Si us agrada el tema de la nàutica segur que heu sentit a parlar sobre les diferents tècniques de navegació marítima, però a què es refereix exactament el terme “tècniques de navegació”? Des de la nostra escola nàutica t’ho expliquem.
Per poder navegar amb vaixell de forma segura, independentment de si anem a vela oa motor, cal fer una sèrie de comprovacions tant abans de sortir del port com durant tota la navegació. Abans de revisar que tinguem prou combustible i provisions, tot el material de seguretat necessari i que la previsió del temps sigui favorable, caldrà planificar la ruta que farem, per saber quant de temps ens portarà i quins perills haurem d’evitar.
Durant la navegació haurem d’anar comprovant que seguim la ruta planejada, comprovar possibles canvis a la previsió meteorològica i anar fent ajustaments a la ruta segons les circumstàncies del moment. Per això, el més important serà conèixer la nostra posició. Aquí és on entren les tècniques de navegació, que es refereixen a les diferents tècniques que hi ha per poder obtenir la posició del vaixell i amb ella, el rumb que hem de seguir per continuar la nostra ruta.
Contenido
Quins són els tipus de navegació?
Per poder navegar de manera segura serà important sempre conèixer la posició en què ens trobem. Els diferents tipus de navegació depenen principalment de la tècnica que fem servir per obtenir la posició. Alguns mètodes es basen en l’observació visual directa, d’altres en el càlcul de la posició mitjançant fórmules i d’altres en l’ús d’equips electrònics que calculen automàticament la posició.
És clar que el mètode més simple avui dia per situar-se és l’ús d’un GPS. Però pot ser que no en disposem o que se’ns avariï, per això és interessant conèixer altres maneres de fer-ho.
LATITUD I LONGITUD
En primer lloc caldrà conèixer com es determina la posició al mar un cop es coneix. Per això s’usa un sistema de coordenades, conegudes com a latitud i longitud, que permeten ubicar el vaixell sobre la superfície de la Terra.
Sobre l’esfera terrestre es dibuixen una sèrie de cercles i línies imaginaris, alguns dels quals es fan servir com a referència per a les coordenades:
- Meridians: Els meridians són cercles màxims que passen pels dos pols de la Terra. Un cercle màxim o un gran cercle és un cercle dibuixat al voltant d’una esfera, de manera que el pla format pel cercle passa pel centre de l’esfera, tenint el cercle i l’esfera el mateix diàmetre. Tots els cercles màxims que passen per ambdós pols es denominen meridians, per tant hi ha infinits meridians. El meridià més important és el de Greenwich, també conegut com a meridià zero o primer meridià, que passa per la ciutat de Londres i serveix com a origen de la coordenada de la longitud. També és important el meridià del lloc, que és el que passa per sobre de l’observador (persona que està fent les observacions o càlculs per determinar-ne la posició).
- Paral·lels: Els paral·lels són cercles menors (tots els cercles dibuixats sobre una esfera que no siguin cercles màxims) perpendiculars a l’eix dels pols de la Terra i paral·lels a l’equador, dibuixats sobre la superfície. També hi ha infinits paral·lels, i també n’hi ha alguns de més rellevants com els cercles polars i els tròpics. El paral·lel de l’observador és el que passa per la posició de l’observador.
- Equador: L’equador és un cercle màxim perpendicular a l’eix dels pols A causa de la forma de l’el·lipsoide terrestre, l’equador tindrà un diàmetre més gran que el dels meridians. L’equador separa la Terra en dos hemisferis, l’hemisferi nord o boreal i l’hemisferi sud o austral. És l’origen de la coordenada de la latitud.
Per situar-nos sobre la superfície de la Terra farem servir un sistema de coordenades bidimensional, en el qual farem servir dos eixos, un paral·lel als meridians i l’altre a l’equador, les coordenades del qual s’anomenen latitud i longitud.
La latitud és l’arc de meridià, mesurat des de l’equador fins al paral·lel de l’observador. Per la naturalesa del mesurament, aquest només pot arribar a 90º com a màxim, que seria el cas dels pols, en mesurar-se des de l’equador sobre el mateix meridià de l’observador. Depenent de si ens trobem a l’hemisferi nord o l’hemisferi sud, la latitud serà nord o sud, respectivament.
La longitud és l’arc d’equador mesurat des del meridià de Greenwich fins al meridià superior de l’observador. El sentit en què es mesura és el que resulti en un angle menor, de manera que el màxim resultat que pot donar la longitud és de 180º, ja que si fos més gran significa que caldria mesurar-lo en l’altre sentit. D’aquesta manera, si mesurem des del meridià de Greenwich cap a l’est, es dirà longitud est, mentre que si mesurem des de Greenwich cap a l’oest, es dirà longitud oest.
