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12ago/110

Radar: centinela del mar

Es uno de los artefactos más apreciados cuando hay poca visibilidad. Equivale a un centinela fiel. Activando las alarmas, puede despertar a una tripulación desprevenida en caso de que un barco se acerque demasiado y exista riesgo de abordaje, pero hay que saber interpretar los ecos que muestra la pantalla

El radar se fundamenta en las leyes de la reflexión de las ondas de radio, implícitas en el comportamiento de las ondas electromagnéticas: si se emite una onda hacia un objeto, y se sabe la velocidad a la que se propaga la onda, midiendo el tiempo que tarda en regresar la onda reflejada,  se puede saber la distancia a la que se encuentra el objeto.  Como las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz, la detección del objeto es instantánea. Eso sí, el alcance del radar depende de la potencia de salida, de la frecuencia de los impulsos, de la altura a la que está colocada la antena y de las condiciones meteorológicas.

Cuatro son los componentes básicos de los que consta un radar: un transmisor de radio de alta frecuencia, un receptor, una antena y la pantalla. El transmisor emite a través de la antena un haz de radiación electromagnética con una longitud de onda comprendida entre algunos centímetros y cerca de un metro. Los impulsos se propagan en 360 grados (para entenderlos simplemente tire una piedra al agua y vea como se forman las ondas en la superficie). Estas ondas se pierden en el espacio si no encuentran ningún objeto en su recorrido, y si encuentran alguno rebotan y vuelven al emisor. La antena capta esta onda devuelta y la envía al receptor, que a su vez transforma esta señal en un eco que se muestra en la pantalla. El receptor determina el momento en que recibe cada onda reflejada y, teniendo en cuenta la posición relativa de la antena y el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción, plasma en la pantalla la demora y la distancia a la que se encuentra el objeto. Como la emisión de ondas es continua, y las imágenes se mantienen unos instantes en pantalla, obtenemos una imagen completa de todo lo que se encuentra alrededor del barco, con las siluetas y los tamaños relativos de los objetos reflejados.

La transmisión de las ondas electromagnéticas por un medio es directamente proporcional a la longitud de onda, es decir, menor frecuencia del radar, mayor será su penetración.

En cuanto a la cobertura, para que un eco pueda ser detectado al emitir toda una serie de sonidos conviene que la señal devuelta haya llegado al receptor antes de emitir un nuevo sonido, esta periodicidad determina el alcance máximo teórico. Además, las ondas de radar se propagan en línea recta, lo que presupone que su alcance queda limitado por el horizonte, y éste por lógica queda más cerca cuanto más baja esté situada la antena del radar. Por tanto, cuanto más alta se coloque la antena, más millas de cobertura proporcionará, claro que también irá creciendo un vacio de lectura junto al barco; por eso, los mercantes y buques suelen llevar un radar en lo alto del puente y otros dos, uno a proa y otro a popa, a la altura de la cubierta, para los casos de aproximación.

Banda en que operan

La mayoría de los radares marinos operan en banda X, que es la que proporciona mayor resolución de detección; además, con esta banda las antenas pueden ser de tamaño pequeño, lo que permite su instalación en cualquier tipo de barco. La banda S se utiliza en aplicaciones concretas, tales como la detección con muy mal tiempo o la de pájaros a larga distancia, sus antenas son mucho más grandes, de 9 a 12 pies de longitud.

En los radares llamados de color real, la intensidad de los ecos determina el color con que son presentados en la imagen. Los ecos más fuertes se presentan en colores calientes, como el rojo, mientras que los débiles se dibujan en colores fríos, como el verde. Por ejemplo, si se observa una tormenta con un radar de color real, bien ajustado, se verán zonas rojas y otras correspondientes a la lluvia, poco densa, en color amarillo o verde. Un radar de color presentará todos los ecos en un color, independientemente de su intensidad. Obviamente, son más eficientes los de color real.

