Resumen Temario Capitán de Yate por J. Carreño

1.- ASTRONOMÍA Y NAVEGACIÓN - II

TEMAS

Proyecciones Cartográficas

Rectas de Altura

Situación por Rectas de Altura

Derrota Loxodrómica

Derrota Ortodrómica

Magnetismo Terrestre

Desvío de la Aguja Magnética

Aguja Giroscópica

El Radar

Navegación con posicionador: GPS

Publicaciones Náuticas

11.- PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS

CARTAS NÁUTICAS. GENERALIDADES

  Las cartas náuticas son planos o mapas utilizados en navegación. En ellas vienen representadas porciones de la superficie terrestre con todos los datos útiles al navegante para efectuar la travesía con seguridad, como son: contorno de la costa, faros, boyas, declinaciones magnéticas, corrientes, bajos, sondas, calidad de los fondos, etc, así como los meridianos y paralelos correspondientes.

  La representación en superficies planas de una esfera entraña cierta deformación de la realidad, pues la esfera no es desarrollable en el plano.

  Existen dos tipos de cartas:

 Proyección mercatoriana.- Para la navegación loxodrómica. Es la que esta basada en la proyección cilíndrica desarrollada. En ella quedan los meridianos como rectas paralelas y a igual distancia unos de otros. Los paralelos también quedan representados como rectas paralelas, pero la distancia se va espaciando mas entre ellos a medida que se van separando del ecuador. Las escalas aumentan en función de la secante de la latitud.

 Proyección gnomónica.- Consiste en representar superficies terrestres en planos tangentes a un punto.

    Hay 3 clases de gnomónicas:

       Polares.- Si el plano es tangente en el polo. Quedando los meridianos como rectas radiales y los paralelos como circunferencias concéntricas.

       Ecuatoriales.- Si el plano es tangente en el ecuador. Los meridianos serían paralelos distanciados cada vez más entre ellos a medida que se separan del punto de tangencia. Los paralelos serían curvas hiperbólicas que aumentarían su separación a medida que se alejasen del punto de tangencia y el ecuador seria una línea perpendicular a los meridianos.

        Horizontales.- Si la tangencia es un punto cualquiera. Los meridianos serian rectas convergentes hacia el punto de proyección del polo y los paralelos curvas de tipo parabólico.

UTILIDAD EN NAVEGACIÓN 

  Los círculos máximos quedan representados como rectas. Disponen de escalas propias para medir distancias y de ábacos para los rumbos. Uniendo el punto de salida y el de llegada por una recta, se aprecia si se pasa por algún peligro en la derrota (hielos, tierra, bajos, temporales, etc).

  Cartas en blanco.- Se editan en proyección mercator y sirven para cualquier longitud. Se emplean para la resolución de problemas de situación astronómica (rectas de altura).

ESCALAS DE LAS CARTAS

  Escala es la relación entre la magnitud representada y la real. Si encontramos una escala de 1/10.000 quiere decir que el radio de la Tierra es 10.000 veces mayor que el radio de la esfera con la que se ha representado la carta.

CLASIFICACIÓN DE LAS CARTAS SEGÚN LA ESCALA

  a)      Cartas Generales.- Abarcan una gran cantidad de costa y mar, están destinadas a la navegación oceánica.

  b)      Cartas de Arrumbamiento.- Son las utilizadas para distancia de tipo medio

  c)      Cartas de navegación costera.- Sirven para navegar reconociendo la costa.

  d)      Aproches.- Facilitan a los navegantes la aproximación a un puerto.

  e)      Portulanos.- Muestran con detalle una pequeña extensión de costa y mar.

  Las cartas se suelen llamar de punto menor a las que representan grandes extensiones, y de punto mayor a las que representan porciones menores.

  Cartucho.- Es la representación a mayor escala de una parte de la carta dentro de un marco.

12.- RECTAS DE ALTURA

RECTA DE ALTURA. SUS DETERMINANTES

  Es el conjunto de datos para trazar la recta de altura en una carta mercatoriana.

  Los determinantes de una recta de altura son: situación estimada, Azimut y diferencia de alturas.

CÍRCULO DE ALTURA

  Lugar geométrico de los puntos de la Tierra desde los que en un mismo instante se observa el astro con la misma altura.

POLO DE ILUMINACIÓN O PUNTO ASTRAL

  Es el punto de la tierra desde el que se observa un astro en el cenit, y sus coordenadas son:

Latitud = declinación del astro

Longitud = H.G. del astro

ERRORES QUE PUEDEN AFECTAR A LAS SITUACIONES POR RECTAS DE ALTURA

  Se dividen en sistemáticos y accidentales.

