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IALA Guideline No. 1041

On SECTOR LIGHTS

Sobre LUCES DE SECTORES

EDICIÓN 1Diciembre 2004

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Traducida por el Grupo de Ayudas a laNavegación de Puertos del Estado (ESPAÑA)

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INDICE

1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................3

1.1 PROPÓSITO Y ALCANCE...............................................................................................................31.2 APLICACIONES DE LAS LUCES DE SECTORES...............................................................................31.3 ASPECTOS TÉCNICOS...................................................................................................................61.4 TERMINOLOGÍA...........................................................................................................................7

2 PRINCIPIOS BÁSICOS ..............................................................................................................7

2.1 CLASES DE LUCES DE SECTORES..................................................................................................72.2 LÍMITES DE LOS SECTORES ..........................................................................................................82.3 INTEGRIDAD DEL COLOR. ..........................................................................................................102.4 FUENTES LUMINOSAS................................................................................................................11

3 TIPOS DE LUCES DE SECTORES.........................................................................................11

3.1 DE FUENTE PUNTUAL ................................................................................................................113.2 LUCES DE SECTOR PROYECTADAS. ............................................................................................15

3.2.1 Luces de sectores de LED...............................................................................................163.3 LUCES DE SECTOR DE RANURA..................................................................................................193.4 LUCES DIRECCIONALES. ............................................................................................................213.5 LUCES DE SECTORES DE HAZ DIVERGENTE (LASER) ..................................................................213.6 LUCES DE SECTORES EN ÓPTICAS GIRATORIAS. .........................................................................22

4 CONSIDERACIONES ADICIONALES ..................................................................................23

4.1 DISEÑO Y ESPECIFICACIONES DE LUCES DE SECTORES...............................................................234.2 ESTRUCTURAS DE SOPORTE.......................................................................................................244.3 CONSIDERACIONES DE LA INSTALACIÓN ...................................................................................244.4 VERIFICACIÓN DEL SECTOR.......................................................................................................244.5 EFECTOS DE LAS CONDICIONES METEOROLÓGICAS ...................................................................284.6 FOTOMETRÍA.............................................................................................................................284.7 LUCES DE SECTORES EN VEZ DE ENFILACIONES PARA MARCAR UN CANAL................................31

5 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................32

ANEXO 1 - DEFINICIONES ..............................................................................................................33

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1 INTRODUCCIÓN

1.1 Propósito y alcance

Las luces de sectores han sido utilizadas como ayudas a la navegación (Aids toNavigation, AtoN) desde hace casi 200 años, empleando muchos métodos diferentespara la fuente de luz y la realización de los sectores. Asimismo, hoy en día haytecnologías emergentes cuya aplicación en las luces de sectores es muy interesante.El propósito de este documento es que sirva como guía a los miembros de IALA en eldiseño práctico de las luces de sectores.

1.2 Aplicaciones de las Luces de Sectores

Una luz de sectores es una ayuda a la navegación que muestra diferentes colores y/oritmos sobre un determinado arco de horizonte. El color de la luz del sector,proporciona información direccional al navegante.Un sector concreto o bien un límite entre dos, puede indicar la existencia de un canal,un punto de cambio de rumbo, la confluencia con otros canales, un peligro, ocualquier zona de especial importancia para el navegante.Cuando el canal lo indica un sector con luz blanca, conviene que, con el buque endemanda de la luz en el eje de la enfilación, un sector verde marque los desvíos aestribor y otro rojo los de babor. (para el sistema de balizamiento de la IALA en laregión A, para la región B se establecería al contrario)El sector blanco indica la zona de navegación segura, aunque en el tramo radial delsector mas cercano a la luz esto no se cumple.El canal puede estar simultáneamente balizado con boyas luminosas e incluso conluces de enfilación.En el diseño de vías navegables se deberá considerar la utilización de cualquier ayudaa la navegación para encontrar la mejor solución para ese lugar determinado.El diseño de una luz de sectores puede llegar a ser una tarea bastante compleja. Esimportante contar con la ayuda de las cartas náuticas mas precisas del áreaconsiderada, siendo también de gran ayuda el conocimiento local de las corrientes,mareas y luminosidad de fondo.Un sector puede indicar uno o varios de los de los siguientes límites en la víanavegable:

• cambios de rumbo• bajos, bancos de arena, etc• un área o posición determinada (por ejemplo, una zona de fondeo)• la parte mas profunda de un canal• comprobación de la posición de ayudas flotantes

A continuación se ilustran algunos ejemplos de utilización de luces de sectores.

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Figura 1.1 Algunas aplicaciones con luces de sectores

Luz I Ayuda costera con luz blanca, y un sector rojo balizando un peligro. En estecaso, no es esencial una elevada precisión el los límites del sector.Luz II Luz de sectores, ciega hacia tierra, con dos sectores blancos balizando el canal.La intersección entre los sectores rojo y verde indica la existencia de una boya.Luz III Luz de sectores con luz roja y 4 sectores blancos indicando zonas de fondeo.El sector hacia tierra es ciego.Luz IV Luz de sectores que dispone de un sector blanco indicando el canal denavegación.

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Figura 1.2 Luz de sectores balizando un canal estrecho.El sector blanco deberá, si es ello es posible, ser lo suficientemente amplio paraproporcionar un margen de seguridad al buque que inadvertidamente abandona lazona blanca del sector. Las curvas C y D indican los contornos de batimetría opeligros cercanos que imponen el diseño en los límites del sector.La luz V en la figura 1.3 muestra dos luces de sectores establecidas para crear unsector paralelo. Se generan cinco sectores, cada uno con su propio ritmo o color.

Figura 1.3 Sectores multiples balizando un canal.

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En la luz VI se pueden emplear limites oscilantes para mejorar el posicionamiento enlos laterales del sector.

1.3 Aspectos técnicos

Los sectores generados deben de cumplir unos requerimientos esenciales: laapariencia del color debe ser la adecuada; la potencia luminosa la necesaria paraproporcionar el alcance determinado; la intensidad luminosa de cálculo adecuada paracubrir uniformemente el ángulo correcto.Donde una única luz de sectores define un canal navegable o un peligro:

• El buque no dispone de una referencia lateral de posición dentro del canal,hasta que se alcanzan los límites del sector. Esto puede generar problemas enzonas de fuerte corriente trasversal. Los buques con buen conocimiento de lasaguas locales pueden utilizar la zona de incertidumbre como guía para conocerla cercanía al límite del sector (ver 4.7).

• Si es posible, se debe de dejar un margen de seguridad entre el límite delsector y los peligros adyacentes. Donde esto no sea practicable, los peligrosdeberán balizarse independientemente.

• Las zonas definidas por el ángulo de incertidumbre se considerarán como unmargen adicional de seguridad sobre los límites del sector principal (ver 4.7)

• En el proceso de diseño de los sectores, se debe de tener en cuenta lavelocidad y capacidad de maniobra de los buques que se considere van autilizar esta ayuda, su curva de evolución una vez han cruzado el límite delsector y las posibles interferencias con otros buques situados en lasproximidades (ver 4.7).

• Cuando se utilicen filtros coloreados, se deberá tener muy en cuenta ladistribución espectral de la fuente de luz, además de la proporción de luztrasmitida a través del material filtrante. También se deberán tener en cuenta ycomprobar, los potenciales problemas con los deslumbramientos.

