Propulsión Electrica

Podemos decir que desde el año 1839, cuando Moritz Herman von Jacobi, diseña y construye un motor eléctrico de alrededor de 1 HP (quizás verdaderamente el primer motor eléctrico práctico) y decide montarlo sobre una embarcación existen las plantas de propulsión eléctricas en buques.

Jacobi, que había nacido en Potsdam, Prusia (hoy Alemania), y que en su juventud emigró a Rusia y cambió su nombre de Moritz Herman por el de Boris Semenovic, construye un motor eléctrico, a partir de la máquina diseñada por Willian Ritchie en 1833. El motor, que era alimentado por corriente continua procedente de baterías, lo montó accionando dos ruedas de paletas, sobre una embarcación de 38 pies de eslora. La prueba se realiza en el río Neva y llevando a 14 personas a bordo consigue una velocidad de 2,25 nudos y supone un doble hito:

Primer motor eléctrico útil (motor de corriente continua).

Primer buque con propulsión eléctrica.

25 años después, en EE.UU, se aplica la propulsión mixta en el submarino “Alistitt” utilizando máquinas alternativas de vapor para la navegación en superficie y motores eléctricos alimentados por baterías en la navegación en inmersión.

Continuando con la historia, en el año 1880 Gustave Trouvé patenta un pequeño motor eléctrico y propone instalar dos de tales motores para propulsar una embarcación, cada uno accionando una rueda de paletas en cada costado.

Siguiendo con la idea de la propulsión en buques, construye un bloque conteniendo timón, hélice y motor que pueda ser montado y desmontado fácilmente en popa de la embarcación. Lo más parecido a los fuera de borda actuales.

En el año 1904 se produce un hito importante para la propulsión eléctrica. A partir de ese año, la Nobel de Sant Petesburgo optó por montar tres motores Diesel de 120 CV directamente acoplados a las dínamos que alimentaban tanto a los motores eléctricos como a la instalación de alumbrado en los buques petroleros “Vandal” y “Samaral” de 1100Tm, destinados a operar en el Mar Caspio y el Rio Volga. Cualidades muy importantes para el diseño de estos buques eran la variación de velocidad y la inversión de marcha.

La regulación se realizaba según el principio Ward Leonard, con tensión variable hasta 500 volts, pudiendo variar la velocidad de giro de la hélice entre 30 y 300 RPM.

Este sistema no tuvo gran desarrollo por ser caro, sumando instalaciones eléctricas más los motores diesel, y salvo las ventajas de comandar las máquinas desde el puente no aumentaba las prestaciones de las máquinas alternativas de vapor que hicieron su aparición en el siglo XIX accionando primero ruedas de paletas y luego acopladas a las hélices.

Aunque los sistemas de propulsión eléctrica siguieron desarrollándose, la necesidad de grandes velocidades y potencias en los buques fue cubierta por la turbina de vapor a través de una reductora/eje de la hélice o los grandes motores diesel directamente acoplados a la hélice o también a través de la reductora, innovación en los primeros años del siglo XX.

Las dos vertientes de plantas eléctricas, la que utiliza las turbinas a vapor o las que utilizan un motor diesel acoplado a un generador para generar la corriente han utilizado motores eléctricos de CA o de CC acoplados a las hélices. La de CA es básicamente un accionamiento reversible de relación de velocidad constante; le de CC es un accionamiento reversible de relación de velocidad variable.

Tuvo que llegar el final del siglo XX, para la siguiente gran innovación: el propulsor AZIPOD, (Nombre registrado como patente por ABB y significa Azimuthing Podded Drive) y en esencia consiste en una unidad de propulsión eléctrica, ubicada en una barquilla, capaz de girar azimutalmente 360º.

Las ventajas de aplicar este sistema: a) eliminar los ejes de transmisión, ya que el motor eléctrico va montado justo tras la hélice, b) eliminación de los timones pues el gobierno se mantiene gracias al giro de todo el conjunto, c) eliminación de los sistemas de maniobras, como hélices de popa y proa transversales, ya que la maniobrabilidad del conjunto es muy buena.

Con accionamiento eléctrico, se puede conseguir la plena potencia para la inversión de marcha mediante la inversión eléctrica del motor. La manipulación de controles de accionamiento eléctrico es muy sencilla y por su naturaleza puede adaptarse al control a distancia desde el puente cuando se desee.

Reacomodación de los espacios para la cámara de máquinas y espacios para la carga, reducción del ruido y de las vibraciones (dado que no existen engranajes reductores, líneas de ejes, ni hélices transversales).

La flexibilidad operativa da como resultado, menor consumo de combustible (los resultados fueron muy exitosos con ganancias de más de un 8% en capacidad de propulsión con el mismo consumo comparados frente a otros sistemas de propulsión eléctrica), reducción de costos de mantenimiento, control de las emisiones de gases de escape al medio ambiente, redundancia adecuada con menor potencia instalada.

Los principales sistemas azipoidales, según sus fabricantes son:

Azipod (ABB-MASA)

MERMAID (ALSTOM-KAMEWA)

DOLPHIN (JOHN CRANE LIPS-STN ATLAS)

SSP (SIEMES-SCHOTTEL)

Después de más de 15 años de instalados por primera vez, la propulsión por POD´s, ya ha dejado de ser una nueva tecnología revolucionaria y está aquí para quedarse y ser utilizada como propulsión para diferentes tipos de buques mercantes.