  Sistemáticos 

1.- Error en la altura observada

2.- Error en las correcciones a aplicar a la altura observada.

3.- Error en el estado absoluto. 

  Accidentales 

1.- Error en la distancia navegada estimada

2.- Error en el rumbo estimado

3.- Error en la altura del observador.

UTILIDAD DE UNA RECTA DE ALTURA

  Combinada con otro lugar geométrico (demora, distancia, etc) obtenemos una situación.

13.- SITUACIÓN POR RECTAS DE ALTURA

BISECTRIZ DE ALTURA

  Es la bisectriz del ángulo que forman los azimutes de las rectas de altura. La bisectriz tiene la propiedad de estar exenta de los errores sistemáticos.

14.- DERROTA LOXODRÓMICA

DERROTA LOXODRÓMICA

  La derrota o línea loxodrómica es aquella curva que trazada en la superficie esférica terrestre forma ángulos iguales con los meridianos que atraviesa, o sea: la que recorre el buque sin cambiar el rumbo.

  La derrota loxodrómica queda reflejada en una carta mercator como una línea recta.

RUMBO DIRECTO Y DISTANCIA DIRECTA

  El rumbo directo.- Es el ángulo que se forma en la carta al unir el punto de salida con el de llegada. Si medimos sobre el rumbo directo la distancia entre dos puntos, esa distancia será la distancia directa.

NAVEGACIÓN DE ESTIMA

  La navegación por estima consiste en hallar la situación del buque en un momento determinado partiendo de un punto de salida y sabiendo los rumbos y distancias a que se ha navegado. 

SITUACIÓN ESTIMADA Y SITUACIÓN VERDADERA

  Se llama situación estimada a la hallada por el método de la estima. Ofrece poca fiabilidad. 

  Cuando por medios visuales, electrónicos o de observación astronómica se obtiene una situación que consideramos real, se le llama situación real.

15.- DERROTA ORTODRÓMICA

DERROTA ORTODRÓMICA

  Es la parte de circulo máximo que pasa por dos puntos. Es la distancia mas corta entre dos puntos de una esfera. Para dibujarla en una carta mercator se haría mediante una serie de líneas rectas consecutivas, que unidas darían una curva.

  Es indicada para travesías largas entre puntos de latitud grande y situados próximos al mismo paralelo. No se emplea en el ecuador.

  En la navegación ortodrómica se denominan nodos a la intersección del circulo máximo con el ecuador, difieren 180º. Se denominan vértices las máximas latitudes del circulo máximo.

  Los círculos máximos cortan los meridianos con ángulo distinto a lo largo de su trazado, por lo que hay que ir cambiando sucesivamente de rumbo.

  En las cartas gnomónicas el círculo máximo queda representado como una recta.

DERROTA ORTODRÓMICA MIXTA

  Esta compuesta por navegación ortodrómica y loxodrómica para no rebasar latitudes altas por la aparición de hielo y fuertes temporales.

  Se navega con navegación ortodrómica hasta alcanzar la latitud deseada, entonces se pasa a navegación loxodrómica para evitar los hielo y los temporales, para posteriormente, pasado la zona peligrosa, volver a navegar con ortodrómica.

  Ganancia.- La diferencia entre la distancia loxodrómica y la ortodrómica.

17.- MAGNETISMO TERRESTRE

MAGNETISMO Y POLOS DE UN IMÁN.

  Magnetismo es la propiedad que tiene el imán de atraer o repeler ciertos metales.

  Los polos de un imán se llaman Norte y Sur. Al estar el imán suspendido y con facilidad de giro se orienta hacia los respectivos polos magnéticos de la Tierra, que no coinciden con los geográficos.

  Se llaman polo Norte u polo Sur, respectivamente, a las partes del imán que se orientan hacia el polo Norte o polo Sur magnéticos.

  Los imanes comerciales llevan pintado de rojo el polo Norte y de azul el polo Sur.

  Los polos de un imán están localizados cerca de sus extremos. Entre estos dos polos hay una zona neutra.

  Los imanes pueden ser naturales y artificiales. El imán natural más importante es el mineral llamado "magnetita". Los imanes artificiales normalmente son trozos de hierro o acero que han adquirido la propiedad del imán por inducción. Si esta inducción la conservan durante mucho tiempo se llaman imanes permanentes y si la pierden imanes temporales. 