• Los periodos de las características deben seleccionarse de tal manera queproporcionen al marino el tiempo suficiente para reconocer las transicionesque ocurren en los límites de los sectores1 (preferentemente se utilizaráncaracterísticas de ocultaciones o isofases). Esto es particularmente importantepara los buques de alta velocidad.

• La luz blanca normalmente se referencia a los faros. Si a una luz blanca se leañade un único sector, su color será preferentemente el rojo.

• Cuando un sector blanco baliza un canal de navegación, es recomendable elañadir a cada lado un sector coloreado marcando los límites laterales. En talescasos conviene emplear el rojo y el verde siguiendo el convenio del Sistemade Balizamiento de IALA.

• Para mejorar la percepción de la situación lateral del buque dentro del sectorse pueden utilizar sectores múltiples, pero a costa de hacer mas complejo eldiseño y mas difícil la interpretación para el navegante.

• Las demoras, enfilaciones y límites de los sectores, deben expresarse siempreen términos de “demoras verdaderas contadas desde la mar”, es decir, de comoel marino las aprecia desde la mar.

• El sector blanco indica el canal de navegación seguro hasta, evidentemente,interceptar la posición de cambio de rumbo establecida.

1 Ver tambien Recomendación de IALA E 110, The Rhythmic Character of Lights on Aids toNavigation, Paragraph 2.4.

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• Los límites entre sectores siempre tienen una parte mas o menos difusa.También ocurre entre el límite del sector luminoso y el sector oscuro.

• Cuando se utilizan filtros coloreados, el alcance en los sectores de luz roja yverde es, aproximadamente, ¾ del sector de luz blanca, dependiendo tambiéndel tipo de la fuente de luz y el material filtrante. Por esta razón, puede existiruna discordancia de hasta 1 M en los alcances publicados el los libros de farosy los establecidos en las cartas náuticas.

• El material filtrante utilizado deberá adaptarse a las características espectralesde la fuente de luz para proporcionar el color y la intensidad adecuada en elsector.

• Los alcances en los sectores rojos y verdes pueden aumentarse, si en la etapade diseño incluimos prismas intensificadores instalados en las lentes de laóptica. De esta manera se pueden ecualizar los alcances en los sectores decolor y el blanco.

• El hielo y la suciedad en los cristales de la linterna pueden causar unatendencia al blanco en los sectores coloreados, e incluso atenuar la luz hastahacerla invisible.

• En el caso se producirse daños en la linterna del faro, podría ocurrir que la luzdel sector se malinterpretase. Si ocurre algún desperfecto en los filtros quegeneran los sectores coloreados, puede suceder que aparezca la luz blanca enel sector de color, con el grave peligro que ello entraña.

1.4 Terminología

Ver Anexo 1 [Definiciones].

2 PRINCIPIOS BÁSICOS

2.1 Clases de luces de sectores

Existen diversas soluciones técnicas para generar sectores, pudiéndose clasificar estasde varias maneras. Una de ellas puede ser en términos de geometría óptica, y así,tenemos cinco tipos básicos de luces de sectores:

• De fuente puntual• De luz proyectada

- proyector único- de LED´s

• De ranuras• Luces direccionales• De haz divergente (Laser)

La siguiente tabla ofrece una comparación entre estos tipos. En la sección 3 semuestra una descripción mas detallada.

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Alcance Ancho delángulo de

incertidumbre

Max.ancho

delsector

Min.ancho

delSector

Funcionamientodiurno

Fuentepuntual

Hasta20 M

Grande (0.25º) 360º 1º NO

Proyectada Hasta30 M

Muy pequeño(1 minuto de arco,0.017º)

25º 0.2° SI

Ranura Hasta30 M

Pequeño.Constante en todo elalcance

45º 1º NO

Luzdireccional

Hasta23 M

Grande 30º 3º SI

Laser Hasta10 M

Pequeño 45º SI

Tabla 2.1Comparación de las principales clases de luces de sectores

2.2 Límites de los sectores

En la zona definida entre dos sectores el marino percibe una mezcla entre las dosapariencias de cada sector. Estas están determinadas por el color, ritmo o bien unacombinación de ambos. Entre dos sectores aparece una zona de solape en la que elmarino es incapaz de discriminar en cual de ellos se encuentra.Esta es una característica muy importante de las luces de sectores.Cruzando esta zona, el marino dispone de una buena indicación de la demora a la luz,ya que el ancho de este límite es pequeño. La transición de color entre dos sectoresadyacentes debe de producirse rápidamente. Una zona límite muy difusa noproporciona información útil, debiendo revisarse, si esto se produce, las condicionesde saturación de color.Situado dentro de un sector de determinado color y/o ritmo, el marino no es capaz dediscriminar si su buque está en el centro o cercano a los límites de dicho sector.El ancho de esta región de solape entre dos sectores es, por lo tanto, muy importante.Los diferentes tipos de luces de sectores producen distintas características conrespecto a esto.

Figura 2.1 Ancho de la zona límite.

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El ancho de esta zona puede expresarse como “ángulo de incertidumbre”, conociendolos parámetros de alcance y ancho donde se produce este efecto.Los métodos para determinar el mínimo ángulo de incertidumbre producido difierendependiendo del tipo de luz de sectores utilizado.Una forma especial de límite entre sectores es la utilizada en las luces tipo PEL,donde se trata esta zona como un sector individual, el cual es percibido como uncambio rítmico de los colores de los dos sectores adyacentes. Esta clase de límitessolamente pueden conseguirse con el tipo de luces proyectadas.

2.3 Variación de la intensidad luminosa entre sectores.Donde se utilizan filtros ópticos con una fuente de luz puntual, debido a sus diferentesfactores de transmisión, se produce una variación en la intensidad luminosa en cadasector de distinto color, variando por lo tanto el alcance. Hay una gran variedad demateriales, plásticos o de cristal, adecuados para el uso como filtros. Cuando sean degran tamaño, es más fácil el empleo de plásticos, que además estarán estabilizadoscontra los ultravioletas.Las características espectrales de la fuente de luz también tienen una gran incidenciaen este efecto. Es necesario sintonizar la fuente con el tipo de material filtrante, paraestar en la región cromática recomendada por IALA.En las tablas siguientes se dan algunos valores típicos de factores de transmisión.

Color Transmisión

Rojo 0.15 - 0.25

Verde 0.15 - 0.25

Amarillo 0.50 - 0.70

Tabla 2.2 Lámpara con filamento de tungsteno (temperatura del color aprox. 3000 K)

Color Transmisión

Rojo aprox. 0.13

Verde aprox. 0.22

Amarillo aprox. 0.55

Tabla 2.3 Lámpara de descarga (temperatura del color aprox. 5500 K)

En los diseños de luces de sectores se debe prestar especial atención a los factores detransmisión y características cromáticas de los elementos ópticos. En una luz consectores rojo, blanco y verde, el sector blanco central es aproximadamente cinco vecesmas intenso que los coloreados. Es posible equilibrar la intensidad luminosautilizando filtros de densidad neutra, que reducen la intensidad sin alterar la calidaddel blanco, o mediante el uso de prismas intensificadores .Donde no hay luminosidadde fondo, un 25% de filtrado es adecuado para equilibrar las intensidades en los tressectores, y con moderada luminosidad de fondo, se puede instalar un filtro de este tipodel 50% en vez de un cristal traslúcido en el sector blanco. Como la luminosidad de

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fondo por la noche es casi siempre blanca, conseguimos así una conspicuidadequilibrada en los tres sectores.Las pantallas (de filtros) y los cristales de la linterna también absorben y reflejan luz.También se deberá tener en cuenta que las condiciones atmosféricas pueden afectar alcolor de la luz.

