Los Fenicios

Viajar por mar mas alla de los horizontes conocidos ha sido una constante en la historia de la humanidad. La exploracion y descubrimiento de nuevas tierras se inicio asi seguramente en plena prehistoria, y fuerno muchos los pueblos que emprendieron aventuras de esta clase, forzados por la necesidad ó simple atracción de lo desconocido. Sin embargo, los primeros grandes protagonistas de la exploracion maritima que se aventuraron de manera apresurada por aguas desconocidas y surcaron el mar en casi todas las direcciones posibles fueron los Fenicios.

Los barcos y la navegación:
La habilidad marinera de los fenicios era ampliamente conocida entre los pueblos vecinos y suscitó siempre una gran admiración o una fuerte envidia. En realidad, el dominio de los medios de navegación y el profundo conocimiento de los mares y de los elementos atmosféricos, junto con la costumbre de los tráficos marítimos, permitieron a este pueblo llegar a ser un ejemplo en el ámbito de la cuenca mediterránea. De aquí la fama que tenían de crueles piratas o hábiles comerciantes, de astutos o estafadores mercaderes o de grandes e intrépidos navegantes. Sea como fuere, los fenicios, animados por el deseo de adquirir fuentes cada vez más nuevas y remuneradas de aprovisionamiento de materias primas y de comerciar los productos propios elaborados en la madre patria, recorrieron enormes distancias, siendo los pioneros en trazar rutas hacia el Mediterráneo occidental y, más allá de las columnas de Hércules, hacia las costas atlánticas de África y de Europa, abriendo a la historia la cuenca occidental del Mediterráneo. Sobre la base de las antiguas fuentes escritas y con relación a los antiguos asentamientos, es posible argüir los diferentes sistemas de navegación en uso en aquella época. Se pueden reconocer, pues, dos tipos fundamentales: el primero, de pequeño cabotaje, se desarrollaba en el ámbito de la franja costera, con navegación a la vista de las costas y entre núcleos habitados próximos.

Navegación en alta mar:
El segundo, de largo recorrido, se enfrentaba con amplios trechos de mar abierto, lejos de las costas y se dirigía hacia lugares a menudo muy distantes del puerto de partida. Por lo que atañe a la navegación de pequeño cabotaje, ésta se efectuaba prevalentemente en las horas diurnas, en la proximidad de las costas y, por lo tanto, navegando a la vista, para unir los centros costeros separados entre sí no más de 25-30 millas náuticas. A este fin, junto a los barcos mercantiles de mayor tamaño, se utilizaban también embarcaciones de menor tonelaje, con relación al espejo de mar que había que atravesar y a la posible carga que había que transportar. Por otra parte, la navegación de largo recorrido tenía lugar especialmente en mar abierto, a una mayor distancia de las costas, pero probablemente siempre a la vista de la tierra, durante la noche. Cuando el trayecto no permitía paradas a la navegación, la nave se orientaba por la constelación de la Osa Mayor, conocida en el mundo antiguo con el nombre de Estrella Fenicia. En todo caso, cuando era posible y en estrecha dependencia de las condiciones atmosféricas, también la navegación de largo recorrido tenía que aprovechar las escalas temporales, necesarias para el aprovisionamiento de los géneros alimenticios y para posibles reparaciones del mismo barco. En las paradas nocturnas y caso del mal tiempo o de viento contrario, se escogían espejos de agua respaldados por promontorios o islas, mientras que, en lo tocante a las embarcaciones menores, éstas se llevaban a tierra fácilmente, cada vez que se presentaba la necesidad de hacerlo. Si se observa con atención un mapa geográfico del Mediterráneo, se puede constatar fácilmente que los trechos de mar en los que se tenía que navegar necesariamente, sin puntos de referencia en la costa, son muy raros en realidad. Pues, si se tiene presente que la velocidad de la flota comercial giraba en torno a los 2-3 nudos, se deduce que en un día se podían recorrer más de 50 millas marinas, que permitían llegar, salvo en algunas travesías de especial longitud, a la vista de las costas. Los trayectos más largos, que suponían navegar sin puntos de referencia en la costa, eran las travesías del canal de Cerdeña, desde las costas africanas a las de la isla, o la travesía del mar de las Baleares, desde las costas africanas a las islas Baleares, o de éstas a las costas occidentales de Cerdeña. Las restantes rutas que los fenicios solían recorrer podían hacerse costeando la tierra, como debía suceder durante las largas travesías de Oriente a Occidente y viceversa. Por lo que se refiere a la velocidad máxima del recorrido de un trecho de mar del que se tenía conocimiento cierto, el historiador Polibio nos transmite la noticia de cómo un capitán cartaginés, llamado Aníbal el Rodense, consiguió efectuar con un barco de guerra el trayecto entre Cartago y el cabo Lilibeo hasta la actual Marsala, equivalente a 125 millas marinas, en 24 horas con una media de más de 5 nudos por hora. La navegación comercial tenía lugar casi exclusivamente entre los meses de marzo y octubre, es decir, durante la temporada más benigna del año, y empezaba con especiales ceremonias, con la intención de propiciar los tráficos marítimos. La falta de vientos constantes, como los alisios en la cuenca del Mediterráneo, constituyó seguramente un problema no leve para los largos trayectos, con relación al tipo de velamen en uso en aquella época. Sin embargo, la inconstancia de los vientos mediterráneos y su orientación tan variable, aunque a veces impusieron paradas de varios días de duración, también permitieron que el tráfico comercial se desarrollara en todas direcciones, sin necesidad de que hubiera temporadas de espera o de que se dieran giros acaso viciosos o excesivamente largos.

La navegación de las embarcaciones de guerra, por el contrario, tenía lugar durante todo el año, por la necesidad de patrullar las costas y para la posible represión de la piratería; o bien, en el caso de acontecimientos bélicos en curso, para las oportunas operaciones militares. Estas eventualidades, condicionadas por la intemperie, fueron muchas veces fatales si se considera que, por ejemplo, durante el desenvolvimiento de la primera guerra púnica entre Cartago y Roma, las pérdidas de la flota comercial -incluyendo barcos para el transporte de las tropas y de los aprovisionamientos, y los barcos de línea- causadas por las tempestades y por los consiguientes naufragios atribuibles a los cartagineses, sumaron cerca de 700 unidades; mientras que las pérdidas de las flotas romanas superaron incluso el millar.

Expediciones marítimas:
Gran resonancia tuvieron en la antigüedad los viajes de exploración con fines comerciales, efectuados por fenicios y cartagineses en búsqueda de metales preciosos o de nuevos y más remunerativos mercados. Entre éstos, merece ser recordado sin duda el que, según el historiador Heródoto, efectuaron los fenicios por encargo del faraón Necao hacia finales del siglo vn a.C. y que, habiendo durado cerca de tres años, los llevó a circunnavegar el continente africano de oriente a occidente, o bien, como narra un geógrafo griego, el viaje del cartaginés Hannón que, hacia finales del siglo V a.C., poniendo vela desde Cartago hacia el océano Atlántico, traspasó las columnas de Hércules, llegando hasta el golfo de Guinea. También vale la pena citar el viaje efectuado hacia el siglo y a.C., por el cartaginés Himilcón a lo largo de las costas atlánticas de Europa hasta alcanzar la Bretaña y, tal vez, las islas Casitérides (Gran Bretaña e Irlanda) en busca del estaño y en el intento de abrir una nueva vía comercial para este mineral, en alternativa a la vía continental que, a través de Francia, llegaba hasta el golfo de León y a Marsella. Algunos hallazgos arqueológicos atestiguan la presencia, aunque temporal, de los cartagineses en las islas Azores, mientras ulteriores noticias de antiguos autores cuentan viajes fabulosos efectuados por los fenicios en regiones del océano Atlántico.

Diseño de embarcaciones:
Para poder desarrollar sus actividades comerciales, los fenicios utilizaron barcos equipados adecuadamente para dichos fines, que explotaban todos los recursos puestos a disposición por la técnica de los astilleros de la época y que no estaban muy distantes de los criterios constructivos actualmente en uso. Ante todo hay que recordar los barcos de transporte, llamados gauloipor los antiguos autores, a causa de la redondez de su casco, que tenían una amplia capacidad de carga y poseían una anchura equivalente a la cuarta parte de la longitud. Los barcos de transporte fenicios tenían una longitud comprendida entre los veinte y los treinta metros y, por lo tanto, la anchura era de seis o siete metros; el calado era de un metro y medio aproximadamente, en analogía con la parte saliente del casco. Si las medidas ahora mencionadas corresponden a la mayor parte de la flota en uso, no hay que excluir los barcos mercantiles de mayores dimensiones. La popa era redondeada y culminaba con un friso de cola de pescado o en forma de viruta, así como la proa, también curvilínea, acababa en el aplustro, un friso zoomorfo representando la cabeza de un caballo. En el casco, a espaldas de la proa, estaban representados dos ojos, que, según la intención de cada caso, tenían que permitir al barco ver la ruta y tenían que causar terror a los enemigos. La propulsión de estos barcos estaba garantizada por la presencia del palo maestro que sostenía una vela rectangular, fija con una yerga que se orientaba según fuera la dirección del viento. La forma y la posición de la vela permitían al barco tan sólo unas andaduras con vientos provenientes de los cuadrantes de popa. El gobierno del barco estaba asegurado por el timón, un remo con las palas asimétricas muy amplias, que se sujetaba en el lado izquierdo, cerca de la popa. En el puente del barco, siempre hacia la parte de popa, surgía el castillo que ofrecía protección a la tripulación y contenía los aparejos además de la cocina de a bordo. La tripulación de estos buques raramente superaba los veinte hombres, incluyendo al capitán armador y al piloto, puesto que la navegación de vela no requería un número mayor de marineros. Pasando a considerar los barcos que componían la flota de guerra de los fenicios y de Cartago es preciso observar, ante todo, que estas embarcaciones eran más delgadas que la flotilla comercial. Pues, para poder albergar una tripulación más numerosa y para poder disponer en los bancos del mayor número posible de remeros, estos navíos tenían una anchura que correspondía casi a la séptima parte de su longitud. Mientras la popa era semejante a la de los barcos comerciales, la proa se apartaba bastante, puesto que constituía la parte más importante de la embarcación y el arma ofensiva durante las batallas. Era precisamente en la extremidad de la proa donde se colocaba el espolón, es decir, una punta de bronce de diferentes perfiles que se utilizaba para destrozar los costados de los barcos adversarios. A los lados de la proa estaban ubicados los acostumbrados ojos, encima de los cuales se hallaban los orificios por los que pasaban los cables de las anclas. En el puente, siempre hacia proa, estaba situado el castillo, una estructura de madera que durante los enfrentamientos albergaba a los arqueros o las catapultas; en popa estaba en cambio el puente, reparo y alojamiento del capitán y de los oficiales. El gobierno del barco estaba asegurado por dos timones colocados en los costados, cerca de la popa. La propulsión del barco de guerra era más compleja, puesto que en batalla eran indispensables las evoluciones y cambios bruscos de ruta para poder tocar al enemigo con el espolón y evitar los golpes asestados por la flota adversaria. Por lo tanto, en el puente se levantaban dos palos, uno colocado en el centro, que sostenía la gran vela maestra, y otro ubicado en la proa que enarbolaba una pequeña vela, la cual permitía gobernar el barco incluso con vientos transversales. Durante las batallas los barcos se desarbolaban y la propulsión de los mismos quedaba asegurada por los remeros. Estos se colocaban en el interior del casco, a lo largo de los costados del barco, y empuñaban los remos que salían por los orificios practicados en la tablazón. Junto a los barcos comerciales y de guerra, se conocen también embarcaciones menores, como los botes utilizados para recorridos de pequeño cabotaje o las barcas de pesca. La forma del casco era semejante a la de los barcos mercantiles, con una proporción análoga entre la longitud y la anchura. La popa, adornada con un friso, era redondeada, mientras que la proa era apiculada, llevando encima una viga. La propulsión dependía tanto de las velas, con un pequeño palo, como de los remos, mientras el gobierno se aseguraba mediante un timón situado a la izquierda de la popa. Siempre sobre el tema de la flota de guerra es preciso mencionar primeramente los tipos en uso entre el inicio de la historia de los fenicios y la caída de Cartago.