CÀLCUL DE DISTÀNCIES
Una manera molt útil de poder obtenir la posició del vaixell és mitjançant la distància d’un vaixell a la costa oa punts d’interès o mitjançant la distància navegada pel vaixell des d’una situació coneguda. Però primer veurem en quines unitats es mesuren les distàncies al mar.
Les distàncies marítimes es mesuren en milles nàutiques. Una milla nàutica equival a 1852 metres i és una distància que prové de la mida de la Terra. Si es divideix la distància que hi ha entre l’equador i un dels pols terrestres entre 90 graus, i cadascun dels graus es divideix entre 60 minuts d’arc, cadascun d’aquests minuts mesurarà una milla nàutica. És a dir, cada minut de latitud fa una milla nàutica.
Per calcular distàncies amb vaixell hi ha diversos mètodes que es poden utilitzar. Si volem saber la distància a un punt de la costa, normalment la forma més senzilla serà utilitzant els equips electrònics com ara el radar o la carta nàutica electrònica o Plotter. Aquests equips permeten el càlcul de distàncies i també de demores. Cal destacar que la carta nàutica electrònica només ens permetrà calcular distàncies si ja coneix la posició del vaixell. Però, el radar permet calcular les distàncies i les demores sense necessitat de conèixer la posició del vaixell.
Si un vaixell no té radar, es pot fer servir un telèmetre electrònic làser que permet mesurar distàncies de forma molt ràpida i senzilla i pot arribar a donar molt bones precisions. Abans de la seva invenció hi havia diversos aparells que es podien utilitzar per mesurar la distància a un punt.
Un d’aquests aparells que es feia servir abans de la invenció del radar és el telèmetre òptic. Està format per un visor situat al centre d’un tub als extrems del qual hi ha uns miralls. En mirar a través del visor s’observa la imatge reflectida pels dos miralls. Aquests miralls, en estar separats una certa distància entre ells, s’hauran d’orientar amb un angle diferent perquè tots dos reflecteixin la mateixa imatge.
Quan l’operari fa coincidir les dues imatges, es pot calcular la distància a què es troba l’objecte observat per trigonometria. Aquest càlcul no caldria fer-lo,ja que l’aparell ja està graduat, podent llegir la distància directament. El telèmetre òptic va ser àmpliament usat durant la segona guerra mundial per determinar la distància des de vaixells de guerra als seus objectius per a l’ajust de l’angle dels canons.
Finalment una altra forma de mesurar una distància, que sí que requereix un càlcul, i per tant no és tan senzilla ni ràpida com les anteriors, és usant un sextant. Un sextant és una eina que permet mesurar angles entre dos objectes llunyans amb molta precisió. Normalment es fa servir per a la navegació astronòmica, per mesurar l’angle entre l’horitzó i els astres.
En aquest cas, es podria utilitzar el sextant per mesurar l’angle entre un punt d’alçada coneguda molt proper a la costa i el nivell del mar sota aquest punt. Coneixent l’alçada del punt sobre el nivell del mar i l’angle amb què es veu aquesta altura, per trigonometria es pot determinar la distància que hi ha fins a aquest punt. Per augmentar la precisió del mesurament, és millor que es tracti d’un punt el més alt i més proper a la costa possible.
A la carta nàutica, el derroter o el llibre de fars, es pot trobar l’alçada dels fars sobre el nivell del mar. Com que els fars estan normalment molt propers a la costa, a certa altura i poder conèixer fàcilment la seva altura, són bons punts de referència per realitzar aquests càlculs.
Un cop mesurat l’angle i coneguda l’alçada es fa el càlcul trigonomètric. S’utilitza la fórmula següent:
∝ es l’angle mesurat amb el sextant.
D’altra banda, també es pot calcular la distància navegada pel vaixell mitjançant l’ús d’una corredora. Hi ha molts models de corredores, algunes rudimentàries i altres electròniques, que permeten un càlcul automàtic i més precís. Les corredores també permeten determinar la distància navegada pel vaixell.
DEMORES I MARCACIONS
Una altra forma molt efectiva per poder-se situar al mar és mitjançant demores o marcacions. Una demora és l’angle mesurat des de l’embarcació entre el nord i un objecte. L’objecte pot estar a terra (per exemple un far o una muntanya) o al mar (per exemple una boia o una altra embarcació).
Una marcació és l’angle entre la proa i un objecte, per tant, no depèn del nord. En dependre de la proa del vaixell, pot ser positiva o negativa, segons si l’objecte s’observa per la banda d’estribord o la de babord respectivament. La fórmula que relaciona la marcació d’un objecte amb la seva demora és la següent:
Per obtenir una demora o marcatge es pot fer usant l’agulla nàutica o el compàs de demores (que seria l’equivalent nàutic de la brúixola). També podríem utilitzar el radar si en tenim.
