Observador_RADAR.pdf

DIRECCION GENERAL DE EDUCACION NAVAL

Escuela Nacional de Pesca “Comandante Luís Piedra Buena”

SIMULADOR DE NAVEGACION CURSO:

OBSERVADOR RADAR

2007

INDICE Capítulo 1: Principios fundamentales del radar.                

Descripción general. general . Principio de funcionamiento Velocidad de propagación de las ondas de radar  Ondas de radio Clasificación según frecuencia/ longitud de onda Frecuencias de trabajo de los radares Elementos componentes de un equipo radar Diagrama en bloques de un equipo radar Horizonte radar Distancia de seguridad magnética Riesgos de radiación y precauciones Características de los aparatos radar Factores que afectan el funcionamiento radar Factores externos al radar que afectan la detección Factores que pueden ocasionar una interpretación errónea – Ecos falsos  Normas de rendimiento rendimiento - Resolución A.477(XII) A.477(XII)

Capítulo 2: Ajuste y utilización del radar.    

Ajuste y conservación de la imagen i magen radar Medición de distancias y marcaciones Tipos de presentación Tipos de movimiento

Capítulo 3: Cinemática.             

Comportamiento de un blanco fijo Idea general de la técnica de punteo Triángulo de velocidades Aspecto del blanco CPA y TCPA Forma de marcar un eco en la pantalla Técnica de punteo con movimiento relativo y norte arriba Análisis de casos particulares del triángulo de velocidades Detectar el efecto de los l os cambios de rumbo y velocidad Evasión a un blanco con riesgo de abordaje Vuelta al rumbo inicial Evasión a un blanco alterando la velocidad Maniobra de prueba

Capítulo 4: Utilización del radar para la navegación.   

Establecer la posición del buque por radar Ayudas necesarias para la navegación radar y para la seguridad Uso de paralelas de referencia en la navegación radar

excesivos. Capítulo 5: Utilizar el radar para evitar abordajes o acercamientos excesivos. 

Aplicación del Reglamento Internacional para prevenir los Abordajes 2

1. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DEL RADAR

DESCRIPCIÓN GENERAL La palabra “RADAR” proviene de la expresión inglesa Radio Detection And Ranging, es decir detección y medición de distancias por ondas de radio. Es una valiosa ayuda para el navegante, ya que nos permite situar al buque tanto de día como de noche y en cualquier condición de visibilidad, proporcionando simultáneamente marcación y distancia a un objeto, y obteniendo posición con solamente un objeto conspicuo dentro de su alcance. Dicha capacidad constituye un elemento invalorable a la hora de determinar riesgos de colisión y maniobrar en cumplimiento del Reglamento Internacional para Prevenir los Abordajes,  principalmente en condiciones de mucho tráfico.

También puede ser utilizado como ayuda, a los fines de detectar chubascos de agua y nieve, o determinar la dirección del oleaje predominante en situación de oscuridad.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El principio básico del radar es muy simple si mple y podemos compararlo con el fenómeno de un eco de un sonido (como puede ser un pitada) que regresa a nosotros después después de rebotar contra un objeto. objeto. En la  práctica con radar  se emplean ondas electromagnéticas en lugar de ondas sonoras, y podemos describirlo como sigue: el pulso de ondas Electromagnéticas producido es irradiado por la antena, la cual lo dirige en una determinada dirección. Al encontrar un objeto en su camino, parte del pulso se refleja volviendo a la antena, presentándose luego en la pantalla el eco del blanco detectado en forma de mancha más o menos definida. El radar calcula la distancia al blanco midiendo el tiempo que tarda la señal desde el instante de la emisión hasta el momento de la recepción. En dicho tiempo, al que llamamos “t”, el espacio “E” recorrido es igual a: E= espacio recorrido por el pulso E=V x t

V= velocidad de propagación t = tiempo empleado 3

Pero en dicho tiempo “t” la señal fue y volvió, por lo tanto la distancia “D” a la que se encuentra el eco detectado es igual a la mitad del espacio recorrido por la señal, o sea: D=V x t 2

(1)

VELOCIDAD DE PROPAGACION La velocidad de propagación de las ondas de radio es de aproximadamente 161.987 millas náuticas  por segundo (300.000 km. por segundo), y se designa con la letra “c”. Es esta velocidad la que emplean los circuitos de cálculo del radar para estimar las distancias. Veamos un ejemplo: El tiempo “t” que la señal demoró en ir y volver es de 100 microsegundos (1 μs. = 1/1.000.000 seg.). La distancia a la que se encuentra el blanco será: (1) D = Vx t = 161.987millas x 100 seg = 8,1 millas 2 1 seg. x 2 x 1.000.000

ONDAS DE RADIO Podemos tratar de explicar las ondas de radio comparándolas con las ondas del mar de fondo. Se  presentan una a continuación de otra propagándose a velocidad constante. Si colocáramos un objeto flotante en el mar veríamos que asciende y desciende a intervalos regulares, según el objeto alcance la cresta o el valle de la onda. La figura siguiente nos muestra diferentes dimensiones que podemos observar en las ondas: Longitud de onda

Amplitud

En el gráfico podemos ver las medidas de:  Amplitud: altura entre una cresta y un seno.  Longitud de onda: distancia entre dos crestas. Luego definimos:  Período: tiempo que tarda en producirse una onda completa  Frecuencia: cantidad de veces que la onda se repite en un segundo, se mide en Hertz o Ciclos por segundo. 4

Las ondas que se utilizan en el radar tienen las siguientes características: a) Son direccionales: se pueden concentrar y dirigir en una determinada dirección.  b) Tienen velocidad constante: se aprovecha para la medición de distancias. c) Se reflejan: se emplea en la detección de objetos.

CLASIFICACIÓN SEGÚN FRECUENCIA/LONGITUD DE ONDA Clasificación

Frecuencia

Longitud de onda 100.000 Km. a 100 Km.

E.L.F.

Extra baja frecuencia

3 Hz – 3 Khz

V.L.F.

Muy baja frecuencia

3 Khz – 30 Khz

100 Km. a 10 Km.

L.F.

Baja frecuencia

30 Khz – 300 Khz

10 Km. a 1 Km.

M.F.

Media Frecuencia

300 Khz – 3000 Khz

1 Km. a 100 m

H.F.

Alta frecuencia

3 Mhz – 30 Mhz

100 m a 10 m

V.H.F.

Muy alta frecuencia

30 Mhz – 300 Mhz

10 m a 1 m

U.H.F.

Ultra alta frecuencia

300 Mhz – 3 Ghz

1 m a 10 cm.

S.H.F.

Súper alta frecuencia

3 Ghz – 30 Ghz

10 cm. a 1 cm.

E.H.F.

Extra alta frecuencia

30 Ghz – 300 Ghz

1 cm. a 1 mm

FRECUENCIAS DE TRABAJO DE LOS RADARES Los radares marinos trabajan en dos frecuencias que están en la clasificación de Súper Alta Frecuencia (SHF). Estas son aproximadamente de 3 Ghz (banda S) y 9,4 Ghz (banda X), y corresponden a longitudes de onda de 10 cm. y 3 cm. respectivamente. Cabe destacar que un mismo equipo no puede trabajar en dos frecuencias, ya que todos sus componentes están diseñados para solo una frecuencia de trabajo 1 , por lo cual se está hablando de equipos diferentes. Cuando se tiene un solo equipo radar a bordo debe trabajar en la frecuencia de 9,4 Ghz ya que es la frecuencia en la que trabajan los transponders de radar (S.A.R.T. Search And Rescue Transponder) que se utilizan en caso de siniestros. En la figura siguiente podemos ver la imagen de la pantalla de radar, detectando la presencia de un S.A.R.T.

1

 Algunos radares más sofisticados emplean una antena doble, con un emisor para cada frecuencia en cada una de sus caras, y muestran dos imágenes alternativas, por turnos. No obstante, en cada instante es una sola frecuencia la que opera.

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Señal del SART Posición del SART

Posición de buque de rescate

Costa

Otro buque

ELEMENTOS COMPONENTES DE UN EQUIPO RADAR Básicamente, en su forma más simple un equipo radar consta de cuatro componentes: 1. Unidad de antena: transmite la energía generada por el transmisor, y la irradia en una determinada dirección en forma de haz, hoy en día se usan las del tipo de guía ondas ranurado como el que podemos ver en la figura. Permite que en el plano horizontal el haz sea muy estrecho (entre 1º y 2º) para permitir medir marcación y distancia a un blanco, mientras que en el plano vertical el haz tiene una apertura de 15 a 30º para posibilitar la detección y seguimiento del blanco a pesar de los rolidos del buque. y recibe la que regresa después de haberse reflejado en algún objeto. 2. Equipo transmisor: convierte la energía eléctrica de la red del buque en ondas de radio de S.H.F. o Súper Alta Frecuencia, a través de una válvula llamada magnetrón, y las transmite en forma de pulsos muy cortos (aproximadamente entre 0.05 y 1 μs.). A partir de la válvula magnetrón ya no es posible transmitir la energía por cables por lo que se recurre a un tubo llamado Guía de Ondas, que conduce las microondas hasta la antena. La cantidad de pulsos que emite por segundo se conoce como Frecuencia de Repetición de Pulsos, y su valor oscila entre 500 y 4000 pulsos por segundo. La potencia de transmisión de los radares marinos oscila entre 3 y 60 Kw. 3. Equipo receptor de ondas de radio: es el encargado de recibir las ondas de radar que se reflejaron en el blanco. De la energía emitida solo regresa a la antena una parte muy pequeña en forma de eco, ya que la mayor parte se dispersó y absorbió en el camino de ida y vuelta 6

recorrido por la misma. Por esa razón esa señal se debe amplificar (control de ganancia o Gain) hasta valores adecuados. También debe estar sintonizado en exactamente la misma frecuencia que el transmisor (control de sintonía o Tune) para lograr la mejor recepción  posible. Cabe destacar que al conjunto Transmisor- Receptor se lo llama Transceptor, un modelo del cual podemos apreciar en la siguiente imagen. 4. Unidad de despliegue de información: las pantallas utilizadas hoy en día son del tipo Rasterscan, es decir un tubo con barrido horizontal del tipo de las utilizadas en los monitores de computadoras. En cuanto a los controles de operación, pueden presentarse en un teclado especial como en el modelo que se muestra en la siguiente imagen: Información de cursor

Información de buque propio

Información de sensores

Información de blancos

Área de menú Procesamiento de señal Información de alarmas Información de marker

O puede operarse con solo tres botones y el mouse (o Track ball), mostrándose todos los menús necesarios en  pantalla.

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DIAGRAMA EN BLOQUES DE UN EQUIPO RADAR

HORIZONTE RADAR

Antena

Horizonte radar Area de mºenú

Horizonte geométrico

Si trazamos desde la antena del radar una recta tangente a la superficie de la tierra, nos queda determinado el horizonte geométrico. Las ondas de radar se ven afectadas por el fenómeno de refracción que causa una leve curvatura siguiendo la superficie de la tierra, determinando un punto de tangencia más lejano que el horizonte geométrico, al que vamos a denominar “horizonte radar”. Dicha distancia responde a la fórmula: D = 2,21 x 8

h

Donde si expresamos la altura de la antena “h” en metros, obtenemos la distancia al horizonte radar en millas náuticas. Sumando la distancia al horizonte radar debida a la altura de nuestra antena (h) y la debida a la altura del objeto (H) que queremos observar determinaremos la distancia máxima a la que en condiciones normales deberíamos detectarlo. La calculamos con la siguiente fórmula: D= 2,21 x ( h   H  ) Por ejemplo con una altura de antena radar (h) de 10 m. y una altura de una costa acantilada (H) de 15 m., la misma podrá teóricamente ser detectada a una distancia de: D= 2.21 x ( 10  15 ) = 15.54 millas Con respecto a la distancia de detección, es de destacar que en el caso de estar ante una costa alta (caso A del gráfico siguiente), lo primero que el radar va a recibir es el eco proveniente del punto 1, que como vemos no coincide con la línea de la costa, sino que esta más adentro, consideración que tenemos que tener en cuenta si queremos emplear la distancia medida con el fin de situar al buque. A medida que nos acercamos, el eco más cercano recibido por el radar se va a trasladar al punto 2 de la figura B. Luego al punto 3 de la figura C, hasta que la línea de la costa quede dentro de nuestro horizonte radar, distancia dada por la fórmula (2).