Hoy, con su uso en buques de diferentes potencias de máquinas y de diferentes características, es fácil olvidarse que ABB y Kvaerner-Masa Yards inventaron esta tecnología para ser aplicada a un rompehielos.

Los POD´s lograron remplazar el tradicional sistema de propulsión máquina-eje-hélice-timón por una unidad de propulsión eléctrica, ubicada en una barquilla, capaz de girar azimutalmente 360º, suspendida en la popa del buque, que por lo tanto hace innecesario el timón y el servomotor.

Dado que puede proporcionar todo el empuje en cualquier dirección, la

maniobrabilidad es extraordinaria.

El primer POD´s fue fruto de la colaboración entre ABB Industry of Finnland y KVAERNER MASA YARD y montado, por transformación, en 1990, en el buque de servicio (Buoy tender) SEILI.

AZIPOD es el nombre comercial registrado por ABB pero en esta primera construcción no se llamo Azipod sino Cyclopod por estar alimentado a través de un convertidor directo de frecuencia (cicloconvertidor).

El POD incorporaba un motor síncrono con una potencia de 1.500 kW. Previamente el buque tenía una potencia de máquina de 1600 kW, estaba dotado de timón y hélice de paso variable y podía navegar con hielo de 45 cm. de espesor. Después de la modificación, a pesar de haberse reducido la potencia propulsora en 100 kW, debido al mayor rendimiento, podía navegar con hielos de 55 cm. y tenía capacidad para navegar hacia popa, rompiendo hielo, cosa que antes de la transformación, debido a la disposición del timón, no podía hacer.

Hoy ABB es el líder en este tipo de Propulsión, lo siguen Mermaid de Kamegua/Alstom, SSP de Siemens/Schottel y Delfin de Atlas/Lips/STN.

En principio, Azipod, Mermaid y Dolphin, son similares, pero el SSP utiliza dos hélices directamente unidas al eje del motor eléctrico, girando en la misma dirección, la de proa tirando y la de popa empujando. Con esto se logra repartir la potencia entre ambas, además, hacia la mitad de la góndola del POD se disponen unas aletas laterales que junto con la parte vertical de sustentación, desvía el flujo tangencial de las corrientes de agua procedentes de la hélice de proa y la dirige de forma axial hacia la de popa, permitiendo reutilizar y aprovechar la energía de los remolinos generados por la 

hélice de proa.

A medida que estos sistemas fueron desarrollándose y aplicándose a distintos tipos de buques se fueron comprobando las ventajas de su utilización y las pocas fallas que tuvieron al principio fueron superadas sin mayores inconvenientes.

Las principales ventajas de este sistema las podemos resumir en:

A) Excelentes características dinámicas y de maniobrabilidad, incluso en entornos árticos o de mar gruesa. Radio de giro mucho menor.

B) Eliminación de la necesidad de:

Largas líneas de eje

Timones

Reductoras

Hélices transversales de proa

Hélices de paso variable

C) Al basarse en el concepto de diesel o turbo eléctrica ofrece:

Diferentes soluciones para el proyecto de cámara de máquinas

Reducción de ruido y vibraciones

Aumento de la seguridad (sistema redundante)

Mínimo tiempo de reacción

D) La flexibilidad operativa da como resultado:

Menor consumo y menor contaminación ambiental al poder trabajar los motores diesel a velocidad constante en torno a la carga óptima con máxima eficiencia.

Reducidos costos de mantenimiento

Redundancia adecuada con menor potencia instalada

E) La unidad POD´s es en sí misma un diseño flexible

Puede construirse como tractora o impulsora

Posibilidad de trabajo a muy bajas revoluciones derivado del hecho de ser alimentado a través del convertidor de frecuencia. El par puede ser el máximo a cualquier velocidad.

Para aguas libres o zonas con hielo

Puede ser equipado con hélices oblicuas

Puede ser equipado con hélices con o sin tobera.

Un hito importante para la comparación entre la POD´s y los sistemas tradicionales fue 1998. Ese año, los POD´s se instalaron por primera vez en un barco de crucero de la clase Fantasy de la Compañía Carnival. La propulsión clásica fue remplazada directamente por una propulsión con POD´s. Una vez que el buque estuvo en servicio, los datos reunidos indicaron que este sistema permitió economías de combustible del 8% y un aumento de la velocidad de ½ nudo. Carnival informó de un ahorro de 40 toneladas de combustible por semana.

Sistema Eléctrico a Bordo

El patrón debe tener unas nociones básicas de cómo funciona el sistema eléctrico del barco y ser capaz de administrar el uso de la energía a bordo, así como verificar que todo está en orden, antes de zarpar, y durante la travesía.

En caso de encontrarnos ante un problema, nuestros conocimientos nos deben dar, si bien no para solventarlo en el momento, al menos poder comunicarlo y seguir las instrucciones de un técnico que nos dé el soporte remoto. (De hecho, en el caso de un barco de charter, siempre es mejor comunicar cualquier problema del barco inmediatamente a la empresa, aunque sepamos arreglarlo nosotros, por si acaso..)

