El Sistema AIS (Automatic Identification System) (Clase 72)

Viene de: El Radar (Capitulo 71)

El sistema AIS es un sistema de difusión para buques que funciona en la banda marítima de VHF y puede procesar y proporcionar una enorme cantidad de informes, respecto de los buques que se encuentran navegando, y actualizándolos con una velocidad de hasta dos segundos.

El sistema permite que aparezca una marca, sobre una carta electrónica, de cada barco que se encuentra al alcance de la radio VHF, y puede a su vez indicar el rumbo y la velocidad de cada uno de ellos. El operador del equipo puede hacer “click” en cualquiera de las marcas, y el sistema brinda una enorme cantidad de información del barco seleccionado, como por ejemplo: nombre del barco, procedencia, destino, rumbo, velocidad, indicativo, número de registro, etc. Puede además disponerse de información adicional sobre maniobras, punto de acercamiento más próximo antes de entrar en colisión, tiempo restante para llegar a dicho punto, alarmas de proximidad, y todo ello con mayor precisión y detalle del que proporcionaría un radar convencional.

Al obtener toda esta información, el capitán de la embarcación puede contactarse por VHF con el buque directamente por su nombre, y también se pueden enviar y recibir mensajes por email.

El AIS fue aprobado por la Organización Marítima Internacional en el año 2002 con un calendario de implementación según las características de cada buque en particular, comenzando el 31 de diciembre de 2004. El AIS de tipo estándar es obligatorio para los buques sometidos al Convenio SOLAS con las siguientes características:

• Buques con arqueo bruto superior a 500 Gigatoneladas.

• Buques en viaje internacional con arqueo bruto superior a 300 Gigatoneladas.

• Todos los buques de pasaje, independientemente de su tamaño.

En la actualidad ya se han desarrollados equipos AIS de bajo costo para embarcaciones deportivas, aunque no es obligatorio su uso.

Para los más curiosos

En la actualidad, cuando se habla de navegación electrónica, se hace referencia casi con exclusividad al sistema GPS que, como dijimos, basa su funcionamiento en el principio de la triangulación. Este principio, en realidad, comenzó a usarse muchos años antes por sistemas de posicionamiento basados en la recepción de señales de radio emitidas desde estaciones terrestres o marítimas, fijas o móviles (radiofaros marítimos, estaciones de radiodifusión, radiobalizas de socorro, etc.) y que permitían obtener la posición de un barco en el mar.

Fue durante la Segunda Guerra Mundial que se desarrollaron rápidamente sistemas como el Radiogoniómetro, el Loran y el Decca, que requerían de complejas instalaciones terrestres interconectadas entre sí. Estos sistemas se basaban en la transmisión de las ya mencionadas “ondas de radio”. El primero de todos ellos en utilizarse de manera generalizada fue el Radiogoniómetro.

Algunos años más tarde, en 1959, el lanzamiento del satélite espacial estadounidense Vanguard demostró claramente que la utilización de señales de radio enviadas desde el espacio era sensiblemente más eficiente para situarse en el mar que las antiguas ondas de radio transmitidas desde Tierra. Las interferencias atmosféricas y la propia curvatura terrestre, que hasta entonces generaban ciertas dificultades y errores en el posicionamiento, ya no serían un inconveniente serio si se lograba colocar transmisores en el espacio que emitiesen señales codificadas a la Tierra de manera permanente. Por otra parte, este sistema lograría cubrir extensiones mucho mayores que las utilizadas hasta entonces, ya que sistemas como el Loran eran solamente operativos en el Hemisferio Norte. El precursor del GPS que hoy todos conocemos fue el sistema implementado por la NASA en el año 1965, conocido como “TRANSIT”.

El sistema Transit contaba con seis satélites que orbitaban a muy baja altura en zonas polares, razón por la cual su disponibilidad operativa no era permanente, y las tropas que utilizaban este servicio debían esperar algunas horas a que la posición de los satélites resultase favorable para obtener su situación geográfica, siendo el error típico del sistema cercano a los 250 metros.

Paralelamente, y por razones obvias, el gobierno Soviético había logrado desarrollar un sistema denominado “TSICADA”, de similares características al americano. Esto obligó al Departamento de Defensa de los Estados Unidos a desarrollar el proyecto que concluiría con el Global Positioning System (GPS) que hoy todos conocemos.

