Patrón de Nave Menor: material de estudio para examen

Navegación Costera R.L.D. 2008

I-1

Capítulo N° 1 “COORDENADAS GEOGRÁFICAS” I.-

CONCEPTOS PRELIMINARES A.-

NAVEGACIÓN: Es la ciencia que enseña a determinar la posición de la nave en cualquier momento y a conducirla con seguridad de un punto a otro. Los problemas de navegación comprenden; situación, dirección y distancia en el mar y en el aire. La navegación no es una ciencia exacta, porque, para facilitar la solución, se han adoptado métodos que en algunos casos no son exactos, los que con ciertas limitaciones no producen un error material.

B.-

CLASIFICACIÓN DE LA NAVEGACIÓN: Tipos de navegación Navegación Costera Navegación por Estima Navegación Electrónica Navegación Astronómica

II.-

Metodología para obtener posición Mediante la observación de puntos notables de costa, como faros, muelles, puntas, accidentes geográficos, etc., mientras se navegue en cercanías de costa. A partir de un punto de situación conocido, y los rumbos y distancias navegadas. Mediante equipos electrónicos tales como el radar y el G.P.S. (Sistema Global de Posición). Mediante la observación de cuerpos celestes, tales como el sol, luna, planetas y estrellas.

TIERRA ESFÉRICA Y PLANA A.-

FORMA DE LA TIERRA Tiene la forma de un esferoide, es decir, elipsoide de revolución sobre su eje menor. Su diámetro ecuatorial es de aproximadamente 6.884 millas y el polar 6.860.5 millas. Es decir es muy cercana a una esfera. "La mayor parte de los problemas de navegación la consideran como una esfera perfecta, la que no envuelve un error material sensible."

B.-

ROTACIÓN DE LA TIERRA Es el movimiento que efectúa la Tierra sobre si misma, alrededor del eje que pasa por los Polos geográficos. El tiempo que tarda la Tierra en dar una revolución (vuelta) completa es de 24 horas. La dirección de este movimiento es la del sentido contrario a las agujas del reloj. A lo largo de todo el año astronómico, el eje de rotación terrestre se mantiene apuntando hacia una región concreta de la esfera celeste, caracterizada por la cercanía de la estrella Polar.


I-2

Estrella

Polo Norte Rotación

Fig. N° 1 (“Rotación de la Tierra”) Los puntos donde este eje corta a la superficie de la tierra se le llaman polo norte y polo sur. La tierra rota en dirección WESTE a ESTE, es decir, hacia el Este. Esto significa que un buque que se encuentra en Isla de Pascua con respecto a otro que se encuentra en Buenos Aires, el segundo vio salir el sol antes que el primero. Otro ejemplo, El año nuevo se produce primero en Buenos Aires que en Isla de Pascua. Es decir, el observador se coloca en el Polo Norte, la tierra gira contra los punteros del reloj (Fig. N° 2 a), y en el Polo Sur en el mismo sentido (Fig. N° 2 b).

E

W

W

E

Pn

Ps

a)

b)

Fig. N° 2 (“Rotación de la Tierra, visto desde los polos”)

C.-

MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN. Es el movimiento que efectúa la Tierra alrededor del Sol. El tiempo que tarda es de 365 días, 6 horas y 9 minutos


D.-

I-3

LA ECLÍPTICA. Es la elipse que traza la Tierra en su movimiento de traslación alrededor del Sol. Como el eje terrestre tiene una inclinación de 23º27' respecto a un Norte geográfico ideal, el plano de la eclíptica no es el mismo que el del Ecuador terrestre sino que forman entre ambos un ángulo fijo de 23º 27'. Esta diferencia angular es la que provoca que los rayos solares lleguen con distinta inclinación a las diferentes zonas de nuestro planeta. El movimiento de traslación y la inclinación del eje terrestre producen variaciones periódicas en la cantidad de luz solar que recibe cada hemisferio. Esto explica la sucesión de las cuatro estaciones del año. Equinoccio de Otoño Solsticio 21 de marzo de Verano 22 de diciembre

Sol

Solsticio de Invierno 21 de junio

Equinoccio de Primavera 23 de septiembre

Fig. N° 3 (“Movimiento de Traslación de la tierra y su Eclíptica”) 23° 27’

Pn

Eje terrestre

Ecuador

Eclíptica 23° 27’

Ps Fig. N° 4 (“La Eclíptica de la Tierra”)


E.-

I-4

COORDENADAS GEOGRÁFICAS 1.-

2.-

3.-

4.-

EJE TERRESTRE Es una línea ideal que atraviesa la Tierra pasando por su centro. De los infinitos ejes que tiene la Tierra, el más importante es aquel cuya prolongación pasa por un punto fijo del universo, llamado Estrella Polar. Se ha elegido este eje por tener la propiedad de que sobre él la Tierra efectúa un giro completo en 24 horas. N POLOS TERRESTRES: (Norte y Sur) Son los extremos del diámetro terrestre por donde pasa el eje de rotación de la tierra. PUNTOS CARDINALES Se le llama así, al sentido hacia donde gira la Tierra o también hacia donde salen y se esconden los astros. El primero se llama Este y el contrario se le denomina Oeste o Weste. Lo anterior si el observador mira al Norte.

W

E

S

Fig. N° 5 (“Puntos cardinales”) CIRCULO MÁXIMO Es la circunferencia que resulta en la superficie de una esfera de la intersección de un plano que pasa por su centro, dividiéndola en dos partes iguales o dos semi esferas iguales. La circunferencia que se forma en la superficie de la tierra, así dividida, se denomina MÁXIMA y en NAVEGACIÓN es importante porque es el camino mas corto entre dos lugares. Es también el camino que sigue la onda de radio. Círculo Menor

Círculo Máximo (Ecuador)

Círculo Menor

Círculo Máximo (Meridiano)

Círculo Menor (paralelo) Círculo Máximo

Fig. N° 6 “Círculos Máximos y Círculos Menores”)


I-5

5.-

CIRCULO MENOR Cuando la esfera se divide en dos partes, mediante un plano que no pasa por el centro, se obtiene como resultado dos figuras desiguales y la circunferencia que se forma en la superficie de ella se denomina CÍRCULO MENOR.

6.-

LUGAR Es un punto determinado de la superficie de la tierra. Ejemplo: La Escuela Naval.

7.-

PARALELO Son las intersecciones en la superficie de la Tierra de los planos perpendiculares al eje y en consecuencia paralelo al Ecuador, llamado Paralelo del Lugar aquel que pasa por éste.

Paralelos de Latitud Planos perpendiculares al eje de la tierra

Ecuador terrestre Plano perpendicular al eje de la tierra y equidistante de los polos

Fig. N° 7 (“Paralelos de latitud”) 8.-

ECUADOR TERRESTRE Es el círculo máximo que divide a la tierra en dos hemisferios, NORTE y SUR, y es la referencia para las latitudes.

9.-

MERIDIANO TERRESTRE Son círculos máximos que pasan por los polos y atraviesan el Ecuador perpendicularmente, llamando Meridiano del Lugar aquel que pasa por éste.

10.- MERIDIANO DE GREENWICH Meridiano que pasa por dicho lugar, que constituye el otro plano de referencia de las coordenadas terrestre. Es la referencia donde se miden las longitudes. Divide en dos hemisferios. El hemisferio de longitudes ESTE a la derecha y al WESTE a la izquierda.


I-6

11.-

DISTANCIA ANGULAR Las líneas verticales que pasan por dos lugares, convergen hasta cortarse en el centro de la tierra con un ángulo. Si los dos lugares están cerca, el ángulo entre las verticales, es pequeño. Pero si están lejos entre si, el ángulo de las verticales es también grande. A la magnitud de ese ángulo, medido en grados se le llama DISTANCIA ANGULAR ENTRE DOS LUGARES.

Fig. N° 8 (“Meridianos de Longitud”)

Meridianos de Longitud Están formados por planos que contienen el eje de la tierra.

12.- EL PLANO DEL ECUADOR Para comprender mejor los planos entre meridianos, es conveniente imaginar un observador en el POLO SUR. De esta forma, se dibuja un círculo alrededor del observador. Luego se traza una línea recta hacia arriba que representa el MERIDIANO de un lugar. Si ese lugar, tiene longitud ESTE, el MERIDIANO de Greenwich, se dibuja tantos grados a la izquierda, como sea la Longitud. Si el Lugar tiene Longitud WESTE, el MERIDIANO de Greenwich debe quedar en el mismo sentido que giran los punteros del reloj, tantos grados como sea la Longitud. Meridiano del Lugar

G = 70° W Greenwich Ps

Fig. N° 9 (“Plano del Ecuador”)


I-7

D.- COORDENADAS TERRESTRES Para determinar la ubicación o posición de un lugar en la tierra se ha elegido el plano del ECUADOR y el del MERIDIANO DE GREENWICH. El arco en grados a ellos se denominan LATITUD y LONGITUD. 1.-

LATITUD (L) Es el arco en grados medido sobre el meridiano del lugar desde el ecuador terrestre hasta el lugar. Sus signos son "N" o "S" según hacia el Polo terrestre en que se dirige la medición. Sus valores fluctúan entre 0º y 90º. Para calculadoras se debe considerar Latitud Sur con signo (-) y Latitud Norte con signo (+).

Pn

Greenwich

Lat: 39° S Long: 95° Ecuador

Ps

Fig. N° 10 (“Representación gráfica de latitudes y longitudes.”) 2.- DIFERENCIA DE LATITUD (l) Es el arco en grados medido sobre cualquier meridiano desde el paralelo de la latitud del lugar hasta el paralelo de otro lugar. Sus signos son "N" o "S" según hacia el Polo terrestre en que se dirige la medición. Sus valores fluctúan entre 0º y 180º. P

Cálculo de diferencia de latitud (l) a.- Igual signo se restan / diferente signo se suman. b.- El signo de "l" indicará el sentido de movimiento. c.- Transforme resultado a minutos (60 x lº)

L2 l

O

L1

Ecuador

l = L2 – L1

Fig.N° 11 (“Diferencia de Latitud”) Ps


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Ej. N° 1 Calcular la diferencia de latitud (l) entre L1= 12° 45’ S y L2= 10° 20’S l = L2 – L1 = (- 10° 20’) – (-12° 45’) = + 2° 25’ = 145’ N. Respuesta: l = 145‘ N Ej. N° 2 Calcular la diferencia de latitud (l) entre L1= 08° 05’ S y L2= 05° 22’N l = L2 – L1 = (+ 05° 22’) – (-08° 05’) = + 13° 27’ = 807’ N. Respuesta: l = 807‘ N

3.-

Pn

LONGITUD (G) Es el arco en grados u horas medido sobre el plano del Ecuador desde el Meridiano de Greenwich hasta el Meridiano del Lugar. Sus signos son "E" o "W" según la dirección de la medición. Sus valores fluctúan entre 0º y 180º. Para calculadoras se debe considerar Longitud Weste con signo (-) y Longitud Este con signo (+).

180º O

R

L W

E

Greenwich

Fig.N° 12 (“Longitud”)

Ps

Longitud = Ángulo ROL

4.- DIFERENCIA DE LONGITUD (g) Es la diferencia en grados u horas medidas sobre el Ecuador desde el Meridiano de un Lugar hasta el Meridiano de otro lugar, por el camino más corto. Sus signos son "E" o "W" según cual sea la dirección de la medida. Sus valores fluctúan entre 0º y 180º o 0h y 12 horas. Cálculo de Diferencia de Longitud (g) a.- Igual signo se restan / diferente signo se suman. b.- El signo de "g" indicara la dirección del movimiento. c.- Si "g" es mayor de 180º reste 360º y cambie el signo. d.- Transforme resultado a minutos (60 x gº).

Greenwich W

E G1

g G2

G1

Ps G2

360°-g

g = G2 – G1 Fig. N° 13 (“Diferencia de Longitud.”)


I-9

Ej. N° 3 Calcular la diferencia de longitud (g) entre G1= 112° 25’ W y G2= 110° 10’W. g = G2 – G1 = (- 110° 10’) – (-112° 25’) = + 2° 15’ = 135’ E. Respuesta: g = 135’ E Ej. N° 4 Calcular la diferencia de longitud (g) entre G1= 178° 55’ W y G2= 167° 02’ E. g = G2 – G1 = (+ 167° 02’) – (-178° 55’) = + 345° 57’ = 360° - 345° 57’ = +14° 03’ = 843’ E Respuesta: g = 843’ E

5.- APARTAMIENTO (AP.): Es la distancia entre meridianos a lo largo de un paralelo de Latitud. Pn

Demostración En la figura, el ∠AOB, es igual al ∠A'O'B'.

O'

d A'

B'

L

Por lo tanto El arco AB, el radio AO, como el arco A'B', es al radio A'O'.

L Ecuador

L

O

A

Pero; AO, es igual a A'O e igual al Radio de la Tierra.

B

A'O', es la distancia al eje desde A, paralela a AO, e igual a Radio Terrestre multiplicado por el coseno de la latitud.

Ps Fig. N° 14 (“Representación gráfica del Apartamiento.”) Luego: AB A'B'

=

g Ap

=

AO A'O'

=

R R x Cos (L)

=

1 Cos (L)

Pero: A'B', es la distancia entre los Meridianos de la figura, medida a lo largo del Paralelo de Latitud "L" y; AB, es la distancia entre los mismos Meridianos medidos en el Ecuador; y en el Ecuador, la distancia entre Meridianos es igual a una milla Náutica por cada minuto de diferencia de Longitud.


I - 10

O sea: "La distancia entre Meridianos medida a lo largo de un Paralelo de Latitud, es igual a la diferencia de Longitud entre esos Meridianos, expresada en minutos de arco, multiplicada por el coseno de la Latitud (Milla náutica) Dist = g x Cos (L) Por lo tanto Ap = g x Cos (L)

Ej. N° 5 ¿Cuál es la distancia entre los Meridianos 71º W y el Meridiano 72º W, medida a lo largo de los paralelos que se indican? P

Meridiano

Meridiano 30 Millas náuticas

60°

52 Millas náuticas

Paralelo 0º S/N 20º S/N 30º S/N 60º S/N 80º S/N 90º S/N

Respuesta 60 MN 56.4 MN 52.0 MN 30.0 MN 10.4 MN 0.0 MN

30° Paralelo 60 Millas náuticas

Fig. N° 15 (“Comparación g con Ap.”)

0° Ecuador Distancias de un grado de longitud en varias latitudes Ej. N° 6 ¿Cuál es la distancia entre meridianos en un paralelo de latitud? En que g = 5º W = 300' W Latitud

Ap=g x cos (L)

0º

300 millas

1º

299.95 millas

30º

259.8 millas

60º

150 millas

En consecuencia, para conservar la proporción que existe en la tierra entre meridianos y los paralelos de latitud, sería necesario agrandar el largo natural del grado de longitud progresivamente a medida que aumenta la latitud.


I - 11

6.- LATITUD MEDIA (LM.): De dos lugares situados en el mismo hemisferio es la media entre sus latitudes. Es igual a la semi-suma del valor numérico de sus latitudes. El término no se aplicable en el caso de lugares situados en distinto hemisferio. LM =

L1 + L2 2

Ej. N° 7 ¿Cuál es la latitud media entre L1= 23° 20’ S y L2 = 45° 35’ S? LM = (L1 + L2) / 2 = (-23° 20’ S + (- 45° 35’)) / 2 = (- 68° 55’) / 2 = 34° 27’, 5 S Respuesta: LM = 34° 27,5’ S 7.-

RESUMEN

Pn

Meridiano de Greenwich Meridiano del lugar Ecuador Terrestre Paralelo del Lugar

N

Lugar

E

W Ps

S Fig. N° 16 “(Resumen de las coordenadas geográficas.”)


I - 12

EJERCICIOS PROPUESTOS 1.- Dibuje un círculo de radio 5 cm., que represente a la tierra e indique aproximadamente: a.b.c.d.e.f.g.2.-

El meridiano de Greenwich El Ecuador El polo norte Un lugar R en L= 20º N G=25º W Un lugar L en L= 28º S G=30º E Un lugar D en L= 18º N G=48º W Graficar l y g entre R y L, L y D y entre R y D.

Determinar l y g entre la Escuela Naval (L = 33º 01'S G = 71º 38'W) y los siguientes puntos, ubicando los puntos en un dibujo) Pto “R” Pto. “L” Pto. “D” Pto. “X”

3.-

: L = 12º 34' S; G = 134º 56' W : L = 45º 41' N; G = 001º 12' W : L = 78º 59' N; G = 178º 03' E : L = 67º 23' S; G = 018º 54' E

Calcular la diferencia de latitud y diferencia de longitud, para ir de un lugar de salida a otro de llegada: Salida 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4.-

L 45 03 58 00 54 02 47 38 52 02

15 N 30 N 24 N 37 S 58 N 00 N 58 N 07 N 10 N 43 S

Llegada 035 033 004 179 091 001 005 000 176 177

G 26 W 40 E 12 W 12 W 12 E 30 W 02 W 28 W 20 E 28 E

L 47 04 63 06 54 00 44 37 54 00

10 N 10 S 17 N 37 N 12 N 33 S 30 N 02 N 30 N 19 N

G 032 040 002 177 092 000 001 003 177 176

15 W 42 E 13 E 25 E 12 E 38 E 28 W 06 E 50 W 12 W

Calcular: a.- La diferencia de latitud y longitud que debe recorrer un buque para ir del lugar de salida al de llegada que se indica. b.- La distancia entre el paralelo de salida y llegada. c.- La distancia entre el meridiano de salida y llegada, en el ecuador. Lugar: 1 ARICA 2 I. PASCUA 3 ANTOFAGASTA 4 PORTSMSMOUTH 5 MALTA 6 SIDNEY

Salida L. 18º 29' S 27º 09' S 23º 28' S 50º 48' N 35º 58' N 33º 52' S

G 070º 20' W 109º 26' W 070º 26' W 001º 07' W 014º 31' E 151º 13' E

Llegada Lugar L G R.CRUSOE 33º 37' S 078º 50' W IQUIQUE 20º 12' S 070º 09' W YOKOHAMA 34º 50' N 139º 45' E N.YORK 40º 40' N 074º 00' W GIBRALTAR 36º 07' N 005º 21' W HONOLULU 21º 18' N 157º 52' W


5.-

I - 13

Calcular: a.- La latitud y longitud de llegada, si después de haber zarpado del lugar que se indica (ver coordenadas geográficas en problema anterior), se recorre una diferencia de latitud y longitud dada: b.- La distancia entre el paralelo de salida y llegada. c.- La distancia entre el meridiano de salida y llegada, en el ecuador. 1 2 3 4 5 6

6.-

SALIDA HONOLULU IQUIQUE I.PASCUA R.CRUSOE MALTA SIDNEY

Dif. Lat. 15º 14.0' N 00º 56.0' N 10º 19.3' S 08º 27.0' N 05º 14.0' S 20º 17.4' N

Dif. Lon. 034º 32.0' W 008º 07.0' W 077º 14.5' W 003º 21.2' W 024º 41.5' W 038º 27.5' E

Calcular: a.- La latitud y longitud de salida, si después de haber navegado una diferencia de latitud y longitud dada, se llega al lugar que se indica ( ver coordenadas geográficas en problema 4): b.- La distancia entre el paralelo de salida y llegada. c.- La distancia entre el meridiano de salida y llegada, en el ecuador. 1 2 3 4 5 6

Dif. Lat. 14º 24.7'N 39º 18.3' S 21º 17.4' N 95º 23,8' N 23º 16.8' N 11º 21.2' S

Dif. Lon. 017º 24.6'E 126º 34.5' W 039º 17.0' E 018º 28.5' W 031º 17.5' E 017º 28.5' E

Llegada ARICA SIDNEY PORTSMOUTH N.YORK HONOLULU GIBRALTAR

7.-

Un buque "A", se encuentra 300 MN., al Sur de I. Pascua. Otro buque "B", se encuentra 500 MN., al Norte de la isla. ¿Cuál es la latitud de "A" y "B"?

8.-

Calcular la distancia entre meridianos (apartamiento) entre G = 73° W y G= 68° 20’W, en: Lat = 10° S Lat = 10° N Lat = 34° 23’ S Lat = 45° 48’ S Lat = 86° 34’ S

9.-

Dos buques están en el meridiano 30° W, uno en L = 10° S y otro en L=52° S. ¿ A qué longitud llegarán después de navegar 300 millas al este.?

10.- Un buque debe ir de Nueva York a Portsmouth. Calcular: a.- Diferencia de latitud. b.- Diferencia de longitud. c.- Latitud media. d.- Distancia entre paralelos de salida y llegada


I - 14

Término Capítulo N° 1


II - 1

Capítulo N° 2 “ORIENTACIÓN Y DIRECCIÓN EN LA TIERRA” A.-

CONCEPTO GENERAL La dirección u orientación de un lugar en la tierra se acostumbra darla con referencia al meridiano del lugar y a partir del Polo Norte (000º). En navegación, la dirección verdadera es la dirección desde un punto de la superficie de la tierra a otro, sin considerar la distancia entre ellos. La dirección es expresada en forma de ángulo y se mide de 000º a 360º en la dirección de los punteros de un reloj, siempre con tres dígitos. Ver Figura N° 1.

Fig N° 1 (“Ejemplo de Dirección.”)

Norte de la Brújula

Polo Norte Magnético

Fig, N° 2 (”Ejemplo de Brújula.”)

Dirección = 233°


II - 2

Fig. N° 3 (“Modelo de Rosa empleadas en las cartas de navegación.”)

N Graduación de las rosas. Las rosas modernas y la del girocompás están graduadas en forma sexagesimal, es decir de 0º a 360º, aumentando en el sentido del movimiento de las agujas del reloj. Es costumbre colocar la graduación 000º (N) una "flor de liz". Ejemplo: la dirección 38º se dice 038º a partir del meridiano del lugar a la derecha.

Fig. N° 4 (“Ejemplo de Dirección.”)

038°


II - 3

Referencias para medir dirección. La dirección tiene varias denominaciones de acuerdo a la referencia que se considere: • • • • • •

DIRECCIÓN VERDADERA: esta referida al meridiano del lugar dibujado en la carta de navegación. DIRECCIÓN DEL GIROCOMPÁS: esta referida al norte del Girocompás, DIRECCIÓN MAGNETICA: esta referida al meridiano magnético del lugar (de polo a polo magnético), DIRECCION DEL COMPAS: se mide respecto del norte del compás magnético. DIRECCION RELATIVA: se mide respecto de la proa del buque. DIRECCION RECÍPROCA: es la dirección contraria a la observada.

Los instrumentos para medir dirección son el Girocompás (instrumento electromecánico) y el Compás Magnético se verán mas adelante. Definiciones: •

Rumbo: Es el ángulo horizontal que forma el meridiano del lugar y la línea proa – popa de la embarcación, contándose en el sentido de los punteros del reloj.

•

Demarcación: es el ángulo que se forma el meridiano del lugar y un objeto, en el sentido de los punteros del reloj.

•

Azimut: es el ángulo que forma el meridiano del lugar y un astro (sol, luna, planetas o estrella), contándose en el sentido de los punteros del reloj. Según el meridiano que se considere como origen, se tendrán distintas rumbos, demarcaciones o azimut (Verdaderas, del Girocompás, Magnéticas y del Compás).

B.-

DIRECCIONES VERDADERAS Norte

Están referidas al meridiano del lugar, es decir al 000° verdadero, donde se encuentra el Polo Norte de la tierra y el 180° al Polo Sur. RUMBO VERDADERO (Rv): Es el ángulo entre el meridiano terrestre del lugar y el eje longitudinal del buque, medido en el sentido de las agujas de un reloj de 000º a 360º, referida al norte verdadero.

Azv=275°

Rv=112° Dv=233°

Fig. N° 5 (“Direcciones verdaderas.”)


II - 4

DEMARCACIÓN VERDADERA (Dv.): Es el ángulo formado entre el meridiano del lugar y la dirección a un punto u objeto, medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj, referido al norte verdadero. AZIMUT VERDADERO (Azv.): Es el ángulo formado entre el meridiano del lugar y la dirección a un astro, medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj, referido al norte verdadero. C.- DIRECCIONES DEL GIROCOMPÁS La única diferencia con las verdaderos es que aquellos se refieren al Norte Verdadero y los del giro al Norte del Girocompás. No siempre se consigue que el Girocompás marque exactamente el Norte verdadero, pudiendo quedar una diferencia entre su indicación y el meridiano del lugar. Esta diferencia se llama ERROR DEL GIROCOMPÁS (Eg.) y es constante para cualquier dirección en que se navegue y generalmente no es superior a 1º. Eg = -3,8 °

Azv = 275° Azg = 278.8°

Dv = 233° Dg = 226,8°

Rv = 112° Rg = 115,8°

Fig. N° 6 (“Direcciones del girocompás.”)

RUMBO DEL GIROCOMPÁS (Rg): Es el ángulo entre el norte del Girocompás y el eje longitudinal del buque, de 000º a 360º, medido en el sentido de las agujas de un reloj. DEMARCACIÓN DEL GIROCOMPÁS (Dg.): Es el ángulo formado entre el norte del Girocompás y la dirección a un punto u objeto, medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj. AZIMUT DEL GIROCOMPÁS (Azg.): Es el ángulo formado entre el entre el norte del Girocompás y la dirección a un astro, medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj.


II - 5

ERROR DEL GIROCOMPAS (Eg) Es el arco de horizonte, entre el Norte Verdadero y el Norte que marca el Girocompás. Tiene signo más o menos (+/-) tal que sumado a la lectura del giro, se obtiene la Rumbo / Demarcación / Azimut verdadero Su ecuación es: Rv = Rg + Error

Dv = Dg + Error

Azv = Azg + Error

Para estas ecuaciones se emplea la regla conocida por los navegantes llamada de Bueno al Malo lo cambio y del Malo al Bueno no cambia, siendo el BUENO el Rv y el MALO el Rumbo del girocompás, y lo que cambia es el signo del error del girocompás. Ej. N° 1 Calcular el Rv si Rg = 233º y el Eg = +0,2º: Rv = Rg + Eg = 233 + 0,2

= 233,2°

Otros ejemplos. Si Rv = 044º y el Eg = -0,7º

Rg = 044,7°

Si Rv = 240º y el Rg = 238,2

Eg = +1,8

D.- DIRECCIONES MAGNÉTICAS Cuando se suspende una aguja imantada, libre de influencias extrañas al campo magnético terrestre, sus extremos apuntan hacia los polos magnéticos de la tierra y la dirección indicada por la aguja será el meridiano magnético terrestre. El extremo de la aguja que apunta hacia el polo Norte, se denomina "NORTE" de la aguja, y "SUR" el que apunta hacia el sur. La diferencia angular entre el norte magnético y el polo norte verdadero se denomina VARIACIÓN MAGNÉTICA VARIACIÓN MAGNÉTICA (Vmg)

PN mg

Es el ángulo que forma el meridiano verdadero con el meridiano magnético la que puede ser ESTE o WESTE (OESTE), según que el meridiano magnético esté a la derecha o izquierda respectivamente del verdadero, se expresa en grados y décimas de minutos entre 0º y 180º. Viene indicado en las cartas de navegación y en cartas especiales para todos los lugares de la tierra. La variación no es una cantidad constante, puede aumentar o disminuir, a través del tiempo, lo cual debe ser considerado por el navegante. En la carta de navegación, al interior de la rosa magnética (figura N° 3), aparece indicada al Vmg, en año de la medición y el valor de la variación anual.

PS mg

Fig. N° 7 (“Polos Magnéticos de la Tierra.”)


II - 6

Los signos de la Vmg son: (-) para WESTE y (+) para ESTE.

Norte Magnético

Norte verdadero. Vmg. Weste

Ejemplo para el año 2004: Vmg 15º W (1994) Aumenta anual 5' Tambien se puede decir: Vmg 15º W (1994) (5'W) Variación 5 x (2004-1994) = 50' = 50/60 = 0.83º Vmg = 15.83 º W

Fig. N° 8 (“Ejemplo de Variación Magnética.”)

Ej. N° 2: Calcular la Vmg del lugar para el año 2004. a) Vmg 12,2º W (1976) (3' E). Resultado: Vmg = 10.8 W b) Vmg 8,7º E (1996) incrementa anual 6'. Resultado: Vmg = 9.5 E

PN Magnético

Azmg=260°

Rmg = 093°

Dmg = 219°

Fig. N° 9 (“Direcciones referidas al Norte Magnético de la tierra.”)


II - 7

RUMBO MAGNÉTICO (Rmg) Es el ángulo entre el meridiano magnético del lugar y el eje longitudinal del buque, medido en el sentido de las agujas de un reloj de 000º a 360º, referido al norte magnético DEMARCACIÓN MAGNÉTICA (Dmg.) Es el ángulo formado entre el meridiano magnético del lugar y la dirección a un punto u objeto medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj, referido al norte magnético. AZIMUT MAGNÉTICO (Azmg.): Es el ángulo formado entre el entre el norte magnético de la tierra y la dirección a un astro, medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj. E.-

DIRECCIÓN DEL COMPÁS Se mide respecto del norte del compás magnético. Como los buques son construidos de fierro la atracción magnética ejercida, hace que el compás no se oriente directamente en el meridiano magnético, sino que se desplaza a un lado u otro del meridiano magnético, de acuerdo con el efecto que produzcan los hierros según la dirección de la proa del buque, esta desviación se llama "DESVÍO". DESVIO (∆). Es el ángulo formada entre el meridiano magnético y el meridiano que pasa por las agujas del compás, se expresa en grados de 0º a 180º, tiene signo ESTE (+) o WESTE (-), según que el meridiano del compás esté a la derecha o izquierda respectivamente del magnético y varía con la dirección de la proa del buque. El resumen de los desvíos, para las diferentes proas de un buque se encuentran compiladas en una tabla o curva que se coloca en un lugar contiguo y visible al compás y a la mesa de navegación del puente, para su inmediata consulta. Esta curva debe ser actualizada a lo menos una vez al año. Ej. N° 3 De la Tabla de Desvío de la figura 9, determinar el desvío a las siguientes proas.

Rc = 233º Rc = 125º Rc = 270º Rc = 078º Rc = 334º Rc = 000°

∆ = +1.4 ∆ = -1.2 ∆ = +1.7 ∆ = -1.8 ∆ = -0.1 ∆ = -1.0


II - 8

Modelo tipo de Tabla de Desvío.

TABLA DE DESVIO W -3

E -2

-1

0

+1

+2

+1

+2

+3

030 060 090 120 150 180 210 240 270 300 330 -3

-2

-1

0

W

Lugar : __________ Piloto

+3 E

Fecha: ___________ Comandante

Para obtener el desvío se entra con el Rc o el Rmg. Fig. N° 10 (“Tabla de Desvío.”)


II - 9

Ej. N° 4, Trazar la curva de desvío, según los siguientes datos: 000° = +3.0 225° = +2.80

; 045° = +1.0 ; 270° = +3.5

; 090° = -0.8 ; 315° = +3.5

; 135° = -0.8 ; 360° = +3.0

; 180° = +1.5


E -2

-1

0

+1

+2

+1

+2

+3

030 060 090 120 150 180 210 240 270 300 330 -3

-2 W

-1

0

+3 E


II - 10

RUMBO DEL COMPÁS (Rc): Es el ángulo entre la dirección norte del compás y el eje longitudinal del buque, medido en el sentido de las agujas de un reloj de 000º a 360º, referido al compás.

Norte del Compás

Azc=223°

DEMARCACIÓN DEL COMPÁS (Dc): Es el ángulo formado entre la dirección norte del compás y la dirección a un punto u objeto medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj.

Rc = 082°

Dc = 202°

Fig. N° 11 (“Direcciones referidas al Norte del Compás Magnético.”)

AZIMUT DEL COMPÁS (Azc.): Es el ángulo formado entre el entre la dirección norte del compás y la dirección a un astro, medido de 000º a 360º en el sentido de las agujas del reloj. F.- CORRECCIÓN DE RUMBOS DE Rv A Rc. La ecuación del rumbo verdadero (Rv) es: Rv = Rc + ∆+ Vmg En ella el Rumbo, Desvío del Compás y Variación Magnética conservan su signo de acuerdo con lo siguiente: Rumbos de 000º a 360º son todos positivos. Variación y desvío Este son positivos. Variación y desvío Weste son negativos La regla con respecto a los signos es: Del Malo al Bueno no cambia Del Bueno al Malo lo cambia Lo más BUENO es el Rv. Lo más MALO es la Rc. Disposición de cálculo. Para determinar Rv Rc = ∆ = Rmg = Vmg = Rv =

Para determinar Rc Rv = Vmg.= Rmg = ∆ = Rc =


II - 11

Ej. N° 5. Al buque se le ordena navegar al Rv = 358º, si la Vmg es 20º W. ¿Cual es el Rc a gobernar? y si el ∆ = 2º.3 E Rv Vmg Rmg ∆ Rc.