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DISTANCIAS DE SEGURIDAD MAGNETICA: La mayoría de los equipos electrónicos que podemos encontrar en la timonera del buque o en cercanías, generan en mayor o menor medida campos electromagnéticos que interfieren el funcionamiento de aquellos elementos sensibles al magnetismo. El compás magnético ya sea patrón o de gobierno, es un elemento sensible que puede verse afectado, apareciendo desvíos que provocan lecturas de rumbo erróneas. Por esa causa debemos respetar las distancias mínimas a las que  podemos instalar los equipos de radar de los compases magnéticos. Dichas distancias mínimas están dadas por los fabricantes de los equipos, en los manuales o por medio de una placa adosada a los gabinetes de los mismos, que ponen establecen la distancia de seguridad magnética en metros o  pies.

RIESGOS DE RADIACIÓN Y PRECAUCIONES: Los equipos de radar son fuentes productoras de radiaciones que pueden resultar perjudiciales para la salud, causando alteraciones a nivel molecular, debido a la energía que las mismas producen. Por este motivo en importante mantenerse alejado de las irradiaciones de la antena, o de un tubo guía ondas abierto de un radar en funcionamiento, como así también de las altas tensiones que se generan en el interior de los equipos transmisores. A continuación vemos advertencias y un cuadro extraídos de un manual de radar, donde se expresan las radiaciones que provoca.

Riesgo de radiación de radiofrecuencia: La antena de radar emite energía electromagnética de radio frecuencia que puede ser perjudicial, especialmente para los ojos.  Nunca mire directamente por las aberturas de la antena desde corta distancia mientras el radar está en funcionamiento o se exponga a las transmisiones de la antena desde corta distancia

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CARACTERISTICAS DE LOS APARATOS DE RADAR Constantes de un Radar: Existen una serie de valores o constantes asociadas a un sistema de radar que van a determinar sus características. Ellas son: 1. Frecuencia de la señal:  es la frecuencia con que la señal es generada. Cuanto mayor es la frecuencia, menor es la longitud de onda y el tamaño de antena necesario. Las altas frecuencias y la cantidad de energía necesarias para el eficiente funcionamiento del radar son generadas por válvulas especiales. Dentro de ellas tenemos a las Magnetrón y Klistrón. La necesidad de usar válvulas es la razón por la cual el radar no puede ser encendido inmediatamente, sino que necesita un determinado tiempo hasta que las mismas tomen la temperatura de trabajo necesaria. 2. Frecuencia de repetición de pulsos:  Es el número de pulsos que se repiten por segundo. Los valores pueden estar entre 400 y 4000 pulsos aproximadamente. Como la distancia se determina midiendo el tiempo en que la señal llega hasta el blanco y regresa, es necesario que el ciclo se complete antes de finalizar el período de recepción.

En el gráfico anterior, podemos apreciar el ciclo de trabajo de un radar. Inmediatamente después de que se termina de emitir un pulso se bloquea el transmisor, y se abre el receptor, que permanece abierto por el tiempo necesario para que la señal llegue a la distancia a la que esta colocada la escala del radar y regrese, a continuación hay un período de inactividad, hasta que se reinicia el ciclo con la emisión de un nuevo impulso.

Ejemplo: Consideremos un ejemplo real de un radar, para tener idea de los valores con los que estamos trabajando: Un radar trabaja en escala de 6´, transmitiendo pulsos de 0,5 μseg. de duración, con una frecuencia de repetición de pulsos de 600 pulsos por segundo.  Nota: 1 seg. = 1.000.000 μseg. Con una sencilla regla de tres calculamos cuanto tiempo transcurre entre pulso y pulso: 11

600 1

pulsos…………………………….. 1.000.000 μseg. pulso……………………………… x = 1.666,7 μseg.

El tiempo de recepción lo calculamos despejando “t” de la formula (1) t = (2 x D)/ V =>

t = 74,12 μseg.

De los cálculos anteriores se desprende que el tiempo de inactividad es: 1.666.67 μseg. – (74,12 μseg.+0,5 μseg.) = 1.592.05 μseg.

Vemos como conclusión que el tiempo de transmisión del radar es de solo 0,5 μseg. cada 1666,67 μseg. Estos valores no son constantes, cambian de acuerdo a la escala, longitud del pulso, frecuencia de repetición de pulsos, y las variaciones de estos valores que nos permita el fabricante de acuerdo a marca y modelo de equipo. El tiempo que está el radar transmitiendo, que en nuestro ejemplo es de 0,5 μseg., emite una señal de una frecuencia de 9.410 Mhz (característica del equipo), es decir 9.410.000.000 Hz., o 9.410.000.000 de ondas (o ciclos) en un segundo. Con una regla de tres podemos calcular cuantas ondas se emiten en el lapso de 0,5 μseg. , durante el cual esta funcionando el transmisor: 1.000.000 μseg. ………………………….. 9.410.000.000 ciclos 0,5 μseg. ………………………………… x = 4705 ciclos Con un razonamiento similar podemos calcular cuanto mide de largo el pulso que esta emitiendo nuestro radar, en función de la velocidad de propagación de las ondas de radar: 1.000.000 μseg. …………………………… 300.000 km. 0,5 μseg. ……………………………………x = 0,150 km. = 150 m.

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FACTORES QUE AFECTAN EL FUNCIONAMIENTO DEL RADAR 1. Distancia máxima de detección: 

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Frecuencia: cuanto mas alta es la frecuencia del pulso emitido por el radar, mayor es la atenuación o pérdida de energía, que sufre durante su propagación. Por lo tanto frecuencias más bajas (longitudes de onda más grandes) generalmente dan mejores resultados para la detección a grandes distancias. Energía transmitida: la detección depende de la energía que regresa a la antena después de reflejarse en un blanco, que es en el mejor de los casos unas 10.000 veces menor que la que salio de la antena. Por ello incrementando la potencia de salida, mejorara la detección. Pero no en forma proporcional, ya que si aumentamos la potencia un 100% solo aumentará la distancia de detección en aproximadamente 25%. Longitud de pulso: cuanto más largo es el pulso, mayor es el alcance, ya que es mayor la energía transmitida. De ahí la conveniencia de cambiar a veces a pulso largo (long pulse)  para mejorar la detección. Vemos a continuación un modelo de tabla de longitudes de  pulso, para los siguientes modelos de radar de este fabricante; los pulsos disponibles están entre 0,08 y 1,2 μseg.

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

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



Frecuencia de repetición de pulsos: determina la máxima distancia que puede medir el radar. Hay que tener tiempo suficiente para permitir que la señal salga de la antena rebote en el blanco y regrese, antes que salga el pulso siguiente. Ese tiempo es el que va a determinar la frecuencia de repetición de pulsos máxima. Forma del haz: cuanto más concentrado es el haz, mayor es la distancia de detección del radar. Esto es, cuando el haz emitido es estrecho, tanto en el sentido horizontal como en el sentido vertical. Sensibilidad del receptor: receptores más sensibles permites mayores alcances de detección. Por eso hay que tener siempre el control de sintonía del receptor (tune), bien ajustado a la frecuencia con la que vuelve la onda, probablemente ligeramente diferente a la emitida. Velocidad de rotación de la antena: Cuanto mas lentamente gira la antena, mayor es el alcance, porque mayor cantidad de pulsos inciden en el blanco.

2. Distancia mínima de detección: 

Longitud del pulso: la distancia mínima de detección es igual a la mitad de la longitud del  pulso. En el ejemplo propuesto anteriormente, habíamos calculado, con una duración de  pulso de 0,5 μseg. una longitud de pulso de 150 m por lo que teóricamente, la distancia mínima de detección será de 75 m. Esto es debido a que el receptor solo está en condiciones de recibir los pulsos reflejados, una vez que el transmisor terminó de emitir, es decir que salieron los 150 m de pulso.

A esa distancia que teóricamente es la mínima distancia de detección, tenemos que sumarle que en la práctica hay una pequeñísima demora entre que se cierra el transmisor y se abre el receptor. Este valor, según algunos autores suele estar en el orden de los 15 m. valor que tenemos que sumar al valor teórico, quedando una distancia mínima real de 90 m. 

Retorno de mar: los ecos producidos por el oleaje cercano al buque, que en casos de mal tiempo suelen ser bastante notorios, son llamados “retorno de mar” y producen un efecto de enmascaramiento, es decir los ecos reales se pierden o quedan tapados por los del retorno de mar afectando la distancia mínima a la que podemos percibir los blancos. 14



Apertura vertical del haz: los  blancos pequeños pueden quedar por debajo del borde inferior del haz cuando están a corta distancia, impidiendo así su detección.

Podemos calcular la distancia a la cual el haz hace contacto con la superficie del agua, determinando así la distancia mínima de detección de un blanco a ras del agua, en función de la apertura vertical del haz, como sigue: D = h / tg ( α/2) Donde:

“D” = es la distancia buscada en metros. “h” = altura en metros sobre el nivel del agua a la que esta la antena “α” = ángulo de apertura vertical del haz. Ver manual del equipo.

EJEMPLO: Si la altura de la antena h = 10 m. y el ángulo α  = 20°, nos da una distancia de 56,7 m., valor que obviamente se va a ver afectado por los movimientos del buque.

3. Exactitud de la medición de distancia: 

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Exactitud del observador: dependiendo del cuidado que se tenga en hacer tangentear el anillo variable de medición de distancias (VRM) con el eco, se va a obtener mayor o menor precisión. Tengamos presente que el anillo variable tenemos que colocarlo tangente a la parte del eco más próxima a nuestro buque. Escala que se está empleando: Cuando tenemos que medir distancias siempre conviene emplear la escala con la que vemos la imagen más grande y con más detalle.

4. Discriminación en distancia : Es la capacidad que tiene el radar para presentar separadamente en pantalla dos ecos que están muy próximos entre sí, y depende de: 

Longitud del pulso: dos blancos en una misma marcación no pueden ser presentados en la  pantalla como dos ecos diferentes a menos que la separación entre ellos sea mayor a una distancia de la mitad de la longitud del pulso. Continuamos empleando el ejemplo ya mencionado, donde la longitud del pulso es de 150 m., dando una discriminación en distancia mínima de 75 m. Analicemos la trayectoria del pulso. En la figura “A” el pulso recién está llegando al  primer buque.

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En la figura “B” el pulso alcanzó al blanco más cercano, rebotó en el y comienza a devolver parte del rebote.

En la figura “C” el pulso esta llegando al blanco más lejano. Del proceso de reflexión en el blanco más cercano se ha completado solo la mitad.

En la figura “D” los ecos están regresando desde los dos blancos

En la figura “E”, el eco del blanco más cercano ya completó el rebote mientras que el del  blanco más lejano se ha completado solo la mitad. Podemos ver que se junta la parte final del eco del blanco más cercano con el comienzo del eco del blanco más lejano, circunstancia que se nos presentará en pantalla como un solo eco, al no poder el radar diferenciar uno del otro. 16

La siguiente tabla nos muestra la discriminación en distancia de acuerdo al largo del pulso. Vemos que a menor longitud de pulso mejor discriminación en distancia.

Longitud el pulso en microsegundos 0,05 0,10 0,20 0,25 0,50 1,20 



Discriminación en distancia en metros 7,5 15 30 37,5 75,0 180,0

Ganancia del receptor: podemos lograr una mejor discriminación en distancia si disminuimos la ganancia del receptor. En la figura siguiente vemos como mejora la imagen reduciendo la ganancia.

Escala en uso: el valor de escala que tenemos seleccionado influye en la discriminación de los ecos, cuanto mayor es la distancia que abarca la escala menor es la discriminación.

5. Exactitud en marcación : 

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Apertura horizontal del haz: cuanto más angosto es el haz emitido por la antena, mayor es la precisión en la medición de marcación. Para obtener haces angostos la antena tiene que tener una longitud adecuada, cuanto mayor es su longitud, más estrecho es el haz que se  puede lograr. También podemos lograr un aumento en la precisión al medir una marcación disminuyendo la ganancia del receptor, pero nos va a traer aparejado un a disminución del alcance del equipo. Tamaño del blanco: para un valor dado de apertura horizontal del haz, cuanto más  pequeño es el blanco más precisa va a ser la medición de marcación que tomemos, ya que el centro del eco que se produzca en la pantalla, va a ser identificado con mayor facilidad. Movimiento del blanco: los blancos que estén detenidos (en su movimiento relativo) o se desplacen a velocidades bajas, van a poder ser medidos con mayor precisión. 17

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

Estabilización de la pantalla: una pantalla estabilizada provee una mayor exactitud en marcación que una sin estabilizar, que está sujeta a sufrir inexactitudes por los movimientos de la pantalla con las guiñadas del buque. Alineación de la antena: la posición de la antena en todo momento debe estar alineada con la línea de barrido en la pantalla, con la mayor exactitud posible, caso contrario se estaría generando un error en marcación.

