Iluminación de obstáculos para la aviación

La iluminación de obstáculos aeronáuticos se utiliza para mejorar la visibilidad de estructuras u obstáculos fijos que puedan interferir con la navegación segura de las aeronaves . Esta iluminación se instala habitualmente en torres , edificios e incluso vallas ubicadas en zonas donde las aeronaves pueden operar a baja altitud . Las normativas aeronáuticas pueden exigir la instalación, el funcionamiento, el color y la notificación del estado de la iluminación de obstáculos. Los sistemas de iluminación de advertencia de obstáculos suelen utilizar uno o más dispositivos estroboscópicos o LED de alta intensidad que los pilotos pueden ver desde muchos kilómetros de distancia.

Las luces generalmente vienen en dos formas:

• Lámparas rojas que permanecen encendidas constantemente o que se encienden y apagan lentamente en un ciclo de unos pocos segundos.
• lámparas de destello de xenón blanco

Ambos tipos se utilizaron en el Reino Unido hasta hace poco. La nueva normativa estipula el uso de luces rojas únicamente durante la noche. Los intermitentes de xenón se están eliminando gradualmente.

En Estados Unidos y Canadá se utilizan varios tipos de luces:

• Luces de obstrucción que permanecen encendidas constantemente
• Balizas rojas o luces estroboscópicas rojas
• Luces estroboscópicas blancas de alta intensidad
• Luces estroboscópicas blancas de intensidad media

Tradicionalmente, las luces rojas (o balizas) utilizan bombillas incandescentes de filamento . Para prolongar su corta vida útil, se fabrican con un diseño robusto y se utilizan a una potencia inferior a la normal (funcionamiento a baja potencia). Un avance reciente ha sido el uso de conjuntos de lámparas LED rojas de alta potencia en lugar de bombillas incandescentes, lo cual solo ha sido posible gracias al desarrollo de LED con la luminosidad suficiente.

Las lámparas LED tienen una vida útil significativamente mayor que las bombillas incandescentes, lo que reduce los costos de mantenimiento y aumenta la fiabilidad. Varios fabricantes también han desarrollado luces estroboscópicas blancas de intensidad media basadas en tecnología LED para reemplazar el xenón. Si bien las luces intermitentes de xenón son más impactantes visualmente, suelen requerir reemplazos frecuentes, por lo que se han convertido en una opción menos popular. Con la llegada de los LED, las luces estroboscópicas blancas aún gozan de cierta demanda.

Es común encontrar estructuras que utilizan luces intermitentes de xenón blancas o luces estroboscópicas blancas durante el día y luces rojas por la noche. Las luces rojas se suelen usar en zonas urbanas , ya que a los pilotos les resulta más fácil detectarlas desde arriba. También se pueden usar luces estroboscópicas blancas (que parpadean las 24 horas del día) (60 veces por minuto para marcar "una señal única que los pilotos deben interpretar como una advertencia de que hay cables de catenaria cerca de las luces") en zonas urbanas.

Se recomienda no utilizar luces estroboscópicas blancas intermitentes en zonas densamente pobladas, ya que suelen mimetizarse con la iluminación ambiental nocturna, dificultando su detección por parte de los pilotos y aumentando el riesgo. Además, los residentes cercanos a la estructura iluminada podrían quejarse de contaminación lumínica . En zonas rurales , también se pueden utilizar balizas/luces estroboscópicas rojas durante la noche. En ocasiones, se prefieren las luces estroboscópicas blancas para reducir los costes de mantenimiento (por ejemplo, al no requerir pintura ni luces laterales rojas), y para evitar que la iluminación ambiental se confunda con las luces estroboscópicas.

Las luces estroboscópicas blancas en las barreras de seguridad aérea vienen en intensidad media y alta. Las luces estroboscópicas blancas de intensidad media se suelen usar en estructuras de entre 61 y 152 metros (200 y 500 pies ) . Si se usa una luz estroboscópica blanca de intensidad media en una estructura de más de 152 metros (500 pies ) , esta debe estar pintada. La luz estroboscópica blanca común de intensidad media emite 40 destellos por minuto, con una intensidad de 20 000 candelas durante el día o el crepúsculo , y de 2000 candelas durante la noche.    