Lo más habitual es que el barco tenga un sistema alimentado por baterías a 12 V, que da una determinada autonomía cuando estamos navegando. Además dispondrá un sistema de 220 V alterna que sólo será posible usar cuando estemos conectados a una toma de 220 en puerto.


Las baterías
La principal fuente de energía a bordo son las baterías de corriente continua, casi siempre de 12 V. El barco tendrá por lo general dos o más baterías, siendo el número y su tamaño función de la eslora y los consumos. (Un yate con lavadora y aire acondicionado seguro que tiene baterías mayores que un velerito de 10 metros que no lleva ni nevera).

Por dar un idea, un velero moderno de 40 pies suele venir equipado con 2 o 3 baterías, estando una de ella dedicada exclusivamente para dar energía al motor de arranque (batería de motor), y siendo la(s) otra(s) batería(s) las que llamamos de servicio, responsables de alimentar los aparatos eléctricos de uso a bordo, el alumbrado, la nevera, los instrumentos y luces de navegación, bombas de achique y agua, etc.

Las baterías se ubican típicamente en los camarotes de popa.


Imagen de 3 Baterías (conectadas en paralelo)

Cada batería tiene dos polos, el positivo (rojo) y el negativo o masa (negro). Frecuentemente la batería de motor se instala aislada de las de servicio. Sin embargo, las baterías de servicio se suelen conectar entre sí, en paralelo, para sumar sus capacidades.
Las baterías se conectan en paralelo juntando los polos rojos (rojo con rojo) y por otro lado los polos negros (negro con negro). De este modo se suman las capacidades de las baterías y los cables rojo y negro que van hacia los aparatos eléctricos siguen con el potencial (tensión) de 12 Voltios entre sí. (Dos batería de 120 Ah sumarían una capacidad de 240 Ah)

Por contra, algunos motores de arranque requieren un mayor voltaje para iniciar el contacto y en estos barcos lo que se hace es poner “un puente” con dos baterías en serie, juntando un polo rojo con otro negro y siendo los otros dos los polos que van al motor de arranque aportando 12+12=24 Voltios.





En el camarote de popa donde típicamente se han instalado las baterías, nos encontraremos también los “machetes” o interruptores principales de barco. Suelen tener un interruptor general que es la palanca central negra, que corta el polo negro, para desactivar todas las conexiones eléctricas del barco y dos interruptores rojos que corresponden con las baterías de servicio y de motor respectivamente (que cortan los polos positivos de cada batería.)






Los interruptores (o “machetes”) del sistema eléctrico (de un Sun Odissey 39)
Estos interruptores siempre deben estar en “ON” por supuesto, y podemos cortar los polos si por ejemplo vamos a realizar alguna reparación en el sistema eléctrico.

Si en algún momento de nuestro viaje no funciona la electricidad, p.ej. no arranca el motor, este es el primer lugar donde debemos acudir, y comprobar si los machetes están en la posición correcta.

En el modelo en cuestión (de la foto, veleros Oceanis y SO) es frecuente que los tripulantes que duermen en el camarote donde están las baterías, giren involuntariamente los machetes.
Aunque las baterías de motor y servicio estén separadas, si en un momento dado nos encontramos con que la batería del motor no funciona, podemos corto-circuitar ambas baterías. Para ello juntaremos únicamente los polos positivos mediante un cable (grueso), y solamente durante el momento que accionamos el arranque del motor.

Respecto al mantenimiento de las baterías, normalmente no debemos abrirlas bajo ninguna circunstancia (si es un barco de alquiler mantenido), pero si por lo que sea nos piden que las abramos, debemos tener cuidado. Lo primero es quitar la carga (alternador o 220) y después quitar el positivo. Si se ve que están calientes, podrían explotar y es muy peligroso abrirlas.

En este sentido, si detectamos un intenso olor a "huevos podridos" en el interior del barco, es síntoma de que al menos una batería se ha sobrecargado, por alguna causa de mal estado, cortocircuito interno, problemas del cargador de 220, etc. El electrolito (agua destilada) de la batería en sobrecarga empezará a hervir, expulsando un gas sulfúrico tóxico, que es el que provoca el olor a podrido. Debemos ventilar el lugar donde se encuentra la batería, desconectar al menos la carga, y dejar que la batería se enfríe. NUNCA debemos abrirla. Si no se desconecta la carga, la batería puede llegar a estallar!



Consumo y estado de carga de las baterías

Las baterías de 12 V dan servicio a la mayoría de los aparatos eléctricos, incluidos la nevera y los instrumentos y luces de navegación, como ya se ha mencionado. Todos estos elementos a bordo tienen un consumo nada despreciable.
La principal medida de seguridad y rutina en el barco (al respecto de la electricidad) es evitar a toda costa agotar las baterías durante la navegación, ya que nos quedaremos sin electricidad a bordo, con todas las consecuencias que pueda implicar. En concreto si se agota o estropea la batería de arranque del motor, nos quedaremos sin posibilidad de arrancar el motor del barco.
Por tanto hay que ser muy conscientes del consumo de energía a bordo y recargar las baterías siempre y cuando veamos que se están agotando. Afortunadamente el barco dispondrá de un alternador, acoplado al motor y a las baterías, que automáticamente recarga la energía cuando navegamos con el motor encendido.
Esto quiere decir que cuando hacemos una travesía a vela de cierta distancia (más de 12 horas), si vamos todo el rato a vela debemos vigilar el estado de carga de las baterías y arrancar el motor cuando veamos que el nivel de carga ha bajado por un determinado umbral.