6. Discriminación en marcación : Es una medida de la capacidad que tiene un radar de mostrar separadamente dos ecos recibidos de dos blancos que están a una misma distancia y muy próximos entre si. Dicha característica depende de: 

Ancho horizontal del haz: como el haz transmitido va rotando, el eco de un blanco comienza a ser mostrado cuando el borde delantero del mismo incide en el blanco, y finaliza cuando el borde trasero del haz en movimiento, deja de incidir en él. Por esa razón el eco se muestra en la pantalla con una medida igual al ancho horizontal del haz. Incluimos a continuación una tabla con la discriminación en marcación (distancia de separación), en función del tamaño (longitud) de la antena y la distancia a los blancos.

En el ejemplo siguiente se adopta un ancho de haz exagerado de 10º a los fines de la explicación. Los anchos reales están entre 1º y 2,5º.

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

Distancia al blanco: dado que un eco aparece en pantalla “estirado”, en un valor angular igual al ancho del haz, dos blancos a la misma distancia deben estar separados por un valor angular mayor al ancho del haz para ver sus ecos separadamente en pantalla. La separación necesaria entre los blancos va entonces a depender de la distancia a la que se encuentran del equipo radar. Analicemos a continuación el caso de que nos encontremos navegando por un canal angosto, boyado. El par de boyas (A) separadas por una determinada distancia, por estar  próximas al buque quedan a ambos lados del haz viéndose en pantalla como dos ecos separados. El par de boyas (B) separadas entre si la misma distancia que el par (A), quedan tangentes a los bordes delantero y trasero del haz, viéndose los ecos como si fueran uno solo. El `par de boyas (C) queda completamente dentro del haz por lo que también es visto como un solo eco en la pantalla.

Aquí podemos ver la imagen radar correspondiente al ejemplo anterior

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Como referencia podemos agregar que asumiendo que la apertura horizontal del haz del radar sea de 2º, se puede calcular que dos blancos situados a 10 millas de distancia deben estar separados aproximadamente 0,35 millas náuticas o 650 m. para que sus ecos aparezcan separados. Si acortamos la distancia a 5 millas náuticas la separación se reduce a 0,175 millas náuticas o 325 m.

7. Longitud de onda :  Normalmente los radares que transmiten en longitudes de onda cortas, (frecuencia alta 9.400 Mhz) están más sujetos a las interferencias provocadas por factores hidrometeorológicos (retorno de mar y chubascos o lluvia), que los radares que trabajan en longitudes de onda más grandes (frecuencia baja 3.000 Mhz) FACTORES EXTERNOS AL RADAR QUE AFECTAN A LA DETECCION 1. Características del blanco : Existen diferentes características de los blancos que posibilitan que unos se puedan detectar a más distancia que otros, o que a igualdad de tamaños y distancias unos se vean más intensos que otros, ellos son: 

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





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Altura del blanco: dado que las ondas de radar se propagan casi en línea recta la altura del  blanco es de fundamental importancia para determinar la distancia a la cual el mismo va a ser detectado. Si el blanco no asoma por sobre el horizonte radar, no aparecerá en  pantalla, porque el pulso pasa por sobre el sin reflejarse. Tamaño: los blancos presentando una superficie de reflexión más grande, van a dar ecos más grandes. Aspecto: llamamos aspecto de un blanco al ángulo que forma con el haz del radar. Cuando cambia el aspecto, cambia la superficie que presenta para reflejar las ondas de radar, cuanto más cercano a 90º es el ángulo, mayor es el eco que produce. Forma: blancos de igual forma pueden dar ecos de diferente intensidad dependiendo del aspecto que presentan. Blancos de forma cóncava tenderán a concentrar las ondas reflejadas de radar hacia la antena, mientras que si son de forma convexa las dispersarán. Textura: la textura de un blanco puede modificar los efectos de la forma y el aspecto. Una textura plana presenta buenas cualidades para la reflexión, aunque puede dar un eco radar  pobre si el aspecto no es el adecuado. Una textura rugosa mejorará el eco de un blanco cuyo aspecto no sea bueno. Composición: la habilidad de diferentes sustancias de reflejar las ondas de radar, depende de sus cualidades eléctricas intrínsecas. El metal y el agua presentan buenos ecos. El hielo, depende de su aspecto, es decir del ángulo que forme con el haz del radar. La costa depende del tipo de vegetación y de las cantidades de roca y minerales que contenga. Los  barcos de madera y fibra de vidrio presentan malos ecos. Hay que tener en cuenta que en la intensidad del eco, intervienen todos los factores mencionados en forma conjunta.

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2. Factores atmosféricos :  Normalmente el efecto de factores atmosféricos en la detección radar consiste en la disminución de la distancia a la cual los ecos pueden ser detectados. Ello se debe a que la energía irradiada por la antena se atenúa durante su propagación por la atmósfera, parte es diseminada por los rebotes en partículas (chubascos por ejemplo), y parte es absorbida por las mismas. Dicha atenuación depende de la cantidad de agua líquida o congelada existente en la atmósfera, y de la temperatura. Analizaremos cada uno en particular: 

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Lluvia: en este caso las partículas que provocan la diseminación y la absorción de la energía toman la forma de gotas. El grado de atenuación es proporcional a la intensidad de la lluvia. Si el tamaño de las gotas es apreciable con respecto a un radar de 3 cm. de longitud de onda, se producirá una atenuación importante. Blancos pequeños como boyas o pequeñas embarcaciones no serán detectados en medio de un chubasco si sus ecos no son más fuertes que los de la lluvia. Una fuerte tormenta de lluvia puede literalmente cegar a un radar de 3 cm. de longitud de onda.  Niebla: en la mayoría de los casos no produce eco en la pantalla radar, pero bancos muy densos de niebla pueden llegar a causar una reducción en el alcance de detección.  Nubes: las gotas de agua en las nubes son pequeñas como para producir un eco radar, que si es de esperar si se produce precipitación. Granizo: el granizo es agua congelada que produce un eco mucho más débil que el agua en estado líquido. Es por lo tanto mucho menos detectable que la lluvia.  Nieve: similar al granizo su efecto es mucho menos al de la lluvia. Normalmente solo es detectada por radares de 3 cm. de longitud de onda, solo una fuerte nevada puede llegar a ser vista con un radar de 10 cm. de longitud de onda. En una fuerte nevada puede llegar a taparse la antena con nieve dejando al radar inoperativo, habrá que detenerlo y subir a limpiar la antena. La acumulación de nieve en buque también reduce la intensidad del eco que ellos presentan. Polvo: dado el tamaño pequeño de las partículas es esperable solo una pequeña atenuación de la señal

Se transcribe a continuación un cuadro comparativo de las características y mejor uso del radar en función de la frecuencia y longitud de onda de trabajo.

CONCEPTO ANALIZADO

LONG. DE ONDA 10 cm. FRECUENCIA 3000 Mhz

CANTIDAD DE ENERGIA EMITIDA

POCA

REFRACCION

MUCHA

POCA

RECEPCIÓN DE BLANCOS DEBILES

REGULARES

BUENOS

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LONG. DE ONDA 3 cm FRECUENCIA 9600 Mhz RELATIVAMENTE ALTA

PERTURBACIÓN DE MAR

POCA

MUCHA

PERTURBACIÓN DE LLUVIA

POCA

MUCHA

FACTORES QUE PUEDEN OCASIONAR UNA INTERPRETACIÓN ERRONEA. ECOS FALSOS Ocasionalmente pueden aparecer en la imagen radar ecos en posiciones donde no hay ningún  blanco, y dan lugar a posibles malas interpretaciones de la situación. Conocer la causa de su aparición nos ayudará a reconocerlos. Los ecos falsos que podemos encontrar son:

Ecos indirectos : Son debidos a la reflexión del haz irradiado por la antena en estructuras importantes del  buque, dicho haz llega hasta un  blanco real y produce un eco que aparece proveniente de una dirección incorrecta, después de haber recorrido el mismo camino de regreso a la antena. Podemos disminuirlos elevando la altura de la antena por sobre las demás estructuras del buque Como características de los mismos  podemos decir que: Suelen aparecer en zonas de o sombra del radar. Aparecen a la misma o distancia que el eco real. 

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Ecos múltiples: Pueden ocurrir ante la  presencia de buques a corta distancia, sobretodo si se trata de buques de grandes dimensiones. La señal de radar sufre múltiples reflejos entre el  buque propio y el blanco generando un segundo eco del mismo blanco, ubicado al doble de distancia que el primer eco. Este fenómeno se  puede repetir generando dos, tres o más ecos.

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Ecos laterales: son producidos por la energía que irradian los lóbulos laterales de la antena. El haz emitido no es perfecto, tiene un lóbulo principal y lóbulos secundarios o laterales. La mayor parte de la energía se irradia según el lóbulo principal. Cuanto mayor es el largo de la antena mejor se puede concentrar el haz irradiado.

Por tal motivo solo se manifiestan en  blancos cercanos a nuestro buque. Se  producen a la misma distancia que el eco verdadero pero en demoras diferentes. Se lo corrige bajando la ganancia o aumentando el filtro de mar (sea clutter).

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Ecos de segunda traza : se trata de ecos provenientes de blancos situados a gran distancia, que llegan al radar cuando se ha iniciado el siguiente ciclo de transmisión. Aparecerán a distancias mucho menores que las reales, pero en la marcación correcta. En algunos modelos de radares puede haber filtros especiales para su supresión.

NORMAS DE RENDIMIENTO - RESOLUCION A.477(XII) La Organización Marítima Internacional (OMI) dictó una resolución que determina las normas sobre el rendimiento mínimo que deben cumplir las instalaciones de radar, las más importantes de las cuales se mencionan a continuación: 

El radar debe suministrar información con respecto del buque propio, de otras embarcaciones, obstrucciones, boyas, líneas de costa y marcas de navegación, para asistir a la navegación y ayudar a evitar colisiones

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En condiciones normales de propagación, un radar con su antena colocada a 15 m. de altura, y en ausencia de perturbaciones, deberá dar una clara indicación de: Líneas de costa de 60 m. de altura a 20 millas de distancia. o Líneas de costa de 6 m. de altura a 7 millas de distancia. o Buques de 5000 t. de arqueo total a 7 millas de distancia. o Embarcaciones de 10 m. de eslora a 3 millas de distancia. o o Objetos como boyas de navegación que presenten una superficie de 10 m 2 aproximadamente de superficie reflectante a 2 millas de distancia. Distancia mínima de detección de buques de 5000 t. de arqueo total deberá ser no mayor de de 50 m. medidos desde la posición de la antena. La pantalla debe poder verse con luz de día, y debe tener un diámetro mínimo de: o Buques entre 150 y 1.000 t.a.t. diámetro de 180 mm. Buques entre 1.000 y 10.000 t.a.t. diámetro 250 mm. o Buques mayores de 10.000 t.a.t. diámetro 340 mm. o Debe poder presentar las siguientes escalas como mínimo, pudiendo tener escalas mayores y menores adicionales: 0.25, 0.5, 0.75, 1.5, 3, 6, 12 y 24 millas náuticas. La escala en uso y la distancia entre anillos fijos debe estar a la vista en todo momento. El origen de la medición de distancias debe ser el buque propio. Los errores de anillos fijos y variables para la medición de distancia no deben exceder el 1% de la escala o 30 m., el valor que sea mayor. Dicha exactitud se debe mantener aun moviendo la posición del buque fuera del centro de la  pantalla Una distancia puesta en el VRM por el operador no debe cambiar automáticamente si se cambia de escala. La error de la línea de rumbo no debe ser mayor a +- 1º. Se podrá suprimir la línea de rumbo, pero solo en forma transitoria, no podrá ser dejada en la  posición apagado. El EBL debe ser claramente distinguible de la línea de rumbo, y debe tener un error no mayor de 1º. Será posible medir direcciones desde el norte (marcaciones) o desde a proa (demoras). Tendrá dos líneas independientes de índice paralelo. Será posible apartar el EBL del buque propio. La discriminación en distancia para la escala de 1,5 millas náuticas será tal que dos blancos  pequeños, a una distancia de entre 50% y 100% de la escala, y en la misma marcación, se vean separados si están a una distancia mínima de 40 m. La discriminación en dirección para la escala de 1,5 millas náuticas será tal que dos blancos  pequeños, a una misma distancia de entre 50% y 100% de la escala, se vean separados cuando la separación angular mínima sea de 2,5º. Los requisitos de detección y distancia mínima se cumplirán con rolidos y cabeceos de hasta 10º. El giro de la antena debe ser de 360º, continuo y en sentido horario, a no menos de 20 revoluciones por minuto, y debe arrancar y poder operar con vientos relativos de hasta 100 nudos. Debe poder estabilizarse con un girocompás o equipo similar, y operar en modo proa arriba (Head Up) sin estabilizar cuando la estabilización no funciona. Se debe poder poner en funcionamiento dentro de los 4 minutos. Debe poder ser operado en Movimiento Relativo y Verdadero. Debe ser posible marcar la estela de los ecos en la pantalla.