El barco más antiguo y más elemental era la pentecontera, cuyo nombre indica sus características más sobresalientes. La embarcación, en efecto, tenía una longitud que se calcula entre unos veinticinco metros y tenía una tripulación de cincuenta hombres en los remos, dispuestos en veinticinco por cada lado, además del capitán, el segundo, el piloto y los hombres encargados de la maniobra de las velas, que no superaban el número de diez. El ritmo del movimiento de los remos lo aseguraba un flautista. La reina del Mediterráneo, dueña indiscutible del mar, entre los siglos VII y IV a.C., fue la trirreme o triera, cuya invención los antiguos autores atribuyen a los navegantes fenicios. Esta embarcación albergaba una tripulación de unos ciento ochenta hombres, dispuestos en la siguiente forma: ochenta y cinco hombres por cada lado se aplicaban a los remos, mientras la parte restante constituía el personal consagrado al mando y a la maniobra del velamen, así como un pequeño contingente de infantería de desembarque, destinada al combate. La innovación fundamental de este barco fue el hecho de que los remeros, dada la longitud del casco, no superior a los treinta y seis metros, no estaban dispuestos en línea, sino superpuestos en tres filas desiguales, de manera que pudieran lograr un triple objetivo: no estorbar el movimiento de los remos de los marineros, no tener que levantar demasiado los costados del barco y contener su longitud. Los antiguos autores también atribuyen la sucesiva tetrera, en servicio en las flotas cartaginesas a partir del siglo IV a.C., a los astilleros de Cartago. La innovación de este barco, como la de la sucesiva pentera, clásico buque de línea durante las guerras púnicas, consistía en disponer de cuatro y, a continuación, de cinco remeros para cada remo y en un mismo banco. Tanto la tetrera como la pentera tenían una longitud de casi cuarenta metros y una anchura de poco más de seis, con una parte sumergida no superior a los dos metros. La máxima velocidad alcanzable por estos barcos -cuya tripulación era respectivamente de doscientos cuarenta y de trescientos hombres aplicados a los treinta remos por lado, además de aquellos destinados a la maniobra de las velas-, velocidad obtenida con el uso simultáneo de dos medios propulsores y únicamente para cortos trechos, era de cinco y de seis nudos. La velocidad de crucero, alcanzable con el uso de uno solo de los medios de propulsión era de casi la mitad de la máxima. La aproximación al teatro de la batalla se hacía con el exclusivo uso de la vela; en el momento de avistar al enemigo, se amainaban las velas y se quitaba el mástil y, cuando era posible, se dejaba en tierra para dejar libre el puente, a fin de que los combatientes pudieran moverse fácilmente en él.

Técnica de combate naval:
El orden de batalla y el enfrentamiento se efectuaba exclusivamente a fuerza de remos, para poder maniobrar el barco con mayor facilidad. De máximo interés es el constatar, a través de las antiguas fuentes, que mientras los ejércitos cartagineses estaban compuestos prevalentemente de mercenarios, reclutados a sueldo en las diferentes regiones del Mediterráneo, las tripulaciones de los barcos, en cambio, estaban constituidas exclusivamente por ciudadanos cartagineses. La consistencia de las flotas durante el enfrentamiento con Roma, era de varias escuadras de doce barcos y podía llegar normalmente a formar flotas de ciento veinte barcos y, en casos especiales, de más de trescientos. Las tácticas de las batallas navales de escuadra eran principalmente dos: la primera, conocida con el nombre de diecplus, consistía en una salida simultánea y velocísima de toda la flota dispuesta en línea, en atravesar la línea enemiga por los espacios existentes entre los barcos, en el repentino viraje a espaldas del adversario y en el asestar un golpe definitivo, con el espolón, en la popa de los barcos enemigos. La segunda táctica, definida periplus, consistía en colocarse al lado del barco enemigo y asestarle un golpe con el espolón contra el costado. Cuando un barco enemigo no quedaba irremediablemente afectado era arrastrado hasta tierra firme para efectuar su reparación y poder utilizarlo de nuevo.

Construcción Naval:
En cuanto a la carpintería y a las técnicas de construcción de aquel tiempo, ha sido de gran ayuda, para su mejor conocimiento, el descubrir en un espejo de mar poco al norte de Marsala, dos barcos púnicos del siglo III a.C. Los barcos, en discreto estado de conservación teniendo en cuenta su larga permanencia en agua, han sido clasificados por los autores del hallazgo como barcos de guerra, pero la ausencia del espolón, de por sí tan significativa, y su escasa longitud, no superior a los treinta metros, permiten atribuir a las dos embarcaciones una función más bien de avisos-repuestos, no destinados a las operaciones bélicas sino a funciones de enlace. En todo caso, lo que sigue siendo de importancia fundamental es la técnica utilizada en su construcción. En efecto, ha sido posible observar que ambos barcos estaban construidos en su totalidad, con piezas de madera prefabricadas separadamente y montadas sólo en un segundo tiempo. Esto se deduce en base a la presencia en los bordes de cada pieza de unas letras del alfabeto púnico y de líneas de guía que debían servir de referencia a los carpinteros. Este descubrimiento contribuye también a aclarar el famoso episodio descrito por Plinio (Nat. Hist., XVI, 92) en que se cuenta cómo la primera flota romana fue construida tan sólo en sesenta días. En realidad, el historiador Polibio cuenta lo siguiente: "En esta ocasión, los cartagineses habían asaltado (a los romanos) en el estrecho (de Mesina) y un barco cubierto, habiendo avanzado demasiado en su afán de combatir, se había embarrancado y había caído en manos de los romanos; de este barco se sirvieron para construir toda la flota". Es bastante evidente que, si para la construcción del barco de guerra cartaginés se habían utilizado los sistemas descritos arriba, el subsiguiente desmontaje había revelado su procedimiento y había permitido a los carpinteros romanos preparar la flota en muy breve tiempo. Por otra parte, siendo innegable la supremacía de las flotas cartaginesas en este período, es lógico que se tomaran como prototipos los barcos que, en aquel tiempo, constituían la suma de las técnicas navales, de la funcionalidad y de la manejabilidad, en toda la cuenca occidental del Mediterráneo. En conclusión, la estructura de los antiguos barcos fenicios y púnicos y los elementos que componían su casco, por lo menos en base a lo que se puede deducir de los restos de embarcaciones arriba citados, era bastante parecida a las actuales barcas de pesca de los países ribereños del Mediterráneo. Se trata de un complejo de tablas colocadas a cuchillo o parcialmente superpuestas -la tablazón- que va sujeto interiormente por un esqueleto de vigas -las ordenadas- ortogonales a la quilla. Además subsisten trazas de un recubrimiento externo que protegía la tablazón, formado por planchas de plomo embreado interiormente con pez y fijadas al casco con clavos de cobre.
(Fuente: http://www.mgar.net/var/fenicia.htm)

Excavación subacuática

El influjo colonial por parte de comerciantes fenicios que dio lugar a la aparición de la cultura ibérica, encuentra un testimonio único a nivel mundial en dos barcos fenicios fechables en el s. VII a.C. y hundidos frente a la Playa de La Isla. El primero de los barcos, el conocido como Mazarrón 1, fue descubierto en 1988. La excavación subacuática de la primera de las naves fenicias se realizó entre los años 1993 y 1995 y la llevó a cabo el equipo del Museo Nacional de Arqueología Marítima y Centro Nacional de Investigaciones Arqueológicas Submarinas, dependiente del Ministerio de Cultura. El segundo de los barcos fenicios de la playa de la Isla, el denominado Mazarrón 2, fue excavado por el mismo equipo técnico. Se trata del barco más antiguo conocido y completo que haya sido excavado en el fondo del mar. La excavación arqueológica de esta segunda nave se realizó entre los años 1999 y 2000. El barco, que está casi completo y conservado in situ frente a la Playa de la Isla, contaba con la totalidad del cargamento, constituido fundamentalmente por lingotes de mineral de plomo. También se localizó el ancla que es la más antigua de su tipo aparecida hasta la fecha en el Mediterráneo.

Actualmente no se encuentra visible, y está protegido con una estructura como medida de protección.

Pilotos Automáticos

Lo que muestro a continuacion es partes del libro GOBIERNO AUTOMÁTICO EN VELEROS
Sistemas de piloto automático y gobierno automático
Peter Christian Förthmann
El libro esta muy interesante, esta para leerlo completo.

Sistemas de piloto de viento frente a pilotos automáticos

Nuestro propósito al publicar este libro es investigar el funcionamiento y las ventajas y los inconvenientes de los distintos sistemas para ayudar al lector a decidir cuál es el más adecuado para sus necesidades específicas. Las dos categorías principales del sistema de gobierno automático son el piloto automático y el sistema de piloto de viento. Los pilotos
automáticos son sistemas electromecánicos que obtienen su impulso de gobierno de un
compás, mientras que los pilotos de viento usan la fuerza del viento y del agua y obtienen su impulso de gobierno del ángulo del viento aparente.
Un velero genera todo su empuje a partir de la posición del barco y del ajuste de las velas respecto del viento; si las velas no están bien ajustadas no habrá empuje. Esta relación simple explica el motivo por el cual un piloto de viento es ideal para gobernar un velero. El ángulo del viento que utiliza es exactamente el mismo que produce el empuje del barco; una vez establecido este ángulo, el empuje está garantizado. Las ventajas de gobernar hacia el ángulo del viento aparente son especialmente notorias cuando se navega con tendencia a orzar. La más mínima desviación del viento se traduce inmediatamente en un cambio de rumbo asegurando el empuje óptimo –un grado de sensibilidad que supera al del mejor timonel humano.