Escogiendo el más adecuado

La elección del radar depende en general del tipo de navegación y del barco. La pregunta obligada es, ¿qué tan grande debe ser una embarcación para que amerite instalarle un radar? La verdad es que no se considera un tamaño determinado, si se dispone de una plataforma estable para montar la antena y espacio suficiente para la unidad de presentación. A la hora de elegir se deben tomar en cuenta dos variables. Por una parte, la distancia que se quiere que cubra, es decir, la cobertura de lectura, que lógicamente irá en relación con el programa de navegación que se tenga. La potencia es un parámetro más en el que pensar, pero éste va en relación con las millas que abarca el radar, por tanto no es de nuestra elección. Por último, conviene guiarse sobre todo por el tipo de antena, en función siempre del barco donde ésta se tenga que instalar y en función de la definición que se desee.

En lo que a la antena se refiere, se pueden elegir dos tipos: la abierta, que es una barra horizontal que da vueltas, o la cerrada o radomo, que tiene forma circular, ya sea aplastada o similar a un huevo con la base cortada. La primera no es apta para veleros (a menos que se trate de grandes barcos de más de 30 metros), ya que las drizas y las cuerdas podrían engancharse en la misma durante una maniobra. La cerrada, al estar más protegida es más adecuada para este tipo de cascos.

Por otra parte, si se busca una antena grande entonces es mejor que sea abierta, ya que de ser cerrada sería muy aparatosa. En definitiva, si lo que se quiere es una antena que de mucha definición, entonces hay que optar por una antena de barra horizontal. ¿Por qué? Porque en general, con la misma potencia, una antena abierta tiene mayor rendimiento que una radomo, ya que al ser más larga tiene el haz horizontalmente más estrecho, y además éste se puede enfocar, lo que implica mayor resolución de detección y discriminación de blancos. Más potencia con mayor resolución proporciona al observador la capacidad de ver blancos menores a mayor distancia, con niebla y mal tiempo.

En cuanto a la cobertura del radar, ésta viene definida en millas. La distancia de cobertura es directamente proporcional a la potencia: a más millas, más potencia tendrá que tener el aparato. Es una relación matemática: si se necesitan 24 millas de cobertura, entonces la potencia será de dos kilovatios; con 32 o 36 millas serán cuatro kilovatios.

La pantalla

Cuando empezó a comercializarse el plotter el radar quedó algo desplazado. Y es que con un plotter, que podríamos definirlo como un dispositivo de cartografía digital, se pueden hacer muchas travesías sin el radar. La verdad, es que hoy en día el radar es un instrumento más de seguridad que de navegación, ya que sirve para ver el tráfico que se  encuentra en una ruta determinada.

Así, con el surgimiento del plotter y el GPS, si se quiere tener un radar lo más usual es adquirir equipos que combinen todas las prestaciones. Es posible entonces, una pantalla que concentre el GPS, la cartografía digital, el radar y la sonda a través de conexiones con varios accesorios.

El secreto de este “todo en uno” es la llamada caja negra, que no es más que una computadora. Así que si se tiene una pantalla de plotter-GPS, simplemente hay que conectarle una caja negra de radar y una antena de radar, y ¡listo! ¡Ya se tiene un radar a bordo! ¿Qué se quiere añadir una sonda? ¡Pues se le conecta una caja negra de sonda y un transductor! Desde cada sensor –ya sea antena o transductor- los cables irán a la caja negra correspondiente, y de allí a la pantalla de GPS-plotter (los plotters no suelen llevar caja negra, ya que la misma unidad de presentación incluye el aparato, a excepción de los equipos extremadamente sofisticados).

No hace falta descifrar un rompecabezas. Con un multifunción con pantalla de 10 pulgadas, sonda de potencia X y radar con cobertura de Y millas, ya se tendrá todo. Eso sí, es conveniente que de la instalación se encargue un profesional. Aunque no es compleja se debe seguir un manual y tener cuidado con ciertos detalles. Por ejemplo, es esencial que una antena de GPS no quede dentro del haz del radar.

Una vez instalado

Tras su colocación, hay que seguir una serie de parámetros. Para empezar, todos los radares requieren la alineación de proa en la instalación de la antena. De lo contrario la pantalla presentará los blancos en situación errónea, por ejemplo colocará una boya a popa cuando en realidad está en proa. A veces (no todos los radares cuentan con esta opción) también es necesario ajustar el timing del radar, la velocidad del barrido,  ya que si no está bien ajustado la pantalla puede presentar vacios de lectura.

