Balizamiento marítimo. Nuestra guía segura de vuelta a casa

Recalamos en la costa después de una práctica de travesía de prácticas en la Escuela Náutica OCEANICA, de varios días de duración, en la que no han faltado las marejadas y viento fresco.

Deseamos entrar ya en el puerto, amarrar el barco e irnos a dormir ese merecido sueño de los navegantes, sueño acumulado durante varios días de tensión y cansancio en las guardias.

Hemos preparado bien la derrota de entrada. Una vez consultado el derrotero, en el cual nos informa de cómo embocar el canal, también hemos mirado bien el libro de faros, donde tenemos indicadas con precisión todas las marcas de balizamiento que nos iremos encontrando.

Primeramente hemos de divisar la boya de recalada, de luz blanca y que debe dar la señal de morse “A” (punto y raya). Nos debería de aparecer por la proa en, aproximadamente, unos 5 minutos.

Marca de aguas navegables

Una vez rebasada la boya de recalada, que la podemos dejar por cualquier banda, ya que indica que las aguas son navegables a su alrededor en el inicio del canal de entrada a puerto, tendremos que buscar la primera boya del canal, que es verde y con una marca cónica en el tope de la misma. Como estará amaneciendo, es probable que divisemos su perfil de castillete, a la par que su luz, también de color verde, irá dando sus últimos destellos antes de apagarse automáticamente.

Marca lateral de estribor

A continuación de la boya verde, a babor debemos de avistar enseguida la primera boya roja del canal. Nos ayudará a reconocerla su marca de tope de forma cilíndrica.

Marca lateral de babor

Después pasaremos junto al canal de entrada de la primera dársena del puerto, que aunque entra a estribor, está señalada con una marca de bifurcación de color verde con una franja roja en el centro, franja que nos indica que el canal principal sigue hacia babor.

Marca lateral de bifurcación. Canal principal a babor

¡Cuidado! por la proa tenemos una marca de peligro aislado, pintada a franjas rojas y negras horizontales y tiene dos esferas negras en el tope. Nos indica que están los restos de una roca peligrosa que nunca se pudo eliminar del todo del canal. La podremos dejar por cualquier banda, siempre que demos un resguardo prudente a la marca.

Peligro aislado

Además, vamos dejando a ambas bandas diversas boyas amarillas, con un aspa como marca de tope, que nos limitan la zona donde están ejecutándose obras marítimas.

Marca especial

También hemos visto varias marcas que están pintadas de color negro y amarillo y con dos conos negros como marca de tope. Según la disposición de la franja negra y de los conos sabemos que las debemos dejar al Norte, Sur, Este u Oeste. De este modo libraremos el peligro que indican. Son las marcas cardinales y se denominan así por haber una marca por cada punto cardinal del horizonte.

Marca cardinal Este

Al fin reconocemos las farolas verde y roja de entrada a la dársena donde tenemos la posición de atraque en la marina. Una vez amarremos en nuestro lugar de atraque y arranchemos la cubierta, nos iremos a dormir, esta vez con la tranquilidad de haber interpretado bien todas las balizas y marcas de navegación.

En OCEANICA, tu escuela náutica en Valencia, te enseñamos a reconocerlas y mucho más. ¡Te esperamos!

Cobertura de móvil de voz y datos en la mar

Cuando en 1995 se aplicó el Sistema Mundial de Socorro y Seguridad Marítimo (SMSSM/GMDSS), tan solo algunos se atrevían a pronosticar que los novedosos móviles tendrían las funciones que hoy día nos ofrecen. Por entonces se dio un paso fundamental en comunicaciones marítimas, al estandarizar protocolos y equipos de comunicaciones. Sin embargo, aquel convenio omitió a los móviles del sistema de seguridad marítima.

Hoy en día cualquiera que sale a navegar lleva los equipos requeridos en virtud del SMSSM y conforme al Servicio Móvil Marítimo. Y nadie se olvida del móvil. El teléfono móvil no está comprendido en el Servicio Móvil Marítimo, si bien, hay que reconocer que es un dispositivo útil, a pesar de sus limitaciones. Entre esas limitaciones destaca la cobertura.

En OCEANICA insistimos en los cursos de radio para náutica recreativa en que hay que prestar atención a la cobertura de los móviles. Un teléfono puede estar en la cobertura de una antena terrestre, pero la antena puede quedar fuera de la cobertura del teléfono por situarse en momentos en zonas de sombra si estamos próximos de la costa en una zona acantilada. Realizando una navegación de cabotaje se observan fluctuaciones en la señal que recibe un móvil y que afecta al tráfico de datos. De hecho, las operadoras ofrecen diversas señales de telefonía a lo largo de la costa, desde la primitiva señal GSM, a la cobertura 3G o 4G o la optimizada señal de HSPA+.

¿De qué depende la cobertura del móvil en el mar?

Como ocurre en comunicaciones marítimas de banda VHF, MF y HF, las comunicaciones en la mar dependen de multitud de factores. Si bien, existe un añadido que suma como ventaja, y es que en el mar no hay obstáculos, por lo que el alcance de las antenas terrestres puede llegar más allá que la cobertura en tierra.

