*dedicada a Miguel Stricker Don Pubi LU1DWK, sin vos nunca hubiese empezado nada...

El timonel del navío, observó la pantalla de su ecosonda con estupor. La misma se encontraba oscurecida, como si la quilla de la embarcación se hubiese hundido repentinamente en el lecho fangoso del río.

¿Qué paso? – Se preguntó así mismo- ¡Si hoy temprano funcionaba bien y  sólo hice una parada para cargar combustible! - se lamentó.

Situaciones como ésta, suceden cada tanto en la vida del navegante desventurado, que cree que la madre de las maldiciones náuticas, se desencadeno sobre su azarosa vida. Pero no es nada más ni menos, que incursiones desautorizada de breves impulsos de alta tensión o “transitorios” que circulan alegremente por la intrincada red laberíntica de su cableado eléctrico.

Y lo malo de esta noticia, es que estos breves picos de alta tensión, llegan a los aparatos electrónicos a través de la alimentación de los mismos y con consecuencias nefastas para los chips y circuitos integrados, fulminando etapas enteras y dejando inutilizados estos, como el ecosonda de nuestro perplejo nauta o cualquier otro aparato electrónico que esté conectado a la batería.

Y enseguida nuestro amigo nos pregunta, -¿Qué son los transitorios? , a lo que le contestamos que los mismos son brevísimos pulsos de alta tensión, generalmente entre 400 y los 1.000 volts dependiendo de varios factores entre ellos la intensidad de la corriente circulante. Incluso estos impulsos, pueden ser invertidos, es decir impulsos negativos, tan peligrosos o más que los otros. 

¿Pero dónde se producen estos “transitorios?” se pregunta nuestro novel navegante, y le contamos que estos transitorios se producen en los sistemas de encendido, carga y también en los del arranque del motor, ya sea 2T o 4T, diesel o naftero y en todo aquella instalación en donde exista una bobina o inductancia. Para el caso es lo mismo pero el problema radica en sí cuando sólo hay un único acumulador y se comparte con toda la alimentación general, ya sea el arranque, el encendido, tableros, luces de navegación y aparatos electrónicos. Si bien los motores diesel no poseen bobinas de alta tensión por carecer de bujías, estos conservan al igual que los nafteros, el burro de arranque o el alternador para cargar la batería.

¿Cómo se generan estos impulsos? Nos adelantamos a contestar diciendo que obedece a un fenómeno del magnetismo y de los campos eléctricos que generan las corrientes eléctricas cuando estas circulan por un arrollamiento o bobina.

Expliquemos esto: Todo sabemos que es un burro de arranque. Básicamente es un motor eléctrico que  se utiliza para poner en marcha un motor de combustión interna, ya sea 2T o 4T, diesel o naftero.

También sabemos que dentro de este motor existen una serie de arrollamientos de alambre de cobre llamados bobinas. Estas pueden ser fijas (estatores) o giratorias (rotores) y que aprovechan el fenómeno magnético para producir el giro de un eje y así movilizar al motor principal.

Otro elemento que posee bobinas es justamente la o las bobinas de encendido y son las encargadas de generar a partir de la baja tensión de un acumulador (generalmente 12 Volt) una tensión entre 8.000 y 15.000 volts  necesaria para producir el salto de chispa entre los electrodos de las bujías de encendido y así inflamar la mezcla combustible.

Ahora veamos en detalle que sucede cuando sometemos al pasaje de una corriente eléctrica estos bobinados.

Cuando una corriente eléctrica circula por la bobina, genera un campo magnético cuya intensidad es directamente proporcional a la intensidad de la corriente. En la figura siguiente podemos apreciar estos campos magnéticos.

Cuando interrumpimos la circulación de corriente, el campo magnético formado se contrae y corta las espiras del bobinado generando un voltaje entre los bornes de la bobina  proporcional a la fuerza del campo magnético y la cantidad de espiras de la bobina. Es el caso de un burro de arranque, cuando el motor se puso en marcha y cortamos el arranque.

Vemos entonces que el voltaje que genera el campo magnético antes que se contraiga, no influye sobre la fuerza del campo magnético sino que la corriente que genera. Y un burro de arranque consume mucha corriente (entre 50 y 300 amperes dependiendo de la potencia del motor a combustión interna que se desea mover).