Koopmans de 65 pies gobernado por piloto automático y piloto de viento.
¿Por qué son necesarios los pilotos automáticos?
En pocas palabras, los pilotos automáticos son compactos y discretos. Cuando se toma la decisión de comprar un sistema de gobierno automático probablemente el principal factor que juega en contra de los pilotos de viento es su aspecto extraño. Por lo general son grandes y voluminosos, algo muy alejado del ornamento ideal del espejo de popa. Además de eso, algunos son pesados y poco manejables y tienden a convertirse en un estorbo cuando se maniobra con el motor en el puerto.
Por el contrario, los pilotos automáticos son prácticamente invisibles en la bañera y pueden ocultarse por completo debajo de la cubierta. Una vez instalados, son fáciles de operar ya que sólo requieren el aprendizaje del manejo de unos pocos botones. Los pilotos automáticos de bañera son ligeros, generalmente baratos y proporcionan un rumbo a compás. Para algunos navegantes éste es un argumento convincente y por ese motivo los pilotos automáticos están llamados a tener éxito.
A lo largo de muchos años el mundo de la vela se polarizó en dos campos. En la década de 1970 los sistemas de piloto de viento llegaron a ser algo común en los yates de alta mar, en los que resultaban indispensables. Sólo en casos excepciona les se los veía en los veleros de recreo o de fines de semana (¡y a veces sólo se colocaban por la ilusión de imitar a los grandes veleros!).
En los últimos 25 años se han suscitado acalorados debates entre los defensores de ambos sistemas. La repetida ins istencia con que algunos defendían que los navíos de varias toneladas de peso se gobernaban “fácilmente” con menos de un amperio de energía ha sido un importante punto de discusión. Hoy en día la visión es más realista y no se aparta de las leyes de la física: toda “potencia generada” (fuerza de gobierno) requiere una cierta “alimentación”(corriente eléctrica/energía). ¿Quién no recuerda la “Ley de la conservación de la energía” aprendida en las lecciones de física de la escuela?

Pilotos automáticos

Cómo funcionan
Los pilotos automáticos dependen de un compás. Un impulso de gobierno producido por el compás acciona un motor eléctrico o hidráulico que despliega o repliega una biela o cilindro hidráulico, que a su vez desplaza el timón para mantener el rumbo del barco. El compás realiza una comparación entre el valor de consigna y el real y continúa la operación de gobierno hasta que el barco retorna al rumbo deseado. Existe una rela ción directa entre:la fuerza de gobierno;la velocidad a la que se ejerce la fuerza de gobierno; y el consumo de corriente.
Las constantes físicas entre estos factores están fijadas,de modo que siempre debe
alcanzarse un compromiso en la única relación importante en un velero: eficacia de gobierno (salida) / consumo de corriente (entrada). Nunca es posible obtener la máxima eficacia de gobierno con un mínimo consumo de energía.
Este compromiso plantea un dilema, puesto que un motor eléctrico puede adaptarse para
que produzca una gran cantidad de energía lentamente o poca energía con rapidez (lo mismo que un coche que es capaz de subir una pendiente pronunciada en primera velocidad, pero no puede hacerlo con la marcha más larga).
Los pilotos automáticos se distinguen por la capacidad del motor que fija automáticamente la relación entre la fuerza aplicada por la biela de empuje y su velocidad de funcionamiento.
Casi todos los fabricantes de pilotos automáticos confían en este montaje de rendimiento probado, por lo que resulta raro ver sistemas con motor de velocidad variable. Esta pronunciada desmultiplicación de la fuerza del motor eléctrico (para aumentarla en la biela de empuje) no es generalizada, puesto que el movimiento correctivo del timón se efectuaría con demasiada lentitud para que el barco regrese eficazmente al rumbo deseado.
Para identificar el piloto automático adecuado en primer lugar es necesario eterminar la torsión máxima del timón (longitud y ancho), el contrapeso (distancia desde el centro del codaste al borde anterior del timón) y el potencial de velocidad del barco. La torsión del timón puede calcularse o formularse empíricamente mediante la medición real de la fuerza de la caña o de la rueda del timón. El fracaso es inevitable si la carga máxima en el timón supera la torsión máxima de la unidad de accionamiento. Si elige un modelo de bajo consumo de energía para un barco relativamente pesado, el rendimiento, en términos de gobernabilidad,estará lejos de ser el ideal. Si elige un sistema que actúe constantemente al límite de su capacidad pronto deberá reemplazarlo por otro de mayores dimensiones. Por último, si se
decide por un piloto automático potente no encontrará una batería capaz de suministrar la energía necesaria sin que deba recargarla regularmente. ¡Cada opción tiene su precio!
Pilotos automáticos de bañera para el gobierno con caña de timón
La forma más simple de piloto automático son los sistemas en los que un motor eléctrico está directamente conectado mediante una transmisión a una biela de empuje. Esta biela se despliega o se repliega para desplazar a la caña del timón.
Los pilotos automáticos de bañera sencillos constan de un solo módulo que incluye el
compás, el motor y la biela de empuje. En los modelos más grandes, la unidad de control y el compás son módulos separados que pueden estar conectados con otros transductores externos mediante un enlace de datos. Autohelm indica sus instrumentos compatibles en red con el prefijo ‘ST’ (SeaTalk), mientras que Navico usa el distintivo “Corus”.
Los sistemas de biela de empuje de caña del timón no son especialmente potentes y por lo tanto sólo resultan útiles en los barcos más pequeños. Utilizan motores eléctricos
relativamente pequeños (ahorro de energía), cuya fuerza debe multiplicarse mediante
engranajes antes de aplicarla a la biela de empuje. Por este motivo son ruidosos; el sonido de un piloto automático de bañera en funcionamiento resulta molesto. En funcionamiento normal, los pilotos automáticos de bañera tienen un consumo relativamente moderado, mientras que con grandes cargas su consumo puede ser de unos 3 amperios. Tienden a ser de movimientos pesados.

El piloto automático de caña de timón AUTOHELM ST 800

Pilotos automáticos de bañera para el gobierno con rueda de timón

Los sistemas de piloto automático para rueda de timón son similares a los descritos anteriormente, excepto en que las correcciones del rumbo las realiza una correa de transmisión, una correa dentada o una rueda dentada que actúa sobre un motón giratorio acoplado a la rueda del navío. Los pilotos automáticos de bañera para el gobierno con rueda de timón pueden estar conectados a una red de datos.

Piloto automático para rueda Navico WP 300 CX

Pilotos automáticos en el interior del casco

Los pilotos automáticos en el interior del casco utilizan bielas de empuje o sistemas hidráulicos con potentes motores conectados al codaste o al cuadrante que hacen girar directamente al timón principal. También es posible sustituir la conexión mecánica y el eje por un sistema hidráulico en el que una bomba hidráulica proporciona la presión de aceite necesaria para accionar un cilindro hidráulico, que a su vez mueve al timón principal. Este tipo de sistema es adecuado para los barcos de mayor tamaño. Los veleros de más de 21m / 60 pies de eslora con grandes soportes del timón hidráulico usan para el piloto automático bombas de funcionamiento constante controladas por válvulas solenoide.

Los tres módulos de un piloto automático en el interior del casco

Unidad de control
La unidad de control se usa para presentar en pantalla todas las funciones del piloto
automático y cualquier otro módulo conectado a través de un enlace de datos; normalmente se opera con pulsadores (Autohelm) o con gobiernos de ajuste (Robertson). Los tamaños de las pantallas son variados y, como es de suponer, las de mayor tamaño suelen resultar de lectura más fácil. Las modernas pantallas LCD de alto contraste se desdibujan si se exponen a una excesiva luz solar directa; por consiguiente, lo ideal es montarlas verticalmente, nunca planas,sobre una plataforma. Cuando es necesario, habitualmente es posible instalar unidades de control adicionales para que el operador no esté limitado a la bañera principal. También se dispone de palancas de gobierno que permiten un control directo de la unidad de accionamiento del piloto automático.

Unidad de procesamiento central
La unidad de procesamiento central consta de: ordenador de navegación, compás,
indicador de la posición del timón, transductor de aleta y periféricos.

Ordenador de navegación
El ordenador de navegación, instalado debajo de la cubierta, es el responsable del
procesamiento de todas las órdenes y señales requeridas para el cálculo de los movimientos necesarios del timón para la corrección del rumbo y la activación de la unidad de accionamiento. En resumen, relaciona el software con el hardware y convierte las señales en acciones. Hay dos clases de ordenadores de navegación:
La versión manual, que es instalada y ajustada por el usuario o el instalador;
La versión autoadaptable, que adquiere información de las operaciones recientes y de
los datos registrados.
Ambas tienen sus ventajas y desventajas, pero los navegantes suelen preferir la facilidad de la caja negra autoadaptable. Aparte de la visualización de unas pocas decisiones básicas (modo de ganancia, virada por avante automática (auto-tack), compás o aleta), el usuario sólo tiene que sentarse a observar cómo el software hace su trabajo.

Compás
Los compases o brújulas trabajan mejor en tierra. Los problemas empiezan una vez a
bordo: el cabeceo, el balanceo, la escora, la aceleración y la desaceleración son factores que afectan al compás. El ordenador de navegación necesita una señal clara y legible del compás para gobernar correctamente; la precisión del rumbo del piloto automático depende del impulso de gobierno del compás.
La posición del compás es muy importante y antes de su instalación es necesario tener en cuenta las siguientes cuestiones:
Cuanto más centrado esté el compás en el barco, mayor será el número de
movimientos que deberán ser filtrados.
Cualquier variación de los campos magnéticos locales impedirá una señal precisa. El
compás deberá mantenerse bien alejado de motores eléctricos, bombas, generadores,
radios, receptores de TV, instrumentos de navegación, cables de alimentación eléctrica y objetos metálicos.
Los compases requieren temperaturas constantes, por lo que debe evitarse ubicarlos en
lugares expuestos a la luz solar o a fuentes de calor (motor, cocina, calefactor, etc.).
Un buen lugar en la mayoría de diseños de yates, siempre que no tengan un casco de acero, es debajo de la cubierta y cerca de la base del mástil. El punto de mayor estabilidad en los yates más modernos está situado más hacia popa, normalmente a un tercio de la eslora desde la popa. En los barcos metálicos hay distintos modos de obtener impulsos de gobierno
correctos. Robertson ha utilizado con éxito en barcos de pesca comerciales un montaje en el que se coloca debajo de la cubeta de bitácora un compás magnético con detector de rumbo que detecta los cambios en los campos magnéticos. Otros fabricantes colocan su brújula de inducción terrestre sobre la cubierta o incluso en el mástil, que no siempre es la posición ideal debido a su acentuado movimiento. En los barcos de acero son especialmente importantes la instalación y la calibración cuidadosas del compás (una brújula de inducción terrestre no puede usarse debajo de la cubierta en un yate de acero).
La distancia desde el compás hasta el ordenador de navegación debe ser lo más corta
posible para reducir al mínimo el problema de la caída de voltaje. A mayor distancia, más finos deben ser los cables. Una cuestión que debe tenerse siempre en cuenta para la instalación es la siguiente: cualquiera que sea la ubicación del compás, éste debe ser fácilmente accesible.
Es posible elegir entre tres tipos de compás: el compás magnético, la brújula de inducción terrestre y el girocompás. Los sensores de inducción terrestre que suministran datos del rumbo al ordenador de navegación son estándar para casi todos los fabricantes. La eficacia del gobierno en condiciones de ensayo puede optimizarse mediante la instalación de un sistema de flujómetro electrónico especial. Autohelm usa un transductor ‘GyroPlus’, mientras que Robertson dispone de un nuevo tipo de compás en el que las señales de inducción terrestre se traducen en señales de frecuencia cuyas variaciones pueden controlarse más fácilmente. Una mayor optimización incluye amortiguación por fluido y promediación electrónica. La calidad
de la señal final para las acciones de gobierno está directamente relacionada con el precio y la calidad del sensor. En realidad, se obtiene lo que se paga y lamentablemente la gama de precios, que comienza con unas 200 libras para una brújula de inducción terrestre y cerca de 240 libras para un compás magnético y detector de rumbo comunes, alcanza las 9.000 libras para una unidad de girocompás de la gama de alta tecnología.