= 358º = (-) 20º W = 018º = (+) 2.3 = 015.7

(del bueno al malo lo cambia) (del bueno al malo lo cambia)

Respuesta: El Rumbo del Compás a Gobernar es 016° Ej. N° 6: El buque gobierna al Rc = 233°, si el ∆ = 1º.2 W y la Vmg = 12,4° W. Calcular el Rv. Rc ∆ Rc. Vmg Rv

= == = =

233º 1.2 231.8 12.4 W 219.4°

(del malo al bueno no cambia) (del malo al bueno no cambia)

Respuesta: El Rumbo Verdadero a Gobernar es 219° DEMARCACIONES MAGNÉTICAS A las demarcaciones magnéticas y azimut magnéticos se les efectúan las correcciones de Variación Magnética para el lugar y el desvío correspondiente a la proa que lleva el buque. Ej. N° 7 : Un buque navega al 140º, desvío 3º E con viento sur, que le produce un abatimiento de 5º a babor, demarca un faro al 231º y observa el Azimut de sol al 047º ¿Cuál es la demarcación verdadera que trazará en al carta y cual será, el Azv, si la Vmg = 10º W. Dc ∆ Dmg Vmg Dv

= 231º = + 2º = 233º = -10º = 223º

Azc ∆ Azmg Vmg Azv

= 047º = + 2º = 049º = -10º = 039º

Nota: El abatimiento no afecta a una demarcación.


II - 12

G.- RUMBO EFECTIVO (Ref)

Es el arco de horizonte entre el meridiano que pasa por el lugar y la dirección en que efectivamente se desplaza Es el arco de Horizonte entre el meridiano del lugar y la dirección en que efectivamente se desplazó el buque. Difiere del Rumbo Verdadero a que al Rumbo efectivo fue afectado por viento, corriente y por el gobierno. Ref = 060° Fig. N° 12 (“Gráfico del Rumbo Efectivo”) Dirección real navegada por el buque durante un período

F.-

ABATIMIENTO Cuando un buque recibe mar o corrientes de alguna intensidad por alguna de sus bandas, se origina un desplazamiento del buque paralelo al rumbo y en el mismo sentido del que lo origina. Este desplazamiento o deriva se denomina ABATIMIENTO, debe considerarse en las correcciones de rumbos y tener mucho cuidado en su correcta aplicación para evitar situaciones desagradables. El abatimiento aumenta cuando el buque tiene poco calado o cuando tiene una superestructura muy alta. CORRECCIONES DEL ABATIMIENTO (Ab) Un buque abate a estribor cuando el viento, mar o corriente lo recibe por la banda de babor y abatirá a babor cuando lo reciba por la de estribor. Aunque el timonel gobierne exactamente al rumbo ordenado, el buque se desplazará paralelamente en dirección al avance. Para corregir emplearemos la regla del bueno al malo lo cambia teniendo presente que: ABATIMIENTO A ESTRIBOR TENDRA SIGNO POSITIVO (+) ABATIMIENTO A BABOR

TENDRA SIGNO NEGATIVO (-)

El Rumbo que se obtiene se llama Rumbo Efectivo, definido en el párrafo anterior. La fórmula del abatimiento es:

Ref = Rv + Ab


II - 13

Ej. 8: El buque gobierna al Rv = 233° con un Ab = +3 (abatimiento a estribor). Calcular el Rumbo Efectivo (Ref.). Rv = 233° Ab = + 3° (del Malo al Bueno no cambia) Ref. = 236° Nota: el Rumbo Efectivo es mejor que el Rumbo Verdadero. Respuesta: Rumbo Efectivo = 236°

G.- DEMARCACION CUADRANTAL En ciertas oportunidades las direcciones, se miden desde el norte o sur, hacia el Este o hacia el Weste. En estos casos siempre se especifica desde y hacia donde se miden. Estas direcciones se les llaman cuadrantales. Reglas : IVº Cuadrante. Entre 270º y 360º. Se resta de 360º Se lee N .... W. IIIº Cuadrante. Entre 180º y 270º. Se resta 180º. Se lee S......W.

Iº Cuadrante Entre 0º y 90º, No se resta. Se lee N .....E. IIº Cuadrante. Entre 90º y 180º. Se resta de 180º. Se lee S.....E.

Ej. N° 9: Calcular los siguiente Rumbo Cuadrantales 020º (Iº cuadrante) 135º (IIº cuadrante) 237º (IIIº cuadrante) 314º (IVº cuadrante)

= = 180° - 135° = = 237° - 180° = = 360° - 314° =

N 20º E S 45º E S 57 W N 46 W

Ej. N° 16: Determinar la Demarcación Verdadera las siguientes Demarcaciones Cuadrantales: Dem. Cuadrantal = S 34 E Dem. Cuadrantal = N 24 W Dem. Cuadrantal = S 64 W Dem. Cuadrantal = N 56 E

= = = =

180° - 34 ° 360° - 24 ° 180° + 64°

= 146° = 336° = 244° = 056°


II - 14

H.- DEMARCACIÓN RELATIVA Cuando la referencia para medir la Demarcación, es el plano vertical que divide al buque en Babor y Estribor (línea de crujía), las demarcaciones se llaman RELATIVAS (Dr). Se mide desde la proa, de 0º a 360º, en el sentido que giran los punteros del reloj, ó, de 0º a 180º por Estribor o babor, en cuyo caso se dice Verde o Rojo respectivamente. Las demarcaciones relativas, más el rumbo, es igual a la demarcación referida al meridiano de ese rumbo.

Dr = Estribor 055º Dr = Verde 055º Dr = 055º

Verde Dr = Babor 124º Dr = Rojo 124º Dr = 360º - 124º = 236º

Rojo

Fig. N° 13 (“Ejemplo de Dirección Relativa a un objeto”).

Ej. N° 9: Su buque navega al Rv = 233° y demarca un Contacto “A” al 280° y un Contacto “B” al 100°. Calcular las demarcaciones relativas, empleando los tres métodos. Contacto “A” Dr – Rv = 280° - 233° = Verde 47° = Estribor 47 = Demarcación Relativa al 047°. Contacto “B” Rv – Dr = 233° - 100° = Rojo 133° = Babor 133° = Demarcación Relativa al 227°.


I.-

II - 15

DIRECCIÓN RECÍPROCA Demarcación 053° (Recíproca)

Es la dirección Contraria a la Observada. Ej. N° 10: ¿Cuál será la Dirección recíproca de la Demarcación = 233°.? Demarcación Recíproca = 233° + 180° = 413° - 360 = 051°.

Demarcación 233°

Fig. N° 14 (“Ejemplo de Dirección Recíproca”).

J.-

LA DERROTA El rumbo dibujado en la carta de navegación, es decir es el rumbo que se desea hacer efectivo. También se denomina TRACK. Cuando se navega una distancia larga, sin cambiar el; rumbo, se dice también RUMBO LOXODRÓMICO.

K.-

INSTRUMENTOS PARA MEDIR DIRECCIÓN Y SUS ERRORES. Como el meridiano del lugar no es visible y por la necesidad de determinarlo para poder referirse a las direcciones, existentes los siguientes tipos de compases: 1.-

COMPÁS MAGNÉTICO a.-

Generalidades Este importante instrumento es una aplicación de la brújula magnética que se estudia en Física y no es otra cosa que una rosa náutica, colocada sobre una o varias agujas imantadas, que puede girar libremente.

Fig. N° 15 (“Compás Magnético”)


b.-

II - 16

Tipos de compases magnéticos Según su ubicación y uso a bordo se clasifican en: 1)

Compás Magistral: Es el compás ubicado en las cercanías del puente, con comunicaciones con el puente de mando y que debe tener una amplia y clara visual alrededor del horizonte. Sus indicaciones se utilizan que medio alternativo para llevar la derrota de la nave, sirve de guía al timonel para llevar el rumbo ordenado. De no estar en visual con el timonel se emplea un repetidor magnético que repite la señal del compás o de un compás de gobierno, Este compás cuenta con diferentes correctores como son los imanes, la barra flinders y las esferas compensadoras, que se empleas para compensar el compás y obtener una tabla de desvíos para las diferentes proas. Esta materia será tratada en el capítulo “Magnetismo y compás magnético”. Ver Capitulo “Magnetismo”.

2)

Compás de Bote Es de reducido tamaño y portátil, para las embarcaciones menores.

Fig. N° 16 (“Compás de Bote”).

2.-

GIROCOMPÁS Es un instrumento electromecánico, basado en las propiedades físicas de un giróscopo en rotación, que señala el Norte verdadero y permanece orientado en el bajo los efectos de la rotación de la tierra y la precesión giroscópica. Ver Capítulo Teoría del Girocompás.


II - 17

Fig. N° 17 (“Girocompás”). Su funcionamiento es independiente del magnetismo de la tierra, por lo que la indicación del meridiano verdadero se lleva a efecto en cualquier posición geográfica y cualquiera que sea la dirección del buque. La información de rumbo generada por el Girocompás es transmitida a los repetidores de navegación y radares que los requiera. No siempre se consigue que el Girocompás marque exactamente el Norte verdadero, pudiendo quedar una diferencia entre su indicación y el meridiano del lugar. esta diferencia se llama ERROR DEL GIROCOMPÁS (Eg.) y es constante para cualquier dirección en que se navegue y generalmente no es superior a 1º.

Fig. N° 18 (“Repetido de Girocompás, utilizado para tomar demarcaciones y azimut a un astro”)


II - 18

Fig. N° 19 (“Oficial de Guardia tomando un demarcación”).

Fig. N° 20 (“Repetido de Girocompás de cinta, utilizado para indicar el Rumbo del Buque”)


II - 19

EJÉRCICIOS PROPUESTOS 1.-

Calcular el Rv, Rg y Ref.

1 2 3 4 5 6 7

Rc 032 012 108 027 023 257 163

Eg. +1.5 - 0.3 - 0.7 +0.8 - 1.1 + 0.5 + 1.0

Vmg 9.3 E -2.1 12.3 W 6.9 E 7.1 E 9.2 W 2.9 W 8.2 E

Desvío

Ab 3 Bb

-2.7 -2.9 +0.5 +0.3 -1.0 -1.5

4 Eb 2 Eb 1 Eb 4 Eb 3 Bb 5 Eb

2.-

Un buque que navega al Rv = 350º, efectúa las siguientes caídas: 130º EB; 20º BB; 150º EB; 15º BB; 180º EB. ¿A que rumbo queda?

3.-

Calcular la dirección recíproca de: 045°, 233°, 178° y 348°.

4.-

Calcular el Rv, Rg y Rc. 1 2 3 4 5 6 7 8

5.-

Ab 4 Bb 3 Eb 1 Eb 3 Bb 4 Eb 1 Eb 3 Bb 4 Bb

Eg. -1.3 -2.1 +1.2 -1.8 +2.4 0.0 +0.8 -1.6

Vmg 9.3 E 4.5 W 6.5 E 4.0 W 8.8 W 4.5 E 3.5 E 11.1 W

Desvío. 4.6 E 2.2 W 3.0 W 1.6 E 4.1 W 2.1 E 0.4 E 1.3 W

Calcular la demarcación relativa empleando los tres métodos.

1 2 3 4 5 6 6.-

Ref. 187 022 238 352 280 177 024 256

Dv. 245 025 154 334 044 178

Vmg. 8.1 W 4.8 W 6.3 E 0.4 W 14.3 E 7.8 E

Desvío 1.7 E 2.2 W 1.4 E 4.7 W 2.5 E 0.7 W

Rc. 154 318 269 333 230 354

Calcular la demarcación verdadera. 1 2 3 4 5 6

Drel. 325 V 40° Eb 135° 216 R 10° Bb 120°

Rc. 353 047 037 242 224 329

Desvío. 1.3 E 3.7 W 3.0 E 2.8 W 3.9 W 4.3 W

Vmg. 3.3 W 4.6 W 8.4 E 12.9 E 14.5 W 2.9 W


7.-

Un buque que gobierna al Rv que se indica, debe caer a un nuevo rumbo. ¿Cuantos grados a babor o estribor debe caer?

1 2 3 4 5 6 8.-

II - 20

RUMBO ACTUAL 030 185 330 355 010 020

NUEVO RUMBO 040 170 180 030 315 195

En un lugar que la carta indica: Vmg= 8.6° E (1982), (varía anual 6' W, se obtiene Azc = 038° en el instante que el Azv = 051.0° ¿Cuál es el desvío a ese rumbo? ¿Cuál es el Rv si se gobierna al 152º del compás? ¿Cuál es la Dv a un faro si la Dc = 349º?

9.-

Un buque que se encuentra navegando al Rc = 340°, en un lugar que la Vmg = 8.5°E, avista un siniestro al 350 relativo y 4.5 millas. ¿Cuál es la Dc al siniestro? ¿Cuál es la Dmg al siniestro? ¿Cuál es la Dv al siniestro? ¿Cuál es el Rv? Usar curva de desvíos del Capítulo.


II - 21

10.- Completar la siguiente tabla: Rc

∆

Rmg.

Vmg.

Rv.

Rg

1

4E

12 W

2

3W

9E

-2

232

8W

+1

109

3

113

4

200

040

E. Giro

197

207

+2 -3

5

2W

346

335

6

1E

008

021

7

5W

179

8

278

9

101 8W

11

2

12

049

3E

13

4W

14

4W

15

NW

309

3: 5E, 118,110, +1

019

12 E

-1

9W

-6

087

10

-1

094

093

12 W

+2

12 E

+1

17 W 213

321 Algunos resultado: 7: 184, 191,192

358

036

10 W 7E

279

+2 177

173

317

316

14: 174, 4 W, 170, +4


II - 22



III - 1

Capítulo N° 3 “DISTANCIA NAVEGADA Y VELOCIDAD” A.-

UNIDADES DE MEDIDA La unidad de medida que se emplean normalmente en navegación es la milla náutica. Su valor es ligeramente diverso en los distintos países, según los criterios fijados. U.S.A. INGLATERRA FRANCIA

: 1.853,248 mts. : 1.853,17 mts. : 1.852 mts.

: 6.080,27 pies : 6.080 pies

Por convención internacional la milla náutica tiene 1.852 mts., que corresponde a la magnitud en Latitud 45º, medida muy cercana a la longitud del arco de meridiano elíptico subentendido por un minuto de arco en el centro del elipsoide terrestre, por lo tanto una milla es igual a un minuto de arco y 60 millas = 60 minutos de arco = un grado. Recordar Una milla = Un cable = Un nudo =

1.852 mts 185,2 mts 1 milla por hora

= 6080 pies = 2000 yardas = 100 brazas = 200 yardas = 0,5147 en un minuto.

Ej. N° 1 Calcular las equivalencias a 2.5 millas a: Yardas: 2,5 x 2.000 = 5.000 yardas (1 millas = 2.000 yardas) Cables: 2,5 x 10 = 50 cables (1 millas = 10 cables) Metros: 2,5 x 1.852 = 4.630 metros (1 millas = 1.852 metros) Ej. N° 2 Calcular las equivalencias a 3.898.3 yardas a:

B.-

Metros:

2.000 yds. 3.893.3 yds.

----- 1.852 mts ----X

= 3605,2 metros

Cables:

200 yds. 3.893.3 yds.

----- 1 cable ----X

= 19.47 cables

Millas:

2.000 yds. 3.893.3 yds.

----- 1 millas ----X

= 1.95 millas

MEDICION DE DISTANCIA En este capítulo se analizarán los métodos mÁs comunes para medir la distancia recorrida por un buque: • Mediante el tiempo cuando la velocidad es uniforme. • Mediante la Corredera. • Mediante la Máquina.


1.-

III - 2

MEDIANTE EL TIEMPO CUANDO LA VELOCIDAD ES UNIFORME. a.-

La velocidad (V) Es la distancia navegada por un buque en una hora. Cuando el buque avanza 10 millas náuticas en una hora, lleva una velocidad de 10 MN/hora = 10 nudos, es decir la unidad de medida es el nudo.

b.-

El tiempo (T) Cuando se habla de tiempo, el navegante se refiere generalmente al intervalo entre dos momentos que se expresan normalmente en horas. Por ejemplo, el Tiempo que falta para que se produzca un fenómeno astronómico, el tiempo de viaje, etc. El tiempo conecta a la distancia con la velocidad, mediante la expresión:

D=VxT Para el cálculo se emplean diferentes medidas tales como: millas, metros, yardas, hora, minutos, segundos, nudos y sus transformaciones. Las dificultades que se presentan para la resolución de la expresión indicada son: •

Distintas unidades de medida. Transformar a horas, millas, nudos (millas/hora), etc., para lo cual se debe dominar la metodología de transformación de unidades, que es enseñada en otra asignatura.

•

También se ve dificultades en el cálculo de diferencia de tiempo, tema que debe ser comprendido cabalmente por el alumno. A modo de ejemplo:

Ej. N° 3

¿Cuál es la cantidad de horas entre las 17:20 del 17 de Febrero de 2008 y las 9:50 del 22 de Febrero de 2008. Año

Mes

día hora minuto (16)(17-1) (80) (20+60) 2008 febrero 22 17 20 2008 febrero 17 9 50 ----------------------------------------------------------0 0 05 d 07h 30m Respuesta: (5 x 24) + 7 + (30 / 60) = 127.5 horas


III - 3

Ej. N° 4: Calcular la diferencia de tiempo (años, meses, días), entre la fecha de nacimiento del autor de la cartilla (20 de noviembre de 1953 a las 08:30) y el 21 de mayo de 2008 a las 12:10. Año

Mes

día

hora

minuto

2007

Abril (12+4) (30+01) (11) (10+60) 2008 Mayo 01 12 10 1953 Noviembre (11) 20 8 30 -----------------------------------------------------------------53 05 11 d 3h 40m Respuesta: 50 años, 5 meses, 11 días, 3 horas, 40 minutos.

Ej. N° 5: Transformar las siguientes cantidades a las unidades que se indican: a) 150 nudos a km/hora. 150 nudos =

150 x

millas x 1,852 km hora x 1 Milla

= 277.8

km hora

Respuesta = 277.8 Km/Hora b) 342 mts / seg a km / hora 342

mts seg

= 342

Mts x 1 km x 3600 seg. Seg x 1000 mts x 1 hora

= 1231.2

km hora

Respuesta = 1.231.2 km / hora

Ej. N° 6: Resolver los siguientes problemas de D / V / T conociendo: a) V = 12 nudos; T = 8.5 horas: Calcular Distancia. D = V x T = 12 x 8.5 = 102 millas. b) V = 15 nudos; D = 187 millas: Calcular Tiempo. T = D / V = 187 / 15 = 12.47 horas. c) T = 10 horas; D = 215 millas: Calcular Velocidad. V = D / T = 215 / 10 = 21.5 nudos. Respuestas: a) D = 102 millas.; b) T = 12.47 horas.; c) V 21.5 nudos.


2.-

III - 4

MEDIANTE LA CORREDERA ( Ver Capítulo Instrumental de Navegación) Uno de los datos necesarios en navegación es la velocidad del buque. La corredera indica la velocidad del instante, que junto al rumbo navegado, se podrá determinar la situación estimada.

Fig. N° 1 (“Ejemplo de corredera analógica. Sensor e indicador”) Las actuales correderas electrónicas aprovechan todas las ventajas de las modernas tecnologías, tales como la precisión y la posibilidad de presentar los datos de diferentes maneras. Estas correderas suelen disponer de un sensor instalado bajo el casco, que mide el flujo de agua producido por el avance de la embarcación, transmitiendo una serie de impulsos eléctricos que son interpretados por el instrumento de control y transformados en nudos. Es habitual que en el cuadrante de la corredera aparezca, además de la velocidad en nudos, un totalizador de millas, o de distancia navegada, que puede ponerse a cero a partir de un punto determinado.

Fig. N° 2 (“Corredera Skipper EML 224”)


III - 5

Al tratar sobre velocidades hay que considerar dos factores. El primero de ellos es que las indicaciones que nos facilita la corredera suelen presentar un pequeño error en función de las características de construcción del instrumento. Para corregirlo hay que aplicar un coeficiente que puede ser determinado navegando una distancia conocida y luego comparar la realidad con los datos proporcionados por el instrumento. El coeficiente de corredera debe aplicarse sobre todos los datos procedentes de la misma. Las correderas actuales, tanto si son electrónicas como si son mecánicas, suelen disponer de un sistema de ajuste que permite corregir directamente el instrumento, lo que evita tener que realizar cálculos. El segundo factor que influye sobre la velocidad – o mejor dicho sobre la distancia indicada por la corredera – es la deriva, ocasionada por la corriente, la cual hace que la embarcación se desplace sobre el fondo, a mayor o menor velocidad que la indicada por el instrumento. Este factor deberá ser determinado gráficamente, basándose en los datos estimados de rumbo e intensidad de la corriente; datos que sólo podrán ser datos como ciertos cuando podamos contrastar nuestra situación por otros medios. Todas las correderas cuentan con un mecanismo electrónico que transmite la señal de distancia navegada a los repetidores del puente, CIC, puestos de mando y control, alerones, computadores, etc. a.- Tipos de correderas 1)

Corredera del tipo CHERNIKEFF El sensor consiste de un mecanismo sumergido compuesto de una hélice de cuatro aspas que gira mediante la acción del agua, poniendo en movimiento un tornillo sin fin que actúa sobre un mecanismo mecánico, transformando la señal, a electrónica para ser trasmitida a los repetidores.

2)

Corredera PITOMETER Esta corredera es sin hélice y se funda en la diferencia de presión estática y dinámica que ejerce el agua cuando el buque toma movimiento. Esta diferencia es nula cuando el buque está detenido puesto que ambas presiones serán iguales e irá aumentando con la velocidad del buque.

Fig. N° 3 (“Corredera Pitometer”)


III - 6

3)

Corredera DOPPLER Calcula la distancia navegada por la diferencia de fase entre una señal trasmitida por el buque y su recepción a bordo en el sensor de la corredera.

4)

Corredera ELECTROMAGNETICA Están basadas en la inducción que se produce al aplicar un voltaje a unas bobinas primarias que van en el tubo exterior, y que al deslizarse el buque hacia delante corta líneas de fuerzas, induciendo un pequeño voltaje de unas bobinas secundarias. Este voltaje llega a un amplificador donde es amplificada y electrónicamente transformada en indicación de velocidad y distancia a los repetidores.

Fig. N° 4 (“Corredera Electromagnética”)

b.- Error de corredera Las causas que producen errores en las correderas son. 1) 2)

Por ser un instrumento mecánico El mar agitado y las corrientes marinas producen indicaciones erróneas.


III - 7

Cualquiera que sea la marca y tipo de la corredera que tenga un buque, sus informaciones no son matemáticamente exactas; la diferencia entre la distancia real y la que acusa se llama ERROR DE LA CORREDERA. Este error se expresa en porcentaje (+ / - %) con el signo necesario para obtener la verdadera y podemos definirla como EL ADELANTO O ATRASO QUE EXPERIMENTA LA CORREDERA EN CIEN MILLAS NAVEGADA POR ELLA.

Error = c.-

(Dv – Dc) x 100 Dc

Coeficiente de la corredera Como en la práctica será necesario pasar de la distancia verdadera (Dv) a la que debe marcar la corredera o viceversa, es preferible tener una relación que las una y que facilite dicha operación. Esto se denomina "COEFICIENTE", es decir un factor que resulta de la relación entre ambas distancias. En otras palabras, Coef. es el factor que debe multiplicarse la distancia marcada por la corredera para obtener la verdadera.

Coef =

Dv Dc

Ej. N° 7: Calcular el coeficiente y error de corredera si la Dv = 742 millas y la Dc = 724.

a ) Coef =

b) Error =

Dv Dc Dv – Dc Dc

742

=

x 100 =

724 (742 – 724) x 100 724

= 1,025

= 2,49 %

Respuesta: a) Coef = 1,025; b) Error = 2,49 % Ej. N° 8: Si el Coef. Corredera = 1,09, determinar la distancia verdadera si la Dc= 233 millas. Dv = Dc x Coef = 233 x 1,09 = 253,97 millas Respuesta: Distancia verdadera = 253,97 millas. Ej. N° 9: A las 13:15 la corredera marca C1 = 45,5, y a las 17:34 del mismo día marca C2= 106,4. Si el coeficiente de la corredera es 0,953. Calcular Distancia Verdadera, Distancia Corredera Velocidad Navegada. Dc = C2 – C1 Dv = Dc x Coef T = T2 – T1 Vv = Dv / T

= 106,4 – 45,5 = 60,9 x 0,953 = 17:34 – 13:15 = 58,04 /4,317

= 60,9 millas. = 58,04 millas = 4h 10m = 4,317 horas = 13,44 nudos

Respuestas: Dv = 58,04 millas; Dc = 60,9 millas; Vv = 13,44 nudos Ej. N° 10: Si a las 09:00 Corredera = 14.5 y a las 10:00 la corredera marca 24.9, siendo el Coef. Corredera = 1,03. Calcular Error Corredera, Distancia Verdadera Navegada, Velocidad Verdadera. Calcular la distancia y velocidad verdadera navegada.


III - 8

T = T2 –T1 = 10:00 – 09:00 = 1 hora Dc = C2 - C1 = 24,9 – 14,5 = 10,4 millas Vc = Dc / T = 10,4/1 = 10,4 nudos Dv = Coef x Dc = 1,03 x 10,04 = 10,7 millas. Error = ((Dv – Dc) x 100) / Dc = ((10,7 – 10,4)x 100)/10,4 = 2,9 % V = Dv / T = 10.7 / 1 = 10.7 nudos Respuestas: Error = 3.2%, Dv = 10.7 millas Vv = 10.7

d.-

Milla medida En Bahía Concepción, Isla Quiriquina, se encuentra la Milla Medida, que es un conjunto de enfilaciones que tiene entre ellas exactamente un milla. Si navegamos a una velocidad constante en ambos sentido, se podrá calcular el Coeficiente y Error de Corredera a diferentes velocidad, dato que permitirá efectuar las correcciones a las correderas, y luego después de corridas de comprobación determinar estos datos a diferentes rangos de velocidades. Navegación y procedimiento de puente 1.-

El buque se pondrá a un rumbo perpendicular al de las enfilaciones que señalan la distancia medida, con bastante anticipación y a la velocidad que desea cruzarla.

2.-

Al llegar a la 1er. enfilación anotará exactamente la hora y la corredera.

3.-

En el momento de cruzar la 2da. enfilación anotará nuevamente la hora y corredera exactamente.

4.-

Continuará el mismo rumbo y cuando estime conveniente virará para hacer la SEGUNDA corrida, teniendo cuidado que la nave lo haga a la misma velocidad que en la primera corrida; ya que al virar pierde parte de ella en proporción al tonelaje. La doble corrida elimina prácticamente el efecto de la corriente. En seguida procederá como en (2) y (3). Fig. N° 5 (“Milla Medida”)


III - 9

Ej. N° 11: Determinar el coeficiente y error de la corredera 1er corrida H1 = 05m 17s H2 = 09m 23s T1 = 04m 06s

C1 = 4.7 C2 = 5.9 Dc1 = 1.2

2da corrida H1 = 47m 45s H2 = 51m 12s T2 = 03m 27s

C1 = 7.6 C2 = 8.5 Dc2 = 0.9

Dc(+) = 1.2 + 0.9 = 2.1 millas Dv(+) = 1.0 + 1.0 = 2.0 millas Tm = 4h 6s + 3h 27s = 7h 33s ERROR = (Dv - Dc) x 100 = (2.0 - 2.1) x 100 = - 4.76% Dc 2.1 Vv = T Vc = T

3.-

Dv = 2 x 60 = 15.894 nds. 7m 33s Dc = 2.1 x 60 = 16.688 nds. 7m 33s

MEDIANTE LA MÁQUINA Cuando se conoce el "PASO" (distancia en pies que recorre un buque después de una vuelta de la hélice) y el NUMERO DE REVOLUCIONES en el lapso transcurrido, la distancia navegada por la máquina puede ser en teoría calculada.

Fig. N° 6 (“Revolución”)

Fig. N° 7 (“Paso de la hélice”)


III - 10

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Dmq

Fig. N° 8 (“Distancia de la máquina – Paso x cantidad de vueltas”) De las figuras tenemos que Dmq = Revoluciones x Paso. Pero como el Paso está expresado en pies la fórmula, deberá dividirse por 6.080 para emplear como unidad de medida la milla.

Revoluciones x Paso 6.080

Dmq =

1 Milla Náutica = 6.080 pies Dmq Revoluciones Paso

= Distancia máquina en Millas = Cantidad de vueltas de la hélice = Distancia en pies

Ej. N° 12: ¿Cuál es la distancia de la máquina, si en un tiempo dado, una hélice con un paso de 11 pies dio 7323 revoluciones? Dmq =

Rev x Paso 6080

=

7323 x 11 = 13.2 millas 6080

Respuesta: Distancia Máquina = 13.2 millas

A bordo se emplea como unidad de medida la RPM que corresponde a la cantidad de vueltas que ha tenido el eje del buque en un minuto. Ahora bien, si se conoce las RPM en un período determinado de tiempo expresados en minutos, sabremos la cantidad de vueltas que ha dado el eje. Con este dato multiplicado por el Paso tendremos la distancia navegada según la máquina.

Revoluciones =

R.P.M. x Tiempo (minutos)


III - 11

Ej. N° 13:

¿Cuál será la distancia por la máquina en cuatro horas? Para un buque navega a 100 R.P.M. (revoluciones por minutos), su hélice tiene un paso de 12 pies. ¿Cuál será la distancia por la máquina en cuatro horas? T (minutos) Rev

= 4h x 60 = RPM x T

= 240 minutos = 100 x 240

Dmq

= Rev x Paso = 2400 x 12 6080 6080

= 24000 = 47.3 millas

Respuesta: Dmq = 47.3 millas

La distancia calculada, se llama DISTANCIA POR REVOLUCIONES O POR MÁQUINAS y no es igual a la distancia verdadera navegada. Teóricamente, el buque debe avanzar en cada vuelta de la hélice, una distancia igual al paso de ésta; pero debido a la fricción del casco al moverse en el agua el avance se reduce notablemente. La diferencia, entre el avance teórico y el avance real se llama "RESBALAMIENTO" y se expresa en % o por un coeficiente de Resbalamiento. De tal forma que, si una distancia navegada por la máquina se le corrige el Resbalamiento, que es siempre NEGATIVO, obtendremos la distancia navegada por el buque y viceversa.

Resbalamiento =

(Dv – Dmq) x 100 Dmq

El Resbalamiento es signo negativo (-) y está dado en %. Dv = Distancia Verdadera navegada

Coef. Resb=

Dv Dmq

Siempre Dv < Dmq. Ej. N° 14: Navegando de Coquimbo a Valparaíso a las 14.30 horas anotó contadores = 587654 y a las 22.30 horas lo hizo nuevamente = 604934. Se sabe que indican 1/5 de las vueltas del eje, que el paso = 12 pies y por la carta se navegó 108.5 millas. Se pide: a) b) c) d)

El Resbalamiento. El coeficiente de Resbalamiento. Velocidad efectiva. Revoluciones por minuto.


III - 12

a) Cálculo de distancia por la máquina: 22.30 horas 14.30 horas 1/5 Rev. Rev.

= 604934 = 587654 = 17280 = 17280 x 5 = 86400

Dmq = REVOLUCIONES x PASO 6080 Dmq = 86400 x 12 = 170.5 millas 6080 b) Cálculo Resbalamiento

RESBALAMIENTO = (Dv - Dmq) x 100 Dmq Res = (108.5 - 170.5 ) x 100 = -36.36 % 170.5 c) Cálculo coeficiente de Resbalamiento

COEF. RES. = Dv = 108.5 = 0.63 Dmq 170.5 e) Cálculo velocidad efectiva y por la máquina

22 h 30 m 14 h 30 m Tiempo = 8 h 00 m Velocidad efectiva = Dv = 108.5 T 8

= 13.58 nudos

Vmq. = Dmq. = 170.5 = 21.31 nudos T 8 f)

Cálculo revoluciones por minuto 86400 Rev. en 480 minutos (8 horas) x 1 minuto x = 180 R.P.M.

Respuesta: a) 170.5 millas; b) –36,36%; c) 0,63; e) 21,31 nudos; f) 180 RPM


4.-

III - 13

OTROS METODOS PARA DETERMINAR DISTANCIA, QUE SE VERAN MAS ADELANTE SON: a.- Por situaciones costeras. b.- Por situaciones astronómicas. c.- Por estima. d.- Por instrumentos de navegación electrónica.

5.-

CAUSAS POR LA CUAL SE COMETEN ERRORES AL APRECIAR LA VELOCIDAD. a.bc.d.e.f.g.h.-

Variaciones en el asiento del buque. Casco sucio Efectos de la mar y el viento Inconstancia de las revoluciones de las hélices. Bajos fondos Navegación en los ríos. Errores en los instrumentos de medición, mala calibración, mala lectura. Mala carta de navegación.