El mar, a su vez, optimiza la propagación de varias bandas de frecuencias llamadas directas por la onda reflejada en la superficie. Es lo que ocurre con los equipos de VHF, con frecuencias de 160 MHz de media.

La frecuencia de la tecnología GSM (la tradicional en cobertura de voz) ocupa la banda de 1600 a 1800 MHz. La cobertura 3G, que permite el tráfico de datos -y por tanto el acceso a Internet- ocupa frecuencias de 1900 a 2100 MHz.

Estas frecuencias tienen un ciclo y una longitud de onda característica. Si aplicamos la ecuación de la longitud de onda en relación a la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el espacio, resulta una longitud de entre 10 y 20 centímetros.

En la mar, la cobertura móvil tiene un alcance sensiblemente menor que la cobertura de VHF. Un detrimento que es mayor en la cobertura móvil de datos. No obstante, siempre existe la posibilidad de instalar antenas repetidoras de datos 3G que dan cobertura de wifi en los barcos de recreo.

Otra cuestión es la cobertura en los cruceros y buques de pasaje de línea regular, cuya señal se genera en los propios barcos, gracias a la instalación de antenas repetidoras con conexión satélite.

En Oceánica, tu escuela náutica en Valencia, te formamos en radiocomunicaciones del sistema mundial de socorro y seguridad marítima.

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Las baterías del barco y su recarga

Un aspecto importante en nuestra navegación es el buen estado de las baterías, pues de ello va a depender que dispongamos de la energía necesaria para tener operativos todos los servicios a bordo y el funcionamiento del motor.

En Oceánica, tu escuela náutica en Valencia, te enseñamos no solo a obtener tu titulación náutica, sino a hacer buen uso de ella navegando siempre con seguridad a través de los conocimientos que te llevan a ella.

Características de las baterías

Básicamente hay 3 tipos de baterías, de plomo-ácido, de gel y de electrolito absorbido.

Las baterías de plomo-ácido son las baterías más comunes, las que utilizan los coches y también generalmente los barcos.  Su relación calidad precio es la mejor, sin embargo requieren cuidado y mantenimiento. Se caracterizan por ser baterías no estancas (hay que mantenerla vertical), por necesitar mantenimiento (hay que reponer agua destilada), y por llevar algún riesgo inherente a sus características al final de su ciclo de vida.

Los vasos electrolíticos están construidos con placas de plomo poroso, utilizando como electrolito una solución de ácido sulfúrico diluido con agua destilada (30 % ácido sulfúrico, 70 % agua). Se caracteriza por aguantar bien las temperaturas altas, no así las temperaturas bajas, en donde el electrolito se puede llegar a congelar. A más calor, mayor voltaje presenta a su salida.

Las baterías de gel tienen el electrolito en forma de gel  y por lo tanto menos propensas a tener derrames líquidos. Son baterías en teoría sin mantenimiento, aunque en la práctica hay que rellenarlas periódicamente con agua destilada.

Las baterías de electrolito absorbido, llamadas AGM (Absorbed Glass Mad) son baterías del orden de tres veces más caras que las de plomo-ácido, pero tienen la ventaja de que son realmente sin mantenimiento, no utilizan electrolito líquido (no hay derrames), se pueden poner en cualquier posición, se pueden utilizar con cargadores normales, y apenas  producen gases cuando se recargan, ya que el hidrógeno se recombina con el oxígeno produciendo agua.

Todas las baterías necesitan cargarse para posteriormente entregar la energía que reciben (descarga). El número de ciclos de carga/descarga está limitado a unos 1500 ciclos como máximo. Luego la batería aumenta su resistencia interna y hay que proceder a su sustitución.

Si una batería no se utiliza, se va descargando lentamente. Las baterías de plomo-ácido, si no se recargan, pierden mensualmente aproximadamente un 15% de su capacidad, mientras que las de gel y AGM lo hacen entre un 1 y un 3%.

La total auto-descarga de la batería puede dañarla irreparablemente. Los voltajes de carga y mantenimiento dependen del tipo de batería.

  • Baterías de 12 V de plomo-ácido y AGM
    • Voltaje de carga = 14,8 Volts
    • Voltaje de mantenimiento = 13,8 voltios
    • Voltaje batería cargada al 100 % =12,8 voltios
    • Voltaje batería cargada al 50 % =12,2 voltios
    • Voltaje batería cargada al 0 % =11,6 voltios
    • Si una batería recién cargada mide menos de 12,2 voltios, está estropeada, hay que reemplazarla.
    • Muchos motores de arranque no arrancarían con un voltaje de batería de 12 voltios.
    • Corriente de carga ≈ 25 % AH nominales
  • Baterías de 12 V de gel:
    • Voltaje de carga = 14,4 Volts (voltaje algo inferior que las de plomo-ácido)
    • Voltaje de mantenimiento = 13,5 Volts
    • Corriente de carga ≈ 10% AH nominales

El valor de los Amperios-Hora de una batería mide la capacidad de ésta. Es una medición de la cantidad de corriente que puede entregar la batería en un periodo de tiempo. Para las baterías de arranque dicha capacidad se mide en un periodo de 5 horas (tipo C5), mientras que para las baterías de servicio se mide en 20 horas (tipos C20). Así, por ejemplo, si una batería puede entregar 3 amperios durante 20 horas, será una batería de 3 x 20 = 60 AH (AH=amperio-hora).

