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Cómo determinaban su posición

Primera vuelta al mundo

Para lanzarse a navegaciones oceánicas largas era imprencindible saber terminar su posición en el globo. ¿Cómo lo hacían?

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Hallar la latitud

La latitud es una de las dos coordenadas necesarias para identificar un punto sobre la superficie terrestre. Corresponde al angulo de separación respecto al ecuador. Se mide en grados sexagesimales, es decir, que en el ecuador es cero y en los polos 90º o -90º, según se trate del norte o del sur.

Si leemos el derrotero de la primera vuelta al mundo, veremos que todos los días en que las condiciones meteorológicas permitían ver el sol a mediodía tomaban su altura sobre el horizonte, y valiéndose de este dato calculaban su latitud. Por ejemplo, el dia 28 de abril de 1522 se decía así:

28 de abril de 1522. Tomé el Sol en 36º, tenía de declinación 17º, vino a ser la altura 37º escasos.

derrotero de la nao victoria

La estrella Polar marca el norte, y también permite hallar la latitud midiendo su ángulo respecto al horizonte. El problema vino cuando se empezó a navegar en el Hermisferio Sur, donde esta dejaba de ser visible. Entonces era imprescindible tomar como referencia el Sol.

Derrotero de la primera vuelta al mundo entregado por el piloto de la nao Victoria, Francisco Albo. AGI, Patronato, 34, R.5.

Medir a mediodía la altura del sol sobre el horizonte no aportaba por sí mismo ningún dato válido sobre la posición que ocupamos en la superficie terrestre, puesto que cada día del año el sol alcanza una altura distinta. Para hallar la latitud usando como referencia el sol hay que contar con que, desde cualquier punto fijo de la Tierra, la altura que alcanza el sol a mediodía es variable a lo largo del año. Esto es debido a la inclinación del eje de rotación terrestre respecto al plano que contiene la órbita terrestre alrededor del Sol, o de la eclíptica.

Por ello, si queremos hallar la latitud nos debemos valer de otro dato, llamado declinación, que es el ángulo comprendido entre el sol de mediodía y el ecuador. Repetimos: entre el sol y el ecuador, no entre el sol y el horizonte como medían los marineros. La declinación del sol es diferente para cada día del año, y oscila entre un ángulo máximo de +23º 45′ y mínimo de -23º 45′ los días de los solsticios de verano e invierno respectivamente, siendo cero en los equinoccios.

Declinación RutaElcano

Para medir la altura del sol a mediodía sobre el horizonte se utilizaban unos instrumentos muy sencillos llamados astrolabio y cuadrante. Este se trataba de una sencilla modificación del primero que consistía básicamente en un arco graduado de 90 grados, de cuyo centro cuelga una plomada. Si a mediodía apuntamos hacia el sol uno de sus lados, la lectura sobre el hilo que cuelga de una plomada nos indicará el ángulo de su altura sobre el horizonte.

Puesto que la declinación del sol es independiente del lugar de observación y solo depende de la fecha, para obtener la latitud solamente tenemos que medir la altura del sol sobre el horizonte a mediodía, y sumar o restar la declinación correspondiente a la fecha en que nos encontremos. En la práctica, la declinación es un factor de corrección que deberemos aplicar para hallar la latitud, dependiente de la fecha en que nos encontremos, puesto que podemos entenderlo como cuánto de más sube el sol en verano, y cuánto de menos sube el sol en invierno.

Desde el Hemisferio Norte, la declinación deberemos sumarla entre los equinoccios de primavera y otoño, y restarla entre otoño y primavera según la fórmula Latitud = 90º + Declinación – Altura sobre el horizonte. En el Hemisferio Sur se invertirá el signo de la declinación.

Declinaciones Enciso

Los pilotos portaban tablas con la declinación diaria del sol porporcionadas por la Casa de Contratación de Indias de Sevilla. Se muestran las publicadas por Martín Fernández de Enciso en su obra Suma de Geographia, del año 1520.

Problema con la longitud geográfica

En el siglo XVI se conocía perfectamente la teoría acerca de cómo obtener la otra de las coordenadas, la longitud, que nos indicaría la posición en sentido Este – Oeste. Sin embargo, era necesario medir el tiempo con una precisión inalcanzable en aquella época, así que  los marineros no contaban con ningún método práctico que les sirviera para hallarla. En vez de eso, no les quedaba más remedio que estimarla con la ayuda del rumbo seguido y la distancia recorrida. Cuando además las nubes impedían medir la latitud, a esta forma de navegar se la llamó «por fantasía».

El rumbo lo conocían gracias a la brújula, compás o, como ellos llamaban, aguja de marear, mientras que para hallar la distancia recorrida utilizaban la rudimentaria corredera.

Ampolletas

Ampolletas, los relojes a bordo de los navíos.

El origen del nudo

corredera

Instrumento llamado corredera, empleado para medir velocidad en nudos.

