Cómo medir la velocidad real de tu barco con GPS

Introducción

Tu corredera marca 6,2 nudos (7,1 mph)6,2 nudos (11,5 km/h). El teléfono sujeto al puesto de gobierno dice 7,4 nudos (8,5 mph)7,4 nudos (13,7 km/h). Mismo barco, mismo segundo, dos cifras separadas por más de un nudo. ¿Cuál miente?

Ninguna. La corredera mide a qué velocidad pasa el agua junto al casco; el GPS mide a qué velocidad se desplaza el casco sobre el fondo. Lo que las separa es la corriente en la que estás navegando, mezclada con el error que arrastre tu corredera. Una prueba de velocidad existe precisamente para separar esas dos cosas, y no lleva más de diez minutos.

Puntos clave

• Tu corredera mide la velocidad respecto al agua; el GPS mide la velocidad sobre el fondo. En un rumbo directamente a favor o en contra de la corriente, la diferencia entre ambas es la corriente más cualquier error de la corredera.
• Una sola pasada no sirve para medir tu barco (esa cifra sí es una velocidad sobre el fondo perfectamente válida para navegar). Recorre el mismo tramo en los dos sentidos y promedia las dos: una corriente constante se anula a sí misma de forma exacta.
• La media de la doble pasada es tu velocidad respecto al agua. Esa media, y no una sola pasada de GPS, es la referencia con la que se calibra la corredera; calibrar con una única pasada deja la corriente grabada dentro del instrumento.
• La media es el número honesto. Una máxima es un pico de un segundo: te habla de una ola, no de tu barco.
• 1 nudo = 1 milla náutica por hora = 1,15078 mph1,852 km/h, y la milla náutica son 1.852 metros (6.076 pies)1.852 metros exactos por definición.

Por qué se desvían los instrumentos de tu propio barco

Los instrumentos náuticos de velocidad no son mala ingeniería. Son ingeniería antigua, y todos ellos miden algo que hace de sustituto de la velocidad en lugar de la velocidad misma.

La rueda de paletas cuenta vueltas, no avance. La corredera más común en los barcos de serie es una pequeña rueda de paletas (rodete) montada en un pasacascos. El agua la hace girar, un imán excita un captador y la pantalla convierte esos pulsos en nudos usando una constante grabada en fábrica: una constante que da por hecho que el rodete está limpio, que el rodamiento gira libre y que el flujo que le llega no está perturbado. Las tres cosas se degradan. Una temporada de limo e incrustaciones añade rozamiento, el rodete gira más despacio que el agua que lo rodea y el instrumento marca por debajo. Es el mismo modo de fallo que el de un auto que cuenta vueltas de rueda y da por supuesto un diámetro de neumático: exactamente la razón por la que la velocidad GPS es más confiable que el velocímetro del propio vehículo.

El tubo de pitot mide presión, no velocidad. Las lanchas rápidas de casco planeador suelen montar una toma orientada hacia proa que capta la presión del agua que entra por ella. La presión crece con el cuadrado de la velocidad, así que el manómetro es muy vivo en la parte alta del rango y casi inútil en la baja: por debajo de unos 8–10 nudos (9–12 mph)8–10 nudos (15–19 km/h) muchos marcan por debajo, marcan de forma errática o directamente no registran nada. Además se obstruyen con facilidad —un nido de avispas durante el invierno, una brizna de alga— y una obstrucción parcial deja escapar parte de la presión captada, así que el instrumento pasa a marcar por debajo sin que nada parezca averiado.

Dónde va montado el transductor importa. Un transductor de velocidad toma muestras de la capa de agua que tu casco ya perturbó, no del mar abierto. Y hay algo peor: ese error cambia con el asiento del barco. Un barco parado flota a nivel; ese mismo barco en planeo navega con la proa arriba y con otra parte del casco mojada. Por eso una corredera puede ser razonablemente exacta a velocidad de desplazamiento y estar muy equivocada en crucero, y por eso una calibración en un solo punto rara vez arregla un barco en todo su rango.

Nada de esto se arregla desde el timón. Lo que sí está en tu mano es tener una segunda fuente de velocidad, independiente, con la que contrastar: exactamente lo que ofrece un teléfono con un velocímetro GPS para barco, sin pasacascos, sin piezas móviles y sin nada que se ensucie.

Velocidad respecto al agua frente a velocidad sobre el fondo

Hay dos respuestas legítimas a la pregunta «¿a qué velocidad va este barco?», y son magnitudes distintas.