Otro valor importante de una batería de arranque son los amperios de pico que puede entregar, es decir, la corriente instantánea que puede suministrar.

En las baterías de arranque, un parámetro característico es el CCA (Cold Cranking Amps). El CCA es la corriente que puede suministrar la batería durante 30 segundos a −18º centígrados de temperatura, manteniendo el voltaje de salida a un valor operativo. También se usa el CA (Cold Crack), o también llamada MCA (Marine Cold Crack), que es lo mismo pero a 0º centígrados.

En las baterías de servicio de ciclo profundo, el parámetro más interesante es la RC (Reserve Capacity) “Reserva de Capacidad”, que es la cantidad de minutos que una batería puede suministrar una corriente de 25 amperios manteniendo el voltaje de salida a un valor operativo.

¿Cuántas baterías lleva un barco? ¿Para qué sirven?

Normalmente hay dos tipos de baterías: una llamada de arranque y otra de servicio (pueden llevarse más de una).

La batería de arranque proporciona mucha corriente al motor de arranque durante poco tiempo. No admite bien ciclos prolongados de descarga. El número máximo de ciclos de carga/descarga es de aproximadamente 400.

Además de suministrar corriente al motor de arranque, también se suele utilizar ésta batería para:

  • Molinete del ancla
  • Motor hélice de proa
  • Winches eléctricos

Batería de arranque de MCA=800 A, CCA=650 A

Peso: 17,5 Kg

La batería se servicio proporciona menos corriente pero durante mucho tiempo. Son las llamadas baterías de ciclo profundo, ya que se pueden descargar durante más tiempo sin que se lleguen a estropear.  El número máximo de ciclos de carga/descarga es de aproximadamente 2000. Básicamente proporciona corriente a los siguientes elementos:

  • Iluminación interna y externa
  • Luces de navegación
  • Frigorífico
  • Bombas de presurización del agua
  • Bombas de achique
  • Equipo de navegación, radio, GPS, radar
  • Piloto automático

Batería de servicio (de ciclo profundo), 90 AH

RC = Reserva capacidad = 175 minutos (suministrando 25 A)

Peso: 20 Kg

 

Hay baterías de doble uso, es decir, de arranque y de servicio. Una batería de servicio de ciclo profundo puede servir de batería de arranque, pero no al revés.

Batería de doble uso (arranque y servicio) de MCA  = 650 A, 65 AH

Reserva capacidad = 120 minutos (suministrando 25 A)

Peso: 17,7 Kg

Las baterías de arranque de plomo-ácido tienen unas placas de plomo más delgadas que las baterías de servicio del mismo tipo. La separación entre dichas placas es muy pequeña en las baterías de arranque. De esa manera el plomo presenta al electrolito (ácido sulfúrico diluido) mucha más superficie, con lo que la corriente instantánea será mayor. Ello hace que las baterías de arranque sean más pequeñas que las de servicio.

La descarga de las baterías de servicio es mucho más lenta que en las baterías de arranque, y por lo tanto en la carga pasará lo mismo, las baterías de servicio (ciclo de descarga profundo) necesitan más tiempo para cargarse.

Hay barcos que en lugar de una batería de servicio tienen dos, una para elementos clave en la seguridad como son bombas de achique, equipo de navegación y radio, y otra para el resto de los elementos antes mencionados.

Algunos barcos llevan solamente una batería con la doble función de arranque y servicio. En éste caso la batería es del tipo de las de servicio, pero con un tamaño mayor (un 20 % más de capacidad que una normal de ciclo profundo), logrando así la corriente instantánea necesaria para el motor de arranque.

¿Cómo se selecciona la batería de servicio?

El consumo eléctrico de un barco de 12 metros, con toda la instrumentación, incluido radar, radios VHF y BLU, luces, frigorífico, microondas, televisión, etc., y contabilizando un tiempo de uso promedio, se estima en unos 10AH (amperios cada hora del día). Si admitimos para la batería de servicio una autonomía de 6 horas antes de proceder a la recarga, nos darían 60 AH. Si la profundidad de descarga que admitimos para una batería de servicio de ciclo profundo es del 40 % de su capacidad, necesitaríamos una batería de 150 AH, lo cual llevaría a dos baterías de 90 AH como la mostrada en la imagen siguiente.

La carga de la batería de plomo-ácido no se debe realizar a más de 1/8 de su capacidad nominal en amperios-hora, así que para la recarga de 60 AH a dos baterías en paralelo de 90 AH,  el cargador suministrará 90/8 =11,25 amperios por batería. Necesitaríamos para la carga al menos un tiempo de 60 AH / 11,25 horas = 5,3 horas aproximadamente. Como son dos baterías en paralelo, la corriente total de carga serían 22,5 amperios.

