¿Qué es un RADAR? por Marco Nannini.-
La palabra radar es un acrónimo acuñado por la Marina de los Estados Unidos al comienzo de la Segunda Guerra Mundial con el significado de “Radio Detection And Ranging”. Su aplicación con fines militares se ha extendido a lo largo del tiempo, encontrándose también difusión en el ámbito civil en la aviación y en el sector náutico.
Esta instrumento proporciona dos piezas de información, la distancia y el ángulo relativo a nuestra posición de cualquier objeto sólido o superficie en el rango de nuestra antena. El principio de funcionamiento no es conceptualmente diferente del mecanismo que permite a los murciélagos volar y cazar en la oscuridad. El murciélago emite ultrasonidos y percibe sus propias ondas sonoras reflejadas en su entorno. Por lo tanto, puede reconstruir mentalmente el mapa de la cueva en la que está volando y la ubicación de los insectos que está cazando.
El dispositivo, en lugar de emitir ultrasonidos, emite ondas de radio a través de una antena giratoria. Además de emitir, recibe las ondas reflejadas de los objetos circundantes. Conociendo el ángulo relativo al barco de la antena giratoria en el momento de la transmisión, puede conocer la distancia y el ángulo. Esto es calculando el tiempo que tarda el reflejo en regresar. Luego, una computadora transforma esta información en una imagen visible y comprensible para el ojo humano que se presenta en la pantalla.
¿Para qué sirve?
Es una valiosa ayuda para la navegación, especialmente en situaciones de visibilidad reducida. Se puede utilizar para conocer la posición y distancia de otros barcos, otros obstáculos como rocas y boyas y la costa. Por ejemplo, en caso de niebla, se puede utilizar el radar para evitar colisiones. No solo eso, también encontrar la desembocadura de un puerto o la forma de un rompeolas. Se pueden activar alarmas sonoras en cada dispositivo para advertirnos de la presencia de barcos u obstáculos que se acercan en relación con nuestra posición.
Es muy eficaz para monitorear el movimiento de otro barco y evaluar de manera segura si estamos en riesgo de colisión. A simple vista, incluso a plena luz del día y con buena visibilidad, puede resultar difícil evaluar la distancia real de un barco de pesca. Ser capaz de entender en qué dirección se mueve y si necesita maniobrar para evitarlo. El radar puede hacer que estas situaciones sean menos estresantes. De noche y en caso de niebla puede convertirse en una dispositivo imprescindible para garantizar una navegación segura.
Equipo para uso civil
El instrumento para uso civil, simplificando al extremo, está compuesto por un transmisor, una antena giratoria, un receptor, un procesador y una pantalla. La antena giratoria suele ser una sola y se utiliza tanto para la transmisión de impulsos como para la recepción de reflexiones. Todos los dispositivos tienen una antena giratoria. En los radares de cúpula típicos de los pequeños barcos de pesca y otras embarcaciones, la antena giratoria está oculta bajo la cubierta de plástico de la cúpula.
Cada onda transmitida por el radar que es reflejada por un objeto distante regresa muy débil, algunas superficies y materiales reflejan mejor que otros. Las superficies metálicas de un ferry se reflejan bien, pero la fibra de vidrio de un barco no refleja en absoluto.
Además de las propiedades de los distintos materiales, es necesario considerar simplemente la potencia de nuestro instrumento, factor crucial que determina su rango. La potencia también significa consumo de electricidad e inevitablemente los instrumentos instalados en los veleros no son muy potentes. Tienen un rango nominal típico de hasta 16 millas, pero funcionan mejor en el rango de 3 a 6 millas. Puede que no parezca mucho, pero es perfectamente adecuado para ayudar en la navegación en condiciones de visibilidad reducida.
Elevación y rango de un radar
El radar utiliza ondas cortas que viajan en línea recta, por lo que solo puede detectar lo que está dentro de su rango y hasta el horizonte. Cuanto más alto sea el objetivo o más alta esté instalada la antena en el nivel del agua, mayor será la distancia a la que los objetivos son visibles.