La velocidad respecto al agua (STW) es tu velocidad relativa al agua en la que flotas: lo que mide un rodete o un tubo de pitot, y el número que importa para el trimado de las velas y para el rendimiento del casco. La velocidad sobre el fondo (SOG) es tu velocidad relativa al lecho marino: lo que mide el GPS, y el número que importa para planificar la travesía, para tu hora estimada de llegada y para saber si vas a doblar ese cabo antes de que cambie la marea.

La diferencia entre las dos es la corriente. No es una regla aproximada, es aritmética vectorial: tu movimiento sobre el fondo es tu movimiento a través del agua más el movimiento del agua misma.

Vuelve al par de cifras de la introducción. La corredera marca 6,2 nudos (7,1 mph)6,2 nudos (11,5 km/h) y el GPS marca 7,4 nudos (8,5 mph)7,4 nudos (13,7 km/h). En rumbo recto y con la corriente justo por la popa, esa diferencia de 1,2 nudos (1,4 mph)1,2 nudos (2,2 km/h) es la marea que te empuja, más el error que arrastre tu corredera. Una sola lectura no puede separar las dos cosas. Da la vuelta, navega el rumbo recíproco y esa misma marea pasa a restar: la corredera sigue marcando unos 6,2 y el GPS cae hasta unos 5,6 nudos (6,4 mph)5,6 nudos (10,4 km/h).

Entre esas dos pasadas no se rompió nada. El barco no perdió velocidad: dejaste de ir ayudado y empezaste a ir frenado, y solo el GPS se dio cuenta, porque solo él está referido a algo que no se mueve. Las dos lecturas coinciden cuando el agua está quieta y la corredera es honesta: en un lago en calma deben dar lo mismo; en un río con marea pueden discrepar en varios nudos y ser las dos correctas.

Qué mide en realidad una prueba de velocidad con GPS

Un velocímetro GPS no toma dos posiciones y divide por el tiempo. Deduce la velocidad del desplazamiento Doppler de la portadora del satélite: tu movimiento relativo a cada satélite estira o comprime la frecuencia recibida en una cantidad diminuta pero medible, y con cuatro satélites o más a la vista el receptor resuelve esos desplazamientos y obtiene un vector de velocidad en tres dimensiones. La velocidad sobre el fondo es su componente horizontal.

De ahí se siguen dos consecuencias. Es rápido, porque una medida de frecuencia no necesita un tramo largo de referencia: la lectura se asienta en uno o dos segundos tras un cambio de velocidad en lugar de ir por detrás. Y es preciso en marcha: la exactitud de posición y la de velocidad son especificaciones separadas, así que tu posición puede bailar unos metros mientras la solución de velocidad conserva un error de apenas unas décimas de nudo con el cielo despejado. La mecánica está explicada con detalle en cómo funcionan los velocímetros GPS.

Lo que el GPS no puede decirte es tu velocidad respecto al agua. No tiene manera de saber que todo el océano está derivando a dos nudos: desde el punto de vista de un satélite, el agua es paisaje. Eso no es una limitación que haya que sortear; es precisamente la propiedad que convierte al GPS en la referencia con la que contrastas todo lo demás.

La doble pasada: una prueba de velocidad que sí funciona

Si tomas una lectura GPS en un solo rumbo y la llamas «la velocidad de mi barco», has medido tu barco más lo que estuviera haciendo el agua. En una costa con marea eso puede ser una mentira de dos nudos en cualquiera de los dos sentidos.

La solución es la doble pasada, heredada de las pruebas de milla medida que los astilleros usan desde hace un siglo. Recorres el mismo tramo en los dos sentidos y promedias los dos resultados. Una corriente constante suma en una pasada y resta exactamente lo mismo en la otra, así que la media es tu velocidad con la corriente eliminada.

