Las cartas de navegación
En primer lugar explicar un poco el nombre, como es conocido los marinos tienen tendencia a cambiar el nombre de las cosas, así la "derecha es estribor", la "izquierda es babor", "las cuerdas son cabos", "la brújula es el compás" y los "mapas son cartas" etc... En principio el tema podía ser de "cartas náuticas" pero lo he cambia por "cartas de navegación" pues soy un poco ambicioso y en el artículo también trataré un poco de la navegación aérea.
Como es un artículo muy generalista los temas se van a tratar de una manera superficial, sin profundizar demasiado en ello, pues esto implicaría escribir un tratado de navegación, y ya hay muchos escritos y mucho mejores de lo que yo podría escribir, además que posiblemente cansaría a muchos lectores.
Los sistemas de proyección
Sabemos que la tierra es redonda, aunque no es una esfera perfecta y tiene una ligera forma elipsoidal se acerca mucho a ello, esto crea un problema a la hora de dibujar una superficie curva en tres dimensiones en una plana de solo dos, para hacerlo se debe usar un sistema de proyección que transforme esta superficie curva en una plana, son varios los sistemas de proyección existentes (1) pero en las cartas náuticas se usa casi exclusivamente el llamada sistema Mercator.
La proyección mercator fue ideada por Gerardus Mercator en el siglo XVI, se basa en proyectar la superficie de la tierra en un cono la envuelve como se puede ver en la siguiente imagen:
Fuente imagen: Wikipedia
La proyección mercator presenta un gran problema y es que deforma la superficie de la tierra y hace que las zonas cuando más cerca de los polos se vean más grandes de lo que son respecto a su tamaño real, en la figura anterior podemos ver que las zonas próximas al polo norte cuya superficie es muy pequeña en este tipo de proyección tienen en mismo tamaño que el ecuador, otro ejemplo sería Groenlandia que se ve con un tamaño similar a todo América del Sur, sin embargo en las zonas próximas al ecuador los errores se minimizan. Esto provoca grandes errores en las cartas llamadas de punto menor que son las de grandes escalas, un ejemplo sería la anterior que es un mapamundi que abarca toda la tierra, pero el error se minimiza en las cartas de punto mayor con escalas pequeñas que abarcan pequeñas superficies.
Como curiosidad para que se vea de lo actual que sigue siendo la proyección mercator a pesar de los casi cinco siglos transcurridos desde su creación, es la que usa "Google Maps".
Las cartas náuticas
Las cartas náuticas son mapas que abarcan zonas de la superficie de la tierra cubierta por la mar y las zonas de tierra próximas a las mismas, y tienen características particulares que las diferencian de los mapas terrestres.
Para tratar de explicar las características de las cartas náuticas voy a hacerlo sobre una de ellas, por aquello de que vale más una imagen que mil palabras. Normalmente en España la carta más usada para los estudios de náutica es la carta de la zona del estrecho de Gibraltar, pero como no tengo disponible una de dicha zona voy a usar una de punto mayor, concretamente una de aproache, se denominan así a las cartas náuticas hechas para la aproximación a tierra, creo que por sus características puede servir para ver los diferentes puntos a estudiar.
Esta es la carta que vamos a usar, una carta de la zona de la Costa Brava en Cataluña:
Para poner un ejemplo en la carta que usamos de referencia vemos que hay dos grandes círculos, el situado más al sur tiene encima una estrella, si trazamos desde ella una perpendicular a la escala de latitudes veremos que tiene una latitud de 28º 10' N, y una perpendicular al margen inferior nos da una longitud de 3º 08' E.
Pero hay otra cosa a recalcar, si miramos la carta veremos que no tiene una escala de distancias como la que acostumbramos a ver en los mapas terrestres, el motivo es que en las medidas en náutica se toma como base la "Milla Náutica" la cual equivale al valor un minuto de latitud del arco de meridiano terrestre, en metros dicha distancia es de 1.852 m. aproximadamente, así para calcular la distancia entre dos puntos deberemos llevar dicha distancia a la escala de latitudes y así podremos calcular su valor, ahora bien como hemos visto anteriormente en la proyección mercator hay variaciones en los valores, así en una carta los minutos de latitud tiene ligeras variaciones siendo diferentes y aumentado a medida que vamos hacia el norte, por esto para evitar errores lo conveniente es llevar la distancia que medimos a la escala lateral en la misma latitud que se halla la distancia a calcular, para verlo mejor veamos un ejemplo práctico.
