Instituto Cap. De Navío DEM César Yanes Urias

1° año Opción: Electrónica navalSección : ECO

IntegrantesOrlando Josué López Del Cid Eduardo José Vásquez FloresAriel Eduardo Perla BenítezJosé Wilfredo Muñoz SánchezSantos Enrique Trejo AndradeEdwin Alberto Reyes

Introducción

La electricidad y sistema eléctrico de los buque es muy importante, ya que sin estas instalaciones, el buque no realizaría todas las funciones adecuadas en el mar, y por eso; es necesario tener un buen mantenimiento de todos estos sistemas de electricidad de los buque, así nos evitamos un problema.

El buque consta de lo que es un circuito eléctrico el cual se crea por medio de todas las conexiones eléctricas que hay dentro del buque, el buque crea y consume su propia energía, pero ojo: no siempre es así. El buque consta de generadores que alimentan todos los aparatos eléctricos para que este funcione de la mejor manera.

Es por eso, que como grupo les presentamos esta información, la cual se irá desglosando conforme pasaran los temas, aquí se mencionan lo que son los aparatos electrónicos más comunes y más necesarios del buque como las baterías de buque y sus respectivos controladores, los cuales se revisan a través del tester, y esto crea un campo magnético el cual tiene relación con la electricidad de las baterías y los generadores.

ObjetivosGeneral1. Investigar en qué consiste la electricidad y el sistema

eléctrico de los buques, como funciona y mostrarlo a todos en una presentación.

Específicos2. Obtener la satisfacción del suficiente conocimiento de la

electricidad y eléctrico de los buques tanto de nosotros como de nuestros compañeros.

3. Satisfacer y garantizar que el tema se ha dado a entender de la mejor manera posible con ayuda de las presentaciones y exposiciones.

Electricidad y sistema eléctrico de los buques

Revisando la Instalación Eléctrica Es muy importante  mantener en perfecto estado toda la

instalación eléctrica de una embarcación. Una tarea que no siempre resulta sencilla, puesto que la humedad del aire marino se encargará de complicárnosla. Lo primero a tener en cuenta a la hora de poner a punto la instalación eléctrica, son todos los problemas que hasta entonces haya sufrido en ese campo la embarcación.

Comenzaremos por tanto revisando todas las piezas que hayan funcionado mal por cualquier cuestión. Cada año todo el complejo eléctrico debe ser revisado; no debemos fiarnos de ningún empalme, de ninguna conexión, ni de ningún terminal; principalmente si no se encuentran impermeabilizados. Cuando menos lo pensemos, cualquiera de ellos podrá convertirse en un grave problema.

El Consumo Eléctrico a Bordo

¿Cuánto consume las luces internas, las de posición, las de cubierta, cada instrumento de navegación? ¿Alcanza lo que producimos? ¿Que debemos saber? Sencillamente cuanto entra y cuanto sale, para ello conozcamos las cifras de consumo promedio

Equipamiento Amperios      Horas/días Amp-Hora/dia

Iluminación cabina principal  2 1 2

Iluminación cabina popa 1   1 1 1

Iluminación cabina popa 2 1 1 1

Iluminación salón  4 3 12

Iluminación de baños 1 0,5 0,5

Luces de navegación 2 4 8

Luz de Fondeo 1 8 8

Luz de cartas 0,5 1 0,5

Luz de bañera / luz de puente   1 1 1

Equipo presurización de agua 6 .1 0,6

Refrigeración 4 14 56

Piloto automático 5 11 55

GPS/ChartPlotter 2 11 22

Alarma de garreo del GPS 2 8 16

Radar 5 1 5

Radio VHF en escucha 0,1 11 1,1

Radio VHF en emisión 5 0,1 0,6

Bomba de sentina 6 0,1 0,6

TOTAL Consumo eléctrico     191,8 Ah

Lista de consumos

La Electricidad a Bordo Las embarcaciones modernas, además de alimentar el equipamiento

electrónico de navegación y el sistema de arranque y de encendido de los motores, disponen de una considerable cantidad de equipo auxiliar que consume electricidad ya que el aficionado espera disfrutar a bordo de las mismas comodidades que en casa y, en consecuencia, es necesario instalar un completo servicio eléctrico a bordo.