Con la antena instalada a dos metros sobre el nivel del agua, podemos encontrar la posición de una boya a una distancia máxima de unas 3 millas. Esto se debe a la curvatura de la superficie terrestre. Si, por el contrario, el objetivo fuera un ferry que se eleva 25 metros sobre el agua, esto ya será detectable a unas 10 millas. Un acantilado a 100 metros sobre el nivel del mar ya sería detectable a 20 millas. Pero en este caso estaremos limitados por la potencia de nuestro radar que normalmente no tiene un alcance tan alto.
Mandos principales:
Los radares son instrumentos bastante complejos, pero para los fines prácticos del uso en un velero, los controles que se utilizan son pocos.
RANGE
El RANGE determina la distancia máxima que estamos mostrando en la pantalla. La mayoría de los radares instalados en veleros tienen un RANGE que se puede configurar desde un cuarto de milla hasta 16 millas. Este RANGE máximo está determinado por la potencia típica de un pequeño dispositivo adecuado para un velero. Debe entenderse que si ponemos nuestro radar en el rango máximo, no todo lo que esté en el RANGE elegido será visible.
Más adelante nos ocuparemos de los aspectos fundamentales relacionados con la visibilidad de otros barcos como la elevación y la capacidad de reflejar ondas de radio. Una nave en rumbo de colisión con nosotros podría acercarse fácilmente a una distancia de entre 1 y 2 millas antes de ser visible en el radar. Sin embargo, cuando está tan cerca, será difícil identificarlo si nuestro radar está configurado en un rango muy amplio. En este caso, sería mejor utilizar un rango más pequeño, por ejemplo, 2 o 3 millas.
Por el contrario, debe considerarse la situación opuesta. Imaginemos un gran barco comercial. Si la visibilidad es muy baja y confiamos únicamente en la pantalla para evitar problemas, tendremos que elegir un rango más alto. Esto es para asegurarse de que detecte los barcos navegando a alta velocidad.
Hagamos dos cálculos
Si viajamos a 6 nudos y un ferry viene hacia nosotros a 24 nudos con una pantalla de 3 millas, solo tendríamos 6 minutos para reaccionar. Esto desde que apareció el primer eco de esta nave en la pantalla. Imagínese una navegación nocturna con niebla y poco viento, un ferry a 3 millas de distancia que se mueve a 24 nudos estaría sobre nosotros en 8 minutos. Después de haberlo visto en el radar, sería realmente difícil arrancar el motor en tan poco tiempo y entender en qué dirección escapar. O poder llamar al ferry vía radio, poder dar indicaciones precisas sobre nuestra posición y evitar el riesgo de colisión. Incluso pidiendo al ferry que cambie su ruta, que sin embargo tiene sus propios tiempos de reacción.
Especialmente en caso de niebla, tendremos que controlar el riesgo de colisiones con barcos que ya se encuentran en un rango alto, de 12 a 16 millas. Al mismo tiempo debemos comprobar periódicamente que no hay nada cerca de nosotros saltando a un rango más bajo como 2 o 3 millas. Es posible que no hayamos notado una boya de agua, un bote de pesca u otro bote de vela cercano. En caso de niebla densa esto dispositivo es el método más eficaz para evitar accidentes pero debe utilizarse correctamente.
GAIN
Otro control fundamental de cada radar es el GAIN que controla la sensibilidad de la antena receptora. Al aumentar el GAIN, la pantalla mostrará progresivamente más y más señales recibidos, incluso las más débiles. Esto teóricamente garantizaría no perder nada de lo que nos rodea. Pero con el GAIN ajustado demasiado alto, el riesgo es no entender nada y confundir los reflejos de las olas con otros barcos. Por lo tanto, el GAIN debe reducirse solo lo suficiente para tener una imagen clara de lo que nos rodea.
A medida que el mar se hincha, la antena recibirá más y más reflejos de las crestas de las olas. En esta situación, nos veremos obligados a disminuir aún más el GAIN para eliminar estos reflejos. Sobre todo si queremos mantener activa una alarma anticolisión. Si el mar está mal, de lo contrario sonará continuamente debido a los reflejos de las olas. Pero ten cuidado, bajando demasiado el GAIN acabarás perdiendo incluso el reflejo de los barcos pequeños.