Propiedades:

-   Los polos de distinto nombre se atraen y los polos de igual nombre se repelen

-   Si se aproxima un imán a una varilla de hierro, esta se induce de forma que se crea un polo norte en ella en la parte que esta junto al polo sur del imán y viceversa.

-   Un imán pierde su magnetismo al calentarse

-   La fuerza ejercida por un polo magnético sobre otro varia de forma inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

-   Si el imán tiene forma de varilla y lo partimos, cada uno de los trozos se convierte en un nuevo imán.

   El espacio donde tiene influencia un imán se llama campo magnético. En cada punto de ese campo la fuerza del magnetismo tiene una intensidad y una dirección determinada.

MAGNETISMO DE LA TIERRA

  La Tierra se comporta como un gran imán esférico permanente.

  Los polos magnéticos no coinciden con los geográficos. Los polos magnéticos de la Tierra estaban situados en el año 1975 en 71º N y 100º W (al norte de la isla de Príncipe de Gales) el polo norte y en 66º S y 140 E el polo Sur.

  Las líneas que unen los puntos con igual inclinación magnética se llaman isoclinas.

  Las líneas que unen los puntos con igual declinación magnética se llaman isógonas.

  La aguja magnética no indicara el norte geográfico, sino el magnético. Esa diferencia (ángulo) entre el meridiano geográfico y el meridiano magnético se llama variación o declinación magnética.

  Los meridianos magnéticos son las líneas que unen los polos magnéticos. Dichos meridianos magnéticos no son regulares, sino que son líneas mas o menos curvas y sin simetría alguna, lo que quiere decir, salvo casos excepcionales, que este señalando exactamente los polos magnéticos.

DISTRIBUCIÓN

  a) Los polos magnéticos no son dos puntos, sino dos zonas de más d e 60 millas.

  b) La intensidad es máxima en las proximidades de los polos magnéticos sin ser  uniforme, y mínima en las zonas del ecuador magnético.

  c) Se observa continuidad en la dirección de las líneas isógonas e isoclinas sobre la parte mas profunda de los océanos, siendo mas irregulares obre aguas poco profundas o sobre tierra, debido a la presencia de campos magnetismo locales.

DECLINACIÓN MAGNÉTICA Y VARIACIÓN LOCAL

  La declinación magnética o variación es el ángulo que forma el norte verdadero con el norte magnético. La declinación magnética de un lugar se llama variación local.

  Todos los barcos en un mismo lugar tiene igual declinación magnética.

  La declinación magnética es distinta para cada lugar de la Tierra.

18.- DESVÍO DE LA AGUJA MAGNÉTICA

DESVÍO DE LA AGUJA MAGNÉTICA

  Entre las agujas náuticas la mas utilizada es la magnetita que es un imán, o una serie de imanes acondicionados debidamente, que sirve para orientarnos. La aguja magnética se llama brújula, aguja náutica y compás.

  El desvío de aguja es el ángulo que forma en norte de aguja con el norte magnético. Da valor positivo si es NE y negativo si es NW. 

  Corrección total.- Es el ángulo que forma el norte verdadero con el norte de aguja.

 Los campos magnéticos que actúan sobre la aguja son:

   1.- El de la Tierra (orientador). Debido al imán de la Tierra.

   2.- El  permanente (perturbador). Es el adquirido por los hierros duros por haber estado el barco orientado durante mucho tiempo en la misma dirección.

   3.- El inducido o accidental (perturbador). Es el adquirido por los hierros duros (mezcla de hierro y carbono) y dulces (menos carbono) en la construcción del barco.

CALCULO DE DESVÍOS

 Corrección total = Declinación magnética + desvío              Ct = dm + desvío

 Demora verdadera = Demora de aguja + corrección total      Dv = Da + ct

 Demora verdadera  = Rumbo + Marcación                          Dv = R + Marcación

 Azimut verdadero = Azimut de aguja + corrección total        Zv = Za + ct

19.- AGUJA GIROSCÓPICA

EL GIROSCOPO

  El físico francés Leon Foucault lo utilizo para demostrar la rotación de la Tierra sin el empleo de la gravedad.

 Propiedades 

-   Rigidez o inercia.- Es la propiedad del giróscopo de mantener su eje apuntando a una misma dirección en el espacio.

-   Precesión.- Es la propiedad que tiene todo giróscopo de reaccionar antes las fuerzas que intentan alterar su rigidez, o sea, cambiar su plano de giro.