Cómo hacerla

1. Elige un agua que te sirva. Quieres un tramo recto y despejado, con calado suficiente para no estar peleando contra el efecto de aguas someras, fuera del canal de navegación y sin tráfico que te obligue a cambiar de rumbo a mitad de pasada. La profundidad importa más de lo que la gente supone, y no siempre en el mismo sentido: el agua somera frena a un casco de desplazamiento, mientras que un casco planeador puede llegar a navegar más rápido sobre un fondo somero. En cualquier caso la profundidad se convierte en una variable que no pretendías medir, y el caso del casco planeador es el peligroso porque infla el resultado.
2. Elige una longitud. Al menos 0,5 MN (0,58 millas terrestres)0,5 MN (0,93 km) por pasada, y 1 MN (1,15 millas terrestres)1 MN (1,85 km) si tienes espacio. Las pasadas largas promedian la variación de ola a ola; las cortas quedan dominadas por el instante que te tocó muestrear.
3. Deja que el barco se asiente antes. Sube al régimen de motor que quieras probar, mantenlo y dale tiempo al barco para alcanzar un asiento y una velocidad estables antes de empezar la pasada. En un casco planeador eso puede llevar quince o veinte segundos. El trimado, los flaps y la carga deben estar exactamente donde piensas dejarlos.
4. Haz la primera pasada con rumbo fijo, con el acelerador constante y gobernando tan recto como permitan las condiciones. No persigas con el acelerador el número de la pantalla. Anota la velocidad GPS media de la pasada.
5. Da la vuelta y navega el recíproco, mismo acelerador, mismo trimado, misma agua, sentido contrario. Traza una vuelta lo bastante amplia como para volver a estar a velocidad asentada antes de que empiece la segunda pasada.
6. Repítelo si los números no cuadran. Dos parejas de pasadas cuestan cinco minutos más y te dicen enseguida si la primera pareja estaba contaminada.

Las cuentas

Suma las dos medias y divide entre dos. Eso es todo.

Supongamos que la pasada a favor dio una media de 7,4 nudos (8,5 mph)7,4 nudos (13,7 km/h) y la pasada en contra dio una media de 5,6 nudos (6,4 mph)5,6 nudos (10,4 km/h):

velocidad real = (7,4 + 5,6) / 2 = 6,5 nudos
corriente      = (7,4 − 5,6) / 2 = 0,9 nudos

Tu barco navega a 6,5 nudos (7,5 mph)6,5 nudos (12,0 km/h) respecto al agua con ese régimen de motor, y estabas metido en una corriente de 0,9 nudos (1,0 mph)0,9 nudos (1,7 km/h). Los dos números salieron de las mismas dos pasadas.

La media aritmética anula de forma exacta una corriente constante y en la dirección del rumbo. Esa es la suposición sobre la que descansa todo el método, y tiene tres maneras de fallar.

Una marea que está cambiando. Si la corriente varía mientras navegas, la media queda sesgada en la misma medida en que la corriente se haya movido entre pasadas, y por eso las pasadas van una detrás de otra y no separadas por una hora de almuerzo. Hacer dos parejas y compararlas detecta el problema, pero no lo corrige. Si quieres la corrección, la respuesta de la milla medida son cuatro pasadas ponderadas 1:3:3:1 y divididas entre ocho, que anulan de forma exacta una corriente que varía de manera uniforme:

velocidad real = (pasada1 + 3 × pasada2 + 3 × pasada3 + pasada4) / 8

Una corriente perpendicular al rumbo. El método da por supuesto que el agua se mueve a lo largo de tu derrota, no de través. Una corriente puramente de través es el caso feo: te frena lo mismo en las dos pasadas, así que las dos lecturas coinciden, las cuentas dicen que no hay corriente y la media sale ligeramente alta. Parece un resultado limpio y no lo es. Elige un rumbo alineado con la corriente de marea, que en casi todas las costas significa a lo largo del canal y no cruzándolo.

Un barco que no está haciendo lo mismo dos veces. El viento y el estado de la mar cambian tu velocidad respecto al agua, así que si el viento refresca entre pasadas, las dos pasadas no están midiendo el mismo barco.

El viento merece una aclaración aparte. Empuja sobre el aparejo y la obra muerta y cambia tu velocidad respecto al agua, de modo que un viento de proa frena de verdad al barco y la media de la doble pasada saldrá más baja que en un día en calma. Lo que el viento no hace es sesgar la lectura del GPS. El receptor indica a qué velocidad se mueve el casco sobre el fondo, sea cual sea la combinación de empuje, corriente y superficie expuesta que la haya producido.

Qué anotar

La mayoría de las apps de velocidad te ofrecen una máxima, una media y una distancia. No son igual de útiles, y tratarlas como intercambiables es la manera en que la gente termina presumiendo de una máxima que su barco nunca llegó a sostener.

La velocidad máxima es la lectura individual más alta de la pasada: el número que todos quieren y el que menos significa. Es un suceso de un segundo, el barco surfeando la cara de una ola o aprovechando un instante de corriente favorable. Sirve para presumir, no para comparar.