La distribución espectral de una luz atravesando la atmósfera, puede alterarse enfunción de la que posea la fuente. En algunos casos se ha observado una tendencia alnaranja en luces blancas observadas a distancia, lo mismo que luces verdesconteniendo una proporción significativa de rojo se perciben mas bien rojizas vistas auna distancia significativa.

Básicamente intervienen tres factores: La absorción atmosférica y las dispersionesproducidas por los efectos Mie y Rayleigh.

Absorción Atmosférica. Se produce a causa de la absorción de energía por parte de lasmoléculas en suspensión (como CO2 y H2O) que se encuentran en el camino óptico dela luz. Depende de la longitud de onda.

Dispersión Mie. Depende en gran medida del tamaño y forma de las partículasatmosféricas, como las moléculas de agua, que encuentra la luz en su camino. Estohace que la dispersión producida por la niebla tenga una distribución espectralparecida a la de la fuente luminosa.

Dispersión Rayleigh. Depende de la longitud de onda, dispersando mas la luz azulque la roja. Este efecto produce una puesta de sol roja con el cielo azul por encima.En relación a los alcances visuales de las AtoN, es menos importante que ladispersión Mie. La reflexión de un haz en el interior de la linterna puede provocar la aparición defalsos destellos de color erróneo en el sector. Se puede minimizar esta anomalíainclinando los cristales, curvando las pantallas o apantallando los filtros del sector.

2.3 Integridad del color.

El blanco y el rojo son los colores mas apropiados para las luces de sectores de lasAtoN. Si se precisa un tercer color, se deberá tener especial cuidado en la elección delmaterial filtrante para que mantenga una apariencia consistente en condicionesmeteorológicas adversas.El amarillo no es deseable debido a su fuerte tendencia al blanco, sobre todo con lautilización de lámparas de filamento de baja tensión.La niebla puede plantear problemas en los sectores de color, ya que dispersa mas laslongitudes de onda corta (azul) que las de onda larga (rojo). Cuando una luz amarilla,verde o azul se observa a través de la niebla, si la fuente tiene un significativocomponente rojo, puede ocurrir que este sea el color que se aprecie. Esto ha causadoaccidentes marítimos. Tampoco se deben utilizar luces púrpura.Existen muchos filtros azules o verde-azules de cristal o plástico que transmiten ciertacantidad de luz roja, por lo que hay que extremar el cuidado en su elección. Lautilización de colores distintos al rojo, verde o blanco en los sectores no serecomienda. Si son necesarios mas de tres sectores se puede recurrir a los sectoresoscilantes mejor que añadir colores adicionales.Por regla general la transmisión óptima en filtros de color es del 25%.

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2.4 Fuentes luminosas.

Como la mayoría de las luces de las AtoN, las de sectores utilizan los destellos. Haytres razones para esto. La primera es que pueden identificarse por su ritmo dedestellos. La segunda es el ahorro energético, particularmente importante en sistemasque utilicen baterías primarias o energía fotovoltaica. La tercera es que cuanto menostiempo de operación tenga la lámpara, mas largo puede ser el intervalo demantenimiento. El tipo de fuente de luz está condicionado a las prestaciones que serequieren.Tradicionalmente se han utilizado las lámparas de filamento de tungsteno comofuente de luz. Tienen una amplia distribución espectral que permite el uso de variadosmateriales como filtros de color.Las modernas lámparas halógenas y de descarga tienen una distribución espectralmucho mas reducida, por lo que es esencial elegir cuidadosamente el material filtrantede tal manera que esté en sintonía con las características espectrales de la lámpara.Las fuentes de luz de LED y Laser son monocromáticas, por lo que no es necesario eluso de filtros de color. Debido a las características espectrales de la luz blanca deLED, no deberán utilizarse filtros coloreados con estas fuentes luminosas.En el capitulo 3 de la Navguide se puede encontrar mas información.Cuando la luz de sectores se utiliza en operación diurna y nocturna, la intensidad porla noche debe rebajarse entre el 1% y el 10% de la diurna para conseguir unaconspicuidad equivalente. Esto no se puede conseguir solo con la reducción delvoltaje en lámpara, ya que se corre el riesgo de inducir al filamento al naranja, ademásde interrumpir el ciclo del halógeno en las de ese tipo. La inserción automática de unfiltro neutro (reducción de un 5%) mas la disminución del voltaje (en un20%) nosproporciona una reducción de un 1% en la intensidad diurna. También se puedeutilizar un cambiador automático de lámparas con una de menor potencia para elfuncionamiento nocturno.

3 TIPOS DE LUCES DE SECTORES

3.1 De fuente puntual

Principio de funcionamiento.Son las generalmente conocidas como “tradicionales”, por el hecho de utilizarse desdehace mas de 100 años. Se engloban en la categoría de ensombrecimiento, las cualesgeneran un sector instalando un elemento de cristal o plástico coloreado, bien en lalinterna o bien junto a la propia fuente luminosa. Se consigue así una sombracoloreada proyectada sobre el mar.Generalmente consisten en una fuente de luz puntual, usualmente una lámpara, conuna lente de tambor con uno o mas filtros colocados a determinada distancia,apantallando la luz para producir el sector del color requerido.

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Figura 3.1 Esquema básico de funcionamiento de luz de sectores con fuente puntual.

La posición de los filtros debe ser ajustable mecánicamente para el adecuadoalineamiento de los sectores individuales y los límites entre ellos..Para asegurar la suficiente precisión entre los límites de los sectores, es importantecolocar los filtros ópticos a una distancia radial adecuada desde la fuente luminosa..Los filtros pueden instalarse en el interior o el exterior de la linterna.

Filtros colocados en el interior. Filtros exteriores en una pequeña linterna

Figura 3.2 Instalaciones de filtros interiores y exteriores.

En faros y balizas de linterna visitable, pueden colocarse en el interior o bien que lospropios cristales de la linterna actúen como filtro. En este último caso el ajuste de loslímites del sector es mucho más complicado.La distancia correcta entre la fuente de luz y los filtros dependerá del espaciodisponible, pero también se tiene la posibilidad de obtener límites mas precisosinstalando los filtros en el exterior.En las linternas compactas se pueden montar los filtros en una estructura exterior obien internamente con una pieza proporcionada por el fabricante, aunque en este casoel ajuste de los límites no se puede realizar.

Fuente luminosa.En las Fuentes puntuales, la dimensión horizontal de la fuente determina el mínimotamaño del sector así como el del ángulo de incertidumbre.A menor dimensión horizontal de la fuente, menor ángulo de incertidumbre.

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En el caso de fuentes de incandescencia, es muy importante la utilización de lámparascon el filamento pre-enfocado. Si la posición del filamento varia al reemplazar unalámpara, se modifican las características del sector.Las características espectrales de la fuente de luz tienen que proporcionar el espectrode color adecuado a cada sector, como se menciona en la sección de “principio defuncionamiento”.Las ópticas giratorias generan una superficie de fuente de luz demasiado grande y enconstante movimiento, lo que dificulta ser sectorizadas, ya que los límites generadosno son estables. Con ópticas giratorias de pequeño tamaño se han conseguido producirlímites de unos 5º.