III - 14

EJERCICIOS PROPUESTOS 1.-

2.-

Calcular el tiempo (en días, horas y minutos), que demora un viaje efectuado a la velocidad que se indica: DIST. ( M.N. ) VELOC. 1 3355 11 2 4580 13 3 5710 14 4 3842 12.5 5 4822 13.2 6 5332 12.8 7 5383 11.9 8 3719 13.5 9 3742 12.9 Calcular el tiempo y la distancia navegada entre las fechas y horas que se indican:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 3.-

Recalada Hora Día 21 40 12 16 00 16 11 30 22 12 00 11 23 30 13 18 40 26 12 00 22 02 00 27 18 00 19

Vel. 09 11 14 12 11 13 14 15 13

Calcular distancia y velocidad verdadera navegada en cada caso: 1 2 3 4

4.-

Zarpe Hora Día 07 30 12 18 40 15 11 30 21 12 00 10 08 00 03 09 20 19 17 40 21 11 15 24 10 00 16

Hora comex. C1 09 00 14.5 00 00 27.9 14 30 91.3 12 00 121.5

Hora finex 10 00 04 00 15 30 12 00

C2 24.9 65.3 200.5 363.4

Ec 3.2% -2.1% 4.8% -1.9%

Calcular la distancia navegada y velocidad verdadera. 1 2 3 4

Hora comex. 08 15 19 10 23 20 23 45

C1 12.0 41.5 83.2 98.3

Hora finex 09 00 20 00 00 30 01 00

C2 21.3 50.5 195.1 210.2

Cc 1.12 0.93 1.19 0.81


5.-

III - 15

Completar: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6.-

7.-

66.4 88.3 09.4 88.7

Dv. Coef. 41.1 64.6 49.4 1.03 83.1 0.96 79.3 99.1 0.97 1.04

Ec ( % )

+3.27 -4.68 -4.25 +5.33

a.-

Cual es la distancia verdadera navegada, latitud, hora y fecha, después de haber navegado las siguientes distancias de corredera. 1) 73 MN. 2) 152 MN 3) 295 MN. 4) 653 MN

b.-

Que distancia corredera, latitud, hora y fecha, tiene después de haber navegado las distancias verdaderas que se indican: 1) 50 M.N. 2) 130 M.N. 3) 260 M.N. 4) 580 M.N.

Completar: RPM 155 135 165 150 130 190

Horas

Paso(pies) Dmq.

36 49 71 39

8.5 11.0

46 71

13.0 9.0 12.5 10.6

1503 808 325 852 433 923

Dv

Resb (%)

483 735 1540 840 -16 -22 486 948

Un buque efectúa un viaje de ida y regreso a R. Crusoe, desde Valparaíso. La distancia total según la carta, es de: 726 MN. La estadía en la mar fue de 2 días 11 horas. El paso de la hélice es de 9.3 pies. a.b.-

9.-

C2 25.9 68.3

Un buque zarpa de R. Crusoe con Rumbo Sur a 12.5 nudos el día 17 de marzo a las 21 30 horas. La corredera inicial es 47.5, y el error de la misma es -3.8 %.

1 2 3 4 5 6 7 8 8.-

C1 84.5 03.9 66.1 34.7 29.1 73.2 81.9 48.3 65.4 27.7

¿Cuál es el error y coeficiente de corredera si en total, esta aumentó 741.3MN.? ¿Cuál es el resbalamiento y las RPM promedio desarrolladas, si la hélice efectuó un total de 535717 vueltas?

Un buque zarpa a las 10:00 hrs. Del 16 de enero den 2002 a un Rv= 275° y Vel = 15 nds. La corredera al zarpe marca 056.6. A las 15:00 cambia el rumbo al 330° y baja el andar a 12 nudos, recalando a las 20:00 hrs. del mismo día a un lugar predeterminado. a.b.c.-

Si el Ec = -6,5%, ¿Cuánto marca la corredera después de cada caída.? Si la Vmg = 17° W (1.989)m varía anual 3’E. Calcular cada rumbo de Compás. (emplear desvío de la cartilla). Si el Ab= 3° Bb. Calcular cada Rumbo efectivo.


III - 16

10.- Si Ls = 45° 08’S y Gs= 100° 10’W. Se navega a 200 millas al norte y 300 millas al este. a.b.c.-

Calcular latitud y longitud de llegada Si la Vef. = 15 nudos y Vmq. = 16.2 nudos. Calcular Resbalamiento. Si paso = 12 pies. Calcular RPM.

11.- El 20 de noviembre de 2002 a las 02:00, su buque se encontraba en L=33° 16’ S y G= 70° 32’W. Corredera inicial 12.7. Navega 250 millas con rumbo Sur a 17 nudos. Luego se cae al Este y navega 430 millas a 14 nudos. Cc = 1.13, Resb = -4.7%, paso = 12.3 pies, Vmg = 13° 30’ W(1989), decrece anual 5’. Calcular: a.- Pto de llegada. (latitud y longitud). b.- Correderas en la caída y final. c.- Día y hora de recalada. d.,- Distancia de maquina. e.- RPM durante el período. f.- Rumbo del compás para cada Rv. 12.- Un buque zarpa de Isla de Pascua (L: 27° 09’S G: 109° 27’ W ) con rumbo Este a 15 nudos el 5 de abril a las 08:00 hrs. La corredera marca = 120.3. a.b.c.d.e.f.-

Calcula posición estimada el 6 de abril a las 08:00 hrs. Si Vmq = 16.2 nudos, obtener resbalamiento. Calcular RPM si Paso = 11 pies. Si Cc = 1.08, cuando marca después de haber navegado 24 hrs. Determinar el Error de Corredera. ¿Cuál es la longitud de otro buque que se encuentra a 300 millas al Este de Isla de Pascua?

13.- Un buque navega al Rv = 238°, Vmg = 9° W (1981) decrece 3’ anual, desvío de la tabla de apoyo. Demarcación del Compás = 113°, Eg = -2°. Calcular: a.b.-

Rg y Rc. Demarcación verdadera y del girocompás.



IV-1

Capítulo Nº 4 “SISTEMAS DE PROYECCIÓN Y CARTAS” I.-

CONCEPTOS PRELIMINARES. A.- La carta de navegación "Se llama carta de navegación la representación gráfica de una porción de la superficie del mar y costa adyacente, dibujada en papel plano, a escala, de forma semejante, orientada y exacta. Su trazado se hace mediante un sistema de proyección adecuado según sea la finalidad que tiene." Las cartas son uno de los elementos más importantes del cargo de navegación, con ellas el navegante determina el rumbo y la distancia a navegar para dirigirse a donde desee, con seguridad y rapidez; fijando su posición o situación durante el viaje. Las cartas traen entre otras informaciones las siguientes:

Los meridianos y paralelos. Líneas de costa, rocas, bajos, faros, boyas, sondas, islas, etc. El relieve y topografía cercano a costa.

Todo lo anterior de acuerdo a lo establecido por la Organización Hidrográfica Internacional [OHI], con sede en Mónaco. B.-

Propiedades fundamentales. Para que una carta sirva a la navegación debe ser: Plana, semejante, exacta, a escala, orientada, completa, clara y al día. Estas propiedades se obtienen mediante el empleo de:

II.-

1.-

Procedimiento geodésico de medición en tierra y sobre el agua, lo que se logra mediante las operaciones de un trabajo hidrográfico.

2.-

Un sistema de proyección que permita obtener un dibujo exacto, semejante y a escala del área que representa, sin deformaciones.

LA FORMA DE LA TIERRA Existen a lo menos tres superficies que se deben tomar en cuenta. La superficie topográfica es en esencia lo que realmente existe y es la superficie que requiere ser representada. Es también la superficie sobre la cual se efectúan las mediciones geométricas. Desafortunadamente, la superficie topográfica es tan irregular que resulta imposible representarla mediante una forma matemática y por ello, no permite el desarrollo directo de cálculos. Del mismo modo, esta superficie no proporciona referencias a las cuales referir las mediciones geométricas. El concepto de geoide es introducido para así tener una superficie sobre la cual referir las medidas y el elipsoide, para proporcionar una superficie matemáticamente definible sobre la cual realizar los cálculos. A.- El geoide El geoide es una superficie en la cual el potencial de gravedad es el mismo en cualquier punto. En cada punto de esta superficie, la dirección de la gravedad es perpendicular a la tangente del punto en cuestión El Nivel Medio del Mar ( N.M.M.) define con bastante exactitud el geoide.


IV-2

Las propiedades más importantes del geoide son: a.- Es la única superficie equipotencial que puede ser referida en la práctica con la superficie de la tierra. El N.M.M. establecido en cualquier lugar define la forma del geoide. b.- En la práctica, las mediciones angulares hechas a cualquier altura pueden considerarse como medidas sobre el geoide. c.- Las distancias medidas, una vez corregidas y llevadas al N.M.M. pueden considerarse que están referidas al geoide. d.- Las coordenadas obtenidas astronómicamente, luego de ser procesadas y corregidas, determinan la posición de un punto en el geoide. Mar

Geoide

Nivel medio del Mar (Geoide) Fig. N° 1 (“El Geoide”) Las coordenadas de cualquier punto en la tierra pueden ser determinadas independientemente, ya sea por astros o satélites artificiales y referirlas al geoide. Sin embargo para relacionar las posiciones independientes, se requiere introducir una superficie matemática definible, que se aproxime al geoide, y ella es el elipsoide. B.- El Elipsoide El elipsoide proporciona el mejor modelo de figura geométrico que se ajusta el geoide. Hay más de un elipsoide de referencia; y cada uno de ellos se ajusta a las necesidades locales. Sus diferencias son pequeñas y se adaptan a diferentes partes del mundo. El elipsoide en uso en una área dada, sólo es materia de conveniencia, de manera tal que éste coincida lo más posible con el geoide en este lugar. El elipsoide es una figura que resulta de hacer rotar una elipse en torno a su eje menor y puede ser definido, en términos generales por dos parámetros, a saber, el semi eje mayor y el achatamiento.


IV-3

N

N

N

Elipsoide 1

b c

Geoide

Elipsoide 2

S Elipsoide

Fig. N° 2 (“El elipsoide”)

C.- El dátum Geodésico Se pueden distinguir dos tipos de dátum, el local y el internacional. El dátum local es la referencia geográfica que se ha adoptado para vincular las mediciones geodésicas de una región o país, en cambio el dátum internacional es la referencia que han adoptado un conjunto de países, con el objeto de vincular y referir sus trabajos geodésicos y así determinar la verdadera magnitud y forma de un continente o de la tierra. La definición de dátum geodésico en general está dada por seis valores que son: 1.2.3.4.5.6.-

Latitud geodésica del punto. Longitud geodésica del punto. El azimut de la línea, desde este punto a una marca. a = semi eje mayor f = achatamiento altura geodésico 0 altura elipsoidal.

D.- Otros Alcances Finalmente, por conveniencia y debido a la poca influencia de la forma de la tierra, algunas veces es considerada como una esfera. En efecto, los cálculos de las observaciones astronómicas, las Tablas de Navegación astronómicas, los Almanaques Náuticos, etc., consideran en su formulación que la tierra es una esfera perfecta.


IV-4

III.- PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS

A.- Generalidades Si bien es cierto que el elipsoide proporciona un cuerpo matemáticamente definido, - mediante el cual los accidentes topográficos de la superficie terrestre pueden ser representados virtualmente sin distorsión, - no constituye un medio apto para el uso del navegante. Para lograr que los resultados puedan ser utilizados por éste, se requiere que los datos se representen en una superficie plana. No es posible convertir la superficie de un elipsoide en un plano manteniendo al mismo tiempo sus características sin distorsión. B.-

Superficies Desarrollables Una superficie desarrollable es aquella que puede ser extendida en un plano sin arrugas o cortes. Las superficies desarrollables que se utilizan en las proyecciones cartográficas son: el cilindro, el cono y el mismo plano. Una proyección es el método de representar toda o parte de la superficie del elipsoide en una superficie plana. Cualquier proyección inevitablemente producirá alguna distorsión.

Fig. N° 3 (“Superficie desarrollables”) C.- La Proyección Ideal Una proyección libre de distorsiones - si ello pudiera lograrse - tendría las siguientes características 1.- Los rasgos físicos tendrían forma real. 2.- Existiría correcta relación angular. 3.- Representarla correctamente las áreas. 4.- La escala sería una sola en toda la extensión. 5.- Los círculos máximos serían líneas rectas. 6.- Los rumbos serían representados por líneas rectas. D.- Clasificación de las Proyecciones Las proyecciones pueden ser clasificadas de acuerdo a las siguientes variables 1.2.3.4.5.6.-

Naturaleza : plana - cónica – cilíndrica. Coincidencia : tangente – secante – polisuperficial. Posición : normal – transversal – oblicua. Propiedades : equidistante - equivalente – conforme. Generación : geométrica - semi geométrico – convencional. Las proyecciones de mayor interés para el navegante son: Mercator, Transversa de Mercator, UTM, Policónica y Gnomónica.

Navegación Costera R.L.D. 2008 E.-

IV - 5

La Proyección Mercator Esta proyección es de uso generalizado en la elaboración de cartas náuticas. Sus características son: cilíndrica, tangente, normal, conforme y semi geométrico. Los meridianos son rectos, uniformemente espaciados y paralelos. Los paralelos son rectos, paralelos, desuniformemente espaciados y perpendiculares a los meridianos. El intervalo entre paralelos aumenta a medida que crece la latitud, en la misma proporción que se expanden los meridianos. La distorsión en escala y área aumenta con la latitud a un punto tal que su uso en altas latitudes llega a ser inconveniente y muy poco práctico. La ventaja más significativa es que las líneas de rumbo son líneas rectas. Si bien esta línea, que une dos puntos, constituye el rumbo a navegar entre ellos, no necesariamente es la distancia más corta. La ubicación de puntos utilizando un sistema rectangular de coordenadas a través de la latitud y longitud constituye también una ventaja apreciable.

Fig. N° 4 (“Proyección Mercátor”) E.-

La Proyección Transversa de Mercátor En su forma general, esta proyección es: cilíndrica, tangente, transversa, conforme y semi geométrico. La expansión ocurre en los meridianos hacia el este o weste del meridiano central o meridiano de tangencia. Los meridianos están representados por líneas curvas, cóncavas hacia el meridiano central, siendo sólo este último una línea recta. Los paralelos son líneas curvas paralelas entre sí, convexas hacia el Ecuador. Las distorsiones aumentan en la medida que nos alejamos del meridiano central. Esta proyección se utiliza por las ventajas que representa en el desarrollo de un sistema plano mundial de coordenadas. El meridiano central de la proyección transversa de Mercátor es un círculo máximo, a lo largo del cual la distorsión es "cero".


IV - 6

Fig. N° 5 (“Proyección Transversa de Mercátor”)

F.-

La Proyección Universal Transversa de Mercátor (U.T.M.)

Este es un sistema que utilizando la proyección transversa de Mercator, tiene dividido el globo terráqueo a lo largo del Ecuador en 60 sectores, cada uno de ellos cubriendo 62 de longitud. Sobre cada una de estas zonas se ha sobrepuesto una grilla de coordenadas planas. El origen de las “x” lo constituye el meridiano central, al cual se le da el valor arbitrario de 500.000 metros y el origen de las "y" lo constituye el Ecuador, al cual se le ha asignado el valor de “0” para el hemisferio norte y 10.000.000 mts. para el hemisferio sur. La distorsión en la escala en el sistema U.T.M. se ve reducida dado que el cilindro es secante al elipsoide, teniendo un factor de escala de 0.9996 en el meridiano central mientras que en los dos sectores en donde es secante, no presente distorsión en escala.


IV - 7

Meridianos Paralelos

Fig. N° 6 (“Proyección Universal Transversa de Mercátor. (UTM)”) G.-

La Proyección Policónica Esta proyección es cónica, polisuperficial, normal y semigeométrica. Los paralelos son representados por arcos de círculos no concéntricos. El radio de cada circulo es determinado mediante su coincidencia sobre un cono tangente en cada paralelo. El meridiano central está representado por una línea recta. Todos los otros meridianos son escalados desde el meridiano central, resultando líneas curvas cóncavas hacia el meridiano central. Dado que los paralelos son representados por arcos de círculo de radio decreciente a medida que se aproxima a los polos, ellos divergen hacia el Este y Weste del meridiano central. El resultado es un aumento de la distorsión en la escala, a medida que aumenta la distancia desde el meridiano central. La distorsión es proporcional al cuadrado de la distancia desde el meridiano central y por ser despreciable en distancias pequeñas, esta proyección se ha utilizado mucho en los levantamientos hidrográficos.


IV - 8

Las ventajas de esta proyección son 1.2.-

Su construcción manual es relativamente fácil. Un juego sencillo de tablas permite usarla sobre todo el elipsoide.

Fig. N° 7 (“Proyección Policónica”)

H.-

La Proyección Gnomónica Por ser el círculo máximo la línea más corta que une los puntos sobre la esfera, una proyección que muestre a sus círculos máximos como líneas rectas reviste mucha importancia. la proyección Gnomónica cumple con esta ventaja y su origen es netamente geométrica, teniendo por centro de proyección el centro de la tierra. La superficie desarrollable es un plano tangente. La distorsión es tan grosera que sólo tiene valor como elemento para navegación por círculo máximo y pese a ello, el track debe ser transferido a una proyección Mercátor para ser de 'utilidad, resultando en esta última proyección una línea convexa hacia el polo más cercano.


IV - 9

Fig. N° 8 (“Proyección Gnomónica”)

Fig. N° 8a) (“Proyección Mercátor”)

Fig. N° 8b) (“Proyección Gnomónica”)


IV - 10

IV.- PROYECCION CILÍNDRICA. Si colocamos un cilindro alrededor y tangente a la tierra en el Ecuador y por lo tanto paralelo al eje de la tierra - ver figura N° 9 -, y suponemos el punto del observador situado al centro de la tierra, al proyectar las diferentes líneas sobre el cilindro y desarrollándolo después, se verá que: 1.-

El Ecuador es una línea recta.

2.-

Los paralelos de latitud son líneas rectas y paralelos al Ecuador, aumentando la distancia entre ellos a medida que se aleja del Ecuador, ya que la latitud en la tierra está representada por la tangente con la proyección; de modo que cada grado de latitud se proyecta en función de la tangente del paralelo de latitud.

2

A

2

L

1

A 1

L 1

2

I =I 1 2 A
Meridianos paralelos entre sí.

Fig Nº 9

3.-

Los polos no aparecen, se encuentran en el infinito.

4.-

Los arcos de círculos máximos se proyectan como curvas, con su parte convexa hacia el polo elevado.

5.-

Las loxodrómicas o líneas de rumbo se proyectan como rectas, formando ángulos iguales con los meridianos.

6.-

Los meridianos se proyectan como líneas rectas, paralelas entre sí, igualmente espaciados y perpendiculares al Ecuador.

Este concepto se llama LATITUD AUMENTADA a la dimensión en U. de G. que tiene un arco de meridiano, desde el Ecuador hasta una latitud dada, medido en el Plano de la Proyección.


IV - 11

De la figura N° 10 se desprende la siguiente fórmula:

LA = Tg (L) x R

LA=R x Tg (L)

L R

Fig Nº 10 (“Latitud Aumentada”).

En que LA = LATITUD AUMENTADA - Siempre se mide en Millas (minutos de arco) L = Latitud del Lugar R = Radio de la Tierra Se llama Latitud Aumentada, por que su valor crece rápidamente con el aumento de la latitud. En efecto, para L=0º se tendrá LA=0º, y para L=90º LA= infinito. Ej: Radio tierra =

Latitud

3.442 millas

La = R * tan(L)

Dist = L*60

dif

0º

0 millas

0 millas

0

1º

60 millas

60 millas

0

30º

1.987 millas

1.800 millas

187

60º

5.961 millas

3.600 millas

2.361

80º

19.520 millas

4.800 millas

14.720

90º

inf.

5.400 millas

inf.

Se tiene entonces, que la proyección cilíndrica produce una deformación manifiesta en el sentido de la latitud en función de la tangente y como los meridianos se mantienen paralelos, el dibujo se distorsiona. Por lo tanto, este tipo de proyección no sirve para la navegación no cumple con las propiedades que debe tener una carta de Navegación. Es por ello que se creo la CARTA MERCATOR.

Navegación Costera R.L.D. 2008 V.-

IV - 12

PROYECCIÓN MERCÁTOR A.-

Importancia Este tipo de proyección le permite al NAVEGANTE construir graticulados donde pueda trazar líneas de posición astronómica y resolver analíticamente problemas de navegación a rumbo fijo o loxodrómica, "cualquiera sea la distancia a navegar". Sin una carta al navegante se le hace muy difícil cumplir con sus funciones.

B.-

Propiedades

a.b.-

Las cartas Mercátor se construyen de manera que: Los rumbos fijos aparecen como líneas rectas. Tal como sucede en la tierra, el ángulo entre el meridiano y el track se mantiene inalterable. Para que se cumpla lo anterior es esencial que:

a.b.c.d.-

El Ecuador aparezca en línea recta. Los Paralelos aparezcan como líneas rectas paralelas al Ecuador. Los Meridianos aparezcan como líneas rectas perpendiculares al Ecuador. Los Meridianos aparezcan igualmente separados entre ellos.

C.- Estiramiento de los meridianos en la carta Como los Meridianos en la carta aparecen paralelos entre si, y en la tierra van convergiendo hacia los Polos, las distancia entre Meridianos de la carta va representando menos distancia en la tierra a medida que aumenta la latitud. Para que la escala de la carta, en un punto cualquiera, sea la misma en todas las direcciones, resulta imperativo ir estirando los Meridianos a medida que aumenta la Latitud. D.- Partes Meridionales Las Partes Meridionales se usan principalmente para calcular la distancia entre paralelos cuando se desea dibujar una carta. Para subsanar el inconveniente de la proyección cilíndrica, ya expuesto, o sea, para que los continentes y mares conserven su semejanza, agrandándose tanto en latitud como en longitud, Mercátor introdujo una modificación a la proyección cilíndrica, para obtener una Latitud Aumentada proporcional a la sec (L), tal como es el aumento del apartamiento en la proyección. Para esto, en vez de proyectar toda la superficie terrestre sobre un cilindro tangente en el Ecuador, ideó una serie de cilindros paralelos cuyos ejes fueran el eje de la esfera, pero sus radios van disminuyendo con el aumento de la latitud, es decir, los radios de cada cilindro son radios del paralelo de latitud correspondiente a la base donde el cilindro corta la superficie de la tierra. Ver Fig Nº 11.


IV - 13

lav l

laiv l laiii

B

l ii

l

la

C

Lat l

lai

la l

l

R=radio

A

lº 0 i

ii

iii

iv

LA = la + la + la + la +.....

L T

E la = l x sec(L)

Fig Nº 11 En la Figuras, se tiene que “la” (diferencia de latitud aumentada) de cada uno de estos pequeños arcos “∆ ∆l” de meridiano es la generatriz del cilindro comprendido entre todos los radios de cada pequeño arco, y naturalmente, la LA total, es la suma de todas estas pequeñas diferencias de latitud aumentada “la” parciales. Veamos qué relación hay entre estas la y el arco ∆l correspondiente Siendo muy pequeño el ∆ ABC se le puede considerar plano, luego AC es perpendicular a BT y BAE es perpendicular a TE. Como el ángulo TBE es común a los triángulos TBE y BCA y ambos tienen un ángulo recto, entonces el ángulo CAB = L = Latitud de “C”. Entonces: CA l Cos (L) = -------- = ---------AB la

la = ∆l x Sec (L)


IV - 14

Es decir, la pequeña diferencia de latitud aumentada “la” o proyección del arco AC es igual al arco AC x sec (L), que es la misma proporción en que ha aumentado el arco de paralelo correspondiente a esa latitud, en la proyección, [Ap=g x Cos(L) ⇒ g = Ap x Sec (L)] por lo tanto en la carta tendremos un apartamiento y una latitud agrandada sera función de una misma línea trigonométrica, la secante de la Latitud, lo que mantendrá la semejanza con la realidad de este sistema de proyección. La Latitud Aumentada (LA) del punto es la suma de todas las diferencias de la latitud aumentada “la” que hay desde el Ecuador al punto. Así la distorsión en la Carta Mercátor ocurre en ambas direcciones, manteniendo la misma “forma” en el área relativamente pequeña, pero aumentada su área aparente, como se ilustra en las figuras 12a) a la 12c). Explicación gráfica:

80º

80º

80º

60º

40º

60º

40º

80º

60º

80º

80º

60º

60º

40º 80º

80º

60º

60º

60º

40º

60º

40º

20º

20º

0º

0º

Fig Nº 12a

60º

80º 40º

40º

40º

80º

40º

40º

80º

60º

Fig Nº 12b

40º

80º

60º

40º

20º

Fig Nº 12c

0º

Fig Nº 12a, porción de superficie de la esfera terrestre, comprendida entre dos meridianos, ha sido desprendida y ha quedado proyectada sobre una superficie plana. Ambos buques son de igual superficie. Fig Nº 12b, en una proyección Mercátor los meridianos deben ser paralelos. Para conseguirlo, habrá que expandir los paralelos de latitud entre meridianos como se muestra en al figura, en que el dibujo superior aparece estirado. Esta carta no sirve, ya que no refleja la realidad. Fig Nº 12c, en esta figura se expanden en la misma razón los paralelos, consiguiendo la semejanza entre los buques u objetos. Comparar la Fig 12a) con la 12c). Comparando las figuras, se verá, que según la latitud, aumentando los paralelos se separan cada vez más y consecuentemente los meridianos se separan proporcionalmente. Los dos objetos (buques) vuelven a tener su forma original, pero son solo aparentemente mayores y desiguales, ya que la escala de ha agrandado proporcionalmente como puede observarse en las figuras.


IV - 15

Para calcular la Latitud Aumentada o distancia desde el ecuador hasta una latitud determinada, se empleará la siguiente fórmula, considerando la tierra redonda

Largo. Meridiano = 7915.704468 log (TAN (45 + L/2)) (U. De G.) Siendo: Log = logaritmo es base 10 L = Latitud. Ejemplo: Latitud

Largo meridiano

0º

0

U. de G.

1º

60,00 U. de G.

10º

603,07 U. de G.

30º

1.888,38 U. de G.

70º

5.965,92 U. de G.

Es el largo de un meridiano desde el ecuador, en una carta del tamaño de la tierra E.-

La diferencia de partes meridionales Al largo del meridiano, en la CARTA, entre un punto y otro, se le llama DIFERENCIA DE PARTES MERIDIONALES (d.P.M), es el cateto adyacente al Rumbo de la carta.

g

d.P.M .

Ap

l Rv

Rv

Carta

Figura Nº 13


IV - 16

Como el triángulo formado en la carta que tiene como catetos la Diferencia de Partes Meridionales y la Diferencia de Longitud, es semejante al triángulo formado en la tierra que tiene como catetos la Diferencia de Latitud y Apartamiento se puede deducir que: d.P.M. g -------- = --------L Ap. Por lo tanto: gxl Ap = ----------------d.P.M.

F.-

Latitud intermedia Como el Apartamiento es la distancia entre dos Meridianos, medida a lo largo de un paralelo de latitud e igual a: Ap. = g x Cos (L) quiere decir que, el Coseno de la Latitud sobre el cual se hace efectiva la distancia entre meridianos es. l Cos (L) = ---------d.P.M. Al paralelo sobre el cual se hace efectiva la distancia entre Meridianos, cualquiera que sea la distancia entre ellos se le llama LATITUD INTERMEDIA, para diferenciarla de la Latitud Media.

G.- Unidades de longitud A la distancia entre dos Meridianos separados un minuto, se le llama UNIDAD DE LONGITUD, Esta medida es importante, porque es la única constante en la carta y porque sirve para medir el largo de los meridianos, entre el ecuador y una latitud cualquiera.

UNIDAD DE LONGITUD >> CONSTANTE >>> SIRVE PARA: MEDIR EL LARGO DEL MERIDIANO


IV - 17

H.- Uso de las partes meridionales 1.-

Dibujar una carta "Se dispone de un papel de 180 mm de ancho para dibujar el graticulado de un área oceánica entre los Paralelos 31ºS a 35ºS y Meridianos 71ºW a 75ºW. Procedimiento: a.b.c.-

Determinar el largo o magnitud de la Unidad de Longitud, en milímetros. Determinar el largo del paralelo inferior, multiplicando la dif. de Long en minutos por el largo de la Unidad de longitud. Para determinar el alto de la carta o distancia entre paralelo se puede: • •

Calculando la dif. Partes Meridionales entre dos paralelos y multiplicando por la magnitud de la Unidad de Longitud. en minutos. o, igualando la diferencia de Latitud en minutos, con el largo de igual cantidad de unidades de longitud y luego dividiéndolas por el coseno de la Latitud Media.

RESPUESTA La unidad de Longitud, en milímetros se obtiene mediante regla de tres: 240 U. de Long. (75-70)*60 ........... 180 mm 1 U. de Long. ..................... X X = 6/8 mm cada minuto = 0,75 mm Las distancias entre Paralelos separados 1 grado, es igual a la diferencia de Partes Meridionales entre ellos, multiplicado por la magnitud de la Unidad de Longitud. LAT 31º S

32º S

33º S

34º S

35º S

P.M

d.P.M.

d.P.M. x 6/8

-1958,00 -70,40

- 52.8 mm

-71,10

- 53.3 mm

-72,00

- 54.0 mm

-72.80

- 54.6 mm

-2028,40

-2099,50

-2171,50

-2244,30 LARGO TOTAL

214.7 mm


IV - 18

31º S 52.8 mm

32º S 53.3 mm

Total 214.7 mm

33º S 54.0 mm

34º S 54.6 mm

35º S 75º W

73º W

71º W

Cada minuto = 6/8 mm Total 180 mm

Fig Nº 14

Con el segundo método (menos exacto) o método gráfico la respuesta es: La Dif. de Latitud en minutos es (35-31)*60 = 240'. Igual cantidad de Unidades de Longitud por su magnitud y divididas por el coseno de la latitud Media es:

U. de Long * magnitud (6/8) * 240 Alto Carta = ----------------------------- = -------------Cos (LM) Cos (33º) Alto Carta = 214.6 mm


IV - 19

6.- MÉTODO GRÁFICO. Se usa cuando se desea construir rápidamente una carta Mercátor. El empleo más indicado es para plotting de ejercicios, cálculos astronómicos u otros similares, siempre que el área de la cual se construya la carta, no sea mayor de 4 grados en latitud y que esta, no sobrepase el paralelo de los 60 grados. Supongamos que deseamos construir una carta que abarque entre Lat = 40º y 44ºS y G=74º a 78ºW, ver figura N° 14. Separación entre meridianos = 20 mm. Paso 1 Trazar una línea horizontal. Levantar una perpendicular en el vértice izquierdo. A partir de dicho vértice apliquemos la magnitud que se ha acordado dar entre meridianos. Levantar las perpendiculares por cada uno de ellos que serán paralelos a la primera línea trazada, obteniendo la red de meridianos. Paso 2 En el vértice izquierdo dibujar un ángulo igual a la latitud media (42º). (40 + 44) / 2 Paso 3 Los puntos en que los meridianos se cortan con la línea del ángulo correspondiente a la LM, dará el valor de la secante de la latitud media, esto es de la latitud aumentada que le corresponde; la que abatida al meridiano, indicará el punto por el que pasa el paralelo correspondiente, que trazaremos, obteniendo la red de paralelos. Paso 4 Dividir la distancia que hay entre los meridianos y los paralelos entre sí, se obtendrá la subdivisión correspondiente en la escala de latitudes y longitudes. Hay que tener presente que el hecho de calcular la secante con la latitud media, no es exacto, por lo que una carta así construida, debe considerarse como un medio de fortuna.


IV - 20

40º S

41º S

Paso 3

42º S

Paso 4

43º S

Paso 2

LM = 42º 44º S 78º W

77º W

76º W

75º W

Paso 1

Fig N° 15 ( “Ejemplo de Carta Plotting”)

74º W


IV - 21


Calcular las Partes Meridionales o Largo del Meridiano de las siguientes Latitudes:

L = 10º S L = 22º N L = 37º14’S L = 03º42’15”N 2.-

P.M. P.M. P.M. P.M.

Resultados ____________ (599.02897) ____________ (1344.9682) ____________ ____________

Confeccionar un gráfico entre L1 = 40º S y L2 = 44º S y entre G1 = 70º W y G2 = 75 º W. Carta de 150 mm de ancho (meridianos).Se pide: a.b.c.d.-

Alto Ancho Valor de una milla en LM. Situar los siguientes puntos geográficos: Pto. “A”: L = 41º 30 ‘ S y G = 72º 45’ W Pto. “B”: L = 43º 15 ‘ S y G = 71º 30’ W

e.f.-

3.-

Medir la Distancia y Dirección de A  B Con los mismos datos confeccionar una carta empleando las partes meridionales. Respuesta en Hoja adjunta.

Confeccionar un gráfico entre L1= 03º N y L2 = 04º S y entre G1 = 04º W y G2 = 06 º E. Carta de 150 mm de ancho (meridianos). Se pide: a.- Alto b.- Ancho c.- Valor de una milla en LM y en 0º. d.- Calcular al dirección y distancia entre los siguientes puntos: Pto “A”: Pto “B”:

e.-

L G L G

= 1º 25 ‘ S = 2º 56’ W = 2º 05 ‘ N = 1º 30’ E

Pto “C”: Pto “D”:

L G L G

= 0º 36 ‘ S = 1º 34’ W = 2º 25 ‘ N = 3º 12’ W

Confeccionar una carta empleando las partes meridionales.

4.-

Confeccionar un gráfico entre L1 = 34° 00’N y L2 = 35° 30’ N y entre G1= 120° 00’E y G2 = 121° 30’E. 10’ de longitud = 20 mm

5.-

Confeccionar un gráfico entre L1 = 32° 50’ S y L2= 33° 10’S y entre G1 = 69° 35’ W y G2 = 70° 00’W. Cada 1 minuto de longitud = 7 mm.

