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Reflectores de Radar; toda la verdad

La inmensa mayoría de los reflectores que están instalados en nuestros barcos de recreo no sirven para nada. Los reflectores cilíndricos que usualmente vemos instalados en la mayoría de veleros o lanchas, sencillamente no son capaces de reflejar casi ninguna radiación radar, a pesar de ser de obligada instalación en los barcos. Conozca toda la verdad...

 

Para que un reflector radar sea eficaz este tendrá que ser obligatoriamente de voluminoso tamaño. Es física pura. Por mucho que se empeñen algunos fabricante en ofrecer cilindros reflectores de pequeño tamaño que pueden instalarse sin demasiado incordiar en obenques, crucetas o mástiles, estos dispositivos no son capaces de ser vistos en ningún radar, aunque eso sí, le dejarán a uno con la conciencia tranquila de cumplir escrupulosamente con las exigencias de la DGMM.

Y la verdad también es, que cualquiera de los reflectores radar que se encuentran en el mercado, incluso los más avanzados valen para poco al navegar en alta mar en donde la mayoría de los mercantes y grandes buques que pretendemos que nos “vean” utilizan la banda “S” del radar que tiene más alcance (unas 20 millas náuticas), pero menor poder de resolución.

Debemos tener presente que un mercante puede vernos en su radar a quizás sólo 3 ó 4 millas de nuestra posición, mientras que debido a su gran tamaño, nuestro radar en caso de llevar uno instalado, lo localizará a unas 12 ó 15 millas de distancia, y nosotros podremos empezar a verlo visualmente a unas 8 millas con buena visibilidad. 

Por ello vaya por delante la primera afirmación. El mejor reflector de radar es el transpondedor que verdaderamente no es un reflector sino una especie de “repetidor” de las ondas de radar, y que está siempre a la escucha de las posibles ondas de radar. El transpondedor emite señales de radar al “oir” algún radar por la zona. El “reflejo” emitido entonces por el transpondedor aparecerá en el radar del mercante como una clara señal luminosa en la pantalla formada por una serie de puntitos en fila india y justo en la posición en la que nos encontramos.

 

 

 

 

 

 

Detector de radar; Un complemento importante

Mer-veille es un dispositivo electrónico capaz de "oír" las señales de radar de los barcos de la zona y si bien no las refleja, si que nos avisa de la existencia de algún radar acercándose hacia nosotros.

Es como si lleváramos una "oreja" capaz de escuchar las señales del radar de otros barcos. La pequeña caja se conecta a su antena exterior omnidireccional e indica de forma aproximada el cuadrante en donde se está detectando la señal de radar. Ideal para estar a la escucha ya que su alarma empezará a pitar tan pronto como detecte radar a nuestro alrededor.

El nombre de Mer-Veille provienen del Francés ("Mar"-"Vigilia") con el juego de palabras "Merveille" que significa "Maravilla". Bueno, el caso es que el dispositivo también integra una especie de despertador que puede programarse por grupos de 10 minutos y hasta una hora de tiempo, para mantenernos despiertos durante la navegación nocturna. Muy útil.

Se trata de un dispositivo complementario al reflector de radar e interesante pues no es demasiado caro, y ofrece un servicio más que interesante.

 

 

 

Para que seamos visibles a los ojos de un radar, necesitaremos como mínimo una reflexión o RCS de valor 2 ó 3 m2.

Pero dentro de lo “malos” que son todos los reflectores de radar, los hay mejores, peores, y los que no valen absolutamente para nada.

Para reflejar con ecos visibles tendremos que utilizar reflectores esféricos del tipo LensRef, u octaédricos del tipo Davis Echomaster, que están construidos por tres planos o discos metálicos que se cruzan en sus tres diámetros, formando 3 ejes ortogonales (perpendiculares entre sí).

La posición en que se instale es también importante. Puede montarse con el diámetro en posición vertical (edge on), en doble captación de agua (double catch rain), o en posición captación de agua (catch rain), que hace referencia a como sus planos en esta poción harían las veces de cuenca en la que se recogería el agua en caso de llover…

 

Esta posición (Catch rain) es la más utilizada al ser la que asegura un reflejo, sino máximo, al menos seguro en casi cualquier dirección, y a la vez evita las posiciones en las que el reflejo es nulo. Sin embargo la posición “double catch rain” se demuestra finalmente como la más adecuada ya que sus prestaciones en reflexión se degradan de forma limitada con la escora del barco.