El proyecto preveía la puesta en órbita de 24 satélites capaces de brindar cobertura permanente y global (en todo el planeta). La empresa ganadora de la licitación fue la Rockwell, a la cual se le encomendó la construcción de 28 satélites, dotados cada uno de un reloj atómico. El primero de dichos satélites fue puesto en órbita en el año 1978, quedando operativo todo el sistema en el año 1983, exclusivamente con fines militares.

En el año 1984, un avión civil de la Korean Airlines fue derribado por la Unión Soviética cuando este, por error, invadió su espacio aéreo. Esto motivó al gobierno del entonces presidente de los Estados Unidos, Ronald Reagan, a liberar el sistema de posicionamiento global al uso civil, aunque impuso ciertas restricciones en la precisión de los aparatos receptores, a fin de que el error de posicionamiento fuese mayor que el utilizado con fines militares. Por entonces, un GPS civil podía establecer la posición de un usuario con una precisión de hasta 20 metros.

A partir de la denominada “Guerra del Golfo”, en el año 1991, se puso en marcha el sistema denominado “GPS Diferencial”, que permitía lograr una exactitud en la situación de menos de 3 metros, aunque solo disponible con fines militares. Recién en el año 2000 el presidente Bill Clinton ordenó eliminar el error introducido en los relojes atómicos de los satélites, permitiendo su utilización sin restricciones al uso civil, lo cual desató un boom de crecimiento en la comercialización de dispositivos GPS en todo el planeta. En la actualidad, los equipos GPS se han incorporado tanto a las computadoras personales como a los teléfonos celulares, extendiéndose su utilización no solo a la navegación aérea y marítima, sino también al transporte terrestre.

Paralelamente al desarrollo de los sistemas de posicionamiento, las ondas de radio fueron útiles para coronar la invención de otro dispositivo sumamente útil en navegación: el Radar.

Los primeros experimentos con ondas de radio se deben al célebre físico alemán Heinrich Hertz, quien determinó que dichas ondas podían ser transmitidas y reflejadas por diferentes materiales, desarrollando además un método para medir su velocidad.

En realidad, todos los autores coinciden en atribuirle la invención del primer dispositivo de Radar al científico alemán Christian Hülsmeyer, quien en el año 1904 patentó su “Teleobiloscopio”. Este artefacto era capaz de detectar ecos provenientes de objetos a unos 4 kilómetros de distancia, utilizando los principios de las ondas electromagnéticas, enunciadas teóricamente por Maxwell y puestos en práctica por el mencionado Hertz.

El Teleobiloscopio fue ofrecido al uso marítimo, fundamentalmente después del hundimiento del Titanic, pero no generó el interés esperado y cayó en el olvido. Algunos años más tarde, los científicos británicos Appleton y Barnett y los norteamericanos Breit y Tuye, lograron medir la ionósfera terrestre utilizando un transmisor de ondas de radio.

La tecnología en la medición de distancias a través de ondas de radio se inició en Alemania en 1933, año en el que Hitler toma el poder, mientras que en 1934 los rusos logran por primera vez detectar aviones en un rango de 70 kilómetros. Pero es recién en el año 1935 que el sistema de Radar toma un impulso definitivo gracias a Sir Robert Watson Watt (físico y director del Laboratorio de Investigación de Radio), quien llevó a cabo el experimento “Daventry”. En dicho experimento, Watt demostró con éxito la detección de un avión por medio de un equipo de radio, a partir del cual se ordenó desarrollar un sistema de radar completo.

Este fue el puntapié inicial para la construcción de la primera red de radares llamada “Chain Home”, la que estuvo operativa a partir del año 1937 y cuya finalidad era la detección de aviones enemigos.