La velocidad media es la cifra honesta: lo que el barco sostuvo de verdad durante toda la pasada, y la única de las tres que se puede comparar con sentido entre pasadas, entre regímenes de motor o entre temporadas. Es además la base de la doble pasada: promedias la media de cada pasada, nunca los picos.

La distancia es tu comprobación cruzada. Si la app dice que recorriste 0,94 MN (1,08 millas terrestres)0,94 MN (1,74 km) en una pasada que pretendías que fuera de 1 MN (1,15 millas terrestres)1 MN (1,85 km), la pasada se quedó corta y la media está describiendo un tramo de agua más corto del que habías planeado.

Anota las condiciones junto a los números: régimen de motor o RPM, posición de trimado y de los flaps, combustible y agua a bordo, número de personas, estado de la mar y dirección del viento respecto al rumbo. Un barco que hizo 6,5 nudos (7,5 mph)6,5 nudos (12,0 km/h) ligero y con la mar plana no lo repetirá con los tanques llenos y cuatro invitados a bordo, y si no anotaste la diferencia pasarás el invierno preguntándote qué le pasó al motor.

Por eso la app que uses debería registrar el viaje y no limitarse a mostrar una aguja: grabar la pasada te da una media sobre un tramo definido en lugar de un número que entreviste mientras gobernabas. Un velocímetro GPS configurado en nudos guarda máxima, media y distancia de cada viaje, que es exactamente el registro de tres columnas que pide este método.

Por qué la velocidad de un barco se mide en nudos

Un nudo es una milla náutica por hora, y la milla náutica son 1.852 metros (6.076 pies)1.852 metros exactos por definición, una cifra elegida para quedar muy cerca de un minuto de latitud. Eso le da una propiedad que no tienen ni la milla terrestre ni el kilómetro: la escala de latitudes impresa en el lateral de una carta náutica sirve también de escala de distancias, así que un barco que navega a 10 nudos recorre diez minutos de latitud en una hora. Toma la medida con el compás de puntas sobre la parte de esa escala que te queda por el través, nunca en el borde superior o inferior de la hoja: en una carta Mercator la escala se estira a medida que subes o bajas en latitud.

Las equivalencias, para cuando tengas que hablar con alguien de tierra:

Cómo calibrar la corredera con el resultado del GPS

La doble pasada te regala el factor de corrección. Ya tienes la velocidad real respecto al agua; lo único que falta es lo que marcaba la corredera mientras la hacías.

Del ejemplo trabajado: la media de la doble pasada fue 6,5 nudos (7,5 mph)6,5 nudos (12,0 km/h) y la corredera marcó 6,2 nudos (7,1 mph)6,2 nudos (11,5 km/h) en las dos pasadas. El instrumento marca por debajo:

corrección = 6,5 / 6,2 = 1,048  →  introduce +4,8 % (la corredera marca por debajo)

Casi todas las pantallas de instrumentos modernas ofrecen un ajuste de calibración de la velocidad del barco, ya sea como un único porcentaje o como una tabla de varios puntos en la que introduces una corrección a distintas velocidades. Aplica el factor y repite la prueba para confirmar que entró. Tres cosas que conviene saber antes:

Limpia primero el transductor. No tiene sentido calibrar para compensar la suciedad. Saca el rodete, quita las incrustaciones, comprueba que gira libre y entonces mide; de lo contrario dejarás las incrustaciones de esta temporada grabadas en los ajustes del instrumento y tendrás que rehacerlo cuando se desprendan.

Calibra en más de una velocidad si tu sistema lo permite. Los rodetes no son lineales. Uno que marca un 5 % por debajo a velocidad de desplazamiento puede ser correcto en crucero, o estar peor, así que una corrección de un solo punto arregla una velocidad y desplaza el error a otra. Si tu pantalla solo admite un número, calibra a la velocidad a la que de verdad navegas.

Repítelo una vez por temporada. Las incrustaciones vuelven y los rodamientos se gastan: la corrección que era buena en mayo no lo será en septiembre.

Si después de limpiarla la corredera sigue desviada más de un 15 % aproximadamente, o si su error cambia de forma salvaje con la velocidad, la calibración solo está tapando un problema de hardware: una paleta dañada, un captador que falla o un transductor en mal flujo. Eso se arregla en el varadero, no en un menú.

Preguntas frecuentes

¿Cómo compruebo la velocidad de mi barco en nudos ahora mismo?