Mediante la corredera se podía estimar la velocidad de la embarcación respecto al mar. Hacían falta dos hombres. Uno de ellos lanzaba al mar por la popa del barco una cuerda con una tabla de madera atada en el extremo. La cuerda tenía hechos nudos a intervalos regulares. El otro manejaba una ampolleta o reloj de arena. Cuando la tabla se estabilizaba, el que sujetaba la cuerda daba una voz avisando de que va a soltarla, y su compañero iniciaba la cuenta del reloj de arena.

Mientras se iba soltando cuerda al avanzar el barco, se contaban los nudos hasta que terminara el tiempo del reloj de arena. Evidentemente, cuantos más nudos de la cuerda hubieran pasado, a mayor velocidad iría el barco. Al ser conocida la distancia entre nudos, sabríamos obtener la velocidad. De esta forma se dio origen al término nudo como unidad de velocidad para la navegación.

La corredera no se utilizó hasta mediados del siglo XVI, aunque hasta entonces se utilizaron sistemas parecidos que ayudaban a estimar la velocidad.

El problema práctico que supuso hallar la longitud geográfica a bordo de un navío no fue resuelto hasta el s. XVIII, cuando el inglés John Harrison inventó un cronómetro lo suficientemente preciso con un sistema que no se veía afectado por los vaivenes de los navíos. Las ampolletas o relojes de arena resultaban demasiado imprecisos, y los posteriores relojes que se fueron inventando servían en tierra, pero se desajustaban en el mar.

Como tantas veces en ciencia, el método teórico para hallar la longitud geográfica estuvo resuelto mucho antes, pero en la práctica no fue posible aplicarlo hasta que se consiguió el avance tecnológico que supuso el cronómetro.

Porque medir la diferencia de longitud geográfica entre dos puntos de la Tierra tomando como referencia los astros obliga a medir el tiempo, porque si dividimos los 360 grados de la esfera terrestre entre las 24 horas del día, obtendremos que cada hora la Tierra gira 15 grados. Esta es la premisa fundamental para cualquier cálculo.

Hernando Colón, hijo del Almirante Cristóbal Colón, propuso ya en 1524 dotar a las naves de relojes para comparar los tiempos siguiendo este método. Sin embargo, al no haber forma de que los relojes midieran bien, el método fallaba. Por ello se hicieron esfuerzos por hallar otros métodos que facilitaran el asunto.

Alonso de Santa Cruz, en su Libro de las Longitudes, de 1555, describió el método de los eclipses del sol y de la luna; pero siendo poco frecuentes, difíciles los cálculos, y poco exacto el conocer su principio y su fin, solo lo estimaba útil en las islas y continentes para situarlos bien en las cartas. ”… Que de los lugares do saliesen llevasen bien calculados los eclipses, por hombres doctos en astrología para saber precisamente el día y hora y punto de ella en que habían allí de comenzar o acabar los tales eclipses, podrían averiguar harto precisamente la longitud de cualesquier lugares, do se pudiesen hallar a los de donde partieron.»

Cronómetro de Harrison H-5

Mecanismo interno del cronómetro inventado por John Harrison, en su versión llamada H-5, del año 1770. Gracias a él se resolvió de forma práctica cómo hallar la longitud geográfica durante la navegación.

Dos meridianos terrestres separados por 15 grados.

Es el ángulo que gira la Tierra en una hora.

Felipe II ordenó en el año 1577 que se hicieran mediciones desde todos los lugares del Imperio aprovechando los dos eclipses de luna que estaban previstos para ese año, ayudando a dimensionar así sus territorios.

En 1610, Galileo descubrió los cuatro satélites principales del planeta Júpiter. Entonces se observaron sus tránsitos y ocultaciones sobre el disco del planeta, y su observación pronto fue utilizada de forma similar al método de los eclipses de sol y de luna, comparando el momento predicho del fenómeno con el momento realmente observado en función del lugar desde el que se hiciera, con la gran ventaja de que en Júpiter estos fenómenos se producen a diario.

A este método siguió otro que se basaba en la medición de distancias angulares entre la luna y diferentes estrellas. Requería de cálculos complejos que se fueron simplificando con el uso de tablas astronómicas, lo que propició que se desarrollaran los reales observatorios de las diferentes armadas.

Sin embargo, ninguno de estos métodos eran aplicables desde la cubierta de un barco. Por ello, el esfuerzo científico por determinar la longitud geográfica de manera lo más precisa posible fue una carrera de obstáculos, que primero se fue resolviendo con resultados desde tierra firme, y solo hasta la invención del cronómetro pudo ser aplicada con garantías desde las embarcaciones.

fuentes y bibliografía:

  • FERNÁNDEZ DE ENCISO, Martín. Suma de Geographia. Sevilla: Jacobo Croberger, 1520.
  • SANTA CRUZ, Alonso. Libro de las Longitudes. S. XVI.