Indicador de la posición del timón
El transductor de la posición del timón está montado en el timón e informa al ordenador de navegación de la posición del mismo. Puede acomodarse en el interior de la unidad de accionamiento (protegido de pisadas accidentales) o externamente en el puesto de gobierno (más vulnerable).

Transductor de aleta
Un transductor montado en una aleta o en la cabeza del mástil transmite información desde el ángulo del viento aparente hasta el ordenador de navegación.

Periféricos
Las señales de otros equipos de navegación, como Decca, GPS, Loran, radar, indicador de velocidad y sondador acústico también pueden contribuir a la precisión del gobierno del barco aportando datos adicionales al ordenador de navegación.

La elección de un piloto automático

La eficacia de los pilotos automáticos de bañera es menor cuanto mayor es el tamaño de la embarcación. Los fabricantes especifican sus modelos más potentes para barcos que no pesen más de 9 toneladas e incluso esto puede parecer optimista en condiciones de funcionamiento más difíciles. Los pilotos automáticos de bañera también llegan a consumir mucha energía cuando soportan cargas más elevadas y por consiguiente no es aconsejable elegir una unidad para la cual el barco en cuestión se encuentra en el límite del intervalo de funcionamiento nominal.
La decisión principal en lo que respecta a los pilotos automáticos colocados en el interior del casco es el tipo de la unidad impulsora que se instale. La elección entre unidades impulsoras lineales mecánicas, lineales hidráulicas e hidráulicas depende esencialmente de:
- El tamaño del barco
- La disposición de gobierno del timón principal existente
- La capacidad de las baterías
- El fin al que está destinada
Aunque las unidades impulsoras lineales mecánicas consumen menos corriente y suelen
resultar más adecuadas para barcos pequeños, tienden a carecer de la potencia suficiente para embarcaciones de 12 m / 40 pies o más. Las unidades impulsoras lineales hidráulicas son más adecuadas para barcos de mayor tamaño, con cargas del timón más elevadas y grupos de batería más grandes. Por ese motivo las unidades impulsoras hidráulicas son muy aptas para barcos con gobierno principal hidráulico; para barcos más grandes la mejor opción es una bomba hidráulica de funcionamiento continuo.
Debe calcularse la velocidad de funcionamiento del piloto automático necesaria para
mantener el rumbo de un barco determinado. Los yates para navegación en alta mar de quilla larga pueden gobernarse con un sistema de funcionamiento potente pero más lentamente; por lo general, bastará con un movimiento del timón de unos 5-6º por segundo (sin carga). Un barco más ligero de 30 pies con quilla de deriva y timón compensado necesitará unos 15-20º(sin carga), pero la fuerza aplicada al timón nunca deberá ser muy elevada.
Los patrones de yates suelen solicitar ayuda al fabricante para calcular las necesidades específicas de su embarcación. Un elevado nivel de asesoramiento y asistencia por parte de un fabricante para resolver estas cuestiones es un buen comienzo, que sin lugar a dudas contribuirá a ganar un cliente. Para los patrones de yates potentes que muy pocas veces llevan sus embarcaciones más allá de los límites mecánicos indicados las consecuencias de un error de criterio en el momento de calcular esas necesidades serán frustración y molestias. Las consecuencias para el navegante de alta mar pueden ser desastrosas: deberá pasarse días enteros sin descanso al mando del timón.
Una última cuestión que debe tenerse en cuenta a la hora de elegir un piloto automático, a la que no se presta atención en un momento de peligro, es la comodidad debajo de la cubierta. Una unidad impulsora ruidosa puede convertir a una cabina acogedora en un lugar prácticamente inhabitable.

Sistemas de piloto de viento

Los sistemas de piloto de viento obtienen su impulso de gobierno del ángulo del viento aparente. La ventaja de este sistema es que un velero genera igualmente su impulsión a partir de su posición en relación con el viento aparente. Una vez que se han ajustado las velas y la aleta en el ángulo apropiado en relación con el viento, la embarcación continuará manteniendo ese ángulo indefinidamente y las velas estarán siempre adecuadamente orientadas.
La dirección del viento es la cuestión clave a la hora de planificar cualquier viaje. Si el viento sopla de popa es posible fijar la dirección del rumbo y disfrutar de un cómodo viaje de A a B siguiendo la ruta más corta. Sin embargo, cuando el viento sopla de proa el cambio de rumbo es inevitable y la dirección del compás es inútil; la ruta directa no es la más rápida si las velas están con el viento en contra.
Los tres elementos que integran un sistema de piloto de viento son la aleta, la conexión y el timón. A continuación describiremos cada uno de esos elementos:

La aleta
El impulso de gobierno en un piloto de viento procede de la aleta. La aleta toma la energía del viento aparente que se desplaza por su superficie en el ángulo fijado. Hay dos tipos de aleta, la aleta horizontal y la aleta vertical.

La aleta vertical

Cómo funciona
La aleta vertical o V gira alrededor de un eje vertical (el mismo principio de la veleta).
Siempre apunta directamente hacia el viento, de modo que la superficie efectiva de la aleta (la superficie realmente sujeta a la acción del viento) nunca es muy grande. Cuando la embarcación se desvía del rumbo, la aleta gira aproximadamente con un ángulo equivalente al de la desviación. El impulso de gobierno generado por esta desviación sólo puede enviar una cantidad de fuerza limitada puesto que una aleta V produce poca fuerza de torsión.
Ajuste
El ajuste de una aleta V hacia la dirección del viento no puede ser más fácil: cuando se la desbloquea para que gire, siempre apunta exactamente hacia el viento y no requiere ninguna fijación especial. Puede ajustarse para diferentes fuerzas del viento simplemente con moverla hacia dentro o hacia fuera a lo largo de su soporte de montaje. El aumento de la distancia entre la aleta y su eje (palanca más larga) ofrece mayor fuerza en caso de vientos suaves. La disminución de la distancia (palanca más corta) contribuye a reducir las vibraciones en el
piloto de viento en caso de vientos más intensos cuando la fuerza no es un problema.
Forma El aire que se desplaza a través de una aleta vertical es siempre laminar, por lo que las secciones aerodinámicas o los diseños con forma de cuña con bordes de separación de flujo son los más eficientes. Tanto una como otra alternativa no sólo son pesadas, sino que además su construcción resulta compleja y costosa, motivo por el cual casi todos los fabricantes prefieren los simples diseños planos.

Combinación de sistemas

Combinación de los sistemas de piloto automático y piloto de viento
En la actualidad los pilotos automáticos suelen formar parte del equipo estándar de un barco. Son una buena opción para el uso cotidiano en la navegación de fin de semana y durante las vacaciones, pero las razones en favor de un sistema de piloto de viento aumentan con la duración del viaje programado, especialmente cuando se navega con una tripulación poco numerosa, y su atractivo resulta irresistible si se trata de una travesía oceánica. A la larga es indudable que la mejor solución de gobierno automático para la navegación en alta mar es equiparse con un piloto automático y un piloto de viento.
Hay un método notablemente ingenioso para combinar las ventajas de ambos sistemas que, a pesar de que ha sido descrito de manera detallada varias veces en casi todas las principales publicaciones sobre navegación, todavía no ha llegado a ser conocido por la mayoría de los navegantes. Si se conecta un pequeño piloto automático de biela de empuje (p.ej. Autohelm 800) al contrapeso de un timón oscilante servoasistido, puede usarse para que suministre el impulso de gobierno en lugar de la aleta. La amplificación y la transmisión de la fueza de gobierno se efectúan igual que antes. Ahora el piloto automático puede gobernar el barco en el rumbo del compás con un consumo de energía sumamente bajo porque la única fuerza que debe aportar es la suministrada normalmente por la aleta (es decir, la necesaria para hacer girar al timón oscilante). La multiplicación de la fuerza de gobierno del pequeño piloto automático Autohelm 800 por la servofuerza del timón oscilante produce la fuerza de
gobierno suficiente en el timón principal para gobernar a un barco de 25 toneladas. Esta combinación resulta particularmente útil en viajes largos con mar de popa y con una muy ligera brisa de popa, cuando la fuerza del viento es insuficiente para generar una señal adecuada desde la aleta pero la velocidad del barco basta para impulsar el dispositivo servoasistido.
La síntesis de piloto automático y de sistema de piloto de viento con una combinación de Autohelm y Windpilot Pacific Plus en un mando a distancia es ideal cuando se navega con poca
tripulación.

La síntesis del piloto automático/piloto de viento logra en un sentido práctico superar las constantes físicas entre la entrada/salida y la fuerza de energía eléctrica/gobierno que se señala en el apartado de Pilotos automáticos del Capítulo 3.
Un piloto automático puede acoplarse de la manera descrita en casi todos los sistemas de piloto de viento.

Sistema de timón auxiliar:
El piloto automático es acoplado a la pequeña caña del timón de emergencia, pero no
existe ningún servoefecto puesto que en este sistema la aleta, y por lo tanto el piloto automático, hace girar directamente al timón auxiliar. Esta disposición sólo se requiere si no es posible conectar un piloto automático de biela de empuje a la caña del timón principal (p.ej., gobierno mediante la rueda del timón). Un piloto automático conectado a la caña del timón de emergencia suele producir vibraciones cuando se navega a motor porque el timón
auxiliar está en la estela turbulenta de la hélice.
Timones oscilantes servoasistidos:
La combinación produce mejores resultados y se realiza más fácilmente con este tipo de sistema. La pequeña clavija de sujeción del sistema de la biela de empuje puede montarse en cualquier parte de la aleta o del contrapeso. La amplitud máxima de movimiento de la aleta o del contrapeso en este punto debe ser superior a la distancia de punta a punta del piloto automático (Autohelm, Navico: 25 cm / 10 pulgadas), porque de lo contrario la aleta puede resultar dañada cuando el piloto automático quiera girar totalmente la caña del timón.

