Método ACN-PCN

El método de Clasificación de Aeronaves (ACN) – Clasificación de Pavimentos (PCN) es un sistema estandarizado internacional de clasificación de pavimentos aeroportuarios promulgado por la OACI en 1981. Este método ha sido el sistema oficial de clasificación de pavimentos de la OACI para pavimentos destinados a aeronaves con una masa en plataforma (rampa) superior a 5700 kg desde 1981 hasta 2020. ^{[ 1 ]} Está previsto que el método sea sustituido por el método ACR-PCR antes del 28 de noviembre de 2024. ^{[ 2 ]}

Para el uso seguro y eficiente de los pavimentos, el método ha sido diseñado para:

1. permitir a los operadores de aeronaves determinar los pesos operativos permitidos para sus aeronaves;
2. ayudar a los fabricantes de aeronaves a garantizar la compatibilidad entre los pavimentos de los aeródromos y las aeronaves en desarrollo;
3. permitir a las autoridades aeroportuarias informar sobre las aeronaves que pueden aceptar y permitirles utilizar cualquier procedimiento de evaluación de su elección para determinar la carga que pueden soportar los pavimentos. ^{[ 3 ]}

El método se basa en la simple comparación de dos números:

• El ACN, un número que expresa el efecto relativo sobre un avión de un peso determinado en una estructura de pavimento para una resistencia de subrasante estándar especificada;
• El PCN es un número (y una serie de letras) que representa la resistencia portante del pavimento (en la misma escala que el ACN) de una sección determinada del pavimento (pista, calle de rodaje, plataforma) para operaciones sin restricciones.

El proceso de cálculo del ACN se describe completamente en el documento 9157 de la OACI, Manual de Diseño de Aeródromos – Parte 3 “Pavimentos” (2.ª ed.). ^{[ 4 ]}

El procedimiento para calcular el ACN es el siguiente:

1. Diseñar un pavimento teórico según un criterio definido:
   • Para pavimentos flexibles, diseñe el pavimento para 10 000 aplicaciones de carga de la aeronave de acuerdo con el procedimiento de diseño CBR combinado con la solución de Boussinesq para la deflexión en el semiespacio elástico.
   • Para pavimentos rígidos, diseñe el pavimento para que alcance una tensión de flexión estándar de 2,75 MPa en la parte inferior de la capa de hormigón de cemento según la teoría de Westergaard.
2. Calcula la carga sobre una sola rueda, inflada a 1,25 MPa, que requeriría el mismo pavimento; esta es la Carga Derivada sobre una Sola Rueda (DSWL).
3. El ACN se define como el doble del DSWL, expresado en miles de kilogramos.

Los ACN se calculan para cuatro resistencias estándar de la subrasante, para pavimentos flexibles y rígidos, lo que da como resultado 8 valores diferentes.

El número de ejes de la aeronave (ACN) depende de la geometría del tren de aterrizaje (número de ruedas y separación entre ellas), la carga del tren de aterrizaje (que depende del peso de la aeronave y del centro de gravedad) y la presión de los neumáticos.

Normalmente, el centro de gravedad más posterior para el peso máximo de rampa (MRW) conduce al ACN crítico.

Los fabricantes de aeronaves publican los números de control de aeronavegabilidad (ACN) de sus aeronaves en sus respectivos manuales de características de aeronaves .

El Manual de Diseño de Aeródromos de la OACI contiene el código fuente de programas informáticos para el cálculo de ACN. La FAA también desarrolló COMFAA, un software que permite calcular los ACN para diferentes aeronaves en función de los parámetros de entrada. ^{[ 5 ]}  

A diferencia de la ACN, la OACI no prescribe un procedimiento de cálculo estandarizado para la PCN. ^{[ 4 ]} Por lo tanto, pueden encontrarse diferentes procedimientos de cálculo de la PCN en todo el mundo.

Sin embargo, la OACI define un formato de informe estandarizado para el PCN que comprende el valor numérico del PCN y una serie de 4 letras. ^{[ 1 ]}

El PCN también puede conocerse como Número de Clasificación de Carga o LCN.

Las normas de circulación dependen tanto de la estructura del pavimento como del tráfico aéreo que circula por él.

Los PCN (Números de Control de Pistas) son determinados por los aeropuertos para sus pistas, calles de rodaje y plataformas, y se publican en la Publicación de Información Aeronáutica (AIP).  

Una aeronave con un ACN (para un peso determinado) igual o inferior al PCN puede operar sin restricciones en la pista, siempre que la presión de sus neumáticos no supere el límite del PCN.

Si el ACN supera el PCN, pueden aplicarse algunas restricciones (por ejemplo, en cuanto al peso o la frecuencia de operación) dependiendo de las regulaciones nacionales o locales para operaciones de sobrecarga.

Salvo en casos de sobrecarga masiva, los pavimentos, en su comportamiento estructural, no están sujetos a una carga límite particular por encima de la cual fallen de forma repentina o catastrófica.

En consecuencia, la autoridad aeroportuaria podrá autorizar operaciones de sobrecarga leve o media, dependiendo de la pérdida correspondiente en la vida útil del pavimento.

El método ACN-PCN sufrió dos cambios importantes desde su introducción en 1981:

• En 2007, la OACI adoptó un nuevo conjunto de factores alfa para el cálculo de los ACN en pavimentos flexibles, basándose en los resultados de ensayos de pavimentos a escala real. Esto conllevó una reducción de los ACN flexibles para todos los trenes de aterrizaje con cuatro o más ruedas. ^{[ 6 ]}
• En 2013, la OACI adoptó nuevos límites para las categorías de presión de los neumáticos, basándose nuevamente en los resultados de pruebas de pavimento a escala real. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

A pesar de estos cambios, el método ACN-PCN se volvió gradualmente incompatible con los métodos recientes de diseño de pavimentos, basados ​​principalmente en el Análisis Elástico Lineal (LEA) o el Método de Elementos Finitos (FEM). Además, el método no considera con precisión el efecto de las configuraciones modernas de trenes de aterrizaje (con múltiples ruedas) ni las características mejoradas de los materiales de pavimento de nueva generación.

Como resultado, la OACI impulsó el desarrollo de un nuevo método de clasificación de pavimentos destinado a superar estas deficiencias. ^{[ 9 ]} Este nuevo sistema, el método ACR-PCR, entró en vigor en julio de 2020.