En teoría para ver el estado de carga de una batería haría falta un medidor de carga, llamado densímetro que mide la carga a partir de la densidad del electrolito dentro de la batería. En la práctica, solamente dispondremos a bordo de un voltímetro instalado en el cuadro eléctrico. Cuando las baterías están cargadas a tope dan un voltaje algo superior a los 12,0 Voltios (típicamente 12,6-12,8 Volt), mientras que si están bajas dan un voltaje inferior a las 12,0 Voltios. Esto nos servirá de criterio para decidir que las baterías están bajas. Es decir, decidiremos arrancar el motor para recargar baterías cuando veamos que el voltímetro da un nivel algo por debajo de los 12,0 Voltios (11,8 − 11,6).

Las horas que aguantan las baterías sin recargar dependen lógicamente de su capacidad y el consumo de energía a bordo. Por dar una idea aproximada, la capacidad de una batería en este tipo de embarcación suele ser de 120 Ah (Amperios a la hora). Para los que nos son ingenieros eléctricos o no atendieron en clase de física en su día, doy un breve repaso de que supone esto en términos de horas y consumo.

Los aparatos eléctricos consumen energía en función de su potencia, que se mide en Watios. Una bombilla consume 50 Watios. Por otro lado, la electricidad que pasa por el aparato se mide en Amperios. Los Amperios que pasan son igual a los Watios del aparato entre los Voltios conectados:


Potencia (consumo W) = Intensidad (Amperios) x Tensión (Voltios)

En el caso de la bombilla, si la conectamos en casa con 220 V, pasarán por ella 50 W/ 220 V = 0,23 A (230 mA). En el barco, como conectamos la bombilla a una fuente de 12 Voltios, los amperios que circulan son 50/12 = 4,2 A !! Esto nos lleva a dos incisos, en un barco, como el voltaje es menor, circula mucha más corriente y por eso los cables deben ser mucho más gordos. El otro inciso es que podemos estar tranquilos ya que aunque esa cantidad de amperios nos fulminaría, al entrar en contacto con la fuente de 12 V, por nuestro cuerpo solamente circularán unos pocos mili-amperios.

Finalmente para relacionar el consumo con la capacidad, como por la bombilla a bordo circulan 4,2 Amperios una batería de capacidad 120 Ah, podrá mantener la bombilla alumbrada durante 120 Ah / 4,2 A = 29 horas.

No parece demasiado.. 29 horas para una mísera bombilla encendida … Una nevera de un 40 pies que sea muy eficiente consume típicamente 60 Watios (o 5 Amperios hora), que nos daría para 24 horas de frío con la batería de 120 Ah.

En la práctica todo consume, incluido el GPS, el radar y las luces de navegación y fondeo. Como la nevera es lo que más energía gasta , cuando vamos a vela durante un buen rato siempre debemos apagarla. Por el bien de los alimentos perecederos y de la cervezas bien frías debemos acordarnos de volver a encender la nevera de nuevo al arrancar el motor o conectar el 220 V en puerto.


El alternador del barco
Cuando el motor está en marcha, el alternador cargará las baterías del barco. Para verificar que esto es así, podemos nuevamente mirar el voltímetro. Cuando las baterías están recibiendo carga indican un voltaje por encima de los 13 Volt. (13,6-13,8 Volt). Si no fuese el caso, y alguna de las baterías marca un valor más parecido a los 12 V, es muy posible que el alternador no esté realizando su función de carga por algún problema.

Ante problemas con la carga, podemos examinar la correa del alternador en el propio motor. Otra fuente de problemas puede ser el repartidor de carga del alternador que es una caja ubicada entre el alternador (motor) y las baterías. El repartidor tiene derivaciones hacia cada una de las baterías del barco. Si nos damos cuenta de que el problema de carga solamente es para una de las baterías, podría ser un problema en esta caja, que causa que una de las derivaciones no reciba carga. Se puede intentar solucionar esto corto-circuitando (juntando con un cable) los polos positivos de la derivación que funciona con la que no funciona.




Repartidor de Carga del Alternador






El cableado, los fusibles y el fuego eléctrico
Con 12 V, ya hemos visto que los aparatos de alto consumo tienen un alto amperaje. Los cables han de ser por tanto bastante gruesos. Si se pone, aunque sea un temporalmente un cable más fino, se puede sobre-calentar y causar un fuego.
Los cables del barco deben de ser ignífugos.

Lo mismo aplica a los fusibles. Si instalamos un fusible de mayor amperaje al que corresponda, o ponemos papel de aluminio o similar, para un apaño, cualquier problema en el circuito puede provocar también un chispazo fuerte que deriva en un fuego.


