Técnicas de navegación marítima

Técnicas de navegación marítima

Si te gusta el tema de la náutica seguro que has oído hablar sobre las diferentes técnicas de navegación marítima, pero ¿a qué se refiere exactamente el término “técnicas de navegación”? Desde nuestra escuela náutica te lo explicamos.

Para poder navegar en barco de forma segura, independientemente de si vamos a vela o a motor, hace falta realizar una serie de comprobaciones tanto antes de salir del puerto como durante toda la navegación. Antes de revisar que tengamos suficiente combustible y provisiones, todo el material de seguridad necesario y que la previsión del tiempo sea favorable, será necesario planificar la ruta que vamos a realizar, para saber cuánto tiempo nos llevará y que peligros tendremos que evitar.

Durante la navegación tendremos que ir comprobando que seguimos la ruta planeada, comprobar posibles cambios en la previsión meteorológica e ir realizando ajustes a la ruta según las circunstancias del momento. Para ello, lo más importante será conocer nuestra posición. Aquí es donde entran las técnicas de navegación, que se refieren a las diferentes técnicas que existen para poder obtener la posición del buque y con ella, el rumbo que debemos seguir para continuar nuestra ruta.

¿Cuáles son los tipos de navegación?

Para poder navegar de forma segura será importante siempre conocer la posición en la que nos encontramos. Los diferentes tipos de navegación dependen principalmente de la técnica que utilizamos para obtenerla posición.Algunos métodos se basan en la observación visual directa, otros en el cálculo de la posición mediante fórmulas y otros en el uso de equipos electrónicos que calculan la posición automáticamente.

Está claro que el método más simple hoy en día para situarse es el uso de un GPS. Pero puede ser que no dispongamos de uno o que se nos averíe, por ese motivo es interesante conocer otras formas de hacerlo.

LATITUD Y LONGITUD

En primer lugar habrá que conocer cómo se determina la posición en el mar una vez se conoce. Para ello se usa un sistema de coordenadas, conocidas como latitud y longitud, que permiten ubicar el barco sobre la superficie de la Tierra.

Sobre la esfera terrestre se dibujan una serie de círculos y líneas imaginarios, algunos de los cuales se usan como referencia para las coordenadas:

  • Meridianos: Los meridianos son círculos máximos que pasan por los dos polos de la Tierra. Un círculo máximo o gran círculo es un círculo dibujado alrededor de una esfera, de manera que el plano formado por el círculo pasa por el centro de la esfera, teniendo el círculo y la esfera el mismo diámetro. Todos los círculos máximos que pasan por ambos polos se denominan meridianos, por lo tanto existen infinitos meridianos. El meridiano más importante es el de Greenwich, también conocido como meridiano cero o primer meridiano, que pasa por la ciudad de Londres y sirve como origen de la coordenada de la longitud. También es importante el meridiano del lugar, que es el que pasa por encima del observador (persona que está realizando las observaciones o cálculos para determinar su posición).
  • Paralelos:Los paralelos son círculos menores (todos los círculos dibujados sobre una esfera que no sean círculos máximos) perpendiculares al eje de los polos de la Tierra y paralelos al ecuador, dibujados sobre su superficie. También hay infinitos paralelos, y también hay algunos más relevantes como los círculos polares y los trópicos. El paralelo del observador es el que pasa por la posición del observador.
  • Ecuador:El ecuador es un círculo máximo perpendicular al eje de los polos Debido a la forma del elipsoide terrestre, el ecuador tendrá un diámetro mayor al de los meridianos. El ecuador separa la Tierra en dos hemisferios, el hemisferio norte o boreal y el hemisferio sur o austral. Es el origen de la coordenada de la latitud.

Para situarnos sobre la superficie de la Tierra usaremos un sistema de coordenadas bidimensional, en el que usaremos dos ejes, uno paralelo a los meridianos y el otro al ecuador, cuyas coordenadas se denominan latitud y longitud.

La latitud es el arco de meridiano, medido desde el ecuador hasta el paralelo del observador. Por la naturaleza de la medición, ésta solo puede llegar a 90º como máximo, que sería el caso de los polos, al medirse desde el ecuador sobre el mismo meridiano del observador. Dependiendo de si nos encontramos en el hemisferio norte o el hemisferio sur, la latitud será norte o sur, respectivamente.

La longitud es el arco de ecuador medido desde el meridiano de Greenwich hasta el meridiano superior del observador. El sentido en el que se mide es el que resulte en un ángulo menor, de manera que el máximo resultado que puede dar la longitud es de 180º, ya que si fuese mayor significa que habría que medirlo en el otro sentido. De esta forma, si medimos desde el meridiano de Greenwich hacia el este, se llamará longitud este, mientras que si medimos desde Greenwich hacia el oeste, se llamará longitud oeste.

