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30/05/2024 by Instituto Superior de Navegación

Primeras experiencias en el desvío del compás (Clase 29)

Viene de Historia del Compás y Los inicios de la declinación magnética (Clase 28)

Los primeros experimentos tendientes a investigar si la causa de los desvíos a que se veía expuesta la aguja náutica eran producto de la acción de los hierros del buque, los realizó el capitán Flinders por encargo del Almirantazgo Británico entre los años 1801 y 1803. En sus trabajos pudo

comprobar que distintas demoras tomadas a puntos de la costa tenían una diferencia cercana a los 10o cuando navegaba en direcciones Este-Oeste, y eran prácticamente nulas cuando dirigía su proa al Norte o al Sur. Determinó además que dichas demoras eran diferentes cuando trasladaba la aguja de un sector a otro del buque.

El capitán Flinders, al publicar sus estudios, llegó a la conclusión de que el desvío del compás era máximo para rumbos Este-Oeste, mínimo para rumbos Norte-Sur y navegando a rumbos intermedios era proporcional al seno de dicho rumbo. Concluyó también que el desvío guarda estrecha relación con la “inclinación magnética” del lugar.

Posteriormente y a partir de las investigaciones de Flinders, el Almirantazgo inglés encargó al Capitán Scoresby nuevos trabajos. Este último, luego de algunos viajes, publicó en 1819 en el Boletín de la Royal Society de Londres el resultado de lo obtenido. En éste deja sentado nuevos principios mucho más acertados que los anteriores.

La conclusión más importante a la que arriba es que el desvío no sólo se hace mayor cuando aumenta la intensidad del campo magnético del buque, sino que se incrementa cuando disminuye la intensidad del magnetismo terrestre, lo que explica en parte que el desvío varíe con la posición geográfica.

Cuando en 1820 se le encarga a Barlow continuar con sus investigaciones, éste informa que los compases magnéticos concebidos hasta la fecha eran “objetos inútiles” a los que “proponía destruir”. A tal efecto diseña un nuevo modelo de aguja náutica con cuatro imanes de acero dispuestos debajo de la rosa de los vientos. Este nuevo compás, al que se le dio el título de “British Admiralty”, fue considerado

el mejor de todos los tiempos hasta que se vio superado en 1878 por la creación de Sir William Thompson. Las teorías y ecuaciones matemáticas de los desvíos fueron desarrolladas por los sabios Poisson y Archibald Smith. Este último introdujo en las fórmulas los efectos del “magnetismo permanente”, que es aquel que adquiere el buque cuando permanece por un período prolongado en una misma posición durante su construcción. Formula además la ecuación del “magnetismo inducido”, que es el que adopta el buque por la influencia del magnetismo terrestre, según los rumbos a los que éste navega.

Las “Fórmulas de Smith”, reducidas a tablas, junto con un compendio de instrucciones para la determinación de los desvíos y su compensación, fueron publicadas en 1851 por orden del Almirantazgo. A partir de entonces se pudo tener una idea bastante clara acerca de los magnetismos a bordo de un buque, a los que se clasificó en 3 clases: constante, semicircular y cuadrantal.

Scoresby, mientras tanto, continuaba con sus investigaciones a bordo del Royal Charter. Los resultados obtenidos por el gran investigador fueron publicados en 1857 poco después de su muerte. Algunas de sus conclusiones:

1. El magnetismo de los buques se encuentra sujeto a leyes precisas.

2. En todos los buques, durante su construcción, se desarrolla un estado magnético definitivo” que, si bien puede modificarse, nunca desaparece.

3. El magnetismo que pierde, luego de su botadura, sólo varía en intensidad y dirección, de manera lenta y gradualmente.

4. Los desvíos causados por el magnetismo permanente pueden ser perfectamente compensados.

Posteriormente, tanto Poisson como Archibal Smith, encontraron las formulaciones matemáticas para calcular el “desvío de escora” (del que hemos hablado anteriormente), concluyendo en 1862 con la importante publicación Admiralty Manual for the Deviations of the Compass, que incluía una serie de métodos más sencillos para el cálculo y la corrección de los desvíos del compás.