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2. AJUSTE Y UTILIZACIÓN DEL RADAR 

AJUSTE Y CONSERVACION DE LA IMAGEN RADAR El Radar es una herramienta poderosísima e insustituible para la seguridad de la navegación si se lo opera adecuadamente, caso contrario puede resultar peligroso llevándonos a malinterpretar una situación o no detectar blancos pequeños o boyas, que pueden ponernos en una situación de riesgo. Por ello es importante que el operador conozca las limitaciones del equipo y sepa operar los controles adecuadamente. Los controles de encendido y operación que vamos a mencionar son los básicos. Existen más controles y funciones que varías de acuerdo a la diversidad de marcas y modelos del mercado. 

Controles de alimentación 

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Encendido: presenta tres posiciones a saber OFF (apagado), STAND BY (modo de espera) y ON (encendido). Los radares todavía usan unos tipos especiales de válvulas que les  permiten efectuar las transmisiones a frecuencias y potencias elevadas (Magnetrón), para que ellas trabajen adecuadamente necesitan tomar la temperatura de trabajo, razón por la cual el equipo no se puede encender inmediatamente. El tiempo de espera suele ser de aproximadamente 3 minutos. Con la Magnetrón en condiciones de funcionamiento, el radar se encuentra listo (STAND BY) esperando que lo encendamos (ON). NOTA: Es recomendable que cuando el radar no se esté usando, sea puesto en el modo de espera (STAND BY), ya que la vida útil de la Magnetrón es limitada y de esta forma podemos ayudar a prolongarla. A continuaciones transcribe una tabla extraída de un manual de radar

Antena: el giro de la antena normalmente esta conectado con el funcionamiento del radar de manera que al pasar el radar de STAND BY a OPERATE/ON la antena comienza a girar automáticamente. También podemos encontrar radares que además de funcionar como se indica en el párrafo anterior, poseen controles de giro y detención de antena, en forma independiente del funcionamiento del radar, por razones de seguridad si hay que subir a la  plataforma de antena para hacer algún trabajo, o para tenerla en funcionamiento con el fin de disminuir la formación de hielo o acumulación de nieve aun con el radar apagado

 Nota: En los radares más antiguos que tienen pantalla de tubos de rayos catódicos circular, antes de encender, colocar los controles de brillo y ganancia en cero para que el haz de electrones que incide en la pantalla no queme el recubrimiento de fósforo que tiene por el lado interno. 

Controles para el ajuste de la imagen . Es de hacer notar que el orden en que están mencionados los controles es el que debemos seguir para el correcto ajuste:

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Brillo (BRILLIANCE): es el primer control que hay que ajustar partiendo de cero y aumentándolo hasta percibir en forma tenue la línea de barrido de la antena, girando en la  pantalla, de acuerdo a la iluminación ambiente. Este ajuste debe ser hecho con el control de ganancia ajustado al mínimo.

Brillo insuficiente

Brillo adecuado

Brillo excesivo

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Ganancia (GAIN): ajusta la sensibilidad del receptor variando la intensidad con que los ecos aparecen en la pantalla. Debe ser ajustado de manera que la pantalla se vea con una tenue imagen del “ruido” de fondo. Para el ajuste conviene variar el control de cero al máximo y observar los cambios que se producen en la pantalla, para dejarlo luego en el valor adecuado. Un ajuste demasiado bajo va a ocasionar la pérdida de ecos débiles y un rango de detección reducido. Un ajuste excesivo puede, debido al poco contraste, enmascarar ecos dentro del retorno de mar y el “ruido” que aparecerá en pantalla. El valor se ajusta de acuerdo a la escala en uso, aumentando la misma cuando el objetivo es la detección a largo alcance. Disminuir la ganancia temporariamente puede ayudarnos a diferenciar ecos fuertes de débiles (detectar, por ejemplo, un faro en una costa baja a los fines de posicionarnos) A continuación tenemos tres imágenes donde podemos apreciar tres condiciones diferentes de ajuste de ganancia.

Ganancia insuficiente

Ganancia adecuada

Ganancia excesiva

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Sintonía (TUNE): los métodos que tenemos para ajustar la sintonía del receptor son: o

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Tierra o buques a la vista: se reduce el valor de ganancia por debajo de lo normal, y se opera sobre el control de sintonía hasta obtener la mejor imagen posible de,  preferentemente, los ecos más débiles, volviendo luego la ganancia a su valor normal. Monitor de funcionamiento: es un aparato que sirve para evaluar la potencia de la señal transmitida y la sensibilidad del receptor (y por consiguiente su correcta sintonía). Vamos a describir un modelo moderno, pudiéndose encontrar otros modelos de diferente funcionamiento en equipos más antiguos: Equipo totalmente independiente del radar y sin ninguna interconexión, necesita alimentación de la red del buque. Colocado normalmente a popa de la antena, trabaja solamente en escala de 24 MN. Genera en pantalla varios arcos de circunferencia en la dirección en que está colocado. En condiciones óptimas de funcionamiento de transmisor y receptor el primero de los arcos aparece a las 12 MN de distancia, y se ven cuatro de ellos en total. Si la potencia del transmisor esta reducida, el primero de los arcos aparece más cerca del centro de la pantalla. Si la sensibilidad del receptor es menor a la normal se reduce la cantidad de arcos visibles.

Indicador de sintonía: indicador que puede adoptar diferentes formas (puntos luminosos o barras) que nos da información de la correcta sintonización. Retorno de mar: nos puede servir de indicación, movemos el control hasta lograr el máximo retorno de mar. Aplicamos luego el filtro correspondiente (SEA CLUTTER). Automático: función que poseen algunos radares que ajustan la sintonía del receptor en forma automática.

Contraste (CONTRAST): este control funciona en forma similar al de un televisor, oscureciendo el fondo y haciendo más brillantes los ecos haciendo que estos resalten. Reducción interferencias otros radares (INTERFERENCE REJECTION): en el caso de  buques operando en las proximidades, que tengan radares trabajando en la misma banda de frecuencias ( 9 Ghz. – Banda X o 3 Ghz. – Banda S), pueden ocurrir interferencia mutuas. Se eliminan activando un circuito que desplaza convenientemente la banda de frecuencias 28

del receptor para no resultar interferido. La imagen de la interferencia de otro radares, es como las que podemos ver en el gráfico siguiente:

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Supresión de la perturbación de mar ( A/C SEA - Anti-Clutter Sea), también llamado Sensitivity Time Control o STC. La perturbación ocasionada por los rebotes de las ondas de radar en el oleaje próximo al buque es llamado retorno de mar . En condiciones de mar calmo, al no haber oleaje esta perturbación no se produce. Lógicamente la perturbación es mayor cuanto mayor sea el oleaje. El control para la supresión de este efecto actúa disminuyendo la ganancia del receptor en las cercanías del buque. Cuanto más cerca del  buque mayor es la disminución de la ganancia y la supresión del retorno de mar. Para su ajuste debemos tener la precaución de no ajustarlo a un valor demasiado alto, intentando eliminar todo el retorno de mar, porque podríamos estar también estar eliminando ecos débiles próximos al buque. A continuación vemos un ajuste bajo, correcto y alto:

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Supresión de perturbación por lluvia: es un circuito que tiende a reducir la sensibilidad del receptor, en aquellas zonas en las que detecta la presencia de chubascos, destacándose entonces los ecos por sobre la lluvia.

Controles para la medición de marcaciones y distancias 

Cursor electrónico (EBL Electronic Bearing Line): Línea de Dirección Electrónica. Generan una línea desde la posición del buque propio hacia la periferia. Poseen algún control adecuado para orientarlo en la dirección deseada, y poder medir tanto marcaciones (direcciones con respecto al norte verdadero o TRUE BEARING) como demoras (dirección con respecto de la proa o RELATIVE BEARING) En los radares modernos se suele contar con dos EBL, que poseen trazo diferente para poder ser individualizados. 30

Medición de direcciones con EBL

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Selector de escala (RANGE): permite cambiar la escala a una adecuada a las circunstancias y navegación que estamos efectuando. Las escalas que exige la OMI que todo radar debe  poseer son 0.25, 0.5, 0.75, 1.5, 3, 6, 12 y 24 millas, pudiendo tener escalas adicionales, mayores y menores que las anteriores. El valor de escala en uso debe estar visible en forma clara en todo momento. Anillos fijos de distancia (RINGS): permiten la medición aproximada de la distancia a un  blanco. Consiste en una serie de anillos circulares concéntricos (6 en escalas mayores a 1,5 millas, y entre 2 y 6 en escalas de 0,25-0,50 y 0,75 millas). Tienen su centro en el buque  propio. Anillo de distancia variable (VRM Variable Range Marker): es un anillo circular ajustable en diámetro para medir distancias con precisión. La información debe ser presentada en un display destinado solamente a ese efecto.

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TIPOS DE PRESENTACION Hay dos tipos básicos de presentación de pantalla radar que podemos encontrar: PROA ARRIBA sin estabilizar (Head Upward o simplemente Head Up): 

Pantalla sin estabilización de rumbo, el observador se halla normalmente en el centro de la  pantalla, la línea que sale del centro de la pantalla hacia arriba es la línea de proa del radar, aparece fija en la pantalla, nunca  se mueve. Los ecos aparecen en pantalla según la distancia medida y en una dirección, que es relativa a la proa del buque (demora). Si el buque hace una caída de una determinada cantidad de grados, el eco se moverá la misma cantidad de grados pero en sentido contrario. Presenta el inconveniente de que con las guiñadas o cambios de rumbo toda la imagen de la  pantalla se mueve pudiendo originar imágenes borrosas, quedando sólo fija la línea de proa. Si uno quiere obtener una marcación radar deberá sumar demora y rumbo “simultáneos”. Según el modelo del radar puede aparecer una línea indicando la dirección del Norte. El empleo de esta presentación es recomendado cuando se está maniobrando con tráfico en las cercanías, ya que la imagen se nos presenta tal como se ve mirando hacia fuera de la timonera,  presenta una interpretación más rápida e intuitiva de si un eco esta por una banda o por la otra. En la imagen siguiente apreciamos la pantalla de una simulación de un buque recalando a Mar del Plata, en la presentación Proa Arriba 32

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 NORTE ARRIBA, estabilizada (North up):

La pantalla se orienta con el norte en la parte superior. Los ecos aparecen según la distancia medida y en una orientación que es relativa al norte (Marcación). Pantalla con estabilización, es decir la imagen no gira ni genera imágenes borrosas ante las guiñadas o cambios de rumbo del buque  propio, la línea de proa en cambio si lo hace, siguiendo los movimientos del buque, tomando en la  pantalla una orientación que corresponde al rumbo del buque en ese momento. Este modo de  presentación requiere de la información de rumbo de algún tipo de compás. La presentación al tener el norte arriba nos da una imagen similar a la carta náutica, por lo que suele resultar más conveniente  para navegar en cercanías de la costa, y en circunstancias en que estamos utilizando el radar para  posicionarnos. La imagen siguiente, es la misma simulación de la figura anterior, recalando a Mar del Plata, pero en la presentación Norte Arriba

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Existe un tercer tipo de presentación, pero que no es muy usada, porque puede dar lugar a errores de interpretación que se llama Rumbo Arriba (Course Up). Es una combinación de los dos tipos anteriores; tiene las características de la pantalla Proa Arriba, mostrando en la  parte superior la línea de proa, con la ventaja de la estabilización de la imagen por el girocompás, quedando la costa y los ecos fijos pero teniendo la línea de proa la libertad de moverse de a cuerdo a las guiñadas del buque que lo desvían del rumbo. Cada vez que uno selecciona este tipo de presentación, fija el rumbo del buque en ese momento, en la parte superior de la pantalla.

