¿Qué es un transductor?

 

En las ecosondas de detección de pesca y determinación de la profundidad el elemento menos visible es el transductor; sin embargo, es el más importante. Para que la información se muestre en la pantalla indicando la profundidad, tipo de fondo y presencia de peces el transductor se pone en funcionamiento emitiendo y recibiendo ondas varios miles de veces por segundo.

Pantalla multifunción y Módulo de Sonda Raymarine

Hay varias analogías que se pueden utilizar para comprender el concepto del transductor. Se puede decir que es como la antena de radiocomunicaciones; de hecho utiliza ondas sonoras en su funcionamiento. Pero también se puede asociar a un altavoz y un micrófono. 

El transductor transforma la energía eléctrica en pulsos, ondas sonoras, que dirige hacia el fondo siguiendo un cono determinado por el fabricante. Esta es la función de altavoz. De forma inmediata las ondas rebotan al chocar contra un objeto: fondo o pez. Esta onda rebotada es recibida por el transductor, que interpreta el tiempo transcurrido entre la emisión y la llegada de la onda, así como la intensidad con que se recibe. Es la función de micrófono.

Para dibujar una idea de su funcionamiento, un transductor emite ondas el 1% del tiempo y escucha el 99% restante, pero en períodos tan cortos (centésimas de segundo) que le permite tener una imagen permanente de lo que hay bajo la embarcación.

Cómo actúa un transductor
Esquema de instalación y del haz de transmisión de un transductor pasacascos

 

Cómo funciona un transductor

En la definición de transductor ya se ha dado una idea de su funcionamiento. En definitiva se trata de una ‘antena’ capaz de convertir la energía eléctrica en pulsos, emitirlos, recibirlos y volver a transformarlos en energía eléctrica. Pero esto no explica por qué un transductor es capaz de detectar peces y el fondo marino.

Esquema de emisión y recepción de ondas sonoras

Cómo se detectan los peces

El funcionamiento de una ecosonda para detectar peces se basa en la densidad, más concretamente en la diferencia de densidad. Los peces tienen aproximadamente la misma densidad que el agua, lo que facilita que puedan nadar. Gracias a la vejiga natatoria, donde albergan gas, equiparan la densidad con el fluido donde se encuentran. Ese gas contenido en la vejiga natatoria tiene una densidad ínfima en comparación con el agua y el pez, por lo que las ondas emitidas por el transductor rebotan al cambio de densidad, lo que es captado por el transductor e interpretado como un pez.

Para detectar el fondo del mar el principio es el mismo: el cambio de densidad de los materiales respecto al agua. Estas variaciones permiten a la sonda interpretar los diversos objetos que hay bajo el barco, determinando el fondo y los peces. Pero, ¿cómo se puede saber la profundidad?

Anatomía general de los peces

 

Cómo se establece la profundidad

Conocer la profundidad del fondo y la distancia a la que se encuentran los peces bajo la quilla se consigue midiendo el tiempo que tarda un pulso desde que es emitido hasta que retorna rebotado. Las ondas sonoras viajan a través del agua aproximadamente a 1593 metros por segundo. Conocido el tiempo entre la emisión y recepción, y multiplicándose por la velocidad podemos calcular la distancia, o lo que es lo mismo, la profundidad desde el transductor hasta el objeto detectado.

Cómo se determina el tipo de fondo

La densidad de los materiales de que se compone el fondo hace que unas ondas reboten más rápidamente que otras. Esta información se procesa y se puede establecer la diferencia entre fondos blandos y duros. La evolución de los transductores y las unidades de procesamiento de la información de las ecosondas se han mejorado con los años, pudiéndose determinar qué tipo de fondo hay bajo el barco, diferenciando el tenedero y la presencia de algas.

Detalle de la pantalla de ejemplo de una sonda con tecnología ClearPulse de Raymarine

 

Transductores CHIRP

Hasta ahora se ha expuesto la definición y el funcionamiento básico de un transductor convencional, por lo que ha llegado el momento de explicar un nuevo tipo de transductores que supone un enorme avance y una mejora considerable en las lecturas proporcionadas por las ecosondas, se trata de los transductores CHIRP, una tecnología que ya se está aplicando a los radares.