6.-

Confeccionar un gráfico entre L1= 34° N, L2= 30° N, G1= 62° W, G2 = 58° W Distancia entre meridianos 30 mm = 1° de longitud

7.-

Confeccionar un gráfico entre L1= 12° S, L2= 11° 30' S, G1= 107° W, G2 = 106° 40' W Distancia entre meridianos 30 mm = 10' de longitud.


IV - 22

8.-

Confeccionar un gráfico entre L = 41° 40’ S y L = 43° 10 S y entre G = 71° 20’ W y G = 69° 50’W. Separación entre paralelos cada 20 mm = 10 minutos de longitud. Trace cada 10 minutos los paralelos y meridianos.

9.-

Confeccionar un gráfico entre L1= 41° 40' S, L2= 43° 00' S, G1= 69° 40' W, G2 = 71° 00' W Distancia entre meridianos 30 mm = 10' de longitud

10.- Confeccionar un gráfico entre L = 41° 40’ N y L = 43° 10 N y entre G = 71° 20’ E y G = 69° 50’E. Separación entre paralelos cada 25 mm = 10 minutos de latitud. Trace cada 10 minutos los paralelos y meridianos.

Cálculo para la confección de las cartas empleando partes meridionales. Ejercicio Nº 2 LAT -40 -41 -42 -43 -44

P.M.

d.P.M.

d.P.M. xU.Long

-2,622.69 -78.91

-39.45

-80.11

-40.06

-81.38

-40.69

-82.72

-41.36

-2,701.60 -2,781.71 -2,863.10 -2,945.81 alto carta

-161.56

Cálculo unidad de longitud Long 1

75

Long 2

70

Ancho

150

U.Long

0.5


IV - 23

Cálculo Ejercicio Nº 3 LAT

P.M. 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

d.P.M.

d.P.M. xU.Long

180.08 -60.06

-15.01

-60.02

-15.01

-60.00

-15.00

-60.00

-15.00

-60.02

-15.01

-60.06

-15.01

-60.11

-15.03

120.02 60.00 0.00 -60.00 -120.02 -180.08 -240.20 Alto

105.07

mm

Cálculo unidad de longitud Lon 1

6

Lon 2

-4

Ancho

150

U.Long

0.25


IV - 24

Término Capítulo Nº 4


V-1

Capítulo N° 5 ”SITUACIÓN Y TRABAJO EN LA CARTA DE NAVEGACIÓN” A.-

SITUACIÓN EN LA CARTA La proyección Mercator se explica en otra parte del curso, En este capítulo se analizará los aspectos prácticos del empleo de la carta de navegación, materia que es fundamental para conducir una nave con seguridad. 1.-

La carta de navegación Las cartas más utilizadas en navegación vienen graduadas en grados sexagesimales, minutos y décimas de minuto, dibujados en todo el recuadro del contorno.

74º

50’

40’ 1307

Fig. Nº 1 (“Ejemplo de graduaciones de longitud”)

Fig. Nº 2 (“Nº carta”)

Otras vienen de minuto en minuto (Fig Nº 1), excepto en las de escalas superiores a 1:250.000, que vienen de cinco en cinco minutos. Las cartas tienen un número que las identifica (Fig Nº 2) y en una parte de la misma viene el título con una serie de indicaciones importantes. (Fig Nº 3) CHILE

CANAL BEAGLE (DE CANAL BEAGLE A PTO. WILLIAMS) Por el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile) SONDAS Y ALTURAS EN METROS.

Escala 1:80.000 En Latitud media 54º55’30”S Fig. Nº 3 (“Carátula carta Canal Beagle”) Es necesario estar familiarizado con los símbolos y abreviaturas que se contemplan en las cartas. Para su interpretación se tiene la Carta Nº 1 “Símbolos convencionales y abreviaturas”, editada por el S.H.O.A., de la cual se reproducen algunas de ellas al final de estos apuntes de Navegación Costera.


V-2

Fig. N° 4 (“Reproducción de la Carta SHOA Nº 5111 (Bahía de Valparaíso) “) 2.-

Material necesario para trabajar en las cartas •

• • • •

3.-

Un compás de dibujo y un compás de punta seca, debiendo ser lo suficientemente largos para que tengan una apertura razonable. Los de dibujo se emplean más bien para el trazado de arcos de distancia mientras que los de puntas se utilizan para medir y trasladar distancias. Paralela graduada para transportar rectas y medir ángulos. Lápiz grafito blando y con punta. Goma de borrar. Lápices blandos de colores (rojo, verde y azul)

Situación Una situación en una carta está dada por la latitud (medida en las escalas laterales) y por la longitud (medida en las escalas superior o inferior). Una vez medidas, tenemos que verificar si es N (Norte) o es S (Sur) para las latitudes, o si es E (Este) o W (Weste) para las longitudes.


V-3

Recordemos, las latitudes son Norte cuando la numeración va creciendo hacia arriba, y Sur cuando crecen al contrario. En cuanto a las longitudes, son Este cuando la numeración va aumentando hacia la derecha, y Weste cuando lo hacen hacia la izquierda. (Fig Nº 5) Norte

Greenwich NW

NE Ecuador

SW

SE

Sur

Fig Nº 5 (“Signos de Latitud y longitud”) En la carta (ficticia en Fig. Nº 8) que se va a utilizar para resolver la mayoría de los problemas, siempre serán latitudes Sur y longitudes Weste. Las profundidades de las cartas de navegación están expresadas en metros, reducidas al "Nivel de Reducción de Sondas", tema que será tratado en el capítulo “Mareas y corrientes”. Normalmente el número o cifra va unido a una abreviatura que expresa la naturaleza del fondo o calidad del mismo, por ejemplo: A = Arena, F= Fango, P= Piedra, Cc = Conchuela, Co = Cascajo, etc. En las cartas modernas los veriles se indican con líneas y colores. El veril de los 30 mts está de azul claro, y a partir de los 10 mts están en azul intenso. No se debe olvidar que las cartas están sujetas a correcciones. Cuando una corrección es muy notable, el SHOA saca una nueva edición, pero cuando las correcciones son pequeñas, aparecen en los Boletines de Avisos a los Navegantes que se edita mensualmente, correcciones que deben ser efectuadas lo más cuidadosamente posible, indicando en la parte baja el número y la fecha de la corrección. Para hallar la latitud y longitud de un punto situado en la carta, se puede recurrir a un compás, a las reglas paralelas o a un transportador triangular. La lectura que da la proyección a cualquiera de los dos lados de la carta es la Latitud, y la proyección sobre el lado superior o inferior es la Longitud. Para situar un punto de coordenadas conocidas en la carta, hay que marcar o señalar dichas coordenadas en las dos escalas de la misma, en la lateral o de las latitudes y en la horizontal o de las longitudes. Una vez señaladas, se traza una línea paralela a los paralelos de latitud y una vertical paralela a los meridianos. El corte de las dos líneas señala el punto situado, como se muestra en la Fig. Nº 7.


V-4

30º Lat. : 30º 44’ S Long. : 70º 41’ W

40’

Latitud Medición de Distancias 50’

Longitud “W”

70º

40’

30’

Fig. Nº 7 (“Determinación de latitud y longitud de un lugar”) Ej. N° 1: Encuentre las coordenadas de: Latitud

Longitud

Faro “A” Faro “R” Faro “X”

4.-

Trazado de rumbo y distancias Como ya se ha indicado en el capítulo anterior, las distancias en la mar se miden en millas náuticas. La milla náutica equivale a la longitud de 1 minuto de arco de meridiano terrestre. Por convenio se tiene establecido que la milla náutica equivale a 1.852 m. Las distancias en millas se miden en las escalas marginales de la carta (nunca en los marcos superior o inferior). Fig Nº 8. Para trazar, desde un punto, un rumbo y una distancia, se toma el transportador o paralela y, desde el punto prefijado, se traza una línea en la dirección y sentido que indica el número o cifra del rumbo. Después, con el compás de puntas, se toma la distancia en la escala lateral a la misma altura que tenemos el trazo. La distancia medida con el compás representando el número de millas se transporta para colocarla sobre la línea de rumbo o derrota que se había trazado. La distancia medida se colocará en el sentido del rumbo.

10' 40'

77º

50'


40'

30'

20'

10'

76º

50' 40'

V-5 18

23 36 A

34 Cc

50'

50'

11

17

14

36 13

D

33

5

R

18 12

30º

30º Var. 6º 35' W (1998) Decrec e anual 7'

C

36

15

A

B

L

16 34

10'

Cc

10'

6

9

12 15

8

34 26 27

A

15

34

21

20'

Cc

20'

18

56 17

D

17

A

21

34 2 kn

A

30'

X

30'

17

34 12

4

11

Z

15 4

40'

40' 10'

77º

50'

40'

30'

20'

10'

Fig Nº 8

76º

CN R.LENIZ D.

50'


V-7

Para hallar el rumbo y la distancia entre dos puntos de la carta se unen con una línea recta, que representa la derrota entre ambos. El ángulo que forma esta línea o derrota con el meridiano es el rumbo verdadero.

Trazado del Rumbo

Trazado de la distancia

30º 40’

Latitud 11 millas 50’

70º

50’

40’

30’

Fig Nº 9 (“Trazado del rumbo y distancia en la carta”)

Para hallar la distancia, se mide ésta con el compás desde un punto al otro, mediante la escala lateral de las latitudes, siempre a la misma altura del trazado, donde se mide la cantidad de minutos que abarca la distancia. Este número de minutos representa el número de millas. En el supuesto de que la distancia entre dos puntos fuera muy larga, se toma (siempre en la escala lateral o de las latitudes) una cantidad de millas fija, con la cual, llevada varias veces, se mide la distancia total entre los dos puntos, de forma que habrá un número exacto y una parte no exacta, que habrá que medir también, sumándolo todo para tener la distancia total.


V-8

B.- SIMBOLOGÍA DE LA POSICIÓN

1.- Líneas de posición Líneas de posición

Directa

Transportada

Visual

Astronómica

Radar

2.- Posiciones

Posición obtenida por ángulos horizontales en forma visual o astronómica.

H: 09:35 C: 23.6

Posición obtenida por radar

Posición obtenida por medio electrónico o por satélite

H: 13:56 C: 98.6 (G.P.S.)

H: 23:45 C: 76.9

Posición estimada

H: 12:00 C: 00.2

Posición obtenida por sonar o posiciòn probable

H: 12:30 C: 98.2

Fig Nº 10 (”Simbología utilizada para indicar posición”)


V-9

C.- SITUACIÓN PRÁCTICA 1.-

Prácticas sobre la carta Ej. Nº 2

Expresar la latitud y longitud de los puntos indicados en la carta adjunta. Faro “A” “B” “C” “D” “R”

Ej. Nº 3

Dirección

Distancia

Determinar la demarcación y distancia al faro “A” desde los siguientes puntos. Puntos “A” “B” “C” “D” “R”

2.-

Longitud

Calcular la dirección y la distancia entre los siguientes puntos Puntos de > a “A” a “B” “B” a “C” “C” a “D” “R” a “L” “L” a “D”

Ej. Nº 4

Latitud

Demarcación

Distancia

Situación por una demarcación y distancia Para situarse con una demarcación y una distancia a un punto conocido de la costa se hará de la siguiente forma: • • •

Se traza la línea de la demarcación desde el punto en la carta (punto visualizado). Se mide la distancia en la escala de las latitudes. Con la distancia medida como radio, y haciendo centro en el punto marcado, se corta la línea de la demarcación. El corte del arco de distancias con la demarcación es la situación del buque en el momento de la observación.


V - 10

Demarcación

Distancia

Fig. Nº 11 (“Demarcación y distancia a un lugar”) 2º 30’

3º

62º 30’

40’

50’

63º

Fig Nº 12 (“Trabajo de carta”) Ej. Nº 5

En la Fig. Nº 12, el punto está calculado en base a una demarcación (faro) y a una distancia (costa más cercana al faro). Determinar el valor aproximado de la demarcación, el valor de la distancia en millas y la latitud y longitud aproximadas de dicho punto. Desde el Punto al Faro Distancia (costa)

3.-

Demarcación (faro)

Del Punto Latitud

Longitud

Situación con distancias a dos puntos de la costa Se trata de medir la distancia de cada punto, y con ella como radio trazar un arco de distancias haciendo centro en el punto referencia. Al trazar las dos circunferencias, cada una con su distancia respectiva, se cortarán en un punto que será la situación del buque.


V - 11

Dist. “2” Dist. “1”

Arco “2” Rumbo Arco “1”

SITUACIÓN

Fig. Nº 13 (“Posición por dos distancias a costa”)

Fig. Nº 14 (“Trabajo de carta”)

Al trazar los dos arcos de distancias (que corresponde al lugar geométrico equidistante del centro del arco) habrá dos cortes. Si uno queda en tierra y el otro en la mar, no hay duda en cuanto a la posición. Si los dos cortes cayeran en el agua (ocurre cuando una distancia se toma a una costa y la otra a la opuesta en un estrecho), uno de ellos será el correcto en función a la distancia recorrida en la navegación - estima - o de la dirección de la visuales a la costa. Ver figuras Nº 13 y 14. Para evitar lo anterior se utilizarán tres arcos, a tres puntos diferentes de costa. Este tema será tratado más adelante Ej. Nº 6

En la carta, encontrar la latitud y longitud de un punto observado que se encuentra al 317° y 15,3 millas del faro “R” a las 14:30 C: 12.3 Latitud Longitud Símbolo empleado

Ej. Nº 7:

Desde el punto anterior, determinar las demarcaciones verdaderas que se ven los faros “D” y “L”. Demarcación al Faro “D”

Demarcación al Faro “L”


V - 12

Problemas con demarcaciones y distancias a la costa Ej. Nº 8

Navegando se toma una demarcación verdadera al faro “B” al 273° y con el radar una distancia a costa más cercana al mismo faro de 15,3 millas. Hallar la situación. Latitud Longitud

Ej. Nº 9

Ud navega en un embarcación con Rc = 261º, con el desvío de la Tabal de apoyo y Vmg = 5º E., se toma una demarcación relativa al faro “B” = 120º por estribor con distancia al mismo de 6 millas. ¿Cuál es la posición de la nave? Latitud Longitud

Ej. Nº 10 ¿Cuál es la posición, si tomando una demarcación con el compás al 242º (faro “D”) con una distancia al punto más cercano a 16,5 millas y conociendo el Desvío = +3,5 y la Vmg = 10,4 W. ¿Qué sonda hay en ese punto y cuál es la naturaleza del fondo? Latitud Longitud Sonda carta Naturaleza del fondo

Ej. Nº 11 Navegando por el área de separación del tráfico marítimo con dirección general Weste, observamos el faro que se encuentra por estribor, al Dg= 345º, siendo el eg= 1,3º, y en el mismo momento el ecosonda nos indica una profundidad de 10 mts. ¿Cuál es la situación aproximada de la nave? Latitud Longitud Ej. N° 12 A las 12:30 C: 17.3 se demarca al faro “R” = 073 y al faro “L”=135°. Distancia a costa más cercana = 9 millas. A las 13:00 C: 18.7 se demarca a los faros “R”= 040°, ”L”=082° y al caso hundido = 110°. Calcular el coeficiente de la corredera y la posición a las 13:00 horas. Coeficiente Corredera Latitud Longitud


4.-

V - 13

Medición de distancias a un faro empleando ángulos verticales Otra forma de hallar una distancia a un faro o punto de cierta elevación conocida, es tomando un ángulo vertical – mediante un sextante- desde la base a la cima. Si al mismo tiempo se tiene la demarcación del faro o punto, hemos conseguido la clásica situación por demarcación y distancia. Fig Nº 15.

h

αº Distancia Fig Nº 15 (“Distancia a un objeto por ángulos verticales”) La fórmula que nos da la distancia es:

D=

siendo: D: h: αº:

_____h_____ 1.852 x tag (α α°)

Distancia en millas. Altura en metros del faro o punto considerado. Ángulo medido en grados y decimales.

El ángulo medido con el sextante empleado en la fórmula deberá ir corregido previamente del error instrumental. Así mismo la distancia entre la vertical del faro y la línea de costa se considera despreciable. Ej. Nº 13 Calcular la posición de una nave, si al tomar un ángulo vertical al faro “A” = 00º19,6' (Pta Moquegua, al final de la final de la cartilla en reproducción Lista de Faros, se registra la altura sobre el nivel del mar de este faro) y siendo en ese mismo instante la demarcación relativa al faro = 097º, navegando con Rv = 090º.

Altura sobre NMM Latitud Longitud


5.-

V - 14

Situación por enfilaciones El concepto de enfilación está claro, analizando el significado mismo de las palabras. Es decir: dos puntos están enfilados cuando están en línea (en fila) vistos desde la nave. La enfilación constituye la línea de posición más exacta, y además muy fácil de observador, por no ser necesario un compás de marcaciones ni ningún otro instrumento. Los dos elementos que forman la enfilación pueden ser naturales o artificiales. Entre los naturales pueden estar, aparte de torres u otras edificaciones conocidas, un monte cuya cúspide viene reflejada en la carta por un punto que corona las líneas de nivel. En cuanto a las artificiales, suelen ser estructuras muy visibles, con luces construidas a propósito. Se emplean mucho para la navegación por ríos y canales. En la práctica, se utiliza mucho la enfilación de dos puntos conocidos, no sólo como línea de posición, sino para comprobar el desvío correspondiente al rumbo que en ese momento lleva la nave. Un ejemplo de enfilación es la milla medida de las Isla Quiriquina. En cambio, las líneas de oposición son incómodas de medir, pero las vamos a considerar ya que son empleadas en algunos pasos y canales.

Fig. Nº 15 (“Enfilación”).

Problemas con enfilaciones y oposiciones Ej. Nº 14 Determinar la situación del buque y el desvío del compás en el mismo momento, al observar la enfilación de los faros “C” y “B”, con una demarcación del compás = 328º, justamente con la demarcación verdadera al faro “A” = 194º, considerando que la Vmg = 13,5 W.

Latitud Longitud Desvío


V - 15

Ej. Nº 15 Se cruzan las enfilaciones ubicada en L = 30º 10’ S y G = 75º 54’ W con rumbo Rv= 064º, y se tiene el faro “D” al 30º por estribor. ¿Cuál es la posición? Latitud Longitud

6.-

Situación con dos o tres marcaciones simultáneas a dos o tres puntos de la costa Si trazamos en la carta dos demarcaciones simultáneas a dos puntos conocidos de la costa, de forma que se corten, hacen que el punto de intersección de ambos sea la posición de la nave. Pero habrá de procurarse que el ángulo de corte sea siempre mayor de 30º, siendo 90º el corte ideal para que el error sea el mínimo posible. Cuando sean tres las demarcaciones simultáneas, el ángulo ideal de corte sería de 60º, pero no debe constituir una sorpresa que, cuando se corten, formen un pequeño triángulo en cuyo centro consideraremos la posición del buque. Si el triángulo resultara muy grande, es que habíamos cometido algún error importante, y lo mejor sería volver a tomar las tres demarcaciones. Fig. Nº 17. Es importante hacer presente que las demarcaciones siempre se deben tomar en la siguiente secuencia. Proa – Amura Aleta – Popa Cuadra B

C

A

Posición

Fig. Nº 16 (“Posición por corte de tres demarcaciones”)

Cuando se toman tres demarcaciones desde un buque en movimiento, al trazarlas sobre la carta, probablemente no se corten en un punto y forman un triángulo. Las causas del triángulo pueden ser: • Intervalo excesivo entre demarcaciones. (Se elimina repitiendo la observación, o haciendo navegar las rectas) • Error en la identificación de los objetos. (Se elimina revisando el trabajo realizado). • Error en el ploteo de las demarcaciones. (Se elimina revisando el trabajo realizado). • Error en la medición de las demarcaciones. (Es muy improbable)


• •

V - 16

Carta mal levantada (Se puede apreciar por la fecha de la edición y el grado de detalle de la carta). Error del giro o desvío del compás incorrecto.

Ej. Nº 16 Navegando al Rv= 080º, tomamos demarcación al faro “A” AL 140º y, simultáneamente, demarcamos al faro “B” al 40º. Se pide la situación del punto de corte de las dos demarcaciones.

Latitud Longitud

7.- Situación por dos demarcaciones no simultáneas a un punto de la costa, conocidos el rumbo y la distancia navegada Cuando se navega la demarcación de un punto en un determinado momento (que anotamos), y continuamos navegando a un rumbo constante durante un tiempo a una velocidad hasta observar otra demarcación del mismo punto, se podrá conocer la situación de la nave en el momento de la segunda observación, trasladando la primera demarcación por el rumbo y distancia hasta que se corte con la segunda.

Rumbo y distancia navegada

Posición 2º Demarcación

1º Demarcación 1º Demarcación (transportada) Fig Nº 17 (“Posición por recta transportada”)

Para la solución se acostumbra poner el Rv desde el faro o punto marcado, y sobre éste, la distancia navegada. La primera demarcación se traslada hasta el extremo de la distancia marcada en el rumbo. El corte de la primera demarcación transportada con la segunda demarcación es la situación del buque en el momento de la segunda observación.


V - 17

En el caso de que entre una y otra observación, hubiera más de un rumbo con más de una distancia, se colocan en el punto primeramente observado los rumbos y las distancias, y se trasladaría la primera demarcación al final de la trayectoria, para que al cortar la segunda demarcación nos diera la situación. Ej. Nº 17 Navegando con Rv = 152º; Velocidad por corredera = 12,4 nudos, y el coeficiente de la corredera= 1,15. A las 15:31, se toma la primera demarcación al faro “R” al 080º y a las = 16:43, se demarca al mismo faro al 040º. Determinar la posición de la nave a las 16:43. Latitud Longitud

Ej. Nº 18 Navegando con Rv = 350º; se demarca al faro “X” a las 13:30 C: 14.2 al 037° V.. A las 14:30 C: 28.2 se demarca al 137° V. Si el coeficiente de la corredera es 1.07. Determinar la posición de la nave a las 14:30 horas. Latitud Longitud

Caso particular Un caso particular en el traslado de demarcaciones consiste en tomar la primera demarcación al 45º relativo y una segunda a la cuadra (90º). Ocurre entonces que la distancia recorrida entre la primera y la segunda marcación es igual a la distancia a que se pasa del punto marcado. Cuando se diga que se demarca el faro a la cuadra, nos están dado una marcación igual a 90º relativo, que deberemos convertir en demarcación verdadera para trazarla en la carta. Se ve fácilmente en la siguiente figura, porque al formarse un triángulo rectángulo con dos catetos iguales, uno de ellos es la distancia navegada y el otro es la distancia a pasar

Distancia a pasar 45º 90º

45º Distancia navegada

Fig. Nº 18 (“Posición a la cuadra por triángulo isósceles”).

Rumbo Verdadero


V - 18

En general, se puede calcular la distancia a pasar de un faro u objeto señalado y conocido de la costa, tomando una primera demarcación, momento en que se anota la hora y la corredera. Seguimos al mismo rumbo y, al estar a la cuadra, se vuelve a anotar la hora y la corredera. Hallada la distancia navegada entre la primera marcación y la cuadra, se multiplica ésta por la tangente del primer ángulo marcado, obteniendo la distancia a que se pasa del punto elegido.

Dp = Dv x tag(M°) (Distancia a pasar = Distancia navegada x tangente de la demarcación relativo de la 1º demarcación)

Distancia a pasar

Rumbo Verdadero

90º

Distancia navegada

Mº

Fig. Nº 19 (“Distancia a pasar calculado por ángulo horizontal”).

El sistema de 45º y 90º grados es una práctica de todos los navegantes para comprobar la distancia a que pasan de un punto saliente de la costa. Ej. Nº 19 Un yate navega al Rv = 345º. A las 02:10 hrs. obtiene una demarcación al faro “L”= 45º relativo por estribor. Se continúa navegando al mismo Rumbo y a las 02:25 hrs., se demarca al mismo faro al 90º relativo. Se pide situación a la mínima distancia y valor de esta distancia. Velocidad buque = 16 nudos.

Latitud Longitud Distancia mínima


V - 19

Ej. Nº 20 Un yate navega al Rc = 124º; desvío de la Tabla de Apoyo; Vmg = de la carta; velocidad = 12 nudos. A las = 01:00 hrs. demarca con el compás al faro “D” al 345º. A las 01:20 hrs. se caen 30º a estribor, nuevo desvío de la Tabla de Apoyo. A las 01 h 35 m., demarcación del compás al mismo faro = 260º. Se pide situación a las 01:35 hrs. Latitud Longitud NOTA: Cuando haya una caída, ésta habrá de sumarse al rumbo del compás que se traía. Si caemos, por ejemplo, 25º a estribor o a babor, habrá que sumárselos o restárselos, respectivamente, al rumbo del compás. Al tener un nuevo rumbo implica que habrá un nuevo desvío.


V - 20

EJERCICIOS PROPUESTOS

1.-

Empleando la carta de los apuntes. a.- Dirección y distancia entre el faro “R” y la posición L = 30° 08.3’ S y G = 76° 27.8’ W b.- Demarcación al faro “R” = 067° y al faro “L” = 100°. Determinar profundidad del lugar, tipo de fondo, y la posición del buque. c.- A las 12:30 hrs. y C = 23.3 se demarca al faro “X” = 113° y a una distancia = 15,6 millas. A las 13:30 hrs. se demarca al faro “X” al 075° y a un distancia de 16.0 millas. Calcular: • Distancia verdadera navegada. • Velocidad efectiva del buque. • Si Cc = 1.07 cual es la corredera a las 13:30 hrs. • Rv entre las 12:30 hrs. y las 13.30 hrs. • Si Vmg es 6° 35’ W (1998) y aumenta anual 3’ y el desvío es de la Tabla de Apoyo, determinar la Pc.

2.-

Confeccionar una carta plotting con los siguientes datos: Entre L1 = 30° 00’ S y L2 = 30° 50’ S y entre G1= 63° 20’ W y G2 = 62° 30’ W, cada 5 línea de cuaderno = 10 millas o 4 cm app = 10 millas. a.-

Plotear faro “R” en L= 30° 13.2 S y G = 62° 46.8 W y Faro “L” en L = 30° 28.5’ S G = 62° 49’ W.

b.-

Ejercicio de navegación del faro. H = 23:30 C = 12.7 Demarcación verdadera faro “R” = 116° Rv= 233° Cc = 1.18. H = 00:26 C = 22.0 Demarcación verdadera faro “R” = 081°. Calcular Posición a las 00:26 Distancia Verdadera (23:30 a las 00:26)

c.-

A las 01:30 hrs. C: 30.6 el mismo buque demarca casi simultáneamente los siguientes faros: Faro “R” = 047° y faro “L” = 110° Determinar la posición a las 01:30 hrs.. Rumbo Verdadero entre las 00:26 y las 01:30.

3.-

En carta adjunta situar el buque considerando los siguientes datos: Navegando en las cercanías del faro “L” con Rv = 160°. Avista a dicho faro abierto 45° por la amura de babor, siendo las 18:00 hrs. C= 12.7. A las 18:25 hrs. C= 24.2 lo demarca por la banda de babor. (90°). Calcular a.- La posición a las 18:25 hrs., considerando un Cc = 1.09. b.- 1° y 2° demarcación verdadera al faro. c.- Distancia a pasar de la punta “L”.

4.-

Navegando en cercanías del faro “X” con Rv = 046°. Avista al faro por la amura de estribor 45° a las 23:42 hrs. C= 87.3. A las 00:07 hrs. C = 91.4 lo demarca por la banda de estribor. Calcular a.- Posición a las 00:07 hrs. considerando un error de corredera de 4.56 % b.- 1° y 2° demarcación verdadera al faro. c.- Distancia a pasar de la punta “X”.


5.-

V - 21

Dibuje un graticulado, cada 5' entre los paralelos L1= 53° 35' S a L2= 53° 50'S y meridianos G1= 071° 40' W a G2 = 072° 00’'W. Ancho de la carta 160 milímetros. a.-

Sobre el graticulado sitúe: 1) El faro Sta. Ana en L= 51° 38' S y G = 071° 55' W altura 40 m. 2) Una baliza ciega en L= 53° 42' S y G = 071° 58' W. 3) El faro San Isidro en L= 53° 47' S y G = 071° 58' W altura 28 m. El sector corresponde a la península Brunswich" y al Estrecho de Magallanes

b.c.-

Sobre la rosa de la carta se lee: Vmg = 15° 55' E (1965), decrece anual 2'. En el cuaderno de navegación de un buque que navega al Rc = 000°, en demanda de P. Arenas, se anotaron las siguientes demarcaciones del compás: Hora 0700 10 20 30 40 50

Sta. Ana 339 336 330 320 299 261

Baliza 322 309 289 259 232 215

San Isidro 281 240 215 202 195 192

Obtenga las situaciones y determine: • • • • d.-

Rumbo-efectivo. Velocidad efectiva. Abatimiento, si lo hay. Distancia que pasó del faro Sta. Ana

Otro buque que navega con visibilidad reducida, al Rc = 163° en demanda de Puerto Williams, demarca los objetos que se indican:

Hora 15:00 20 40 16:00

Corredera 33.5 36.5 39.5 42.5

Sta. Ana 257

Baliza

241 284

San Isidro

257

Obtenga la posición que tenía en el instante de tomar cada una de las demarcaciones. e.-

Dibuje un sector de visibilidad en faro San Isidro del 205° al 315°

f.-

Indique hasta que distancia es posible ver los faros considerando una altura del ojo de 9 metros.


6.-

V - 22

Dibuje un graticulado, cada 5', entre los paralelos: L1 = 53° 25' S a L2 = 53° 40' S y los meridianos G1 = 071° 40' W a G2 = 072° 00' W. Ancho de la carta 160 milímetros. Compruebe el alto de la calla mediante partes meridionales. a.-

Sobre el graticulado sitúe: 1) 2) 3)

Una baliza ciega en L = 53° 27' S, G = 071° 58' W. Una antena de radio en L = 53° 31' S, G = 071° 57' W. El faro Sta. Ana en L = 52° 38' S, G= 071° 55' W. Altura = 40 m.

Sobre la rosa de la carta se lee: Vmg =17° 0l' E (1965). Decrece anual 2’. El sector ubicado pertenece a la Península "Brunswich" y al Estrecho de Magallanes b.-

Dibuje un sector de visibilidad en el faro Sta. Ana del 150° al 090°

c.-

Mientras navega el Estrecho de Magallanes en demanda de P. Natales, al Rc =158°. El cuaderno de navegación, de un buque "A", registra las siguientes demarcaciones del compás: Hora 0800 12 24 36 48

Baliza 234 274 298 308 317

Antena 184 197 224 266 296

Faro

170 173 179

Obtenga las situaciones en el instante de cada demarcación y determine: • • • d.-

Rumbo efectivo. Velocidad efectiva. Abatimiento, si lo hay.

El mismo día, otro buque "B", que navega al Rc = 334°, en demanda de P. Arenas, registra las siguientes demarcaciones del compás: Hora Faro Antena Baliza 14:30 223 304 40 201 289 310 50 189 263 300 15:00 182 230 282 10 207 254 Obtenga las situaciones en el instante de cada demarcación y determine: • • •

Rumbo efectivo. Velocidad efectiva. Abatimiento, si lo hay.


e.-

V - 23

Un tercer buque "C", que navega de P. Arenas a P. Williams, al Rc = 158°, obtiene las siguientes demarcaciones: Hora 18:20 18:42 18:59 19:25

Corr. 23.0 26.3 28.9 32.5

Antena 33.5 Relativo 67.0 Relativo 270.0 Compás

Faro

207.0 Compás

Calcule: • Distancia a la antena a las 18 42. • Rumbo verdadero. • Posición a las 18 42,18 59 y 19 25. • Rumbo efectivo. • Abatimiento. • Velocidad efecfiva. • Distancia máxima a la que es posible ver el faro con una elevación de ojo de 7 metros. 6.-

Situar el buque en base a demarcaciones y distancias , dados en las cartas de la Cartilla.

14:30

14:40

14:50

15:00

22.3

26.5

30.6

34.7

Cruz

117º

137º

156º

Faro “X”

111º

158º

187º

Punta “X”

5.0 mn

4.5 mn

7.6 mn

083º

110º

153º

186

Faro “D”

065º

074º

096

Baliza anterior

039º

036º

028

Muelle

056º

063º

098

Corredera

Casco

201

Muelle

14.5 mn

10.2 mn

6.3 mn

2.1 mn

Punta “L”

18.8 mn

15.5 mn

12.6 mn

10.9 mn

Calcular: 1.-

Velocidad Media del buque.

2.-

Distancia, tiempo y demarcación al punto de fondeo. Distancia 14:30 14:40 14:50 15:00

Tiempo

Rumbo


V - 24

13 5

33

R 30º 15

36 A

L

Cc

10'

6

9 15

8

26 27 15

D

20'

Cc 18 56

17

A

2 kn

X

30'

17

34

4

Z

15 4

40' 30'

20'

10'

76º

CN R.LENIZ D.

50'


7.-

V - 25

En la misma carta anterior y a partir del punto de salida (Ps) desarrollar la siguiente navegación por estimada: Ps = L: 30° 35’S y G: 76° 28’W 12:30 hrs. C = 10.3 en Pto. de salida Rv = 350°. 13:30 hrs. C = 23.2 Caída al Rv = 048°. 14:55 hrs. C = 41.5 Caída al Rv = 142°. Calcular gráficamente. • La posición del buque a las 15:47 hrs. Si el Cc = 1.03 • Distancia verdadera navegada. • Error de corredera. • Diferencia de latitud y longitud entre Ps y las 15:47 hrs. • Apartamiento gráfico. • Demarcación y distancia entre Ps. y la posición a las 15:47 hrs. • Calcular los Rc de cada tramo, considerando Vmg = 12.3 E y el desvío de la Tabla de Apoyo.