En realidad, el desarrollo del sistema de Radar de Watson Watt fue puramente accidental. En los días previos a la II Guerra Mundial, Robert Watson Watt y su ayudante, el físico Arnold Wilkins, se encontraban a cargo de la investigación de una nueva arma que sería utilizada en la guerra: el “rayo de la muerte”. La idea original de Watt era emitir una onda que permitiera elevar la temperatura de la cabina del piloto atacante a 41° C para dejarle incapacitado, algo que el propio Wilkins descartó por completo luego de efectuar numerosos cálculos. A pesar del fracaso, el hecho de que el rayo de la muerte no fuera posible, atrajo la idea de poder utilizar el principio para detectar aviones, a partir de lo cual se suscitaron una serie de hechos que culminaron con la invención del radar.

Otro campo en donde la electrónica aplicada a la navegación tuvo enorme importancia es el de las comunicaciones. Y es también en esa área, en la que el descubrimiento de las ondas electromagnéticas efectuado por el ya mencionado Heirnich Hertz fue de vital importancia. No obstante, la idea de utilizar ondas para transmitir mensajes entre dos puntos distantes entre sí no era nueva. Por entonces ya se utilizaba un dispositivo conocido como “heliógrafo”, que permitía transmitir mensajes a partir de un haz lumínico que se interrumpía obturando la fuente de luz, a fin de producir señales utilizando el código Morse. Es claro que las propiedades de las ondas de radio superarían ampliamente a las de la luz con el objeto de enviar mensajes, ya que a pesar de sufrir atenuaciones, éstas pueden ser fácilmente detectadas y amplificadas y tienen la facultad de propagarse a través de enormes distancias, cosa imposible de lograr a partir de rayos lumínicos. Pero para que su utilización fuese posible, hubo que esperar varios años hasta la evolución de la electrónica, ciencia a partir de la cual las radiocomunicaciones han crecido de manera simultánea.

Uno de los elementos clave en todas las transmisiones por radio fue la antena, y fueron varios los científicos que hicieron sus aportes en esa área. El mismo Hertz utilizaba un aro, muy similar a las antenas circulares de los radiogoniómetros, para detectar la radiación electromagnética en sus experimentos. En el año 1879, el científico David Edward Hughes pudo comprobar que su antena detectaba señales de radio procedentes de un dispositivo emisor de chispas, que había ubicado a unos cien metros de distancia.

Años más tarde, el físico inglés Oliver Joseph Lodge, perfeccionó el método creado por Hughes y diseñó un dispositivo al que denominó “cohesor” que detectaba mucho mejor las ondas de radio que el creado por Hughes.

En el año 1896, el célebre Guglielmo Marconi, consigue mejorar y perfeccionar el cohesor, al iniciar sus experiencias conectándolo con osciladores de chispas y antenas rudimentarias. Ese mismo año logra transmitir señales desde una distancia de 1.600 metros, lo que le posibilita conseguir su primera patente inglesa. Un año después, en 1897, logra establecer una comunicación desde la costa con un barco en alta mar a unos 30 kilómetros de distancia de la base transmisora, mientras que en el 1899 establece la primera comunicación comercial entre Inglaterra y Francia.

A partir de principios del siglo XX (1901 – 1902) ya había logrado efectuar con éxito comunicaciones permanentes de un lado a otro del Atlántico, y eran frecuentes las transmisiones entre buques y estaciones en la costa. Esto le valió el Premio Nobel de Física en el año 1909.

A partir de allí fueron perfeccionándose las comunicaciones, introduciéndose mejoras técnicas tanto en las antenas como en los transmisores y receptores, siendo el punto de inflexión más importante en el avance de las radiocomunicaciones el descubrimiento efectuado por el inglés John Fleming, a partir del invento de Thomas Alba Edison: la válvula electrónica.

La válvula electrónica fue sin dudas el gran descubrimiento de la época, y su construcción ha ido paulatinamente desarrollándose a medida que se utilizaba con distintos fines (osciladores, amplificadores, etc.), logrando mejorar enormemente la calidad en las comunicaciones. A mediados del siglo XX se produce el hito que revolucionaría definitivamente la electrónica, y con ella las radiocomunicaciones: el descubrimiento de los semiconductores (transistores). Su invención ha sido de vital importancia para lograr equipos mucho más pequeños, livianos y transportables, además de reducir enormemente los consumos de energía eléctrica.

De allí hasta nuestros días, la evolución en los sistemas de comunicación ha sido vertiginosa.

Darío G. Fernández
Director del ISNDF

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