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Equipo / Electrónica

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Especial equipo: Los radares , la tecnología de compresión de pulso

30/10/20

Si bien es cierto que el radar tradicional ha perdido buena parte de su protagonismo a bordo, no ocurre lo mismo con las últimas generaciones, que están a la vanguardia de las nuevas tecnologías. El radar ya no es un dispositivo independiente, y se puede integrar en el conjunto de instrumentos del barco reproduciendo sus imágenes en una pantalla multifunción y combinándose con cartografía, con wifi, etc. A.Brel

 

radares

 

Uno de los equipos más antiguos

Los primeros barcos equipados con radares fueron los del Almirantazgo británico en 1938. Sin embargo, la popularización del radar en la náutica de recreo llegó en los ochenta con la aparición de las pantallas de vídeo, que podían trabajar a plena luz del día. Luego, en la década de los noventa, el mercado lanzó la pantalla de cristal líquido (LCD), primero monocromática y luego en color. Y, actualmente, otra de las principales ventajas de disponer de estos equipos a bordo es su reducido tamaño y bajo consumo.

 

¿Cómo funciona?

El principio básico del funcionamiento del radar es, en cierto modo, parecido al de la sonda, aunque en este caso el transductor se ve sustituido por una antena giratoria. Ésta emite una onda que rebota en el objeto y vuelve a su punto de emisión. Para evitar un consumo de electricidad importante, la emisión (mediante pulsos de 0,5 a 0,8 microsegundos) forma un haz estrecho de aproximadamente 4° a 7° en el plano horizontal y de 25° en vertical. Estos ángulos determinan el poder de resolución del radar para separar dos objetivos vecinos. Un ángulo de emisión de 4° asociado con una antena de 55 cm de diámetro proporciona una resolución de 130 metros a una milla. Los objetivos tales como barcos, rocas, etc., que estén separados por menos de 130 metros a una milla del radar, solo formarán un punto en la pantalla.

Los radares de nueva generación muestran los objetivos en movimiento en diferentes colores. En la imagen un barco, en rojo, acercándose.

La interpretación de imágenes

El radar permite visualizar el área alrededor de nuestro barco e identificar los obstáculos y la presencia de otros barcos. Todos los radares cuentan con dos funciones manuales, detección de objetivos (EBL) y distancia (VRM) o MARPA automático (Mini Automatic Radar Plotting Aid). Disponen también de otras funciones, tales como el monitoreo de un área definida en relación con la embarcación, alarmas, interfaz con otros instrumentos, etc. Y la interpretación del eco, que no es una foto del entorno, sino la imagen reconstruida que depende de su orientación, su tamaño y su naturaleza. El radar detecta más fácilmente los objetos verticales ya que devuelven las señales mejor que los objetos inclinados. Sin embargo, un objeto pequeño y cercano puede mostrarse en la pantalla con un eco tan fuerte como uno grande y distante. Los materiales de los objetos detectados también condicionan la calidad de la imagen, ya que, por ejemplo, un barco de metal devuelve un eco más fuerte que el de una roca.

La función de detección de pájaros a baja altura permite situar la posición de un banco de peces.

 

La instalación de la antena

La instalación de la antena del radar es determinante para obtener un buen rendimiento. En la práctica, cuanto más alta está ubicada la antena, mayor es su alcance, aunque el área no detectada en la parte delantera del barco también será mayor. Si la antena está demasiado baja, el rango se reduce y además no se recomienda la exposición de las personas a las ondas emitidas. Por lo tanto, lo más adecuado será situar la antena a una altura de entre 4 y 6 metros. En un velero, se colocará en el palo de la mayor, en el de mesana, en un soporte o en el mismo palo. En una embarcación a motor, se instalará en lo alto de la timonera o en el arco targa. El alcance depende de la potencia de emisión y de la posición de la antena. Los valores que dan los fabricantes, de un alcance de entre 16 a 24 millas para un modelo de 2 kW, y de unas 48 millas para un modelo de 4 kW, deben tomarse con gran reserva. En realidad, cuando se logra un alcance real de 5 a 10 millas, ya es suficiente en navegación de recreo. Actualmente hay dos tipos de antenas de radar, las de radomo (o radome) cerradas y circulares; y las haz o abiertas, basadas en una estructura alargada giratoria.

La nueva generación de radares permite la visualización en pantalla en dos escalas.

 

Las nuevas generaciones de radares

Antes de 2016, todos los radares destinados la náutica de recreo equipaban un magnetrón que generaba los pulsos de emisión/recepción. Sin embargo, este tipo de radares presenta algunos inconvenientes: el suministro de alto voltaje que exige; su configuración, que requiere una alta precisión; el tiempo de calentamiento (2 a 3 minutos antes de su puesta en marcha); y un monitor específico.

No hace mucho, en el mercado han aparecido los radares denominados de banda ancha que trabajan a base de compresión de pulsos. Es una tecnología que aporta varias ventajas, tales como su instalación más sencilla; el procesamiento de la señal que se realiza bajo el radomo, y éste la transmite por un simple cable de red (Ethernet) a la pantalla (monitor, pantalla multifunción, etc.) o incluso mediante wifi a un ordenador.