Dicha corriente no es un problema para un alternador de 100 amperios.

¿Cómo se comprueba si una batería está bien?

Hay dos sistemas de medición, uno utilizando un voltímetro, y otro utilizando un densímetro. Suponemos que utilizamos el voltímetro del propio barco.

Se mide el voltaje de la batería. Se puede utilizar el voltímetro del panel de control del propio barco, o bien un polímetro midiendo voltios DC y colocando sus dos puntas en los bornes de la batería.

Si los voltios medidos son superiores a 12,7 voltios, es que la batería se está cargando.

Nos interesa interrumpir temporalmente la carga de la batería para ver su voltaje real. Hay tres situaciones posibles:

  • El barco está fondeado en puerto, el motor del barco parado, y la batería se está cargando por medio del cargador interno del barco enchufado a los 220 Voltios AC del pantalán. Interrumpimos la carga de la batería, bien desconectando el enchufe de 220V AC del pantalán, o bien desde el panel de control AC del propio barco, poniendo en OFF el interruptor correspondiente a dicha toma.
  • Motor en marcha. El alternador del motor está girando y produciendo la tensión y la corriente necesarias, que van al regulador (suele ser una cajita con cables que está adosada al propio alternador), y de ahí va a la batería a través de unos diodos separadores de carga. Interrumpimos la carga de la batería simplemente apagando el motor del barco.
  • El barco no tienen el motor en marcha y tampoco está enchufado a los 220 Voltios AC del pantalán. En éste caso no hay que hacer nada más y procedemos como vemos a continuación.

 

Una vez efectuada la operación anterior medimos el voltaje de la batería. Si éste es igual o superior a 12,7 voltios la batería está correctamente cargada al 100 % de su capacidad.

Si el voltaje medido es inferior a 12,7 voltios caben dos interpretaciones:

  1. La batería no estaba cargada del todo. En éste caso hay que volver a ponerla en carga y esperar un tiempo prudencial a que esté totalmente cargada.
  2. Si la batería ya llevaba mucho tiempo cargándose y no se alcanzan los 12,7 voltios, lo más probable es que la batería esté en malas condiciones y haya que reemplazarla.

Precauciones a tomar con las baterías de plomo-ácido

Las baterías de plomo-ácido tienen internamente ácido sulfúrico diluido. Los continuos balanceos y cabeceos de un barco pueden hacer que se derrame dicho ácido, lo cual es peligroso, en primer lugar por las quemaduras y corrosión que puede provocar, y en segundo lugar, si se mezcla con agua de mar, al tener ésta sal (cloruro sódico), se produce ácido clorhídrico y gases venenosos mortales para las personas.

La carga de una batería produce inevitablemente hidrógeno y otros gases, que son evacuados al exterior por unos agujeros que tiene la batería en los propios tapones de llenado. El gas hidrógeno es altamente explosivo hasta en una proporción de una parte por 50 de aire. Si se produce alguna chispa por cualquier razón, la batería puede explotar, salpicando de ácido sulfúrico todo su alrededor. Las manos, piel, ojos, etc. de las personas pueden sufrir graves quemaduras.

Hay que tener cuidado cuando se ponen en paralelo dos baterías mediante los típicos cables que venden en todos los sitios. Si al hacer la conexión salta alguna chispa, la batería puede estallar. Lo primero que hay que hacer es ventilar la zona de los tapones de la batería, aunque sea abanicando esa zona con un periódico, toalla, etc. Los negativos de las baterías siempre están conectados entre sí a la masa del barco y al chasis del motor. Sólo hemos de conectar el cable rojo del positivo de las baterías, lo cual haremos con guantes, gafas de protección, y completamente tapados con ropa, para minimizar los efectos de una posible explosión y derrame del ácido sulfúrico consecuente.

El gas hidrógeno producido continuamente por una batería que se está cargando es, además de explosivo, altamente corrosivo. La colocación de una batería debería estar alejada de las partes más sensibles del motor, manguitos, correas, etc.

 ¿Dónde se colocan  las baterías de un barco?

No conviene colocarlas en el mismo habitáculo del motor, ya que el calor de éste degrada mucho las baterías.

Deberían colocarse en un lugar ventilado, cosa que en un barco es muy difícil, ya que si las colocamos en alto, además de que el barco pierde estabilidad, las baterías se podrían caer, con el consiguiente peligro.

El problema de colocarlas en las sentinas del barco, es que como haya una inundación, el agua llegará pronto a las baterías, produciendo el consiguiente cortocircuito e inutilizándolas. A partir de ahí dejará de funcionar la bomba de achique, la instrumentación, la iluminación, etc., afectando gravemente a la seguridad del barco. Un buen sitio habitual de estiba es bajo los asientos de la cabina.

 ¿Vale una batería de coche para un barco?