Com es divideix la navegació?
Un cop introduïts tots aquests conceptes, veurem ara tots els tipus de navegació que existeixen un a un, especificant per a cadascú quines tècniques utilitza i quines eines es necessiten per poder realitzar aquest tipus de navegació.
Navegació costanera
El primer tipus de navegació que es sol aprendre és la navegació costanera. Només es pot utilitzar quan es navega a la vista de la costa i es basa en la presa de demores, marcacions i distàncies a la costa, per poder dibuixar la nostra posició sobre la carta nàutica (si vols saber més sobre cartes nàutiques pots consultar el nostre bloc “Cartes de navegació marítima”).
Usant els mètodes explicats anteriorment es pot determinar la distància a la costa o es pot obtenir una demora. Dibuixant les línies de posició de dues d’aquestes mides, al lloc on es creuen ambdues línies és on es troba el vaixell.
La navegació costanera també es pot fer visualment, sense l’ús de cartes nàutiques. Simplement observant la posició relativa de diferents punts de referència coneguts, ens podem fer una idea d’on ens trobem. Una línia de posició que hi ajuda molt són les enfilacions. Es diu que un vaixell es troba a l’enfilació de dos punts quan des del vaixell s’observen els dos punts exactament en la mateixa direcció, demora o marcació.
L’avantatge és que és molt senzill confirmar visualment el moment exacte en què s’està sobre l’enfilació. Si els dos punts estan a la mateixa altura serà el moment en què el més proper oculti el més llunyà. Si es troben a diferents alçades serà el moment en què es vegin un damunt l’altre. Això confereix molta facilitat i sobretot molta precisió a l’hora de prendre una enfilació.
Gràcies a aquesta gran precisió les enfilacions són molt utilitzades per fer càlculs que requereixen precisió quan no es disposa d’altres mitjans com el GPS. Per exemple, per al càlcul de la velocitat d’un vaixell se sol recórrer una milla a un règim de màquina determinat. Per mesurar aquesta milla es fan servir enfilacions situades a una milla una de l’altra. Els pescadors o bussejadors les solen utilitzar per trobar punts d’interès per a la pesca o per bussejar.
Navegació per estima
La navegació per estima utilitza el rumb i la velocitat del vaixell per calcular quant s’haurà mogut en un temps determinat i després s’aplica aquest desplaçament des del punt de sortida conegut. Aquest tipus de navegació s’ha de fer servir quan no tenim la costa a la vista.
Partint d’un punt conegut que marcarem sobre la carta, anotarem el rumb al qual estem navegant i també la velocitat. Caldrà tenir en compte l’efecte del vent i el corrent sobre el vaixell, ja que afectaran el rumb i la velocitat del mateix.
Passat un temps es calcula quina distància s’haurà navegat si s’ha mantingut la velocitat.Dibuixarem sobre la carta el rumb del vaixell i sobre ell marcarem la distància navegada, obtenint un punt que serà la posició d’estima del vaixell.
Aquesta forma de calcular la posició no és exacta, ja que és molt difícil mantenir un rumb i velocitat constants i és molt fàcil anar acumulant petits errors, però per a distàncies no gaire llargues pot ser suficient si es navega amb precaució i sense vent ni corrent forts .
Navegació loxodròmica
La navegació loxodròmica seria un tipus de navegació per estima. Els càlculs de navegació per estima se solen fer de forma gràfica sobre la carta, com s’acaba d’explicar, dibuixant el rumb i la distància navegada a partir d’una posició inicial sobre la carta.
Però,què passa si no tenim carta nàutica d’aquesta zona? En primer lloc, no hauríem de navegar sense la carta nàutica d’una zona determinada, ja que no sabrem quins perills per a la navegació ens podrem trobar. Però si fos el cas, es podria navegar per estima sense utilitzar les cartes nàutiques. Això es coneixeria com a navegació loxodròmica i navegació ortodròmica.
La navegació loxodròmica es basa en obtenir una posició final, partint d’una posició inicial, un rumb i una distància navegada, o viceversa (l’obtenció del rumb i la distància a navegar per arribar d’un punt a l’altre); però en tots dos casos sense utilitzar la carta nàutica, sinó mitjançant l’ús d’unes fórmules. En tots dos càlculs caldrà utilitzar 6 fórmules diferents en un ordre concret per obtenir els resultats desitjats.
Navegació ortodròmica
La navegació ortodròmica es basa en el mateix principi general que la loxodròmica, el càlcul d’una posició final o del rumb i distància a navegar per arribar a aquesta posició. No obstant això, hi ha una diferència fonamental.