Sistemas de timón doble:
En este caso la ventaja mecánica de la combinación es incluso mayor. El timón del barco que debe gobernarse, por lo general una embarcación relativamente grande si cuenta con un sistema de doble timón, se utiliza para una orientación exacta del rumbo de manera que haya menos presión sobre el sistema, permitiéndole funcionar con mayor precisión.
En principio, el pequeño sistema Autohelm 800 sería capaz de controlar todas esas
disposiciones, pero la comodidad de un mando a distancia manual contribuye al atractivo del Autohelm 1000, el sistema de biela de empuje con esta opción más pequeño, y del TP 100 de Navico.
Los años de experiencia han demostrado repetid amente que muchos navegantes de alta
mar, en particular aquéllos que han recorrido pocas millas, al principio piensan instalar sólo un piloto automático. Eligen un sistema muy potente y sólido por razones de seguridad y fiabilidad. Al cabo de pocos días de navegación, posiblemente antes de que se hayan alejado demasiado de puertos bien abastecidos, se formulan un replanteamiento radical. A veces bastan unas pocas noches de guardia en medio del mar para que los tripulantes anhelen una solución más simple, por ejemplo el gobierno cómodo y silencioso de un piloto de viento.
La conclusión final de muchos patrones de yate es que el piloto automático potente fue una inversión innecesaria; a la larga, el viento es el mejor timón. Instalan en el sistema un pequeño piloto automático de bañera preparado para las zonas de calma chicha y entonces están equipados para todo. Un sistema combinado de piloto de viento/piloto automático de bañera suele costar menos que un piloto automático en el interior del casco y sin ninguna duda acumulará muchas más horas en el timón.

A simple vista

Comparación de sistemas: pilotos automáticos versus sistemas de
piloto de viento

A continuación se enumeran las ventajas y las desventajas que hemos identificado:
Piloto automático: Ventajas
-Invisible
- Compacto
- Funcionamiento simple
- El módulo del piloto automático puede integrarse con los instrumentos de navegación
- Mejor precio (pilotos automáticos de bañera)
- Ninguna interferencia con la navegación a motor
- Siempre listo para funcionar
Piloto automático: Desventajas
- Impulso de gobierno derivado del compás
- Consume electricidad
- Sensor de viento inferior a lo ideal
- Respuesta de gobierno retardada
- Funcionamiento ruidoso
- Fiabilidad técnica
- Vida limitada de los componentes de transmisión
- El gobierno empeora cuando se levanta viento y el mar se agita
- Mayor carga en los rodamientos del timón (el brazo del timonel cede ligeramente para
absorber los impactos de la caña del timón; por el contrario, la biela de empuje se
mantiene rígida, por lo que los impactos son absorbidos por los rodamientos).
Sistema de piloto de viento: Ventajas
- Impulso de gobierno derivado del viento
- No utiliza electricidad
- El gobierno mejora cuando se levanta viento y el mar se agita
- Respuesta de gobierno inmediata
- Funcionamiento silencioso
- Fiabilidad mecánica
- Construcción sólida
- Timón auxiliar = timón de emergencia
- Larga vida de funcionamiento
- Menor carga en los rodamientos del timón (timón oscilante servoasistido) porque la
conexión no es rígida
Sistema de piloto de viento: desventajas
- No puede utilizarse en situación de calma
- Posibles errores del operador
- Algunos sistemas interfieren con la navegación a motor
- Es probable que sea necesario cambiar de lugar la escalerilla (sistema de timón
oscilante)
- Poco discreto
- A veces la instalación resulta complicada.

Mareas

Todos los que observamos al mar vimos como el nivel de la altura del agua varia lentamente durante el día. Normalmente son dos bajantes, llamadas bajamar y dos crecidas, llamadas pleamar. Se producen regularmente y su amplitud depende del lugar de la tierra. En algunas costas unos pocos centímetros y otras es de varios metros.

Ala diferencia de altura, entre la bajamar y la pleamar se la llama amplitud que no es constante en el mismo puerto y varia, como ya dijimos, entre puertos diferentes y se llama altura de marea a la altura del nivel del mar, en determinado momento, con respecto plano de reducción.

El plano de reducción, es un plano imaginario, producto del promedio de todas las mayores bajamares, plano desde donde se miden los sondajes de la carta y desde donde se miden las alturas de marea.

Para el navegante es importante conocer la altura de la marea en cualquier momento: Cuando se encuentra cerca de la costa , entrando ó saliendo de un puerto ó cuando tiene que programar una derrota.

La marea tiene un patrón de movimiento: Crece con cierta velocidad, va alcanzando su punto máximo y al llegar a él pierde velocidad hasta detenerse. Se mantiene un lapso aparentemente inmóvil, a este punto de le llama… la estoa de pleamar, para luego ir bajando y adquirir paulatinamente velocidad para terminar en otra estoa.. la de bajamar y repetir nuevamente el ciclo.

Si graficamos este proceso, es decir: nos sentamos a la orilla del mar, al amparo de las olas, con una vara en donde podamos registrar los diferentes niveles a lo largo de 24 horas y con esos datos, sobre un sistema de coordenadas, los marcamos (horario versus centímetros) y luego unimos esos puntos, nos daría una curva típica de marea como la que se muestra.

Donde podemos observar lo siguiente: Comenzamos desde una bajamar. El agua aumenta su nivel lentamente. Esta creciendo…En el segundo tercio de la creciente, ésta aumenta su velocidad, la curva aquí es mas empinada y aproximadamente a las seis horas comienza a detenerse produciéndose la estoa de pleamar para luego comenzar a bajar lentamente, acelerando el proceso en el segundo tercio de la bajante para culminar en otra estoa, la de bajante y repetir otro proceso.

El análisis de este ciclo nos dará pautas a tener en cuenta de cuando la creciente ó la bajante es mas fuerte. Dato importante cuando estamos en la desembocadura de un estuario, un canal que desemboca al mar ó en un estrecho, que es donde se hacen sentir las corrientes de marea.

Las cartas náuticas marcan las corrientes, dando dirección y a veces velocidad.

No tenemos que confundir la corriente normal con la corriente de marea. La primera es producida por la rotación de la tierra, por diferencia de temperatura, por caudal de un rio que ingresa al mar, el viento, etc., y es siempre un desplazamiento de la masa de agua en un cierto sentido y variada velocidad con respecto al fondo.

En la marea, en cambio, el movimiento es vertical. Es como si el agua se hinchase, sin desplazamiento. Pero en este aumento de volumen del agua y ante la dificultad de desarrollarse, por efecto del fondo ó por la configuración de la costa produce corrientes cuando crece ó cuando baja.

Estas corrientes se manifiestan solo durante la creciente ó la bajante y son nulas en la estoa.

Como dijimos anteriormente, las corrientes están marcadas en la carta con un vector que indican dirección y sentido, si es en creciente ó en bajante, y a veces su intensidad en nudos. Estos datos son útiles para poder evaluar, si es que navegamos ó proyectamos navegar en su zona de influencia, en que forma afectara al rumbo que pretendemos seguir.

Supongamos que navegamos con rumbo 045 con una velocidad de 3,5N y observamos en la carta, que la corriente de bajante, en el lugar que navegamos, indica 1,5N conocemos también por la carta su dirección y sentido. Haciendo un diagrama con los vectores conocidos podremos apreciar en que forma modifica nuestro rumbo se llama Deriva y es importante tenerla en cuenta en mas de una ocasión.

Observamos que nuestro rumbo, en este caso en particular, a cambiado lo mismo que la velocidad de nuestra embarcación.

Como nosotros queremos arribar al destino propuesto, según el grafico nuestro rumbo deberá ser menor.

Recurrimos a la formula de RC ya vista, donde le agregaremos esta una nueva variable: La deriva (d)…

Con el paralelogramo de arriba determinamos el nuevo rumbo a adoptar para compensar la deriva.

Debemos ser cautelosos en el acopio de datos… la velocidad de nuestro la obtenemos de la corredera que esta referida al agua y no al fondo…y la velocidad de la corriente de bajante esta referida al fondo y solo alcanza los 1,5N ... y recordar que no dura. Es durante unos minutos.

Y volvemos a lo siempre y no suficiente dicho…a estos datos debemos tenerlos en cuanta, pero siempre tenerlos bajo control y con criterio, verificando cuantas veces sea posible el desarrollo de la derrota, sobretodo cuando la situación es critica.

Si la amplitud de la marea es muy grande y la configuración de la costa ó el tipo de fondo se combinan, las corrientes de marea son de tener en cuenta. Por ejemplo en la península de Valdez de gran amplitud de marea (mas de cinco metros), ó en la fosa de las islas canarias que la corriente de marea levanta la fauna abisal, por citar casos extremos ó en nuestro Río de la Plata donde en varios lugares se hace sentir este fenómeno.

La marea no es tampoco una ola. Estas no afectan la la masa de agua a cien metros de profundidad. En cambio la onda de marea afecta toda la masa de agua en donde ésta actúa.

Veamos entonces por que se produce la marea ya que vimos sus efectos. La marea se produce por la atracción de la luna y el sol. La primera, por su cercanía, es aproximadamente 213 mas responsable que el Sol, a pesar de su menor tamaño. Esta fuerza hace que se deforme todo el planeta pero mucho mas la superficie de agua que lo cubre, la cual ocupa un porcentaje muy grande.

Fue Newton, al elaborar su Ley de gravitación universal, que expuso su teoria sobre el origen de las mareas.

La fuerza con que dos cuerpos se atraen, es proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que se encuentran.

Si bien el problema no es tan sencillo como muestra la figura, es en base, una aproximación a los fines de este curso ya que hay otras variables, como; que a pesar de la extensión de la superficie del agua, ésta no es continua pues existen continentes, islas que hacen que este “chichón” no sea tan homogéneo, otra; la declinación de la luna ó su proximidad en determinada época del año, la traslación de la luna alrededor de la tierra y la rotación de esta, la ubicación de la tierra en su orbita con respecto al sol, la forma de desplazarse la marea (en forma de onda), los fenómenos de resonancia e interferencia que afectan a cualquier onda, etc.

Si embrago, esto de la atracción, nos presenta un caso particular cuando la luna y el sol combinan sus fuerzas, en el caso de que la tierra, la luna y el sol estén en una línea. También el orden pueden ser luna, tierra y sol. El primero es conjunción y el segundo oposición.

La luna esta en conjunción cuando decimos que es luna nueva y en oposición cuando es luna llena.

