Manejo automático

El hombre o la máquina - ¿quién gobierna mejor?

Incluso si cree conocer ya la respuesta, leyendo esta recopilación de material seguro que ha encontrado más de una información que no conocía. ¿O ya sabía que sólo un piloto de viento mecánico gobierna la embarcación permanentemente pero que un piloto automático, por el contrario, funciona sólo con pausas de gobierno?

Esta recopilación de material enumera las ventajas y las desventajas de los pilotos automáticos y de los pilotos de viento, hace patente el modo de funcionamiento de los pilotos de viento y describe el por qué las tres variantes, piloto de viento, piloto automático y el hombre son tan importantes a bordo de un yate de alta mar.

Manejo automático a vela

¿El hombre o la máquina?

El hombre, como mínimo el navegador, es un autómata genial cuando sostiene en la mano el timón de un barco! Puede interpretar rápidamente gran número de señales y así mantener un barco en rumbo. Sus sentidos interpretan informaciones que van desde el ángulo aparente de incidencia del viento, el rumbo del compás, la posición de las velas, la situación de las olas y de las nubes o la posición inclinada del barco, la presión del timón, los datos de navegación así como el tráfico que se acerca en contra, y todo ello lo hace de una manera tan perfecta como ningún otro autómata sería capaz de hacerlo.

Pero la capacidad de rendimiento humana llega a sus límites cuando el cansancio o la inexperiencia influyen en el resultado de gobierno: ¡cuando no se pueden mantener los ojos abiertos, se hace peligroso navegar!

El desarrollo de dispositivos de manejo automático fue un camino lógico con la meta de conseguir una navegación cómoda y viajes más largos. Los pilotos de viento eran hace unos 30 años casi la única característica por la que se reconocían los veleros de alta mar. Por el contrario, los pilotos automáticos se ganaron el mercado por otro lado, por el lado del navegador normal que deseaba libertad de gobierno para sus viajes de vacaciones o de fin de semana. El uso de pilotos automáticos en el ámbito de la navegación en alta mar era por aquel entonces casi tan inimaginable como el uso de aparatosos pilotos de viento para un viaje desde Kiel a Marstall. Ambos sistemas tenían su clientela definida. La eterna guerra dogmática de pilotos automáticos contra pilotos de viento, que en muchos círculos hacía inflamar los ánimos, ya no existe en la actualidad, por un lado gracias al enorme desarrollo de ambos sistemas y por otro lado gracias al mayor conocimiento de los navegadores.

Las fronteras se han desdibujado y a continuación debe analizarse qué opciones ofrecen cada uno de los tres sistemas para gobernar un barco, siempre teniendo en cuenta que la medida de todas las cosas debe ser el timonero humano, puesto que es en función de su rendimiento donde se verán más claros los contrastes respecto a un piloto automático.

Hombre, piloto automático, piloto de viento

¡En idioma informático, un yate de vela es un sistema inestable! ¡Sin acción / reacción en el timón principal siempre perderá el rumbo! Dependiendo de la construcción, siempre se tiende a tener un timón de sotavento para mantener un curso teórico. Un barco que tiende a sotavento casi nunca podrá gobernarse perfectamente. La fuerza necesaria para mantener el rumbo es muy pequeña o muy grande. Dependiendo de la capacidad de rendimiento del timonero, el barco acabará más tarde o más temprano perdiendo el rumbo cuando se superen los límites, sin importar de qué tipo éstos sean.
El timonero humano es seguramente siempre el mejor "autómata de gobierno". Pero la necesidad de ceder el timón a una máquina se hace patente cuando se llevan a cabo viajes más largos con una reducida tripulación, o cuando el skipper simplemente quiera navegar cómodamente del punto A al punto B. Quien con un libro en la mano haya observado cómodamente desde el cockpit cómo navega su barco sólo querrá volver a coger el mando en ocasiones excepcionales.