TIPOS DE MOVIMIENTO Movimiento relativo: Los tres tipos de presentación que hemos visto, nos presentan al buque en una posición fija en la  pantalla, esta usualmente es el centro, pero podemos tener forma de desplazar al buque a otra parte de la pantalla, donde volvería a quedar fijo. Los movimientos que observamos en la pantalla nos representan como “ve” la antena de radar que van variando las posiciones relativas de los ecos, es decir los movimientos relativos con respecto al buque propio. Si nosotros navegamos hacia el norte a 8 nudos y estamos pasando al través de una pequeña isla, el radar ve, y nos lo muestra en la pantalla, que la isla pasa “navegando” a 8 nudos en sentido inverso al nuestro. A esto se llama Movimiento R elativo. Es el movimiento más adecuado para apreciar el riesgo de abordaje. Movimiento verdadero: Si incorporamos al radar información proveniente de nuestro girocompás y corredera, podemos hacer que nuestro buque navegue por la pantalla en una forma aproximada a la realidad, mostrándose también los movimientos de los ecos que tenemos en pantalla según su movimiento verdadero aproximado. Usamos el término aproximado porque en la zona puede haber corriente que nos  provoque deriva, e introduzca errores en la interpretación de la imagen radar. La imagen se ve en la  pantalla radar como si estuviéramos observando la navegación desde una determinada altura, viendo a los buques moverse según su movimiento real o verdadero aproximado. De acuerdo al ejemplo 34

 propuesto en el subtítulo anterior, al pasar navegando al través de la isla, en la pantalla la veríamos quieta mientras que nuestro buque se desplazaría junto a ella. Si bien este modo permite una rápida apreciación del movimiento verdadero de los ecos, resulta algo difícil la evaluación del riesgo de abordaje que pudiera haber.

El desplazamiento del buque propio por la pantalla trae aparejada la reducción de la distancia de visibilidad hacia proa, que nos podría ocasionar demoras en la detección de ecos, por el hecho de la mayor proximidad del borde de la pantalla a medida que el buque navega. Esto se minimiza con una función automática que reposiciona al buque, cuando este llega a una posición que corresponde al 75% del radio de la imagen, llevándolo para atrás, al 75% del radio opuesto, desde donde continúa su movimiento. Esta reubicación también puede realizarse a voluntad, en forma manual. En el gráfico siguiente podemos observar una secuencia en la que se muestra lo explicado.

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A continuación se transcribe una tabla comparativa de las dos opciones de movimiento que acabamos de ver.

CONCEPTO Riesgo de abordaje  Necesidad de reset Alcance hacia proa Rumbo de los blancos

Velocidad de los blancos Cambio de rumbo de los  blancos Cambio de velocidad de los  blancos Aspecto Posibilidad de punteo

MOVIMIENTO MOVIMIENTO RELATIVO VERDADERO Apreciación rápida mediante Apreciación lenta mediante  punteo  punteo No Si, perdiéndose el punteo De bueno a malo, según No cambia  posición del buque propio Rápida apreciación mediante Apreciación lenta mediante la huella del eco en la  punteo  pantalla, semejando una estela Rápida apreciación mediante Apreciación lenta mediante la huella del eco en la  punteo  pantalla. Rápida apreciación mediante Apreciación lenta mediante la huella del eco en la  punteo  pantalla. Apreciación lenta mediante Apreciación lenta mediante  punteo  punteo Apreciación lenta mediante Rápida apreciación mediante  punteo la huella del eco en pantalla. Si Si, pero complicado

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3. CINEMÁTICA

INTRODUCCIÓN: El estudio del movimiento de los ecos en el radar, nos permite generar un método de calcular los movimientos de los blancos, cuantificar valores de rumbo, velocidad y demás información que nos permita evaluar la existencia de riesgo de colisión y rumbos de evasión para evitarlas. Tradicionalmente el método de Ploteo (en castellano Punteo), se llevaba a cabo con lápices grasos directamente sobre la pantalla del radar  provista con un dispositivo antiparalaje para evitar errores debidos a la posición del observador, como la que podemos ver en el gráfico adjunto.

El mismo también puede ser graficado en un  papel, llamado círculo de maniobras, como el que podemos ver en el gráfico, con la complicación de que hay que trasladar todos los valores (marcación, distancia y hora) al mismo, aumentando la posibilidad de introducir errores y descuidando la observación del radar; pero con la ventaja de ganar  precisión y comodidad para el tazado. En radares modernos tendremos alguna herramienta para realizar el punteo en forma digital sobre la misma pantalla.

COMPORTAMIENTO DE UN BLANCO FIJO: Vamos a suponer que estamos en navegación, en circunstancias en que no hay corriente, y nuestro radar está en la presentación Norte Arriba (North Up) y con movimiento relativo. Nuestro rumbo es 030º y la velocidad 10 Ns. En un determinado momento aparece un eco en la pantalla a una distancia de 6 millas, justo en nuestra proa, y sabemos que se trata de un islote. Siempre tenemos que asociar una situación con la hora a la que se produce. Supongamos a 0730 lo marcamos al 030º y distancia 6 millas. Al cabo de 6 minutos repetimos la operación midiendo 030º y distancia 5 millas.

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Comportamiento de un blanco fijo en ausencia de una corriente. Conclusiones: El buque propio a pesar de estar navegando a 10 nudos  no se desplazó por la pantalla.  El eco a pesar de estar parado se desplazó por la pantalla. El eco se desplazo exactamente 1 milla. (lo mismo que  nuestro buque navegó).  El blanco se movió en la dirección 210º (exactamente opuesta a nuestro buque).

IDEA GENERAL DE LA TECNICA DE PUNTEO: Supongamos ahora otro caso en el que el eco corresponde a un buque navegando, es decir ya tiene movimiento propio. Usted navega al rumbo 030º y velocidad 10 Ns., a las 0830 lo detecta por su banda de estribor, justo en el instante en que el eco está pasando junto a una boya. Transcurridos seis minutos, es decir a 0836, el eco se ha movido a una nueva posición. Analicemos esta situación sobre la carta náutica, veremos que comparando la posición del eco con la de la boya (que figura en la carta) podremos medir la dirección y distancia en la que se desplazó el primero. Si el análisis lo hacemos sobre la pantalla de radar, veremos que a 0830 se verán los ecos de la boya y el buque juntos; a 0836 los ecos estarán separados ya que el buque se desplazó. El movimiento de eco del buque en la pantalla no lo podemos predecir, porque no tenemos datos acerca de él. En cambio sí podemos predecir el movimiento del eco de la boya, debido a que está fija y estaríamos en el caso de un blanco fijo, (se desplazará en dirección opuesta a nuestro rumbo, una distancia igual a la que nuestro buque recorre en el tiempo considerado, en 6 minutos una distancia igual a la décima parte de nuestra velocidad). Finalmente comparando la posición actual de la boya con la del blanco podemos determinar rumbo y velocidad del eco. (Ver gráfico siguiente).

Conclusión: a efectos de puntear un eco, necesito hacer dos marcas en la pantalla. En la primera marca me imagino que está  junto a una boya. La segunda la hago a los seis minutos, marcando el lugar que el eco ocupa en la pantalla. La boya no existe,  pero la posición la puedo predecir, (rumbo opuesto al mío y distancia igual a la décima parte de mi velocidad). Finalmente comparo su posición anterior (boya) con la actual.

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TRIANGULO DE VELOCIDADES: La combinación de los vectores que surgen del análisis anterior, nos genera un triángulo donde están representados el rumbo y velocidad del Buque Propio, el Blanco y el Movimiento Relativo. A cada vértice del triángulo se lo designa con una letra como podemos ver en la figura ampliada del llamado “Triángulo de Velocidades”.

Los lados del triángulo representan los movimientos mencionados mencionados de la siguiente forma:   

WO: representa la velocidad propia (Way Own Ship). WA: representa la velocidad del otro buque (Way Another Ship). OA: representa la velocidad del movimiento relativo, es decir la velocidad y dirección con que veremos moverse el eco en la pantalla de nuestro radar (Origin of Apparent Motion).

El estudio del triángulo de velocidades nos brindará entonces la siguiente información del  blanco:     

Rumbo. Velocidad. Mínima distancia de paso o DCPA. Tiempo hasta la mínima distancia de paso o TCPA. Aspecto del blanco.

ASPECTO DEL BLANCO: Aspecto del blanco significa que banda y con que ángulo estamos viendo al blanco, podemos hablar de aspecto rojo y aspecto verde, según el color de las luces de navegación correspondientes. Es una información que podemos extraer del punteo, y que nos resultará útil a los efectos de determinar cual es la situación que se nos plantea, de acuerdo al Reglamento Internacional Para Prevenir los Abordajes, y así elegir la maniobra de evasión adecuada.

CPA Y TCPA Como podemos apreciar en el gráfico anterior, a medida que el tiempo transcurre, si no se  produce ninguna alteración de rumbo y/o velocidad de nuestro buque ni del otro, el eco se irá 39

moviendo según la prolongación del vector OA, es decir siguiendo la Dirección del Movimiento Relativo (DMR ). ). De esta forma se va acortando la distancia entre nuestro buque y el eco; al pasar  por el punto “ P”, el mismo, estará cortándonos la proa, para luego llegar al punto que denominamos CPA (Closest Point of Approach, o punto de máxima aproximación), a partir del cual la distancia entre los dos buques comienza a aumentar. En la práctica, en la pantalla radar, el CPA se obtiene tangenteando un anillo variable de distancias (VRM) a la recta DMR (Dirección movimiento relativo), la lectura de distancia del VRM nos dará la mínima distancia de paso de ese eco. Vemos que el punto en que el eco nos corta la proa no necesariamente tiene que coincidir con el punto de máxima aproximación o CPA. El tiempo que falta para que el eco llegue al CPA (llamado TCPA), se calcula comparando la longitud del segmento OA con la del segmento A,CPA, sabiendo que la distancia OA es recorrida en 6 minutos, podemos calcular el tiempo en que será recorrida la distancia A,CPA.

FORMA DE MARCAR UN ECO EN LA PANTALLA: Cuando tomamos una marcación y distancia a un eco debemos tener la precaución de hacerlo en la forma correcta para no introducir errores. La forma en que veremos un eco es similar al gráfico que acompaña el texto. Para ello debemos ubicar el EBL de forma tal que de justo a la parte media del eco, y el VRM colocarlo tangente a la cara interior o más cercana del eco.

TECNICA DE PUNTEO CON MOVIMIENTO RELATIVO Y NORTE ARRIBA: Ver ejercicios 1 a 3. Describiremos detalladamente a continuación los pasos a seguir para la realización de un  punteo en la presentación Norte Arriba, escala de 12 millas y con Movimiento Relativo; suponemos que el trazado lo llevaremos a cabo, con lápiz y demás elementos necesarios de dibujo, sobre un círculo de maniobras. maniobras. De no ser así, así, deberemos utilizar, siguiendo el mismo mismo procedimiento, las herramientas de dibujo con que cuente nuestro radar: 

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 

  



Fijamos el tiempo de punteo, normalmente en 6 minutos. Ello se elige, por la comodidad de que es la décima parte de una hora, y las distancias recorridas en ese lapso serán la décima  parte de las recorridas recorridas en una hora hora (navegando a 10 nudos se recorrerá 1 milla). Se puntea la primera posición del eco, anotando la hora correspondiente (esperar a que llegue el minuto entero para hacer la marca), por ejemplo 14:14 Hs., punto al que denominamos “O”. A partir de “O”, se traza una paralela a nuestro rumbo, pero de sentido contrario. Sobre dicha paralela trasladamos una distancia igual a la que recorre nuestro buque en 6 minutos (tiempo de punteo), que será igual a la décima parte de nuestra velocidad, y en el extremo marcamos el punto “W”. Se marca la posición intermedia del eco transcurrida la mitad del intervalo de punteo. Transcurrido el intervalo de punteo se marca el punto “A”. Uniendo “O” con “A”, y prolongando dicha recta obtenemos la Dirección del Movimiento Relativo o DMR. Trazando desde la ubicación del buque propio una perpendicular a la dirección del movimiento relativo, donde se intersectan obtenemos el punto CPA y estamos en condiciones de medir la distancia mínima de paso. Si la Dirección del Movimiento Relativo  pasa sobre el el buque propio interpretamos interpretamos que hay rumbo rumbo de colisión 40

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

A partir del punto “A” se puede calcular el tiempo TCPA, repitiendo las veces necesarias la distancia OA sobre la dirección de movimiento relativo. Uniendo W con A obtenemos rumbo y velocidad del otro buque. El rumbo lo medimos directamente con la paralela o el EBL según estemos en un círculo de maniobra o sobre el radar. Para hallar la velocidad medimos la distancia WA y la multiplicamos por diez, para hallar la velocidad en nudos. El aspecto del blanco se obtiene observando la orientación de la recta WA.