 

 

El radar marino

 

Hay muchos tipos de radar, los utilizados en los aviones, los que permiten ver las tormentas llamados radares meteorológicos, y naturalmente los marinos que son los que ahora tratamos.

Pueden trabajar en dos bandas de frecuencias llamadas banda “X” a 9,4 GygaHercios y en banda “S” a 3 GygaHercios.

Los radares que encontramos en nuestros barcos de recreo tipo Raymarine, Garmin, Simrad y otras marcas, trabajan en banda “X”, que aunque tiene menor alcance que la banda “S”, a cambio son capaces de discernir con más resolución cualquier pequeño objeto flotante.

Las ondas de la banda “X” son de 3,2 centímetros de longitud, mientras que las de la banda “S” son de 10 centímetros. Esto representa el límite absoluto de resolución, o por decirlo en otras palabras, el “tañamo” del “pixel” mínimo que puede percibir el radar. 

Los radares de los mercantes suelen trabajar simultáneamente en ambas bandas, aunque en alta mar siempre suelen utilizar la banda “S” por ofrecer mayor alcance y menores interferencias en caso de lluvia y mal tiempo.

 

Un objeto metálico de tamaño suficiente para ser visto por ambas bandas de frecuencia será visto con mucha más fuerza en la banda “X” que en la “S”.

 

Las prestaciones caen según la raíz cuadrada de la longitud de onda utilizada, lo que hace que la reflexión de un mismo objeto sea del orden de 10 veces menor (-10dB) al trabajar en la banda “S”.

 

 

 

La necesidad del reflector de radar

Lo mejor es haber navegado alguna vez con niebla y en una zona de tráfico denso como por ejemplo en el estrecho de Gibraltar o en cualquier concurrida bahía comercial, para percibir en primera persona el terror ante la posibilidad de ser arrollado por un leviatán de varios miles de toneladas de desplazamiento. Un choque ante un coloso mercante significa un hundimiento inmediato y una tragedia total! Por esta razón debemos facilitar a los grandes buques la capacidad de que nos puedan ver.

 

Cómo se mide la reflexión radar

La unidad de reflexión radar se mide en términos de lo que llaman RCS o Radar Cross Sección que al final es una unidad de superficie medida en metros cuadrados.

Se suele tomar como referencia la reflexión de una esfera metálica cuya superficie sea un metro cuadrado. Como los valores de reflexión varían muchísimo se utiliza la escala logarítmica en decibelios, lo que quiere decir por ejemplo, que una señal que sea 10 dB mayor que la de referencia, representa un factor de 10 veces mayor, o por ejemplo un valor de -3dB indica que es de la mitad a la tomada como referencia.

Para que un barco cualquiera sea visible a los ojos de un radar, trabajando en la banda “X”, necesitaremos como mínimo del orden de 2 ó 3 metros cuadrados de reflexión o RCS.

 

 

Como unidades de reflexión también se utilizan las “du” y que representan 0,1 m2 de superficie. O sea que un RCS de 2,5 m2  es equivalente a 25 du’s y es verdaderamente lo mínimo exigible como capacidad reflectora para cualquier dispositivo reflector de los que estamos hablando.

 

 

 

Un valor mínimo de reflexión es de un RCS de 2,5 m2

 

 

A diferencia de otros asuntos de la vida humana, aquí el tamaño sí que importa y de forma brutal!

 

La mejoría en la reflectividad aumenta con la potencia cuarta del tamaño del reflector. O lo que es lo mismo, al doblar el tamaño del reflector habremos multiplicador por 16 la potencia de reflexión (12 dB de ganancia).

 

Si por ejemplo aumentamos solo un 20% el tamaño del reflector radar, lograremos duplicar el poder de reflexión.

 

 

Por otro lado y esto también es muy importante, debemos tener presente que si el reflector de radar es más pequeño a varias veces la longitud de onda del radar, el reflector se comporta simplemente de forma “transparente” a la señal. Lógico. Es como si pretendiéramos “ver” la forma de un objeto del tamaño de un “pixel” con una cámara cuyo poder de resolución fuera inferior a un “pixel”... Algo imposible.

 

O sea que para que el reflector comience a funcionar como tal, sus caras metálicas reflectoras deben tener al menos varias veces el tamaño de la longitud de onda del haz del radar utilizado.

 

Recordemos, en la banda “X” el tamaño de la longitud de onda es de 3,2 centímetros y en banda “S” de 10 centímetros.  De modo que los reflectores de menor tamaño en sus placas reflectoras lo tienen más que crudo...