  Para mantener la rigidez el rotor del giróscopo debe girar a gran velocidad, tener libertad de movimientos y rozamientos despreciables, y el centro de gravedad este en el cruce de los tres ejes.

  Amortiguamiento.- Dispositivo aplicable a reducir las oscilaciones.

  La giroscópica esta afectada por una serie de errores, tabulados en una tabla de desvíos para ser tenidos en cuenta, serán positivos si están a la derecha del N y negativos en caso contrario.

  Estos errores pueden ser:

-         por no coincidir la línea de fe con el plano proa-popa,

-         por cambios de rumbo y velocidad,

-         por balance o cabezadas.

20.- EL RADAR

RADAR: DESCRIPCIÓN GENERAL

  Radio Detection And Ranging (detección y distancia radio)

  El radar.-  Es un aparato electrónico utilizado para medir la distancia mediante la medida de tiempo transcurrido desde que se emite una radiofrecuencia hasta que vuelve su eco. 

  Referencia:

     Proa arriba.- Dirección proa-popa del barco. Se obtiene una referencia relativa al buque. Se obtiene una marcación.

     Norte arriba.- Línea Norte-Sur verdadera. Se acopla el radar a una giroscópica. Se obtienen demoras verdaderas.

COMPONENTES 

  1.      Fuente de alimentación.- Proporciona la corriente necesaria

  2.      Modulador.- Envía impulsos de alta tensión

  3.      Magnetrón.- Genera el impulso de radiofrecuencia

  4.      Antena emisora.- Envía la señal al exterior.

  5.      Antena receptora.- Recibe la señal del exterior.

  6.      Amplificador.- Amplifica la señal.

  7.      Unidad de presentación visual.- La pantalla.

Discriminación en alcance

  Es la capacidad de un equipo radar de representar dos ecos de dos blancos que están en la misma demora y cercanos entre sí. 

Discriminación en demora

  Es la capacidad de un equipo radar de representar dos ecos de dos blancos que están a la misma distancia y cercanos entre sí.

INTERPRETACIÓN DE LA IMAGEN

  Los ecos en la pantalla se representan en un solo color, y lo que se suele diferenciar es la intensidad. La energía del eco depende de la altura, inclinación, distancia y composición del blanco.

  Para reconocer la costa conviene emplear una escala pequeña (1 milla). Para obtener una buena imagen actuar sobre los mandos de ganancia y brillo.

  En caso de mal tiempo actuar sobre el mando de lluvia

  Cotejar la información de la pantalla con la carta de navegación y tener en cuenta los errores de distancia.

ALCANCES. FACTORES QUE LO CONDICIONAN

  1.      Potencia radiada.

  2.      Longitud de onda.

  3.      Elevación de la antena sobre el nivel del mar.

  4.      Elevación del objeto detectado.

  5.      Tamaño y naturaleza del objeto.

  6.      Condiciones atmosféricas.

  Alcance mínimo.- Distancia mínima a que puede detectarse un blanco depende de la longitud del impulso radiado y del tiempo de conmutación del receptor.

ERRORES Y PERTURBACIONES

  Errores.- Son debidos a tomar puntos que no son reales.

   Pueden ser debidos: 

-   No estar bien ajustada la línea proa-popa de la pantalla con el rumbo verdadero.

-   Los puntos referenciados están detrás de las línea de playa.

-   No tener en cuenta las mareas con mucha amplitud.

-   El desajuste del aparato.

  Perturbaciones

    Ecos producidos por la reflexión sobre la superficie del mar (Sea clutter).- Cuando la mar esta picada los impulsos chocan contra las olas y devuelven la energía en forma de ecos.

    Alargamiento de ecos.- Debido a la antena giratoria, que origina la distorsión del eco en la pantalla, consistente en un alargamiento general.

    Ecos múltiples.- Se presenta cuando otro buque navega en las proximidades.

     Falsos ecos.- Son ecos fantasmas que aparecen en la pantalla radar sin que haya blanco productor de ellos.

            Causas:

-   Lóbulos de radiación lateral: Reflejo de la señal en blancos cercanos en distintas direcciones.

-   Reflexiones múltiples: Un blanco grande y cercano puede reflejarse varias veces.

     Zonas de sombra.- Ocurre cuando la antena esta a menor altura que los palos y estos obstaculizan la trayectoria del haz del impulso radar.

     Interferencia con otros aparatos.- Ocurre cuando hay otro radar funcionando en las proximidades. Da lugar a espirales de puntos en la pantalla. Se corrige con el mando RIC.