V - 26



VI - 1

Capítulo Nº 6 “NAVEGACIÓN DE ESTIMA” I.-

DEFINICIONES Y ASPECTOS PRELIMINARES El primer objetivo al planificar una navegación, consiste en transformar las coordenadas de un lugar de salida y las de llegada, en el rumbo y la distancia que se deberá hacer efectivo. Mas tarde, durante la navegación, la posición, presente y futura, de la nave será calculada a intervalos regulares. La navegación de Estima, también llamada Navegación considerando la tierra Plana, permite resolver ambos problemas, cuando la distancia entre el lugar de salida y el de llegada es menor de 600 millas náuticas. Según sea la derrota que siga un buque para trasladarse de un punto a otro, la navegación puede ser: A.-

LOXODRÓMICA o línea de rumbo: Es una curva helicoidal trazada en la esfera terrestre y que corta a los meridianos bajo un mismo ángulo. En la Carta Mercátor se representa como una línea recta y en la Gnomónica como una curva con la concavidad hacia el polo elevado. Al seguir una loxodrómica el buque gobierna a un mismo rumbo.

B.-

ORTODRÓMICA. Es el arco de círculo máximo que une dos puntos, siendo la distancia más cercana entre ellos. Excepto en el caso de que ambos puntos se hallen en el Ecuador, la ortodrómica corta los meridianos según ángulos diversos. En la carta Gnomónica se representa como una línea recta y en la Mercátor por una curva con su concavidad hacia

Loxodrómica

Angulos diferentes

Angulos iguales

Ortodrómica

Loxodrómica

Fig. N° 1 “Comparación de ortodrómica con loxodrómica”. el Ecuador.


VI - 2

Así sabemos que los meridianos en una carta de proyección Mercátor" están dibujados paralelamente entre si (ver capítulo “Sistemas de proyección y cartas”). Luego si unimos por una recta dos puntos situados en una de esas cartas, la línea que los une formará ángulos iguales con los meridianos y como este ángulo resulta que también es el rumbo, se tendrá la ventaja al navegar siguiendo una línea que la dirección de la proa será la misma durante toda la travesía. La línea de rumbo así trazada se le llamará loxodrómica. Pero la realidad es que, los meridianos convergen hacia los polos; luego al mantener el valor del ángulo de rumbo en la tierra, la loxodrómica irá avanzando en espiral alrededor ésta hacia el Polo sin seguir el círculo máximo excepto aquellas cuyos rumbos sean 000º - 090º - 180º - 270º, pero nunca llegarían a coincidir con el Polo y como la distancia más corta entre dos puntos de la esfera terrestre es el arco de círculo máximo que pasa por ellos, resulta que la loxodrómica no es la distancia mas corta. Esto en distancias pequeñas, no es un inconveniente y, como hasta el momento, el compás es el único medio de llevar el rumbo, la loxodrómica es el mas cómodo método de navegación. Si navega el buque por el círculo máximo que une el punto de salida por el de llegada, diremos que el buque navega por ortodrómica y en ese caso el buque hace su recorrido por el camino más corto, pero la dirección de su proa formará ángulos desiguales con los meridianos; lo que obligará a realizar continuos cambios de rumbos. Los conceptos, fundamentación y navegación ortodrómica será tratados posteriormente en la asignatura de Navegación Astronómica. I.-

LOXODRÓMICA En la figura Nº 2, "A" es el punto de salida y "B" el de llegada, la curva ACDEB es la loxodrómica entre los dos puntos, luego los ángulos en A-C-D-E-B son iguales y es el Rumbo Loxodrómico entre A y B. P

B

La magnitud de la curva entre A y B se llama "Distancia Loxodrómica" y se expresa en millas. La navegación por loxodrómica puede llevarse "gráficamente" en las cartas de proyección Mercátor; o bien por el cálculo mediante las "Fórmulas de Estima".

E

D A

C

Debe recordarse que para fines de navegación, la superficie de la tierra se considera plana hasta 600 millas, siempre que no se sobrepase latitudes mayores de 60º. A.CARTA

P' Fig. N° 2 (“Trazado de una ruta Loxodrómica”)

MÉTODO GRÁFICO O DE LA

Para llevar la navegación es esta carta, bastará solamente partir de una situación exacta, que llamaremos Punto de Salida (Ps) y apoyándose en este punto se trazarán los rumbos verdaderos,


VI - 3

considerando las distancias realmente navegadas. Llevando la navegación en esta forma en al carta Mercátor, se tiene en cualquier momento la situación de la nave. El proceso para determinar la situación del buque a partir de rumbos y distancias verdaderas navegadas se llama "Estima" y la posición obtenida se le llama "Punto Estimado" (Pe). Este tema fue tratado en el capítulo “Situación y Trabajo en la carta de navegación”. La situación estimada, tiene errores que escapan al control del navegante, por mucho que trate de evitarlo y que son ocasionados por: • Mal gobierno • Error en las distancias • Error en el desvío. • Abatimiento • Corrientes De aquí la necesidad de rectificar la situación continuamente, ya sea por demarcaciones, observación astronómica, instrumentos electrónicos (GPS) u otros. Antes de perderse de vista la costa, debe situarse exactamente el buque; situación, que será el punto de partida o salida para las futuras situaciones. Es costumbre en la mar considerar al medio día como término o comienzo de los días navegados o singladuras. Además de la situación estimada en un momento dado, podemos obtener de la carta Mercátor, la diferencia de latitud, diferencia de longitud, distancia y rumbos, sacándolos directamente de ellas. El método de llevar la estima gráficamente en la carta de navegación o en una carta plotting, es el más usado por lo sencillo y práctico, pues tiene en todo momento a la vista la situación de la nave. En el Capítulo Nº 4, se explica cómo se confecciona una carta plotting. B.-

METODO ANALÍTICO DE ESTIMA La estima puede ser llevada también, por el método analítico, usando las fórmulas de estima. La posición de un buque en la mar la determina las coordenadas del punto y la situación estimadas se deducen, como hemos dicho, tomando otro punto como apoyo. Si a este punto de apoyo le aplicamos la "diferencia en latitud y longitud", determinadas por las fórmulas de estima, tendremos la situación estimada de la nave. Fórmulas de Estima Posición estimada Le - Ge

Rumbo / demarcación y distancia

Fig. N° 3 (“Fórmulas de estima Ps + Rv/Dem y dist. = Pll”)

Situación estimada Lll - Gll


VI - 4

Del mismo modo conociendo las coordenadas de salida y de llegada, se puede calcular el rumbo y distancia a navegar. Fórmulas de Estima Posición salida Ls - Gs

Coordenadas de llegada. Lll - Gll

Rumbo y Distancia a navegar.

Fig. N° 4 (“Fórmulas de estima Ps – Pll = Rv/Dem y dist.”)

1.-

Caso Uno “Cálculo del punto de llegada” Conociendo las coordenadas del punto de salida, y los diferentes rumbos y distancia navegadas, podremos conocer la situación estimada, mediante el siguiente método: a.- Determinación diferencia de latitud. (g)

N

de

Ap. Pto. Llegada

Dif. Lat.

Rbo.

Dist. E

W

Se considera el buque al centro de un círculo plano, llamado horizonte. Si este buque navega una DISTANCIA (D) en millas náuticas a un Rumbo cualquiera, cambia su latitud en una cantidad que es igual al Coseno del Rumbo multiplicada por la distancia navegada el resultado es la diferencia de latitud entre el pto. de salida y el de llegada.

S

Fig. Nº 5 (“Gráfico conceptual de las fórmulas de estima.”)

l = D x Cos(Rumbo) Si Dif. Lat > 0 signo "NORTE"

Si Dif. Lat < 0 signo " SUR"

Ej. N° 1 : Calcular Latitud de llegada considerando: Lat.Sal.

Distancia

Rumbo

Dif. Latitud

Lat. Llegada

30º S

450

060º

225' N

26º 15'S

30º S

450

120º

225' S

33º 45'S

30º S

450

240º

225' S

33º 45'S

30º S

450

300º

225' N

26º 15'S


b.-

VI - 5

Determinación del Apartamiento (Ap) Al navegar una determinada distancia a lo largo de un paralelo de latitud, esta es igual al Seno del Rumbo. Esa distancia es la que separa al Meridiano de salida del de llegada.

Ap = D x Sen(Rumbo)

Si Apartamiento > 0 signo "ESTE" Si Apartamiento < 0 signo "WESTE"

pto. de llegada = al "E" pto. de llegada = al "W

Ej. N° 2 : Calcular el apartamiento considerando:

Distancia

Rumbo

Apartamiento

120

060º

103.9' E

120

120º

103.9 E

120

240º

103.9 W

120

300º

103.9 W

Recordar que Ap es diferente a g. c.-

Diferencia de Longitud (g). “g” se puede obtener: 1.- Conociendo las longitudes de salida y llegada, materia tratada en el capítulo “Coordenadas geográficas”. (g = Gll – Gs) 2.-

d.-

DIVIDIENDO EL APARTAMIENTO POR EL COSENO DE LA LATITUD SOBRE EL CUAL SE HACE EFECTIVO EL APARTAMIENTO. Sin embargo, cabe preguntar ¿a lo largo de qué paralelo de latitud se mide la distancia entre el meridiano de salida y el de llegada? La respuesta la tendremos con la Latitud Media.

Latitud Media Cuando un buque debe navegar un rumbo distinto a 090º/270º, se obtienen dos apartamentos distintos. Primero entre el meridiano pto. salida y el de llegada medido en el paralelo de salida. Segundo entre el meridiano pto. salida y el de llegada medido en el paralelo de llegada.


VI - 6

Meridianos carta RECORDAR QUE

Gs. Meridianos reales Gll

Ap. Llegada

Ap = g x Cos(Lat)

Lll

Sin embargo la diferencia de longitud se mantiene constante entre ambos meridianos. La distancia efectiva entre dos lugares entre meridianos será empleando el valor de la LATITUD MEDIA (LM). no se comete error apreciable en distancias menores de 600 millas náuticas, se considera como tal, al término medio de ambas latitudes

Ap (medio)

L.M.

Fig. Nº 6 (“Gráfico de Latitud Media.”)

Ap. Salida

Ls

Dif. Long

LM = Ap = g= 2.-

Ls + Lll 2 g x Cos (LM) ____Ap___ Cos (LM)

Caso Dos “Calcular la distancia y la dirección entre dos puntos conocidos” a.-

Distancia (D). Para calcular la distancia se debe conocer las coordenadas geográficas de ambos puntos. Por lo tanto se podrá calcular “g” y con ella “ap”. Por otro lado se conocerá fácilmente “l”. Con estos datos se obtendrá la hipotenusa del triángulo de la Figura N° 4, cuyos catetos son la “l” y “Ap”. Por lo tanto, la distancia se puede obtener mediante la fórmula de Pitágoras:

D2 = l2 + Ap2


b.-

VI - 7

Dirección entre dos puntos geográficos. Conociendo: • La distancia entre el meridiano de llegada y el de salida, medido a lo largo de un paralelo de latitud (Ap). • La distancia entre el paralelo de llegada y el de salida (l = Lll – Ls ) en minutos. • La distancia entre el lugar de salida y llegada (D). El rumbo se puede obtener en términos de 000º a 360º aplicando la siguiente fórmula:

Rumbo = 2 x Arctag (

___ Ap___ ) l+D

NOTA: 1)

2)

Para emplear esta fórmula se debe respetar los signos: Apartamiento Weste = (-). Latitud Sur = (-). En caso que se obtenga un resultado negativo sumar 360º.

Síntesis Caso Uno “Determinar Pto de llegada conociendo Ls, Gs, Rv y Dv.” 1.2.3.4.5.6.-

1.2.3.4.5.6.-

l = D * Cos (Rv) Lll = Ls + l Ap = D x Sen (Rv) LM = (Ls + Lll) / 2 g = Ap / Cos (LM) Gll = Gs + g

(“l” en minutos o millas). (“Ls” y “l” en grados y minutos). (“Ap” y “D” en millas). (“Ls” y “Lll” en grados y minutos). (“g” en minutos y “Ap” en millas). (“Gs” y “g” en grados y minutos). Caso Dos “Determinar Dirección y Distancia entre dos puntos conocidos”.

l = Lll – Ls (“l” en minutos o millas con su signo). LM = (Ls + Lll) / 2 (“LM” en grados y décimas de grado). g = Gll – Gs (“g” en minutos con su signo). Ap = g x Cos (LM) (“Ap” en millas con su signo). 2 2 (“D” en millas). D = l x Ap Rv = 2 x arctg (Ap/(l + D)) (“Rv” en grados).


VI - 8

Ej. N° 3:

Un buque en L = 18º 29' S y G = 070º 20' W, navega 39 M.N. al Rumbo 250º ¿Cuáles son las coordenadas del punto de llegada?. Fig. Nº 7 (“Gráfico de ejercicio de Navegación por estima”.)

Gs Ls Rumbo = 250º Pll = ??

Dist. = 39 Mn

a)

Cálculo LATITUD DE LLEGADA l = D x Cos (Rumbo) = 39 x Cos(250º) = -13,338 = 13',3 S Lll = Ls + l = 18º 29' S + 13.3= 18º42.3'S

b)

Cálculo de LATITUD MEDIA LM = (Lll + Ls) / 2 = (18º 29' S + 18º 42.3' S) / 2 = 18º 35.65'S

c)

Cálculo de LONGITUD DE LLEGADA Ap = D x Sen (Rumbo) = 39 * Sen (250) = -36.648' = 36.6'W Ap = g * Cos (LM) g = Ap / Cos (LM) = -36.6 / Cos(-18+35.65/60) = -38.61 = 38.6W Gl = Gs + g = 070º 20' W + 38.6' = 070º 58.6' W Resultados: L: 18º 42.3' S y G= 070º 58.6' W

En caso que exista una corriente de dirección e intensidad conocidas, esta se considera como un rumbo más. La distancia adicional así navegada, es igual a la intensidad de la corriente multiplicada por el intervalo total navegado.

Ej. N° 4: Un buque en L = 18º 29' S y G = 070º 20' W, navega 39 M.N. al Rumbo 250º ¿Cuáles son las coordenadas del punto de llegada?.

Gs Ls Rumbo = 250º Pll = ??

Dist. = 39 Mn

Fig. Nº 8 (“Gráfico de ejercicio N° 4”)


VI - 9

Calcular la distancia y el rumbo que se deben hacer efectivos para ir de: Huasco L = 28º 28' S G = 071º 14' W

Juan Fernández

L = 35º 33' S G = 078º 50' W

a)

Cálculo de DIFERENCIA DE LATITUD l = Lll – Ls = - 28º 28' S – (- 35º 33' S) = - 07º 05'= (7 x 60) + 5.7 = 425.7' S

b)

Cálculo de LATITUD MEDIA LM = (Lll + Ls) / 2 = (28º 28' S + 35º 33' S)/2 = 32º 00.5 'S

c)

Cálculo de DIFERENCIA DE LONGITUD g = (Gll – Gs) = (071º 14' W - 078º 50'W ) = 456' W

d)

Cálculo de APARTAMIENTO Ap = g x Cos (LM) = -456 x Cos (32º 00.5 S')= 386.7' W

e)

Cálculo de DISTANCIA 2 2 D = (425 + 386.7 ) = 574.6 M.N.

f)

Cálculo del RUMBO RUMBO = 2 x ArcTan ( Ap / (l + D )) = 2 x ArcTan (-386.7 / (-425 + 574.6 ) ) = 222.3º

Resultados: Distancia = 574,6 millas; Rv= 223,3°


4.-

VI - 10

Corrientes en la estima

La corrección a la estima de la navegación producto del efecto de la corriente en el buque se puede calcular gráficamente, que se verá mas adelante, o en forma analítica. Para ello existen dos posibilidades: a.-

Cuando se desea conocer el punto estimado, existiendo corriente, se corrige ésta como rumbo y en su propia dirección.

b.-

Cuando se desea ir a un punto determinado, existiendo corrientes, se corrige ésta como rumbo pero en sentido contrario.

Lo anterior empleando las fórmulas de estima ya explicadas. Ej. N° 5

Un buque zarpa de L = 33º 01' S y G = 71º 40' W y navega 15 horas al 320º y a 11 nudos, existiendo una corriente al 348º de 3 nudos. Se pide el Pe. D = V x T = 11 x 15 = 165 Millas. l1 = D x Cos (RV) = 165 x Cos(320)

= 126’.4 N

D = V x T = 3 x 15 = 45 Millas. l2 = D x Cos (Dirección corriente) = 45 x Cos (348) = 44’.0 N. -----------Suma de l (l1 + l2) = 170.4 Minutos. =

2º 50.4' N

Cálculo de Le Cálculo de LM Ls = 33º 01' S Ls = 33º 01' S l = 2º 50.4' N Le = 30º 10’.6 S ---------------------------------------------------------------Le = 30º 10.6 S LM = 31º 35.8' S Cálculo de g Ap1 = D. x Sen (Rumbo) =

165 x Sen (320) = - 106.06 (W)

Ap2= D. x Sen (Rumbo) =

45 x Sen (348º) = - 9.36 (W)

Suma de Ap (Ap1 + Ap2) = - 115.42 (W) = 1º 55.4' W >>> g = 115,42 / Cos(LM) g = 135’.5 W = 2º 15’,5 W Cálculo de Ge Gs = 71º 40.0' W g = 2º 15.5' W Ge = 73º 55.5' W Resultados: Le: 30º 10.6’ S y G: 073º 55.5' W


Ej. N° 6

VI - 11

Datos: Un buque desea zarpar a las 04:00 hrs., del 5 de mayo de L = 33º 02' S y G = 71º 48' W a 15 nudos para L = 37º 13' S y G = 75º 52'W, se sabe que una corriente tira al 350º a razón de 3 nudos. Ir a un punto determinado con corriente. En este caso se conocen las coordenadas de salida, las de llegada, velocidad que dará el buque y la corriente. Para tener una idea de lo que afectará la corriente es preciso calcular primeramente la loxodrómica entre ambos puntos; una vez calculada la distancia, se podrá deducir el tiempo de trayecto y con éste lo que abatirá la corriente y en consecuencia lo que habrá que alterar la dirección de la proa para contrarrestarla y mantener la nave en la loxodrómica. Se pide • Dirección de la proa y distancia a navegar. • Hora de recalada.

L: 33º 02' S G: 71º 48' W

Rumbo efectivo si no considera la corriente

Corriente (350º - 3 nds)

350-64.2

Rumbo efectivo Figura Nº 6

L: 37º 13' S G: 75º 52' W

Rumbo verdadero Fig. Nº 9 (“Gráfico de ejercicio de Corrientes”.)

1.- Calcular la loxodrómica. Cálculo de l Cálculo de g Cálculo de LM Ls = 33º 02' S Gs = 71º 48' W Ls = 33º 02' S Lll = 37º 13' S Gll = 75º 52' W Lll = 37º 13' S ---------------------------------------------------------------------------------l = 04º 11 S g = 04º 04' W LM = 35º 07.5 S l = 251' S g = 244' W Ap = g x Cos (LM) = - 244 x Cos ( 35 + 7.5 / 60) = - 199.567 2

2

2

D = l + Ap 2

2

2

D = 251 + 199.7

= >> Distancia = 320.67 Millas.

Rumbo = 2 x Arctan (Ap / ( l + D)) = 2 x Arctan (-199.6 / (-251 + 320.7)) = 141.5


VI - 12

2.- Calculo de la duración aproximada del viaje y lo que afecta la corriente. Con los datos anteriores: T = D/V = 320.67 / 15 = 21.4 horas Luego 3 x 21.4 = 64.2 millas de corriente al 350º (350º - 180º)= 170º Para contrarrestar Cambio de signo 170º - 64.2 millas

3.-

Cálculo de la dirección de la proa para contrarrestar la corriente y distancia a navegar. l1 = D x Cos (RV) = 320 x Cos (218.5) = 250.4 S Minutos. l2 = D x Cos (Corr.) = 64.2 x Cos (170º) = 63.2 S Minutos. ______________ Suma de l = 313.6 S Minutos = 5º 13.6 S LM = 35º 07.5 S (de la primera parte) Cálculo de Ap. Ap1 = g x Cos (LM) = - 244 x Cos (-(35+7.5/60)) Ap2 = Dist x Sen (Dirección)= 64.2 x Sen (170)

= -199.56 Millas = 11.15 Millas Ap = - 188.41

Con l = 251' S y Ap = -188.8 (W) Rumbo = 2 x Arctan (Ap / ( l+ D)) = 2 x Arctan (-188.41 / (-313.6 + 766.1) = 211º DISTANCIA = 366.1 MILLAS 4.-

Duración efectiva del viaje, rumbo a gobernar y hora aproximada de recalada. T = D / V = 366.1/ 15 = 24.4 Horas. Hora de Salida Duración Hora de Llegada

= 5 de mayo a las = 1 día = 6 de mayo a las

04:00 hrs. 00:24 hrs. 04:24 hrs.

Algunos marinos estiman este método es muy largo y prefieren el gráfico. Respuesta: Dirección de la Proa =211º; Distancia Navegada = 366.1 millas; Hora Recalada = 6 de mayo a las 04:24hrs.


VI - 13

C.- TABLA DE ESTIMA Se ha expresado que el navegante necesita tener algún medio que le permita obtener con rapidez y seguridad los "apartamientos" y "diferencias en latitud" de cada uno de los rumbos y distancias verdaderas navegadas. Todos los datos que se necesitan para calcular una estima deben estar rigurosamente registrados en el Bitácora, luego de él se obtendrán las coordenadas de salida, los rumbos, distancias, abatimientos, desvíos, error girocompás, variación magnética, etc. Para determinar el punto de llegada se emplea el siguiente "Cuadro de Estima": l Rv

( l = Dist x Cos (Rv) )

Ap ( Ap = Dist x Sen (Rv) )

Dist. N

S

E

W

Suma = l=

Ap =

Lat (1) =

G = Ap / cos(LM) =

Lat (2) =

Lon(1) =

LM =

Lon(2) =

Fig. Nº 10 (“Cuadro de estima”.) l

= diferencia de las sumas de las columnas N y S con el signo del mayor

Ap

= Diferencia de la suma de las columnas E y W con el signo del mayor.

•

• •

•

• • •

Se saca del bitácora cada rumbo del compás o giro, se reducen a rumbos verdaderos y se determinan las distancias verdaderos navegadas en cada rumbo, anotándose en las respectivas columnas. Con el "Rv" y "D" calcular la “l" y el "Ap" empleando las fórmulas de estima. Cada "I" y "Ap" calculado se irá colocando en el casillero respectivo del cuadro de estima. La "I” puede ser N ó S de acuerdo al rumbo, de la misma manera, el "Ap" irá al casillero E ó W según que rumbo se navegue. Una vez determinadas las "l" N y S y los "Ap" E y W se suma cada columna independientemente y se determina la diferencia algebraica entre la del N y S dándole el signo de la mayor. Lo mismo se hace con respecto al "Ap". Una vez determinada la "l" contraida hasta el momento que se considera, podemos combinarla con la Latitud de salida para deducir la Latitud estimada (L2) Conocida la Latitud estamos en condiciones de poder convertir el "Ap" en "g", mediante la fórmula Ap= g x cos (LM); en donde LM es la media aritmética entre la Latitud de salida y la estimada. Determinada la "g" se combina con la longitud de salida y se tendrá la longitud estimada.


VI - 14

CASOS ESPECIALES 1º

Cuando se navega en un meridiano, o sea, rumbo 000° ó 180° , todo lo que se navega es "Ap", no hay por lo tanto “g”.

2º

Cuando se navega en un paralelo, o sea rumbo 090° ó 270° donde todo lo que se navega es "Ap", no hay por lo tanto, “l”.

3°

Cuando el buque es afectado por corriente, se asume como un rumbo más en la dirección del abatimiento y la distancia navegada corresponderá a la velocidad de la corriente por el tiempo que afecto a la navegación.

Ej. N° 7

• • • • •

La LM "CHIPANA" zarpa de Isla Juan Fernández L = 33 37' S., G = 78 50' W., navega a 15 nudos y a los siguientes rumbos verdaderos y distancias: Rv = 070° D = 100 millas. Rv = 360° D = 60 millas. Rv = 270º D = 30 millas. Rv = 160 D = 90 millas. Corriente tira al 222° a 4 nudos.

Se pide el Pe. Cálculos previos 1.2.3.-

Distancia navegada: 100 + 60 + 30 + 90 = Dv = 280 millas. Tiempo que afectó la corriente: T = D / V = 280 / 15 = 18.7 horas. Distancia navegada producto de la corriente: D = V x T = 4 x 18.7 = 74.8 Millas.

4.-

Cuadro de estima.

Rumbo

Distancia

070º 360º 270º 160

100 60 30 90

222º

75

L

Ap.

N 34,2 60,0 -----

S ------84,6

E 94,0 ----30,8

W ----30 ---

--94,2 l Lat (1) Lat (2) LM

55,7 140,3 46,1 S 33º 37’,0 S 34º 23’.1 S 34º 00’.0 S

--124,8 Ap g Lon (1) Lon(2)

50,2 80,2 44,6 E 53.8 E 78º 50’.0 W 77 56'.2 W

Respuesta: Le = 34° 23’.1 S y Ge = 77° 56’.2 W


II.-

VI - 15

LOXODRÓMICAS MAYORES DE 600 MILLAS En los párrafos anteriores vimos en detalle la solución de todos los problemas que se presentan en el mar con respecto a la loxodrómicas menor de 600 millas, donde se emplean las fórmulas de estima. De estas fórmulas, dos son exactas en todas circunstancias, en cambio Ap = g x Cos (LM) aceptado que el "Ap" entre dos lugares, es igual al correspondiente entre sus meridianos en la "LM", no es exacta cuando la distancia navegada es mayor de 600 millas. Las fórmulas da un error probable de 1% cuando la diferencia en latitud es pequeña; se agranda con el aumento de ésta en especial en latitudes sobre 60°, y no debe emplearse cuando los lugares están en diferentes hemisferios muy separados en latitud. Por otra parte, el principio en que se apoya la construcción de las cartas Mercátor permite calcular las loxodrómicas mayores de 600 millas sin que intervenga el "Ap". En la siguiente figura tenemos representada una carta Mercátor, donde AB es la loxodrómica que une dos puntos de la carta. El Ángulo CAB es el rumbo. Si en el triángulo ABC, los lados AC y CB están en las mismas unidades. AC = Diferencia de latitudes aumentadas (la) entre A y C. "la" puede ser medida directamente en la escala de latitud, o bien puede emplearse la fórmula que se indica: Largo. meridiano = 7915.704468 Log (TAN ( 45 + L / 2)) Fórmula considerando la tierra redonda CB = Diferencia de longitud (g) entre C y B. "g" puede ser medida en la escala de longitud dando una cantidad que son minuto de ecuador; Siendo: Log = logaritmo es base 10 L = Latitud. 50º C g

B 40º

la

Rv. A

30º

20º 10º

Fig. Nº 7 (Loxodrómica mayor de 600 millas”)


VI - 16

Del triángulo ABC obtenemos: g Tg Rv = --- es decir la

g = la x Tg (Rumbo) Esta fórmula que se conoce con el nombre "ecuación de la loxodrómica", se usa para calcular el rumbo cuando la "distancia es mayor de 600 millas" Una vez calculado el rumbo se aplica la fórmula de estima para obtener la Distancia. l D = l x sec Rv ó bien = _______ Cos (Rv)

D = l x Sec (Rumbo) Ej. Nº 8. Calcular la loxodrómica (mayor de 600 millas) entre Valparaíso e Isla de Pascua. Valparaíso L I. Pascua L

= 33º 02' S = 27º 09' S

G = 71º 40' W G = 109º 26' W

Cálculo del Rv y D Loxodrómica. Ls LII I I

= 33º 02',0 S = 27º 09',0 S = 05º 53',0 N = 353',0 N

LA(Salida) LA (Llegada) la

= 2101.9 S = 1693.6 S = 408.3 N

g 2266 Tg (Rumbo) = ---- = -----------la 408.3

G GII g g

= 71º 40',0 W = 109º 26',0 W = 37º 46',0 W = 2266',0 W

D = l sec Rv = 353 x 1/cos (280.2)

Rv = N 79º 47.1' W = 280.2º

D=

1993.4 millas

Respuestas: Rumbo =280.2º y Distancia 1993.4 millas

Calcular el punto estimado en distancias mayores de 600 millas En las fórmulas:

g Tg (Rv) = ------la

D = l x Sec Rv

Se ve que, en la segunda se conocen dos elementos, el Rv y D, luego se puede calcular la "diferencia de latitud" (I), la que combinada con la latitud de salida nos dará la estimada.


VI - 17

Conocida la latitud estimada podemos determinar la "diferencia de latitudes aumentadas" entre ellas y aplicar la "ecuación de la loxodrómica" para calcular la "diferencia en longitud" (g) que aplicada a la longitud de salida nos dará la estimada. Ej. Nº 9. La LM “CHIPANA” zarpó del puerto de Coquimbo en L = 29 55' S, G = 71 21' W. y navegó al Rv = 340 y una distancia de 950 millas. Se pide el Pe. Cálculo Le I I I Ls Le

= D Cos Rv = 892',7 = 14 52',7 N = 29 55',7 S = 15 02',3 S

LA (salida) = 1.883.41 S LA (estimada) = 912.84 S la = 970.57 N

Cálculo Ge g g Gs Ge

= la x tg Rv = 970.57 x Tg ( 340º) = 353',3 W = 05 = 05º 53,3 W = 71° 21,0 W = 77° 14',3 W

53.3 W.

Resultado: Le = 15º 02',3 S Ge = 77º 14.'3 W Cuando el rumbo es cercano a 090º o 270º no debe usarse la ecuación de la loxodrómica, debido a que la función de la tangente varía muy rápidamente y un pequeño error en el Rumbo produce un gran error en el cálculo de "g". En estos casos debe emplearse la Latitud Media.


VI - 18


Calcular el punto de llegada si Ls = 14° 11.5’ N y Gs = 48° 30’ W, siendo Rv = 293° y D = 510 millas.

2.-

Calcular la dirección y distancia entre los

3.-

Su buque se encuentra el L = 13° 14’ S y G = 43°12’ W, tiene un contacto al 233° y a 20 millas. Calcular la posición del contacto

4.-

Su buque se encuentra en L = 20° 40’ S y G = 77°14’ W, Efectúa las siguientes caídas Rv = 140° - 10 millas; Rv = 010° - 30 millas; Rv = 240° - 100 millas. Calcular la posición estimada del buque.

5.-

Un faro se encuentra en L = 05° 10’ N y G = 10°40’W, Ud demarca al faro al 070° y se encuentra a una distancia de 30 millas. ¿Cuál es su posición?

6.-

Su posición a las 08:00 horas C: 510.2 del 20 de noviembre de 2002 es L = 40° 40’S G = 77°30’W navegando con Rv = 140°.

P1: L1 = 33° 16’ S y G1 = 71° 43’ W. P2: L2 = 25° 10’ S y G2 = 72° 03’ W.

A las 12:30 C = 550.7 cae al 265° v. A las 18:30 C = 613.2 cae al 042° v. A las 02:40 C = 691.3 cae al 180° v. Coeficiente de la corredera = 1.07 Corriente tira al 345° -1,8 nudos Calcular la posición del buque a las 08:00 C:732.3 del 21 de noviembre de 2002. 7.-

Del problema anterior, determinar la distancia y dirección entre las 20 de noviembre a las 08:00 y los 08:00 del día siguiente.

8.-

Su buque navega a 21,5 nudos, Rv = 040°: Su posición a las 12:00 horas es L = 23° 24’S y G = 67°10’E A las 15:00 horas cae al 345°. A las 20:34 horas cae al 105°. A las 03:45 horas cae al 233°. Corriente tira al 067° a 1,4 nudos. Calcular la posición estimada a las 06:00 horas.

9.-

El Faro “R” se encuentra en L = 52° 20’S y G = 68° 21’W. El Faro “L” se encuentra en L = 50° 45’S y G = 71° 56’W. Calcular la dirección y distancia de “R” a “L”.

10.- Comparar la posición gráfica de las 15:47 hrs. del ejercicio N° 1 de la Página VI – 3, con la posición obtenida analíticamente mediante las fórmulas de estima. 11.- Su buque se encuentra el L = 00° 13’ N y G = 179°15’ W. Calcular el punto estimado si navega al Rv = 233° y una distancia de 233 millas.