Ángulo de incertidumbre.El método de apantallamiento con filtros se puede utilizar cuando no se requiera unaelevada exactitud en los límites de los sectores, produciendo en la zona de transiciónun ángulo de incertidumbre de 1-2º y una ligera variación de intensidad. Es esencial laprecisión en el posicionamiento de los aparatos ópticos y de la lámpara, ya quecualquier variación de estos produce la modificación del sector.La relación entre la dimensión horizontal de la fuente de luz (d) y la distancia entre lafuente y los elementos ópticos filtrantes (D) determina el ángulo de incertidumbre (α),y por lo tanto el ancho de la zona de transición a una determinada distancia de la luz.

Figura 3.3 Factores que determinan el ángulo de incertidumbre de una luz de sectorescon fuente luminosa puntual.

La relación matemática entre los factores es la siguiente:

α = Ángulo de incertidumbre = (d/D) x 57 (grados)donde

d = Dimensión horizontal de la fuente de luz.D = Distancia desde la fuente de luz al filtro.

Sabemos que esta formula es algo pesimista. El ángulo de incertidumbre observado esgeneralmente menor que el calculado, debido a las diferentes intensidades de color(mezcla de colores) cuando el observador atraviesa la zona de transición.Se pueden alcanzar ángulos de incertidumbre de 0,25º con este tipo de Fuentes si notenemos problemas de espacio con la distancia de la luz a los filtros ópticos.Podemos reducir el ángulo de incertidumbre disminuyendo el tamaño de la fuente deluz o aumentando la distancia radial a los filtros.

Coloured filter

D

αd

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Soluciones prácticas para crear límites mas precisos.Si se requieren sectores mayores de 20º, el tamaño del filtro puede llegar a ser unproblema. En este caso, colocándolo cercano a la fuente de luz o quizás en el interiorde la óptica, podemos reducir su tamaño. Para disminuir el ángulo de incertidumbre sepuede instalar un segundo filtro mas alejado de la fuente luminosa, tal como se indicaen la figura 3.4.

Figura 3.4 Disposición para disminuir el ángulo de incertidumbre.

Con esta disposición se facilita la limpieza de los cristales de la linterna, y en el casode instalar el segundo filtro en el exterior, se reduce la superficie expuesta a losvientos y a la suciedad.

Ancho mínimo de un sector.El ancho físico del sector debe de ser mayor que la dimensión horizontal de la fuenteluminosa.Si el ancho físico del sector blanco es menor que al tamaño horizontal de la fuente, elblanco atravesará uno o más filtros siendo observado por el marino como variossectores a la vez, además de reducirse considerablemente la intensidad en el sectorblanco.

Figura 3.5 Fuente luminosa de mayor tamaño que el ancho del sector.

Variación de la intensidad luminosa en el límite del sector.La diferencia de intensidad entre el blanco y los sectores de color ocasiona la invasiónde luz blanca en la zona coloreada del sector. Se deberá entonces situar el borde delfiltro de color ligeramente dentro de la zona blanca del sector.

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Las obstrucciones en la zona coloreada producidas por la nieve, mástiles de antenasetc, provocan el desplazamiento del límite lateral, haciendo mayor el ancho del sectorblanco.

Figura 3.6 Límites observados

3.2 Luces de sector proyectadas.

Principio de funcionamiento.Son un tipo especial de luces de sectores que generan unos límites muy precisos. Sonparticularmente útiles cuando se necesite uno o mas sectores de poca amplitud.Aquí, una imagen del sector deseado se produce y se proyecta a través de lentesópticas. Generalmente obtenemos esa imagen por medio de filtros ópticos con unmecanizado de precisión. El principio es el mismo que el de una diapositiva con unproyector delantero, enfocado al infinito. Unas piezas verticales de vidrio coloreadode calidad óptica, con el borde extremadamente pulido, se colocan muy juntas,permitiendo al haz de luz dividirse en diferentes sectores. Un sistema de lentescondensadoras atrapan la luz radiada de la lámpara y la difunden uniformemente através del sistema de filtros.La imagen de salida en la superficie del filtro se proyecta hacia el infinito. Los límitesentre sectores pueden aparecer borrosos en los primeros metros al estar desenfocados,pero en distancias de trabajo, estos aparecen nítidamente definidos. Los pequeñoscambios en la posición del filamento pueden alterar la intensidad del haz luminoso,pero no modifican las demoras de los sectores, que están fijadas por el equipo delentes proyectoras (u objetivo).

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Figura 3.7 Principio de funcionamiento básico de las luces proyectadas.

El sistema formado por los filtros y las lentes objetivo, determina el ángulosubtendido. Variando el objetivo, modificamos el ángulo subtendido con una granprecisión. Generalmente, a mayor distancia de proyección y mayores lentesproyectoras, menor ángulo subtendido.La ventaja de un sector central muy estrecho es que nos define un canal muy preciso,y además, al ser los límites del sector casi paralelos, en canales de gran longitud sepuede utilizar como luz direccional.

Las PEL (Port Entry Light) son un ejemplo típico de luces proyectadas.Utilizan el color del sector para transmitir al navegante información de la posiciónangular con respecto a la luz. En el proceso de “coloreado” del haz de luz se bloqueanlos no deseados, permitiendo el paso solamente del color adecuado.Si los filtros no son capaces de bloquear suficientemente las longitudes de onda decolor no deseado, pueden aparecer problemas con la apariencia del color encondiciones de niebla. Si el ancho de banda de longitud de onda que atraviesa el filtroes demasiado estrecho, la luz no será lo suficientemente intensa.

Si podemos disponer de la potencia necesaria de lámpara, podremos plantearnos lautilización diurna de la luz de sectores.El tamaño de lámpara que puede ser instalada viene determinado por el espacio físicodisponible en el equipo óptico. Si necesitamos alcances que impliquen un grantamaño de lámpara, podemos utilizar dos proyectores que conformen una sola luz .

Ángulo de incertidumbre.Por el diseño de sus ópticas de proyección, las luces tipo PEL minimizan lasimprecisiones en los límites de los sectores. El cambio de color de un sector a otro sepuede realizar completamente en un ángulo menor de 1 minuto (0,02º) en la mayoríade los modelos disponibles. Esto corresponde a una distancia transversal de 1 metro auna distancia de 3,5 Km, menor que la capacidad de resolución del ojo humano.

Además, la intensidad luminosa se mantiene constante en todo el ancho del haz, sinmodificar la percepción del observador aunque se encuentre alejado del eje del sector.

3.2.1 Luces de sectores de LED.

FuncionamientoLos Diodos Emisores de Luz (LED’s) han revolucionado la técnica de iluminación enlos sistemas de señalización de casi todas las áreas, incluida la de ayudas a lanavegación marítima. Ha sido posible gracias al desarrollo de los diodos de altapotencia, aproximadamente de 1 W de potencia de salida, cuando lo normal estaba enla región de los 0,1 W.

LentesproyectorasFiltros de

color

Filtro nocturno

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La luz proporcionada por los LED es monocromática, no necesitando por lo tanto, lainstalación de filtros coloreados. La eficiencia energética como fuente luminosa de unsector de color es muy elevada, al no existir perdidas por absorción de luz debidas alos filtros. El coste de estos y su instalación se eliminan, así como los problemasasociados de limpieza. A causa de las características espectrales de la luz blancaproducida por los LED’s, no es conveniente la utilización de filtros con estas fuentesluminosas.Sin embargo, existen factores que limitan a los LED´s en su utilización para luces desectores

Tamaño del LED como fuente luminosa.Por causa de su relativamente baja intensidad luminosa, normalmente se utilizanagrupados para producir los alcances deseados. Donde se necesitan fuentes luminosasde gran tamaño para generar sectores, esta configuración es apropiada, como es en lasde ranura. En la referencia 1 encontraremos una detallada descripción de un luzexperimental de sectores de ranura utilizando LED´s.Características espectrales de los LEDEn los equipos convencionales de proyección con filtros y lámpara, esta se puedesustituir por LED´s (figura 1). Como los filtros de color reducen la luz en un 20% delsector blanco, se deberá reducir la potencia en los LED´s rojo y verde. (Referencia 2)

Figura 3.13 Luz proyectada de LED.