CÁLCULO DE DISTANCIAS

Una forma muy útil de poder obtener la posición del buque es mediante la distancia de un barco a la costa o a puntos de interés o mediante la distancia navegada por el buque desde una situación conocida. Pero primero vamos a ver en que unidades se miden las distancias en el mar.

Las distancias marítimas se miden en millas náuticas. Una milla náutica equivale a 1852 metros y es una distancia que proviene del tamaño de la Tierra. Si se divide la distancia que hay entre el ecuador y uno de los polos terrestres entre 90 grados, y cada uno de los grados se divide entre 60 minutos de arco, cada uno de esos minutos medirá una milla náutica. Es decir, cada minuto de latitud mide una milla náutica.

Para calcular distancias en barco hay varios métodos que se pueden utilizar. Si queremos saber la distancia a un punto de la costa, normalmente la forma más sencilla será utilizando los equipos electrónicos como el radar o la carta náutica electrónica o plotter. Estos equipos permiten el cálculo de distancias y también de demoras. Cabe destacar que la carta náutica electrónica solo nos permitirá calcular distancias si conoce ya la posición del buque. Sin embargo,el radar permite calcular las distancias y las demoras sin necesidad de conocer la posición del buque.

Si un barco no tiene radar, se puede usar un telémetro electrónico laserque permite medir distancias de forma muy rápida y sencilla y puede llegar a dar muy buenas precisiones. Antes de su invención existían varios aparatos que se podían utilizar para medir la distancia a un punto.

Uno de estos aparatos que se usaba antes de la invención del radar es el telémetro óptico. Está formado por un visor situado en el centro de un tubo a los extremos del cual hay unos espejos. Al mirar a través del visor se observa la imagen reflejada por ambos espejos. Estos espejos, al estar separados una cierta distancia entre ellos, van a tener que orientarse con un ángulo diferente para que ambos reflejen la misma imagen.

Cuando el operario hace coincidir las dos imágenes se puede calcular la distancia a la que se encuentra el objeto observado por trigonometría. Este cálculo no sería necesario realizarlo al estar el aparato ya graduado, pudiendo leer la distancia directamente. El telémetro óptico fue ampliamente usado durante la segunda guerra mundial para determinar la distancia desde buques de guerra a sus objetivos para el ajuste del ángulo de los cañones.

Finalmente otra forma de medir una distancia, que sí requiere de un cálculo, y por lo tanto no es tan sencilla ni rápida como las anteriores, es usando un sextante. Un sextante es una herramienta que permite medir ángulos entre dos objetos lejanos con mucha precisión. Normalmente se usa para la navegación astronómica, para medir el ángulo entre el horizonte y los astros.

En este caso se podría utilizar el sextante para medir el ángulo entre un punto de altura conocida muy próximo a la costa y el nivel del mar bajo ese punto. Conociendo la altura del punto sobre el nivel del mar y el ángulo con el que se ve esa altura, por trigonometría se puede determinar la distancia que hay hasta ese punto. Para aumentar la precisión de la medición es mejor que se trate de un punto lo más alto y más cercano a la costa posible.

En la carta náutica, el derrotero o el libro de faros, se puede encontrar la altura de los faros sobre el nivel del mar. Al estar los faros normalmente muy próximos a la costa, a cierta altura y poder conocer fácilmente su altura, son buenos puntos de referencia para realizar estos cálculos.

Una vez medido el ángulo y conocida la altura se realiza el cálculo trigonométrico. Se utiliza la siguiente fórmula:

cálculo trigonométrico sextante

Donde ∝ es el ángulo medido con el sextante.

Por otra parte también se puede calcular la distancia navegada por el barco, mediante el uso de una corredera. Hay muchos modelos de correderas, algunas rudimentarias y otras electrónicas, que permiten un cálculo automático y más preciso. Las correderas también permiten determinar la distancia navegada por el barco.

DEMORAS Y MARCACIONES

Otra forma muy efectiva para poderse situar en el mar es mediante demoras o marcaciones. Una demora es el ángulo medido desde la embarcación entre el norte y un objeto. El objeto puede estar en tierra (por ejemplo un faro o una montaña) o en el mar (por ejemplo una boya u otra embarcación).

Una marcación es el ángulo entre la proa y un objeto, por lo que no depende del norte. Al depender de la proa del buque, podrá ser positiva o negativa, según si el objeto se observa por la banda de estribor o la de babor respectivamente. La fórmula que relaciona la marcación de un objeto con su demora es la siguiente:

fórmula que relaciona la marcación de un objeto con su demora

Para obtener una demora o marcación se puede hacer usando la aguja náutica o compás de demoras (que sería el equivalente náutico de la brújula). También podríamos utilizar el radar si tenemos.

¿Cómo se divide la navegación?

