Optimització de rutes d'escapament en vols de llarg radi: Estudi aplicat a l'aerolínia LEVEL

Abstract

This Bachelor's Thesis is framed within the context of operational safety in commercial aviation and has been developed in collaboration with the airline LEVEL. The main objective of the project is to analyze and optimize the escape routes used in long-haul flights under emergency conditions during the cruise phase, specifically in cases of cabin depressurization and engine failure. In such situations, the aircraft must initiate an emergency descent from high altitudes, typically around 40.000 ft, to reach a safe altitude, while ensuring adequate terrain clearance and compliance with established emergency descent profiles. The study focuses on the analysis of several intercontinental routes operated by LEVEL that overfly regions with complex orography, such as Barcelona-Los Angeles, Barcelona-San Francisco, Barcelona-Buenos Aires and Barcelona-Santiago de Chile. In current operations, escape routes are generated by the LIDO flight planning system. However, it has been observed that, in certain cases, these routes may be excessively long, operationally unclear from the crew's perspective, or may not optimally comply with the established 15- and 22-minutes emergency descent profiles. The methodology applied combines the analysis of real flight plans, the study of terrain using aeronautical and topographical charts, and the use of specific Airbus tools to generate time-based emergency descent profiles and convert them into distance-based representations. Based on this analysis, critical areas were identified and a new approach to escape route definition was proposed, based on operational areas and sub-areas associated with selected alternate airports. These airports were chosen according to safety, operational feasibility and clarity criteria for flight crews. The results show that the proposed methodology allows a significant improvement in the efficiency and consistency of escape routes, reducing unnecessary distances, ensuring compliance with established emergency descent profiles, and maintaining the required terrain clearance margins. Furthermore, the definition of structured procedures by operational areas facilitates decision-making by the flight crew in high-stress situations, contributing to a safer and more robust operation. The optimized routes have been shown to be operationally viable and suitable for implementation in the airline's real operational environment.

Aquest Treball de Fi de Grau s'emmarca en el context de la seguretat operacional en l'aviació comercial i s'ha desenvolupat en col·laboració amb l'aerolínia LEVEL. L'objectiu principal del treball és analitzar i optimitzar les rutes d'escapament utilitzades en vols de llarg radi en situacions d'emergència durant la fase de creuer, concretament en casos de despressurització de cabina i fallada de motor. En aquestes situacions, l'aeronau ha d'iniciar un descens d'emergència des d'altituds elevades, habitualment al voltant dels 40.000 ft, fins assolir una altitud segura, garantint alhora la separació amb el terreny i el compliment dels perfils de descens establerts. L'estudi se centra en l'anàlisi de diverses rutes intercontinentals operades per LEVEL que sobrevolen zones amb orografia complexa, com ara les rutes Barcelona-Los Angeles, Barcelona-San Francisco, Barcelona-Buenos Aires i Barcelona-Santiago de Xile. En l'operativa actual, les rutes d'escapament són generades pel sistema de planificació de vols LIDO, però s'ha detectat que, en determinats casos, aquestes rutes poden resultar excessivament llargues, poc clares des del punt de vista operatiu o no complir de manera òptima els perfils de descens d'emergència de 15 i 22 minuts. La metodologia emprada combina l'anàlisi de plans de vol reals, l'estudi del terreny mitjançant cartografia aeronàutica i topogràfica, i la utilització d'eines específiques d'Airbus per a la generació dels perfils de descens en funció del temps i la seva conversió a distància. A partir d'aquesta anàlisi, s'han identificat les zones crítiques i s'ha proposat una nova definició de rutes d'escapament basada en àrees i subàrees operatives, associades a aeroports alternatius seleccionats segons criteris de seguretat, viabilitat operativa i claredat per a la tripulació. Els resultats obtinguts mostren que la metodologia proposada permet millorar de manera significativa l'eficiència i la coherència de les rutes d'escapament, reduint distàncies innecessàries, garantint el compliment dels perfils de descens establerts i mantenint els marges de seguretat respecte al terreny. A més, la definició de procediments estructurats per àrees facilita la presa de decisions per part de la tripulació en situacions d'estrès, contribuint a una operació més segura i robusta. Les rutes optimitzades han demostrat ser viables des del punt de vista operatiu i aplicables a l'operació real de l'aerolínia.