Encontrar el equilibrio adecuado con mares agitados requiere experiencia. La mayoría de los instrumentos tienen configuraciones predeterminadas recomendadas. Estos se estudian en relación con el estado del mar, tranquilo, moderado o agitado que corresponden a un GAIN progresivamente menor. Recuerde comprobar siempre la configuración del GAIN. El radar normalmente “recuerda” la configuración. Si la última vez usamos el radar en mares agitados y hoy navegamos con una calma plana y una niebla espesa, tendremos que restablecer el GAIN. De lo contrario, por ejemplo, podríamos arriesgarnos a no ver un pequeño barco pesquero en nuestra ruta.
RAIN
Hay otros dos controles que tienen un efecto similar. El control RAIN, que se utiliza para reducir la visualización del reflejo producido por la lluvia. Actúa como filtro eliminando los reflejos más débiles imaginando que son los producidos por las gotas de agua. Tenga cuidado de restablecer la configuración del filtro RAIN al mínimo cuando deje de llover. Como se trata de un filtro, el uso de esta función aumenta el riesgo de no ver un recipiente pequeño, por lo que debe usarse al nivel mínimo aceptable.
SEA
Lo mismo ocurre con la función SEA. La función se usa para reducir el reflejo de las olas cerca del barco, también para esta configuración debe usar la configuración mínima viable.
Para resumir, elija el GAIN máximo utilizable y confíe en la configuración recomendada para las condiciones del mar en la que se encuentra. Para los filtros RAIN y SEA, utilice el nivel de filtrado mínimo utilizable. Lea atentamente las instrucciones de su instrumento para encontrar las funciones y configuraciones correspondientes. El uso incorrecto de GAIN, RAIN o SEA puede convertirlo en un instrumento totalmente inútil. Esto es aún peor, te dará una falsa sensación de seguridad mostrándote aguas abiertas frente a ti cuando quizás estés rodeado por una docena de botes.
Avoid collisions
Una vez que hayamos identificado un objetivo en la pantalla, podemos usar los datos de distancia y rumbo para determinar si estamos en curso de colisión. Cabe recordar que la pantalla siempre muestra la posición de los otros objetivos en relación con nuestro barco. Cuando estamos parados, interpretar la trayectoria de otro barco en la pantalla del radar es simple e intuitivo. Cuando nosotros también estamos en movimiento, se necesita un esfuerzo adicional para comprender lo que está sucediendo y no hay sustituto para la experiencia.
Recuerda que una boya, que está fijada en la parte inferior, se mueve en la pantalla cuando estamos en movimiento. Sin embargo, podemos hacer referencia al mismo concepto que utilizamos para determinar si estamos en colisión con un barco que vemos a simple vista. Si el rumbo de la brújula del otro barco permanece constante y se acerca, estamos en rumbo de colisión. Usando el cursor del radar es posible medir estos dos datos.
Rango y VRM
La distancia a un objetivo, llamado RANGE, se puede medir con un círculo, generalmente llamado VRM en la pantalla por el acrónimo Variable Range Marker. Dibujando un círculo que toca el límite más cercano de un objetivo y observándolo durante unos minutos podemos determinar si se está acercando. Una vez que se establezca que el objetivo se está acercando, tendremos que preocuparnos por entender si estamos en rumbo de colisión.
EBL
Para hacer esto, necesitamos determinar si el rumbo objetivo permanece constante a lo largo del tiempo. En la mayoría de los instrumentos hay una función llamada EBL que significa Electronic Bearing Line. Una línea de rumbo que nos dice el ángulo relativo de nuestro barco. Al apuntar esta línea hacia el objetivo, será posible determinar si permanece en un rumbo constante o no. Pero tenga cuidado: el rumbo cambia completamente a medida que cambiamos nuestro rumbo.
Entonces, para determinar si el rumbo permanece constante, tendremos que pedirle al timonel o al piloto automático que vaya lo más recto posible. Esto es para darnos tiempo de comprobar si el rodamiento cambia con el tiempo o no. Esto a veces puede ser más fácil decirlo que hacerlo en mares muy malos. El timón del piloto automático es más recto que un timonel sin experiencia, así que no dude en activar el piloto automático. Debajo de la cubierta puede comprobar el riesgo de colisión en la pantalla del radar.