Pilotos automáticos

El peor enemigo de todos los pilotos automáticos es la batería de a bordo y su capacidad. El consumo de energía debe ser preferiblemente bajo, lo que sólo puede conseguirse cuando un refinado software calcula el rumbo con compás, las desviaciones del rumbo, los movimientos del barco y provoca el impulso de contratimón necesario en un ángulo reducido, con fuerza y el menor número de veces posible.
El ciclo de funcionamiento medio respecto al consumo de energía de distintos sistemas es, en AUTOHELM, del 25%. Esto significa que en una hora, el barco es gobernado activamente durante sólo 15 minutos, quedando sin gobernar en los 45 minutos restantes. Es evidente que con este resultado de gobierno nunca se podrá alcanzar la calidad de un timonero humano.

Los pilotos automáticos se dividen en dos categorías:

Pilotos de cockpit,

que se montan directamente en la caña o en la rueda de gobierno, que poseen un compás interno o externo y que están limitados en cuanto a su fuerza y a su rendimiento. Los motores eléctricos usados para este ámbito de función han sido diseñados para un reducido consumo de energía y aportan su fuerza mediante una múltiple reducción, lo que por fuerza significa una velocidad de trabajo menor.

Pilotos de montaje,

que inciden directamente en los cuadrantes del timón, han sido diseñados para cargas mayores y consumen mucha más energía. Dependiendo del sistema de timón principal existente se utilizan bielas de avance mecánicas o hidráulicas.

Ambos tipos de pilotos automáticos pueden conectarse entre sí como módulos de sistemas de navegación ya existentes, cuando por ej. debe mantenerse un curso determinado en la punta de ruta de navegación.

Los números de consumo de energía en ampere por hora pueden parecer de por sí mínimos, pero en un período de tiempo de 24 horas, el número resultante asusta. Y es evidente que durante un viaje largo es inevitable hacer un balance de la energía, puesto que ésta debe ser creada allí donde se consume: A BORDO.

Los límites de un piloto automático se alcanzan cuando se ponen en él falsas "esperanzas": el gobierno de acuerdo con el viento aparente a través de un señalizador de banderola nunca será aceptable, porque en este caso deberán calcularse demasiadas influencias perturbadoras. Los movimientos de balanceo y de cabeceo que traen consigo una modificación del ángulo aparente de incidencia del viento deben calcularse en su señal verdadera, restándoles los movimientos superfluos. En condiciones de mal tiempo creciente, un piloto automático, con su comportamiento de contratimón siempre regular, apenas podrá dominar la situación. Y no existe un piloto automático con cambio de marchas ni distintos grados de fuerza.

El único transmisor de señal fiable en un piloto automático será siempre el compás, y es por ello que casi todos los fabricantes han profundizado su desarrollo en esta dirección y ofrecen cada vez más los denominados giro-compases como opción, cuando un compás normal de saturación ya no parece ser suficiente.

Respecto a las verdaderas condiciones a bordo de un yate de vela, es decir a la navegación de acuerdo con el ángulo aparente de incidencia del viento, cualquier piloto automático estará mal equipado en tal situación, puesto que ¿de qué sirve un mareaje de compás, si las velas están en facha?

Las características principales de estos autómatas son su construcción compacta, su montaje fácil, su fácil manejo, la invisibilidad y, respecto a los pilotos de cockpit, su económico precio. Su poca fiabilidad técnica en algunas ocasiones es el compromiso que debe aceptarse. Dependiendo del ámbito de utilización del barco se puede vivir con este compromiso o se debe prevenir adquiriendo piezas de reserva / equipos u otros sistemas de manejo automático.

Pilotos de viento

En los últimos 30 años han existido unos 12 tipos distintos de pilotos de viento. El mercado actual diferencia básicamente 3 tipos de sistemas:

Sistemas de timón auxiliar,

en los que la banderola no sólo debe dar el impulso de gobierno sino también la fuerza para girar un timón auxiliar, debido a lo cual las banderolas de estos sistemas deben ser de grandes dimensiones. El timón principal se utiliza para el calibrado de precisión y a continuación es bloqueado. Puesto que en estos sistemas no existe un apoyo de servo-fuerza, el límite de la aplicación completa se encuentra entre los 10 - 12 m.

Sistemas de timón oscilante,

cuyo eje de timón se desplaza lateralmente (oscila), dependiendo de la señal de la banderola y de la posición del timón. Las servo-fuerzas aquí suelen ser suficientes para gobernar con seguridad el timón principal de embarcaciones de hasta 30 t. Condición indispensable para ello es una buena transmisión de cabos al timón principal. El gobierno por caña será aquí el caso ideal, los sistemas de gobierno por rueda empeoran la transmisión de fuerza o pueden incluso hacerla imposible. Como peor sea la transmisión de fuerza, más rápido perderá el barco su rumbo.