Una vez introducidos todos estos conceptos, vamos a ver ahora todos los tipos de navegación que existen uno a uno, especificando para cada uno qué técnicas utiliza y que herramientas se necesitan para poder realizar ese tipo de navegación.

Navegación costera

El primer tipo de navegación que se suele aprender es la navegación costera. Solamente se puede utilizar cuando se navega a la vista de la costa y se basa en la toma de demoras, marcaciones y distancias a la costa, para poder dibujar nuestra posición sobre la carta náutica (si quieres saber más sobre cartas náuticas puedes consultar nuestro blog “Cartas de navegación marítima”).

Usando los métodos explicados anteriormente se puede determinar la distancia a la costa o se puede obtener una demora. Dibujando las líneas de posición de dos de estas medidas, en el lugar donde se crucen ambas líneas es donde se encuentra el barco.

La navegación costera también se puede realizar visualmente, sin el uso de cartas náuticas. Simplemente observando la posición relativa de diferentes puntos de referencia conocidos, podemos hacernos una idea de donde nos encontramos. Una línea de posición que ayuda mucho a ello son las enfilaciones. Se dice que un buque se encuentra en la enfilación de dos puntos cuando desde el buque se observan los dos puntos exactamente en la misma dirección, demora o marcación.

La ventaja de ésta es que es muy sencillo confirmar visualmente el momento exacto en el que se está sobre la enfilación. Si los dos puntos están a la misma altura será el momento en el cual el más cercano oculte al más lejano. Si se encuentran a diferentes alturas será el momento en que se vean uno encima del otro. Esto confiere mucha facilidad y sobre todo mucha precisión a la hora de tomar una enfilación.

Gracias a esta gran precisión las enfilaciones son muy utilizadas para realizar cálculos que requieren precisión cuando no se dispone de otros medios como el GPS. Por ejemplo para el cálculo de la velocidad de un buque se suele recorrer una milla a un régimen de máquina determinado. Para medir esa milla se usan enfilaciones situadas a una milla una de la otra. Los pescadores o buceadores suelen utilizarlas para encontrar puntos de interés para la pesca o para bucear.

Navegación por estima

La navegación por estima utiliza el rumbo y la velocidad del buque para calcular cuánto se habrá movido en un tiempo determinado, y luego se aplica ese desplazamiento desde el punto de salida conocido. Este tipo de navegación se tiene que utilizar cuando no tenemos la costa a la vista.

Partiendo de un punto conocido que marcaremos sobre la carta, vamos a anotar el rumbo al que estamos navegando y también la velocidad. Habrá que tener en cuenta el efecto del viento y la corriente sobre el barco, ya que van a afectar sobre el rumbo y sobre la velocidad del mismo.

Pasado un tiempo se calcula que distancia se habrá navegado si se ha mantenido la velocidad. Dibujaremos sobre la carta el rumbo del buque y sobre él marcaremos la distancia navegada, obteniendo un punto que será la posición de estima del barco.

Esta forma de calcular la posición no es exacta, ya que es muy difícil mantener un rumbo y velocidad constantes y es muy fácil ir acumulando pequeños errores, pero para distancias no muy largas puede ser suficiente si se navega con precaución y sin viento ni corriente fuertes.

Navegación loxodrómica

La navegación loxodrómica sería un tipo de navegación por estima. Los cálculos de navegación por estima se suelen realizar de forma gráfica sobre la carta, como se acaba de explicar, dibujando el rumbo y la distancia navegada a partir de una posición inicial sobre la carta.

Pero, ¿qué pasasi no tenemos carta náutica de esa zona? En primer lugar, no deberíamos navegar sin la carta náutica de una zona determinada, ya que no sabremos que peligros para la navegación nos podremos encontrar. Pero si fuese el caso, se podría navegar por estima sin utilizar las cartas náuticas. Esto se conocería como navegación loxodrómica y navegación ortodrómica.

La navegación loxodrómica se basa en la obtención de una posición final, partiendo de una posición inicial, un rumbo y una distancia navegada, o viceversa(la obtención del rumbo y la distancia a navegar para llegar de un punto a otro); pero en ambos casos sin utilizar la carta náutica, sino mediante el uso de unas fórmulas. En ambos cálculos hará falta utilizar 6 fórmulas diferentes en un orden concreto para obtener los resultados deseados.

Navegación ortodrómica

La navegación ortodrómica se basa en el mismo principio general que la loxodrómica, el cálculo de una posición final o del rumbo y distancia a navegar para llegar a dicha posición. Sin embargo existe una diferencia fundamental.