El sistema eléctrico de una embarcación utiliza corriente continua (CC) a bajo voltaje: 12 voltios, con baterías de acumuladores como fuente de alimentación que se cargan mediante un alternador arrastrado por el motor principal, o bien, una vez amarrados, mediante una toma de tierra y un cargador de baterías que transforma la corriente alterna de 220 voltios de tierra en corriente continua de 12 voltios, y en los casos menos frecuentes, mediante un generador eólico o con placas solares, para alimentar el alumbrado, motor de arranque, molinete, bombas de achique, sistema de encendido de los motores de explosión, equipo de navegación, electrodomésticos, etc.

En el sistema eléctrico de a bordo hay que distinguir los siguientes bloques:

Producción de corriente mediante alternadores, toma de corriente de tierra, placas solares, generador eólico o cualquier otra fuente de producción de energía eléctrica como se ha dicho. 

Almacenamiento de corriente en baterías. Suelen instalarse dos; una para arranque del motor y otra para servicios.

Motor de arranque con su relé, alimentado directamente desde la batería sin pasar por el cuadro de distribución.

Control electrónico del motor: relés de parada automática por baja presión de aceite, cuadro de instrumentos del motor, alarmas y sensores. 

Cuadro de distribución para los diferentes servicios: alumbrado, fuerza, equipos de navegación, electrodomésticos. etc. 

La característica más importante de una batería es su capacidad expresada en amperios/hora; es decir, la cantidad de corriente que puede proporcionar. Así, una batería de 75 amperios/hora puede proporcionar una corriente de 75 amperios durante una hora o 7,5 amperios durante diez horas. 

El proceso de carga de las baterías necesita de un tiempo que depende de la intensidad de carga y que se puede verificar con un densímetro que nos indicará la densidad del electrolito. Con la batería cargada deberá ser de 1,3; al 50% de carga, 1,23, descargada 1,19 y con 1,15 es que la batería está inútil.

El sistema eléctrico a bordo, necesita mantenimiento. Es importante comprobar el estado de carga y la densidad del electrolito periódicamente, vigilando el nivel del electrolito, para lo cual desenroscaremos el tapón que llevan para ello, elemento por elemento, ya que el electrolito debe cubrir siempre las placas de los elementos, reponiendo agua destilada si fuera necesario -nunca ácido- ya que lo que se pierde por evaporación es el agua del electrolito, y la conexión de los cables a los bornes de la batería que deberán estar limpios y apretados, protegidos con vaselina.

Un tema no menos importante, que a veces es ignorado, se refiere a un aspecto muy importante: la energía eléctrica de a bordo. De la misma manera como se ignoran aspectos referidos a los escalones de mantenimiento mecánico, el conocimiento del sistema eléctrico de un barco es algo muy importante y, por esta razón, la omisión resulta injustificada.

Muy pocos propietarios de yates cuentan con el diagrama del circuito eléctrico y, cuando algo falla o se quiere instalar un equipo que requiere de alimentación eléctrica, se tiene que empezar a buscar los cables con la ayuda de un tester.

El sistema eléctrico de un barco es tan sencillo o más que el de una casa y, por lo menos, resulta más accesible. Por otra parte, debido a que se trabaja con 12 y, en menor medida, con 24 voltios, no existe el peligro de quedar con el cabello rizado.

El primer aspecto que se tiene que considerar es la perfecta aislación de todos los cables, conexiones y eventuales puntos de fuga de energía. La corriente eléctrica "descarriada", que puede fluir sobre una cubierta mojada, herrajes, jarcia, etc., puede ocasionar la denominada "corrosión electrolítica". En los cascos de acero, el problema es aún mayor, sumándose a la corrosión que se produce por metales incompatibles (corrosión galvánica).