La eficacia luminosa (flujo luminoso por potencia consumida) de los diodos blancoses comparable a las de las lámparas de incandescencia. El proyector de la figura 3.13dispone de una lámpara de incandescencia de 1 W con una baja intensidad luminosa ypoco útil como fuente de luz.Es posible una mejora utilizando proyectores individuales para cada sector (figura3.14). La intensidad luminosa en los sectores de color aumenta al no necesitarsistemas de filtrado.

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Figura 3.14 Luz de sectores con proyectores individuales de LED

Esta disposición tiene dos inconvenientes:Los límites laterales deben de ajustarse cuidadosamente en relación a los adyacentes.Es casi imposible el calibrar los sectores una vez instalado. Como la luminosidad delLED blanco es menor (con el mismo consumo) que los LED´s de color, o bien sereduce la potencia en los de color o se acepta un sector blanco menos intenso.

Normalmente los diodos blancos tienen una alta temperatura del color (sobre 5000 K).Especialmente cuando el LED es visto a lo largo de su eje óptico, donde se ha llegadoa medir una temperatura del color de 20000 K. La componente azul de su espectro essignificativa. Los tres colores utilizados en los sectores deben de separarse claramenteentre ellos. El rojo y el blanco se separan fácilmente, aunque no así el verde y elblanco. Referencia 1.

Sectores de LED mediante mezcla de colores.

Para eliminar estos inconvenientes, el sector blanco puede generarse mediante lamezcla de LED`s rojos y verdes (figura 3), aunque para obtener un blanco mediante ladenominada mezcla de color aditiva deberán emplearse el rojo, verde y azul

Figura 3.14 Mezcla de colores para producir luz blanca

El verde usado en las señales de tráfico de LED´s contiene algo de componente azul,y eligiendo cuidadosamente las intensidades luminosas de verde y rojo, podemosgenerar un blanco cálido que cumpla los requerimientos de IALA para luces blancas.

Un separador de color es un espejo semitransparente que refleja o permite el paso dela luz dependiendo del color. Colocado en un ángulo de 45º, refleja el rojo y permiteel paso del verde y el azul. Se instala entre las pantallas que definen los límites delsector y el sistema óptico de proyección. Las dos fuentes de luz inciden en elseparador juntándose los dos haces y proyectados hacia las lentes (figura 3.15)(Referencia 2)

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Figura 3.15 Sectores utilizando mezcla de colores mediante LED

A continuación se comparan las medidas entre una luz de sectores convencional delámpara incandescente y las experimentales de LED´s.

Parametros Lámparas deincandescencia

LED

Potencia eléctrica 5 W 2 WIntensidad luminosa (blanco) 1500 cd 1300 cd

Intensidad luminosa (rojo) 300 cd 650 cdIntensidad luminosa (verde) 300 cd 650 cd

Con los avances en los sistemas ópticos y en la tecnología de diodos, seria posiblesustituir luces de sectores de 50W por sistemas LED´s con la mitad de consumo.

3.3 Luces de sector de ranura.

Principio de funcionamiento.Consisten en uno o mas haces de luz dirigidos hacia una apertura focal (ranura) adeterminada distancia. La relación entre el ancho de la apertura focal, y la distanciaentre la fuente de luz (asumiendo que es una fuente puntual) y la ranura, define elángulo horizontal del sector.

Figura 3.11 Esquema básico de funcionamiento.

(Una fuente, un solo sector)

Fuenteluminosa

RanuraAbertura

focal

20

En el ejemplo anterior solo se genera un sector. Con varias fuentes de luz de distintocolor se pueden generar sectores coloreados y, si es necesario, con diferentes ritmosen cada sector.

Figura 3.12 Esquema básico de funcionamiento

(Tres fuentes, tres sectores)

Los sectores de color se producen instalando cristales coloreados delante de laslámparas.Los límites se generan mediante pantallas. Estas son unos milímetros mas anchas quela apertura focal para compensar la refracción de la luz producida al incidir la luz enlos bordes de dichas pantallas, definiendo exactamente los límites laterales. Laspantallas se montan en el interior de la linterna, de la misma manera que se montaríanlos filtros de color.Dependiendo del número de lámparas utilizadas en cada sector, podremos variar laintensidad luminosa de cada uno. Las lámparas se pueden agrupar y conectarsesecuencialmente, proporcionando una potencia eléctrica constante y una apariencia de

Fuentesluminosas

Ranura

21

luz giratoria. Variando la distancia entre la ranura y las lámparas podemos generardistintos límites y diferentes sectores.

Fuentes luminosas.El tipo de fuente depende de nuestras necesidades. Típicamente se emplean lámparasde haz sellado PAR 56 200W 30V montadas en columnas. Se han llegado a construirsistemas de hasta 2x96 lámparas, y mas pequeños de 3-6 lámparas para generar unsolo sector.Una ventaja importante de esta disposición es que si una de ellas se funde, solamentese produce una disminución en la intensidad luminosa en una parte del sector y suslímites, minimizado por el efecto solape de las lámparas restantes. Normalmente sedisponen sistemas redundantes, principal y de reserva.

3.4 Luces direccionales.

FuncionamientoUtilizando reflectores, este tipo de luces se emplean normalmente para generarsectores luminosos en un arco de horizonte, cubriendo un área de peligro, con un bajocoste. PrestacionesLa mayoría de los fabricantes de AtoN comercializan este tipo de luces. En este casose considera un aparato fabricado bajo especificaciones del US Coastguard,consistente en una lámpara situada en el foco de un espejo parabólico de cotas muyprecisas. Esto genera un haz de luz de rayos casi paralelos, difundiéndolos medianteuna lente divergente. Estos divergentes normalmente están disponibles con unasaperturas de 3°, 8º , 11º , 20º y 28º .Para crear sectores de color, existen filtros para el rojo, verde o amarillo.Son productos comerciales, pero ópticamente muy eficientes, proporcionando laposibilidad de conseguir sectores simples con un bajo coste.

3.5 Luces de sectores de haz divergente (Laser)

Principio de funcionamientoLos proyectores de Laser se han utilizado en sus dos modalidades, de alta y bajapotencia. En alta potencia se proyecta una línea direccional que ilumina las partículassuspendidas en la atmósfera. En baja potencia se proyecta un haz artificialmenteaumentado en su ancho por medios ópticos, directamente sobre el navegante.Ambos sistemas proporcionan muchas ventajas en términos de precisión y alcancediurno, pero también problemas con respecto a seguridad, coste, mantenimiento,consumos en el modelo de alta potencia, y vida útil del sistema proyector.Un Laser es un dispositivo que produce un haz coherente de partículas colimadas deluz monocromática. Si bien hay distintos tipos de Laser disponibles en el mercado,para aplicaciones marítimas son aconsejables, por su robustez y eficiencia energética,el de estado sólido para generar verdes y el semiconductores para los rojos. El Laserse debe tener en cuenta en aquellas necesidades que requieran una alta intensidad y unhaz luminoso muy preciso.