La Royal Society recompensó a Archibald con la medalla de oro. A partir de entonces, el análisis de las causas de los desvíos y los métodos de compensación dejaron de ser patrimonio de unos pocos y comenzaron a formar parte de los conocimientos generales de todos los hombres de mar.

Continua en: El tiempo (Clase 30)

Darío G. Fernández
Director del ISNDF

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30/05/2024 by Instituto Superior de Navegación

Historia del Compás y Los inicios de la declinación magnética (Clase 28)

Viene de Métodos para determinar el rumbo verdadero (Clase 27)

Historia del Compás

Entre los primeros nombres con que se conoció al actual compás o “aguja náutica”, figuran el de “magneto” o “calamita”. El primero debe su nombre al hecho de que la famosa “piedra imán” o “magnetita” fue descubierta por los habitantes de un pequeño pueblo de Magnesia, en el Asia Menor, a quienes se conocía como los “magnetos”. El término calamita, surge aparentemente por que dicha piedra imantada se introducía en una caña (en latín: Calamus) y se hacía flotar sobre una superficie líquida. Dicha caña señalaba la línea Norte-Sur. Por supuesto que para obtener cierta precisión fue necesario afinar dichas cañas, especialmente la parte que apuntaba hacia el Norte, asemejándolas cada vez más a una “aguja”.

De la palabra “compás” no se tiene una etimología demasiado cierta, aunque se cree que proviene del término italiano “compasso” (“con” y “passo”), que significa “con regularidad”, “con medida”. Otra explicación sugiere que para trazar correctamente la “rosa de los vientos” era fundamental contar con un compás de dibujo.

Una curiosidad interesante aparece con la palabra “brújula”. La rosa de los vientos o la aguja, a los efectos de que pudiese moverse con libertad, se montaba (y se lo sigue haciendo) sobre un pivote llamado “estilo” que se sujetaba al fondo de una caja de madera de boj, en italiano “Bosso”, cuyo diminutivo es “Bossola” (pequeña caja de madera).

Como sea, existen relatos que describen la utilización de estos magnetos unos 2.600 años antes de Cristo en batallas libradas por algunos emperadores chinos, de las que pudieron escapar gracias a sus bondades. Se conoce también la existencia de un pequeño aparato llamado Fse – Nan, que significa “indicador del sur”, del que se valían antiguos embajadores de la china para retornar a su país. Este artefacto consistía en una pequeña figura humana que apuntaba hacia el sur y se montaba sobre los carruajes de la época.

La mayoría de los historiadores coincide en señalar sencillamente que los chinos, inventores de la aguja, la legaron a los hindúes, y que luego pasaron al mediterráneo por intermedio de los árabes. Se supone que la difusión general acontece en Bagdag en el siglo IX, donde funcionaba un gran centro de investigación científica.

A partir de allí viajó a España, y entre los siglos XII y XIII se difundió entre la mayoría de los países latinos. Desde entonces, la aguja o compás de navegación se ha ido perfeccionando hasta 1878, donde el prestigioso físico británico sir William Thompson (a partir de 1892, Lord Kelvin), tras largos años de experiencias a bordo de su yate, logra crear la famosa “aguja seca” que aún conserva su nombre. La ventaja principal de la aguja de Thompson reside en una altísima sensibilidad (comparada a la de la época) que logró obtener gracias a la construcción de una rosa de muy poco peso, tema del que ya hablamos anteriormente. De allí a nuestra época, la evolución ha sido vertiginosa.

Los inicios de la declinación magnética

Si bien es cierto que la declinación magnética no fue descubierta por Colón (como muchos han querido atribuirle) sino mucho antes, es verdad que fue él el primero en incluirla “oficialmente” a la navegación en 1492, en su primer viaje.

El Gran Almirante pudo comprobar, mientras navegaba en cercanías de las Azores, que la declinación variaba de un lugar a otro, pasando del noreste al noroeste. Téngase en cuenta que en el hemisferio norte era sencillo conocer el norte verdadero gracias a la estrella polar. De esa manera pudo comprobar las diferencias que aparecían en su aguja respecto del norte geográfico.

