Señalización
marítima solar



Por
Osnaldo M. Casas Valdés*

 

Uso de la energía solar
para el sistema de señalización marítima en Cuba

En países como Cuba, rodeados de mar y donde se hace un amplio empleo de las instalaciones portuarias, así como de los mares próximos a sus costas, por los cuales navegan buques y cruzan rutas marítimas importantes, ubicados en un entorno marítimo de singular importancia, se hace necesario la instalación de sistemas de señalización marítimas indispensables para la navegación.

 

Las ayudas a la navegación marítima son sistemas críticos, pues su servicio debe estar disponible 99% del tiempo, a lo largo de su vida operacional.

Un sistema de señalización marítima está constituido por medios (lumínicos o no) que, ubicados en determinadas posiciones —dadas por latitud y longitud—, tanto en el litoral (costa) como en el mar —generalmente en el interior de las bahías y en los accesos a ellas, así como en lugares de intenso tráfico marítimo—, sirven para guiar e indicar la zona por donde navegan los buques, así como el lugar y el sentido en que se deben conducir las embarcaciones con seguridad.

Estos sistemas de señalización marítima son obras especiales, construcciones o estructuras que contribuyen a evitar accidentes marítimos, que pueden originar catástrofes o desastres ecológicos, con las correspondientes consecuencias y daños, tanto al mar como a las costas.

Un sistema de señalización marítima, de forma general, indica:
• Los puntos a donde deben arribar los buques para entrar a los puertos (puntos de recalada).
• Los rumbos (direcciones) que se deben seguir en la navegación interior en puertos y bahías.
• Los canales de navegación en zonas de poca profundidad, o espacios reducidos (aguas restringidas), incluidos los de entrada a las bahías y accesos a los muelles.
• Los puntos de referencias para determinar la posición de los barcos, y conocer la región por donde se navega. Un sistema de señalización marítima es algo parecido a un sistema de señales del tránsito, que sirve para la orientación y la determinación de la posición del buque en el mar, señalizar los canales naturales o artificiales, y los peligros a la navegación, pero con la particularidad de que está ubicado en el mar o en la costa; o sea, en lugares de difícil acceso, con todas las complejidades que esto implica. Estos sistemas tienen como objetivo garantizar la navegación segura de los buques, y son regidos por la IALA (International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities).

Nuestras aguas marinas constituyen un escenario de intenso tráfico marítimo, por lo que en la costa norte existen siete dispositivos de auxilio a dicho tráfico, los que cuentan con faros que constituyen ayudas a la navegación por parte de los buques. De ahí la importancia y la necesidad de estos sistemas de señalización marítima.

Actualmente, las principales señales marítimas de ayuda a la navegación que se emplean, tanto en nuestro país como a nivel mundial, son:

• Faros (de vigilancia y automáticos).
• Boyas lumínicas y ciegas (sin luces).
• Balizas lumínicas y ciegas.
• Enfilaciones lumínicas y ciegas. Para mantener en funcionamiento un sistema que debe emitir señales lumínicas, y que sus medios se encuentran ubicados en lugares donde no llega la energía eléctrica por las redes de suministro habitual, se requiere el empleo de otras vías para dicho suministro. Para ello, se ha ido a la búsqueda de soluciones que sean apropiadas y duraderas, las que deben tomar en consideración elementos tecnológicos, económicos y medioambientales.

En la década de los ochentas del pasado siglo, las fuentes de energía que se utilizaban para mantener funcionando el sistema de señalización marítima de nuestro país, eran generalmente fuentes no eléctricas, que para estos sistemas se consideran tradicionales:

• El acetileno (C
2H2), usado durante muchos años para el alumbrado de boyas y de ayuda a la navegación no atendidas. El acetileno puede explotar si se comprime, pero disuelto en acetona puede comprimirse de forma segura, y almacenarse en acumuladores cilíndricos especiales.
• El propano (C
3H8), utilizado como una alternativa del acetileno, especialmente en las boyas, aunque tiene que ser consumido en un quemador de capillo incandescente para proporcionar una luz blanca.
• El butano (C
4H10), hidrocarburo saturado, gaseoso e incoloro, que se emplea fundamentalmente como combustible industrial y doméstico. En el caso que nos ocupa se ha empleado para el alumbrado de boyas, balizas y enfilaciones de ayuda a la navegación. Los riesgos de accidentes producto de la composición química de estos compuestos, torna peligroso su manejo si no se toman todas las medidas de seguridad.