En esta imagen de radar la zona de peligro está coloreada en rojo.

En cuanto a las funciones, en un radar tradicional (de magnetrón), las ondas emitidas son una sucesión de pulsos a intervalos regulares que permiten calcular la distancia, pero no la velocidad de movimiento del eco. Para detectar esto, se requiere una emisión continua con el fin de resaltar el denominado efecto Doppler, que no es más que la diferencia entre la frecuencia de emisión y la frecuencia de retorno si el eco está en movimiento.

Esta es la característica principal que determina la diferencia entre un radar de magnetrón y el más moderno de compresión de pulsos. Con este último, se puede medir con precisión la velocidad del movimiento del eco. Así podemos determinar si es un eco fijo o si está movimiento. En algunos modelos, el eco alerta cambiando de color si existe riesgo de colisión. Este modo sustituye ventajosamente al MARPA debido a que el radar de pulsos puede detectar objetivos débiles, como la presencia de aves (útil para que los pescadores puedan localizar un banco de peces), y además permite la visualización de dos imágenes en la pantalla (de corto y largo alcance), etc.

Las aplicaciones con esta nueva tecnología, que son numerosas, están remplazando a los radares de magnetrón, y mejoran constantemente.

 

¿Qué ofrece el mercado?

 

Furuno: de los modelos tradicionales a los de compresión de pulsos mediante wifi.

Durante muchos años, se tomaban los radares de la marca japonesa de Furuno como referencia en esta tecnología, y ya en 1971 fueron reconocidos como los mejores al obtener el premio de la NMEA estadounidense (National Marine Electronics Assotiation).

Aunque Furuno se se siga manteniendo fiel a los modelos de magnetrón (desde los modelos de recreo 1815 hasta la serie profesional FAR) la marca no ha dejado de evolucionar desde sus inicios hasta el lanzamiento de su reciente generación (NXT) de radares con compresión de pulsos (sin magnetrón). Esta serie NTX es muy completa, con modelo de radomo (61 cm) o antenas de haz (1 m, 1,20 m y 1,80 m) y cubre las necesidades de navegantes, pescadores y profesionales por igual. Las funciones principales de los NXT son el analizador de objetivos que identifica instantáneamente, de verde a rojo, todos los objetivos potencialmente peligrosos; el seguimiento rápido de objetivos que rastrea más de 100 objetivos simultáneamente hasta 3 millas mostrando un vector (velocidad y rumbo) en cada objetivo, el modo pájaro que ajusta automáticamente la ganancia para detectar aves sobre bancos de pesca; o la función Rezboost, reductor de haz, para mejorar la nitidez de los ecos. Estas son solo algunas características importantes de esta nueva serie de radares.

La gama NXTde Furuno

Los Furuno NTX son compatibles con las pantallas multifunción NavNet TZtouch (v6.01, 2 y 3), así como con MaxSea TimeZero. Entre lo más avanzado de esta gama son los modelos con wifi que envían la imagen directamente a un iPhone o iPad. Pueden conectarse dos iPhones (o iPad) simultáneamente, con la posibilidad de superponer la imagen en la carta (aplicación TZ iBoat).

Los modelos con wifi de Furuno envían la imagen directamente a un iPhone o iPad.

 

 

Garmin: una gama completa

La serie de antenas xHD2 de Garmin con tecnología digital (compresión de pulsos) muestran imágenes de radar en alta resolución. Son modelo diseñados tanto para la pesca deportiva como para la navegación de altura. Entre las funciones innovadoras, figura la posibilidad de mostrar el historial de ecos de radar, y de monitorear la superficie del agua simultáneamente en la misma pantalla, en corto y largo alcance, mientras se muestran los ecos de radar superpuestos en la cartografía. Para los pescadores, el modo pájaro permite ver en la pantalla las bandadas de aves en la superficie del mar lo que permite ubicar los bancos de pesca.

Antena de radomode Garmin sobre la caseta.

Dependiendo del modelo de antena (haz de 1,20 m o 1,80 m), el alcance máximo anunciado es de 72 a 96 millas, con una detección mínima de 20 metros. La serie GMR (18 xHD y 24 xHD) está destinada a la navegación de recreo tanto a vela como a motor. Para veleros, la antena de radomo con diámetro de 54 o 72 cm es ideal por su tamaño y prestaciones. Con una potencia de 4 kW, alcanza hasta las 48 millas. Para embarcaciones a motor, es recomendable una antena con un haz de 1,20 m o 1,80 m. En estas antenas, las nuevas funciones de ganancia automática y filtro dinámico del estado del mar se adaptan continuamente al entorno, ofreciendo un rendimiento óptimo bajo cualquier circunstancia. El modo de «doble escala» permite visualizar simultáneamente los ecos de del radar a pequeña y gran escala, hasta a 48 millas de distancia. Como función de seguridad, cuentan con una «zona de emisión cero» para protegerse de la radiación.