Por lo que el voltaje generado durante esta contracción de las líneas de fuerza es altísimo en comparación con el que entrega la batería.

Como ya mencionamos con anterioridad, este voltaje en realidad es un breve pulso de alta tensión de muy breve duración del orden de los nanosegundos, pero tan destructivos como si se los aplicara media hora.  

Entones podemos  afirmar que cualquier circuito eléctrico en donde exista un arrollamiento o bobina y por la cual circula una corriente eléctrica, al desconectarla produce este desagradable fenómeno. Pero en honor a la verdad debemos considerar que las bobinas de encendido, trabajan aprovechando este fenómeno para producir el salto de chispa citado anteriormente. Antiguamente, el salto de chispa en las bujías del automotor, se producían cuando el “platino”  abría sus contactos, es decir cuando interrumpía el pasaje de corriente en el bobinado primario de la bobina. El campo al contraerse, inducía al secundario de muchísimas espiras (30.000 o más) y generaba alta tensión.

Hoy en día, la función de los platinos fue reemplazada por circuitos electrónicos capaces de controlar la corriente del las bobinas pero el principio de generación de alta tensión sigue siendo el mismo.  

En el caso de los alternadores, la interrupción de corriente se produce cuando los carbones del rotor, en un breve instante de tiempo, dejan de apoyar la cara de contacto sobre el colector y se produce una pequeña chispa. En este caso, no solo genera alta tensiones o transitorios, sino también que producen ruido eléctrico y que es captado por los aparatos de radio y que ya se explicó en esta nota relacionada.  

Sin bien en el caso de los alternadores, estos efectos se ven atemperados por los diodos de rectificación que poseen y la misma batería que actúa como filtro, algunos de estos transitorios, se escapan por las líneas de alimentación y llegan así a los aparatos electrónicos al igual que los generados por las bobinas de encendido y los del  burro de arranque cuando se corta la llave de puesta en marcha.

¿Pero como hago para evitar que estos transitorios lleguen a mis equipos?- nos pregunta nuestro timonel.  Por desgracia, no existe un remedio infalible para evitar estos problemas salvo el hecho de utilizar una batería exclusivamente para los aparatos electrónicos y otra para el encendido, luces y arranque. Pero este sistema está vedado para aquellos capitanes que no poseen suficiente lugar para estibar un banco de baterías.

Otra solución es la de colocar algún tipo de filtro que bloquee estas peligrosos incursiones de alta tensión, pero para colmo de males no existen en el mercado este tipo de filtros o al menos es difícil conseguirlos, por lo que podríamos encarar su construcción en forma casera.

Para aquellos que les guste armar este tipo de circuitos, les dejo el esquema correspondiente. Utiliza muy pocos elementos y de fácil adquisición. Para el caso que aquellos que no estén familiarizados con estos elementos, pueden recurrir a alguien que interprete estos planos y construya estos filtros de protección. 

Básicamente se trata de un regulador de voltaje al cual se le ha adicionado una protección para evitar los pulsos de tensión negativa y además mantener la tensión proveniente de la batería lo más estable y filtrada posible. En este caso se trata de un regulador de 12 volts por 1, 5 ampere, lo que permitirá alimentar por separado, un ecosonda o un GPS pues los consumos de estos equipos rondan en el medio ampere. Cabe señalar que muchos GPS vienen de fabrica adaptados para manejar tensiones entre 8 y 35 volts lo cual los hacen muy versátiles a la hora de conectarlos en vehículos que soportan distintas tensiones de trabajo. Además de esta manera también absorberían los picos de tensión que se producen cuando la batería está en régimen de plena carga. Pudiendo alcanzar tensiones de hasta 16-17 volts sin peligro alguno para los aparatos.

Pero no obstante, estas protecciones no están preparadas para absorber valores críticos de tensión como las expuestas en esta nota y posiblemente el aparato se tilde o en el peor de los casos se queme su etapa reguladora. Por lo tanto, aconsejamos la inclusión del filtro regulador que aquí se describe y que cumple perfectamente con las funciones propias de los que están incluidos en los aparatos y además, en el caso de un contratiempo, se quemaría un regulador que apenas cuesta 0.80 centavos y no el del aparato cuyo precio…no tiene precio!!!  Por último, el costo de los elementos restantes y cuya fotografía pueden observar seguidamente, es ínfimo.