Un memorable jueves 13 de septiembre de 1492, el almirante anotó en su diario: “Aquel día con su noche, yendo a su vía, que era el Oueste, anduvieron 33 leguas y contaba 3 o 4 menos. Las corrientes leeran contrarias. En este día, al comienzo de la noche, las agujas nordestaban, y a la mañana noruestaban algún tanto”. En realidad, ya en el siglo XII los chinos no solo sabían de la existencia de la declinación magnética sino que además podían determinarla con exactitud.

Cantidad de manuscritos de la época demostraron que en occidente también era conocido y calculado el fenómeno.

El descubrimiento de Colón trajo consigo el deseo de determinar la longitud a partir de las variaciones de la declinación magnética. A partir de entonces, la mayoría de los navegantes de la época comenzaron a registrar rigurosamente las mediciones de declinación obtenidas durante sus viajes, con el afán de poder relacionar algún día dichas diferencias con los meridianos terrestres.

Por supuesto que esto nunca fue posible debido a las irregularidades que sufre la declinación magnética; pero sin quererlo, al trasladar las mediciones obtenidas a las cartas náuticas, habían creado algo de suma importancia: La cartografía magnética.

El primero en construir una carta magnética fue el español Alonso de Santa Cruz, cosmógrafo de la Casa de Contratación de Indias.

Continua en: Primeras experiencias en el desvío del compás (Clase 29)

Darío G. Fernández
Director del ISNDF

30/05/2024 by Instituto Superior de Navegación

Métodos para determinar el rumbo verdadero (Clase 27)

Viene de Construcción de la Tabla de Desvíos (Clase 26)

1. USO DEL GPS. Este es en realidad el método más sencillo para el principiante, aunque no el más preciso. Consiste simplemente en navegar a rumbos diferentes, tomando nota de los rumbos verdaderos que indica el GPS y los rumbos que marca el compás para, posteriormente, efectuar los cálculos de los desvíos como vimos con anterioridad. El problema de este método reside en que sólo debe llevarse a cabo cuando estemos seguros de que no existen corrientes de marea ni abatimiento que afecten nuestro rumbo verdadero de la proa. En este caso, sería conveniente llevar adelante el procedimiento en una dársena o espejo de agua.

2. ENTRE SEÑALES MARÍTIMAS (Fig. 67). Lo que se hace en este caso es navegar entre dos señales marítimas, o desde una situación conocida hacia una de ellas.
Para ello es preciso contar con la carta náutica de la zona a navegar, midiendo sobre la misma los rumbos verdaderos necesarios para unir dichos puntos. Una vez hecho esto se navega desde una de las señales hacia la otra, tomando nota de la indicación del compás. Tengamos en cuenta que ya estamos contando con dos rumbos verdaderos dado que, al navegar de regreso, el rumbo verdadero será igual que al de ida con diferencia de 180o.

3. DEMORAS A PUNTOS NOTABLES
(Fig. 68). Aquí se parte de una situación conocida que bien puede ser una señal marítima, o bien puede obtenerse situándose en la carta por ángulos horizontales, demoras simultáneas o simplemente con el GPS. A partir de allí se trazan las demoras en la carta y se obtienen sus valores verdaderos. Cabe aclarar que, como repetiremos a lo largo de este libro, una demora es el ángulo formado entre la visual a un punto y el Norte, lo que en Argentina se conoce con el nombre de Marcación. Una vez en el agua, se navegará poniendo proa a dichos puntos notables, tomando nuevamente nota de los rumbos de compás para cada nueva demora. Téngase en cuenta que la demora a un punto es equivalente al rumbo que se debería llevar para arribar a dicho punto.

4. ENFILACIÓN CON UNA BOYA (Fig. 69). Este no sea tal vez un método muy ortodoxo dado que, para llevarlo a cabo, es preciso amarrarse a una boya fondeada con ese objeto, cosa no demasiado habitual. De contar con tal posibilidad, o bien con la de tomarnos a un pilote o muerto (cuya posición conocemos o figura en la carta), la idea sería bornear con nuestro barco en torno al mismo, tomando la mayor cantidad de enfilaciones posibles respecto de puntos notables o señales marítimas. La única complicación a tener en cuenta es que, para que las enfilaciones sean precisas, el cabo que nos une con el objeto debería tener una longitud considerable (al menos 50 mts.). Por supuesto que, al igual que en los casos anteriores, se trazarán sobre la carta dichas enfilaciones y se comprobará la indicación del compás en cada caso. Nótese que, de ser posible emplear este método, en nada nos afectará la intensidad y dirección de la corriente de la marea, ni siquiera el viento reinante, ya que el barco no se encuentra navegando sino al borneo.