Las baterías de buqueLas baterías de gel, como su nombre sugiere, están llenas con

electrolito en forma de gel. Gracias a que este electrolito es "sólido" no puede derramarse si la carcasa de la batería se rompe o vuelca. La batería se suministra con una válvula de sobrepresión/subpresión patentada que asegura una apertura y cierre perfectos en caso necesario. Las baterías de gel VETUS son perfectas para uso intensivo y descargas múltiples cortas o largas y fuertes, sin ninguna pérdida de capacidad. Como las placas están fijas en el electrolito "sólido", estas baterías son muy resistentes contra choques y vibraciones. Las baterías tienen un ciclo de vida largo que no se ve afectado, o casi nada, por factores externos. Además, estas baterías conservan mucho mejor su capacidad de arranque en frío a temperaturas muy bajas. La batería es totalmente sin mantenimiento y garantiza un nuevo arranque fácil y rápido después de la inactividad en invierno.

La fuente de energía está constituida por las baterías, generalmente de 12 voltios. La periódica revisación del nivel de electrolito (por lo menos cada 15 o 30 días en un yate que se utiliza los fines de semana), constituye el punto de partida de inspección del sistema eléctrico. El tablero de instrumentos debe contar con voltímetro y amperímetro, que permite visualizar en forma rápida el estado de carga de las baterías y el correcto funcionamiento del alternador.

Si se deja que el electrolito descienda por debajo del nivel mínimo, dejando al descubierto las placas, se condena a la batería. El agregado de agua destilada es primordial, así como el chequeo del regulador de voltaje del motor para evitar las sobrecargas.

Si bien existe una nueva generación de baterías de libre mantenimiento, muchos electricistas recomiendan la utilización de baterías convencionales, que permiten el agregado de agua destilada y, con esto, un efectivo control de la fuente de almacenamiento de la energía.

Con cierta frecuencia, al margen del buen funcionamiento del alternador, es recomendable darle a las baterías una carga lenta con un cargador externo, que lleve el voltaje a su máximo nivel sin sobrepasarlo.

Controlador de Baterías para barcosEl guardabaterías VETUS regula y controla 2 ó 3 grupos de baterías

(por ejemplo, batería de arranque, de luz y hélice de proa) y se encarga que todas las baterías sean cargadas al mismo tiempo a través del alternador del motor o del cargador de baterías. El cargador de baterías es de hecho:

• Un triple separador sin pérdida de tensión.• Un seguro/alarma de tensión baja.• Un interruptor relé para la batería de luz.• Un cargador de gota para la hélice de proa y la batería de

arranque (limita la tensión de carga a 3 Amperios) por ejemplo con el uso de un cargador de baterías VETUS.

El cargador de batería tiene un relé, que desconecta automáticamente la batería de luz antes de que el usuario de esta la descargue totalmente. Ello alarga sensiblemente la vida de la batería.

VenteoRespecto a la manipulación de las baterías, es

importante ventear el barco antes de proceder a darles carga y durante ésta. El gas hidrógeno que generan las baterías ácidas es explosivo y las salpicaduras del electrolito producen graves quemaduras en la piel. También se debe evitar, por esa razón, todo riesgo de generar chispas.

Muchos tienen la mala costumbre de probar el estado de la carga de una batería con el curioso método de provocar una chispa. Esto, en un ambiente cerrado y eventualmente cargado de gases, puede provocar una catástrofe.

Estado de bateríasPara evaluar el estado de las baterías se debe disponer de un tester, cuyo precio es muy accesible, además de un densitómetro. Lecturas irregulares se logran inmediatamente después de haber cargado una batería, así que lo razonable es dejar pasar un tiempo ya que la mayor concentración de ácido puede haberse depositado en el fondo. El voltaje de la batería cargada debe estar en el orden de los 12,1 a 12,8 voltios.

El consumo de agua destilada de una batería no debe superar los 100 ml por célula al año. Si es superior en todas las células, el alternador o el regulador de voltaje tiene problemas pero si el consumo es irregular por célula, probablemente el problema está en la batería.Jamás debe dejarse que pierda más del 50% de su carga, ya que a partir de ese momento su vida útil se acorta drásticamente. En cambio, las baterías de ciclo profundo admiten descargas mayores.

El circuito eléctrico del buque La corriente eléctrica almacenada en la batería (o sistema de baterías),

cumple un recorrido relativamente directo. Sale del positivo, alimenta los diversos sistemas (desde el VHF a la iluminación interior, luces de navegación, instrumentos, etc.) y finaliza en el polo negativo. Nada tan sencillo y complicado a la vez.