La función de los reguladores de voltaje es la de mantener dentro de un rango establecido, el valor de la tensión lo más estable posible.

Para el caso de los VHF, la cuestión cambia radicalmente, ya que hablamos de consumos que rondan los 6 amperes transmitiendo en alta (25 W RF) y el filtro regulador que mencionamos no nos serviría tal como está, pues como adelantamos estos manejan hasta 1 ampere de consumo. No obstante, les dejo un circuito adaptado para manejar mayores consumos pero siempre hablando de los 12 volts de tensión regulada y que utiliza pocos elementos adicionales.

En este caso hemos agregado 2 transistores de potencia capaces de manejar cada uno de ellos, una corriente del orden de los 5 amperes y que juntos, soportarían holgadamente los 6 amperes impuestos por el consumo en transmición en alta del VHF. También una serie de resistencias para mejorar la distribución de las corrientes que circulan por los semiconductores.

Hemos agregado en la entrada un diodo de conmutación rápida Damper BYZ507. La misión de este diodo es cortocircuitar los impulsos de alta tensión inversos antes que ingresen al circuito regulador en sí.

El circuito admite rangos de tensiónde entrada entre 18Volts y 12.5 Volts, manteniendo perfectamente estable su salida en 12.3 Volts

Los transistores TIP 2955 deberán ir montados sobre placas disipadoras de aluminio o sobre el mismo gabinete siempre y cuando sea metálico.

En esta nota relacionada mencionamos la conveniencia de colocar un filtro antiparasitario como el que mostramos en la siguiente foto. Recomendamos colocarlo en conjunto con el filtro regulador a los efectos de mejorar el filtrado y la estabilidad de tensión. Estos filtros antiparasitarios se venden generalmente en dos versiones de consumo: 12 Volts x 10 ampere  y 12 Volts x 5 ampere.

Conjunto filtro-regulador 10 Ampere

En esta secuencia mostramos como conectar en serie estos dos elementos, tanto el filtro de línea con el regulador de 10 A. No olvidemos la inclusión de un fusible de 10 ampere para protección adicional. Para este caso, el conjunto se utiliza para alimentar el VHF con una tensión filtrada y regulada de 12 volts

Conjunto filtro-reguladores 1 ampere

En el siguiente diagrama mostramos como se debe conectar dos reguladores de 1ampere utilizados para alimentar un GPS y un Ecosonda respectivamente, en conjunto con un solo filtro de 5 ampere. También aquí recomendamos la inclusión de un fusible de 3 ampere, suficiente para proteger todo el conjunto.

Como hemos mencionado al principio de la nota, el momento más crítico se produce cuando se suelta la llave de contacto una vez que el motor se puso en marcha. Los picos de tensión generados más la caída de tensión que se produce por el alto consumo del burro de arranque, puede perjudicar a los aparatos sensibles y a pesar de la colocación de cualquier circuito de protección.  Sin embargo podemos adicionar protección extra al momento de efectuar el arranque del burro. Si logramos interrumpir brevemente la alimentación de los aparatos electrónicos justamente mientras el burro está girando, y luego reanudamos el contacto, evitaremos que lleguen estos peligrosos impulsos a las etapas de alimentación de los equipos.

Para esto nada más fácil que colocar un relé que se active al cerrar el contacto de arranque. Como utilizamos un relé doble inversor, debemos usar el contacto que está cerrado cuando no hay excitación del relé. Cuando la armadura del relé se excita por el pasaje de corriente por el bobinado, se interrumpe el circuito de alimentación hasta que se suelte la llave y nuevamente se restablece el contacto.

Luego, una vez que el motor a explosión se puso en marcha y el peligro ha pasado,  no nos qué otra cosa que volver a encender la eco nuevamente y el GPS si así lo requiriera.

Consideraciones finales.

Ahora quizás nuestro amigo navegante, tenga más preguntas que respuestas a sus inquietudes después de leer esta breve nota de cómo evitarse algunos dolores de cabeza en el momento de arrancar el motor de su embarcación. Tanto él como todo aquel que tenga inquietudes o consultas al respecto, puede enviar un mail a  y allí plantear sus dudas y trataremos de ayudarlo para eliminar este inconveniente muy común a bordo de un barco.

Buenas Travesías!!! Claudio D'Ambrosio

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