Las baterías de los coches están diseñadas para que siempre se estén cargando por medio del alternador del coche, es decir, se cargan cuando el motor está en marcha, que es prácticamente siempre, es decir, los tiempos en que un coche está con el motor parado y las luces encendidas es mínimo. Las baterías de coches no están diseñadas para que sufran descargas de más de un 5 % de su capacidad.

La batería de servicio de los barcos, por el contrario, son de ciclo profundo, admitiendo ciclos de descarga de hasta un 50 % de su capacidad (en algunas baterías especiales de hasta el 80%). Este sería el caso de un moto-velero navegando a vela y con las luces, piloto automático, frigorífico, etc. conectados.

Si colocásemos una batería de coche como batería de servicio de un barco conseguiríamos en primer lugar que a las pocas horas se hubiese descargado por completo, y en segundo lugar hubiésemos estropeado dicha batería, ya que como hemos dicho antes no está diseñada para descargas profundas.

Clasificación de las baterías marinas de 12 voltios:

U1                         34 a 40 Amperios-hora

Grupo 24             70 a 85 Amperios-hora

Grupo 24             85 a 105 Amperios-hora

Grupo 24             95 a 125 Amperios-hora

4-D                         180 a 215 Amperios-hora

8-D                         225 a 255 Amperios-hora

 

 El alternador marino

El alternador es el dispositivo acoplado al motor del barco mediante correas, y cuya finalidad es la producción de corriente eléctrica para recarga de las baterías.

El alternador genera electricidad por medio de un rotor que produce un campo electromagnético giratorio dentro de un conjunto de bobinas fijas llamadas estator. La corriente eléctrica AC (Alter Current o corriente alterna) recogida en el estator es posteriormente rectificada por medio de diodos y convertida en DC (Direct Current o corriente continua). El elemento giratorio, que es el inductor, necesita para producir su campo magnético una pequeña corriente, así que una pequeña parte de la corriente recogida en el inducido (el estator) es reciclada de vuelta al rotor. Esto se logra por medio de unos anillos colectores en el propio eje de giro, y unas escobillas de carbón en continuo contacto con ellos. Por esa razón se llaman alternadores auto-excitados.

Es evidente que las propias escobillas del alternador, en su roce con los anillos colectores, pueden producir alguna chispa, que puede ser letal para un barco que utilice gasolina de combustible. Por eso en estos casos se utilizan alternadores especiales que o bien utilizan escobillas con nula producción de chispas, o bien utilizan alternadores sin escobillas. Estos últimos son menos eficaces, pero al menos son más seguros.

El tamaño del alternador va en consonancia con el tamaño de las baterías, es decir, contra mayor sean las necesidades de corriente del barco, mayor ha de ser el alternador.

El alternador se acopla al motor del barco por medio de correas de transmisión que unes los poleas de ambos. Cuando el alternador es pequeño basta con una sola correa, pero si el alternador es más grande se ponen dos o más poleas.

Normalmente el tamaño de la polea del alternador es de menor diámetro que la del motor, con objeto de que el giro del alternador sea más rápido que el del motor. Ello facilitará la carga de las baterías cuando estemos navegando a motor a bajas revoluciones por minuto.

¿Cómo se selecciona un alternador?

Normalmente la corriente máxima de carga de una batería de plomo-ácido es un 25 % de su valor nominal, es decir, una batería de 100 AH (amperios-hora), se podrá recargar con una corriente máxima de 25 amperios. Las baterías de gel y AGM admiten cargas de entre el 25 % y el 40 % de su capacidad en amperio-hora.

Por lo tanto necesitaremos un alternador capaz de suministrar esa corriente incluso a bajas revoluciones del motor.

Básicamente hay dos tipos de alternadores, los de armadura pequeña y los de armadura grande. Los primeros proporcionan una corriente máxima entre 75 a 150 amperios, y los segundos entre 150 y 200 amperios.

El regulador del alternador

El voltaje DC a la salida de los diodos del alternador se conecta a las baterías, produciéndose la recarga de éstas. Es evidente que hay que regular dicho voltaje, ya que una batería de 12 Voltios necesita un cierto voltaje para su carga (alrededor de 14,4 Voltios), que además dependerá de su estado de carga. El elemento que regula éste voltaje se llama regulador.

Lo que hace el regulador es analizar el voltaje de salida de los diodos, y dependiendo del estado de carga de la batería variará el voltaje inyectado en el inductor (rotor) a través de las escobillas. Esto funciona en bucle cerrado, si el voltaje de salida a la batería es excesivo, lo que hace el regulador es inyectar menos corriente en el inductor y viceversa.

 

El regulador es físicamente una caja de electrónica adosada generalmente al propio alternador. Normalmente el alternador se suministra con su propio regulador.

Alternador 105 A con regulador acoplado (para motor Volvo-Penta)

El tipo de regulador depende sobre todo del tipo de baterías que tengamos, de plomo-acido, gel o AGM, ya que los diferentes tipos de baterías se cargan con voltajes diferentes, lo que hace más difícil la elección del regulador.

Básicamente hay dos tipos de reguladores, los sencillos y los sofisticados.