Hay que estar pendientes de tres variables: la ganancia, el nivel de ruido y la escala en que se desea trabajar. Todos los radares incorporan la opción de ajuste automático, pero es conveniente realizarlo manualmente –especialmente si lo puede realizar un experto- para obtener el máximo rendimiento del aparato. Así, el ajuste adecuado de los dos primero parámetros nos ayudará a comprender mejor la información presentada en la pantalla, por ejemplo eliminando los ecos de las olas del mar.

Optimizar estas configuraciones permitirá, por ejemplo, detectar pájaros (con radares de al menos 12 kilovatios de potencia de salida) y frentes de tormenta, niebla y lluvia.

Sea cual sea el radar elegido hay que familiarizarse y acostumbrarse a él. Se debe recordar que el radar muestra una lectura bastante especial de lo que hay alrededor. Si hay un barco, lo que mostrará es una serie de manchas que hay que interpretar para saber de qué se trata. No es como navegar cerca de la costa y ver en la pantalla una gran mancha, es obvio que es la costa. Pero con los barcos el eco que muestra la pantalla no es siempre claro. Además, como se mencionó arriba, el radar marino puede detectar pájaros, olas y lluvia, por lo que no es tan fácil interpretar el dibujo abstracto que muestra la pantalla. Hay una relación entre el tamaño y la consistencia del objeto detectado, la distancia a la que está, la potencia de salida del radar y el eco que se observa en el aparato.

Distintos fabricantes han lanzado una nueva generación de radares de hasta 48 millas de cobertura que han sido bautizados con el nombre de “alta definición” o HD (high definition) por sus siglas en inglés. Con esta tecnología se procesa digitalmente el eco, lo que permite filtrar mejor las interferencias como las olas del mar. Así lo que aparece en pantalla es más fácil de interpretar. Pero al final, lo mejor es aprender a entender las manchas con el tiempo y la experiencia.

Radar para cada eslora

•             Si se tiene un velero de media eslora, de 12 a 14 metros, bastará con un radar de 24 millas de cobertura y una antena cerrada o radomo.

•             Si se trata de un velero muy grande, unos 30 metros de eslora, quizás convenga una antena abierta.

•             Si la embarcación es de motor con una eslora mediana (10 a 12 metros), 24 millas de cobertura serán suficientes, aunque tampoco viene mal llegar hasta las 32 millas. En este supuesto, la antena dependerá del uso: a los aficionados a la pesca deportiva les interesará mucha definición para distinguir bien los blancos en la pantalla, por lo que les convendrá una antena abierta.

No basta con ver ¡te tienen que ver!

Las embarcaciones deportivas son, en general, muy malas reflectoras de las ondas de radar, por lo que es imprescindible llevar un reflector de radar en una posición elevada. Se trata de un aparato de metal en forma de octaedro que refleja la señal del radar de manera eficaz, de tal forma que el barco será detectado por los radares de los gigantescos buques comerciales.

Comenzó para aviones

El radar fue creado en 1935 y desarrollado principalmente en Inglaterra durante la Segunda Guerra Mundial. Supuso una ventaja para la Royal Air Force en la Batalla de Inglaterra, cuando aún era denominado RDF (Radio Direction Finding).

En los momentos anteriores a la II Guerra Mundial, Robert Watson-Watt, físico y director del Laboratorio de Investigación de Radio y su ayudante, el físico Arnold Wilkins, estuvieron a cargo de su invención.

En 1932, la Oficina Postal Británica publicó un informe en el que sus científicos documentaron fenómenos naturales que afectaban la intensidad de la señal electromagnética recibida: tormentas eléctricas, vientos, lluvia y el paso de un aeroplano en la vecindad del laboratorio. Wilkins conoció este informe de manera accidental, conversando con la gente de la Oficina Postal, que se quejaba por la interferencia.

Cuando Wilkins sugirió la posibilidad de utilizar el fenómeno de interferencia de ondas de radio para detectar aviones enemigos, Watson-Watt lo comisionó inmediatamente para trabajar en el cálculo de los aspectos cuantitativos.

Al terminar sus cálculos, a Wilkins le pareció increíble que el efecto deseado pudiera detectarse; revisó sus cálculos, no encontró ningún error y se los dio a Watson-Watt, quien los vio fantásticos y verificó los cálculos matemáticos. Al no encontrar error, envió los resultados y pronto se entendió que se podía detectar un avión. Fue solo cuestión de tiempo que el invento se aplicara también a la navegación.

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