555 nm parece más brillante para el ojo, por lo que tiene un VCF de 100% (1.0). Dado que la luz a 532 nm parece solo un 88% tan brillante (según la curva de función visual fotópica de eficiencia normalizada CIE para un observador estándar), su VCF es 0.88. La luz a 514 nm tiene un VCF de 0.585, y la luz a 488 nm tiene un VCF de 0.194. Ahora veamos nuestros dos láseres. Tenemos un YAG de 10 vatios que emite 10 vatios de luz de 532 nm. La potencia corregida visualmente es 10W * 0.88VCF = 8.8 vatios corregidos visualmente. El argón de 18 vatios tiene 10 vatios de luz de 514 nm (10 W * 0,585 VCF = 5,85 vatios corregidos visualmente) más 8 vatios de luz de 488 nm (8 W * 0,194 VCF = 1,55 vatios corregidos visualmente). Sume las dos salidas de argón y obtendrá un total de 5,85 + 1,55 = 7,40 vatios corregidos visualmente. Así es como un haz YAG de 10 vatios puede parecer más brillante a la vista que un haz de argón de 18 vatios, siendo iguales todos los demás factores, como la divergencia del haz.
  10. ^ Van B. Nakagawara (abril de 2001). "Puntero láser: sus posibles efectos en la visión y la seguridad de la aviación DOT/FAA/AM-01/7" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 26 de junio de 2013.
  11. ^ Estudio de la FAA de agosto de 2003: "Los efectos de la iluminación láser en el rendimiento operativo y visual de los pilotos que realizan operaciones en terminales", DOT/FAA/AM-03/12. Archivado el 16 de septiembre de 2006 en Wayback Machine.
  12. ^ Los efectos y alcances del láser que se muestran en el gráfico se basan en el consenso desarrollado por el grupo asesor de aviación SAE G-10T Laser Safety Hazards Subcommittee, publicado en el documento SAE Aerospace Recommended Practice 5293 (ARP5293) "Safety Considerations for Lasers Projected in the Navigable Airspace". Estas recomendaciones fueron adoptadas por la FAA de EE. UU. y se incorporaron en la Orden JO 7400.2 de la FAA, Capítulo 29 "Operaciones láser en exteriores". Consulte, por ejemplo, los niveles de potencia "Sin láser", "Crítico", "Sensible" y "Zona de vuelo normal" de la FAA (Orden JO 7400.2 de la FAA, párrafo 29-1-5). Las recomendaciones SAE G-10T también fueron adoptadas por ANSI Z136.6, "Uso seguro de láseres en exteriores". Las fotografías del gráfico son de la FAA y muestran los efectos visuales de la luz láser en un simulador de aeronaves.
  13. ^ Este cálculo se basa en determinar cuándo la irradiancia del láser cae justo por debajo de los niveles de luz del peligro ocular nominal ANSI (peligro para los ojos), la zona de vuelo sensible de la FAA (ceguera por destello), la zona de vuelo crítica (deslumbramiento) y la zona libre de láser (distracción).
  14. ^ BBC: La policía contraataca a la amenaza del láser
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Enlaces externos