Tipos de Laser para luces de sectores.• El directamente proyectado sobre el navegante (requiere poca potencia y es eficaz

en cualquier condición meteorológica).• El que utiliza la dispersión en la atmósfera (necesita mucha potencia y es eficaz

solo de noche y con suficientes partículas en suspensión en el aire).

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Aspectos técnicos.El Laser consigue un fino haz de luz concentrado y de alta potencia ( como fuente deluz altamente direccional).

• ~0.1 grados con óptica de 25 mm de diámetro.

• Se comporta como una fuente puntual (del orden de micrómetros) ( en lamayoría de los casos no se tiene en cuenta su tamaño a efectos de diseño).

• Luz monocromática (ancho de banda muy estrecho)

Potencia del Láser 20-300 mW (un puntero de Láser tiene 1-5 mW)Todavía están en fase de prototipo, y solo unas pocas unidades están en pruebas.

Figura 3.13 Esquema básico de generar sectores mediante haz divergente empleandodos pulsos de Láser.

Hay que tomar precauciones con la posible alta intensidad del haz Láser, eincrementar con sistemas ópticos su ancho cuando el usuario lo observa directamente.

3.6 Luces de sectores en ópticas giratorias.

Es muy complicado generar sectores de color con este tipo de ópticas.La amplia superficie que presenta como fuente luminosa el panel óptico y su grandimensión horizontal, implicarían la colocación del filtro a una inaceptable grandistancia de la óptica, para poder definir los límites del sector con precisión. Si senecesita un sector coloreado en donde existe una óptica giratoria, el recurso normal esla instalación de un luz subsidiaria con óptica de horizonte y filtros. También sepodría sustituir la óptica giratoria por una fija de gran distancia focal y loscorrespondientes filtros, pero a costa de perder intensidad luminosa en la observacióndel sector.En aplicaciones donde no se necesite una elevada precisión para balizar un peligro, sepodrían generar sectores de color con la instalación de filtros sin dejar de utilizar laóptica de rotación.

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Sin embargo se ha conseguido con éxito generar sectores de color en las modernasópticas giratorias de pequeño diámetro, con lámparas de haz sellado de alta intensidadinstaladas verticalmente como fuente luminosa.

4 CONSIDERACIONES ADICIONALES

4.1 Diseño y especificaciones de luces de sectores.Se recomiendan los siguientes pasos a la hora de preparar el diseño técnico para unaluz de sectores.

Solo Noche o Día + NocheLa primera consideración es si se requiere una señal solo nocturna o bien nocturna ydiurna. Si se necesita una señal diurna y nocturna se debe decidir el método dereducción de intensidad. Esto puede afectar a la elección del aparato óptico.

Cálculo de la intensidad luminosaLa intensidad viene determinada por el alcance que se requiera y las condiciones bajolas cuales será vista (transparencia atmosférica, nivel de iluminación de fondo).Deberán consultarse las recomendaciones de la IALA.

Elección del ángulo subtendidoHay una relación inversa entre el ángulo subtendido y la intensidad luminosa –cuantomayor sea el arco de sector menor la intensidad (para una lámpara dada) (esto esespecífico para proyectores).

Elección de lámparaEl alcance que se requiere, el aparato óptico y la fuente de energía disponible,condicionarán el tipo y potencia de la lámpara. Las luces de sectores alimentadas conenergías renovables como paneles solares o aerogeneradores, tendrán generalmentelámparas de baja potencia o LEDs en combinación con lentes de alta eficiencia.

Opción de Límite OscilanteEsta opción usada en aparatos ópticos PEL es útil en aplicaciones muy precisas,donde se necesita advertir rápidamente de la desviación (o aproximación) a un sector.En lugares con problemas de disponibilidad energética, puede no ser conveniente suuso debido a los largos periodos de luz que se necesitan para que sea efectivo.Determinación de los ángulos individuales cada sectorCada sector se configura para un fin determinado. Para la mayoría de las señales seeligen sectores rojo, blanco y verde. Las indicaciones de los sectores se especifican deizquierda a derecha, con demoras verdaderas contadas desde la mar, con rojo a babor(Sistema A) o a estribor (Sistema B). Se calcularán las demoras y arcos necesariospara cada sector.

Comprobación de la divergencia verticalTrazar el perfil vertical proyectado por la luz y el área donde es visible. Comprobarque los navegantes en embarcaciones con distintas alturas de puente de gobierno,cercanos o alejados de la señal, caen dentro de la zona de divergencia vertical de laluz.

Concretar la característicaElegir la característica de la luz, teniendo en cuenta las de otras señales adyacentes.En general, una duración de destello más largo facilita una mejor identificación. Parasistemas con energías renovables, el consumo adicional de energía originado por unalarga duración del destello debe ser compensada con la capacidad del sistema dealimentación para proporcionar la energía necesaria.

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Reducción de intensidad nocturna (si es necesario)Cuando la luz de sectores funciona día y noche es frecuente reducir la intensidad denoche. La intensidad nocturna será un determinado tanto por ciento menor que ladiurna.

Reducción de la intensidad en el sector blanco: si o noLa intensidad en el sector blanco se pude reducir un 50% usando un filtro neutro paraecualizar las intensidades con los sectores de color.

Reflejos

Asegurarse que no hay reflejos indeseados de los cristales de la linterna, montantes,obstrucciones, etc.

Conexión a otros dispositivosPrever el si es necesario la conexión o sincronización con otras señales, controlesespeciales, monitorización.

4.2 Estructuras de soporteAl igual que con todas las estructuras de “AtoN”, el diseño y los materiales utilizadosen la construcción de luces de sectores deberían ser capaces de resistir las cargas deviento en la zona durante los temporales y ser resistentes a la corrosión provocada porel ambiente salino. El diseño de estas debería tener en cuenta los accesos para facilitarel mantenimiento.Puesto que las demoras definidas por los sectores deben de ser muy precisas, lasestructuras de soporte tienen que ser particularmente resistentes a las torsiones paraasegurar que estas se mantienen con exactitud.

4.3 Consideraciones de la instalaciónLos reflejos pueden ser particularmente importantes por el riesgo de que la luzreflejada sea confundida por el navegante con la verdadera luz del sector. Alinstalarlas se debe tener cuidado para impedir reflejos de los cristales de la linterna osombras en o cerca del sector.El funcionamiento correcto de una luz de sectores depende de un buen mantenimientoperiódico además de un buen diseño inicial. Debe asegurarse un fácil acceso a la señala fin de poder cambiar las lámparas, limpiar las lentes, etc.

4.4 Verificación del sectorComo las luces de sectores generalmente son empleadas para asegurar la navegaciónde embarcaciones en canales muy precisos es esencial una cuidadosa y meticulosaverificación de los sectores de luz para asegurar su exactitud.ObjetivosEl objetivo en la verificación de los sectores es fijar la dirección, medir la distanciadesde el límite del sector a un peligro o la zona de cambio de rumbo.El sector navegable generalmente es el blanco. Es un canal libre de peligros o indicaun área de cambio de rumbo. En la figura 1, el sector navegable esta marcado por ,mientras los sectores no navegables están indicados por .Los límites entre los sectores navegables y los no navegables, a menudo no sonextremadamente precisos.

