APU, GPU y PCA: cómo recibe energía un avión en tierra

Los motores están apagados, los pasajeros bajan, pero en la cabina de mando siguen encendidas todas las pantallas, la cabina de pasajeros se mantiene fresca y en la cocina de a bordo funcionan los hornos. La energía tiene que salir de algún sitio. Un avión comercial estacionado tiene dos opciones: se alimenta él mismo con su grupo auxiliar de potencia (APU) o se conecta al aeropuerto, con corriente en tierra (GPU) y aire preacondicionado (PCA). Esta guía te explica cómo funcionan los tres sistemas, por qué los aeropuertos prefieren ver cables antes que queroseno y cómo reconocer desde la valla qué está funcionando.

La respuesta corta

Un avión en tierra necesita tres cosas: electricidad para la aviónica, la iluminación, la cocina y el entretenimiento a bordo, aire acondicionado para la cabina y, poco antes de la salida, aire a presión o suficiente potencia eléctrica para arrancar los motores. La APU de la cola puede suministrarlo todo. El aeropuerto puede encargarse de la electricidad y del aire acondicionado, de modo que la APU solo hace falta poco antes de arrancar los motores. Cuánto de todo esto es posible en un puesto de estacionamiento depende del equipamiento de la posición y de las normas de cada aeropuerto.

La APU: la central eléctrica de la cola

La Auxiliary Power Unit es, en esencia, una pequeña turbina de gas. En casi todos los reactores va en el cono de cola, detrás del mamparo de presión; por eso, en muchos aviones comerciales ves en la parte más trasera una pequeña salida de gases, a veces en el centro de la punta, a veces desplazada hacia un lado. La APU toma combustible de los depósitos normales y produce con él dos cosas:

• Potencia en el eje, que mueve un generador a través de una caja de engranajes. Este alimenta la red de a bordo, en los grandes aviones comerciales normalmente con corriente alterna de 115 voltios a 400 hercios.
• Aire a presión (aire de sangrado, en inglés Bleed Air), ya sea de un compresor de carga propio o derivado del compresor de la turbina. Este aire alimenta los sistemas de aire acondicionado (packs) y los arrancadores neumáticos de los motores principales.

La APU se arranca eléctricamente, en el caso más sencillo con las baterías de a bordo. Eso la convierte en la clave de la independencia de un avión: con las baterías cargadas y la APU funcionando, una tripulación puede poner en marcha todos los sistemas y arrancar los motores incluso en una posición remota sin ningún equipo de tierra.

Un poco de historia

Los grupos auxiliares existen casi desde los inicios del vuelo con motor: ya en la Segunda Guerra Mundial los grandes bombarderos usaban pequeños motores de pistón para mover generadores, y los primeros motores a reacción alemanes se arrancaban con un pequeño motor propio de dos tiempos, el arrancador Riedel. El primer avión comercial a reacción con una turbina auxiliar fue el Boeing 727 de los años 1960. Debía poder operar también en aeropuertos pequeños sin mucho equipo de tierra: justo el argumento que justifica la APU hasta hoy.

¿Quién fabrica APU?

El mercado se lo reparten básicamente dos proveedores: Honeywell, como líder claro, y Pratt & Whitney Canada, filial de Pratt & Whitney. Pratt & Whitney Canada suministra, por ejemplo, las APU del Airbus A380 y del Boeing 787. En la familia A320 se pudo elegir durante mucho tiempo entre un equipo de Honeywell y la APS3200 de Pratt & Whitney; en el A320neo, Airbus eliminó la opción de Pratt & Whitney y la APU es de Honeywell. Para los spotters, el fabricante casi nunca se ve, pero a veces sí se oye: los distintos modelos de APU suenan claramente diferentes.

La APU en vuelo

Normalmente la tripulación apaga la APU en cuanto los motores están en marcha y sus generadores han asumido la red de a bordo; algunas aerolíneas la dejan encendida hasta después del despegue para no cargar los motores con aire de sangrado para el aire acondicionado al despegar. En vuelo de crucero la APU es entonces una reserva: si falla el generador de un motor, puede suministrar electricidad. Para los vuelos de largo radio con birreactores según las normas ETOPS, que discurren lejos de aeropuertos alternativos, una APU que arranque con fiabilidad desempeña por eso un papel importante.

El ejemplo más conocido de su utilidad en una emergencia es el vuelo 1549 de US Airways en enero de 2009: tras el impacto de aves y la pérdida de ambos motores, la tripulación arrancó la APU, de modo que el avión mantuvo la alimentación eléctrica hasta el amerizaje de emergencia en el Hudson.

