Calculo de capacidad de sector ATC

Un dato fundamental que todo estado debe publicar es el de su capacidad declarada. Esta capacidad declarada se divide en la capacidad de pista de un aeródromo y la capacidad de un sector ATC. Este dato debe figurar en la AIP en la parte ENR 1.9.  y también está normado en el Manual ATFM CAR/SAM  la obligación por parte de los estados de declarar sus capacidades. Luego, si leemos en el MANOPER ATM el capítulo 3  encontraremos una serie de definiciones interesantes y que debemos tener en cuenta al realizar una evaluación de una capacidad (3.1.2.)
Para que el capítulo 3 del MANOPER tenga sentido hago la siguiente interpretación: (3.2.1.1.) "Se implantará un servicio de gestión de afluencias del tránsito aéreo (ATFM) en el espacio aéreo en el que la demanda de tránsito exceda a veces de la capacidad definida del ATC." Esto quiere decir que para determinar la implantación de un ATFM debemos determinar que la demanda exceda la capacidad definida del ATC, entonces si no existe una capacidad definida y declarada nunca se sabrá fehacientemente la necesidad de un ATFM. Al investigar un poco el grupo GREPECAS publicó un documento en donde explica como se puede realizar la evaluación de capacidad de un sector ATC y en base a esto calcular cuantos controladores serán necesarios para un determinado turno en una dependencia, a continuación voy a explicar el método.
Es muy difícil encontrar una formula matemática para calcular genericamente la capacidad de cualquier sector ATC, ya que cada sector tiene sus particularidades y cada uno esta equipado de diferente manera. La complejidad se define como la suma de la complejidad del sector (tamaño, equipos de vigilancia, etc) y la complejidad del tránsito (mix de aeronaves, densidad).
También al determinar la capacidad declarada hay que reconocer que será dinámica ya que existen factores que constantemente varían dicha capacidad (meteorología, disminución de capacidad de pistas, radioayudas fuera de servicio, etc.) Sin embargo será posible calcular una capacidad en condiciones normales de operación teniendo en cuenta que la mayor parte de las operaciones son realizadas en circunstancias normales.
Para realizar el calculo se propone la siguiente fórmula:
N = (f . T) / (n . tm)
en donde,
N = número de aeronaves que pueden ser controladas simultáneamente por un controlador, en el sector considerado.
f =  factor de disponibilidad de controlador
T = tiempo promedio volado por la aeronave en el sector
n = numero de comunicaciones de cada aeronave en el sector
tm = tiempo promedio de duración de cada mensaje
factor de disponibilidad de controlador (f)
Es el porcentaje del tiempo dedicado exclusivamente a las comunicaciones (transmisiones/recepción) con las aeronaves. No están incluidos en este parámetro, los tiempos utilizados con las otras actividades relacionadas directamente con el control, como:
- relleno de la FPV,
- coordinación entre dependencias/sectores
- identificación de blancos, transferencias
- el tiempo destinado a la distribución y planeamiento considerado.
Para calcular el factor de disponibilidad se tomaran al menos 30 intervalos representativos con similares observaciones (ejemplo se observaran períodos de 3 minutos) y se observará de esos 3 minutos = 180 segundos cuantos segundos fueron de tiempo disponible calculando un porcentaje y luego se efectuará la media aritmética de todos los porcentajes calculando de esta manera el factor de disponibilidad media del controlador. Por ejemplo:

DIA	Controlador	INICIO	FIN	TOTAL	Tiempo disponible	f (%)
1	A	1000	1003	180	120	66.66
3	B	1930	1933	180	150	83.33
4	C	1955	1958	180	89	49.44
5	D	2015	2018	180	106	58.88
5	D	2030	2033	180	143	79.44
6	E	2150	2153	180	98	54.44
6	E	2200	2203	180	167	92.77
9	F	1500	1503	180	171	95
9	F	1010	1013	180	140	77.77
9	G	1800	1803	180	159	88.33

Factor de disponibilidad media del controlador                      74.6%
Tiempo medio de permanencia en el sector (T)
Se calculará el tiempo expresado en segundos desde el momento que una aeronave ingresa al sector hasta que es transferida hacia un sector adyacente. Se tomarán al menos 30 muestras siendo estas lo mas representativas posibles. Luego nuevamente se utilizará la media aritmética y este será el valor T.

Numero medio de comunicaciones (n)
Se calculará cuantas comunicaciones se efectúan con una aeronave tomando al menos 30 aeronaves. Luego se suman parcialmente la cantidad de comunicaciones por aeronave y se realiza la media aritmética de todas las aeronaves dando como resultado el valor n. A continuación un ejemplo de una tabla para calcular n:

matricula	entrada	salida	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
LV-AAA	2211	2230	50	10	16											3
ARG123	2221	2240	21	22	16	12	8									5
LV-BAW	2223	2248	15	11	7	12										4
AU555	2239	2308	21	20	16											3
LVASC	2245	2315	19	19	10	3	5	2	8	2	9	12	22	12	6	13
GLO1925	2249	2309	26	11	17											3
TAM3715	2252	2310	20	7	7											3
LAN9001	2300	2336	26	5	13	9										4
CXALS	2302	2328	14	16	13	23	35	13	10	6						8
N19505	2304	2321	34	46	12	9										4
LV-ABS	2305	2325	15	9	6											3
ZPTLA	2307	2342	15	10	4	15	22	38	6	10	14					9
																5.2

Tiempo medio de duración de mensajes (tm)
Pudiendo utilizarse la tabla que hemos hecho previamente se sumaran todos los tiempos de las comunicaciones y se aplicará la media aritmética.

CALCULANDO N
Una vez que tenemos todas las variables podemos aplicar la formula que se ha mencionado previamente para calcular el número N:
N = (f . T) / (n . tm)
Para mantener los valores mencionados en el documento publicado por el grupo GREPECAS como ejemplo se utilizará
f = 70%
n = 6
tm = 15seg
T = 12min = 720seg
Reemplazando:
N = (0.70 . 720) / (6 . 15)
N = 5.6 (El documento indica que se podrá redondear este valor para que de un número entero, en este caso 6, sin embargo en una opinión personal se podría redondear hacia abajo para otorgar una mayor seguridad operacional)

Siendo este caso significaría que en el sector ATC determinado un controlador podría controlar hasta 6 aeronaves al mismo tiempo. Una vez que tenemos este dato si podremos determinar si es o no es necesario la implementación de un ATFM. Luego este dato podrá ser usado también como índices para auditorías y para evaluar si la cantidad de personal en una dependencia es suficiente o si será necesario disponer de mas controladores, así como realizar simulaciones para la implementación de nuevas tecnologías.

Conclusiones
Los estados deben publicar sus capacidades declaradas tanto para pista como para sector ATC. Como puede observarse a partir del método presentado, realizar el cálculo solo requiere de una persona capacitada para realizar las mediciones, además de formularios/tablas, cronómetro y lapicera por lo que el costo resulta insignificante comparado con la información que puede obtenerse. Es un método basado en estadística lo que garantiza un rigor científico en cuanto a su resultado y todos los datos pueden ser comprobados para garantizar la calidad de los mismos.

Toda esta información fue obtenida de un documento publicado por el grupo GREPECAS la cual es de libre acceso e invito a todos  a leer no solo dicho documento sino todos aquellos que son de libre acceso. Los datos de aeronaves utilizados en los ejemplos son todos inventados y a modo de demostración.