Dependiendo de la orientación que tenga el octaedro reflector en el momento de ser visto por la señal del radar, este reflejará más o menos señal dependiendo de su orientación. El reflejo será máximo cuando sus caras sean perfectamente perpendiculares a la señal recibida. Con una rotación de 15º a 20º la señal reflejada cae a la mitad (-3dB).

 

 

El Modelo Davis Echomaster sin duda la mejor opción además de ser de las menos onerosas. Está formado por 3 discos de 32 centímetros de diámetro en aluminio anonizado. Si decide hacerlo usted mismo recortando chapa de aluminio, lo único importante es que los ángulos sean perfectamente rectos para que la reflexión se produzca exactamente en la dirección de la onda incidente. Ofrece un RCS de ente 4 y 7 m2 dependiendo de la orientación en que lo montemos.

En algunos modelos de Echomax, lo que hay dentro del cartucho protector de plástico son 3 octaedros montados en diferentes ángulos de modo que aunque el barco cabecee y escore, siempre haya alguno que pueda asegurar el reflejo de la onda del radar. Buen resultado final.

 

El modelo Firdell Blipper esconde en su interior un montaje sin verdaderos octaedros lo que al final produce un resultado pobre,  a pesar de ser un modelo muy popular y utilizado por los aficionados.  Se basa en utilizar 10 triedros a 36º orientados entre sí para evitar los reflejos nulos. En la práctica cada reflector es demasiado pequeño como para relejar convenientemente la señal. Su RCS es de 1,6 m2.

 

El modelo Mobri2: Un desastre que no vale para nada. Se puede conseguir en dos tamaños de 2 y 4 pulgadas de diámetro. Incluso el mayor resulta sencillamente invisible a cualquier radar. El de 2 pulgadas tiene un radio de 2,54 centímetros por debajo de la longitud de onda de la banda “X” de mayor poder resolutivo del radar. Es casi invisible al radar. En algunos casos podría producir un reflejo harmónico pero sólo cuando su eje fuera rigurosamente perpendicular a la señal de radar incidente.

En la práctica sólo valen para lograr aprobar la ITB. Nada más. El RCS es de 0,07 para el modelo pequeño y de 0,3 para el modelo grande.

 

 

El modelo Octaedral: Utilizado desde hace muchos años, el modelo de 18 pulgadas ofrece picos de reflexión de hasta 10m2 de RCS, pero con sólo girarlo 15º bajaremos a 0,6m2. Si no está bien instalado en la posición Catch rain como se observa frecuentemente al colgarlo en la línea del backstays, puede pasar desapercibido para cualquier radar.

 

 

Para lograr que el ángulo de azimut del reflector sea nulo respecto a la señal el radar, algún fabricante como “High Gain Rotation” fabrica un diedro formado por dos discos de aluminio unido por sus diámetros y que flota en un agua mediante unas boyas. Todo el conjunto queda dentro de un envoltorio plástico de interesante aspecto. La teoría es que de esta forma siempre se encontrará horizontal y en el ángulo de azimut cero, reflejando al máximo la señal radar hacia el horizonte. En la práctica un barco se mueve mucho en la mar y más en la parte alta del palo de un velero, lo cual hace difícil que el flotador permita que el reflector esté justo en azimut cero en el momento de tener que reflejar la señal. Totalmente desaconsejable.

Además de los reflectores basados en reflexiones por octaedros, también los hay que se fundamentan en el reflejo de una esfera formada por muchas capas metalizada y aisladas unas de otras, algo parecido a la piel de una cebolla. Funcionan según el principio de una lente de Luneburg la cual cambio su difracción según el ángulo de incidencia de la señal electrómagnética.

Fabricantes como LensRef ofrecen buenos productos basados en este principio pero son bastante más caros que los realizados mediante octaedros reflectores. Además su reflexividad decae bruscamente en cuanto la escora pasa de los 18 grados. Su RCS es de 2,3 m2.

Para evitar la caída en la reflexividad, fabricantes como Tri-lens ofrecen equipos que llevan tres esferas reflectoras orientadas en 3 ángulos complementarios distintos lo que asegura un perfecto reflejo de la señal en 45º de escora. A pesar de no ofrecer un RCS demasiado elevado, este se mantiene constante con independencia de la dirección en la que llega la señal de radar a ser reflejada. Son buenos reflectores, pero el problema proviene del coste final del dispositivo.

 

 

 

 

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