Cualquier velocímetro GPS configurado en nudos te la muestra. El GPS te da la velocidad sobre el fondo directamente, sin pasacascos, sin calibración y sin nada que se ensucie, así que un teléfono en el puesto de gobierno no necesita más preparación que una vista despejada del cielo y unos segundos para fijar la primera posición. Ahora bien, esa cifra es tu velocidad sobre el fondo: con corriente diferirá de lo que marque la corredera del barco, y esa diferencia es la corriente, no una avería en ninguno de los dos aparatos.

¿Por qué mi corredera no coincide con el GPS del teléfono?

Porque miden cosas distintas. La corredera mide la velocidad respecto al agua; el GPS mide la velocidad sobre el fondo. Cualquier corriente las separa. En un rumbo navegado justo a favor o justo en contra de la corriente, esa diferencia es la corriente más cualquier error de la corredera, y por eso una sola lectura no te da ninguna de las dos cifras por separado. Si siguen discrepando en agua realmente quieta —un lago en un día en calma— entonces sí tienes un error de instrumento real, casi siempre un rodete sucio, y la doble pasada te dirá de qué tamaño es.

¿Qué precisión tiene una prueba de velocidad de barco con GPS?

En marcha y con el cielo despejado, una solución de velocidad GPS suele quedarse dentro de unas pocas décimas de nudo, porque la velocidad sale del desplazamiento Doppler de la señal del satélite y no de restar posiciones. Eso es mucho más fino que un rodete o un tubo de pitot. La velocidad es el módulo de un vector con ruido, así que estando parado ese ruido no puede anularse hasta cero: se rectifica y se convierte en un número positivo pequeño. Una lectura GPS de «0,3 nudos» estando amarrado al muelle es ese artefacto, no movimiento.

¿Qué longitud debe tener el tramo de prueba y cuántas pasadas hacen falta?

Al menos 0,5 MN (0,58 millas terrestres)0,5 MN (0,93 km) por pasada, idealmente 1 MN (1,15 millas terrestres)1 MN (1,85 km), y siempre dos pasadas en rumbos recíprocos hechas una detrás de otra. Una pasada en cada sentido es el mínimo que permite anular la corriente; dos parejas es mejor, porque la coincidencia entre ambas parejas te confirma que el agua se mantuvo estable mientras medías.

¿El viento y la corriente afectan a la lectura de velocidad GPS?

Afectan a tu barco, no a la lectura. Una corriente desplaza físicamente el casco sobre el fondo, así que el GPS muestra correctamente que vas más rápido o más despacio: eso es la medición funcionando, no fallando. El viento cambia tu velocidad respecto al agua empujando sobre el aparejo y la obra muerta, y el GPS también lo refleja correctamente. Ninguno de los dos introduce un error en la cifra del GPS; promediar dos pasadas recíprocas elimina la aportación de la corriente y deja el rendimiento propio de tu barco.

Fuentes y lecturas adicionales

• BIPM — Folleto del SI, tabla 8 (unidades ajenas al SI) — la milla náutica internacional como 1.852 metros exactos.
• Rendimiento del Servicio de Posicionamiento Estándar del GPS (gps.gov) — la especificación oficial de precisión del GPS civil, incluidas las cifras de velocidad en las que se apoya lo dicho aquí sobre el Doppler.
• NOAA — Uso de la carta náutica y la escala de latitudes — por qué las distancias se toman sobre la parte de la escala de latitudes que queda por tu través.

Conclusión

La corredera y el teléfono nunca estuvieron compitiendo. Una te dice cómo se mueve el casco a través del agua, que es por lo que gobiernas y trimas. El otro te dice cómo te mueves sobre la carta, que es lo que te lleva a casa antes de que cambie la marea. Un barco que conoce los dos números conoce la corriente gratis.

Comprobar la velocidad solo pide un tramo recto de agua profunda: asienta el barco en el régimen que te interesa, navega media milla náutica, da la vuelta, deshaz el camino y promedia las dos cifras. Anota la media, no la máxima, y apunta las condiciones al lado. Hazlo una vez por temporada y detectarás un rodete sucio desde el timón en lugar de descubrirlo en el varadero.

Si quieres la configuración náutica —nudos como unidad por defecto; máxima, media y distancia registradas en cada viaje; y una pantalla que se lea bien desde el timón—, la página del velocímetro GPS para barco explica cómo funciona en el agua.

Descarga GPS Speedometer y haz tu primera doble pasada este fin de semana. El seguimiento de velocidad básico funciona sin conexión y muestra nudos, mph y km/h; hay funciones PRO opcionales disponibles.