También vemos en la carta unas líneas negras sobre la zona de mar, estas líneas llamadas veriles son líneas que marcan la profundidad, vemos que cada cierta distancia en las mismas se puede ver un número, es la profundidad que marca dicha línea, si el número de dicha línea es 100, significa que este es el veril de 100 m. de profundidad o sea que es la zona de límite de dicha profundidad, la zona anterior a la misma que la separa del veril de 50 m. tendrá menos profundidad y la comprendida entre dicho veril y el de 200 m. tendrá más profundidad, esto nos ayuda a conocer las características del fondo marino de la zona. En la ampliación de la carta en que hemos visto las distancias podemos ver que hay zonas en que los veriles de 100 m. y los de 200 m. están muy juntos, es la línea verde situada a la altura del punto "A" esto nos indica que en dicha zona el fondo del mar desciende de una manera brusca por lo que se ve en unos 300 m. pasa la profundidad pasa de 100 m. a 200 m., mientras que más el norte hay una gran distancia entre ambos veriles, es la línea verde dibujada más al norte, en dicha zona el fondo del mar es más plano, en ella la distancia entre los dos veriles es de unas 6 mn. Como curiosidad un poco al sur de la línea del compás que se proyecta sobre la escala de latitudes, vemos una forma redondeada en cuyo centro pone 1450, eso significa que en ese punto relativamente cercano a la costa hay una fosa de 1.450 m. de profundidad.
En el tema de la SGM que nos interesa estos veriles tienen gran importancia, sobre todo para los sumergibles, el conocer la profundidad de una zona y las variaciones de profundidad del mismo es muy importante, ya sabemos que la mejor protección de un sumergible es poderse sumergir, cuando a mayor profundidad más seguridad. Hablando de profundidades por ejemplo en los sumergibles alemanes del tipo VII el calado a profundidad de periscopio es de unos 12 m. y en los del tipo IX esta es de unos 13 m. eso significa que para poder navegar con un mínimo de seguridad a dicha cota de periscopio necesitaría una profundidad mínima aproximada de 20 m. por lo que en caso de aproximarse a la costa se procurara no pasar del veril de 20 m. para poderse sumergir como mínimo a cota de periscopio, al mismo tiempo en la misma carta hemos visto que hay una zona en que los veriles de 100 m. y 200 m. están muy próximos por lo que deberemos tomar precauciones si navegamos a profundidades superiores a los 100 m. ya que en muy poco espacio pasaremos de profundidades de 200 m. a solo 100 m. Básicamente podemos decir que en las zonas próximas a la costa el tener una carta náutica en que estén representados con una gran exactitud los veriles de profundidad es fundamental para la navegación en inmersión. Los submarinos alemanes que patrullaron la zona de la costa Atlántica de EEUU y que en muchos casos se acercaron mucho a la costa para atacar la navegación de cabotaje llevaban cartas detalladas de dichas zonas.
Siguiendo con las características de las cartas náuticas podemos observar que en las mismas hay unos grandes círculos, vamos a intentar ver su significado e importancia. Lo primero es recordar que la aguja del compás (brújula en lenguaje terrestre) nos marca el norte magnético, no el norte real, y para calcular los rumbos de la navegación de una manera correcta necesitamos saber el rumbo de la aguja del compás que debemos leer y que no se corresponderá con el que trazaremos en una carta náutica. Aquí es donde entra los citados círculos:
En la carta que usamos como referencia vemos que hay dos círculos con el desvío magnético, el que hemos estudiado es el situado más al sur, en el otro situado más al norte la variación magnética cambia de 2º 07 'W en el del sur a 2º 03' W en el del norte, vemos que en esta pequeña distancia ya hay cambios de variación magnética. Además las variaciones anuales aunque son exactas es aconsejable tener las cartas lo más actualizadas posibles para evitar errores en el cálculo de dicha variación, y también puede haber cambios en las características de las zonas próximas a la costa, un ejemplo podría existir un naufragio reciente que provocara un peligro, o variaciones en las profundidades en las zonas próximas a los deltas de los ríos, así que es conveniente tener las cartas lo más actualizadas posible y cambiarlas cada pocos años.