No confundas la APU con la turbina de aire dinámico (RAT, Ram Air Turbine). Es una pequeña hélice que se despliega en una emergencia desde el fuselaje o el ala y que mueve el viento relativo. La RAT no tiene motor ni combustible y solo aporta lo imprescindible para el control y los instrumentos importantes; en tierra no desempeña ningún papel.

Corriente en tierra: la GPU

La Ground Power Unit suministra corriente desde fuera. Se enchufa un cable a una toma exterior del avión, normalmente en la parte inferior del fuselaje delantero. Los conectores están normalizados internacionalmente, de modo que el mismo equipo sirve para casi todos los aviones comerciales. Los aviones de fuselaje ancho suelen tener varias conexiones, porque un único cable no basta para sus necesidades.

En la plataforma ves tres formatos:

Formato	Cómo funciona	Dónde la ves	Ventaja típica
GPU diésel móvil	un motor de combustión mueve un generador, sobre un remolque o vehículo	posiciones remotas, zonas de mantenimiento, aeropuertos pequeños	flexible, no necesita conexión a la red
Convertidor fijo en el puesto de estacionamiento	transforma la corriente de la red en 400 hercios, el cable sale de un foso o de un mástil	posiciones de plataforma de aeropuertos modernos	silencioso, sin gases de escape junto al avión
GPU en la pasarela	el convertidor cuelga bajo la pasarela, el cable se enchufa directamente	posiciones de terminal con pasarela	recorridos cortos, conexión rápida
GPU eléctrica móvil	equipo con ruedas alimentado por batería o red	cada vez más en aeropuertos con objetivos climáticos	flexible, sin gases de escape diésel

¿Por qué 400 hercios?

La corriente doméstica en Europa tiene 50 hercios. Los aviones usan ocho veces más porque, con una frecuencia mayor, los transformadores, generadores y motores eléctricos pueden construirse más pequeños y ligeros para la misma potencia. En un avión cada kilo cuenta, y en tierra eso tiene consecuencias: el aeropuerto no puede ofrecer simplemente un enchufe, sino que necesita convertidores de frecuencia que adapten la red al formato de a bordo. Los aviones más pequeños, como los turbohélice y los aviones de negocios, trabajan además o principalmente con corriente continua de 28 voltios; por eso muchas GPU tienen las dos salidas.

Lo que la corriente en tierra no puede hacer

La electricidad por sí sola no pone en marcha los grandes motores de los reactores clásicos. Sus arrancadores son turbinas de aire que necesitan aire a presión. La cadena habitual es, por tanto: la GPU o la batería arranca la APU, la APU suministra aire de sangrado y el aire de sangrado hace girar los motores hasta ponerlos en marcha. Sin APU hace falta un propio equipo de arranque en tierra (Air Start Unit, ASU), un carro compresor que inyecta aire a presión por una manguera.

PCA: aire acondicionado desde el aeropuerto

La electricidad es solo la mitad del asunto. Una cabina llena se calienta rápido en verano en la posición y en invierno se enfría. A bordo se encargan de ello los sistemas de aire acondicionado, que funcionan con aire de sangrado de la APU. Si la APU debe quedarse apagada, el aire tiene que venir de fuera. Eso es el aire preacondicionado (PCA, Pre-Conditioned Air): un equipo de climatización en tierra enfría o calienta aire y lo insufla por un manguerón grueso y flexible en una conexión de la panza del fuselaje. Desde allí, el sistema de climatización del avión lo reparte por la cabina como de costumbre.

También hay PCA móvil sobre ruedas y fija, sobre todo en la propia pasarela. El manguerón se reconoce fácilmente: es claramente más grueso que un cable de corriente en tierra y cuelga de la pasarela o de un foso del suelo hasta el fuselaje. Cómo están organizadas estas posiciones de terminal y remotas lo describe el artículo Puertas de embarque, pasarelas y posiciones remotas.

APU o equipos de tierra: la comparación directa

Criterio	APU	GPU + PCA del aeropuerto
Fuente de energía	queroseno de los depósitos de a bordo	normalmente la red eléctrica del aeropuerto, a veces diésel
Ruido en el puesto de estacionamiento	claramente audible, silbido agudo	silencioso, sobre todo en instalaciones fijas
Gases de escape en la plataforma	sí, directamente junto al avión	ninguno en el lugar con instalaciones fijas
Desgaste	suma horas de funcionamiento de la APU, costes de mantenimiento para la aerolínea	protege la APU
Independencia	autonomía total, también en posiciones apartadas	solo donde hay equipo disponible
Arranque de motores	suministra aire a presión para el arrancador	la electricidad sola no basta en los reactores clásicos

La tabla explica por qué aeropuertos y aerolíneas se mueven en una dirección. Los equipos de tierra reducen el ruido y los contaminantes del aire justo junto al edificio, donde trabaja el personal de tierra, y ahorran a la aerolínea combustible y costes de mantenimiento de la APU. Por eso, muchos aeropuertos limitan en sus normas de uso cuánto tiempo puede funcionar una APU antes de la salida y después de la llegada si la posición está equipada con corriente en tierra y PCA. Los plazos exactos y las excepciones, por ejemplo con mucho calor, con problemas técnicos o para tipos con necesidades especiales, varían de un aeropuerto a otro y figuran en las respectivas normas de operación y en las publicaciones de información aeronáutica.