5. ENFILACION ENTRE PUNTOS NOTABLES DE LA COSTA (Fig. 70). Este sería tal vez el procedimiento más sencillo, dado que sólo se necesita navegar manteniendo el rumbo del barco sobre la línea de la enfilación, cosa que visualmente resulta muy fácil. Para la obtención del rumbo verdadero sobre la carta sólo será necesario unir los puntos notables trazando la enfilación y medir el ángulo respectivo. Aquí el problema reside en que no siempre contamos con la cantidad de enfilaciones que se necesitan para cubrir todos los rumbos que se requieren para una buena compensación.

6. POR MARCACIONES RECÍPROCAS. Otro sistema complejo pero que puede ser utilizado, consiste en enviar a un tripulante a tierra con una pínula o compás de marcación. A determinadas señales previamente convenidas (o comunicados por radio), la persona que se encuentra en tierra toma una demora al barco mientras
que éste navega en su dirección, tomando nota de la lectura del compás. El principio aquí utilizado es que una pínula, convenientemente alejada de componentes metálicos, puede considerarse sin desvíos. Por esa razón, puede compararse la lectura obtenida en la pínula con la que se obtiene del compás sin cálculos adicionales: la diferencia entre ambas lecturas será en definitiva el desvío del compás. Lo único que debe tenerse en cuenta es que la demora obtenida en la pínula es exactamente opuesta al rumbo que navega el barco, es decir con 180o de diferencia. Ejemplo: si la demora magnética tomada con una pínula (desde algún lugar en tierra y a un barco que navega en esa dirección) es de 45o, el rumbo magnético al que navega el barco es 225o (45o + 180o). Este sistema puede resultar muy efectivo si contamos con una pequeña isla o una plataforma que nos permita navegar a su alrededor, ya que podremos tomar demoras en todos los rumbos. Es posible también hacer esto mismo dejando un tripulante en un bote fondeado ya que, como se trata de una comparación entre demoras, carece de importancia que la referencia no sea un punto fijo.

7. POR AZIMUT DE ALGÚN ASTRO. Este es el método más complejo debido a que, para llevarlo a la práctica, se precisa contar con conocimientos de navegación de altura. De hecho, lo primero que se necesita calcular es el azimut del astro elegido para el instante en que se piensa efectuar la corrección. Este método es realmente útil sólo para aquellos compases de rosa plana (visible los 360o), dado que nos permite tomar acimutes (demoras) en todos los rumbos respecto del astro. En los compases de mamparo esto se dificulta bastante. Algunos de los grandes compases con que cuentan los buques de porte, vienen provistos de alidadas rebatibles que permiten tomar acimutes a los astros o demoras a puntos notables. En el caso de que ese astro fuese el sol, esto puede hacerse simplemente visualizando la sombra que la alidada del mismo proyecta sobre la rosa de los vientos, determinando así la lectura.

Algunas aclaraciones:

Para efectuar la lectura del rumbo de compás, a fin de utilizarla en el cálculo del desvío, es importante mantener el barco navegando al rumbo elegido durante al menos diez o quince segundos, a fin de que dicho rumbo pueda establecerse correctamente en el compás.
Téngase en cuenta que donde dice “demora” debe leerse “marcación” y viceversa, debido a que en nuestro país ésa es la nomenclatura utilizada.
Salvo algunas excepciones, la mayoría de los sistemas aquí descriptos no serán de utilidad para compensar o levantar la tabla de desvíos en todos los rumbos, por lo que es recomendable combinarlos como mejor se adapten a nuestras necesidades.