Además, estas fuentes de energía resultan costosas, pues para cada boya o baliza se requerían hasta cuatro balones tipo AL-41 de acetileno, con una capacidad de hasta 3,4 m
3, o tipo AK-50, con una capacidad de hasta 7,6 m3, que tienen una duración, en correspondencia con la intensidad de la señal, desde cuatro meses hasta un año. Otras señales, como los faros, pueden necesitar hasta doce balones o más de acetileno del tipo AK-50, para su funcionamiento, con una duración de entre seis y ocho meses.

Actualmente, los precios de estos productos para producir la energía que requiere el sistema de señalización marítima, son elevados, aún más cuando en el caso del acetileno una medida de seguridad lo constituye su mezcla con acetona para su empleo en las señales marítimas, que es otro producto caro. Por ejemplo, hoy en día un me tro cúbico de acetileno puro (sin mezclar con ningún otro producto), que se utiliza como gas industrial en la industria naval, está cotizándose a precios superiores a los cinco o seis dólares.

Es importante conocer que, a fines de la década de los ochentas, Cuba contaba con 64 faros (17 con vigilancia y 47 automáticos), y más de 670 balizas y boyas lumínicas, y un número similar de enfilaciones, lo que evidencia el volumen de este sistema, que abarca todo el país.

A partir de los elementos anteriores, de la importancia de los sistemas de señalización marítima y de la necesidad de proteger el medio ambiente marino y costero, en Cuba se comenzó desde hace varios años a sustituir las fuentes energéticas tradicionales por fuentes energéticas renovables, que incluyen la solar fotovoltaica y la eólica, potenciándose principalmente la primera.

La labor desarrollada en este sentido llevó, en una primera etapa, a instalar paneles solares en todas las señales lumínicas, con los cuales se sustituyeron los balones de acetileno, propano o butano, según el caso. Esto constituyó un paso de avance importante en cuanto al ahorro; sin embargo, se seguía dependiendo de bancos de baterías, cuya instalación en las boyas siempre es difícil.

Del trabajo desarrollado en esta dirección, y el nivel alcanzado en este campo, se deriva que actualmente todos los sistemas de señales lumínicas del país emplean sistemas fotovoltaicos, y en el caso de las boyas y muchas enfilaciones, se utilizan las linternas con tecnología LED (diodo emisor de luz), los cuales garantizan períodos prolongados de trabajo operacional de estas señales, con impactos negativos mínimos sobre el medio ambiente.

Los paneles solares fotovoltaicos se emplean en las enfilaciones lumínicas y en todos los faros con que cuenta el país, tanto con vigilancia como automáticos, y en algunos casos se emplea la energía eólica, la cual se combina con la solar fotovoltaica. En las señales como balizas y boyas lumínicas, se emplean fundamentalmente las linternas con tecnología LED.

Los sistemas que emplean la energía solar tienen como ventajas, sobre los que emplean las fuentes tradicionales de energía, las siguientes:

• Son una fuente de energía sin partes móviles.
• Requieren pocos mantenimientos de carácter técnico, salvo la limpieza.
• El deterioro es despreciable, en relación con la energía generada, durante su vida útil.
• Larga vida útil.
• Tecnología fiable.
• Los costos son bajos en su ciclo de vida.
• Impactos medioambientales mínimos.
 

Fig. 1. Linterna SL-15, de una milla náutica de alcance,
de color amarillo, con empleo de tecnología LED.
 