Los reguladores sencillos se limitan a proporcionar un voltaje fijo a su salida. Dicho voltaje de aproximadamente 14,4 voltios va a las baterías para su recarga. El problema que tienen estos reguladores es que no llegan a cargar la batería al 100%. Cuando la batería está descargada, la diferencia de voltaje suministrado por el regulador y la batería hace que pase mucha corriente. Esta corriente disminuye según se va recargando la batería, ya que la diferencia de voltaje disminuye, llegando la corriente a 0 amperios cuando dicha diferencia es 0 voltios.

Los reguladores sofisticados cargan las baterías en 3 etapas. En la primera etapa, llamada “carga intensiva” aplican un voltaje similar al de los reguladores sencillos, pero a medida que la diferencia de voltaje entre regulador y batería disminuye, incrementan el voltaje de carga, subiendo el regulador el voltaje a unos 15,5 voltios. En una segunda etapa, llamada de “absorción”, el regulador disminuye el voltaje ya que la carga de la batería se aproxima al      100 %, y en una tercera etapa, llamada de “flotación”, el regulador sólo suministra un voltaje de mantenimiento de la batería (unos 13,1 voltios) para que siga cargada al 100 %.

Aparte de las 3 etapas que caracterizan al regulador sofisticado, también pueden tener sensores de la temperatura de la batería, ya que la corriente de carga depende de dicha temperatura.

Otra sofisticación de estos reguladores es que compensan la caída de tensión producida en los diodos en la etapa de separación de carga. Lo hacen de forma remota mediante un cable de voltaje de la batería.

 ¿Vale un alternador de coche para un barco?

No, el alternador de un coche no suministra de forma rápida grandes corrientes, ya que el propio alternador/regulador de un coche no deja que las baterías se descarguen demasiado.

En un moto-velero en el que hemos navegado a vela durante bastante tiempo, las baterías se han descargado bastante (consumos del piloto-automático, luces de navegación, frigorífico, etc.). Al poner en marcha el motor del barco se necesita que éste recargue las baterías de forma rápida.

Aparte de la razón anterior, el alternador marino ha de ser mucho más robusto y fiable que el de un coche, entre otras cosas por el ambiente salino al que está sometido.

 

La etapa de separación

Es evidente que hay que impedir que la batería se pueda descargar a través del alternador o cargador de baterías cuando éstos no se están utilizando. Ello se consigue con la etapa de separación de carga de las baterías, que básicamente consiste en unos diodos Schottky de baja caída de tensión, según el esquema siguiente:

 

Cargador de baterías del barco enchufados a 220V AC del pantalán

Cuando el barco no esté navegando a motor, ésta será la forma de cargar las baterías del barco.

La elección del cargador se basa en la capacidad y tipo de baterías que tengamos. Los tipos de baterías, ya hemos visto antes que pueden ser de plomo-ácido, gel o AGM. Los buenos cargadores admiten que pueda seleccionarse el tipo de batería, y así aplicarán uno u otro voltaje de carga.

 

La primera causa de fallos en las baterías es la sobrecarga. Cuando se utiliza un cargador  inteligente de 3 etapas (carga intensiva, absorción y flotación), el propio cargador controla el voltaje de carga, evitando dañar a la batería.

La corriente de carga la monitoriza el cargador por medio de un Shunt, o resistencia de muy bajos ohmios en serie con el circuito de carga. La caída de tensión producida en dicho Shunt se conecta al circuito cargador por medio de dos cables trenzados y apantallados.

Si se utiliza un cargador de voltaje constante, si no controlamos exactamente el tiempo de carga, dañaremos la batería.

La siguiente causa de fallos en las baterías es la carga insuficiente, es decir, lo contrario que la sobrecarga. Las baterías de ciclo profundo de plomo-ácido admiten descargas de hasta un 25 % de su capacidad, mientras que las de gel y AGM pueden llegar al 40 o 50 %. Si no se carga bien la batería, es evidente que su uso continuo puede llegar a descargarla por debajo de esa cifra, dañando la batería.

 Forma de aislar el barco del pantalán

Con objeto de evitar la corrosión galvánica y electrolítica del barco, se hacen dos tipos de montajes:

  • Transformador de aislamiento. El primario de dicho transformador se alimenta de los 220V AC del pantalán, y el secundario de 220 V AC aislados alimenta la AC del barco, según el siguiente esquema. El transformador de aislamiento marino ha de tener una pantalla de aislamiento entre el primario y el secundario. Dicha pantalla se conecta a la tierra del pantalán. Una de las salidas del secundario se conecta al neutro y al ground del barco.

  • Aislador galvánico. Se utiliza un puente de díodos según el esquema siguiente: Cuando la diferencia de potencial entre la tierra del pantalán y el ground del barco no es mayor de 1,6 voltios aproximadamente, el aislador galvánico funciona bien, evitando las corrientes de fugas del ground del barco a la tierra del pantalán. Además, el aislador galvánico no impide que en caso de derivación de un aparato del barco a tierra, llegue a dispararse el diferencial.