En esta condición la fuerza de la gravedad es mas intensa y produce mareas de mas amplitud y bajantes mas pronunciadas. Este tipo de mareas se las denomina Mareas de sicigias ó Mareas vivas.

El otro tipo de mareas se las llama Mareas de cuadratura ó Mareas muertas cuando la luna se encuentra a noventa grados de la linea tierra-sol. Las mareas de cuadratura son menores en amplitud.

El cuadro muestra las cuatro posiciones que puede ocupar la luna, en su carrera local por su orbita, con respecto a la tierra y como vemos al astro desde la tierra.

El paso de la luna por tal ó cual puerto ó lugar en la tierra no se manifiesta inmediatamente sino que la consecuente pleamar sufre un retardo. A este atraso se lo denomina Edad de la marea, tiempo dado en días y fracción de día (para los puertos de Argentina 2 112 días, al norte del paralelo 41 y 3 112 días, al sur de este paralelo) ahora, el tiempo, entre esta marea y la primera pleamar se lo denomina establecimiento de puerto vulgar, pero el intervalo usado comúnmente es el establecimiento de puerto medio que es un valor promedio en horas y minutos.

No siempre encontramos, sobre el Globo, la marea típica… dos pleas y dos bajamares. Por efecto de las interferencias y la latitud puede darse otro tipo de mareas…

Si tienen dos pleamares y dos bajamares, durante el día se las denomina Mareas semidiurnas. Una pleamar y una bajamar, en el día Mareas diurnas y si se produce dos pleas y dos bajamares, pero en diferente amplitud mareas mixtas ó de desigualdades diurnas.

El caso primero, lo tenemos en casi todos los puertos al sur de Bahía Blanca. El segundo caso, pocos puerto lo9 tienen y el ultimo, que es la combinación de una marea diurna y otra semidiurna que da como resultante una marea de este tipo, es típica de la costa de la provincia de Buenos Aires y Uruguay. (sin ir mas lejos…San Isidro).

Bien… todo esta muy lindo, pero como se entera el navegante cuanta agua hay, cuando se produce la marea ? …estamos en una creciente ? …estamos en estoa ?

Para obtener este dato recurrimos a la Tabla de Mareas que es una publicación del Servicio de Hidrografía Naval (Tabla 610) que sale todos los años (la del año pasado no sirve) y que tiene la marea de todos los puertos de la Argentina, algunos de Brasil, Chile y Uruguay para todos los días del año.

Los puertos están ubicados en la tabla de norte a sur y además tiene un índice alfabético para encontrar rápidamente el puerto que buscamos. En la primera hoja de cada puerto, la tabla nos da una serie de datos: la carta del puerto, su posición, huso horario, que tipo de mareas tiene, el establecimiento de puerto (que veremos mas adelante), el nivel medio y donde se ubica, la amplitud de la marea, un almanaque con las fases de la luna y un grafico de la marea de todo un año a fin de tener un panorama general.

Debemos tener en cuenta, en nuestro caso el Río de la Plata, que si bien sus mareas astronómicas no son de gran amplitud (unos pocos decímetros), se pueden producir grandes bajantes ó grandes crecientes por acción de los vientos imperantes.

Si sopla, en nuestras costas, del sector sudeste (SE) según su intensidad y duración produce grandes crecientes (varios metros) ó si sopla del sector noroeste (NW) tendremos grandes bajantes.

Este tipo de mareas se las llama Mareas Meteorológicas y son típicas de grandes estuarios, bahías ó golfos afectados por su configuración y orientación a los vientos predominantes.

Volviendo a la Tabla de Mareas…nos dan, como ya vimos, para cada puerto, para cada día, para cada pleamar ó bajamar, la hora en la que se produce. Así tenemos, por ejemplo:

Esto es lo que encontraremos para el día 11 para Puerto Deseado. Leemos el día, la hora de las dos pleas y las dos bajamares la izquierda y sus respectivas alturas de marea en metros a la derecha.

Nos dice que; a las dos de la mañana tenemos una pleamar, de cinco metros trece centímetros y hasta las ocho y veinticuatro minutos baja a un metro treinta centímetros.

Pero quisiéramos saber que altura de marea tendremos a las cuatro cincuenta de la mañana…para esto recurrimos a la Tabla A de la Tabla de Mareas.

Mostramos el grafico a fin de poder visualizar con más detalles los pasos que vamos dando.

Nuestro problema es la altura de la marea a las 04 50Hs. (a esta hora, la hora del problema la llamaremos instante prefijado).

Las 04 50Hs esta comprendida entre las 02 00Hs de la primera pleamar del día 11 a las 08 24Hs momento d la bajamar. Con estos datos obtenemos la duración de la bajante y la amplitud de la bajante

El próximo paso será calcular el tiempo transcurrido entre el instante prefijado y la hora mas cercana a el.

Las 02 00, en nuestro caso, es la mas cercana a las 04 50:

Con el valor mas cercano a la duración de la bajante (06 30 Hs.) entramos a la columna de la izquierda de la tabla A y buscamos, en su fila, el valor mas aproximado al intervalo desde la plea al instante prefijado…Encontramos 2 49…Bajamos por es columna (columna XIII) a la tabla inferior (corrección a la altura mas próxima) y mirando la primera columna de esa tabla, a la izquierda, con el valor mas próximo a la amplitud de la bajante 3,80, en la misma fila y la columna XIII leemos 1,50 mtrs, que es en este caso, por estar en una bajante, se restara el valor de la pleamar.

Escuela de Vela – Club Náutico Azopardo.

Altura de Mareas

Todos conocemos las tablas de marea que emite Hidrografía Naval Argentina. Pero lo que a veces nos olvidamos es que ellas son predicciones hechas para condiciones ideales, es decir donde la presión atmosférica no supera los valores normales y con vientos leves.
Ahora bien, que sucede cuando la presión se aparta de esa condición “ideal” es decir de los 1013 Hpa, algo que sucede a diario. La misma afectara cada 4 Hpa de aumento de presión en casi 5,4 centímetros en menos la amplitud de la marea. Es decir cada vez que aumente la presión bajara la altura de la marea.

La incidencia del viento
La incidencia del viento sobre zonas de baja profundidad, golfos, bahías, y estuarios, como es el caso del Río de la Plata puede afectar de manera significativa las mareas y en los tiempos en que ellas deben producirse.
La modificación de la hora en que se produzca la bajamar, es en tan solo en algunos minutos. Pero es importante saberlo ya que nuestro río posee una escasa profundidad. También hay que saber que el retraso ó adelanto de la hora predicha en la tabla de marea se produce solamente en las bajamares y nunca en la pleamar.
Todo esto solo nos puede servir si lo podemos aplicar en nuestra navegación. Así que para alegría de muchos les puedo decir que al igual que como podemos calcular la altura de marea para una determinada hora, también podemos saber la diferencia horaria de su ocurrencia. Es una cuenta muy sencilla

1) Debemos saber la velocidad real del viento.
2) Una vez que la tenemos, la pasaremos a metros sobre segundos (m/seg). Para lograr este resultado debemos multiplicar los nudos por 0,5149.
3) Luego lo multiplicamos por 2,5
4) El resultado obtenido será expresado en minutos. El cual se deberá sumar ó restar, según corresponda por la dirección del viento, al tiempo expresado en nuestra tabla. R(m) = 2,5xVelocidad del viento (m/seg)

Altura de Mareas
Hasta ahora pudimos saber y corregir la hora en que se produzca el reflujo (bajamar). Pero el viento hace mucho mas que eso, también afecta las alturas de mareas. Al igual que en el caso anterior, se puede calcular, de manera aproximada, las correcciones que se deberán sumar ó restar a las alturas tabuladas, para obtener las que efectivamente se vaya a producir con esas condiciones meteorológicas. Para ello utilizaremos un diagrama que es aplicable para el Río de la Plata.
1) tenemos que ingresar al grafico según la dirección del viento.
2) Luego empezar a contar los círculos, desde el centro, hasta donde se superpone con el grafico interno.
3) La cantidad de círculos será iguala la cantidad de centímetros a corregir por cada m/seg de velocidad del viento.
4) La que se multiplicara por la intensidad existente del viento en ese momento

Ejemplo: Supongamos que en este momento esta soplando un viento sur de unos 27 nudos (esto es igual a 14 m/seg). Cuando ingresemos al diagrama lo haremos por la línea que indica el S.
Luego, partiendo del centro, contaremos unos 5 círculos hasta donde se encuentra con el grafico. Es decir que por cada m/seg de viento la marea aumentara aproximadamente unos 5cm. Ahora los 5cm lo multiplicaremos por 14 m/seg lo que nos dará 70cm, esto es lo que crecerá el río por encima de los valores tabulados.

Separadores de carga

En muchos barcos es muy normal encontrar dos o tres baterías (o bancos de baterías) cada una de las cuales se encarga de un cometido específico.

Normalmente la primera batería se utiliza para el motor principal de la embarcación permitiendo el funcionamiento del motor de arranque y dispositivos electromecánicos del motor, como electroventiladores, bombas de gasolina, electroválvulas de combustible y demás sistemas eléctricos del motor. La segunda batería o grupo de baterías es la denominada 'de servicio' y alimentará al resto de los dispositivos eléctricos y electrónicos del barco, como son las luces de navegación, sistemas de navegación y de seguridad, como la radio, el GPS, el Plotter, piloto automático, y también a los demás elementos de confort que llevemos equipados dentro del barco como son las luces de cabina, la nevera, etc...
En algunos barcos se divide esta segunda batería en dos bancos de baterías diferentes una para los dispositivos de navegación y otra para los accesorios y elementos de confort a bordo.
Ni que decir tiene que el consumo y utilización de la batería de servicio es mucho más fuerte y exigente que la dedicada al motor principal que solo será utilizada cuando utilicemos el motor del barco. Por ello la capacidad de almacenamiento de energía en la batería de servicio es normalmente bastante mayor, siendo también mayor la necesidad de recarga.

A que tensión se cargan las baterías?

La tensión de carga de una batería, al igual que la corriente (o cantidad de electricidad) a la que se deben cargar dependerán de lo descargadas o cargadas que estén las baterías.
Los alternadores de los motores vienen equipados con un regulador electrónico que rectifican la corriente a corriente continua, controla la intensidad de esta corriente y la tensión de carga, en función de la capacidad total de la batería y de su nivel de descarga.

Al principio entregarán una corriente grande del orden de 70% de la potencia del generador y con una tensión relativamente baja de unos 13,2 Voltios. Un alternador típico genera unos 70 Amp. de modo que al principio la carga será de 50 amperios (el 70% de 70 Amps.) Cuando la batería esté ya bastante cargada, la corriente será menor y al final de solo unos pocos amperios pero con una tensión de mayor de hasta 14,2 Voltios. Estas tensiones de carga son las mínimas y por debajo de ellas la batería nunca quedará totalmente cargada. Es decir una batería jamás podrá quedar totalmente cargada si utilizamos un cargador de baterías que ofrezca solo 13 voltios.

