El 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 hora). Demos un breve repaso de qué 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.


Hasta la próxima!


Kike, 16 Mayo 2012