Continua en: Historia del Compás y Los inicios de la declinación magnética (Clase 28)

Darío G. Fernández
Director del ISNDF

30/05/2024 by Instituto Superior de Navegación

Construcción de la Tabla de Desvíos (Clase 26)

Viene de Compensación del Compás Magnético (Clase 25)

Para la construcción de la tabla, previamente vamos a definir la precisión que queremos que esta tenga, de manera tal que podemos tabularla cada 10o, 20o o más. Tengamos en cuenta que será más precisa cuantas más tabulaciones contenga, pero más dificultosa será su construcción.
Dibujaremos previamente una tabla de la siguiente manera (Fig. 65):

Otra opción posible es construir una “curva de desvíos” en lugar de una tabla (Fig. 66). En este caso se graficarán en un par de ejes cartesianos los diferentes desvíos en función de los rumbos, para luego unir los puntos obtenidos con una línea. La ventaja de este método reside en que la curva nos permite obtener valores para puntos intermedios.
A partir de aquí comenzaremos a navegar a cada uno de los rumbos que hemos elegido y calcularemos el desvío del compás a partir de la fórmula vista anteriormente.

Rv = Rc + Δc + dm

Despejamos ahora el valor de “Δc”, quedando la fórmula de la siguiente manera:

Δc = Rv – Rc – dm

Veamos esto con un ejemplo práctico: Supongamos que queremos calcular el desvío de nuestro compás para el rumbo 20o. Ponemos el barco a navegar a ese rumbo verdadero y comprobamos que nuestro compás indica que el rumbo llevado es 32o. Recordemos que la declinación magnética del lugar es de 8o W. Reemplacemos estos valores en la fórmula:

Δc = Rv – Rc – dm Δc = 20o – 32o – (-8o) Δc = 20o – 32o + 8o Δc = – 4o

Esto quiere decir que mi compás tendrá un desvío para ese rumbo de – 4o. Completamos este valor en la tabla y procedemos del mismo modo para los demás rumbos.
Hasta aquí nada demasiado complejo, salvo que no es tan sencillo determinar con precisión el rumbo verdadero al que nos encontramos navegando. Esto se simplificaría si contásemos con un compás adicional a bordo, del que se tuviera la certeza que no presenta desvíos. En tal caso, sólo restaría comparar las mediciones.

En determinados puertos existen radas que cuentan con marcas pintadas conteniendo demoras o enfilaciones, con el objeto de que los especialistas puedan efectuar la compensación de los compases en los buques. En algunos casos se colocan muertos graduados con igual finalidad. Lamentablemente no es nuestro caso y tendremos que ingeniarnos con otros métodos. Veremos ahora algunas soluciones prácticas para determinar el rumbo verdadero al que navegamos.

Continua en: Métodos para determinar el rumbo verdadero (Clase 27)

Darío G. Fernández
Director del ISNDF

30/05/2024 by Instituto Superior de Navegación

Compensación del Compás Magnético (Clase 25)

Viene de Teoría de los desvíos (Clase 24)

A los efectos de llevar a cabo las correcciones y confeccionar la tabla de desvíos para una embarcación deportiva, todo lo anterior resulta anecdótico, ya que los compases con que cuentan nuestras embarcaciones no tienen afortunadamente ni tantos ni tan complejos elementos de compensación. Vamos a intentar conocer a continuación la manera de compensar un compás (de los que estamos habituados a utilizar) y, posteriormente, levantaremos la tabla de desvíos que corresponda, si es que no se logró corregir por completo el mismo para todos los rumbos.

Ante todo, vamos a corregir la fórmula general para el cálculo del rumbo verdadero vista en el apartado anterior, añadiéndole ahora el desvío del compás (Fig. 63).

Como se puede ver en el esquema vectorial de la figura 63, el rumbo verdadero es igual a la sumatoria del rumbo compás, el desvío del mismo y la declinación magnética.

Rv = Rc + Δc + dm

Donde:

”Rv” es el Rumbo verdadero de la embarcación respecto del Norte verdadero.

”Rc” es el rumbo que indica nuestro compás.

”Δc” es el desvío del compás para el rumbo al que nos encontramos navegando, que al igual que la Declinación magnética, tendrá signo positivo si es al este, y signo negativo si el desvío es al oeste.

”dm” es la Declinación magnética de la zona.