El sistema de alterna a 220 V

Evidentemente el 220 V sólo se podrá conectar cuando estamos en puerto amarrados. Además de cargar las baterías mediante un conversor de 220 a 12, nos permite hacer uso de los electrodomésticos de alto consumo que sólo funcionan con este tipo de electricidad, como son el calentador de agua o el horno microondas. Adicionalmente activará los enchufes de 220 (para cargar los móviles, o usar un secador, etc)

Al conectar el cable de 220 debemos comprobar que que hay corriente de este tipo a bordo mediante las indicaciones luminosas que suele haber en el panel eléctrico.

Debemos también comprobar que el sistema de 220 está cargando las baterías, mediante el conversor de 220 a 12 V. Para ello podemos mirar nuevamente los voltímetros de las baterías (- si reciben carga, su tensión sube a más de 13 Volt -) y adicionalmente ver si se enciende el piloto luminoso del propio conversor. (Debemos buscar o preguntar por la ubicación del conversor del 220.)







Convertidor de 220 a 12 V para carga de baterías en puerto



Debemos acordarnos siempre de desconectar el 220 antes de arrancar el motor del barco, para evitar sobrecargar las baterías, ya que éstas de lo contrario recibirían carga simultánea del conversor y del alternador del motor. Si tenemos que arrancar el motor y no queremos desenchufar el cable del poste de electricidad (por no saltar a tierra), siempre podremos desconectar el 220 saltando el fusible que se encuentra habitualmente en el cofre de popa del barco (de donde sale el cable de 220).

Si no funciona el 220, lo primero es comprobar nuestro cable o conector, por si estuviese roto o pelado por dentro. En tal caso podemos abrirlo y realizar un empalme. El cable completo tiene dentro tres cables menores, siendo uno la tierra (típicamente amarillo y negro) y los otros dos las fases (sin polaridad, ya que es alterna)


Cable de 220V

Si el cable estuviese bien, debemos sospechar de los conectores y por último del propio poste de electricidad del puerto.

Hay que tener la precaución de que el cable del 220 y sobre todo los conectores y adaptadores de 220 no entren en contacto con el agua marina, ya que la sal es altamente corrosiva. Si esto sucede debemos abrir y secar bien los conectores.

Esquema Electrico de un Buque

Consta de 3 baterías: 2 en paralelo para servicio (100+100 amp/h) y otra para motor de arranque (62 amp/h).

Batería de arranque directa a motor arranque, con desconectador cortocircuito situado bajo panel eléctrico, en

posición horizontal e invertida.

La alimentación del alternador, por defecto a batería arranque, conectables al resto con juego de 3 llaves cortocircuito:

Llave izquierda: batería arranque

Llave derecha: baterías servicios

Llave central superior: unión TODAS baterías.

Voltímetro: interruptor 3 posiciones: izq, batería arranque, central a 0, dcha, baterías servicios.

2 paneles de interruptores (6x2) constituyen el cuadro eléctrico principal. Todos los cables salen de ahí hacia los 2 cajas de

conexiones situadas en la conejera, excepto los cables correspondientes a las luces del panel, luces led sobre panel e

instrumentación(corredera, viento y mutirepetidor).

Por lo general, uso cables de 1,5 mm² (hasta 15 amp continuos).

		CUADRO
	cuadro izquierdo	ELECTRICO	cuadro derecho
3 Amp	Cuadro e intrumentación		VHF/GPS
3 Amp	Luz tope		Luz exterior, WC y camarote
6 Amp	Luces navegación		Luces estribor
6 Amp	Achique cabina		Luces babor
8 Amp	Achique motor		Agua dulce
10 Amp	Piloto automático		FM/TV

		CAJAS
	caja izquierda	CONEXIÓN	caja derecha
1	positivo constante alarma gas	1	Luces navegación
2	positivo constante achique	2	Luz tope
3	libre	3	Achique motor
4	Piloto automático	4	Achique cabina
5	Luz estribor	5	Agua dulce
6	Luz babor	6	Luz exterior, WC y camarote
7	VHF/GPS	7	libre
8	FM/TV	8	libre

Depth D	Verde
Depth CK	Rojo
PWR +
PWR -
Temp +	Azul
Temp -
Log +	Groc
NMEA/ALM + IN	Blanc
NMEA/ALM -	Screen
NMEA/ALM OUT	Gris

	Medido con amperímetro, se registra un flujo de 0,4 Amp para alimentar 72 leds de 5 mm,  4,4 W en el foco de estribor en cabina.
	La luz de bañera tiene un consumo de 0.984 W (llevaba una de 5 W, ahora ilumina más)
	La luz empotrada en el panel de estribor al lado del tambucho gasta 5,412 W
	La luz para iluminar el panel eléctrico de 32 leds, 1,968 W
	En el camarote de proa, 2 apliques con 32 leds cada uno, total 3,936 W
	En el baño, 1 aplique de 32 leds, total 1,968 W
	Foco de cruceta, 4,4 W (ilumina más que una halógena de 25 W)
	Foco de 44 leds de 10 mm, 0,2 amp, 2,64 W, luz baborcabina (ilumina algo menos que el foco de cruceta, pero gasta un 40% menos).
	Leds de 10 mm empotrados (48) en babor cabina, 2,88 W

Por tubo corrugado por banda de babor, pasan los cables correspondientes a:

• Luz babor en cabina
• VHF/GPS
• FM/TV

Por tubo corrugado por banda de estribor, pasan los cables correspondientes a:

• Luz cruceta
• Luz tope
• Luces WC y camarote
• Luces navegación (originales)
• Enchufe mesa
• 220 AC a camarote proa y a baño

En el baño, sobre marco puerta del mamparo bajo palo se ven los cables que van al palo. 3. El de más a babor, es la antena del VHF, el siguiente para fondeo(2 cables, azul y marrón en el palo) y el de la banda da estribor será la antena de TV. Luz cruceta que fue arrancado y se repone.