VII - 1

Capítulo N° 7 “MAREAS Y CORRIENTES”

I.-

CONCEPTOS Marea: Ascenso y descenso periódicos de todas las aguas oceánicas, incluyendo las del mar abierto, los golfos y las bahías, resultado de la atracción gravitatoria de la Luna y del Sol sobre el agua y la propia Tierra. Mareas lunares La Luna, al estar mucho más cerca de la Tierra que el Sol, es la causa principal de las mareas. Cuando la Luna está justo encima de un punto dado de la superficie terrestre, ejerce una fuerza de atracción del agua, que, por lo tanto, se eleva sobre su nivel normal. El agua que cubre la porción de Tierra más lejana de la Luna también está sometida a atracción; se forma así otra elevación que proporciona el fundamento de una segunda onda. La cresta de onda situada bajo la Luna se llama marea directa, y la del lado diametralmente opuesto de la Tierra se llama marea opuesta. En ambas crestas, prevalece la condición conocida como de marea alta, mientras que a lo largo de la circunferencia formada por las zonas perpendiculares al eje de mareas directa y opuesta se producen fases de marea baja. Las mareas alta y baja se alternan en un ciclo continuo. Las variaciones producidas de forma natural entre los niveles de marea alta y baja se denominan amplitud de la marea. En la mayoría de las costas del mundo se producen dos mareas altas y dos bajas cada día lunar, siendo la duración media de un día lunar 24 h, 50 min y 28 s. Una de las mareas altas está provocada por la cresta de marea directa y la otra por la cresta de marea opuesta. En general, dos mareas altas o bajas sucesivas tienen casi la misma altura. Sin embargo, en algunos lugares fuera del océano Atlántico estas alturas varían de forma considerable; este fenómeno, conocido como desigualdad diurna, todavía no se comprende bien en la actualidad. Mareas solares Asimismo, el Sol provoca el ascenso de dos crestas de onda opuestas, pero como el Sol está más alejado de la Tierra, su fuerza para crear mareas es un 46% menor que la Luna. El resultado de la suma de las fuerzas ejercidas por la Luna y el Sol es una onda compuesta por dos crestas, cuya posición depende de las posiciones relativas del Sol y de la Luna en un instante dado. Durante los periodos de Luna nueva y llena, cuando el Sol, la Luna y la Tierra están alineadas, las ondas solar y lunar coinciden. Resulta un estado conocido como mareas de primavera; en ellas las mareas altas ascienden más y las mareas bajas descienden más de lo habitual. Cuando la Luna está en el primer o tercer cuadrante, el Sol forma un ángulo recto con respecto a la Tierra y las ondas quedan sometidas a fuerzas opuestas del Sol y de la Luna. Este estado es el de marea muerta: la marea alta es más baja y la baja más alta de lo normal. Las mareas de primavera y muerta se producen 60 h después de las fases correspondientes de la Luna; este periodo se llama edad de la marea o de la fase de desigualdad. El intervalo entre el instante en que la Luna cruza un meridiano en un punto y cuando la siguiente marea alta llega a ese punto se llama intervalo Luna-marea, o de marea alta. El intervalo de marea baja es el periodo entre el instante en que la Luna cruza un meridiano y cuando llega la siguiente marea baja. Los valores medios entre los intervalos Luna-marea durante los periodos de Luna nueva y llena se conocen como establecimiento de puerto. Los valores de los intervalos durante otros periodos del mes se denominan, a veces, establecimientos corregidos.


VII - 2

Corrientes y olas de marea Junto al ascenso y descenso vertical de agua, hay varios movimientos horizontales o laterales llamados comúnmente corrientes de marea, muy diferentes de las corrientes oceánicas normales. En zonas cerradas, una corriente de marea fluye durante unas 6 h y 12 min aguas arriba, o hacia la costa, en correspondencia con la marea alta; después se invierte y fluye, durante casi el mismo tiempo, en dirección contraria, y se corresponde con la marea baja. Durante el periodo de inversión, el agua se caracteriza por un estado de inmovilidad, o calma, llamado repunte de la marea. Una corriente que fluye hacia la costa se califica como de avenida; y la que se aleja de la misma, reflujo. II.-

FUERZAS GENERADORAS DE MAREAS El fenómeno de las mareas, se produce como consecuencias del Sistema de fuerza ejercicio por la Luna y el Sol sobre la tierra. “Todos los cuerpos del Universo, se atraen con una fuerza que es proporcional a la masa, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia” (Newton). Pero mientras las fuerzas de atracción o gravedad, tienden a acercar los astros unos a otros, las fuerzas centrífugas tienden a alejarlos. Debido a que tales fuerzas se encuentran en equilibrio, los planetas se mantienen orbitando alrededor del Sol y los satélites alrededor de los planetas, sin separarse definitivamente ni acercarse hasta chocar. Con respecto al centro de masa del sistema Tierra - Luna, las fuerzas centrífugas y de atracción se encuentran en balance. Es decir, son de igual magnitud, pero de sentido opuesto. De este modo, la fuerza resultante es nula. Sin embargo, tratándose de un fluido como el agua, cuya densidad es menor que la tierra considerada como un conjunto, tal balance no existe. Esta situación genera un movimiento de partículas de agua cuyo movimiento vertical se denomina marea y su movimiento horizontal corriente. Efecto de la distancia Debido a que la órbita de la tierra alrededor del Sol y de la luna alrededor de la tierra, son elípticas (Kepler); se producen cambios en las correspondientes distancias. La variación en distancia de la tierra a la luna produce un efecto considerablemente mayor en la altura de la marea, que la distancia de la Tierra al Sol. De esta forma existe una tendencia de las mareas a ser mayores durante el perigeo (Máximo acercamiento a la Luna), que durante el apogeo (Máximo alejamiento a la Luna). Cuando la Luna se acerca, aumenta la fuerza de atracción. Levantando el agua que está entre el centro de la Tierra y la Luna. En ese momento, La tierra, también se acerca a la Luna, dejando atrás y levantando el agua que está en su parte posterior. Efecto de la rotación terrestre Esta claro que si la Tierra y la Luna estuvieran estacionarias en sus movimientos relativos, existiría una alta marea permanente directamente en el meridiano que apunta hacia la Luna y otra en el meridiano opuesto. Por otra parte, existiría una baja permanente en las longitudes intermedias. Sin embargo, debido a que la Luna se demora aproximadamente 25 horas en pasar dos veces consecutivas frente a un mismo meridiano, durante ese lapso, pasan dos altas y dos bajas por un meridiano cualquiera de la Tierra.


VII - 3

Efecto de la gradiente del fondo. Cuando en una playa, las olas del mar empiezan a desplazarse por aguas cuya profundidad disminuye, se reduce el largo de las mismas y aumenta su altura. Exactamente lo mismo ocurre con la onda de marea. Este fenómeno es mucho más notorio cuando la gradiente del fondo es suave que cuando es pronunciado. Efecto combinado del sol y luna La fuerza de atracción del Sol, a veces actúa en el mismo sentido que la Luna y, a veces, lo hace en sentido contrario. Por ejemplo; cuando existe Luna Nueva o Llena, ambas fuerzas actúan juntas en el mismo sentido, sumándose. Esto produce una marea de mayor elevación que la normal. Estas mareas son llamadas de sicigia y ocurren a intervalos de aproximadamente 14 días. Cuando la luna está en cuarto creciente o menguante, la marea causada por el efecto combinado del Sol y la luna son menores que la de sicigias y reciben el nombre de marea de cuadratura. También se producen a intervalos de aproximadamente 14 días y en forma alternada con las de sicigias.

tierra

luna

Sol

Fig. N° 1 (“Atracción de las aguas”) Otros efectos. Existen otros efectos que afectan a las mareas. Por ejemplo; la latitud del punto ubicado en la superficie de la tierra, justo en la línea imaginaria que une el centro de la Tierra, justo en la línea imaginaria que une el centro de la tierra con la luna. Este punto, que se mueve constantemente hacia el Weste, varía entre latitudes 24 grados Norte y sur, produciendo ciertas irregularidades en las mareas que se producen en latitudes altas.

III.- TIPOS DE MAREAS De acuerdo a la cantidad de pleas y bajamares que se produzcan durante un día lunar, en un lugar específico, se distinguen tipos de mareas: A.-

Semidiurna: cuando se producen diariamente dos altas y dos bajas, con relativa igualdad de altura entre correspondientes altas y bajas. Este tipo de marea se produce en prácticamente toda la costa de los Océanos, que no tienen accidentes geográficos muy notables.

B.-

Diurna: Cuando en un día se produce sólo una alta y una bajamar. Este tipo de mareas se produce generalmente en grandes golfos.

C.-

Mixta: Este tipo de mareas se caracteriza por grandes desigualdades de altura entre altas o bajas consecutivas. Es posible que se produzcan dos altas y dos bajas el mismo día, pero en determinadas épocas pasan a ser diurnas. Mareas de este tipo, se producen en la boca oriental del Estrecho de Magallanes y en algunos otros lugares del mundo.


VII - 4

IV.- DEFINICIONES A.-

Pleamar: Nivel máximo alcanzado por una marea creciente de un día cualquiera.

B.-

Bajamar: Nivel mínimo alcanzado por una marea vaciante de un día cualquiera.

C.- Hora de la Plea y de la Baja: Instante que ocurre la plea o bajamar. D.- Altura de la marea: Distancia vertical entre el nivel del mar y el nivel de reducción de sondas, en un instante cualquiera. • Altura de la Plea : Nivel más alto alcanzado por una marea y el nivel de reducción de sondas. • Altura de la bajamar: Nivel más bajo alcanzado por la marea vaciante y el nivel de reducción de sondas. E.- Amplitud de la marea : Diferencia de altura entre una pleamar y una baja marea consecutivamente en un día cualquiera. F.-

Apsides: Puntos en la órbita de un planeta o de la luna que están más cerca o más lejos del centro de atracción:

Más cerca Más lejos Afelio Tierra Perihelio Apogeo Luna Perigeo Fig. N° 2 (“Apsides”)

G.-

Corriente: Movimiento horizontal del agua. Se clasifican en: • Corrientes de mareas: producidas por las mismas fuerzas que provocan las mareas. • Corrientes oceánicas o corrientes propiamente dichas, constituyen los movimientos de un sistema circulatorio general.

H.-

Corriente de Flujo o reflujo: • Corriente de flujo: Movimiento de una corriente hacia la costa o río arriba. • Corriente de reflujo: Movimiento de una corriente de marea que se aleja de costa.

I.-

Diferencia de mareas: Tiempo transcurrido entre la hora de la pleamar y bajamar de un lugar determinado.

J.-

Duración del flujo y del reflujo. • Duración del flujo: Tiempo durante el cual una corriente crece. • Duración del reflujo: Tiempo cuando la corriente decrece.


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K.-

Duración de la creciente y vaciante: • Duración creciente: Tiempo que transcurre desde la bajamar hasta la pleamar • Duración vaciante: Tiempo que transcurre desde la pleamar hasta la bajamar.

L.-

Establecimiento del puerto (E. del P.) Se expresa en horas y minutos. Representa el intervalo entre el paso de la luna por el meridiano del lugar y la siguiente pleamar. Es decir para obtener la hora de la pleamar en un día determinado, basta obtener de la Tabla de Mareas, la hora media del paso de la luna por el meridiano del lugar para ese día y sumarle el E. del P.

M.-

Estoa: Es el momento en que la velocidad de la corriente de marea esta cerca de cero o también que la corriente cambia de dirección y su velocidad es nula.

N-

Marea: Oscilación periódica del nivel del mar que resulta de la atracción gravitacional de la luna y del sol que actúa sobre la tierra rotativa.

O.-

Marea de sicigias: Marea que se produce durante la luna llena o nueva. La amplitud de la marea tiende a aumentar entre un 10% a un 30% de la amplitud media del lugar.

P.-

Nivel medio del mar: Es la media aritmética de los niveles del mar determinados a intervalos iguales, durante una larga serie de observaciones. Este valor es adoptado como plano fundamental o de origen de las nivelaciones geodésicas. Es decir la altura de un cerro se mide respecto al N.M.M.

Q.-

Nivel de reducción de sondas: Es el plano al cual están referidas las sondas o profundidades de una localidad. Desde este nivel se cuentan las alturas de las mareas de las tablas. El SHOA emplea como Nivel de Reducción de Sondas el plano de la mayor bajamar de sicigias de la localidad, estando la luna en el perigeo.

R.-

Puerto Patrón: Es un lugar donde se observan la marea por un lapso periódico de tiempo y se determinan las constantes de mareas. Este puerto aparece en la Tabla I, con las predicciones diarias de la hora y altura de las pleas y bajamares, sobre sus respectivos planos de referencias. Se emplea también para la comparación de observaciones simultaneas con los puertos secundarios, cuya lista y datos aparecen en la Tabla II.

S.-

Simbología de corrientes Corriente de marea Corriente oceánica (2 millas – día) 2

3-1

Flujo (Max. Sicigia 3 nds. Max. Cuadratura 1 nd) Fig. N° 3 (“Simbología de corrientes”)

Reflujo


T.-

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Puerto Secundario: Es un lugar donde se ha observado una serie corta de observaciones de mareas hasta dos meses y se hayan o no comparadas con observaciones de un puerto patrón, que tenga un tipo de marea comparable.

U.- Sicigia: Fase de la luna cuando es llena o nueva. V.-

Sonda: Profundidad obtenida en la operación de sondaje la cual una vez corregida por la marea, se vacía en la carta náutica.

Tabla de referencia

Nivel de la más alta marea Origen de las alturas topográficas Nivel de la Pleamar media Altura marea Instante N.M.M. Nivel Medio del Mar

Origen alturas de la tabla de mareas.

Nivel de la bajamar media

N.R.S.

Nivel de la mayor bajamar de sicigia estando la luna en el perigeo

Origen de las sondas de las mareas en la tabla

Fig. N° 4 (“Niveles de mareas”)


VII - 7

TABLA DE MAREAS Es una publicación anual que contienen, para la costa de Chile, la predicción diaria de las horas y alturas de las mareas y otros datos útiles para la navegación. La Tabla I da para los puertos patrones, la hora y altura de la pleamar y bajamar para todos los días del año. Estos datos han sido obtenidos de los registros de la red de mareógrafos que mantienen el SHOA y procesados en dicho servicio Algunos puertos patrones son: Arica, Iquique, Antofagasta, Valparaíso, Talcahuano, Puerto Montt, Punta Arenas, Puerto Williams, Bahía Orange, etc. La Tabla II contiene las diferencias en horas y alturas de la pleamar y bajamar entre un puerto secundario y el puerto patrón que corresponde. Basta aplicar estas diferencias con sus signos a los datos en la Tabla I para obtener la hora y altura de las pleas y bajas en el puerto secundario considerado. Algunos puerto Secundarios son: Bahía de Tongoy, Bahía de Quintero, Rada Topocalma, Bahía de Ancud, Puerto Toro, Etc. La Tabla III da la corrección que debe aplicarse a la altura de la pleamar o bajamar de un puerto patrón o secundario para obtener la altura de la marea en un momento cualquiera. Otras informaciones complementan esta publicación, ellas son: • • • • •

Tablas de la luna: fases, declinación y ápsides. Salidas y puestas de sol en Valparaíso y en diferentes latitudes. Salidas y puestas de la luna. Tránsito de la luna por el meridiano de Greenwich. Información de corrientes y estoa en Canal Chacao, Angostura Inglesa, Primera y Segunda Angostura del Estrecho de Magallanes, Angostura Kirke y Pta Wreck (Dungenes).

En cada una de las tablas aparece las instrucciones y advertencias de las diferentes tablas que explican detalladamente el uso de ella. VI.- DESCRIPCIÓN DE LAS TABLAS TABLA I “Predicciones de Mareas” Contiene la predicción de hora y altura de pleamares y baja mares, para todos los días del año, en los Puerto Patrones. La altura de la marea está referida al Nivel de Reducción de sondas (N.R.S.) y se da en metros y centímetros. La hora usada para la predicción de cada puerto se indica al pie de cada página, teniendo presente cuando se haga uso de las tablas dentro del período de verano, que se debe suma una hora a la indicada en el pronóstico diario.


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Fig. N° 5 (“Ejemplo de Tabla I”)


VII - 9

Nota: • A las 24:00 hrs. del segundo sábado de marzo se atrasan los relojes en una hora. • A las 24:00 hrs. del segundo sábado de octubre se adelantan los relojes en una hora. Es decir de Marzo a Octubre Zona + 4; de Octubre a Marzo Zona + 3 Ej. N° 1: Calcular los datos de marea del puerto de Valparaíso, para el día 2 de enero de 2006 Los datos de la tabla de Mareas pag. 37 son. • • •

Baja a las 06:22 Plea a las 12:09 Baja a las 17:45

Como el 2 de enero es con fondo gris). • Baja a las 07:22 • Plea a las 13:09 • Baja a las 18:45

altura altura altura

0.19 mts 1.19 mts 0.34 mts

hora de verano, (+3) debemos sumar una hora. (La Tabla lo destaca altura altura altura

0.19 mts 1.19 mts 0.34 mts

Respuesta: B: 07:22 / 0.19 mts.; P: 13:09 / 1.19 mts.; B: 18:45 / 0.34 mts.

¡Cuidado!, para la hora de invierno no se suma una hora. TABLA II “Puertos Secundarios” Esta Tabla contiene las diferencias promedio entre la hora y la altura de la marea de un puerto secundario y el puerto patrón correspondiente. Bastará con aplicar estas diferencias con sus signos a los valores correspondientes de la Tabla I, para obtener la hora y la altura de la marea en el puerto secundario. En ciertos puertos que aparecen en esta tabla II, las diferencias en altura con el puerto patrón están precedidas de un (*) en lugar del signo. Este asterisco indica que dicha cantidad es un factor que se multiplica por la altura de la marea del puerto patrón, dando como resultado la altura de la plea o baja del puerto secundario.


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Fig. N° 6 (“Ejemplo de Tabla II”) Datos de hora y altura de la marea de un lugar, empleados para corregir los datos del Puerto Patrón.

Ej. N° 2 Calcular los datos de marea de Caleta Oscuro para el día 14 de febrero.

Puerto Patrón Corrección Puerto Secundario

Baja Hora Altura 06:22 0.22 -00:25 -0.27 05:57 -0.05

Plea Hora Altura 12:10 1.31 -00:25 -0.09 11:45 1.22

Baja Hora Altura 17:52 0.34 -00:25 -0.27 17:27 0.07

Respuesta: B: 05:57 / -0.05 mts.; P: 11:45 / 1.22 mts.; B: 17:27 / 0.07 mts. Ej. N° 3 Calcular los datos de marea de Rada Buchupereo para el día 20 de noviembre.

Puerto Patrón Corrección Puerto Secundario

Baja Hora Altura 06:22 0.22 -00:30 *0.10 05:52 0.02

Plea Hora Altura 12:10 1.31 -00:30 *0.40 11:40 0.52

Baja Hora Altura 17:52 0.34 -00:30 *0.10 17:22 0.03

Respuesta: B: 05:52 / 0.02 mts.; P: 11:40 / 0.52 mts.; B: 17:22 / 0.03 mts.


VII - 11

TABLA III “Procedimiento para calcular la altura de la marea en un momento cualquiera” Con esta tabla se obtiene la corrección que debe aplicarse a la altura de la pleamar o bajamar de un puerto cualquiera, para obtener la altura de la marea en un momento determinado. Para emplear esta tabla se debe entrar con los parámetros que se indican: (a) Duración de la llenante a vaciante (Hora Plea – Hora Baja). (b) Diferencia de tiempo entre el momento considerado y la hora de la plea o baja más cercano (Hora Plea/Baja – Instante). (c) Amplitud de la Marea el día considerado (Altura Plea – Altura Baja). Ej. N° 4: Determinar la corrección para obtener la altura de la marea con los siguientes parámetros: (a) Duración de la llenante (b) Diferencia de tiempo entre el momento considerado y la hora de la plea (c) Amplitud de la Marea

: 05:40 hrs. : 01:19 hrs. : 4.8 mts.

Respuesta: 0.62 mts.

(a) = 05:40

(a) Duración de la llenante a vaciante

(b) Diferencia de tiempo entre el momento considerado y la hora de la plea o baja mas cercano

(b) 01:19

(c) 4.8 mts

(c) Amplitud de la Marea el día considerado

Corrección en metros a la altura de plea o bajamar

0.62 mts

Corrección

Fig. N° 7 (“Ejemplo de Tabla III”)


VII - 12

Formato para efectuar este cálculo HORA Hora Plea Hora Baja Duración llenante (a)

vaciante

o

MOMENTO CONSIDERADO Hora Plea/Baja más cercana Momento Considerado

ALTURA Altura Plea Altura Baja

Diferencia

Amplitud de la marea

(b)

(c) Altura Plea/baja más cercana Corrección Altura Marea Instante

Resolución de la Tabla III empleando fórmulas:

Corrección =

c 2

x (1 – Cos (180 x

b ) a

(a) Duración de la llenante. (b) Diferencia de tiempo entre el momento considerado y la hora de la plea. (c) Amplitud de la Marea. Ej. N° 5

Determinar la corrección de la Tabla III empleando la fórmula anterior con los datos del ejemplo N° 4. (a) (b) (c)

= 5.667 hrs. (05 + 40 / 60) = 1.317 hrs. (01 + 19 / 60) = 4.8 mts.

Corrección =

4.8 x (1 – Cos (180 x 2

1.32 5.67

)

Respuesta: Por fórmula Corrección = 0.612 mts. Ej. N° 7 Calcular la altura de la Marea Rada Buchupereo para el día 20 de noviembre a las 13:35. Por Tabla I y II, y empleando los procedimientos anteriores, obteniendo los siguientes datos: Hora Plea = 11:40 Hora Baja = 17:22

HORA Hora Baja Hora Plea Duración vaciante (a) Horas

17:22 11:40 05:42

Altura Plea 0.52 Mts Altura Baja 0,03 Mts

MOMENTO CONSIDERADO Hora Plea 11:40 Momento Considerado 14:00 02:20 Diferencia (b) Horas

ALTURA Altura Plea Altura Baja Amplitud de la marea (c) Mts.

0,52 0,03 0,49

Altura Plea más cercana Corrección Altura Marea Instante

0,52 - 0,14 0,38

Respuesta: Altura de la Marea en ese Instante fue de 0,38 mts.


VII - 13

VII.- CALCULOS VARIOS CON LA ALTURA DE LA MAREA EN UN INSTANTE DETERMINADO

calado Altura Marea

N.R.S. Profundidad ecosonda

Fig. Nº 5

Altura desde la superficie del mar hasta el fondo

Sonda carta

Altura del mar = Sonda carta + altura Marea Agua Bajo la quilla = Altura del Mar – Calado Sonda Carta = Profundidad ecosonda +Calado – Altura marea instante

Fig. N° 8 (“Alternativas de empleo de la altura de la Marea”)

• • • • •

Sonda carta: Indicación de profundidad que se encuentra estampada en la carta de navegación para un lugar determinado Altura del mar: Desde la superficie hasta el fondo. Profundidad ecosonda: Altura del mar desde el Transductor del ecosonda hasta el fondo. Calado: Distancia entre la línea de flotación hasta la quilla (Transductor del ecosonda) Altura marea instante: Es la altura del agua sobre el nivel de reducción de sondas

Ej. N° 8: Caso I “Cálculo de sonda de la carta”. Datos: Altura de la Marea Profundidad Ecosonda Calado Sonda carta

= (-) 0,72 = (+) 20,0 = (+) 3,4 = 22,68

mts mts mts mts

Respuesta: Sonda carta = 22,68 mts = 22 mts


Ej. N° 9

VII - 14

Caso II “Cálculo la altura del agua bajo la quilla” Datos: Altura de la Marea Sonda carta Calado Altura del agua bajo quilla

= (+) 0,72 = (+) 22,68 = (-) 3,4 = 20,00

mts mts mts mts

Respuesta: Agua bajo la quilla = 20 mts. Ej. N° 10 Caso III “Calculo de la altura del mar desde la superficie” Datos: Altura de la Marea Sonda carta Altura del mar desde superficie

= (+) 0,72 = (+) 22,68 = 22,30

mts mts mts

Respuesta: Altura del mar = 22,3 mts. VIII.- CÁLCULO APROXIMADO PARA DETERMINAR LA ALTURA DE UN CABLE AÉREO

Para determinar la distancia a la cual el buque pasará de un cable aéreo, se empleará la siguiente fórmula:


VII - 15

en que: h = Distancia al Cable desde la Perilla o punto más alto del buque. A = Altura del cable que se obtiene del derrotero o carta náutica. D = Rango de Marea en Sicigia, de la tabla de marea, Tabla II, para cada lugar. C = Altura de la marea para un determinado instante y lugar. B = Calado Aéreo, altura desde la línea de agua hasta la perilla o punta más alto. Calado Aéreo = Guinda + Puntal – Calado

Guinda Calado Aéreo

Calado

Guinda = Distancia de la primera cubierta a la perilla. Puntal = Distancia de la quilla a la primera cubierta. Calado = Distancia de la quilla a la líena de agua. Ejemplo: Su buque va a navegar el canal Chacao y desea saber a qué altura estarán los cables aéreos ubicados en el sector de la roca Remolinos: Datos: Fecha Hora Altura cable (carta) Guinda Puntal Calado

= 20 de noviembre = 15:10 = 59 mts. = 22.3 mts. = 7.3 mts. = 3.2 mts.


VII - 16

Cálculo: 1.- Mareas: Puerto Patrón Lugar Hora de verano Rango Marea

= Puerto Montt = Bahía Pargua = Sumar una hora a la predicción. = 5.20 mts. (De la Tabla II) Hora Plea 10:25 +01:00 11:25 -00:06 11:19

Pto. Patrón + 1 (Hora Verano) Pto. Patrón Co Pto. Secundario Pto Secundarío

Altura Plea 5.92 mts.

-0.29 mts. 5.63 mts.

Hora Baja 16:45 +01:00 17:45 -00:03 17:42

Altura Baja 1.48 mts.

+0.32 mts. 1.80 mts.

a) Duranción de la llenante o vaciante Hora Plea = 17:42 Hora Baja = 11:19 Duración llenante = 06:23 (a) b) Dif. tiempo momento y la hora de la Plea/bajamar más cercana. Hora Plea = 17:42 Momento = 15:10 Dif. Tiempo = 02: 32 (b) c) Rango de marea Alt. Plea Alt. Baja Rango de Mareas

: = 5.63 mts. = 1.80 mts. = 3.83 mts. (c)

Corrección Tabla III = - 1.31 mts. Alt Baja Co. Altura marea 2.-

= 1.80 mts. = 1.31 mts. = 3.11 mts.

Altura Cable: Calado Aéreo = Guinda + Puntal – Calado = 22.3 + 7.3 – 3.2 = 26.4 mts. Distancia al cable (h) = Altura Cable(A) + Rango Mareas(D) – Altura marea(C) – Calado Aéreo (B ) Distancia = 59.0 + 5.2 – 3.1 – 26.4 = 34.7 mts.

Respuesta : La distancia entre la perilla y el cable aéreo será de 34.7 mts app


VII - 17

IX.- CÁLCULO PARA DETERMINAR MOMENTO QUE SE TENDRA DETERMINADA AGUA BAJO LA QUILLA.

En algunas ocasiones es necesario navegar o permanecer una zona de bajas profundidas en que la sonda es menor que el calado pero que al sumar la marea permite en determinados momento su navegación o permanencia. Ejemplo: Se desea permanecer atracado el máximo de tiempo posible en el muelle del puerto de Castro el día 0 de noviembre de 2003 durante horas luz, existiendo una sonda carta de 0.5 mts. El calado del buque es de 3.7 mts y el comandante a dispuesto un resguardo bajo la quilla de 1.0 mts.

Datos: Fecha Sonda carta Calado Resguado bajo la quilla

= 20 de noviembre. = 0.5 mts. = 3.7 mts. = 1.0 mts.

Cálculo: 1.- Cálculo de Altura de la Marea

1.0 mts

Calado = 3.7 mts.

Altura marea = ¿?

Resguado = 1.0 mts Sonda = 0.5 mts

Altura de la Marea + Sonda = Calado + Resguado Altura de la Marea = Calado + Resguado – Sonda Altura de la Marea = 3.7 +1.0 - 0.5 = 4.2 mts. Altura de la Marea = 4.2 mts.


2.-

VII - 18

Cálculo de los momentos que el buque puede permanecer atracado, producto de la Marea. Puerto Patrón Lugar Hora de verano

Pto. Patrón + 1 (Hora Verano) Pto. Patrón Co Pto. Secundario Pto Secundarío

= Puerto Montt = Puerto Castro = Sumar una hora a la predicción. Hora Altura Baja Baja 04:16 1.87 mts. +01:00 05:16 1.87 mts 00:03 -0.30 mts. 15:19 1.57 mts.

Hora Plea 10:25 +01:00 11:25 -00:03 11:28

Altura Plea 5.92 mts 5.92 mts -0.72 mts 5.20 mts.

Hora Baja 16:45 +01:00 17:45 00:03 17:48

Altura Baja 1.48 mts. 1.48 mts. +0.30 mts. 1.18 mts.

Se debe determinar dos momentos uno antes de la Plea y otros después de la Plea en que existe suficiente agua bajo la quilla. Antes de la Plea

Después de la Plea

(a) Duranción de la llenante: Hora Plea = 11:28 Hora Baja = 05:19 Duración llenante = 06:09 (a)

(a) Duranción de la vaciante: Hora Plea = 11:28 Hora Baja = 17:48 Duración llenante = 06:20 (a)

(c) Rango de marea: Alt. Plea = 5.20 mts. Alt. Baja = 1.57 mts. Rango de Mareas = 3.63 mts.

(c) Rango de marea: Alt. Plea = 5.20 mts. Alt. Baja = 1.18 mts. Rango de Mareas = 4.12 mts.

Determinación corrección: Alt. Plea = 5.20 mts. Altura Marea = 4.20 mts. Corrección = 1.00 mts

Determinación corrección: Alt. Plea = 5.20 mts. Altura Marea = 4.20 mts. Corrección = 1.00 mts

(b) Dif. tiempo momento y la hora de la Plea más cercana. Hora Plea = 11:28 Dif. Tiempo = - 02:12 (b) Momento = 09:16

(b) Dif. tiempo momento y la hora de la Plea más cercana. Hora Plea = 11:28 Dif. Tiempo = + 02:19 (b) Momento = 13:47

Tiempo: 13:47 – 09:16 = 4 h 31m Respuesta : El buque podrá permanecer en el muelle de puerto de Castro entre las 09:16 y las 13.47 del 20 de noviembre de 2003, es decir 4 horas 31 minutos.


VII - 19

X.- OTRA TABLAS TABLA IV “PREDICCIÓN DE CORRIENTES” Permite obtener aproximadamente la hora de la estoa o corrientes según corresponda de los siguientes lugares: • • • • • •

Canal Chacao (estoa). Angostura Inglesa (estoa). Angostura Kirke (estoa). Islotes Terán, Canal Jerónimo (estoa) Segunda Angostura, Estrecho de Magallanes (estoa – corrientes máximas) Primera Angostura, Estrecho de Magallanes (estoa – corrientes máximas)

Ej. N° 11 Calcular las corrientes máximas y estoa de la Primera Angostura, Estrecho de Magallanes, para el 20 de noviembre de 1999 Tener presente que el 20 de noviembre es hora de verano, por lo cual se le debe sumar una hora a la predicción de la tabla (Pag. 197). Respuesta:

Corriente de reflujo Estoa Corriente de flujo Estoa Corriente de reflujo Estoa Corriente de flujo Estoa

= 01:44 de 4,6 nudos = 05:13 = 07:33 de 3,7 nudos = 11:31 = 14:29 de 4,6 nudos = 17:38 = 20:58 de 3,9 nudos = 23:47

TABLA V “DATOS ASTRONÓMICOS DEL SOL Y DE LA LUNA”

• • • • • • • •

Esta tabla contienen los siguientes datos del sol y de la luna Fases de la luna. Declinación de la luna. Ápsides de la Luna Equinoccios y solsticios del sol Orto y ocaso de la luna en Valparaíso. Orto y ocaso de la luna en el territorio nacional. Orto y ocaso del sol en Valparaíso. Orto y ocaso del sol en el territorio nacional.


VII - 20

Ej. N° 12 Calcular el orto del sol en L: 37° 10’ S y G: 73° 34’W para el 20 de noviembre de 1999. Latitud Longitud Fecha Zona horaria

: 37° 10’ S : 73° 40’ W = 4h 54,7m : 20 de Noviembre de 2003 : Z = +3

Entrar a Tabla V “orto y Ocaso del Sol”, con valores de latitud y fecha inmediatamente anteriores a los del problemas: Lat: 36° - Fecha: 19 de noviembre. Hml Co. lat. Co. día Hmlc G lugar Hmgr Z Hz (orto)

= = = = = = = =

04h 41,0m - 00h 02,9m (nota 1) - 00h 00,7m (nota 2) 04h 37,4m 04h 54,7m (Si Long es W se suma; si es E se resta) 09h 32,1m 03h (Si Z es (+) se resta, si es (-) se suma) 06h 32,1m

Nota 1: (interpolación de latitud) Dif latitud siguiente (Lat: 38° - Lat: 36°) = 2° Dif de tiempo (04:36 – 04:41) = - 5 minutos Dif entre lat considerada y del lugar (37° 10’ – 36°) = 1° 10 = 1,16° 2° ----- -5m 1,16° ------ X

Co. Lat.=

1,16 x (-5) 2

Nota 2: (interpolación por día) Dif día siguiente tabulado Dif de tiempo Dif entre día base considerado y día del cálculo 3d ----- -2m 1d ------ X

Co. Día =

1 x (-2) 3

= -2,9 m

(día 22 - día 19) = 3d. (04:41 – 04:39) = - 2m. (día 20 - día 19) = 1d.