Se utiliza una luz estroboscópica blanca de alta intensidad en estructuras de más de 213 m (700 pies ) de altura . Estas luces proporcionan la máxima visibilidad tanto de día como de noche. A diferencia de una luz estroboscópica de intensidad media, una de alta intensidad no ofrece una cobertura de 360°, lo que requiere el uso de al menos tres luces estroboscópicas de alta intensidad en cada nivel. Por otro lado, reduce los costos de mantenimiento (es decir, no requiere pintura).  

Si la estructura tiene una antena en la parte superior de más de 12 m (40 pies ) , se debe colocar una luz estroboscópica blanca de intensidad media encima de ella, en lugar de debajo. La luz estroboscópica blanca común de alta intensidad emite destellos 40 veces por minuto, con una intensidad de 270 000 candelas durante el día, 20 000 candelas durante el crepúsculo y 2000 candelas durante la noche. ^{[ 1 ]}  

La iluminación dual es un sistema en el que una estructura está equipada con luces estroboscópicas blancas para uso diurno y luces rojas para uso nocturno. En áreas urbanas, este sistema suele ser el preferido, ya que generalmente exime a la estructura de los requisitos de pintura. Una ventaja del sistema dual es que, cuando fallan las luces rojas superiores, la iluminación se activa automáticamente, utilizando las luces estroboscópicas blancas (con su intensidad nocturna) durante la noche. En Estados Unidos y Canadá, las balizas incandescentes rojas se están retirando gradualmente del servicio y se están reemplazando por luces estroboscópicas rojas o LED rojos.

Para líneas eléctricas de alta tensión , las luces estroboscópicas blancas están equipadas para parpadear 60 veces por minuto, con las mismas intensidades que se indicaron anteriormente. A diferencia de las luces estroboscópicas blancas comunes, estas luces no parpadean simultáneamente. El patrón de destello exigido por la FAA es central, superior e inferior para proporcionar "una señal única que los pilotos deben interpretar como una advertencia de que hay cables de catenaria cerca de las luces". ^{[ 2 ]}

Estas luces suelen encontrarse instaladas en estructuras altas como mástiles y torres de transmisión , depósitos de agua situados a gran altura, torres eléctricas , chimeneas , edificios altos , grúas y aerogeneradores . Las estructuras más bajas cercanas a los aeropuertos también pueden requerir iluminación; un ejemplo de ello es el marcador sur del Lambeau Field en Green Bay, Wisconsin , construido en 2013, que es la estructura más alta en las inmediaciones del Aeropuerto Internacional Austin Straubel . La Organización de Aviación Civil Internacional ( OACI ) establece normas, generalmente adoptadas a nivel mundial, para el rendimiento y las características de las luces de advertencia de aviación.

Las luces suelen estar dispuestas en grupos de dos o más alrededor de la estructura, a alturas específicas en la torre. Con frecuencia, hay un grupo en la parte superior y luego uno o más grupos espaciados uniformemente a lo largo de la estructura. El mástil de Belmont en el Reino Unido tiene nueve grupos de lámparas rojas espaciadas uniformemente a lo largo de toda su altura.

Luces de señalización de conductores

Las luces de señalización de conductores, o luces de catenaria, ^{[ 3 ]} se utilizan a veces para hacer más visibles las líneas eléctricas aéreas junto con marcadores de cables aéreos . Debido a que las líneas eléctricas a menudo están suspendidas entre mástiles muy espaciados, presentan un peligro particularmente grave para las aeronaves que vuelan a baja altura (bolas rojas de señalización de líneas eléctricas para prevenir colisiones de aves/aviones). Una solución simple y rentable a este problema es instalar luces de señalización directamente en los cables, pero existen dificultades técnicas significativas para la extracción de energía de bajo costo de un sistema de distribución que transporta altos voltajes y corriente alterna de amplio rango .

La luz de advertencia ideal debe ser capaz de autoalimentarse estando sujeta a un solo cable de la línea. Las luces pueden alimentarse del campo eléctrico que rodea el cable energizado o del campo magnético producido por la corriente que circula por él. El primer método aprovecha el alto gradiente de potencial eléctrico entre conductores, pero requiere un acoplamiento capacitivo suficientemente fuerte para permitir la extracción capacitiva de la energía necesaria para la luz de advertencia. Esto implica que se deben suspender conductores largos en paralelo a la línea mediante aisladores de vidrio/cerámica: de hecho, generalmente se requieren varios metros de conductor suspendido, siendo la longitud total inversamente proporcional a la tensión de la línea. El segundo método se basa en la ley de inducción de Faraday, que involucra el flujo magnético que circula por un circuito que alimenta la luz de advertencia.