Elementos de la instalación:

Cetrek, multirepeater:

Corredera:

Brown +

Blue –

No hay salida NMEA, es  una Brookes&Gatehouse, Harrier, muy antigua, que funciona perfectamente, sin error aparente.

GPS Lowrance:

VHF: Midland Regata II. NMEA: cable verde a GPS -, cable amarillo a GPS +.

Llave arranque:

Alternador:

Bosch: 1197 311 045 EL 14V 770

  

Paneles de leds:

1 led de 5 mm y 55,000 mcd (según documentación del producto), consume 0,0615 W.

1 led de 10 mm y 120,000 mcd (según documentación del producto), consume 0,06 W. o sea, que es mucho más eficiente poner leds de 10 mm. Dependerá de la disponibilidad de espacio.

Clases de Sistemas Eléctricos

1. Circuito conectado en serie: Los aparatos de un circuito eléctrico están conectados en serie cuando dichos aparatos se colocan unos a continuación de otros de forma que los electrones que pasan por el primer aparato del circuito pasan también posteriormente por todos los demás aparatos.

La intensidad de la corriente es la misma en todos los puntos del circuito.

La diferencia diferencial de potencial entre los puntos 1 y 2 del circuito es tanto menor cuanto mayor es la resistencia R1 que hay entre estos dos puntos. Igual ocurre los puntos 2 y 3 y 3 y 4. ( R, es la resistencia entre los puntos 1y 2, etc.)

Por otra parte, la diferencia de potencia entre los puntos A y B dependen de la suma total de las resistencias que hay en el circuito, es decir, R1 + R2 +R3.

2. Circuito conectado en paralelo: Los aparatos de un circuito están conectados en paralelo cuando dichos aparatos se colocan en distintas trayectorias de forma que, si un electrón pasa por uno de los aparatos, no pasa por ninguno de los otros. La intensidad de la corriente en cada trayectoria depende de la resistencia del aparato conectado en ella. Por eso, cuanto más resistencia tenga un aparato, menos electrones pasarán por él y, por tanto, la intensidad de la corriente en esa trayectoria será menor.

La diferencia de potencial entre dos puntos situados antes y después de cada resistencia es exactamente igual para cualquiera de las trayectorias, es decir, la diferencia de potencial entre los puntos 1 y 2 es la misma que hay entre los puntos 3 y 4, que a su vez  es igual a la que hay entre los puntos 5 y 6.

Componentes de un sistema eléctrico

El sistema eléctrico consta básicamente de los siguientes componentes:

1. Batería: La batería o acumulador, como su propio nombre indica, transforma y almacena la energía eléctrica en forma química. Esta energía almacenada se utiliza para arrancar el motor, y como fuente de reserva limitada para uso en caso de fallo del alternador o generador. Por muy potente que sea una batería, su capacidad es notoriamente insuficiente para satisfacer la demanda de energía de los sistemas e instrumentos del avión, los cuales la descargarían rápidamente. Para paliar esta insuficiencia, los aviones están equipados con generadores o alternadores.

Componentes y secuencia para construir una batería

2. Generador/Alternador: Movidos por el giro del motor, proporcionan corriente eléctrica al sistema y mantienen la carga de la batería. Hay diferencias básicas entre generadores y alternadores. Con el motor a bajo régimen, muchos generadores no producen la suficiente energía para mantener el sistema eléctrico; por esta razón, con el motor poco revolucionado el sistema se nutre de la batería, que en poco tiempo puede quedar descargada. Un alternador en cambio, produce suficiente corriente y muy constante a distintos regímenes de revoluciones. Otras ventajas de los alternadores: son más ligeros de peso, menos caros de mantener y menos propensos a sufrir sobrecargas. El sistema eléctrico del avión se nutre pues de dos fuentes de energía: la batería y el generador/alternador. La batería se utiliza en exclusiva (salvo emergencias) para el arranque del motor; una vez puesto en marcha, es el alternador el que pasa a alimentar el sistema eléctrico. El voltaje de salida del generador/alternador es ligeramente superior al de la batería. Por ejemplo, una batería de 12 volts. suele estar alimentada por un generador/alternador de 14 volts. o una batería de 24 volts. se alimenta con un generador/alternador de 28 volts. Esta diferencia de voltaje mantiene la batería cargada, encargándose un regulador de controlar y estabilizar la salida del generador/alternador hacia la batería.

Despiece de un alternador.
Regulador de tensión que forma conjunto con las escobillas

Esquema eléctrico de un alternador con su regulador electrónico mas el circuito de carga que lo rodea formado por la batería, la lámpara de control, el interruptor de la llave y los circuitos de los elementos receptores (luces, encendido, elevalunas etc.).