= -0.7 m.


VII - 21

XI.- FORMATO DE CÁLCULO

CÁLCULO DE REDUCCIÓN DE SONDA AL FONDEO Nombre_________________________________________ Navegando de________________ a ___________________ Fecha = ________________ Puerto Fondeo = ________________ Hora Fondeo = ________________ Profundidad ecosonda = ________________ mts. Calado medio buque = ________________ mts. Puerto Patrón = ________________

Hora

Altura

Hora

Altura

Puerto Patrón (*) Corrección (Tabla II) Puerto Fondeo (*) Tener presente el cambio de hora. Hora P/B

Hora P/B

Alt. Plea

Hora P/B

Hora Fondeo

Alt. Baja

Duración Ll/V

Lapso

Amplitud

Corrección por Tabla III

= __________ mts.

Altura Plea/Baja

= __________ mts.

Corrección por Tabla III (+/-)

= __________ mts.

Alt. Marea Fondeo

= __________ mts.

Profundidad al fondeo

= __________ mts.

Calado medio buque (+)

= __________ mts.

Altura Mar Fondeo

= __________ mts.

Altura Mar Fondeo

= __________ mts.

Alt. Marea Fondeo (-)

= __________ mts.

Sonda Carta

= __________ mts.

Alt.

N

Alt. Mar Instant

Prof. Sond a

Cal


VII - 22

XII.- EJERCICIOS PROPUESTOS (Emplear cualquier Tabla de Mareas) 1.-

Calcular la marea para el 7 de junio en Valparaíso. ¿Cuánto será la diferencia entre la plea y la baja (rango de marea)? ¿Cuánto subirá su buque?

2.-

Calcular las mareas de Puerto Chacao del 1 de enero.

3.-

Calcular las mareas de Bahía San Felipe (1135) del 13 y 14 de marzo.

4.-

Calcular las mareas de Cancahual (495) del 28 de junio.

5.-

Calcular la altura de la marea de Caleta Pescado para el 12 de mayo a las 14:12.

6.-

Calcular la altura de la marea de Puerto Fanny (1200) para el 3 de marzo a las 12:30 horas.

7.-

Calcular sonda carta de Puerto Navarino para el día 7 de junio a las 14.36, considerando que el calado del buque es de 2,8 mts y la indicación de profundidad del ecosonda es de 37,4 mts.

8.-

Si la sonda carta es de 4,7 mts, el calado de 3,2 mts y Ud se encuentra en Puerto Montt el 21 de marzo a las 12:10. ¿Cuánta agua tendrá bajo la quilla?

9.-

Determinar las mareas para el día 28 de octubre en Caleta Percy.

10.- Entre qué instante su nave puede permanecer atracado al muelle de Caleta Lennox si la sonda carta mínima es de 2,7 mts y su calado es de 3,2 mts para el día 13 de mayo, durante horas luz. Orto Sol = 09:00 y Ocaso Sol = 16:00. 11.- Ud debe desvarar su lancha de una caleta sin datos de marea. Se conoce que la luna cruzará el meridiano del lugar a las 14.33 horas (dato obtenido de la tabla de marea). Calcular la hora que ocurrirá aproximada la plea, objeto proceder a desvarar su nave, considerando que el E. del P. es de 4 horas 56 minutos, obtenido de la carta de navegación. 12.- Se vive el 11 de abril, su nave se encuentra en el malecón de Puerto Montt. Si el NRS se encuentra a 8 metros de la vertical de la bita de amarre. Determinar la altura media de la marea para ese día objeto determinar el lugar de la guardia, el trabajo de la pasarela y de las espías. 13.- Calcular sonda carta de Puerto Edén el 31 de mayo a las 23:30 horas. Calado = 3,72 mts y profundidad ecosonda = 14,7 mts. 14.- Calcular la sonda al fondeo en Puerto Williams del 18 de septiembre, a las 08:30, siendo el calado =3,7 mts y la profundidad ecosonda = 17,2 metros. 15.- Determinar cantidad de agua bajo la quilla para las 15:10 horas del 7 de noviembre para Caleta Ocasión (1040) si sonda carta = 6.0 mts, calado = 3.1 mts. 16.- Calcular sonda al fondeo de Punta Satélite del 16 de abril. Si el calado = 2,1 mts, profundidad ecosonda 12,7 mts y el fondeo fue a las 01:00 horas. 17.- Ud. Fondea en Pto. Soffia el 13 de marzo a las 23:55 hrs. Calado 2.3 mts., sonda carta 8.4 mts. Calcular agua bajo la quilla.


VII - 23

Problemas de estoas y corrientes. 18.- Calcular la estoa del Canal Chacao (Boca oriental) para el 18 de septiembre. 19.- Determinar la hora de la estoa de la Angostura Inglesa para el 9 y 10 de octubre. 20.- Determinar las corrientes máximas de la Primera Angostura del Estrecho de Magallanes, para el 31 de diciembre. Problemas con Orto y ocaso sol. 21.- Determinar el orto y ocaso del sol en Valparaíso para el 18 de Septiembre de 1999.


VII - 24



VIII - 1

Capítulo N° 8 “ORTO Y OCASO DEL SOL Y DE LA LUNA” I.-

CONCEPTOS GENERALES A.-

DEFINICIONES 1.-

Día Solar Verdadero: Es el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del sol por el mismo meridiano de un lugar, y se inicia en el instante en que el sol está en su culminación del meridiano inferior del observador y termina al llegar nuevamente a este mismo punto, lapso en el cual su círculo horario se ha desplazado angularmente 360°. Como la velocidad de traslación de la tierra alrededor del sol no es uniforme (la órbita es elíptica), el día solar verdadero tampoco tiene una duración constante, que no afecta al ciudadano común, pero si al navegante.

2.-

Sol medio: Es un sol imaginario, ficticio, nadie lo ha visto, no alumbra, ni calienta y sin embargo proporciona la unidad de medida para los lapsos o transcursos del tiempo. Se le supone recorriendo el Ecuador celeste a una velocidad constante y uniforme igual a la velocidad media del sol verdadero durante un año. El sol medio demora 24 horas medias entre dos pasos consecutivos. El día solar medio = 24h 03m 56,5 s del día siderio.

3.-

Ecuación del tiempo (Et) Si el sol medio se mueve con la velocidad media anual del sol verdadero, ambos horarios no coinciden salvo cuatro instantes del año. En ciertas épocas del año el horario del sol verdadero irá + o – adelantado respecto al horario del sol medio y en otros + o – atrasado. El ángulo formado por ambos horarios en un instante cualquiera se llama Et., y se expresa en minutos y segundos, es decir diferencia entre el tiempo solar medio y el tiempo solar verdadero. Et (+) el sol verdadero adelantado al medio. Et (-) el sol verdadero atrasado al medio. Se emplea para obtener la posición del sol verdadero a partir del sol medio. La Et la calculan los astrónomos y la tabula en las efemérides astronómicas para las 0H y 12H de todos los días, para otro instante hay que interpolar. Et = Hvl – Hml


4.-

VIII - 2

Hora Verdadera de un lugar (Hvl) La Hora verdadera de un lugar es el tiempo verdadero transcurrido desde que el sol verdadero pasa por el meridiano inferior del lugar, hasta el instante considerado. En un lugar determinado, la Hv difiere de la Hml, en la ecuación del Tiempo. Hvl = Hml + Et. Meridiano superior

W

Ecuación del tiempo

E

Ps

Sol verdadero Sol medio Meridiano inferior

Hvl

Fig. N° 1 (“Movimiento del sol Medio y del sol verdadero”). 5.-

Hora media del Lugar (Hml) Es el tiempo transcurrido desde que el sol medio pasó por el meridiano celeste inferior de un lugar, hasta el instante determinado.

6.-

Día Siderio Es el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de una estrella por el mismo meridiano Este día es constante en duración ya que equivale al tiempo que emplea la tierra en su rotación (360°) en que medido en nuestros relojes de tiempo medio de 23h 56m 4s. La menor duración del día siderio con respecto al sol medio se debe, a la inmensa distancia de las estrellas, comparadas con la distancia al sol, estas se ven siempre situadas en la misma dirección. Pero como la tierra tienen un avance diario debido a su movimiento de traslación, obliga al meridiano a un desplazamiento extra para encontrarlo. El día siderio es el que más se acerca a las condiciones ideales de constancia exigida para la medición del tiempo.


VIII - 3

Estrella

Sol

Desplazamiento extra en el meridiano

Un día de Rotación de la tierra

Traslación Tierra’

Tierra”

Fig. N° 2 (“Día siderio”). 7.-

Hora media de Greenwich (Hmgr), (Hora Universal), (UT). Para tener una hora común a la cual se pueda referirse o tener un meridiano origen al cual poder referir los demás. Dicho meridiano corresponde al que pasa por el observatorio astronómico de Greenwich, entonces la Hora media de Greenwich (Hmgr), es el tiempo transcurrido desde que el sol medio pasó por el meridiano inferior de Greenwich hasta el instante considerado. Es importante la Hora Media de Greenwich, porque todos los datos del Almanaque Náutico están relacionados de alguna manera con dicha hora Tenemos los siguientes fórmulas Hmgr = Hml + Gw Hmgr = Hml – Ge Hmgr = Hzl + Zh Hmgr = Hvl – Et + Gw Hmgr = Hvl – Et - Ge Ej. N° 1 si Hml = 9h 30 m (Valparaíso) y si G = 70° 30’ W = 4h 42m Calcular Hmgr. Hmgr = Hml + Gw = 09h 30m + 4h 42m = 14h 12m


8.-

VIII - 4

Zonas y husos horarios: Como la hora media de un lugar depende de la posición del Sol medio con respecto al meridiano inferior de ese lugar, cada lugar tendría su hora. ¡imagínense un país! ¿Cuántas horas habría? Para ello se dividió la tierra en 23 2

zonas horarias de 15° zonas horarias de 7.5 ° 360°

Zhl =

G 15°

= 345° = 15° (En Geenwich)

(Longitud Weste Zona +, Longitud Este Zona -)

Hora Zona del Lugar = Hzl = Es la hora media del meridiano central del huso al cual pertenece. Zona del Lugar (Zh) es el huso al cual pertenece el lugar y que se distingue, como vimos por un número que lleva antepuesto un signo. Si es (-) el lugar se encuentra el Este de Greenwich. Si es (+) el lugar se encuentra el Weste de Greenwich. Hmgr = Hzl + Zh Ej. N° 2

Hzl = 19h 20m Zh = 8h Hmgr = 27h 20m

(13 oct) (13 oct)

o 03h 20m (14 oct)

Todo lugar que se encuentra más al Este tiene más horas por que pasa el sol primero que por el otro. Navegando hacia el Este, o mejor dicho contando longitudes hacia el Este, hay que ir adelantando el reloj una hora cada vez que se cruzan los meridianos, o las zonas horarias o cuando el navegante lo estima conveniente. Greenwich

15°

15°

+ 2h

+ 1h

7,5°

7,5°

0h

Fig. N° 3 (“Zonas horarias”).

15°

15°

- 1h

- 2h


VIII - 5

En Chile tendremos zona +4 a contar del 2° sábado de Marzo hasta el 2° sábado de octubre y el resto del tiempo +3. Si navegando con rumbo Weste y cruzamos el meridiano 180° o “línea internacional de cambio de fecha”, se suma un día y el Este se resta un día 9.-

Otros Conceptos a.-

Eclíptica: Es el círculo máximo de la esfera celeste determinado por el recorrido anual aparente del centro del sol.

b.-

Esfera celeste: Es una esfera imaginaria de radio infinito y concéntrica en la tierra en la cual se ven aparentemente todos los cuerpos celeste, excepto la tierra.

c.-

Orto y ocaso de un astro: La salida de un astro, es decir cuando corta el horizonte para hacerse visible en un lugar se llama "orto del astro" para ese lugar. La puesta del astro, es decir, cuando corta el horizonte para ocultarse se llama "ocaso del astro".

d.-

Fin Crepúsculo y Comienzo Aurora: El momento que termina la luz difusa posterior a la puesta de sol se llama "Fin de Crepúsculo", y el comienzo de dicho período, pero en el amanecer se llama "Comienzo de la Aurora".

10.- Resumen • • • • • B.-

El sol aparece por el Este y se pone por el Weste, cruzando todos los meridianos en sucesión con su movimiento. En dos lugares situados en dos longitudes diferentes, el sol cruza el meridiano mas al Este antes que el de más al Weste. La hora mas al Este está mas adelantado que el de más al Weste. La hora zona (Hz) se define como la longitud del meridiano central de la zona que se navega. Si un buque navega exactamente en el meridiano central de una zona. Hml = Hz.

CONCEPTO ASTRONÓMICO. El momento en que el Sol sale o se pone, tiene importancia en navegación, debido a que, generalmente es la hora que se pueden observar las estrellas con seguridad, llamando este momento como la hora del orto y ocaso de Sol. Asimismo; tiene especial importancia en algunas operaciones navales, en las que se necesitará saber las horas de luz y obscuridad con que se contará saber las horas de luz y obscuridad con que se contará en un determinado momento.


VIII - 6

En cosmografía se estudiará en detalle el movimiento aparente de los astros de Este a Weste, que se deriva del movimiento de rotación de la tierra de Weste a Este sobre su eje. Norte

Weste

Día

Horizonte

Este

Noche

Fig. N° 4 (“Movimiento aparente del sol, dato entregado por el almanaque náutico Hml”).

En el caso particular del Sol, sabemos que tiene su altura máxima a mediodía verdadero, enseguida comienza a bajar por el Weste hasta llegar al horizonte en que se pone (ocaso). A medianoche verdadera cruza el meridiano celeste inferior con depresión máxima bajo el horizonte para salir (orto) por el Este. El orto u ocaso verdadero, ocurre cuando el centro de un astro está en el plano del horizonte verdadero del observador, al E. o W. respectivamente del meridiano celeste, momento que la "altura verdadera es cero grado". El cálculo del orto y ocaso ocurre cuando el "limbo" superior del Sol o luna tangente a el horizonte de la mar o visible del observador en su orto u ocaso. II.-

CALCULOS PARA EL SOL A.-

HORA DEL ORTO Y OCASO DEL SOL 1.-

Concepto La "Hora Media" del orto u ocaso (cuando pasa el sol por el meridiano de Greenwich") es suministrada por las tablas del Almanaque Náutico, la que es sólo aproximada para cualquier otro meridiano que no sea el de Greenwich. Sin embargo, esta diferencia no se toma en cuenta y en la práctica se ha hecho costumbre considerar la hora que proporciona el Almanaque Náutico como la Hora Media de cualquier Meridiano (Hml.). Una vez obtenida la Hml del orto u ocaso del Almanaque, se le combina con la Longitud (G) para obtener la HmGr a la que le aplicamos la zona (Hzl) del orto y ocaso.


VIII - 7

Ej. N° 3. Calcular la Hzl del orto y ocaso del Sol el 21 de Mayo de 2008 en L= 33º 02' S. G=71º 40'W. Zh + 4. (Ver Tabla de Apoyo). ORTO SOL (SUN RISE) Hml orto 06h 41m Co lat (nota 1) + 6m Hml orto co 06h 47m G (71º 40' W)(nota 2) +4h 46.7m Hmgr 11h 33.7m Zh -4 Hzl orto 07h 33.7m

(+10)

OCASO SOL (SUN SET) Hml ocaso 17h12.0m co lat (nota 1) 6m Hml ocaso co 17h 06m G (71º 40' W)(nota 2) +4h 46.7m Hmgr 21h 52.7m Zh -4h Hzl ocaso 17h 52.7m

(-10)

La interpolación para la corrección latitud puede hacerse, en la forma usual aritmética mediante una simple regla de tres; o bien usando la Tabla I del Almanaque Náutico. El Cálculo aritmético para Co lat usando regla de tres: 5º 10m X = 6,0 m 3º X La Tabla I (Ver tabla de apoyo) da la corrección por diferencia de latitud que se le hace a la Hml del orto u ocaso del Sol o Luna y a los crepúsculos. Cuando la latitud del lugar no está exactamente tabulada en el almanaque, es decir, que si la latitud con que se está trabajando, por ejemplo 33º S. En el almanaque está tabulada para 30º S y 35º S. En estas circunstancias se entra "siempre" al almanaque con la latitud más próxima menor a la del lugar, en este presente caso 30º S. La Tabla I está compuesta de dos partes. La primera al lado izquierdo denominada "Intervalo Tabular" y la segunda a la derecha "Diferencia entre el tiempo para latitudes consecutivas". Con estos elementos, se obtiene la corrección que corresponde aplicar a la Hml obtenida del almanaque; para obtener la Hml correspondiente a la latitud del lugar. Nota "1" Empleo de Tabla I para el Ej. N° 1 •

• • • •

•

Determine la diferencia entre la latitud con que se entró al almanaque y la latitud tabulada inmediatamente superior (10º, 5º, o 2º de diferencia). (En el ejemplo: 35º 30º = 5º) Determine la diferencia entre la latitud del lugar y la latitud con que entró al almanaque. (33º 02' - 30º = 3º 02') Determine la diferencia de tiempo que hay entre las horas indicadas para las latitudes mencionadas en el párrafo 1.- (05h 46m - 05h 53m = +7). Entre en la parte "Intervalo Tabular" y seleccione la columna 10º, 5º, o 2º que haya determinado conforme al párrafo 1.- (se entra con 5º) En la columna anteriormente determinada, tome como argumento la "diferencia de latitud” obtenida y encuadre este argumento con la diferencia de tiempo, obteniendo la corrección que debe hacerse por latitud. (app 5m). Súmele o réstele esta corrección a la Hora Media del lugar sacado del almanaque según aumente o disminuye las horas con la latitud, y obtendrá la Hml para la latitud del lugar. (Se suma 05h 46m +5m = 05h 51m).


VIII - 8

Fecha

Orto Sol

Reproducción Página Tablas - 53

Diferencia = +10m

Diferencia = 5º

Nota "2" Para obtener la Hora Media de Greenwich (Hmgr) se debe sumar la longitud Weste o restar la longitud Este pero expresado en horas. Se puede emplear la tabla "Conversión de Arco a Tiempo", de la tabla de apoyo. Para el caso del ejemplo G = 71º 40' W: Se obtiene para

71º 4h 44m 40' 2m 40s G(h) 4h 46.6 m

También se puede dividir los grados por 15 para transformar en hora. G = 71° 40’ ( 71° 40 / 60 ) / 15 4h 46.7 m


VIII - 9

Corrección = 6 m

Ej. N° 4: Calcular el orto y ocaso del Sol para:

B.-

1.-

27 de julio de 2008 en L = 50º 12' N y G = 73º 43' W Z=+4

2.-

9 de octubre de 2008 en L = 12º 12' S y G = 15º 54' E para Z = -1

AURORA Y CREPÚSCULO. 1.-

Concepto: Se llama aurora a la claridad intermedia que precede al orto de Sol, y crepúsculo a la luz difusa que sigue al ocaso del Sol. Ambas se deben a la presencia de la atmósfera que hace que los rayos solares sean reflejados sobre la tierra cuando el Sol está bajo el horizonte, debido a que las capas superiores de ellas continúan recibiendo luz solar por cierto tiempo. Se admite que la Aurora comienza y el Crepúsculo termina cuando el Sol está 18 grados bajo el horizonte verdadero. Como la luz crepuscular va haciéndose a cada momento más y más débil desde el instante del ocaso visible hasta ser nula cuando está a 18 grados bajo el horizonte, el crepúsculo se ha dividido en:


VIII - 10

HORA Orto ú ocaso Crepúsculo civil Crepúsculo náutico Crepúsculo astronómico

DEPRESIÓN DEL SOL 50' 6º 12º 18º

"CREPÚSCULO CIVIL", es el lapso crepuscular durante el cual pueden efectuarse operaciones de la vida diaria sin necesidad de la luz artificial. "CREPÚSCULO NÁUTICO", es el lapso crepuscular entre los 6 y 12 grados de depresión del centro del Sol y durante él pueden observarse las estrellas de primera magnitud, debido a que el horizonte de la mar es perfectamente visible para una buena observación. "CREPÚSCULO ASTRÓNOMICO", es el lapso crepuscular comprendido desde el instante que el Sol tiene 12º de depresión desde su centro hasta o desde que esté a 18 grados bajo el horizonte verdadero, en cuyo momento comienza o termina la obscuridad absoluta con respecto al Sol. 2.-

Hora del comienzo de la aurora y término del crepúsculo. Así como en la hora del orto y ocaso visibles, no se necesita una exactitud extremada, en las del comienzo y término del crepúsculo se aceptan las mismas condiciones. Para calcular la hora del comienzo de la aurora y término del crepúsculo, el Almanaque Náutico trae tablas que dan el comienzo del crepúsculo matutino y el término del vespertino para cada día central, de la página de la derecha, en función de la latitud. Su uso es similar a las del orto y ocaso. En la parte superior de la tabla están las horas de la aurora, tanto náutico como civil. Entrando con latitud del lugar, o la más próxima menor si no hay exacta, se saca directamente la hora media del lugar del comienzo de la aurora (náutico o civil según se desee). Se interpola para los grados de latitud no considerados, para obtener la hora en la latitud del lugar. Con la G. transforma la Hml en Hm Gr y aplicándole a ésta la zona se obtiene la Hora Zona del comienzo de la aurora. Para obtener la hora del término del crepúsculo vespertino se entra a la tabla que está a continuación de la primera y se opera en la misma forma anterior. Tenga cuidado que el orden de la columna Naut - civil, están en esta parte invertido (Civil - Naut).


VIII - 11

Ej. N° 5. Calcular la Hzl del orto y ocaso del Sol el 21 de Mayo de 2008 en L= 33º 02' S. G=71º 40'W. (Ver Tabla de Apoyo). AURORA Hml aurora 05h 46m co lat (nota 1) + 5m Hml aurora co 05h 51m G (71º 40' W) (nota 2) +4h 46.7m Hmgr 10h 37.7m Zh -4 Hzl aurora 06h 37.7m

(+7)

FIN CREPÚSCULO Hml f.crep 18h 07.0m Co lat (nota 1) 6m (-7) Hml f.crep co 18h 11.0m G (71º 40' W)(nota 2) +4h 46.7m Hmgr 22h 57.7m Zh - 4h Hzl f. crep. 18h 57.7m

Para interpolar por latitud puede usarse la Tabla I del Almanaque tal como se explicó en la Nota "1" o bien haciéndolo aritméticamente, el resultado es el mismo. El Cálculo aritmético de la C x l por regla de tres: 5º 7m X = 5,4 m = 5 m app. 3º X En las columnas orto y ocaso del Sol y de la Luna en el almanaque náutico, vienen los signos que siguen cuyo significado es: El sol (o la luna) no se pone, está siempre sobre el horizonte, es circumpolar. El sol (o la luna) no tiene orto, está siempre bajo el horizonte, es invisible. El crepúsculo dura toda la noche.

III.- CÁLCULO DEL ORTO Y OCASO DE LA LUNA. A.-

CONCEPTO La hora del orto y ocaso de la Luna tiene muchísima importancia en relación con el elemento visibilidad en determinadas operaciones navales. Para ello, el almanaque náutico trae tabuladas las horas del orto (moonrise) y ocaso (moonset) de la Luna para un observador en Greenwich, en el instante en que el limbo superior tangenetea el horizonte visible. En este instante la altura verdadera de la Luna referida al centro, es de 6'. En consecuencia cuando el limbo superior de la Luna tangentea el horizonte visible su centro está aproximadamente en el plano del horizonte verdadero.

B.-

CÁLCULO DEL ORTO Y OCASO DE LA LUNA. Se vio anteriormente que el Almanaque Náutico da el orto y ocaso del Sol para el día central de cada página (hay 3 días en cada página). Pero en el caso de la Luna, las horas del orto y ocaso han sido confeccionadas para cada día del año, figurando cuatro días en cada página del Almanaque. La razón de esto se debe a que la Luna recorre su órbita en aproximadamente un mes, en cambio el Sol la recorre en un año. El Almanaque Náutico da la "HORA MEDIA" exacta de los sucesos para el observador en el meridiano de Greenwich. Esta hora es, asimismo la Hml aproximada del orto y ocaso de la Luna para todo otro observador situado fuera del meridiano de Greenwich, pero para tener la hora exacta debemos corregirla del movimiento en Ascensión recta de acuerdo con la longitud (G).


VIII - 12

La corrección que llamaremos por longitud (Co G), se determina así:

Co G =

G en grados y décimos 360°

x Dif. tiempo (1)

O bien

Co G = (1) =

G en horas y minutos 24 h

x Dif. tiempo (1)

Diferencia diaria en minutos de tiempo. • Cuando es Longitud Weste esta corrección se SUMA. La DIFERENCIA DIARIA se toma entre el DIA CONSIDERANDO y el SIGUIENTE. • Cuando la longitud es Este la corrección se RESTA . LA DIFERENCIA DIARIA se saca entre el DIA CONSIDERADO y el ANTERIOR.

Ej. N° 6. Calcular el orto y ocaso de la Luna el día 21 de mayo de 2008 en: L =33º 02' S, G = 71º 40' W y Zona + 4.

Orto Hml orto co lat (nota 1) co G (nota 3) Hml orto co G (71º 40' W) (nota 2) Hmgr orto Zh Hzl orto

Ocaso 12h 16m + 5m (+8) 8m (+41) 12h 29m +4h 46.7m 17h 15.7m -4 13h 15.7m

Hml ocaso co lat (nota 1) co G (nota 3) Hml ocaso co G (71º 40' W)(nota 2) Hmgr ocaso Zh Hzl ocaso Hzl ocaso

23h 31m - 4 (-7) + 12 (+58) 23h 39m +4h 46.7m 28h 25.7m -4h 24h 25.7m (21) 00h 25.7m (22)

Nota "3" 1.- La corrección por longitud, se determina empleando la fórmula ya citada. 2.-

El producto de la fórmula anteriormente mostrada para calcular la corrección por longitud, puede obtenerse usando la Tabla II para longitud, del Almanaque Náutico (página amarilla XXXII o con la copia de la cartilla de tablas de apoyo cuyo uso tiene las mismas reglas enunciadas para la Co G, tanto para entrar a la Tabla como para aplicar la corrección.

3.-

Cuando la latitud del lugar no está exactamente tabulada en el Almanaque Náutico, deberá interpolarse por latitud, por el procedimiento aritmético o usando la Tabla I del Almanaque Náutico.


VIII - 13

Ej. N° 7. Calcular el orto y ocaso de la luna para el 7 de febrero de 2008 en: 1.-

L= 61º 42' N y G = 30º 12' W para Z =+2

2.-

L = 03º 10' S y G = 178º 30' E para Z =-12

IV.- CALCULO DE LA OBSCURIDAD. Estando en conocimiento de los métodos para calcular la hora del comienzo de la ocaso sol, fin crepúsculo, comienzo aurora, orto sol, orto y ocaso de la luna; podremos combinarlos y obtener las horas entre las cuales el Sol y la Luna estarán bajo el horizonte visible; es decir, podremos determinar las horas de obscuridad absoluta en una noche determinada. Para ello se emplea un diagrama de Luz y obscuridad, que abarca las 12 horas de un día hasta las 12h del día siguiente. Se emplea la siguiente simbología: Luz solar

Luz crepuscular

Luz lunar

Obscuridad absoluta

Ej. N° 8: Confeccionar el diagrama de luz y oscuridad entre el 21 y 22 de Mayo de 2008 en: L= 33º 02' S, G=71º 40'W con Zh + 4.

V.-

COMENTARIO FINAL Para el cálculo del Diagrama de Luz y Oscuridad, se debe tener presente: 1.-

Los datos del Almanaque Náutico, es decir la Hml para cada uno de los fenómenos del sol y de la luna, son aproximados al minuto.

2.-. Cuando el DLO se calcula para una determinada navegación, en que las posiciones del orto y ocaso para el sol y la luna son estimadas y diferentes, la Latitud y Longitud se deben emplear hasta el minuto de grado. 3.-

Lo anterior implica que el navegante no debe perder el tiempo en efectuar el cálculo al segundo (Co x lat, co x G y Ge), ya que no tiene ningún sentido hacerlo por los errores ya introducidos. Eventualmente se podría considerar la décima de minuto, para aquellos casos que se tenga una posición precisa.


VIII - 14

Formato del diagrama de luz y obscuridad

CALCULO DE LUZ Y OBSCURIDAD del 21 AL 22 de mayo de 2008 Curso = _____________________ Nombre = _________________________________ Fecha =_____________________ Pe Ocaso sol

L: 33º 02' S G: 71º 40' W

Pe Ocaso luna

L: 33º 02' S G: 71º 40' W

Pe Orto sol

L: 33º 02' S G: 71º 40' W

Pe Orto luna

L: 33º 02' S G: 71º 40' W

Hml cxl Hml c Ge Hmgr Z Hz Fecha

Ocaso Sol 17h 1 2m 6m (-10) 17h 05m +04h 46.7m 21h 52.7m - 4 17h 52.7m 21-mayo

Fin. Crepúsculo 18h 07m 4.2m (-7) 18h 02.8m +04h 46.7m 22h 49.5m -4 18h 49.5m 21-mayo

Com. Aurora 05h 46.0m + 4.2m (+7) 05h 50.2m +04h 46.7m 10h 36.9m - 4 06h 36.7m 22-mayo

Orto Sol 06h 41m + 6m (-10) 06h 47.0m +04h 46.7m 11h 33.7m -4 07h 33.7m 22-mayo

Hml cxl cxG Hml c Ge Hmgr Z Hz Fecha

Ocaso Luna 23h 31.0m 4.2m (-7) + 11.5m (58) 23h 38.3m +04h 46.7m 28h 25.0m -4 24h 25.7 m 21 may

Orto Luna 12h 16.0m Orto sol + 4.8m ( +8) Ocaso sol + 8.2m (+41) Com. Aur. 12h 29.0m 18:00 06:00 +04h 46.7m Fin Crep. 17h 1 5.7m -4 13h 15.7m Ocaso Luna 21 may 00:00 Del 21 mayo al 22

12:00

Luz diurna Luz crepuscular Luz lunar Obs. Absoluta


VIII - 15

CALCULO DE LUZ Y OBSCURIDAD DEL _____ AL _____ DE __________ DE ______ Curso = _____________________ Nombre = _________________________________ Fecha =_____________________ Pe Ocaso sol

L: G:

Pe Ocaso luna

L: G:

Pe Orto sol

L: G:

Pe Orto luna

L: G:

Ocaso Sol Hml cxl Hml c Ge Hmgr Z Hz Fecha

(

Fin. Crepúsculo )

(

Com. Aurora )

(

Orto Sol )

(

)

12:00

Ocaso Luna Hml cxl cxG Hml c Ge Hmgr Z Hz Fecha

( (

Orto Luna ) )

( (

) ) 18:00

06:00

00:00

Del _______ Luz diurna Luz crepuscular Luz lunar Obs. Absoluta

Al ______


VIII - 16

EJERCICIOS PROPUESTOS

1.-

Calcular el Diagrama de Luz y Obscuridad (DLO) de la Escuela Naval para el 9 y 10 de octubre de 2008. La ubicación geográfica para Valparaíso de ser obtenida de la cartilla de apoyo.

2.-

Calcular el DLO para el 19 y 20 de diciembre de 2008 en L = 23° 28‘ N y G = 127° 30’ E con Zh = -10h.

3.-

Calcular el DLO para el 28 y 29 de junio de 2008 en L = 63° 15’ N y 71° 20’ E con Zh = -4.

4.-

Calcular el DLO para Punta Arenas entre el 19 y 20 de noviembre de 2008.

5.-

Calcular el DLO para el 19 y 20 de mayo de 2008 en L = 51° 10’ S y G =71° 23’ W considerando zona horaria de Chile.

6.-

La posición del buque a las 12:00 del 29 de junio de 2008 es L = 30° 14’ S y G = 77° 20’ W con Zh = +4. Se navega con Rv = 233° a un andar de 25 nudos. Confeccionar el DLO. Nota: se debe determinar la posición estimada para el orto y ocaso del sol y de la luna.



IX - 1

Capítulo Nº 9 HIDROGRAFÍA El presente capítulo tiene el propósito de entregarle al cadete naval, un visión general de los principales aspectos relacionados con la confección de una carta náutica, desde que es ideada, pasando por todo el proceso de planificación, levantamiento y por último su impresión. Se hará énfasis en la actividad hidrográfica en terreno, ya que constituye un aspecto muy importante y que eventualmente todo oficial subalterno debe estar en condiciones de apoyar al Oficial especialista en Hidrografía. I.-

INTRODUCCIÓN La hidrografía es la ciencia que mide y describe las características geomorfológicas que son graficadas en una carta de náutica afectan a la navegación, que sirven de apoyo a la navegación, las que incluyen profundidades, características de la costa, mareas, corrientes, obstrucciones submarinas y otros detalles. La carta náutica representa los datos obtenidos en terreno por los hidrógrafos y procesados en gabinete, en datos útiles para los navegantes Un levantamiento hidrográfico tiene por principal propósito determinar la profundidad del agua; configuración y naturaleza del fondo; dirección y fuerzas de las corrientes; alturas y horas de los estados de las mareas; y posición de objetos fijos cuyo objetivo sea necesario para el levantamiento y para la navegación". Además se incluye el levantamiento e investigación de las características de la costa, posición y altura de las islas, rocas y arrecifes, forma de la línea de costa, profundidades del océano y mares, distribución de la característica del fondo, estructura geológica, mareas y corrientes, geomagnetismo, gravedad, etc. Además de lo anterior se deben medir las posiciones y observar las características de los faros, balizas, boyas, radioayudas y otros de carácter artificial. El propósito de un levantamiento hidrográfico, es que sus resultados sean compilados en cartas y otras publicaciones náuticas, de ayuda al navegante.