RADAR, plotter y AIS
Muchos de los instrumentos modernos, incluso los más baratos dedicados a los navegantes, se pueden integrar con el plotter de bordo. Esto permite superponer la imagen producida por el radar en la carta náutica relativa al área de navegación. Al hacerlo, será fácil comprender si un objetivo identificado por el radar se refiere a una estructura fija. Por ejemplo, una roca, un faro, un rompeolas, una boya o un objetivo móvil como un barco de pesca.
Por lo general, el plotter también se puede integrar con información AIS, otro sistema de prevención de colisiones del que hablaremos en otro artículo. Esto nos permite determinar aún más rápidamente si el rastro producido por el radar en la pantalla se refiere, por ejemplo, a un barco fondeado. Sin embargo, vale la pena una advertencia, la superposición de radares, gráficos y AIS nos ayuda si estamos acostumbrados a interpretar toda esta información a la vez. A veces puede confundirnos en lugar de ayudarnos, así que experimente y acostúmbrese a usar los dispositivos disponibles para usted.
Para ver y ser visto
Cuando identificamos en la pantalla un barco grande a muchas millas de distancia, es fácil cometer el error de imaginar que ellos también nos ven. Por experiencia personal, un velero sin un reflector de radar izado o fijo no es visible para un barco comercial a más de 2 millas de distancia. En mares agitados es posible que no se le vea en absoluto. La imagen que refleja la muy limitada superficie de nuestro mástil es tan pequeña que se confunde con el reflejo de las crestas de las olas.
MARPA
Un barco comercial se basa en sistemas de identificación automática para otros barcos en curso de posible colisión. El sistema anticolisión comercial se llama MARPA. Analiza todos los reflejos recibidos e identifica como objetivo solo los reflejos que puede detectar con suficiente confianza. Está calibrado para evitar falsas alarmas por marejada. Los veleros construidos principalmente de plástico o madera son prácticamente invisibles. Por supuesto, esto también se aplica a otros veleros en relación con nuestro radar a bordo.
Más de una vez con mala mar me encontré a unos cientos de metros de otro velero. Aunque estaba vigilando y tenía la alarma en el instrumento activo. Incluso los pequeños barcos de pesca, aunque construidos de metal, a veces solo son visibles dentro de una milla o dos. Esto se debe a que en mares agitados suelen quedar ocultos por las olas y solo los notaremos cuando estén muy cerca. También solo si estamos prestando mucha atención a la pantalla del radar.
Reflectores RADAR pasivos
Para aumentar nuestra visibilidad a los instrumentos de otros, necesitamos aumentar la imagen que reflejamos de las ondas emitidas por los radares de otros barcos. Hay dos soluciones: reflectores de radar pasivos y reflectores de radar activos. La opción más barata es tener un reflector de radar pasivo a bordo. Esto no es más que una superficie de metal que refleja bien las ondas de radio. Seguro que ya has visto este tipo de reflector en forma de tetraedro formado por dos placas metálicas cuadradas encajadas una dentro de la otra. Debe izarse en caso de mala visibilidad. Tener uno a bordo guardado debajo de la cubierta es obviamente inútil. Aunque se encuentra entre la lista de equipos obligatorios, es casi inútil a efectos prácticos por el simple hecho de que no se utiliza.
Hay reflectores de radar pasivos que se instalan permanentemente en el mástil, generalmente de forma cilíndrica cerrados dentro de una carcasa de plástico. Estos reflectores nos hacen claramente visibles ya a un par de millas o más de distancia y son adecuados para embarcaciones de crucero. En los barcos de regata, estos reflectores no son muy populares, no solo por el peso adicional que soporta el mástil. También por los continuos problemas de drizas que se enredan en las maniobras. También tenga cuidado con los pequeños reflectores pasivos cilíndricos que se venden para embarcaciones de regata para ser instalados en el jarcia firme. Su superficie es tan pequeña que contribuyen poco o nada a ser vistos.