En algunas estructuras altas hay o hubo luces de advertencia para aeronaves que no cumplen con los estándares.

• La torre de señalización de Deutschlandsender Herzberg/Elster no contaba con lámparas de advertencia para aeronaves. En su lugar, estaba iluminada por haces de luz montados en pequeños mástiles cerca de la torre. Este método se eligió porque la torre era un radiador aislado del suelo y para alimentar las lámparas; de lo contrario, se habrían requerido dispositivos especiales como transformadores Austin .
• La torre de televisión de Stuttgart cuenta con un conjunto de luces giratorias en su parte superior, similar a los faros. Estas luces giratorias se conocían como faros aéreos en la aviación europea y como balizas aéreas en la aviación estadounidense. Este tipo de lámparas también se utilizaban en otras torres y en la cima de las montañas en los inicios de la aviación, hasta finales de la década de 1950.
• El último faro aéreo operativo del Reino Unido se encuentra en lo alto de la cúpula que cubre el salón principal del RAF College en la base aérea de Cranwell .
• En España solo hay 12 faros aéreos giratorios en funcionamiento. Todos ellos están situados en lo alto de torres muy elevadas en bases aéreas militares.
• La torre Blosenbergturm en Beromünster también cuenta con un faro aéreo o lámpara giratoria sobre la cabina. A diferencia de la torre de televisión de Stuttgart, es menos brillante y solo se enciende al amanecer.
• En Estados Unidos, todavía se utilizan faros aéreos en las cimas de las montañas de Montana .
• La Torre Eiffel de París contó con un faro aéreo entre 1947 y 1970, año en que la autoridad de aviación francesa consideró que ya no era necesario para la navegación aérea y, en su lugar, instaló las luces de advertencia estándar en la parte superior de la torre. En el año 2000 se decidió retirar las luces de advertencia e instalar nuevamente un faro aéreo visible para los aviones a una  distancia de 80 km.
• En Finlandia, el faro aéreo que fue construido en 1929 en lo alto de la iglesia de Suomenlinna por las autoridades de aviación de Helsinki, todavía está en funcionamiento.
• Los mástiles principales del transmisor de radio de Mühlacker y del antiguo mástil de radio de Konstantynów también cuentan con luces de advertencia para aeronaves en las bases más externas de sus tirantes de anclaje.
• En ocasiones, se utilizan luces de señalización de conductores y balizas para marcar las líneas eléctricas.
• El sistema de prevención de colisiones con obstáculos (OCAS) permite que las luces estándar permanezcan apagadas hasta que una aeronave se encuentre dentro de un radio determinado, lo que reduce significativamente la contaminación lumínica. El sistema OCAS también proporciona alertas sonoras.

Las leyes de aviación también exigen que las torres y mástiles se pinten con franjas de igual longitud de color naranja internacional y blanco a lo largo de su estructura para mejorar la visibilidad diurna. Este esquema de pintura suele ser obligatorio en torres de más de 200 pies de altura, pero puede variar de un estado a otro y cerca de aeropuertos internacionales. Debido a que aplicar este esquema de pintura es costoso, las torres y mástiles de antenas a menudo se construyen a alturas ligeramente inferiores a las requeridas. Las torres y mástiles de antenas también suelen tener otros elementos de advertencia para aeronaves ubicados a distancias iguales a lo largo de su altura y en sus partes superiores. Estos pueden incluir luces estroboscópicas de alta potencia o luces LED en rojo, blanco o ambos colores en un patrón alterno. En este caso, se utiliza el rojo por la noche, mientras que una luz estroboscópica blanca se usa generalmente durante el día. ^{[ 2 ] [ 4 ]}

Las luces de advertencia en torres y edificios terrestres contribuyen tanto a la contaminación lumínica como a la muerte de aves por impacto de torres . ^{[ 5 ]}

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  Una torre de antenas de 136 metros (446 pies ) de altura se encuentra en Springfield, Missouri, con su pintura roja y blanca de advertencia para aeronaves visible. 
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  Una torre de antenas de 45 metros (146 pies) de altura en San Antonio, Texas, con su pintura roja y blanca de advertencia para aeronaves visible. 
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  Una torre de antenas de 328 metros (1075 pies) de altura en Atlanta, Georgia, con su pintura roja y blanca de advertencia para aeronaves visible.