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Figura 4.1

Un faro o baliza se supone que es utilizable cuando el navegante es capaz dedeterminer su posición sin dificultad bajo buenas condiciones de visibilidad y sinprismáticos,

Límites lateralesZona de incertidumbre

Zona de incertidumbre

=Sector pricipal blanco

=Sector no navegable

Sector principal blanco

Un circulo indica los lugares adecuados para lainspección (observación) de los sectores principales. La luzdebe apreciarse claramente.

El cuadrado indica los lugares adecuados para lainspección (observación) de las zonas de transición. Sedetermina donde ocurre el cambio de color.

El número del circulo o cuadrado indica la cantidad deobservaciones.

Verde

Rojo

Rojo

Verde

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Preparación para la mediciónLa medición de los sectores debería llevarse a cabo por, al menos, dos observadoresexpertos. Las comprobaciones deberían hacerse con buenas condicionesmeteorológicas, preferiblemente con el aire limpio y transparente. Las observacioneshechas a largas distancias se llevaran a cabo en completa oscuridad.Antes de efectuar las comprobaciones se revisará la instalación para asegurarnos queestá funcionando correctamente y que los cristales, lentes, etc, están limpios. Esrecomendable, cuando la luz tiene largas ocultaciones, alterar la característica a luzfija, e indudablemente notificar un “Aviso a los Navegantes”. Si la determinación delos límites del sector es hecha en tiempo frío, puede existir riesgo de nevadas o hielosobre la señal, y se hace más difícil una medición precisa y posiblemente conduzca aunos resultados incorrectos.Si la revisión da lugar a interferencias con el tráfico normal de barcos debido a losdesplazamientos de la embarcación de inspección, por nuevas o inusuales señalesluminosas o alteraciones en los faros, se debe tener la precaución de informar a losCentros de Control de Tráfico Marítimo, para la emisión de los correspondientes“Avisos a los Navegantes”

Determinación de la posiciónLa disponibilidad de GPS y DGPS, ha simplificado enormemente el proceso deregistrar en las cartas exactamente los resultados de las “revisiones de campo” en loque a los límites del sector se refiere.

Método de mediciónSi se mide el ángulo de incertidumbre en el borde del sector, se debe determinar ellímite entre el blanco “limpio” y la luz apreciablemente coloreada. En otros casos, lafrontera entre dos sectores coloreados se sitúa en el centro de la zona donde tienelugar la transición del color. Entre el blanco y sectores de color, se deberá medir lazona de transición.Se determinará el sector de incertidumbre para todos los sectores principales y ademásdonde, desde el punto de vista de la navegación, se desee precisar cuidadosamente ellímite entre dos sectores. A corta distancia del faro, el sector de incertidumbre puedeser a veces muy pequeño y por tanto no es necesario medirlo.

Mediciones desde tierraCuando se revisa desde tierra, los observadores atraviesan lateralmente los límites ymiden cuidadosamente la zona de transición. Se anota la posición de la línea delcambio y se registra sobre la carta. Se puede llevar a cabo la revisión de día si lasluces son visibles.

Medición desde una embarcaciónLa verificación se lleva a cabo mediante un número de posiciones diferentes como seindica en la figura 5.2, para asegurar que los sectores están correctamente definidos entoda su zona.

27

Figura 4.2 Comprobación del sector mediante embarcación

El procedimiento consiste en moverse transversalmente a través del límite lateral delsector de luz blanca y el de color adyacente. En cada transición, se anota la posición,usando coordenadas GPS, en la cual la luz blanca es nítidamente reconocible y la luzde color es claramente identificable. La distancia entre las observaciones en cadalugar debe ser lo bastante grande para que pueda verse sobre la carta. Esto se repetirádesde diversas posiciones a lo largo de los sectores como se sugiere en la figura 5.2.Las posiciones son trasladadas a la carta para determinar los límites precisos de lossectores y el ángulo de incertidumbre. *(Ver Anexo)

Figura 4.3 Método de efectuar comprobaciones

Medidas cercanas al peligroprotegido por el sector

Límite determinado para elsector blanco

Zona deincertidumbre

Limite de visionclara del blanco

El número de observaciones depende de lalongitud del límite

Al menos 2 puntos (normalmente 3 o 4) sedeben comprobar. Uno cercano y otroexterior al límite. Para determinar elángulo de incertidumbre es importantediseminar las observaciones.

Cada grupo de medición tienecuatro observaciones

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Donde no es posible el posicionamiento electrónico de la embarcación, el límite delsector deberá balizarse colocando marcas en tierra o boyas fondeadas con tres muertosen triángulo, para que puedan mantener su posición. La embarcación de inspección seenfila con esas marcas fijas, y se ajusta el límite del sector con el observador tomandodemoras desde el barco.

4.5 Efectos de las condiciones meteorológicasA los navegantes que utilizan ayudas provistas de sectores coloreados, se les adviertede ciertos riesgos durante la estación fría, al ser a veces difícil bajo estas condiciones,el determinar el color de la luz en las zonas de transición.La amplitud de los ángulos de incertidumbre puede aumentar debido a la nieve, lasheladas o bancos de niebla. La luz podría ser interpretada como blanca en sectoresdonde en condiciones normales se vería de color. También podría aparecer una luzfalsa en los sectores oscuros, generada desde sectores adyacentes.Al navegar con estas ayudas bajo estas condiciones meteorológicas es muyimportante, por consiguiente, asegurarse de que el buque está en la derrota correctaefectuando cuidadosas y frecuentes tomas de situación.Se deberían reflejar estos riesgos mediante la emisión periódica de “Avisos a losNavegantes”.

4.6 FotometríaPara luces proyectadas, es posible determinar y medir el ángulo de incertidumbre enlaboratorio mediante un fotómetro. (Ver Recomendación IALA para la Determinación de la Intensidad Luminosa en unaAyuda Visual a la Navegación, Diciembre 1977, sobre fotometría en ayudas a lanavegación marítima luminosas)La distribución horizontal de luz I(α), se mide como función de un ángulo. En lamayoría de los casos la intensidad luminosa variará al movernos de un sector a otro(La intensidad en la zona de incertidumbre se llama α F, y la resolución angular α S

αα

F

Sα

I

Figura 4.4 Intensidad en función del ángulo

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Sectores con diferentes características

Cuando los sectores se diferencian solo por la característica, es necesario encender elsector a medir y apagar todos los demás. La intensidad luminosa disminuirá de 100%a 0% cuando nos movamos a través del ángulo de incertidumbre.Se puede definir el ángulo de incertidumbre por el cambio de intensidad luminosa. Ladefinición fotométrica del ángulo de incertidumbre ∆α U es la distancia angular en lacual la intensidad luminosa cambia del 90 al 10%.

α

I

100%90%

10%

50%

∆α U

active sector inactive sector

Figura 4.5 Variación de la intensidad al cruzar el límite del sector.

Sectores con diferentes colores:

Cuando los sectores se diferencian por el color, habrá un cambio de intensidad y decolor al hacer la transición al adyacente. El ángulo de incertidumbre debería definirsecomo la distancia angular a partir del punto en el cual el color deja la zonaespecificada por la IALA para el sector de color primario, y el punto en el que el colorentra en la zona especificada para el color secundario.

α

I

100%

10%

∆α U

white sector coloured sectorlight colour leaves preferred region for white light

light colour enters the preferred region for red / green light

Figura 4.6 Cambio de color al atravesar el límite del sector.