RADAR DE MOVIMIENTO VERDADERO (ARPA)

  Todos los ecos representados en la pantalla disponen de un movimiento igual a la velocidad de nuestro barco y en dirección contraria. Por ello la presentación que se hace es de movimiento relativo respecto al del centro de la pantalla. Si al centro de la pantalla (nuestra posición) aplicamos el movimiento de nuestro barco obtenemos movimiento real.

  Nos da información real de los buques que navegan a nuestro alrededor con respecto a nuestra posición: rumbo, velocidad, demora y distancia al nuestro, tiempo para estar a mínima distancia, etc.

SITUACIONES RADAR 

-   Distancias radar a varios puntos

-   Demoras radar a varios puntos.

-   Demora radar y distancia radar.

-   Demora visual y distancia radar.

-   Las anteriores combinaciones aplicadas simultáneamente y no simultáneamente.

REFLECTORES RADAR 

  Racons.- Son reflectores electrónicos que funcionan al recibir las ondas radar.

  Ramarks.- Son balizas radio que transmiten continuamente su señal de identificación en código morse en la banda de frecuencia de los equipos radar.

21.- NAVEGACIÓN CON POSICIONADOR: GPS

   Efecto DOPPLER.- En acústica se puede observar en cada momento observando los sonidos de la bocina de los vehículos en movimiento: al acercarse se agudiza el sonido (recibimos el sonido con menor longitud de onda de la que se ha emitido) y al alejarse se vuelve mas grave (recibimos el sonido con mayor longitud de onda de la que se ha emitido). Afecta a cualquier frecuencia captada por un receptor en movimiento en relación a la fuente de ondas radioeléctricas.

  En 1958 se descubrió que midiendo por medio de estaciones terrestres fijas, la deriva DOPPLER, se podría determinar con precisión la posición de un satélite.

  Conociendo la precisión del satélite, que da vueltas a la Tierra, y aplicando la misma técnica de medición del efecto doppler, podremos determinar la posición de cualquier estación terrestre.

  El sistema GPS consiste en 24 satélites (3 de reserva) que giran en órbita alrededor de la Tierra transmitiendo señales en frecuencia de 1.500 Mhz. En cada órbita hay 4 satélites que proporcionan en cualquier momento: la latitud, longitud, altura y velocidad. 

Ventajas frente a otros sistemas de posicionamiento. 

-         Cobertura mundial

-         Precisión de metros

-         Totalmente automático

22.- PUBLICACIONES NÁUTICAS

PUBLICACIONES NÁUTICAS

  Todas aquellas publicaciones relacionadas con la mar cuya finalidad es ayudar al marino. En su mayoría publicadas por el Instituto Hidrográfico de la Marina, Cadiz.

  Se detallan a continuación las mas importantes: 

-    Cartas.- Son planos o mapas utilizados para la navegación.

-    Derroteros.- Información para la navegación.

-    Libro de faros y señales de niebla.- Información sobre faros, boyas y balizas.

-    Libro de radioseñales.- Información sobre las frecuencias que facilitan información a la navegación

-    Cuaderno de bitacora.- Libro donde se reflejan los acaecimientos náuticos. Es el borrador del diario de navegación.

-    Diario de navegación.- Es un libro donde se registran todos los pormenores del viaje en barco. 

-    Libro de corrientes.- Representan en los distintos mares las principales corrientes y contracorrientes. Se publica anualmente.

PLOTTERS Y CARTAS ELECTRÓNICAS

  Plotter.- Es un representador gráfico de las cartas náuticas en la pantalla. Normalmente está incorporado al GPS o incluso a la sonda, con lo que nos da la información necesaria para navegar.

ORGANIZACIÓN DE LA DERROTA

  Tiene dos acepciones: organización del cuarto de derrota y organización de la derrota como ruta o viaje.

  Cuarto de derrota.- Es un habitáculo adyacente al puente de mando donde se guarda debidamente todos los utensilios que vamos a utilizar en el viaje: cartas, publicaciones, sextantes, etc.

  Ruta o viaje.- Se recomienda tener las cartas actualizadas, bien por medio de los Avisos al navegante, bien por la adquisición de unas nuevas.

PILOTS CHARTS

  Son cartas publicadas por el instituto Hidrográfico de E.E.U.U. de publicación mensual de los mares Atlántico norte, Pacifico norte, indico y trimestralmente de los demás mares y océanos, donde consta toda la información (corrientes, hielos, vientos, nieblas, etc.) para que el navegante pueda elegir la derrota más conveniente.