 

Antena de haz de Garmin

 

Raymarine: del recreo a los profesionales

Los nuevos radares Quantun utilizan la tecnología de pulso CHIRP, lo que les permite detectar objetivos cercanos y gran distancia. La versión 2 (Quantun 2 Doppler) detecta el cambio de frecuencia entre los objetivos fijos y móviles. En la pantalla, los objetivos cercanos o que se acercan al barco se muestran en rojo, mientras que los que se alejan aparecen en verde. El Quantun 2 se puede instalar en configuración clásica (cable entre la antena y la pantalla multifunción Raymarine) o conectado mediante wifi. Las antenas de haz Magnum (digitales), destinadas a grandes esloras a motor, están disponibles en dos potencias de 4 kW (con una antena de 1,20 m) o de 12 kW (antena de 1,80 m). Estos radares cuentan con escaneo de doble rango, con la visualización de dos imágenes simultáneas (corta y larga distancia). El reconocimiento de los objetivos se mejora mediante la adquisición y el seguimiento automáticos de objetivos MARPA.

Gama de antenas de radar radomo de Raymarine.

 

Simrad y B&G amplían su gama

El rango de los modelos HALO (compresión de pulsos) dispone de tres modelos: el 20, el 20+ y el 24. Los rangos son de 24, 36 y 48 millas respectivamente. Como función de seguridad y para la mejor detección rápida a distancias cortas y largas, la rotación de la antena es de 60 rpm (HALO20 + y HALO24). Estos modelos están equipados con la tecnología VelocityTrack (Doppler), que permite determinar si los objetivos se acercan o se alejan del barco. En la pantalla, se pueden tener dos imágenes simultáneas con diferentes alcances.

Simrad Halo 24

La función de seguimiento de objetivos rastrea hasta 10 objetivos (20 en doble alcance). La gama anterior de radares (banda ancha 3G y 4G) con compresión de pulsos se mantiene. El modelo 3G con una antena de radomo tiene un alcance de 24 millas, y resulta adecuado para embarcaciones pequeñas (veleros y lanchas a motor). El modelo 4G tiene un alcance de 36 millas. Los radares 3G y 4G se basan en la tecnología exclusiva de Simrad, Broadband que, entre otras características, ofrece imágenes de alta claridad en pantalla.

 

Radomos de las antenas de los radares de compresión de pulso de Simrad Halo 24 y de B&G Halo 20.

 

JRC 1032: con pantalla táctil

La particularidad de este radar tradicional es que es dispone de controles táctiles. Su pantalla de 7 pulgadas muestra hasta 50 símbolos AIS y 10 objetivos de seguimiento MARPA. Un simple pulsador MOB (hombre al agua) muestra instantáneamente un símbolo específico en la pantalla y guarda la posición (latitud / longitud), lo que facilita la búsqueda. Su potencia de 4 kW, junto con una antena de radomo de 45 cm y un peso de 5 kg, le concede un alcance de 16 millas.

Pantalla táctil de 7 pulgadas

Dispone de una entrada NMEA-0183 para conectarlo a un GPS y obtener la posición, el rumbo y la velocidad en la pantalla. Dispone también de un puerto USB que permite actualizaciones y guardar parámetros. El equipo se entrega con pantalla, antena de radomo y 10 m de cable (para versiones disponibles en 15 y 20 m de cable, se puede consultar a AD, accastillagediffusion.es).

Antena radomo del radar JRC 1032.

 

Humminbird: para la navegación de recreo

Humminbird ha optado por este nuevo modelo de radar Ethernet, con tecnología CHIRP de compresión de pulsos. Equipa una antena de radomo de 63 cm que le permite un alcance máximo de hasta 24 millas. Partiendo del principio de que cuando se navega con visibilidad reducida es importante conocer el entorno cerca del barco (balizamiento, botes, objetos flotantes, etc.), la marca ha puesto el énfasis en un alcance mínimo de solo 5,40 m. En este radar de Humminbird tenemos todas las funciones útiles para la navegación, como la pantalla dual y la identificación de aves como ayuda para la pesca.

Antena de radomo de 63 cm del radar con tecnología CHIRP de Humminbird.

 

Lo que hay que tener en cuenta

La nueva generación de radares de compresión de pulsos es un verdadero avance tecnológico. Permite que podamos disponer de equipos con más funciones, tales como la velocidad de movimiento del objetivo, la identificación de ecos con diferentes colores rojo o verde según el peligro (cercano o lejano), no requieren tiempo de calentamiento antes de comenzar a funcionar, tienen un menor consumo, una menor radiación y su instalación es normalmente muy sencilla.

Dependiendo de la marca, el nombre de esta tecnología de compresión de pulsos es diferente. Algunos optan por CHIRP, tecnología digital o Broadband (banda ancha). Si ha de equipar el barco con un radar, la mejor opción es, sin duda, optar por esta tecnología, aunque queda por determinar un aspecto importante, como es el tipo de antena, de radomo o de haz (abierta).