Navegación Oceánica

La situación de un navío en medio del océano, lejos de cualquier tierra a la vista, requiere ahora y siempre poder determinar sus coordenadas de latitud y longitud. Si bien en la actualidad esa es una tarea inmediata a través del GPS, hace solo siglo no era así y el navegante debía  estar bien adiestrado en navegación astronómica.

Desde el punto de vista teórico, las líneas de Latitud y Longitud empezaron a cruzar nuestro mundo en tiempos antiguos, por lo menos tres siglos antes del nacimiento de Cristo.

Por el año 150 d.C. el cartógrafo y astrónomo Ptolomeo las había trazado en los veintisiete mapas de su primer atlas mundial. También listó en este volumen todos los lugares conocidos, en orden alfabético y con su respectiva Latitud y Longitud, con la exactitud con que pudo deducirlas de los informes de los viajeros. El propio Ptolomeo sólo tenía una apreciación de escritorio del ancho mundo. Un concepto erróneo común de su tiempo sostenía que quien viviera debajo del Ecuador se fundiría en un calor horrible.

El Ecuador marcó el paralelo de grado cero de Latitud para Ptolomeo. Él no lo escogió arbitrariamente, pero lo tomó de la autoridad más alta de entre sus predecesores y que lo habían derivado de la naturaleza mientras observaban los movimientos de los cuerpos celestes.

El sol, luna, y planetas pasan casi directamente sobre la cabeza en el Ecuador. Igualmente en el trópico de Cáncer y el de Capricornio, otros dos paralelos famosos, asumen sus posiciones en la descripción de los movimientos solares. Ellos marcan los límites norte y sur del movimiento aparente del sol durante el curso del año.

                   Sextante

Ptolomeo era libre sin embargo, de poner a su criterio la línea del meridiano (Longitud) cero. Escogió trazarlo a través de las Islas Afortunadas (ahora se llaman Canarias y Madeira) fuera de la costa noroeste de África. Después, los cartógrafos lo movieron, primero al meridiano de Azores y al Cabo de las Islas Verde, así como a Roma, Copenhague, Jerusalén, San Petersburgo, Pisa, París y Filadelfia, entre otros lugares, antes que se estableciera por fin en Londres. En la medida que se producen giros mundiales, cualquier línea dibujada desde un polo al otro, puede servir también como cualquier otra, como punto de partida o referencia La colocación del primer meridiano es una decisión completamente arbitraria y, por tanto, política.

Aquí yace la real diferencia entre la Latitud y Longitud, más allá de la diferencia superficial en dirección de la línea que cualquier niño puede ver: El  grado cero de Latitud está fijo por las leyes de naturaleza, mientras que el grado cero de Longitud cambia según cambian las arenas del tiempo. Esta diferencia hace que hallar la Latitud sea como un juego de niños, en cambio, la Longitud, especialmente en alta mar, se transforma en un dilema de adultos, que desafió por una buena parte de la historia humana, a las mentes más sabias del mundo.

Cualquier marinero puede calibrar bien su Latitud por la duración del día, o por la altura del sol o por la guía de una estrella conocida sobre el horizonte. Cristóbal Colón siguió un camino recto por el Atlántico cuando «navegó el paralelo» en su hazaña de 1492, y esta técnica lo habría llevado indudablemente a la India, si América no se hubiera atravesado en su camino.

La medida de los meridianos, en comparación, se hace por el tiempo. Para saber la Longitud de uno en el mar, se necesita saber simultáneamente qué hora es a bordo y también en el puerto de salida u otro lugar de Longitud conocida. Ambos tiempos permiten al navegante convertir la diferencia de hora en una separación geográfica.

Dado que la Tierra toma veinticuatro horas para completar una revolución de trescientos sesenta grados, una hora es 1/24 de un giro, o sea, quince grados. Y entonces la diferencia de una hora entre el tiempo en la nave y el puerto de partida, marca un progreso de quince grados de Longitud al este o al oeste. Todos los días en el mar, cuando el navegante ajusta la hora del reloj de su nave al mediodía local, cuando el sol alcanza su punto más alto en el cielo, y consulta la hora de su puerto de origen, cada hora de diferencia entre ambas se traduce en una diferencia de 15 grados en la Longitud.

Esos mismos quince grados de Longitud también corresponden a una distancia viajada. En el Ecuador, donde la cintura de la Tierra es mayor, los quince grados corresponden unas mil millas. Al norte o al sur de ese paralelo, sin embargo, el valor de la distancia en millas, disminuye con la Latitud. Un grado de Longitud equivale a cuatro minutos de tiempo, pero en términos de distancia, un grado se contrae desde sesenta y ocho millas (unos 109 km) en el Ecuador a virtualmente cero en los polos.

Hasta la época de los relojes de péndulo, y aún en ella, resultaba imposible conocer precisamente la hora en dos lugares diferentes simultáneamente, lo que es un requisito previo para conocer el meridiano del lugar, y hoy es fácilmente accesible con cualquier par de relojes de pulsera baratos.