A la hora de darle el navegante al timonel el rumbo de aguja a seguir deberá tener en cuenta esta variación magnética sobre el rumbo calculado en la carta de navegación, pero contra lo que pueda parecer este rumbo tampoco será el correcto, pues cada compás tiene una serie de desvíos diferentes para cada rumbo provocados por las fuerzas magnéticas de los elementos situados cerca del mismo ya sean metálicos o bien pequeños campos magnéticos derivados de los elementos eléctricos o electrónicos próximos al compás, así cada compás debe llevar su correspondiente tablilla de desvíos en que se indiquen la variaciones de la aguja para cada rumbo, una vez aplicadas todas estas correcciones, cosa que hará el piloto o navegante, el timonel sabrá el rumbo de aguja que debe seguir.
En este sentido los sumergibles tenían un gran problema para que el compás magnético sufriera el mínimo de desvíos, colocarlo en el interior con todos los elementos metálicos y eléctricos que había, con cambios de campos magnéticos en los elementos eléctricos significaba un gran problema, así se recurrió a colocarlos externamente al casco y por medio de un sistema electrónico repetir la señal al interior del sumergible, en la siguiente imagen podemos ver dentro del círculo rojo donde estaba situado el contenedor del compás, la foto corresponde a un tipo VIIC concretamente al U-408.
Fuente foto: U-HISTORIA
La Loxodrómica y la Ortodrómica
Uno de los problemas que tiene trabajar con cartas náuticas de proyección mercator esta al trazar grandes rutas, cuando unimos un punto A y uno B situados a grandes distancias en la carta con una línea recta nos da un rumbo aparentemente directo, fácil de seguir ya que en todo su recorrido tiene el mismo rumbo de compás, pero paradójicamente esta recta que llamamos la Loxodrómica no es la más corta para unir estos puntos, debido a la curvatura de la tierra al pasar la recta de una proyección plana en dos dimensiones a una curva en tres dimensiones nos da un recorrido con una distancia mas larga que otro rumbo que es el que llamamos la Ortodrómica, no voy a profundizar mucho en el tema pues puede ser complejo para los que no tengan conocimientos de navegación, para ilustrarlo vamos a poner un ejemplo gráfico, vamos a imaginar que vamos desde Nueva Zelanda, en la carta NZ hasta el cabo de Hornos, en la carta CH, es la ruta habitual en los veleros que dan la vuelta al mundo.
Sin embargo existen dos rumbos en los que la ortodrómica y la loxodrómica coinciden, estos son cuando se navega sobre la línea del ecuador o cuando se navega siguiendo un meridiano ya sea con rumbo norte o sur, en consecuencia la importancia de la ortodrómica aumenta al alejarnos del ecuador, o sea en latitudes altas más cercanas a los polos, o cuando nuestro rumbo se aleja del norte o del sur.
Las ventajas de la loxodrómica son que el barco navega siempre a un rumbo constante y es más fácil de seguir, ya que corta siempre los meridianos con el mismo ángulo, además es más fácil y sencilla de calcular, pero paradójicamente es más larga y haremos un recorrido mayor.
Por su parte la ortodrómica es más difícil de calcular y al seguir una línea curva su rumbo no es constante, es un rumbo variable que obliga a realizar cambios de rumbo durante el recorrido, como contrapartida al ser el recorrido más corto en el caso de los sumergibles tanto alemanes como japoneses o americanos con sus largas travesías se buscaba el recorrido más corto o sea la ortodrómica ya que casi siempre iban cortos de combustible, el recorrer menos millas podía representar unos días más de patrulla en la zona.
Para navegar con la ortodrómica como no es posible navegar en una curva constante, para seguirla lo que se hace es trazar una serie de líneas de rumbo rectas dentro de la línea curva del rumbo y así cada "X" tiempo se cambia de rumbo y se toma el nuevo, para ilustrarlo mejor nuevamente voy a recurrir a un gráfico:
(1) Para los que quieran ampliar el conocimiento sobre los sistemas de proyección cartográfica pongo un enlace con wikipedia en que están detallados