Por otra parte, la energía eólica está considerada, en potencia, como la fuente de energía más disponible en todo el mundo para la generación durante las 24 horas; sin embargo, los generadores eólicos existentes no son suficientemente fiables como fuente de alimentación principal para las ayudas a la navegación. No obstante, esta fuente garantiza la disponibilidad de energía por la noche, tiene facilidad para su instalación y cuando se combina con la energía solar fotovoltaica, ofrece disponibilidad de energía cuando la ineficiente insolación impide el uso de la generación solar fotovoltaica.

Después de varios años de experiencias y búsqueda de soluciones apropiadas para Cuba desde todos los puntos de vista, se ha llegado al empleo de las linternas con tecnología LED, las que, mediante paneles solares internos y baterías secas recargables, garantizan la estabilidad y funcionamiento del sistema. Ello viene dado porque, en los últimos diez años, los avances logrados en la tecnología LED de alta intensidad han hecho preferible su uso, en comparación con las lámparas de incandescencia, para muchas aplicaciones de señalización.

Entre las principales ventajas de esta tecnología, en comparación con las lámparas de incandescencia, están:

• Mayor vida útil.
• Mayor eficiencia electro-óptica, particularmente para luces de color.
• Mejora de la pureza del color.
• Resistencia a impactos y vibraciones.
• Disminución de los costos de mantenimiento.

Actualmente, el territorio nacional cubano cuenta con 16 faros con vigilancia, más de 70 faros automáticos, más de 300 boyas lumínicas, aproximadamente 300 balizas lumínicas y, sólo en enfilaciones de orientación de los canales de acceso para la entrada a los puertos, aproximadamente 20 enfilaciones, a las que se agregan otras que indican los rumbos recomendados para cada canal interior de los puertos. En total, en Cuba hay más de mil señales marítimas, y, de ellas, son lumínicas alrededor de 800. Estos números permiten valorar el verdadero impacto que representa el empleo de la energía solar en esta esfera.

Hoy en Cuba se emplean, además, las linternas SL-15 y SL-60, que garantizan alcances de hasta una y dos millas náuticas (una milla náutica equivale a 1 852 metros), respectivamente, y con una vida útil de cinco años. Estas linternas han revolucionado el sistema de señalización y, además, se comportan «amigables» a las aves marinas, pues aunque cuentan con un espantapájaros, este sistema no pretende modificar la conducta de las aves. En cuanto al consumo son muy económicas, y por sus dimensiones y pequeño peso, resultan muy apropiadas y manuables.

Con estas linternas, que integran todos los elementos en un medio único y manuable, fácil de instalar y de explotar, se ha dado solución no sólo al problema de la energía a emplear para el funcionamiento del sistema, sino que también se han logrado eliminar, al menos en las boyas y balizas que las emplean, los bancos de baterías para almacenar la energía fotovoltaica, pues emplea baterías secas de 1,5 V, recargables, en el interior de la linterna, como se muestra en la figura 1.

Para el transporte marítimo de todo tipo, así como para las operaciones dentro de los puertos —el trabajo de los prácticos de puertos y otras entidades que operan con embarcaciones—, el sistema de señalización marítima garantiza la seguridad de la navegación y, por tanto, el trabajo en el ramo.

Contar, por ende, con un sistema cuyas fuentes de energía garanticen la eficiencia y calidad del servicio, contribuye a la sostenibilidad del modelo económico cubano. Las fuentes renovables de energía contribuyen, además, a la protección del medio ambiente marino.

Es por ello que, en el propósito de alcanzar la soberanía energética y la máxima protección de los ecosistemas marinos y costeros, estos pasos y logros en el uso de la energía solar, como fuente de suministro de electricidad a las señales del sistema marítimo, son una muestra de las potencialidades que tiene Cuba, y confirma la viabilidad del programa de desarrollo de las fuentes renovables de energía.


* Doctor en Ciencia y Profesor Titular. Miembro fundador de la Cátedra de Seguridad y Riesgo de Cuba, y miembro del Instituto Panamericano de Ingeniería Naval (IPIN), sección Cuba.
Tel.: 6405852.
e-mail: francisco@emarinos.geocuba.cu