¿A que tensión se cargan las baterías?
La tensión de carga de una batería, al igual que la corriente (o cantidad de electricidad) a la que se deben cargar dependerán de lo descargadas o cargadas que estén las baterías.
Los alternadores de los motores vienen equipados con un regulador electrónico que rectifican la corriente a corriente continua, controla la intensidad de esta corriente y la tensión de carga, en función de la capacidad total de la batería y de su nivel de descarga.
Al principio entregarán una corriente grande del orden de 70% de la potencia del generador y con una tensión relativamente baja de unos 13,2 Voltios. Un alternador típico genera unos 70 Amp. de modo que al principio la carga será de 50 amperios (el 70% de 70 Amps.) Cuando la batería esté ya bastante cargada, la corriente será menor y al final de solo unos pocos amperios pero con una tensión de mayor de hasta 14,2 Voltios.
Estas tensiones de carga son las mínimas y por debajo de ellas la batería nunca quedará totalmente cargada. Es decir una batería jamás podrá quedar totalmente cargada si utilizamos un cargador de baterías que ofrezca solo 13 voltios.
El alternador del motor es en muchos barcos el único sistema para recargar las baterías mientras navegamos, aunque existen otros dispositivos como las placas solares, generadores eólicos, pilas de combustible de hidrógeno, generadores portátiles de gasolina, hidrogeneradores...

NOTA: Los alternadores producen tensión alterna a diferencia de las dinamos que generan tensión continua. Los alternadores de los motores de un barco son verdaderamente alternadores pues generan corriente alterna, pero se comportan como una dinamo porque llevan incorporados un rectificador y regulador integrados en su carcasa. A fin de cuentas se comportan como si se tratara de una dinamo, ya que para cargar una batería es necesario disponer de corriente continua.

Estando en puerto, será el cargador de baterías el que suministre energía al barco y además mantenga las baterías cargadas al máximo de su capacidad. Los cargadores marinos tienen 2 o más salidas de carga aisladas entre sí, cada una de las cuales cargará los distintos bancos de baterías del barco.

¿Qué es un diodo?

El diodo en serie en un circuito actúa como un 'interruptor' dependiendo de como lo pongamos. Es una 'compuerta' que deja pasar la corriente en un único sentido.

Todos sabemos que las baterías suministran corriente continua y que a diferencia de la corriente alterna del enchufe de casa, tienen un polo negativo y otro positivo. La corriente continua se 'mueve' en una única dirección y existen dispositivos llamados 'diodos' que actúa como una compuerta y que deja circular la corriente en un único sentido. Y esto es muy importante cuando tenemos varias baterías conectadas a un único alternador.

El diodo permite 'aislar' las baterías entre sí, de modo que puedan ser cargadas por el mismo alternador, pero que entre ellas se comporten como dos circuitos aislados. Gracias a los diodos la corriente de carga puede llegar a las dos baterías, pero la corriente de una batería no puede llegar al circuito de la otra.

La mala noticia es que al usar diodos, la tensión 'cae' un poquito, del orden de 0,6 voltios y por tanto a las baterías les llegará una tensión 0,6 inferior a la que entrega el generador de carga. Podrán decir que 0,6 voltios es muy poco frente a los 13 o 14 voltios que entrega el generador de carga, pero son los suficientes para que las baterías puedan no cargarse totalmente.
Si nuestro barco barco tiene 2 o más baterías (o bancos de baterías) la corriente del alternador es canalizada a dos diodos que a su vez llevan la corriente a las dos baterías del barco.

Si nuestro barco barco tiene 2 o más baterías (o bancos de baterías) la corriente del alternador es canalizada a dos diodos que a su vez llevan la corriente a las dos baterías del barco.

El problema más grande con los diodos es la perdida o 'caída de tensión' que se produce en ellos. Efectivamente; Si a los 14,2 voltios que entrega el alternador del motor le restamos los 0,6 voltios que se pierden en el diodo a la batería le llegarán 14,2 - 06 = 13,6 voltios. Desgraciadamente 13,6 voltios son insuficientes para cargar al máximo y de forma completa las baterías de última generación.
Existen soluciones como modificar el alternador para que entregue un poco más de tensión. Para ello podemos quitar o cortar los diodos 'trio' que llevan en la misma carcasa y que tienen por objetivo proteger al alternador y sustituirlos por un único diodo de protección. Pero el mejor método es utilizar un separador de carga electrónico que no produce prácticamente nada de caída de tensión.

Separador de carga electrónico

Es la mejor solución si no quiere enfrascarse en instalar un segundo alternador en el motor. Con ellos la tensión que sale del alternador es prácticamente la misma que llega a los distintos parques de baterías del barco, pero aislando las baterías ente ellas. De esta manera la carga de las baterías se realiza de forma completa, aprovechándose al máximo la capacidad de almacenamiento de energía de las baterías, y alargando la vida útil de las mismas.
PontDiodo 160 es un dispositivo fabricado por Eshia que permite acoplar hasta 3 bancos de baterías actuando como separador de carga electrónico sin apenas caída de tensión. Además soporta corrientes de pico de hasta 160 Amperios, pudiendo trabajar en continuo con corrientes de 120 amperios, muy por encima de potencia entregada por los alternadores de la mayoría de los motores de barcos. Este dispositivo es capaz de trabajar con baterías de 12 o de 24 voltios.
Puede solicitar más información en el Telf: 93 463 98 18
Si el motor de su barco tiene más de 50 CV, podría montar un segundo alternador dedicado exclusivamente a la carga de las baterías de servicio. El Alternador original cargará únicamente la batería del motor del barco. Con esta solución podemos eliminar el separador de carga y ganar en seguridad al disponer de dos cargadores independientes. En caso de avería de uno de ellos, podremos hacer un 'puente' para que el que queda en funcionamiento pueda cargar los dos bancos de baterías aunque no de forma óptima.

Bateria de Plomo-Acido

INTRODUCCION
Comenzaremos con una pregunta básica: ¿cuál es el mecanismo que permite la
utilización de una batería como una fuente portátil de energía eléctrica ? La respuesta
es: una doble conversión de energía, llevada a cabo mediante el uso de un proceso
electro-químico. La primera conversión, energía eléctrica en energía química, toma
lugar durante el proceso de carga. La segunda, energía química en eléctrica, ocurre
cuando la batería es descargada. Para que estas conversiones puedan llevarse a cabo
se necesitan dos electrodos metálicos inmersos en un medio que los vincule, llamado
electrolito.
Este conjunto forma una celda de acumulación, cuyo voltaje, en una batería de plomoácido,
excede levemente los 2V, dependiendo de su estado de carga. En el proceso
electrolítico cada uno de los electrodos toma una polaridad diferente. La batería tiene
entonces un terminal negativo y otro positivo, los que están claramente identificados
en la caja de plástico con los símbolos correspondientes (- y +).
La batería comercial, para poder ofrecer un voltaje de salida práctico, posee varias de
estas celdas conectadas en serie. La Figura 5.6 muestra muestra la estructura interna
y externa de una batería de Pb-ácido para automotor, donde se observa el coneccionado
serie de las celdas, las que están físicamente separadas por particiones dentro de la
caja que las contiene. Cada celda está compuesta de varias placas positivas y negativas,
las que tienen separadores intermedios. Todas las placas de igual polaridad, dentro de
una celda, están conectadas en paralelo. El uso de varias placas de igual polaridad
permite aumentar la superficie activa de una celda.
El voltaje proporcionado por una batería de acumulación es de CC. Para cargarla se
necesita un generador de CC, el que deberá ser conectado con la polaridad correcta:
positivo del generador al positivo de batería y negativo del generador al negativo de
batería. Para poder forzar una corriente de carga el voltaje deberá ser algo superior al
de la batería.


PROCESO DE CARGA Y DESCARGA
La corriente de carga provoca reacciones químicas en los electrodos, las que continúan
mientras el generador sea capaz de mantener esa corriente, o el electrolito sea incapaz
de mantener esas reacciones. El proceso es reversible. Si desconectamos el generador
y conectamos una carga eléctrica a la batería, circulará una corriente a través de ésta,
en dirección opuesta a la de carga, provocando reacciones químicas en los electrodos
que vuelven el sistema a su condición inicial.
En principio el “ciclo” de carga-descarga puede ser repetido indefinidamente. En la
práctica existen limitaciones para el máximo número de ellos, ya que los electrodos
pierden parte del material con cada descarga. La diferencia funcional entre diferentes
tipos de baterías obedece al uso de diferentes electrolitos y electrodos metálicos.
Dentro de un mismo tipo de batería, la diferencia funcional es el resultado del método
de fabricación.
Cuando un tipo de energía es convertido en otro la eficiencia del proceso nunca alcanza
el 100%, ya que siempre existen pérdidas (calor). La doble conversión energética que
toma lugar dentro de una batería obedece esta ley física. Habrá, por lo tanto, pérdidas
de energía durante el proceso de carga y el de descarga.
El tipo de acumulador más usado en el presente, dado su bajo costo, es la batería de
plomo y ácido sulfúrico con electrolito líquido. En ella, los dos electrodos están hechos
de plomo y el electrolito es una solución de agua destilada y ácido sulfúrico. En este
libro abreviaremos algo su nombre, llamándola batería Pb-ácido, usando el símbolo
químico para el plomo (Pb). Cuando la batería está cargada, el electrodo positivo
tiene un depósito de dióxido de plomo y el negativo es plomo. Al descargarse, la
reacción química que toma lugar hace que, tanto la placa positiva como la negativa,
tengan un depósito de sulfato de plomo. La Figuras 5.1 y 5.2 ilustran estos dos estados.

BATERIA Pb-ACIDO
Como el proceso químico libera gases (hidrógeno y oxígeno) se necesita que el conjunto
tenga ventilación al exterior. El diseño de las tapas de ventilación permite la evacuación
de estos gases, restringiendo al máximo la posibilidad de un derrame del electrolito.