El proceso en la puerta de embarque: quién asume qué y cuándo

Durante la rotación en tierra, el suministro de energía cambia varias veces. Un proceso típico en una posición de terminal bien equipada es así:

Cómo funciona el propio retroceso lo explica el artículo Pushback, y qué vehículos intervienen, el artículo sobre los tractores de remolque. Quien quiera conocer a la gente que hay detrás de cables y mangueras puede leer el resumen Trabajar en la plataforma.

Leer la valla: ¿qué está funcionando ahora?

Para los spotters, el suministro de energía es más que una curiosidad técnica. Te dice en qué fase está un avión, sobre todo donde miras hacia posiciones de terminal, por ejemplo desde la terraza de observación de Hamburgo o la terraza de observación de Düsseldorf.

Algunos consejos prácticos a partir de estos conocimientos:

• Calcular la salida: el cambio de corriente en tierra a APU es una señal fiable de que se acerca la salida. Quien lo ve tiene tiempo de orientar la cámara hacia el pushback y la calle de rodaje.
• Cuenta con la reverberación del calor en la cola: los gases de la APU están calientes. Si fotografías un avión desde detrás y de lado con una distancia focal larga, el aire tras la cola puede dejar la imagen blanda. Un paso hacia un lado suele ayudar más que cualquier retoque.
• Grabar el sonido: el arranque de una APU es un motivo muy popular para grabaciones de audio y vídeo. Cómo captar bien el sonido de motores y APU lo explica la guía Grabar el sonido de los motores. No subestimes el nivel de ruido en la plataforma: más información en el artículo Ruido aeronáutico y oído y en el artículo Medir el ruido aeronáutico.
• Pregunta en las visitas a la plataforma: en un recorrido por la plataforma te acercas mucho a las posiciones de terminal y puedes ver de cerca la GPU de la pasarela y los equipos de PCA.

Situaciones típicas en la plataforma

No todas las posiciones están equipadas igual, y eso se nota en la operativa.

Posiciones remotas sin pasarela: aquí los pasajeros van en autobús hasta el avión. La corriente en tierra llega allí o de una instalación fija en el suelo o de un carro móvil. Si no hay ninguna de las dos, la APU permanece encendida durante toda la estancia. En las posiciones remotas de grandes hubs como Múnich o Fráncfort merece la pena fijarse en qué solución se usa en cada caso.

APU averiada: una APU puede estar temporalmente fuera de servicio bajo ciertas condiciones sin que el avión tenga que quedarse en tierra. Entonces el avión necesita en cada aeropuerto corriente en tierra, aire acondicionado y un equipo de arranque. Si ves un carro compresor con un manguerón grueso en el fuselaje mientras se arrancan los motores, ese es con frecuencia el motivo.

Mañanas de invierno: tras una noche fría en la posición, la cabina necesita mucho calor. Además de la PCA y la APU, el deshielo suele formar parte del programa: un buen día para fotos de detalle de la plataforma.

Días de calor: con temperaturas altas, los equipos de climatización en tierra llegan al límite, sobre todo con aviones grandes y llenos. Algunos aeropuertos permiten en esos casos tiempos de funcionamiento de la APU más largos. Se oye: en las tardes calurosas silba claramente más en la plataforma.

Zona de mantenimiento: en hangares y posiciones de mantenimiento, los aviones suelen funcionar horas con corriente en tierra mientras los técnicos trabajan en los sistemas. Cómo transcurren las grandes revisiones lo describe el artículo Mantenimiento de aviones.

Conclusión

Un avión estacionado nunca está del todo apagado. O se alimenta con su APU de la cola, o el aeropuerto asume el suministro con corriente en tierra de 115 voltios a 400 hercios y con aire preacondicionado por el manguerón de la PCA. Como los equipos de tierra son más silenciosos y limpios, los aeropuertos apuestan cada vez más por ellos y limitan el uso de la APU. Aun así, el grupo auxiliar sigue siendo imprescindible: como fuente de energía independiente en posiciones sencillas, como suministrador de aire a presión para el arranque de motores y como reserva en vuelo.