ANALISIS DE CASOS PARTICULARES DEL TRIANGULO DE VELOCIDADES En el caso de que los vectores WA y WO no formen un triángulo vamos a obtener casos  particulares, los que que se detallan a continuación: continuación:

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WA es cero. El Blanco está parado.

WO = WA. El Blanco tiene nuestro mismo rumbo y misma velocidad. En la pantalla observamos que el eco está quieto, no hay movimiento relativo OA igual a cero. 

WA tiene mismo sentido que WO, pero menor. El Blanco tiene mismo rumbo que nosotros pero velocidad menor. El movimiento relativo OA es pequeño, el blanco se mueve lentamente por la pantalla. 

WA tiene mismo sentido que WO, pero mayor. El Blanco tiene mismo rumbo que nosotros pero velocidad mayor. El movimiento relativo OA es pequeño, el blanco se mueve lentamente por la pantalla. 

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WA es en sentido contrario a WO. El eco tiene rumbo opuesto al nuestro. Viene de vuelta encontrada. El movimiento relativo OA es grande. El eco se desplaza rápidamente por la pantalla.

WO es cero. Nuestro buque está parado. Es el único caso en que el movimiento relativo OA da directamente el rumbo y velocidad del eco WA. OA = WA: el movimiento relativo es igual al movimiento verdadero del eco. 

DETECTAR EL EFECTO DE LOS CAMBIOS DE RUMBO Y VELOCIDAD: Con el objeto de determinar si el eco esta manteniendo su rumbo y velocidad, es que se  procede a marcar un punto intermedio entre O y A. De no haber cambios el punto intermedio, a veces llamado M, deberá estar alineado con O y con A, y equidistante de ambos. Veamos algunos ejemplos.

Los tres puntos se encuentran alineados. OA es recto. El punto intermedio es equidistante de O y de A. Se puede hacer el punteo. 

Los tres puntos se encuentran alineados. OA es recto. El punto intermedio no es equidistante. El blanco ha hecho alguna maniobra durante los seis minutos en que estamos desarrollando el punteo. Tendremos que volver a marcar otro punto pasados otros tres minutos. Si los últimos tres cumplen con las condiciones, con esos hacemos el  punteo. 

Los tres puntos no se encuentran alineados. OA no es recto. El  blanco ha hecho alguna maniobra. durante los seis minutos en que estamos desarrollando el punteo. Tendremos que volver a marcar otro  punto pasados otros tres minutos. Si los últimos tres cumplen con las condiciones, con esos hacemos el punteo. 

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EVASION A UN BLANCO CON RIESGO DE ABORDAJE: Ver ejercicios 4 y 5 Realizamos el punteo en la forma tradicional, como se ha explicado hasta ahora. Si detectamos que hay riesgo de abordaje. Se procede a calcular la maniobra de evasión en la siguiente forma:  Trazamos en torno de nuestro buque el margen de seguridad que nos hemos fijado de acuerdo a las circunstancias.  Sobre la dirección del movimiento relativo (DMR), marcamos el punto A´. Posición donde se espera que esté el eco al momento de tener calculada la maniobra. Normalmente A y A´ están separados por seis minutos, valor elegido por comodidad, ya que la distancia AA´ va a ser igual a la distancia OA. También puede tomarse otro valor de AA´, por ejemplo tres minutos.  Desde A´ se traza la tangente al círculo de seguridad que determinamos al principio.  Por A trazamos una paralela a dicha tangente.  Con un compás de lápiz, haciendo centro en W y radio WO trazamos un arco hasta que corte a la paralela anterior y marcamos este punto con la letra O´.  WO´ nos indicará el rumbo de evasión.  A partir del momento en que se comienza a navegar al nuevo rumbo WO, es decir cuando el eco en pantalla llega al punto A´, el eco se comienza a desplazar según una nueva Dirección de Movimiento Relativo que está dada por O´A.

Hay que tener en cuenta que cuando el eco llega a A´, ya se debería estar gobernando al nuevo rumbo, por lo que habrá que iniciar la maniobra con unos instantes de anticipación, previendo el tiempo que ella insumirá el cambio de rumbo. También debemos comprobar la efectividad de la maniobra y que el blanco no haya cambiado rumbo o velocidad, verificando que el eco se desplace según el movimiento relativo previsto. Ver ejercicios 1-3 en anexo al final del apunte. 43

VUELTA AL RUMBO INICIAL: Ver ejercicios 6 y 7 También podemos calcular el momento en que podemos volver a rumbo conservando en todo momento el margen mínimo de seguridad elegido. Para ello, en la figura anterior se traza una  paralela a la Dirección de Movimiento Relativo original (OA), que sea tangente al círculo de seguridad. Esta recta corta al segundo rumbo relativo en un punto al que llamamos “v”, que es el  punto donde deberá estar el eco cuando volvamos a rumbo. Mediante la segunda velocidad relativa, O´A podemos calcular la hora de llegada del eco al punto “v”, es decir la hora de vuelta al rumbo inicial. Ver ejercicios 4 y 5 en anexo al final del apunte. RUMBOS MULTIPLES DE COLISION:

Como vemos en el gráfico precedente, si analizamos el triángulo de velocidades, surge que existen dos rumbos del buque propio, para los cuales el movimiento relativo tiene la misma dirección y sentido, aunque diferente módulo, presentando ambos rumbo de colisión. Con el rumbo del buque propio de 315º, es decir WO, que es el navegado durante el punteo, tenemos un rumbo de colisión, representado por OA. Ahora, si caemos al rumbo 005º, es decir WO´, se genera un nuevo rumbo de colisión, materializado por O´A, con el agravante que O´A es mayor que OA, lo que significa que la velocidad relativa en el segundo caso será mayor que en el primero y por lo tanto la colisión se producirá antes. Este caso se puede presentar si en la situación planteada en el ejemplo, no hacemos el punteo y hacemos una caída amplia a estribor, generando una nueva situación, con riesgo de colisión y mucho más próxima en el tiempo. Ver ejercicio 6 en anexo al final del apunte.

EVASION A UN BLANCO ALTERANDO LA VELOCIDAD: Ver ejercicio 8 Efectuado el punteo, y determinado que existe riesgo de colisión, se calcula un rumbo de evasión. Puede darse el caso de que nuestro radio de maniobra esté limitado por tener poco espacio disponible, o por crearse con la caída, un nuevo riesgo de colisión o aproximación excesiva a otro  buque. En dicha circunstancia podemos optar por variar la velocidad en lugar del rumbo. A continuación se describe el procedimiento a seguir: 44

 







Una vez punteado el eco, desde A´ se traza la tangente al círculo de seguridad. Luego se traza una paralela a esta tangente que pase por el punto A. La nueva recta cortará al segmento WO en un punto que llamamos O´´. Queda así determinada por la longitud de WO´´ la velocidad a la que hay que navegar, para lograr el movimiento relativo buscado. O´´A marcará la dirección y velocidad del nuevo movimiento relativo generado a  partir de la reducción de velocidad cuando el eco llegue a A´, teniendo en cuenta de reducir la marcha unos instantes antes por el tiempo que la misma insumirá.

Ver ejercicio 7 en anexo al final del apunte.

MANIOBRA DE PRUEBA: Ver ejercicios 9 y 10 Hasta ahora hemos tratado el tema considerando que existe un solo eco en la pantalla radar, cosa que no siempre es así. Supongamos que tenemos dos ecos, efectuamos el punteo a los dos, y determinamos que con uno de ellos tenemos rumbo de colisión; calculamos el rumbo de evasión necesario a fin de evitar el acercamiento excesivo, pero debemos analizar como va a cambiar la situación con el otro buque, que antes no presentaba rumbo de colisión, y puede ser que con esa maniobra se convierta en peligroso. El procedimiento es el siguiente: 45

 

  

Una vez punteados ambos ecos, determinamos si alguno presenta riesgo de colisión. Para dicho blanco (el que está a estribor en el gráfico), se traza desde A´ una tangente al círculo de seguridad, y se obtiene un rumbo de evasión WO´. Se traslada WO´ al otro triángulo de velocidades, con origen en el punto W. Se une O´ con A obteniendo la dirección del movimiento relativo del eco. Se dibuja una paralela a O´A que pase por el punto A´ quedando determinado el movimiento relativo del otro blanco a partir de que maniobremos al primero. Vemos así, si pasa franco o no.

En el caso de presentar el segundo eco riesgo de colisión, habrá que repetir el procedimiento  pero calculando el rumbo de evasión para el segundo eco, y viendo que pasa luego con el primero. Recordar que tenemos la opción de cambiar la velocidad o buscar alternativas intermedias como cambiar ambos parámetros, la velocidad y el rumbo simultáneamente. Ver ejercicio 8 a10 en anexo al final del apunte. 4. UTILIZACION DEL RADAR PARA LA NAVEGACION

ESTABLECER LA POSICION DEL BUQUE POR RADAR MARCACION Y DISTANCIA A UN SOLO OBJETO: para obtener posiciones por radar tomando marcación y distancia a un solo objeto, debemos elegir, preferentemente, objetos pequeños, fijos, aislados y que estén perfectamente identificados. En muchas ocasiones este va a ser la única forma de posicionarnos. De ser posible es mejor obtener posición midiendo distancia con radar, y la marcación en forma visual, ya que esta última suele ser más precisa y confiable que la marcación radar. La desventaja de este método es que obtenemos la posición por la intersección de solo dos líneas de posición (marcación y distancia), sin la posibilidad de una tercera que nos sirva para validar la posición. El error en la identificación del objeto a marcar, puede causarnos graves  problemas, dándonos un posicionamiento equivocado. 

46

DOS O MAS MARCACIONES: generalmente las posiciones obtenidas por la intersección de dos o más marcaciones radar, son menos precisas que aquellas obtenidas por intersección de arcos de distancias radar. La precisión de este método es mayor cuando tenemos objetos pequeños aislados y  podemos marcarlos en su parte central. Por la rapidez del método podemos tomarlo como un medio inicial de obtener posición, dejando a la medición de dos o más distancias para un posicionamiento más preciso. 

MARCACIONES TANGENTES: el posicionamiento por marcaciones tangentes es uno de los menos precisos. Esto se puede mejorar agregando una medición de distancia. Como podemos ver en la figura, el corte de las marcaciones tangentes se da en un lugar más cercano a la posición real. Esto es debido al error introducido por el ancho del haz. La tangente derecha debe ser disminuida en un valor igual a la mitad del ancho aproximado del haz. Las tangentes izquierdas deben ser incrementadas en igual valor. La posición observada se toma como el punto medio del arco de distancias medido entre las dos marcaciones, como vemos en la figura siguiente. 