A la navegació loxodròmica es manté sempre un mateix rumb, de manera que si es dibuixa la ruta sobre una carta nàutica, apareixerà com una línia recta. Tot i això, per a distàncies llargues (aproximadament a partir de més de 300 milles) resulta que aquesta línia recta sobre la carta NO és la distància més curta entre els dos punts, ja que la carta és una projecció sobre un pla de l’esfera terrestre, que no és plana, per la qual cosa apareix distorsionada sobre la carta.
En el cas de la navegació ortodròmica es té en compte aquest factor, i en lloc de mantenir un mateix rumb per arribar d’un punt a un altre, es segueix la distància més curta per arribar d’un punt a l’altre, que en una esfera és la ruta que segueix un cercle màxim. Només es fa servir per a distàncies llargues i utilitza un altre grup de fórmules, que tenen en compte que la terra és esfèrica, utilitzant la trigonometria esfèrica.
Navegació astronòmica
Per a navegacions llargues lluny de la costa, la navegació per estima, independentment de si es fa per càlcul gràfic sobre la carta, per navegació loxodròmica o per navegació ortodròmica, no resulta prou segura per conèixer la posició del vaixell amb prou precisió. Per això, s’hauria de compaginar amb la navegació astronòmica, que permetrà calcular posicions més precises, a partir de les quals es podrà continuar amb el càlcul per estima.
La navegació astronòmica va ser un dels grans avenços de la ciència a l’àmbit marítim, que va permetre, mitjançant el mètode científic, descobrir la posició exacta dels astres i les fórmules necessàries per poder calcular la posició del vaixell mitjançant la seva observació.
Per dur a terme la navegació astronòmica només cal conèixer una sèrie de fórmules i tenir a bord un sextant, una calculadora i l’almanac nàutic. Usant el sextant es prendrà l’alçada dels astres (angle vertical entre l’horitzó i l’astre) ia l’almanac nàutic tindrem les coordenades astronòmiques dels astres visibles (inclou 4 planetes, la lluna, el sol i 99 estrelles). Un cop obtingudes aquestes dades només cal posar-les a les fórmules, que podem portar apuntades al mateix almanac, i obtindrem la nostra posició.
Navegació electrònica
Tot i l’existència de totes les tècniques vistes fins aquí, avui dia la tècnica de navegació més utilitzada amb diferència és la navegació electrònica. Aquesta tècnica es basa en l’ús de sistemes de navegació marítima electrònics que calculen la posició del vaixell de forma automàtica i fins i tot permeten moltes funcions més.
No obstant això, aquests sistemes es coneixen com a ajuts a la navegació, cosa que significa que, encara que poden ser de molta ajuda, no substitueixen completament els altres mètodes de navegació clàssics. Per exemple en navegacions transoceàniques, és habitual continuar fent observacions astronòmiques per confirmar la posició.
L’equip electrònic més important per a la navegació és el GPS. Aquest equip permet conèixer la ubicació del vaixell de manera molt precisa. Si ens trobem a prop de la costa, on hi ha unes estacions que permeten fer unes correccions (conegut com a sistema DGPS), l’error pot ser d’aproximadament un metre. A alta mar l’error serà d’uns 20 metres, però continua sent una precisió gairebé perfecta.
La resta d’equips electrònics a bord utilitzen la posició obtinguda pel GPS per poder mostrar-nos més informació d’ajuda a la navegació. Per exemple, la ràdio del vaixell permet enviar un missatge de socors automàtic incloent la posició del vaixell. Un altre exemple és el Plotter o l’ECDIS que mostren la posició del vaixell sobre la carta nàutica electrònica. També és molt útil l’AIS, que ens permet saber la posició d’altres vaixells i veure’ls sobre la carta nàutica electrònica.
Navegació inercial
Tot i el gran avantatge del sistema de navegació electrònica del GPS, en alguns casos concrets no es pot utilitzar o no resulta tan eficaç com es necessita. Per exemple, en el cas dels submarins, quan naveguen sota l’aigua no poden rebre el senyal del GPS, ja que les ones de ràdio no poden travessar bé l’aigua. També suposa un problema en el cas dels míssils balístics de llarg abast, que pugen a unes altituds en què el GPS pot no funcionar correctament.
Per a aquests casos es pot utilitzar la navegació inercial, que es basa en una sèrie d’equips o sensors de moviment i rotació (acceleròmetres i giroscopis) que van mesurant el moviment del vaixell, de manera que, si parteixen d’una posició inicial coneguda, poden realitzar una mena de navegació d’estima automàtica, ja que van calculant el moviment i en aplicar-lo sobre la posició inicial obtenen la posició d’estima final. Aquest sistema no és tan precís com l’electrònic, però no necessita estar en contacte amb els satèl·lits ni enviar cap ona de ràdio per funcionar, pel que es pot utilitzar sota l’aigua, sota terra i quan no interessa que ens puguin localitzar.