Sistemas de timón doble,

en los cuales la señal de la banderola activa un timón oscilante y éste hace girar un timón auxiliar con fuerza ampliada. Puesto que es independiente del timón principal, este sistema está predestinado a grandes yates con cockpit central, los yates con los que en la actualidad se navega en alta mar.

Ventajas y desventajas de las tres opciones

Hombre :
sus lados fuertes están en los viajes de zona y de costa, cuando son necesarios todos los sentidos. Sus lados débiles son los viajes largos, cuando se necesita dormir en alta mar.

Piloto automático:
Un buen compromiso si se conocen sus límites y se aceptan. Ventajas con motor en marcha, puesto que así puede navegarse siguiendo el compás y el consumo de energía con el motor en marcha no es ningún problema. Desventajas al navegar a vela, puesto que en este caso no es ventajoso un mareaje según el compás y la batería se consume. Un viaje largo y las malas condiciones del mar empeoran los resultados de los pilotos automáticos.

Piloto de viento:
Siempre que el barco consiga un empuje de avance mediante sus velas, el piloto de viento será un timonel perfecto, que trabaja cada vez mejor con cada vez peores condiciones del tiempo. Sus límites: no tiene ojos y no puede reaccionar a los golpes de mar. Tampoco funciona con calma. Dependiendo del tipo de sistema, tales sistemas de gobierno automático pueden ser, respecto a su manejo, poco adecuados para navegadores de fin de semana o de vacaciones y se usan por ello para viajes de largo recorrido.

Síntesis:
La combinación de un pequeño piloto de cockpit con un piloto de viento es en la práctica la solución ideal para solucionar todos los problemas de gobierno, puesto que en este caso, el impulso de mando de un compás se utiliza, reforzado a través de la servo-fuerza de un sistema de timón oscilante, para iniciar un movimiento de contratimón en el timón principal.

Como resultado de este estudio ha quedado claro:
La navegación a vela normal es muy divertida, aquí gobierna el mismo skipper, puesto que es un timonel ideal. Si se pasa más tiempo en alta mar o se desea algo más de confort, un piloto automático será el complemento ideal.
Pero en los trayectos largos se necesitan los tres autómatas:

¥ el piloto de viento para la navegación con viento,
¥ el piloto automático para la navegación con motor y
¥ el hombre para entrar en el puerto...

Piloto automático contra piloto de viento

Ventajas del piloto automático

Invisible
Compacto
Fácil de manejar
Puede unirse al sistema de navegación
Precio económico (pilotos de cockpit)
Puede montarse debajo del motor

Desventajas del piloto automático

El mareaje según compás no es ideal navegando a vela
Consume energía
Sensor de viento poco ideal (el sensor de la banderola en el mástil tiene que filtrar todos los movimientos para poder dar una señal legible)
Funciona con pausas de mando (activo sólo aprox. 15 - 20 min. / hora)
Ruidos de funcionamiento
Fiabilidad
Vida de servicio limitada
Funciona cada vez peor con oleaje creciente
Mayor presión sobre los rodamientos del timón principal puesto que no es flexible (como comparación: el timonel humano siempre sujeta el timón con suavidad)

Ventajas del piloto de viento

Gobierna el mareaje con el viento
No consume energía
Más fuerzas de mando como más aumente el viento / speed
Gobierna sin retraso de tiempo
Gobierna activamente 60 min. / hora
Gobierna sin ruidos
Mecánicamente fiable,
de construcción robusta
Timón auxiliar = timón de emergencia
Vida de servicio casi ilimitada
Menos carga sobre el timón principal puesto que el sistema / transmisión de fuerza cede

Desventajas del piloto de viento

¥ no trabaja con calma
¥ es posible que ocurra un fallo de manejo
¥ el timón auxiliar cambia la capacidad de maniobra
¥ la escalerilla de baño debe ser desplazada de su posición central
¥ no es invisible
¥ a veces puede ser difícil de montar