DOS O MAS DISTANCIAS: en muchas circunstancias la posición obtenida por dos o más distancias tomadas en forma lo más simultáneamente posible, resulta la posición más precisa que  podemos obtener por radar. Preferentemente al menos tres distancias deben ser medidas para situarse. El uso de demasiadas mediciones de distancias introduce error por el tiempo transcurrido durante las mismas, que puede llegar a ser apreciable. El navegante debe buscar, a los fines de mejorar la precisión de la posición, tomar las mediciones ajustándose lo más posible a la hora  prevista. Las mediciones varían con el tiempo, por lo tanto debemos tomar la que varía más rápidamente, coincidente con la hora exacta elegida. Al igual que tratándose de líneas de posición obtenidas por marcaciones visuales, los arcos de distancias tienen que tener buen corte  para brindar un resultado confiable. Los ángulos de corte de los arcos deben estar lo más cerca posible a 90º. En los casos en que los dos objetos a medir están en direcciones opuestas o casi opuestas, a  pesar de no intersectarse sus arcos de distancias, con buen ángulo, o directamente no intersectarse, en combinación con un tercer arco, nos pueden dar una posición de gran exactitud como podemos ver en la figura. La casi tangencia de dos arcos de distancias, indica mediciones precisas y una posición con fiable con respecto de las distancias a tierra por una banda y por la otra. 47 

Resumiendo, los arcos de distancias medidas a objetos pequeños y aislados visibles con el radar, nos  brindan el modo más confiable y preciso de obtener posiciones por radar, siempre y cuando los mismos tengan buen corte. Como podemos ver en la figura adjunta, tres arcos de distancias medidas a tres puntos conspicuos y que tengan  buen corte nos dan una posición de excelente exactitud, aunque normalmente no un punto, debido a los errores atribuibles al radar, escala de la carta, errores de dibujo etc. Cualquier posición que nos de en un punto debe ser tomada como un resultado accidental de dichos errores. Las marcaciones radar no las hemos considerado, en principio, como un  buen método de posicionamiento, sino más bien como para identificar objetos, debido a que las distancias radar nos dan más exactitud. A medida que el buque navega los arcos de distancias medidos a objetos conspicuos, van cambiando los ángulos de corte, y van a dejar de ser adecuados para posiciones posteriores, por lo que habrá que proceder a identificar, en función de la posición obtenida, los objetos que iremos a marcar para obtener las próximas posiciones.

METODOS MIXTOS DE POSICIONAMIENTO: En la práctica vamos a encontrar que obtener dos o más objetos conspicuos para medir sus arcos de distancias, y que tengan buen corte, va a ser una situación no muy común. El navegante debe poner el máximo de atención en la identificación de los ecos en imagen radar. Es más frecuente tener por lo menos un objeto disponible, el que correctamente identificado nos brinda, por marcación y distancia, posibilidad de obtener una posición aceptable. La misma, nos ayudará para una mejor identificación de objetos en la pantalla radar. El mejor método para posicionarnos con radar, para una dada situación, quedará al buen juicio del navegante. Debemos tener en consideración, como factores intervinientes a los siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

 Necesidad de redundancia o verificación de la mediciones con otras adicionales Características particulares del equipo radar Habilidad del observador Circunstancias y estado de la navegación Dificultades asociadas a la interpretación de la pantalla radar Ángulos de corte de las líneas de posición.

AYUDAS NECESARIAS PARA LA NAVEGACION RADAR Y PARA LA SEGURIDAD Varios elementos han sido creados para ayudar al navegante a identificar blancos radar, ayudando a intensificar los ecos, que de otra manera serían pobres o difíciles de detectar. Entre ellos  podemos encontrar: REFLECTORES DE RADAR: botes pequeños, particularmente aquellos construidos de madera o fibra dan ecos pobres en el radar. Estos pueden quedar enmascarados u ocultos en un chubasco o dentro del retorno de mar. Para intensificar el eco por ellos producido, se han creado reflectores 48 

radar que reflejan el impulso radar en la misma dirección en que lo han recibido. Dichos reflectores  pueden ser colocados en el tope de un palo incrementando así el rango de detección. En la siguiente figura vemos un modelo de reflector, y el recorrido de la onda incidente y reflejada.

BALIZAS RADAR (RACON, Radar Beacon): un reflector radar refuerza un eco de un blanco radar. Hay veces que se necesita una identificación mas precisa del objeto. Las balizas radar son transmisores que trabajan en las frecuencias de los radares, y producen diferentes indicaciones en las  pantallas. La que está en uso hoy en día es la llamada RACON, (hay otro tipo, hoy en desuso, llamado Ramark) que nos permite medir marcación, distancia e identificar positivamente al objeto (boya, faro, plataforma petrolera, etc.). Es un respondedor de radar. Transmite su señal cuando es disparado, al recibir la señal de un radar de buque. La respuesta puede ser emitida en la misma frecuencia que la de trabajo del radar de buque. La señal aparece en la pantalla en forma radial, tiene su comienzo en el objeto, indicando a partir de el una señal Morse que lo identifica en forma precisa. El alcance de un Racon es aproximadamente igual al alcance visual. En la carta náutica vamos a ver indicado, por ejemplo: 

 Racon (O) 3 cm & 10cm

Lo cual nos indica que la señal que aparecerá en la pantalla, de los radares de 3 cm y de 10 cm de longitud de onda será, una serie de tres rayas correspondientes a la letra O del código Morse. Se ve en pantalla por dos o tres barridos de la antena para luego desaparecer por un período, lo que nos deja la pantalla libre para  poder detectar si hay más ecos debajo de la señal del Racon. Las características de los Racon son descriptas en una publicación del Servicio de Hidrografía llamada Radioayudas a la navegación que nos da la siguiente información: Posición geográfica, Letra Morse emitida, Banda de frecuencias de trabajo, Alcance y Período de barrido de frecuencias. Al costado, podemos ver una imagen de la señal de Racon en una pantalla radar. 49

SART (Search and Rescue Transponder): está diseñado para la búsqueda de embarcaciones en emergencia. Podemos identificar al SART como un Racon portátil, que emite en una determinada frecuencia y da una señal especial en las pantallas radar de los buques. Una vez activado, queda en modo de espera, con bajo consumo de baterías, hasta que recibe la señal de un radar, y pasa a modo activo, transmitiendo una señal característica, consistente en una serie de doce puntos. Dicha señal se ve con origen en el SART, extendiéndose en forma radial hacia el borde de la pantalla. Al acercarse el buque al SART la imagen se transforma en una serie de círculos concéntricos, con centro en el  buque propio. Sólo pueden ser detectados por radares de longitud de onda de 3 cm. Tienen también una indicación acústica y visual que le avisa al náufrago cuando detecta ondas provenientes de las embarcaciones de búsqueda y rescate. El SART debe ser colocado lo más alto posible, y nunca a menos de 1 m. de altura; en estas condiciones un buque con su antena radar a 15 m. de altura, podrá detectarlo desde no menos de 5 millas de distancia. Desde un avión volando a 1000 m. de altura, el rango de detección aumenta a aproximadamente 30 millas. En la imagen siguiente vemos un SART en su lugar de estiba durante navegación normal, correctamente señalizado; y otro colocado sobre un  pequeño mástil en una balsa salvavidas. 

USO DE PARALELAS DE REFERENCIA EN LA NAVEGACION RADAR La técnica del índice paralelo (o paralelas de referencia), consiste en el empleo de líneas  paralelas para ayudarse mantener una determinada derrota, hacer caídas de rumbo y tomar fondeadero. Es de mayor utilidad con el empleo del radar en el modo de pantalla estabilizada. El advenimiento del ARPA y de los cursores electrónicos (EBL) ha posibilitado el empleo de la técnica con una mayor precisión. A continuación vamos a definir o identificar algunas medidas relacionadas con la técnica del índice paralelo. Distancia al índice paralelo “C”:   distancia a la cual se pretende pasar del objeto  conspicuo tomado como referencia, cuando el buque está al través. Distancia al nuevo índice paralelo “D” : distancia al objeto conspicuo, medida sobre la   paralela, a la cual se encuentra el nuevo índice paralelo (correspondiente al próximo rumbo). Puede estar a proa o a popa de nuestro través. 50

Punto de caída “W”: punto en el cual se efectúa la caída, para asegurarse que el objeto tomado como referencia, se desplace en la pantalla por la nueva línea de índice paralelo. Tener en cuenta las características evolutivas del buque (avance y traslado). 

Índice paralelo – Radar en presentación Norte Arriba (North Up)

“C” distancia al índice paralelo : distancia de seguridad a la que hay que pasar de un objeto conspicuo elegido como referencia. Se traza una línea paralela a nuestro rumbo verdadero (derrota) que pase a una distancia “C” de nuestro  buque. La distancia se mide desde la posición de nuestro buque en dirección perpendicular al índice  paralelo. El objeto conspicuo fijo elegido como referencia, se moverá a lo largo de la línea que hemos trazado, en sentido inverso a nuestro rumbo. Si el mismo no se mantiene sobre la línea, y se desplaza para algún costado de ella, significa que hay efectos exteriores (viento o corriente), que nos están produciendo un abatimiento o deriva.

“D” distancia al nuevo índice paralelo : es la distancia a proa o a popa de l través del buque, donde empalma el índice paralelo actual con el correspondiente al nuevo rumbo. “W” punto de inicio de la caída : teniendo en consideración el avance y traslado del buque durante el cambio de rumbo, se determina el punto “W”, para as í lograr que el objeto de referencia se desplace después de la caída sobre el nuevo índice paralelo. 51

Verificar que el objeto fijo de referencia se desplace a lo largo de la línea de índice paralelo. Una vez establecido el índice paralelo, no cambie su distancia, o la posición del buque propio dentro de la  pantalla. Si el objeto de referencia se desvía del índice paralelo, deberá corregir el rumbo del buque  para compensar el efecto exterior. Si el objeto se aleja del índice paralelo deberá colocar abatimiento hacia él para  compensarlo. En caso de disminuir la distancia deberá colocar abatimiento para alejarse del mismo.

Cuando el objeto de referencia llega al punto “W” se comienza la caída. Si la misma fue realizada convenientemente, el objeto pasará a desplazarse sobre el nuevo índice paralelo como se ve en la figura de la derecha. 52

Índice paralelo – Radar en presentación Proa Arriba (Head Up) Se presenta un efecto que puede desembocar en una situación de peligro, cuando se pretende emplear esta técnica en la presentación Proa arriba – Pantalla no estabilizada. Analicemos el gráfico siguiente: Tenemos la misma situación que acabamos de ver. Existe un banco marcado con una  boya que sirve de referencia, de la cual tenemos que mantenernos a una determinada distancia. Tenemos el radar en la  presentación proa arriba. Trazamos el índice  paralelo a la distancia necesaria “C”. Estamos en la posición 1. A la izquierda vemos la situación real y a l a derecha la  pantalla radar correspondiente.

Siempre y cuando, el objeto de referencia, se vaya desp lazando por el índice paralelo y el buque  propio no cambie de rumbo, podemos utilizar la técnica.

Supongamos que el objeto se desvía del índice paralelo acercándose a la línea de proa como podemos ver en la figura. Esto se interpreta como  que estamos acercándonos al banco.

53

Si cambiamos el rumbo para que la  boya quede nuevamente sobre el índice paralelo, podemos llegar a  poner al buque en peligro si no tomamos en cuenta los efectos exteriores. En este ejemplo la corriente va a continuar derivando al  buque, acercándolo al banco, mientras que erróneamente la  pantalla radar nos da la impresión de que el buque se mantiene pasando a la distancia correcta del banco.

El buque continúa derivando hacia la  boya. Se debe gobernar al buque a un rumbo apropiado en función de la corriente. De lo contrario terminará varado sobre el banco.

El buque vuelve a cambiar de rumbo hasta que la boya queda nuevamente sobre el índice  paralelo. El banco queda ahora  bien adentro de la distancia de seguridad que se había establecido.

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El buque continua siendo derivado sobre el banco. Si no se toma una drástica acción correctiva, el uso del índice  paralelo en esta forma terminará con el  buque varado.

El buque hace un ajuste final de rumbo, pero va a varar a pesar de estar la boya sobre el índ ice  paralelo a la distancia deseada.

Tomar fondeadero con la ayuda del índice paralelo: Para fondear con la ayuda del índice paralelo, tenemos que determinar el rumbo con el cual nos aproximaremos al fondeadero, la distancia “C” a un objeto conspicuo de referencia (por donde trazaremos el índice paralelo), y la distancia al punto de fondeo “A” medida sobre el índice paralelo, tomando como referencia el través del buque (a proa o a popa del través). Ver gráfico en  página siguiente. Deberemos utilizar la presentación de pantalla estabilizada en modo Norte Arriba.