Tengamos a mano la fórmula anterior ya que será fundamental, de ahora en adelante, tanto sea para compensar como para levantar nuestra tabla de desvíos.

La tarea de compensar un compás correctamente consiste en eliminar o al menos reducir lo máximo posible el desvío del compás, para lo cual es necesario navegar en varios rumbos distintos y compensar los desvíos para cada uno de ellos. Desde ya que para hacerlo es preciso saber con exactitud a qué rumbo verdadero nos encontramos navegando. Una vez que determinamos esto último (más adelante veremos algunos métodos), aplicaremos la fórmula con el objeto de saber qué tendría que estar indicando mi compás cuando navego en dicho rumbo verdadero.

Veamos un ejemplo para entenderlo mejor:

Supongamos que comienzo a navegar y por algún método confiable determino que me encuentro navegando exactamente hacia el Norte verdadero (Rumbo 0o). Sabemos que la Declinación magnética del Río de la Plata interior es 8o W y, por supuesto, voy a considerar que el desvío de mi compás es igual a cero. ¿Qué debería marcar mi compás?

Aplico la fórmula:

Rv = Rc + Δc + dm

Despejo de la misma el valor de ”Rc”, que es lo que quiero averiguar:

Rc = Rv – Δc – dm

Ahora reemplazo por los valores correspondientes:

Rc = 0o – 0o – (-8o) Rc = + 8o

Esto quiere decir que si me encuentro navegando a Rumbo verdadero 0o, en una zona con una declinación magnética de 8o W y no tuviese desvío alguno en mi compás, este debería marcar 8o. Si esto no ocurre, voy a proceder a la corrección.

Los compases diseñados para las embarcaciones deportivas cuentan con un par de imanes que pueden regularse desde el exterior de la carcasa plástica: uno colocado en forma transversal y el otro en forma longitudinal. Calibrando el tornillo que regula el desplazamiento en el sentido longitudinal del compás, estaré compensando los errores Este-Oeste; mientras que si regulo el tornillo correspondiente al imán transversal, compensaré los errores Norte-Sur.
De cualquier manera y para evitar confusiones, esto ya viene indicado en cada compás (Fig. 64). Antes de proceder a la compensación, es preciso que tengamos en cuenta algunos factores:

Elegir preferentemente un día con mar calmo y poco viento. Mucho mejor sería llevar a cabo la compensación en un espejo de agua.

Evitar los efectos de corrientes de marea y abatimiento, para lo cual haremos la corrección en el momento de la estoa (corriente de marea nula) y navegando a motor.

Poner a funcionar la mayoría de los equipos eléctricos y electrónicos de a bordo.

Si el compás aún no fue instalado debidamente, hacerlo en el sector del barco más apartado de elementos metálicos.

Comenzaremos entonces a navegar a rumbo verdadero 0o (norte) y chequearemos la indicación de nuestro compás. Como habíamos visto anteriormente, este debería marcar 8o. Si así no lo hiciese, regularemos el tornillo Norte-Sur hasta lograrlo. Téngase en cuenta que el destornillador o elemento que introduciremos en la ranura del tornillo no puede ser metálico (muy importante) sino plástico.
Posteriormente repetiremos exactamente el mismo procedimiento (cálculo incluido) pero navegando con rumbo 90o (este), efectuando la corrección con el tornillo Este-Oeste.
El procedimiento se completa navegando luego rumbo 180o (sur) y 270o (oeste), y regulando los tornillos respectivos para los rumbos de compás que previamente calculamos.
Una vez hecho esto, volveremos a navegar a rumbo 0o, 90o, 180o y 270o chequeando si hubo diferencias y volviendo a efectuar los ajustes necesarios.
Es probable que no se logre la corrección total. En tal caso, debe ajustarse lo mejor posible. Las diferencias restantes quedarán para ser llevadas a la tabla de desvíos.

Continua en: Construcción de la Tabla de Desvíos (Clase 26)

Darío G. Fernández
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Primeras experiencias en el desvío del compás (Clase 29)

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Historia del Compás

Los inicios de la declinación magnética

Métodos para determinar el rumbo verdadero (Clase 27)

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