Generalmente, el borne negativo se conecta en forma primaria al motor y a las superficies metálicas tales como el palo. De esta manera, en varias conexiones es suficiente con disponer de un solo cable, el positivo. Otras veces, los cables deben ser dobles para llegar a proporcionar energía en lugares no conductores.

Deben evitarse el empalme de cables y, cuando es imprescindible, además de retorcer o acerrojarlos uno con otro, se sugiere estañarlos y, antes de protegerlos con cinta aisladora (con escasa capacidad de adherencia en un medio húmedo), utilizar algún tipo de caucho sellador. La soldadura sola puede ser débil, mientras que el retorcido solo también es insuficiente. También deben evitarse que los cables sean extendidos en ángulos cerrados, ya que la torsión los debilita.

En lugares donde los cables puedan estar sometidos a vibraciones debe evitarse que queden tensos. Enrollarlos en un destornillador para producir una suerte de "rulo" es una medida eficaz que evita, por un lado, que se salgan del lugar y, además, absorben las vibraciones.

La polaridad debe estar indicada en el color del cable y, sobre esta cuestión, existen normas. El rojo o el codificado en referencia al propósito siempre corresponde al positivo y el blanco o negro al negativo, pero si se usa cable blanco y negro, este último es el negativo. Es conveniente etiquetar los cables según su propósito, de la misma manera como el sistema eléctrico debe estar documentado. Esto ahorra tiempo cuando se deben hacer reparaciones o se instala un nuevo instrumento.

Algunos sistemas son incompatibles en lo que se refiere a su alimentación eléctrica, es decir, a estar en paralelo. Es conveniente leer detenidamente el manual de cada uno. Por ejemplo, el equipo de VHF debe contar con un circuito separado ya que, al emitir, eleva notablemente el consumo y, de compartir la alimentación con otros sistemas, puede afectarlos. El piloto automático, el GPS y el VHF no deben estar alimentados en paralelo.

Cuando se da arranque, por ejemplo, todos los instrumentos deben estar desconectados, así como también cuando se activa el cabrestante o cualquier sistema de alto consumo. Excepto en el arranque, por razones obvias, es recomendable trabajar con aquellos equipos de muy elevado consumo con el motor en marcha para no forzar las baterías.

Campos magnéticos El circuito eléctrico así como equipos con núcleo de hierro

producen campos magnéticos. Los cables deben estar retorcidos si es inevitable que pasen en proximidad del compás, piloto automático y GPS (especialmente de la antena).

Con una pequeña pínula, aproximándola a los diversos equipos, se puede verificar si se produce desviación de la aguja de marear. En determinados sistemas, como el piloto automático y el transmisor BLU, se producen graves interferencias. Cuando se emite por BLU se sugiere desconectar el piloto automático.

Lo cierto es que el asunto de los campos magnéticos constituye todo un tema que, naturalmente, excede el sentido de este artículo.

Nuestra idea no es que el timonel se convierta en un electricista naval, sino llamar la atención, como lo dijimos al principio, sobre un tema que no tiene que ser descuidado.

Después de todo, la mayoría de las explosiones o incendios que se producen a bordo son causados, por un lado, por el combustible y, por otro, por un ignitor, es decir, una chispa. Y la chispa es un fenómeno precisamente eléctrico.

Conclusiones1. La electricidad y el sistema eléctrico de un buque son

indispensables en su totalidad para todos sus elementos, ya que sin estos, no funcionarían otros sistemas como el de refrigeración, calefacción y otros sistemas que funcionan con la electricidad.

2. Los buques deben poseer siempre baterías y sus controladores, y estos deben revisarse constantemente para que no exista ningún problema eléctrico y así evitar un posible cortocircuito que pueda perjudicar a todos los tripulantes del buque.

3. El sistema eléctrico de un buque se basa en una serie de conexiones las cuales están dirigidas hacia lo que son las diferentes terminales que posee el buque, con la función de hacerlo funcionar.

Muchas Gracias Por Su Atención