En la cubierta de una nave en viaje, los relojes de péndulo se atrasarían, adelantarían e incluso se detendrían totalmente. Los cambios normales de temperatura entre un país frío de origen, por ejemplo, a una zona de comercio tropical adelgazarían o espesarían el lubricante de un reloj, los metales se alargarían o acortarían, con resultados igualmente desastrosos. Un asenso o descenso de la presión barométrica, o las variaciones sutiles en la gravedad de la Tierra de una latitud a otra, también pueden causar que un reloj se adelante o atrase.

Por la falta de un método práctico de determinar la Longitud, cualquier gran capitán en la época de las exploraciones podía perderse o al menos desviarse sensiblemente en el mar, a pesar de los buenos mapas disponibles y excelentes brújulas. Desde Vasco da Gama a Vasco Núñez de Balboa, de Fernando de Magallanes a Sir Francis Drake, todos consiguieron llegar donde iban, por fuerzas atribuidas a buena suerte o la gracia de Dios, si bien en relidad lo era gracias al conocimiento preciso de la Latitud y una aproximación burda de la Longitud.

En la medida que más y más buques se echaban al mar para conquistar o descubrir nuevos territorios, emprender la guerra, o para transportar oro y artículos entre las tierras extranjeras, las riquezas de naciones empezaron a flotar en los océanos. Y todavía ninguna nave poseía medios fiables para establecer su posición. En consecuencia, innumerables marineros murieron cuando sus destinos surgían repentinamente del mar y eran tomados por sorpresa.

En un solo accidente, el 22 de octubre de 1707, en las Islas Scilly (Sorlingas) cuatro buques de guerra británicos encallaron y casi dos mil hombres perdieron sus vidas por desconocer la Longitud precisa de su posición.

La demanda activa para una solución al problema de Longitud persistió por más de cuatro siglos por todo  el continente europeo. La mayoría de las testas coronadas jugaron un rol relevante en la historia de la Longitud, especialmente Jorge III y Luis XIV. Marineros como el capitán William Bligh del “Bounty”, y el gran navegador capitán James Cook, que hizo tres largos viajes de exploración y experimentación antes de su muerte violenta en Hawai, aplicaron los métodos más prometedores para probar su exactitud y viabilidad.

Los astrónomos de mayor renombre se enfrentaron al desafío de la Longitud recurriendo al universo del mecanismo de relojería: Galileo Galilei, Jean Dominique Cassini, Christiaan Huygens, sir Newton Isaac y Edmond Halley, el famoso del cometa, todos rogaron a la luna y las estrellas por ayuda. Se fundaron magníficos observatorios en París, Londres y Berlín con el propósito expreso de determinar la Longitud por los cielos.

Cuando pasó el tiempo y ningún método se demostró exitoso, la búsqueda de una solución al problema de Longitud asumió proporciones legendarias, equivalente al secreto del movimiento perpetuo, o la fórmula por transformar plomo en oro. Los gobiernos de las grandes naciones marítimas, como España, los Países Bajos, y algunas ciudades-estado de Italia, periódicamente enardecían el fervor ofreciendo grande bolsas de premio para el que desarrollara un método viable. El Parlamento británico, en su afamado Decreto de Longitud de 1714, puso el premio más alto de todos, 24.000 libras, equivalente a varios millones de dólares en el dinero de hoy, para un método «factible y útil» de determinar la Longitud.

Tuvo que ser finalmente, no un científico ni un experto navegante, sino un relojero inglés: John Harrison, un genio mecánico, el que abrió el camino a la ciencia del cronómetro de precisión portátil, si bien para ello tuvo que consagrar su vida a este empeño. Logró lo que Newton había temido que era imposible: inventó un reloj que llevaría la hora verdadera del puerto de partida, como una llama eterna, a cualquier rincón remoto del mundo.

Eliminó el péndulo y combinó diferentes metales dentro de sus trabajos de forma tal que cuando un componente se expandía o se acortaba debido a los cambios de temperatura, el otro neutralizaba el cambio, manteniendo constante el movimiento del reloj. Cada uno de sus éxitos, sin embargo, eran detenidos por los miembros de la elite científica que desconfió de la caja mágica de Harrison.

Un Harrison viejo, exhausto, protegido bajo el alero de Rey George III, exigió su justo premio monetario finalmente en 1773, después de cuarenta años de esfuerzo, de intriga política, guerra internacional, murmuraciones académicas, revolución científica, y levantamiento económico.

A partir de entonces la posición en la navegación oceánica adquirió naturaleza de certeza, lo que favoreció la exploración de los océanos y mares hasta el último de los confines.

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Básicos de Navegación: 10 términos que debes conocer

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Dicen que hay que empezar las cosas por el principio y allá vamos. Empezamos el blog de Oceánica con una breve lista de términos de navegación que todo amante del mar debe conocer. Si acabas de empezar a aprender a navegar o te lo estás pensando estos términos prácticos te pueden dar una visión general muy útil de los fundamentos de la navegación para familiarizarte con ella.

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