CHIRP responde al acrónimo inglés de “Compressed High Intensity Radar Pulse”; una tecnología desarrollada con funciones militares y geológicas, que desde hace unos años está siendo aplicada a dispositivos civiles dadas las ventajas que ofrece. Para comprender la importancia de CHIRP basta fijar la atención en los nuevos radares de tráfico que se están instalando en las carreteras.

Hasta hace poco si un radar detectaba a un vehículo con exceso de velocidad, pero había otro vehículo a su lado, no era capaz de determinar cuál había sido el infractor. A partir de ahora, gracias a la tecnología de frecuencias de barrido CHIRP, un radar de tráfico es capaz de determinar la velocidad de los vehículos circulando en paralelo en varios carriles continuos y a diferente velocidad. Eso mismo es lo que se aplica a las ecosondas. 

Display multifunción y módulo de sonda Raymarine

CHIRP permite ir más allá de las frecuencias fijas utilizadas hasta ahora de 50 y 200 kHz, para acceder a un abanico de frecuencias por rangos de 28 a 60 kHz, 80 a 130 y 130 a 210 KHz conocidas también como frecuencias bajas, medias y altas, siendo las bajas de 28 a 60 kHz, las medias de 80 a 130kHz y las altas de 130 a 210kHz. Un transductor CHIRP puede emitir y recibir ondas de frecuencias altas y bajas al mismo tiempo, permitiendo ver los peces individualmente y el fondo con una exactitud asombrosa, todo al mismo tiempo, sin necesidad de estar cambiando de 50 a 200 kHz para adaptar los pulsos al fondo y la pesca.

Los transductores CHIRP tienen una aplicación directa en la detección de peces. En un transductor convencional emitiendo a 200 kHz la longitud de onda es de 69 centímetros aproximadamente, lo que significa que las lecturas son en tramos de 0,69 metros y los peces que se encuentran en ese tramo son considerados como una masa, y si están cerca del fondo no se es capaz de detectarlos. Con los transductores CHIRP este problema no existe, dado que se emiten frecuencias de barrido que van desde un valor mínimo a un valor máximo. Por ejemplo, desde 130 a 210 kHz. El resultado: una resolución sin precedentes y una óptima capacidad de detección, tanto de los peces como del fondo.

Otra de las ventajas de estos transductores de banda ancha es que los resultados son los equivalentes a si se utilizara un potencia de transmisión de diez a mil veces la utilizada y que toda la información es procesada digitalmente para mostrar las imágenes con la máxima nitidez.

 

Pantalla de ejemplo de la tecnología CHIRP de Raymarine
Imagen simultánea usando CHIRP (arriba) y CHIRP DownVision (abajo)


La sonda Dragonfly de Raymarine es, por ejemplo, un claro ejemplo de esta tecnología, siendo capaz de hacer una imagen del fondo que resulta muy útil para los submarinistas, ya que puede determinar la estructura de pecios y objetos sumergidos y ayudar en la planificación de actividades subacuáticas antes de sumergirse.

Sonda/Plotter Dragonfly de Raymarine con doble pantalla de sonda

El factor “Q”

Partiendo de que “Q” es el acrónimo de la voz latina para calidad, se entiende por factor Q de un transductor la calidad de este, que está determinada por sus componentes, especialmente las piezas cerámicas.

El valor del factor Q debe ser el mínimo posible en un transductor, con valores que pueden oscilar entre 1 y 35, y donde 1 representa la máxima calidad. Cuanto menor sea el valor de Q, mayor rendimiento y mayor calidad tendrá el transductor. Los transductores CHIRP tienen un factor Q de 3 o inferior, lo que da una idea de su calidad, frente a valores próximos al 30 de transductores convencionales. Esta calidad (una palabra muy usada en todos los productos) tiene una traducción concreta en las ecosondas: menor Q supone mayor calidad, esto es, distinción de objetos muy próximos y nitidez de la imagen.

Un transductor CHIRP con bajo factor Q puede llegar a tener precisión en fondos de hasta 3000 metros, la profundidad del lecho donde descansan los restos del Titanic.