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Requisitos geométricos para medir el ángulo de incertidumbre de un proyector

La medida fotométrica exacta del sector de incertidumbre depende del ángulo deresolución del goniómetro. Para medir la zona de incertidumbre es necesario que laresolución angular (αS) del goniómetro sea mucho menor que el ángulo deincertidumbre previsto (α F )(figura 4.4).

αs << αF

La proporción mínima debería ser 5: αs ≤ αF / 5Para evitar la dispersión de la intensidad por efectos geométricos, se recomienda que:- el diámetro del sensor del fotómetro (αS) sea capaz de contener el haz de luz de

salida del objetivo del proyector.- recíprocamente, el diámetro de la pupila de salida del proyector sea menor que el

del área activa del sensor del fotómetro.

2R

Dph

d

projectorsector lightlens diameter 2R

photometer headdiameter of the

active sensor areaDph

2R

Dph

2R

Dph

α ph

objα

Figura 4.7 Medidas fotométricas.

Se debe cumplir entonces:

- Dph / d = αph ≤ αS

- 2R / d = αobj ≤ αS

Dph diámetro del área activa del sensor del fotómetro

d distancia de medición / distancia recorrida

R Radio de la pupila de salida del proyector

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4.7 Luces de sectores en vez de enfilaciones para marcar un canalEl canal es considerado como un rectángulo (IALA E-112: segmento útil). El anchodel sector principal (blanco) aumenta con la distancia, entre la señal y el observador.Para asegurar que el sector principal señaliza el canal seguro, la amplitud del mismoen la parte mas alejada del segmento útil (E112), debe ser menor que el ancho delsegmento en ese punto final.

position of thesector light

leading sector

fairwayrectangle

warning sector

warning sector

farthest point of useful segment

Figura 4.8 Esquema del sector.

De cualquier forma, el sector blanco en el punto más alejado debería ser menor que laanchura del canal.- La zona angular de incertidumbre ∆B (∆α U) debería estar dentro de la anchura B.- Se debería tener en cuenta la manga del buque Bvessel. Cuando el observador

situado en la línea de crujía reconoce el cambio de sector, la mitad de la mangaestá fuera de la enfilación.

- . Como aspectos adicionales (ver 1.3) habrá que tener en cuenta la precisión en latoma de datos de la posición y las curvas de evolución de los buques en su cambiode rumbo. Estos aspectos deberían incluirse en un valor Badd.

El sector principal de la luz Bsecure (ángulo de incertidumbre no incluido) debe cumplircon la siguiente relación:

Bsecure ≤ B - Bvessel - 2*∆B(∆αU) - 2*Badd.En la zona de cambio de rumbo mas cercana a la enfilación, se recomienda que elancho del sector blanco sea por lo menos dos veces la manga del buque mayor que seprevea va a usar la luz. La señal, por tanto, tendrá que estar ubicada a una distanciaconsiderable de esta zona para poder conseguir esta recomendación. Por ejemplo, si laanchura angular es 10, y la manga del barco mayor es de 20 metros, la anchuraangular debería ser por lo menos 40 metros, y la luz debería estar situada a unadistancia de, por lo menos, 2300 m. del área de cambio de rumbo.

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5 BIBLIOGRAFÍA1. Pasi Orrevetelainen, Boundary Issues of an LED Sector Light, Helsinki

University of Technology, 2003.

2. IALA Engineering Environment and Preservation of Historic LighthousesCommittee, EEP4 Input EEP4/6l/2, LED Sector light, F. Hermann, C.Mauel,Traffic Technologies Centre, Koblenz, Germany.

3. PEL Sector Lights, Vega Industries, Heriot Drive, Porirua 6006, NewZealand.

4. IALA Recommendation for a definition of the nominal daytime range ofmaritime signal lights intended for the guidance of shipping by day, April1974. IALA.

5. IALA Navguide 2001 Edition 4, Section 3.4.1. IALA, 2001.

6. IALA Recommendation on the Determination of the Luminous intensity of amarine aid to navigation light, IALA December 1977.

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ANEXO 1 - DEFINICIONESLuz de Sectores. Una luz de sectores es una ayuda a la navegación marítima quemuestra diferentes colores y/o ritmos en arcos de horizonte determinados. El color dela luz proporciona información direccional al navegante. Un sector o un límite entredos sectores puede indicar un canal, una zona de cambio de rumbo, una unión conotros canales, un peligro o alguna otra situación de interés para la navegación.Zona Límite del Sector La zona límite del sector es percibida por el observadorcomo un cambio de una apariencia a otra. El navegante ve una mezcla de lasapariencias de los dos sectores. Cada sector se distingue por su color, ritmo o unacombinación de ambos. Entre sectores hay una zona de transición donde elobservador es incapaz de distinguir en cual de los dos se encuentra.Para luces de sectores que usen solo el color como apariencia, los valores de colorestán definidos por las recomendaciones sobre coordenadas cromáticas de la IALA.

Como práctica, sin embargo, la zona de incertidumbre se determina por laobservación, si las características de cada sector pueden medirse por un observador.

Resolución en la zona límite. En la frontera entre un sector blanco y uno de color (ejrojo) hay un pequeño ángulo de transición dentro del cual el color no escompletamente blanco ni rojo. La resolución es el menor ángulo sobre el cual seproduce un cambio completo de color.Angulo de incertidumbre. Es el ángulo horizontal que abarca la zona de indefiniciónen el límite del alcance de un sector luminoso.A causa de las características propias de la fuente luminosa y el solape entre colores yritmos, el cambio en la apariencia entre sectores adyacentes no se producedrásticamente. Esa zona de transición en el límite del alcance se denomina “ángulo deincertidumbre”.

Filtro de Pantalla. Pantalla opaca con un perfil lateral muy agudo que reduce ladispersión del haz de luz que incide sobre él, disminuyendo el ángulo deincertidumbre.

Divergencia Vertical. Es el ángulo total proyectado en el plano vertical. El factor dereducción de intensidad debe darse asociado a la divergencia vertical (normalmenteun 10%).Límite oscilante. Es un método de proporcionar al navegante mas información sobrela situación cercana al límite del sector, creando una característica luminosa condestellos de colores alternativos.

sectors (white sector shown yellow):green sector (Oc)white sector (Oc)white sector (fixed)white sector (Fl)red sector (Fl)

position of thesector light

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Ángulo subtendido. Es el valor del ángulo proyectado en el plano horizontal. El hazbásico proyectado es circular en un corte efectuado transversalmente. Apareceenmascarado por detrás del rectángulo en el diagrama.

Figure 1.3 Ángulo subtendido del haz proyectado.

Precisión del sector. A causa de las tolerancias en la fabricación de lentes, filtros,y a los procesos de montaje, la disposición de los límites del sector previsto puedediferir ligeramente de la real. La Precisión es el ángulo máximo entre los límitesde sectores previstos y los reales.

Intensidad y Alcance. La cantidad de energía luminosa emitida en unadeterminada dirección se denomina Intensidad Luminosa. Su unidad es laCandela. Un aumento de intensidad proporciona un aumento de alcance luminoso,aunque el alcance también depende de la transparencia atmosférica y el nivel deluminosidad de fondo.

*(N del T) Debe tenerse la precaución de verificar la concordancia del Datum dela carta náutica utilizada en las comprobaciones del sector, con el proporcionadopor el GPS (WGS 84). En el caso de no coincidencia se pueden producir erroresimportantes en la traslación a la carta de las situaciones obtenidas en lascomprobaciones.

Sección lateral del hazproyectado

Haz proyectado sin los filtrosinstalados

A. s

ubte

ndid

o

Vista cenital