En la navegación loxodrómica se mantiene siempre un mismo rumbo, de manera que si se dibuja la ruta sobre una carta náutica, aparecerá como una línea recta. Sin embargo, para distancias largas (aproximadamente a partir de más de 300 millas) resulta que esa línea recta sobre la carta NO es la distancia más corta entre los dos puntos, ya que la carta es una proyección sobre un plano de la esfera terrestre, que no es plana, por lo que aparece distorsionada sobre la carta.

En el caso de la navegación ortodrómica se tiene en cuenta este factor, y en lugar de mantener un mismo rumbo para llegar de un punto a otro, se sigue la distancia más corta para llegar de un punto al otro, que en una esfera es la ruta que sigue un círculo máximo. Solamente se utiliza para distancias largas y utiliza otro grupo de fórmulas, que tienen en cuenta que la tierra es esférica, utilizando la trigonometría esférica.

Navegación astronómica

Para navegaciones largas lejos de la costa, la navegación por estima, independientemente de si se realiza por cálculo gráfico sobre la carta, por navegación loxodrómica o por navegación ortodrómica, no resulta lo suficientemente segura como para conocer la posición del buque con suficiente precisión. Para ello, se debería compaginar con la navegación astronómica, que permitirá calcular posiciones más precisas, a partir de las cuales se podrá continuar con el cálculo por estima.

La navegación astronómica fue uno de los grandes avances de la ciencia en el ámbito marítimo, que permitió, mediante el método científico, descubrir la posición exacta de los astros y las fórmulas necesarias para poder calcular la posición del barco mediante su observación.

Para llevar a cabo la navegación astronómica solamente hace falta conocer una serie de fórmulas y tener a bordo un sextante, una calculadora y el almanaque náutico. Usando el sextante se tomará la altura de los astros (ángulo vertical entre el horizonte y el astro) y en el almanaque náutico tendremos las coordenadas astronómicas de los astros visibles (incluye 4 planetas, la Luna, el Sol y 99 estrellas). Una vez obtenidos estos datos solamente hay que ponerlos en las fórmulas, que podemos llevar apuntadas en el mismo almanaque, y obtendremos nuestra posición.

Navegación electrónica

Pese a la existencia de todas las técnicas vistas hasta aquí, hoy en día la técnica de navegación más utilizada con diferencia es la navegación electrónica. Esta técnica se basa en el uso de sistemas de navegación marítima electrónicos que calculan la posición del buque de forma automática e incluso permiten muchas funciones más.

Sin embargo, estos sistemas se conocen como ayudas a la navegación, lo que significa que, aunque pueden ser de mucha ayuda, no sustituyen completamente a los otros métodos de navegación clásicos. Por ejemplo en navegaciones transoceánicas, es habitual seguir realizando observaciones astronómicas para confirmar la posición.

El equipo electrónico más importante para la navegación es el GPS. Este equipo permite conocer la ubicación del barco de forma muy precisa. Si nos encontramos cerca de la costa, donde hay unas estaciones que permiten realizar unas correcciones (conocido como sistema DGPS), el error puede ser de aproximadamente un metro. En alta mar el error será de unos 20 metros, pero sigue siendo una precisión casi perfecta.

El resto de equipos electrónicos a bordo utilizan la posición obtenida por el GPS para poder mostrarnos más información de ayuda a la navegación. Por ejemplo la radio del barco permite enviar un mensaje de socorro automático incluyendo la posición del barco. Otro ejemplo es el plotter o el ECDIS que muestran la posición del barco sobre la carta náutica electrónica. También es muy útil el AIS, que nos permite saber la posición de otros barcos y también verlos sobre la carta náutica electrónica.

Navegación inercial

Pese a la gran ventaja del sistema de navegación electrónica del GPS, en algunos casos concretos no se puede utilizar o no resulta tan eficaz como se necesita. Por ejemplo en el caso de los submarinos, cuando navegan bajo el agua no pueden recibir la señal del GPS, ya que las ondas de radio no pueden atravesar bien el agua. También supone un problema en el caso de los misiles balísticos de largo alcance, que suben a unas altitudes en las que el GPS puede no funcionar correctamente.

Para estos casos se puede utilizar la navegación inercial, que se basa en una serie de equipos o sensores de movimiento y rotación (acelerómetros y giróscopos) que vanmidiendo el movimiento del barco, de manera que, si parten de una posición inicial conocida, pueden realizar una especie de navegación de estima automática, ya que van calculando el movimiento y al aplicarlo sobre la posición inicial obtienen la posición de estima final. Este sistema no es tan preciso como el electrónico, pero no necesita estar en contacto con los satélites ni enviar ningún tipo de onda de radio para funcionar, por lo que se puede utilizar bajo el agua, bajo tierra y cuando no nos interesa que nos puedan localizar.

(1) Comment

  • Ibrahim Álvarez Tasé diciembre 7, 2023 @ 5:26 am

    Es de gran importancia para los que estudian la Hidrografía y la Navegación Marítima.

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