Los reflectores de radar activos
Pasemos a los reflectores de radar activos, que sin duda son la solución más eficaz. Un reflector activo, llamado Radar Target Enhancer, es un dispositivo que realiza la misma función que un reflector pasivo. Pero, en lugar de reflejar pasivamente la onda recibida, transmite activamente una onda de radio amplificada. Hacerlo nos hace más visibles, como si fuéramos un gran barco, en la pantalla de otros barcos. Los RTE son obligatorios en muchas regatas y si tienes uno a bordo, déjalo siempre encendido. A veces, si también tiene un radar a bordo, es posible que deba apagar el reflector activo cuando utilice el radar, consulte con los fabricantes de ambos instrumentos. Esto es para evitar dañarlo con las fuertes ondas de radio que provienen de su antena, especialmente si están instaladas cerca una de la otra.
Los reflectores de radar activos han perdido parte de su importancia con la difusión de AIS. Sin embargo, son integrales y para la seguridad y en muchas áreas solo se requieren barcos grandes o deciden tener un AIS.
Las radiofrecuencias en las que operan los radares
Antes de concluir, algunos breves puntos sobre radiofrecuencias. Los dispositivos marinos operan en dos frecuencias, la banda S y la banda X. Los instalados en barcos de vela y de pesca suelen operar en la banda X, en barcos comerciales suelen encontrarse ambos radares. La mayoría de los reflectores de radar activos operan exclusivamente en la banda X. A primera vista, esto parecería tener sentido, ya que tanto las embarcaciones de recreo como las comerciales utilizan radares en esta frecuencia.
Por ejemplo, todos los Mini transats fueron equipados por reglamento con un reflector de radar activo llamado Active Echo que opera en la banda X. Ahora el requisito ha sido reemplazado por la obligación de un AIS Clase B. Sin embargo, esto presenta un problema fundamental que puede dar lugar a una falsa sensación de seguridad. La banda X está muy extendida, pero debes tener en cuenta que por su precisión también detecta lluvia.
Los barcos comerciales, que tienen la obligación de vigilar con alarmas automáticas, a menudo dependen del radar en la banda S. En cambio, esto no detecta la lluvia: precisamente en caso de mal tiempo cuando la visibilidad es baja y el riesgo de no ser visto es aún mayor. Hay reflectores de radar de doble banda en el mercado y se recomienda instalar este tipo de reflector activo en caso de nueva compra. Desde el punto de vista de nuestro dispositivo de a bordo, que opera en la banda X, debemos tener en cuenta la dificultad de uso en caso de lluvia.
Identificar chubascos y lluvias
Durante la Global Ocean Race utilizamos esta limitación a nuestro favor. De hecho, con un radar operando en la banda X es posible ver tormentas y nubes. También se ven chubascos asociados con un frente incluso a muchas millas de distancia. Durante la navegación con vientos alisios y en los momentos de calma, el instrumento se convierte, por tanto, en una ayuda muy valiosa, avisándonos a tiempo de la llegada de una ráfaga de viento. Especialmente de noche cuando no es fácil ver las nubes. Dicho esto, el hecho es que cuando nos encontramos con un aguacero, justo cuando la visibilidad se reduce a nada, el radar será muy difícil de interpretar.
Incluso un gran barco mercante podría estar oculto dentro de una zona de lluvia. Por lo tanto, es necesario monitorear y estudiar la evolución de la imagen en la pantalla y nunca llegar a conclusiones apresuradas con solo echar un vistazo rápido a la imagen en la pantalla del radar.
Conclusiones
El advenimiento y la difusión del radar en el mercado para los navegantes sin duda ha proporcionado una herramienta muy poderosa para aumentar la seguridad a bordo. Ya sea que se use solo o junto con un AIS. Es necesario saber utilizar bien el instrumento para aprovechar al máximo su potencial. Le recomendamos que lea las instrucciones de su radar y se entrene para usarlo. Debe conciliar lo que la pantalla le muestra con el mundo visible que lo rodea como preparación para situaciones de la vida real.
Durante mi gira alrededor del mundo en la Global Ocean Race, nuestro dispositivo estuvo encendido durante casi toda la regata. Esto en parte para compensar el hecho de que no siempre había alguien en la cabina. Esta es claramente una situación extrema que el crucero no tiene que enfrentar. Siempre se requiere una vigilancia cuidadosa en la cabina, pero en caso de visibilidad reducida, el radar realmente puede convertirse en su único par de ojos.