3. Amperímetro: Es el instrumento utilizado para monitorizar el rendimiento del sistema eléctrico. En algunos aviones el amperímetro es analógico, en otros es digital, otros no poseen amperímetro sino que en su lugar tienen un avisador luminoso que indica un funcionamiento anómalo del alternador o generador, y en otros este avisador complementa al amperímetro.

El amperímetro muestra si el alternador/generador está proporcionando una cantidad de energía adecuada al sistema eléctrico, midiendo amperios. Este instrumento también indica si la batería está recibiendo suficiente carga eléctrica.

Cables Rojo y Negro

Un valor positivo en el amperímetro indica que el generador/alternador esta aportando carga eléctrica al sistema y a la batería. Un valor negativo indica que el alternador/generador no aporta nada y el sistema se está nutriendo de la batería. Si el indicador fluctua rápidamente indica un mal funcionamiento del alternador.

4. Interruptor principal o "master": Con este interruptor, el piloto enciende (on) o apaga (off) el sistema eléctrico del avión, a excepción del encendido del motor (magnetos) que es independiente. Si el interruptor es simple, un mecanismo eléctrico activado por la carga/descarga del alternador, cambia de forma automática el origen de la alimentación del sistema eléctrico, de la batería al alternador o viceversa.

En la mayoría de los aviones ligeros este interruptor es doble: el interruptor izquierdo, marcado con las iniciales BAT corresponde a la batería y opera de forma similar al "master"; al encenderlo el sistema eléctrico comienza a nutrirse de la batería. El interruptor derecho, marcado con ALT corresponde al alternador/generador; al encenderlo, el sistema eléctrico pasa a alimentarse de la energía generada por este dispositivo, cargandose la batería con el excedente generado. Este desdoblamiento del interruptor posibilita que el piloto excluya del sistema eléctrico al alternador/generador en caso de mal funcionamiento de este.

Este interruptor tiene un mecanismo interno de bloqueo de manera que normalmente, el interruptor ALT solo puede activarse con el interruptor BAT también activado.

Materiales: De la calidad de los materiales empleados para hacer los contactos dependerá la vida útil del interruptor. Para la mayoría de los interruptores domésticos se emplea una aleación de latón (60% cobre, 40% zinc). Esta aleación es muy resistente a la corrosión y es un conductor eléctrico apropiado. El aluminio es también buen conductor y es muy resistente a la corrosión.

En los casos donde se requiera una pérdida mínima se utiliza cobre puro por su excelente conductividad eléctrica. El cobre bajo condiciones de condensación puede formar óxido de cobre en la superficie interrumpiendo el contacto.

Para interruptores donde se requiera la máxima confiabilidad se utilizan contactos de cobre pero se aplica un baño con un metal más resistente al óxido como lo son el estaño, aleaciones de estaño/plomo, níquel, oro o plata. La plata es de hecho mejor conductor que el cobre y además el óxido de plata conduce electricidad. El oro aunque no conduce mejor que la plata también es usado por su inmejorable resistencia al óxido.

5. Fusibles y circuit breakers: Los equipos eléctricos están protegidos de sobrecargas eléctricas por medio de fusibles o breakers. Los breakers hacen la misma función que los fusibles, con la ventaja que pueden ser restaurados manualmente en lugar de tener que ser reemplazados. Los breakers tienen forma de botón, que salta hacia afuera cuando se ve sometido a una sobrecarga; el piloto solo tiene que pulsar sobre el breaker ("botón") para volver a restaurarlo.

Fusible

Circuit breakers

Diagrama de un Circuit breakers

Partes de un Fusible

6. Otros elementos: Además de los elementos anteriores, el sistema eléctrico consta de otros componentes como: motor de arranque, reguladores, inversores de polaridad, contactores, transformadores/rectificadores, etc... Para facilitar la conexión de los equipos al sistema eléctrico, los aviones disponen de una barra de corriente ("electrical bus") que distribuye la corriente a todos ellos, simplificando sobremanera el cableado. Puesto que los generadores producen corriente continua y los alternadores corriente alterna, el sistema está provisto de los correspondientes conversores, de corriente contínua a alterna y viceversa.

Partes del Motor de Arranque

Partes del Contactor

7. Fallos eléctricos: La pérdida de corriente de salida del alternador se detecta porque el amperímetro dá una lectura cero o negativa, y en los aviones que dispongan de ella, porque se enciende la luz de aviso correspondiente. Antes de nada debemos asegurarnos de que la lectura es cero y no anormalmente baja, encendiendo un dispositivo eléctrico, por ejemplo la luz de aterrizaje. Si no se nota un incremento en la lectura del amperímetro, podemos asumir que existe un fallo en al alternador. Si el problema subsiste, chequear el breaker del alternador y restaurarlo si fuera necesario. El siguiente paso consiste en apagar el alternador durante un segundo y volverlo a encender (switch ALT). Si el problema era producido por sobrevoltaje, este procedimiento debe retornar el amperímetro a una lectura normal.Por último, si nada de lo anterior soluciona el fallo, apagar el alternador. Cuando se apaga el alternador, el sistema eléctrico se nutre de la batería, por lo que todo el equipamiento eléctrico no esencial debería ser cortado para conservar el máximo tiempo posible la energía de la batería.