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Los pasos a seguir son: 1. De la carta náutica determinamos la distancia “C” a la cual deberá  pasar la derrota, con respecto al objeto conspicuo elegido como referencia. En nuestro ejemplo 0,75´. 2. Alineamos el índice paralelo en la dirección de la derrota deseada. En nuestro ejemplo 040º 3. Determinamos que distancia a  proa (o a popa) del través nos quedará el objeto de referencia, desde la posición de fondeo elegida. En nuestro ejemplo 1,0´. 4. Marcamos esa distancia, sobre el índice paralelo, a partir de nuestro través, determinando el punto “A”, donde deberá quedar el objeto de referencia cuando hayamos fondeado. 5. A partir del punto “A” marcamos las distancia de 0,5 y 1 milla, para llevar el control de la distancia de aproximación. 6. Podemos dividir la última media milla a partir de “A” en divisiones de a 1 cable para un control mas preciso de la aproximación. 7. El objeto de referencia se desplazará por sobre el índice paralelo. Así seguimos el avance del  buque y cuando el objeto llega al punto “A” daremos la orden de “fondo”.

NOTA: la forma de efectuar los gráficos en la pantalla dependerá de las herramientas de dibujo con que contemos en nuestro radar. En modelos antiguos deberemos usar pantalla de ploteo y lápiz graso. 5. UTILIZAR EL RADAR PARA EVITAR ABORDAJES O ACERCAMIENTOS EXCESIVOS

APLICACIÓN DEL REGLAMENTO INTERNACIONAL Se mencionan a continuación aspectos relevantes del Reglamento Internacional Para Prevenir los Abordajes en el Mar, relacionados con el empleo del RADAR.

PARTE B: REGLAS DE RUMBO Y GOBIERNO SECCION I. Conducta de los buques en cualquier condición de visibilidad. REGLA 5. Vigilancia Todos los buques mantendrán en todo momento una eficaz vigilancia visual y auditiva, utilizando asimismo  todos los medios disponibles que sean apropiados a las circunstancias y condiciones del momento, para evaluar plenamente la situación y el riesgo de abordaje. 56

REGLA 6. Velocidad de seguridad Todo buque navegará en todo momento a una velocidad de seguridad tal que le permita ejecutar la maniobra adecuada y eficaz para evitar el abordaje y pararse a la distancia que sea apropiada a las circunstancias y condiciones del momento. Para determinar la velocidad de seguridad se tendrán en cuenta entre otros, los siguientes factores: a) En todos los buques: i) el estado de visibilidad; ii) la densidad de tráfico, incluidas las concentraciones de buques de pesca o de cualquier otra clase; iii) la maniobrabilidad del buque teniendo muy en cuenta la distancia de parada y la capacidad de giro en las condiciones del momento; iv) de noche, la existencia de resplandor; por ejemplo, el producido por luces de tierra o por el reflejo de las luces propias; v) el estado del viento, mar y corriente, y la proximidad de peligros para la navegación; vi) el calado en relación con la profundidad disponible de agua.  b) Además, en los buques con radar funcionando constantemente: i) las características, eficacia y limitaciones del equipo de radar; ii) toda restricción impuesta por la escala que esté siendo utilizada en el radar; iii)  el efecto en la detección por radar del estado de la mar y del tiempo, así como de otras  fuentes de interferencia; iv)  la posibilidad de no detectar en el radar, a distancia adecuada, buques pequeños, hielos y otros objetos flotantes; v) el número, situación y movimiento de los buques detectados por radar; vi) la evaluación más exacta de la visibilidad que se hace posible cuando se utiliza el radar para determinar la distancia a que se hallan los buques u otros objetos próximos.

REGLA 7. Riesgo de abordaje a) Cada buque hará uso de  todos los medios de que disponga a bordo y que sean apropiados a las circunstancias y condiciones del momento, para determinar si existe riesgo de abordaje. En caso de abrigarse alguna duda, se considerará que el riesgo existe.  b)  Si se dispone de equipo radar y funciona correctamente, se utilizará en forma adecuada, incluyendo la exploración a gran distancia para tener pronto conocimiento del riesgo de abordaje, así como el punteo radar u otra forma análoga de observación sistemática de los objetos detectados.  c)  Se evitarán las suposiciones basadas en información insuficiente, especialmente la obtenida por radar.

d)  Para determinar si existe riesgo de abordaje se tendrán en cuenta, entre otras, las siguientes consideraciones: i) se considerará que existe el riesgo, si la demora de un buque que se aproxima no varía en forma apreciable. ii) en algunos casos, puede existir riesgo aún cuando sea evidente una variación apreciable de la demora, en particular al aproximarse a un buque de gran tamaño o a un remolque o a cualquier  buque a muy corta distancia. REGLA 8. Maniobras para evitar el abordaje a) Toda maniobra que se efectúe para evitar un abordaje será llevada a cabo de conformidad con lo dispuesto en las reglas de la presente parte y, si las circunstancias del caso lo permiten, se efectuará en forma clara, con la debida antelación y respetando las buenas prácticas marineras. b) Si las circunstancias del caso lo permiten, los cambios de rumbo y/o velocidad que se efectúen  para evitar un abordaje serán lo suficientemente amplios para ser fácilmente percibidos por otro 57

buque que los observe visualmente o por medio de radar. Deberá evitarse una sucesión de pequeños cambios de rumbo y/o velocidad. c) Si hay espacio suficiente, la maniobra de cambiar solamente de rumbo puede ser la más eficaz

 para evitar una situación de aproximación excesiva, a condición de que se haga con bastante antelación, sea considerable y no produzca una nueva situación de aproximación excesiva. d) La maniobra que se efectúe para evitar un abordaje será tal que el buque pase a una distancia segura del otro. La eficacia de la maniobra se deberá ir comprobando hasta el momento en que el otro buque esté pasado y en franquía. e)  Si es necesario con objeto de evitar el abordaje o de disponer de más tiempo para estudiar la situación, el buque reducirá su velocidad o suprimirá toda su arrancada parando o invirtiendo sus medios de propulsión. f) i) los buques que en virtud de cualquiera de las presentes reglas estén obligados a no estorbar el tránsito o tránsito seguro de otro buque maniobrarán prontamente, cuando así lo exijan las circunstancias, a fin de dejar espacio suficiente para permitir el tránsito seguro del otro buque. ii)  los buques que estén obligados a no estorbar el tránsito o tránsito seguro de otro buque no quedarán exentos de dicha obligación cuando se aproximen al otro buque con riesgo de que se  produzca un abordaje y, al efectuar las maniobras, respetarán rigurosamente lo dispuesto en las reglas de la presente Parte. iii)  cuando los dos buques que se aproximen el uno al otro con riesgo de que se produzca un abordaje, el buque cuyo tránsito no deba ser estorbado seguirá estando plenamente obligado a cumplir con lo dispuesto en las reglas de la presente Parte.

CONCLUSIONES PARTE B – SECCION I El uso del radar como medio para efectuar una vigilancia eficaz, es obligatorio en todo momento (Regla 5).  Se deberá en todo momento navegar a una velocidad de seguridad. (Regla 6)  Para determinar la velocidad de seguridad, deben tenerse en cuenta las limitaciones del equipo radar. (Regla 6b). También hace referencia a la pérdida de blancos por cualquier circunstancia relacionada con el normal funcionamiento del equipo radar.  El uso del radar como medio para evaluar el riesgo de abordaje es obligatorio en cualquier condición de visibilidad, es decir, en todo momento. (Regla 7b).  La obligación de utilizar el punteo radar para evaluar el riesgo de abordaje es en todo momento. Se hace referencia al uso del ARPA. (Regla 7b).  Se evitarán las suposiciones basadas en información deficiente, sobre todo aquella obtenida por radar.  Una maniobra de cambio de rumbo, siempre es preferible a la de cambio de velocidad, ya que es la que más rápido se manifiesta. Además modificar el estado de los propulsores requiere, normalmente, algo de tiempo. (Regla 8c).  Las maniobras deberán ser lo suficientemente amplias para poder ser observadas desde los otros  buques, visualmente o por medio del radar. (Regla 8a y 8b). 

SECCION III: Conducta de los buques en condiciones de visibilidad reducida REGLA 19. Conducta de los buques en condiciones de visibilidad reducida a) Esta Regla es de aplicación a los buques que no estén a la vista uno de otro cuando naveguen cerca o dentro de una zona de visibilidad reducida. 58

b)  Todos los buques navegarán a una velocidad de seguridad adaptada a las circunstancias y condiciones de visibilidad reducida del momento. Los buques de propulsión mecánica tendrán sus máquinas listas para maniobrar inmediatamente. c)  Todos los buques tomarán en consideración las circunstancias y condiciones de visibilidad reducida del momento al cumplir las Reglas de la Sección I de esta Parte. d) Todo buque que detecte únicamente por medio del radar la presencia de otro buque, determinará si se está creando una situación de aproximación excesiva y/o un riesgo de abordaje. En caso afirmativo maniobrará con suficiente antelación, teniendo en cuenta que si la maniobra consiste en un cambio de rumbo, en la medida de lo posible se evitará lo siguiente: i) un cambio de rumbo a babor para un buque situado a proa del través salvo que el otro buque esté siendo alcanzado; ii) un cambio de rumbo dirigido hacia un buque situado por el través o a popa del través. e) Salvo en los casos en que se haya comprobado que no existe riesgo de abordaje, todo buque que oiga, al parecer a proa de su través, la sirena de niebla de otro buque, o que no pueda evitar una situación de aproximación excesiva con otro buque situado a proa de su través, deberá reducir su velocidad hasta la mínima de gobierno. Si fuera necesario, suprimirá su arrancada y en todo caso navegará con extremada precaución hasta que desaparezca el peligro de abordaje. CONCLUSIONES PARTE B – SECCION III En condiciones de visibilidad reducida  ningún  buque tiene privilegio de paso. Para evitar el abordaje todos los buques están obligados a maniobrar. No se toman en cuenta las prioridades que surgen del tipo de situación, ya sea cruce, alcance, etc. (Regla 19d).  Si la maniobra a realizar es un cambio de rumbo está claramente indicado hacia que banda NO caer de acuerdo a la situación. (Regla 19d). 

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EJERCICIOS: Ejercicios de ploteo con el simulador radar Arpa 1. Un buque navega con rumbo verdadero 000º y velocidad 11 nudos, y marca a otro buque por radar con los siguientes valores: HORA MARCACION DISTANCIA 1131 045º,0 10.1 millas 1134 048º.0 9.2 millas 1137 051º.0 8.3 millas Determinar la mínima distancia de acercamiento entre ambos, la hora del mínimo acercamiento, el rumbo y la velocidad del otro buque. R = 4´.0 / 1158 / 224º / 11 nudos 2. Un buque navega con rumbo verdadero 000º y velocidad 11 nudos, y marca a otro buque por radar con los siguientes valores: HORA MARCACION DISTANCIA 1159 039º,0 7.6 millas 1202 037º.5 7.0 millas 1205 036º.0 6.4 millas Determinar la mínima distancia de acercamiento entre ambos, la hora del mínimo acercamiento, el rumbo y la velocidad del otro buque. R = 2´.0 / 1233 / 288º / 11 nudos 3. Un buque navega con rumbo verdadero 000º y velocidad 11 nudos, y marca a otro buque por radar con los siguientes valores: HORA MARCACION DISTANCIA 1430 323º,5 7.2 millas 1433 323º,5 6.3 millas 1436 323º,5 5.4 millas Determinar la mínima distancia de acercamiento entre ambos, la hora del mínimo acercamiento, el rumbo y la velocidad del otro buque. R = 0´.0 / 1454 / 107º / 11 nudos 4. Un buque navega con rumbo verdadero 030º y velocidad 11 nudos, y marca a otro buque por radar con los siguientes valores: HORA MARCACION DISTANCIA 0900 019º,0 7.8 millas 0903 017º,5 6.7 millas 0906 016º,0 5.6 millas Determinar la mínima distancia de acercamiento entre ambos, la hora del mínimo acercamiento, el rumbo y la velocidad del otro buque. R = 1´.0 / 0921 / 202º / 11 nudos 5. Un buque navega con rumbo verdadero 030º y velocidad 11 nudos, y marca a otro buque por radar con los siguientes valores: HORA MARCACION DISTANCIA 1800 016º,5 4.3 millas 1803 015º,0 4.0 millas 1806 013º,5 3.7 millas Determinar la mínima distancia de acercamiento entre ambos, la hora del mínimo acercamiento, el rumbo y la velocidad del otro buque. R = 1´.0 / 1836 / 030º / 4 nudos 60