Localización e instalación del transductor

Dependiendo del fabricante y del modelo el transductor que se adquiera, el transductor estará pensado para su instalación en un lugar determinado del casco. Según esta distinción se pueden determinar varios tipos de transductores:
 

Transductor de popa

El transductor de popa es quizás el más habitual en las embarcaciones de recreo de pequeña eslora. Su instalación se realiza en el espejo de popa, próximo a la quilla. Por lo general el cableado se instala por fuera del casco, introduciéndose en el interior del barco una vez en la obra muerta. Este tipo de dispositivos tiene una serie de ventajas e inconvenientes que será necesario tener en cuenta.

Sobre los “pros” cabe destacar su menor coste, pero pronto comienzan a aparecer “contras”. Un transductor de popa es de fácil instalación, y no se compromete la estanqueidad del barco dado que se atornilla al casco. Su rendimiento depende de la velocidad del barco y además está sometido a las turbulencias provocadas por el giro de la hélice. Para disminuir el efecto de las palas se suele montar a estribor en hélices dextrógiras y a babor cuando son de giro levógiro. Aunque la mayor consideración se debe tener en cuenta a la hora de establecer la profundidad. Tener instalado el transductor a popa da una lectura de la profundidad en popa, por lo que cuando se navega por aguas poco profundas se puede pinchar con la proa, aún cuando la sonda marca profundidad suficiente para la navegación del barco.

Transductor P58 de Airmar para montaje en popa
Transductor de popa

Instalación del transductor de popa
Instalación del transductor de popa

 

Transductor pasacascos 

Este equipo tiene la peculiaridad de que se instala en una hoquedad practicada en el casco, por lo que crea un punto donde se compromete la estanqueidad de la obra viva. No obstante, el rendimiento es muy superior a la versión instalada a popa, dado que se puede instalar más a proa, sin afectaciones de turbulencias de la hélice.

A menudo la instalación de los transductores pasacascos se realiza en conjunto con una barquilla que le aporta hidrodinámica y reduce la resistencia al agua, lo que es muy útil cuando parte del transductor queda sobresaliente del casco. Si bien, hay modelos empotrados de cabeza de hongo que apenas son perceptibles en la obra viva.

Una evolución de los transductores pasacascos son los transductores inclinados. También se instalan en la obra viva de la embarcación, pero los elementos exteriores están diseñados para adaptarse a las formas y finos del casco, de manera que aún estando instalado en un costado, y no en el quilla, el transductor es capaz de emitir el haz de ondas sobre la vertical respecto al fondo. Estos transductores no precisan de la barquilla que sí es necesaria en los pasacascos, pero el agujero en el casco debe ser mayor, por lo que se compromete aún más su estanqueidad.

Transductor pasacascos Airmar B258
Transductor pasacascos con barquilla

 

Transductor pasacascos Airmar B60 de bajo perfil
Transductor pasacascos de bajo perfil

 

Transductor de interior

Una versión intermedia son los transductores que se instalan en el interior del barco, solo útiles para cascos de fibra de vidrio, puesto que la señal de emisión y recepción debe atravesar el material, y la emisión a través de otro tipo de material queda distorsionada o es, simplemente, imposible. 

Este tipo de transductores internos son habituales en embarcaciones de competición, donde se vela por la perfección en la superficie de la obra viva. Obviamente, este tipo de detectores no es capaz de leer la temperatura del agua, dato que sí ofrecen el resto de dispositivos. 

Transductor de interior Airmar
Transductor de interior

 

La importancia de realizar una buena instalación del transductor es máxima. Las ondas deben dirigirse hacia el fondo siguiendo un cono cuyo eje coincida exactamente con la vertical de la superficie. De ese modo, cuando rebotan los pulsos, se redirigen al transductor. Cualquier variación del ángulo más allá de la vertical durante la instalación provoca que las ondas no lleguen al transductor o lo hagan con una inclinación, lo que provocará fallos de lectura. 

Por eso, si no se tiene la certeza de poder instalar el transductor exactamente en la posición adecuada, es mejor contar con los servicios de un instalador profesional.


Transductor de bajo perfil con regulación de inclinación 

 

Para saber más sobre frecuencias, potencia, ángulo de haz de ondas y demás características propias del equipo de sonda y transductores consulte nuestro Tutorial de ecosondas.