En caso de fallo eléctrico en cualquier equipo, chequear el breaker correspondiente y restaurarlo. Si el fallo persiste no queda más remedio que apagar ese equipo. Es importante desconectar el interruptor principal después de apagar el motor, ya que si se deja activado puede descargar la batería.

Elementos de un Sistema eléctrico

Los elementos de un circuito pueden ser activos y pasivos. Elementos activos: son los que transforman una energía cualquiera en energía eléctrica, mediante un proceso que puede ser reversible o no. Nos referimos a los generadores de tensión y de corriente.

Elementos pasivos: son cuando almacenan, ceden o disipan la energía que reciben. Se refiere a las resistencias, bobinas y condensadores.

Estos elementos también se pueden tomar como:

- Elementos activos: la tensión y la corriente tienen igual signo.

- Elementos pasivos: la tensión y la corriente tienen distinto signo.

Elementos activos:

1. Generadores de tensión: son parte integrante indispensable en todo equipo electrónico o sistema de medición. Como parte de un instrumento, es de estas fuentes que los diferentes circuitos electrónicos obtienen la energía para operar, por lo que, internamente, todo equipo está provisto de una de ellas más o menos compleja, dependiendo de los requisitos impuestos por el circuito que debe alimentar.

Estos generadores, mantienen las características de la tensión entre sus bornes, independientemente de los elementos que componen el resto del circuito. Cuando esto no ocurre así se dice que se comporta como un generador real de tensión.

2. Generadores de corriente: es una corriente constante por el circuito externo con independencia de la resistencia de la carga que pueda estar conectada entre ellos. Estos mantienen las características de la corriente entre sus bornes, independientemente de los elementos que componen el resto del circuito. Cuando esto no ocurre así se dice que se comporta como un generador real de corriente.

3. Fuente eléctrica: Es un circuito o dispositivo eléctrico activo que provee una diferencia de potencial o una corriente de manera confiable para que otros circuitos puedan funcionar. A continuación se indica una posible clasificación de las fuentes eléctricas:

Fuentes reales: A diferencia de las fuentes ideales, la diferencia de potencial que producen o la corriente que proporcionan fuentes reales, depende de la carga a la que estén conectadas.

3.2 Fuente de tensión ideal: Es aquella que genera tensión entre sus terminales constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es infinita se dirá que la fuente está en circuito abierto, y si fuese cero se estaría en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de tensión ideal no puede estar en cortocircuito.

3.3 Fuente de intensidad ideal: Aquella que proporciona una intensidad constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es cero se dirá que la fuente está en cortocircuito, y si fuese infinita estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de intensidad ideal no puede estar en circuito abierto.

Fuentes ideales: Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teoría de circuitos para el análisis y la creación de modelos que permitan analizar el comportamiento de componentes electrónicos o circuitos reales. Pueden ser independientes, si sus magnitudes son siempre constantes, o dependientes en el caso de que dependan de otra magnitud.

4.1 Fuente independiente: Es un generador de voltaje o corriente que no depende de otras variables del circuito.

4.2 Fuente dependiente: Es un generador de voltaje o corriente cuyos valores dependen de otra variable del circuito.

Elementos pasivos:

1. Resistores: Es un elemento pasivo. Se denomina resistor a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (O). La materia presenta 4 estados en relación al flujo de electrones. Éstos son conductores, semiconductores, resistores y dieléctricos. Todos ellos se definen por el grado de oposición a la corriente eléctrica. Y disipa la energía en forma irreversible.

2. Capacitores o condensadores: Es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas separados por un material dieléctrico, que, sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica.

A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1 voltio, éstas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.

3. Inductor o bobina: Es un componente pasivo que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Un inductor está constituido usualmente por una bobina de material conductor, típicamente cable de cobre. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo de un material ferroso, para incrementar su inductancia. La inductancia es la capacidad de un dispositivo para almacenar energía en forma de un campo magnético.

Los capacitores e inductores suelen estar dentro de estas dos categorías ya que adsorben energía cuando se carga y asi mismo suministran energía cuando se descargan.

Símbolos de algunos elementos de un circuito eléctrico.

	Es un conjunto de cables generalmente recubierto de un material aislante o protector.
	Es una medida de la oposición que un material presenta a ser atravesado por un flujo de energía calórica o térmica
	Es un elemento que causa oposición al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje).
	Es un dispositivo eléctrico que produce luz mediante el calentamiento de un filamento metálico.
	Es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito.
	Es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente.
	Es un instrumento que sirve para medir la potencia de amperios eléctricos que está circulando por un Circuito eléctrico.
	Es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio. La pila contiene un polo positivo o ánodo y el otro es el polo negativo o cátodo.
	Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abiertos en los polos.
	Es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante.
	Es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor.
	Almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad.
	Es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo.
	Es la relación entre el flujo magnético y la intensidad de corriente eléctrica.
Regulador de Tensión	Esta diseñado con el objetivo de proteger aparatos eléctricos y electrónicos delicados de variaciones de diferencia de potencial (tensión/voltaje), descargas eléctricas y "ruido" existente en la corriente alterna de la distribucióneléctrica.