DENSIDAD DEL ELECTROLITO
En una batería de Pb-ácido el electrolito interviene en forma activa en el proceso
electroquímico, variando la proporción de ácido en la solución con el estado de carga
del acumulador. Cuando la batería está descargada, la cantidad de ácido en la solución
disminuye. Si la batería está cargada, la cantidad de ácido en la solución aumenta.
Este mecanismo tiene una derivación práctica: monitoreando la concentración del
ácido se puede determinar el estado de carga de la batería. Este monitoreo se hace
usando un densímetro.
Tres características definen una batería de acumulación: la cantidad de energía que
puede almacenar, la máxima corriente que puede entregar (descarga) y la profundidad
de descarga que puede sostener. La cantidad de energía que puede ser acumulada por
una batería está dada por el número de watt.horas (Wh) de la misma. La capacidad
(C) de una batería de sostener un régimen de descarga está dada por el número de
amperes.horas (Ah).
Para una dada batería, el número de Wh puede calcularse multiplicando el valor del
voltaje nominal por el número de Ah, es decir:
Wh = Voltaje nominal x Ah
El número de Ah de una batería es un valor que se deriva de un régimen de descarga
especificado por el fabricante. Para un tipo especial de baterías, llamadas solares
el procedimiento de prueba ha sido estandarizado por la industria. Una
batería, inicialmente cargada al 100%, es descargada, a corriente constante, hasta que
la energía en la misma se reduce al 20% de su valor inicial. El valor de esa corriente de
descarga, multiplicado por la duración de la prueba (20 horas es un valor típico), es el
valor en Ah de esa batería. Un ejemplo práctico servirá para reforzar este concepto. Si
una batería solar tiene una capacidad (C) de 200 Ah para un tiempo de descarga de
20hrs, el valor de la corriente durante la prueba es de 10A.
Existe la tentación de extender este concepto para corrientes de descarga en exceso
del máximo determinado por el método de prueba (10A en nuestro ejemplo). La batería
de nuestro ejemplo no puede entregar 200A durante una hora. El proceso
electroquímico no puede ser acelerado sin que la batería incremente su resistencia
interna en forma substancial. Este incremento disminuye el voltaje de
salida, autolimitando la capacidad de sostener corrientes elevadas en la carga. Si la
corriente de descarga es menor que la especificada, digamos 5A, la relación Ah es
válida. La batería de 200Ah de nuestro ejemplo puede sostener este valor de corriente
por 40 horas.
Los fabricantes de baterías expresan el valor de la corriente de carga (o descarga)
como un valor fractional de su capacidad en Ah. En nuestro ejemplo, C/20 representa
10A y C/40 representa un valor de 5A. Esta forma de dar el valor de la corriente de
descarga (o carga) parece arbitraria, pero no lo es si recordamos que la capacidad en
Ah de una batería, por definición, requiere un número específico de horas de descarga.

Si la batería solar de nuestro ejemplo tiene un voltaje nominal de 6V, la cantidad de
energía que puede ser acumulada es de:
6V x 200 Ah = 1.200 Wh (1,2 KWh)
La profundidad de descarga (PD) representa la cantidad de energía que puede extraerse
de una batería. Este valor está dado en forma porcentual. Si la batería del ejemplo
entrega 600 Wh, la PD es del 50%. Cuando se efectúa la prueba para determinar la
capacidad en Ah de una batería solar la PD alcanza el 80%.
El voltaje de salida de una batería de Pb-ácido no permanece constante durante la
carga o descarga. Dos variables determinan su valor: el estado de carga y la temperatura
del electrolito. Para comprender el efecto que tiene la temperatura en el comportamiento de la batería es útil recordar que cualquier reacción química es acelerada cuando la temperatura se incrementa y es retardada cuando ésta disminuye.
Las curvas de descarga muestran que a baja temperatura la caída de voltaje es mucho
más severa que la que se observa, para la misma corriente, a 25°C. La baja temperatura
retarda la reacción química, lo que se traduce en un brusco aumento de la resistencia
interna (Apéndice I) de la batería, lo que provoca una mayor caída del voltaje. Estas
curvas confirman la experiencia que el lector tiene con baterías para automotor durante
el invierno. Se observa, asimismo, que si se mantiene constante la temperatura del
electrolito, la caída de voltaje es siempre mayor (aumento de la resistencia interna)
cuando la corriente de descarga aumenta. Este es el mecanismo autolimitante al que
nos referimos con anterioridad.
Para la carga, se observa que el voltaje correspondiente a un dado estado y corriente
de carga, es siempre menor cuando la temperatura disminuye. Es conveniente cargar
una batería con un nivel de corriente que no exceda el máximo dado por el fabricante
(C/20 ó 10A en nuestro ejemplo). El tiempo de carga, multiplicado por la corriente de
carga debe ser un 15% mayor al número de Ah de la batería, para compensar por las
pérdidas durante el proceso de carga.

EVALUACION DEL ESTADO DE CARGA
El valor del voltaje a circuito abierto para una batería no representa una buena indicación
del estado de carga o la vida útil de la misma. Para que esta medición tenga alguna
significación, la lectura debe ser precedida por la carga de la misma, seguida de un
período de inactividad de varias horas. El voltímetro a usarse deberá ser capaz de leer
dos decimales con precisión. La medición de la densidad del electrolito constituye una
evaluación más fiable, pues se mide un grupo de celdas por separado. Diferencias
substanciales en el valor de la densidad entre un grupo de celdas y los restantes dá una
indicación clara del envejecimiento de la misma (Capítulo 13). Un voltaje que es
importante es el de “final de descarga” para la batería. Este valor está dado por el
fabricante, pero es siempre cercano a los 10,5V, para una batería de Pb-ácido de 12V
nominales, trabajando a una temperatura cercana a los 25°C.

CONGELACION DEL ELECTROLITO
Un problema que suele presentarse cuando la temperatura del electrolito alcanza los
0°C está relacionado con el estado de carga de la batería. Si ésta está prácticamente
descargada, la cantidad de agua en la solución electrolítica es mayor, como indicamos
anteriormente. Al bajar la temperatura del electrolito existe la posibilidad de que el
agua se congele. Si esto ocurre, su volumen aumenta. La fuerza de esta expansión
distorsiona los electrodos, pudiendo dañar las celdas o quebrar la caja. El ácido del
electrolito actúa como anticongelante, de manera que es extremadamente importante
mantener la carga de las baterías cuando la temperatura de trabajo disminuye. Una
batería solar del tipo Pb-ácido, totalmente descargada, se congela alrededor de los
-10°C. Si está totalmente cargada, el punto de congelación se alcanza alrededor de los
-58°C .

TEMPERATURA ELEVADA
Si las bajas temperaturas causan tantos problemas, algún lector puede concluír que las
temperaturas ambientes elevadas son las ideales. La conclusión es errónea, pues la
mayor actividad química se traduce en una reducción en la vida útil de una batería de
Pb-ácido, como lo muestra la tabla dada a continuación.

GASIFICACION
Cuando una batería de plomo-ácido está próxima a alcanzar el 100% de su carga, la
cantidad de agua en el electrolito ha sido severamente reducida. Los iones que ésta
provee se hacen más escasos, disminuyendo la posibilidad para el ión de hidrógeno
(electrodo negativo) y para el ión de oxígeno (electrodo positivo) de reaccionar
químicamente, formando plomo y dióxido de plomo, respectivamente. Si la corriente
de carga continúa al mismo nivel, el exceso de gases escapa del electrolito produciendo
un intenso burbujeo, el que se conoce como “gasificación”.
Si el proceso de carga no es controlado, el exceso de oxígeno comienza a oxidar los
sostenes de plomo de las celdas, pudiendo causar el derrumbe de los mismos. Este
fenómeno es conocido como la “muerte súbita” de la batería, ya que ocurre sin dar
aviso previo. Una gasificación excesiva arrastra parte del electrolito, el que es expulsado
fuera de la batería, a través de los tapones de respiración. Este material contiene
ácido sulfúrico, dañando los terminales de salida y disminuyendo la cantidad de ácido
dentro de la batería. El proceso de carga de una batería de Pb-ácido debe minimizar la
gasificación del electrolito. Algo de gasificación es útil, pues contribuye a homogeneizar
la solución electrolítica. Para una batería solar de Pb-ácido de 12V nominales,
trabajando alrededor de los 25°C, un voltaje de carga de 14,28V proporciona un nivel
tolerable de gasificación. Un voltaje más elevado provoca un nivel de gasificación
excesivo.

SULFATACION
Hemos visto que la descarga de las baterías de plomo-ácido trae aparejado un depósito
de sulfato de plomo en ambas placas. Normalmente este depósito está constituído por
pequeños cristales, que se descomponen fácilmente durante el proceso de carga. Si,
por el contrario, la batería ha sido descargada repetidas veces por debajo del mínimo
especificado, es pobremente cargada, o permanece descargada por largo tiempo, el
tamaño de los cristales crece, y sólo una parte de ellos interviene en el proceso de
carga. Esto se traduce en una disminución de la superficie activa del electrodo,
disminuyendo la capacidad de almacenaje. Este fenómeno se lo conoce con el nombre
de sulfatación de la batería. En lugares donde los períodos nublados son de larga
duración las baterías pueden permanecer en estado de baja carga, por largo tiempo,
induciendo la sulfatación de las placas. Una carga a régimen de corriente elevado
puede disolver esta formación cristalina (proceso de ecualización).

AUTODESCARGA
Una batería que está cargada y permanece inactiva, independientemente de su tipo,
pierde su carga con el tiempo. Este fenómeno es conocido como autodescarga. La
rapidez de la descarga depende de la temperatura ambiente y del tipo de batería. Al
analizar los distintos tipos de baterías en el Capítulo 6, se dan valores específicos de
autodescarga para los modelos descriptos.

NORMAS DE SEGURIDAD
El proceso de carga en una batería de Pb-ácido genera dos tipos de gases: oxígeno e
hidrógeno. Ambos son sumamente activos, de manera que las baterías deben estar en
un lugar que tenga ventilación al exterior. En particular, una llama o chispa puede
iniciar una reacción química entre el oxígeno y el hidrógeno, la que se lleva a cabo con
una fuerte explosión. Por ello es importante no fumar o producir chispas eléctricas en
el área donde se alojan las baterías. El electrolito de estas baterías es altamente corrosivo,
atacando metales y susbstancias orgánicas. Al manejar baterías de Pb-ácido se
recomienda el uso de guantes, botas y ropa protectora de goma. Si accidentalmente
Ud llegare a entrar en contacto con el electrolito, lávese las manos con abundante
agua, para evitar el ataque a la piel. Es muy importante tener a mano bicarbonato de
soda. Esta substancia neutraliza al ácido sulfúrico y dado su bajo costo, puede usarse
para neutralizar ácido derramado en el piso o en herramientas.

ENVEJECIMIENTO
Con el tiempo, todas las baterías pierden la capacidad de acumular carga, ya que con
cada descarga se pierde algo del material activo. Sin embargo, la vida útil de las
mismas puede ser prolongada si se las mantiene cargadas, no se sobrecargan ni
descargan en exceso, permanecen en un lugar que no sufre temperaturas extremas, no
son sometidas a cortocircuitos, y se reemplaza el agua destilada que pierden.
Nunca agregue ácido al eletrolito o productos “restauradores” milagrosos. Durante la
carga, iones de hidrógeno y oxígeno intervienen en el proceso químico, disminuyendo
la cantidad de agua. Cuando la temperatura ambiente es elevada, esta pérdida se acentúa.
Restaure el nivel del electrolito, agregando sólo agua destilada, al nivel recomendado
por el fabricante. No sobrepase ese nivel, ya que el electrolito y los gases generados
necesitan espacio para expandirse.