II.-

DESCRIPCIÓN GENERAL DE UN LEVANTAMIENTO HIDROGRÁFICO La carta final debe ser la representación real exacta y actualizada, de toda el área que ella cubre según la escala. En adición a los detalles que actualmente aparecen en la carta, una gran variedad de información suplementaria es necesaria y ella es incluida en los Derroteros y otras publicaciones náuticas. Los requisitos de un levantamiento hidrográfico, pueden ser brevemente establecidos como sigue: A.- El área del levantamiento debe ser íntegramente sondada, recorriéndola en forma regular, a través de líneas paralelas y convenientemente espaciadas, a objeto de asegurar que no hay irregularidades en las profundidades y que, cuando tales irregularidades son encontradas, el lugar sea examinado muy en detalle, tomando sondajes adicionales, y si es necesario, haciendo barridas o realizando inspecciones con buzos. B.- La exacta posición y la mínima profundidad sobre cada bajo, incluyendo arrecifes sumergidos, rocas, restos de un naufragio y otras obstrucciones, deben ser definidas para asegurar la navegación. La posición de rompientes, escarceos de mareas, remolinos, algas, y objetos similares de interés e importancia para el navegante deben ser fijados y mostrados en la carta. C.- El levantamiento también debe graficar la correcta posición de todas las boyas, balizas, faros y otras marcas de navegación, incluyendo sus respectivas características como destellos, luces, colores, etc. D.- La naturaleza del fondo marino debe ser determinada a intervalos frecuentes y regulares, especialmente en profundidades, donde los buques puedan fondear. E.- Las rutas recomendadas de navegación deben ser sondadas con particular acuciosidad.


IX - 2

F.- La línea de costa se representará por la línea de Nivel de Reducción de Sondas, (Nivel del Mar más bajo que se observa en 29 años, N.R.S.), o bien, cuando la marea no sea apreciable, por la línea del Nivel Medio del Mar. G.- Todos los rasgos topográficos que puedan ser de valor para el navegante, para reconocer la costa y para determinar su posición, deben estar cuidadosamente fijados. Especial atención debe ser puesta en los objetos conspicuos. La altura de todos esos objetos también debe ser determinada y registrada. H.- Deben realizarse observaciones del comportamiento de la marea, con el propósito de referir todos los sondajes a un nivel de referencia común, que para las cartas náuticas nacionales es el N.R.S. Si fuese posible, las observaciones deben prolongarse de manera que su análisis permita determinar las constantes de mareas. I.-

Mediciones de la intensidad y dirección de las corrientes, también deben ser hechas de modo que el navegante considere estos parámetros en sus decisiones. Si el tiempo lo permite, suficientes observaciones deberían realizarse para permitir que los resultados sean analizados e incorporados a publicaciones apropiadas.

J.- Toma de fotografías que ayudarán a fijar la posición del buque. Estos a menudo ayudarán al navegante en el reconocimiento de la costa, de una zona con la cual él no está familiarizado. K.- Descubrir alteraciones locales de la variación magnética. L.- Indagación de los nombres de los accidentes geográficos prominentes e importantes de la costa. La nomenclatura y escritura correcta, son materias de gran importancia. M.- Recopilación de toda la información que pueda ser de uso en la compilación y corrección del Derrotero. Esta información debe incluir una descripción general de la costa, de las islas y de los peligros; direcciones para entrar y salir de los puertos; características de los faros y otras ayudas a la navegación, y las facilidades que ofrecen los puertos, condiciones predominantes de clima (viento, lluvia, nubosidad y otros). N.- El levantamiento hidrográfico debe ser posicionado en la superficie de la tierra, ya sea determinando su posición geográfica o vinculándolo a trabajos anteriores. O.- Los vértices geodésicos y estaciones de posicionamiento deben quedar con marcas permanentes, objeto puedan ser usados en el futuro, para extender el trabajo o volver a realizar un levantamiento en la misma área. Deben elaborarse las monografías o descripciones de los vértices y estaciones de posicionamiento, lo que permitirá su localización y uso futuro. P.- Todas las mediciones deben registrarse en forma clara y comprensible. Ellas serán de mucho valor para el procesamiento de los datos, la elaboración de la carta y su respaldo técnico. Q.- El Hidrógrafo deberá esforzarse en compilar cualquier información de valor para el avance del conocimiento científico. Las condiciones meteorológicas, ciertos parámetros oceanográficos, geomorfología del fondo, son datos complementarios muy importantes, que se obtienen en el área del levantamiento.


IX - 3

III.- DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS ETAPAS DE UN LEVANTAMIENTO HIDROGRÁFICO. A.- PLANIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD HIDROGRÁFICA Los principales factores que deben tomarse en cuanta, antes de dar inicio a una actividad hidrográfica son las que se indican. Cualquier error puede significar el fracaso de la tarea: • • • • • • • •

El para qué realizar el trabajo. El área debe estar exactamente definida con coordenadas geográficas (L1,L2, G1,G2). Escala a graficar. Tipo actividad hidrográfica debe satisfacer las necesidades propias de la carta y las necesidades oceanográficas, cartográficas, de Informaciones a la Navegación, entre otras. Personal calificado y equipamiento adecuado. Plataformas considerada (buque hidrográfico, embarcaciones de apoyo, lancha hidrográfica, bote de goma, helicóptero, etc.). Disponibilidad de fotografías aéreas, que nos permite la restitución aerofotogramétrica, base de la carta. Factores limitantes como presupuesto, política hidrográfica, dificultades geográficos u operacionales, limitaciones y fallas de los sistemas, entrenamiento del personal, logística, etc.

Una vez decidida la campaña a realizar, debe ser revisada y analizada toda la información disponible del área. Esto incluye: • • • • • • • • • • • • • • •

Profundidad promedio. Fotografías aéreas Vértices geodésicos disponible. Mapas topográficos Derrotero existente del área. El último Boletín de Avisos a los Navegantes Cartas náuticas, del IGM existentes del área, mapas camineros, planos turísticos y otros.. Climatología Ubicación exacta de los mareógrafos. Calidad esperada del fondo. Información de marea, que sirve para corroborar los datos de terreno sean lógicos mientras se realizan las mediciones.. Datos relativos a la velocidad del sonido del agua. Datos del área como poblados, apoyo logístico, comunicaciones, etc. Cualquier otra información de utilidad que afecta al estudio. Sondajes anteriores.

Los encargados de planificar y preparar la información deberán ser muy acuciosos en el análisis de cada detalle, cualquier aspecto aunque menor, no debe dejarse de lado, ya que este podría afectar a futuro la confección de una carta de navegación (falta de sondas, imposibilidad de vincular un área, etc.) B.- FASES DEL PROCESO HIDROGRÁFICO 1.-

Planificación Se define la carta a desarrollar en base a las necesidades nacionales y la disponibilidad de recursos. Las cartas a publicar se encuentran definidas en La Cubierta Cartográfica Náutica Nacional que constituye el ideal de cartas náuticas que debería contar el país. En esta etapa se define las dimensiones de la carta, su escala, el área que abarca, y todos aquellos parámetros necesarios para la planificación de detalle de la comisión .


IX - 4

2.-

Fotogrametría y geodesia. Considera la adquisición de las fotografías aéreas del área, que mediante un proceso especial nos permite obtener una representación de la costa y los accidentes geográficos del área, constituyendo la restitución aerofotogramétrica que es la base para la futura carta de navegación. También se definen los puntos que deben ser medidos en tierra, para “georeferenciar” la fotografía.

3.-

Actividades de terreno. En esta etapa se miden en terreno las profundidades mediante equipos monohaz y multihaz, las alturas, las mareas, las corrientes, etc.; se obtiene posiciones geográfica para relacionarlas con las fotografías aéreas (puntos esteoroscópicos) y mediciones para vinculación geodésica; se satisface requerimientos de informaciones para el derrotero; se verifican accidentes geográficos; se chequean las ayudas a la navegación como faros y balizas; se toman fotografías y videos de las áreas; se realiza el pre-proceso de toda la información antes de ser entregada al SHOA, entre muchas otras actividades. En esta fase se debe verificar que los datos estén almacenados y catalogados al término de los trabajos de terreno.

4.-

Proceso de la data en gabinete. En esta etapa se procesa nuevamente toda la información obtenida en terreno, se corrigen las profundidades al nivel de reducción de sondas, se ajusta las posiciones geodésicas y por último todos esto se compila junto con la restitución aerofotogramétrica, información que está lista para ser entregada a Cartografía para su posterior proceso.

5.-

Edición de carta náutica. A los datos ya procesados, se le incorporan los nombres, la simbología, advertencias, características de los faros, etc.. Luego se edita la información, concatenando toda la información que será incluida en la carta. Posteriormente se imprime una carta preliminar para la revisión de control de calidad, donde se corrigen las observaciones y posteriormente es revisada por el Sr. Director. Finalmente se imprime y los archivos digitales son trabajados para hacer la carta náutica Electrónica

C.- FOTOGRAMETRIA Y GEODESIA La fotogrametría es el mejor método para representar extensas áreas en forma precisa, fidedigna y económica, lo que resulta muy difícil alcanzar con los métodos clásicos de la topografía. El principio de la fotogrametría consiste en fotografiar mediante cámaras instaladas en un avión, parte de una misma zona desde dos puntos diferentes, obteniéndose sobre cada fotograma una posición relativa distinta de un mismo punto, posteriormente con la ayuda de instrumentos restituidores, se reconstituirán las áreas fotografiadas tridimensionalmente y se registrarán en forma gráfica, analítica y digital. 1.-

El Vuelo Fotogramétrico El vuelo se realiza por fajas, que equivale a efectuar tomas fotográficas consecutivas mientras el avión se va desplazando en línea recta por el área a registrar. Entre dos fotos consecutivas, debe existir como mínimo un 60% de recubrimiento común en el sentido longitudinal y en el lateral, debe ser de un 20% a un 30%.


IX - 5

Fajas de vuelo

3

2

1

60% T e r r e n o Fig N° 1 (“Registro de Fotografías aéreas”) Foto 1a

Foto 2a

Dirección vuelo

20% al 30%

Foto 1b

Foto 2b

Tamaño foto 60%

Fig N° 2 (“Fajas de fotografías aéreas donde se muestra el traslapo entre ellas”) En la planificación y realización de un vuelo fotogramétrico deben observarse las siguientes reglas: • Altura: Conservar siempre una altura de vuelo uniforme de acuerdo a lo planificado que dependerá de la escala de la foto (nivel de detalle topográfico deseado). • Navegación: La navegación aérea debe ser rigurosamente planificada y luego mantenida en el vuelo, ya que un error en dirección dejará espacios sin fotografiar. • Luminosidad: La hora del vuelo debe ser aquella en que se produzca el mínimo de sombra y sin que el sol se encuentre en la culminación. Esto último podría producir reflejo de la luz en el agua. • Clima o nubosidad: Debe estar despejado, sin humedad, etc. Estas fotografías son tomadas por aeronaves de la FACH principalmente, que cuentan con cámaras especiales para aerofotogrametría.


2.-

IX - 6

Modelo esteoroscópico 60%

Modelo esteoroscópico

Fig N° 3 (“Modelo esteoroscópico”) La base o fundamento de la restitución y aerotriangulación fotogramétrica descansa en el modelo estereoscópico. El modelo estereoscópico es el área que se repite en dos fotos consecutivas de una faja de vuelo (60%). Esta área común en dos fotos permite determinar el relieve del terreno. Mediante instrumental adecuado, se trazan las curvas de nivel y alturas referidas al Nivel del Mar de la foto (que será corregido al N.M.M cuando se edita la carta) u otro dátum altimétrico. 3.-

Control Geodésico Debido a lo aproximado de la escala de las fotos y a las deformaciones por los movimientos del avión, se hace necesario efectuar mediciones en el terreno, tendientes a determinar las alturas y efectuar las rectificaciones al detalle que aparece en ellas. Para ello se toman dos fotos consecutivas, que deben tener tres puntos como mínimo en el área de traslape, los cuales se medirán en terreno y se identificarán antes en las fotos, luego par con par, faja y bloque, se tendrá el relieve del bloque.

4.-

Aerotriangulación Mediante esta técnica se da control a todos los modelos estereoscópicos del vuelo. Para que exista una adecuada rigidez, cada modelo necesita como mínimo 3 puntos de control altimétrico y 2 puntos de control horizontal.


IX - 7

Control horizontal y vertical. Control vertical Fig N° 4 (“Aerotriangulación”) 5.-

Restitución Una vez obtenido el control por modelo, se procede a efectuar las correcciones a las fotos mediante instrumental. De cada modelo se va obteniendo el detalle de la costa, islotes, rocas, sargazos y curvas de nivel; cuando existan, el detalle de las áreas urbanas. Una vez que se ha efectuado la restitución de todos los modelos que conforman el bloque que cubre un área, se procede a compilar en una sola hoja, todas las restituciones parciales.De esta forma se logra la restitución del área., donde se delimitará la carta de acuerdo a su escala. Desde que se ha introducido la fotogrametría en la construcción de cartas náuticas, se ha experimentado una mejora notable en el delineamiento de la costa y detalles topográficos cercano a costa. De las fotos aéreas se obtienen los siguientes elementos de una carta náutica: • • • • •

•

Detalle de costa: se establece con exactitud la verdadera forma de la costa. Naturaleza de la costa: mediante la fotointerpretación es posible definir los tipos de costa, es decir, determinar sus características geomorfológicas. Configuración de la costa: se puede distinguir fácilmente un canal, un seno, una bahía, una caleta, un estuario, etc. Accidentes naturales o topográficos: se trazan en forma exacta las curvas de nivel y acotamientos; se determinan los ríos, acantilados, lagos, volcanes, etc. Accidentes artificiales: Se puede determinar también los elementos urbanos como construcciones, parques, plazas, calles, etc. También es posible ubicar ayudas a la navegación como son los faros, balizas, antenas, edificaciones notables, etc. Peligros para la navegación: por medio de fotografías aéreas también es posible detectar bajos fondos, rocas sumergidas, bancos de arena, sargazos, rompientes etc.


IX - 8

Fotogramas Restitución

Fig N° 5 (“De un fotograma a una restitución”)

Fig N° 6 (“Detalle que puede alcanzar una restitución fotogramétrica”) D.- ACTIVIDADES DE TERRENO 1.-

Observación de Mareas Las mediciones de mareas se utilizan para: • • • •

Determinar el Nivel Medio del Mar, N.R.S., y otros planos de referencia para propósitos de levantamientos hidrográficos. Proveer los datos básicos para predicción de marea y su publicación en las Tablas de Marea. Investigar fluctuaciones del Nivel Medio del Mar. Investigar la dinámica costerade los océanos y mares.

La observación secuencias de la marea debe satisfacer ciertos requerimientos básicos en cuanto a su precisión y longitud del registro. Existen dos formas básicas de efectuar las observaciones de marea:


•

IX - 9

Utilizando cualquier elemento que dé una indicación del nivel del mar en un instante cualquiera. En este caso encontramos a los elementos más simples de observación de mareas que pueden ser reglas graduadas, técnicamente llamadas Escala de Marea, las que pueden proporcionar información muy confiable y deben observarse y registrarse durante el tiempo de medición.

•

Utilizando un equipo que registre continuamente y en forma automática las variaciones del nivel del mar. En este grupo se emplean instrumentos denominados mareógrafos, los que permiten obtener un registro continuo del comportamiento del nivel del mar. Existen con flotador, diferencia de presión del hidrógeno con la presión de la columna de agua y equipos digitales de alta tecnología. Su forma de registro puede ser inscriptora sobre papel, perforación de una cinta de papel y registro magnético.

a.- Equipos de medición - El Mareógrafo En el mercado existe un sin número de equipos para medir la marea. Para el propósito de esta cartilla sólo analizaremos el empleado por el SHOA, que constituye a la fecha el más moderno empleado por la Armada de Chile. En la Figura N° 7 se muestra en diagrama general del mareógrafo que contiene: Registrador, el sensor de presión, antena meteorológica, antena transmisora de data y un equipo almacenador de data. Por otra parte está el buque, con su antena receptora, la unidad almacenadora y una pantalla que muestra la información de mareas, en tiempo real. Las principales bondades es su reducido tamaño y peso, las mediciones de mareas pueden ser recibidas directamente por el buque a una distancia aproximada de 10 millas (dependiendo de la altura de las antenas) y corregir la marea a las mediciones efectuadas por el ecosonda a bordo del buque. Este tipo de equipos es muy flexible en sus configuraciones (existen para mareas, corrientes y meteorología) y puede permanecer en un lugar durante un ciclo lunar sin mayor dificultad.


IX - 10

Lugar de medición Plataforma Hidrográfica Antena Receptora Sensores meteorológico y antena transmisora de data.

Pantalla receptora

DATALOGGER 3660

Almacenamiento de la Data Sensor de presión

Fig N° 7 (“El mareógrafo de última tecnología”) b.- Metodología de Observación 1)

Observación de mareas Solamente analizaremos la medición de la marea empleando equipos digitales de alta tecnología actualmente empleado por el SHOA ya descrito. a) Se elegirá un sitio, para la instalación, que reúna las siguientes condiciones: • Protegido del oleaje y viento reinante en el área. • Profundidad que asegure el sensor siempre sumergido y vertical. • La costa adyacente debe formar una planicie tal que permita instalar el equipo, la antena y queda al alcance del buque • El lugar debe ser limpio de algas, etc.. b) El sensor debe quedar colocado e instalado verticalmente y durante el período de observación no puede sufrir movimiento de ningún tipo. c) El registro será continuo, debiendo ser traspasado al buque de acuerdo a la capacidad de almacenamiento. d) La posición del sensor debe ser vinculada a la red de cotas de mareas. e) El registro final deberá indicar la altura de la marea a intervalos de tiempo, graduables de acuerdo a la planificación del Jefe Comisión, dependiendo de la precisión del levantamiento. Esta información nos permitirá obtener el comportamiento de la marea en dicho lugar.

Navegación Costera R.L.D. 2008 f)

IX - 11

De las mediciones, se obtendrá un resumen de altura de hora de pleamar y bajamar y la curva exacta de la fluctuación de la marea, con la cual se calculará la altura del nivel medio del mar al momento justo que se medio la profundidad del lugar g) A partir de los valores observados se pueden obtener los niveles de referencia básico para un levantamiento hidrográfico.

1)

Instalación y Nivelación de Cotas Fijas de Marea. - Instalación de cotas fijas. El propósito de la instalación de una cota fija de marea es contar con un punto estable que permita finalmente referir tanto los planos batimétricos como los planos topográfico y geodésicos. Al elegir un punto para la instalación de una cota fija de marea debe considerarse lo siguiente:

- Estabilidad: una cota fija debe ser ante todo un punto cuya altura permanezca invariable. Su instalación debe efectuarse en fundaciones de edificios o rocas de grandes dimensiones.

- Permanencia: la permanencia estará dada en parte por el lugar que se elija para instalar la cota fija, debe tenerse presente que el lugar no considere futuras construcciones, destrucción o acción de erosión. - Ubicación adecuada: este aspecto está relacionado tanto con la posición elegida para instalar la cota, como con su identificación. La identificación de la cota es necesaria para no dar margen a error cuando se pretende reestablecer los valores de la marea. (MP 2) (T) (MP 1) (A2)

(A1)

(C) (M)

Altura mar durante nivelación Cota (AC)

(AM) N.R.S.

Teodolito (T) Mareógrafo (M)

(S)

Cota de marea (C) Mira Parlante (MP) Sensor Mareógrafo (S) A1 = Altura Regla 1; A2= Altura Regla 2; AC = Altura Cota; AM = Alt. Marea AC = A1 - A2 + AM

- Fig N° 8 (“Instalación Cota de mareas”)

Sonda


IX - 12

De la figura, la cota de marea es un punto fijo en la costa, marcada con un sello de bronce (C), nivelado respecto a la altura del mar del momento, medido mediante el teodolito (T). El procedimiento será el siguiente: • Se instala la mira parlante o regla graduada en el punto donde esta llegando en ese momento el mar; debiendo quedar la regla vertical. (MP1) • En ese momento se inicia la nivelación viendo los números y graduaciones de la regla árabes del ocular (MP1). • Se leen las tres marcas (superior, medio, inferior), debiendo el promedio del superior con el inferior dar como resultado el medio (para verificar que este bien leído) • Se repite mismo procedimiento colocando la mira parlante (MP2) sobre la cota (C). • De esa forma se obtiene la altura o la diferencia de nivel entre el nivel del mar del momento y la cota. • Como el sensor de nivel del mar está instalado y midiendo, se sabe la distancia entre el sensor y el nivel del mar, mediante la diferencia de presión existente. • El cálculo del N.R.S. se hace en gabinete y de esa forma se obtiene finalmente la altura de la cota en relación al nivel de reducción de sonda. Una vez efectuados las mediciones de mareas durante un ciclo lunar se calculará, en gabinete, el N.R.S., de la siguiente manera: • Determinar la marea mas baja que se produce en el lugar. • El valor de la altura del mar durante la nivelación de la cota (AM) estará dado por la altura de la marea en el momento de la nivelación menos la altura de la mas baja de las mareas. • El N.R.S. respecto a la cota será: A1 - A2 + AM A modo de Ejemplo: El 20 de noviembre de 2008, se desea instalar una cota de mareas para marcar el N.R.S.. Se mide la altura existente entre la línea del agua y la mira (A1) = 3.1 mts, y la altura de la cota es de (A2) 0.5 mts. La medición se efectuó a las 12:30. Se mide la marea durante un ciclo lunar mediante el mareografo, determinando el N.R.S.. Con este dato se calcula que la altura de la Marea para el 20 de noviembre a las 12:30 era de 2,3 mts. Es decir entre la cota y el N.R.S.= 3.1 – 0.5+ 2.3 = 4.90 mts. (AC) Si se debiera volver a un área que tenga las mismas características mareográficas, se tienen el N.R.S. con lo cual se podría hacer el procesamiento del sondaje incluyendo la marea, en terreno. 2)

Procesamiento de los Registros Al ser procesados los registros obtenidos, podremos determinar el Nivel Medio del Mar (N.M.M.) y el Nivel de Reducción de Sonda (N.R.S.). El N.M.M. es la media aritmética de las alturas horarias de la marea observada durante un cierto período. Así podremos tener un N.M.M. mensual, un N.M.M. anual, etc.


IX - 13

El N.R.S. es el plano al cual están referidas las profundidades. Chile ha definido este nivel como el alcanzado por la mayor bajamar de sicigias del lugar, estando la luna en el perigeo. Otros cálculos, bastante complejos y que escapan al objetivo de esta cartilla, nos permitirán conocer las constantes armónicas de la marea y con ello predecir el comportamiento de ésta. A través de comparaciones también podremos determinar las diferencias en altura y hora de las pleas y bajamares entre un lugar de registro permanente (puerto patrón) y otro de registro temporario (puerto secundario), posibilitando la predicción en este último.

2.- SONDAJE La operación de sondaje consiste en determinar las profundidades del agua, asignando a cada una de éstas, su correspondiente posición geográfica referida al mismo datum horizontal del plano topográfico que constituye la carta náutica. Actualmente se emplean equipos de alta precisión en el posicionamiento del buque o de la embarcación y en la medición de profundidad, por lo que se puede asegurar que prácticamente no existen errores en ellas. a.-

Equipos de medición 1)

Sistema de Posicionamiento La posición de la embarcación y del buque durante un sondaje, es determinada mediante un equipo GPS con el apoyo de una GPS diferencial instalado en tierra en un lugar con posición geodésica conocida. Como la señal satelital es recibida simultáneamente en ambos equipos, es posible determinar el error entre el GPS diferencial y la posición dada por el GPS, diferencia que puede ser corregida automáticamente o posteriormente de efectuado el sondaje. Detalle de este sistema se describe más adelante. Profundizando estos conceptos, se puede decir que tanto en la embarcación y buque como en tierra se instala un GPS, dando el carácter de diferencial una antena VHF instalada en tierra, configurada como transmisora, y la de la embarcación como receptora. La finalidad es realiza un sondaje en tiempo real, con un error en el posicionamiento en la escala de los centímetros, lo cual no es relevante para la escala de la carta incluso aquellas que tienen una escala menor (Mayor precisión) El modo post proceso es similar al modo diferencial, a excepción de que el primero se desarrolla sin la transmisión en tiempo real del posicionamiento con GPS (10 a 20 mts de error), Es decir, no se utiliza la antena VHF, sino que el cálculo del error de posicionamiento se realiza con posterioridad al sondaje.

2)

El ecosonda (Monohaz) El ecosonda es un sistema que mide el tiempo que demora una onda sonora en ir desde un emisor a bordo hasta el fondo y su regreso al receptor. Este tiempo convertido a distancia o profundidad es logrado conociendo la velocidad de propagación del sonido en el agua. El sonido se transmite a través del agua a una velocidad casi constante, sin embargo ésta varía con la densidad del agua, la que es función de la temperatura, salinidad y presión. Los ecosondas en su cálculo asumen una velocidad preestablecida denominada velocidad de calibración.


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El fórmula para la profundidad determinada por un ecosonda es: D= donde D V T K DT

VxT 2

+ K + DT

= Profundidad de la superficie del agua = Velocidad media del sonido en la columna del agua = Tiempo de ida y regreso del pulso = Constante del índice del sistema = Profundidad del transductor desde la superficie (que puede no ser igual al calado del buque).

Las partes que componen un ecosonda son las siguientes: • • •

Consola Transductor Fuente de poder

La consola contiene el transmisor eléctrico el que una vez amplificada la potencia la envía al transductor el cual convierte dicha energía eléctrica en pulsos acústicos que se transmiten a través de la columna de agua hasta el fondo. Parte de esta energía es reflejada y registrada por el mismo transductor, transformándola en pulsos eléctricos. La señal eléctrica es amplificada en la consola y procesado el tiempo que demora la señal en ir y volver. El resultado de este proceso es indicado como profundidad, Fig. N° 9 (“Ecosonda Monohaz” ya sea en un visor, un registro impreso o digitalmente. En este último caso se encuentra integrada la profundidad con las posición obtenida por GPS. Los transductores normalmente están diseñados para operar en una frecuencia específica, dependiendo de su aplicación. Sus frecuencias se dividen en 3 grupos: • Baja frecuencia (bajo 15 kHz) (Aguas profundas) • Frecuencia media (entre 15 y 50 kHz) • Alta frecuencia (sobre 50 kHz) (Aguas someras) Otra característica de los transductores es el ancho del haz de su emisión. • Un haz angosto (2º) será usado para obtener mayores precisiones • Un haz ancho (50º), para asegurar un registro en sondajes oceánicos, a no ser que se utilice un transductor estabilizado para evitar los efectos del balance y cabeceo del buque. b.- Equipo Multihaz Como se ha dicho anteriormente, el ecosonda, transmite la energía acústica de manera tal que se obtienen los ecos de sólo una parte del piso marino, lo cual se logra dirigiendo el sonido a través de un haz especial, que tiene una forma parecida a un cono. Dada las dimensiones de los océanos, la pequeña área iluminada por el sonido de los ecosondas de haz angosto, resultó ser insuficiente para conocer ampliamente el fondo del mar. Para cubrir mayores áreas y minimizar los costos de operación, se desarrollaron


IX - 15

sistemas capaces de mapear extensas zonas con una precisión y exactitud adecuadas. Estos sistemas emiten varios haces angostos de sonido, ordenados como un abanico, que cubren el suelo oceánico simultáneamente y aumentan la cobertura espacial, permitiendo 100% de cobertura en un área dada, sin dejar zonas del fondo marino desprovistas de información batimétrica, y la de obtener una cantidad de datos suficientes en un corto tiempo de medición Los factores que afectan a la propagación de las señales acústicas emitidos por los transductores, son similares a los del ecosonda.

Barrido del MultiHaz

Fig N° 10 (“Sistema Multihaz”) 1) Descripción general del equipo El sistema de sonares de multihaz se compone de dos ecosondas principales: el Hydrosweep MD-2 y el Fansweep FS-20. a) Ecosonda Hydrosweep MD-2: Este sistema esta diseñado para una rango de detección hasta aproximadamente 1.500 m, debido a su frecuencia de operación (50 kHz). Este sistema funciona emitiendo en forma alternada por ambas bandas de los transductores y genera en total 320 haces, con un ángulo máximo de barrido de 152°. Asimismo, tiene la posibilidad de cubrir un área transversal de ocho veces la profundidad vertical y procesar la información de amplitudes acústicas para obtener imágenes tipo sonar de barrido lateral, cuya aplicación más directa es la detección e identificación de objetos.


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8 veces la profundidad Fig N° 11 (“Ancho de barrido Lateral”) b) Ecosonda Fansweep FS-20. Sus mediciones son más exactas que las del Hydrosweep MD-2., pudiendo alcanzada hasta 250 m, ya que opera a una frecuencia de 200 kHz. La cantidad de haces que se generan con este sistema es muy superior al Hydrosweep MD-2 y la cobertura transversal al buque puede ser de hasta 12 veces la profundidad vertical. Lo anterior es muy útil para trabajos exploratorios o rebusca de bajos. Los transductores de ambos sonares se ubican en un domo bajo la quilla, el cual fue diseñado para obtener datos de alta calidad, sin que interfiera la turbulencia (burbujas) sobre los transductores que es generada por el movimiento del buque. Casco del Buque 1.5 mts.

Transductor Hydrosweep Md-5

Transductor Fansweep FS-20

Transductor DESO 2S (Monohaz)

Fig N° 12 (“Domo donde se ubican los transductores”) Para obtener la precisión y exactitud requeridas, cuenta con varios elementos periféricos constituidos por un sensor de movimiento (estabilización por balanceo y cabeceo) ,de velocidad del sonido, sistema DGPS (Sistema de Posicionamiento Global Diferencial) en tiempo real y giro digital. También cuenta con la posibilidad de corregir en tiempo real el valor de las profundidades medidas, de acuerdo con las variaciones del nivel del mar. 2) Adquisición y procesamiento de los datos batimétricos Para la adquisición de los datos batimétricos se utiliza un programa, el que captura los datos batimétricos de los equipos periféricos en tiempo real, pudiéndolo representar en un ploteo con latitud y longitud no cartográfico este tipo de información hidrográfica. Este programa se compone de:


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a) Módulo de adquisición, el cual permite operar el sistema multihaz, planificar la navegación y capturar los datos de los equipos periféricos. Este programa despliega la información de las Cartas Electrónicas de Navegación, las cuales ayudan a la navegación del buque y la planificación del sondaje. b) Módulo de transferencia de datos para el postprocesamiento y el almacenamiento de la información. c) Programa de postprocesamiento, permite editar la información de mareas, velocidad del sonido y periféricos, posicionamiento y profundidades. La identificación de artificios batimétricos y datos erróneos no es un proceso fácil, pero se consigue con la experiencia y el conocimiento de las capacidades y limitaciones de los equipos, así como de las posibles causas ambientales que afectarían las mediciones. d) Módulos que permite realizar la representación cartográfica. Una vez que los datos se han editados y corregidos a. Se ingresan al módulo principal del sistema b. Se realiza una selección general de sondas c. Se elabora el canevas (marco de la carta y su graticulado) correspondiente d. Se generan contornos batimétricos e. Editan las sondas para una visualización más correcta y estética. f. Por último se crea un archivo que contiene toda la información hidrográfica para la edición final de la Carta Náutica respectiva. e) También se pueden generar varios subproductos, como mapas de relieve submarinos, mapas tridimensionales, entre otros. 3) Planificación del sondaje Para programar la ejecución de un sondaje hay que considerar entre otros aspectos, los siguientes: • • • • • •

Plataforma (buque, lancha hidrográfica o bote de goma). Existencia de una minuta o plano del lugar. Características y forma de la línea de costa. Objetivo del sondaje. Personal e instrumental disponible. Informaciones o antecedentes de reconocimientos anteriores.

Del análisis de los puntos anteriores definiremos convenientemente lo siguiente: • • • • •

Intervalo entre las líneas de sondas. Intervalo entre posiciones de la embarcación. Velocidad de la embarcación. Densidad de las líneas de sonda de verificación. Método de posicionamiento, ubicación de estaciones de mareas y del DGPS.

De este modo, si se trata de un sondaje normal, la escala de la minuta será 1:50.000 a 1:10.000 en puertos, 1:10.000 a 1:50.000 en accesos a puertos y menores de 1:50.000 en aguas costeras. La velocidad de sondaje del buque hidrográfico es entre 10 y 14 nudos y de una embarcación menor de 5 y 8 nudos. Las líneas de verificación se correrán dependiendo de la profundidad y de la escala de la carta.


IX - 18

Línea de Verificación

Buque Hidrográfico

Lancha Hidrográfica

Corrida de sondas

Mareógrafo DGPS

Fig N° 13 (“Planificación de líneas del sonda para el buque y por la embarcación.”) Se debe tener presente que el espaciamiento entre las líneas de navegación batimétricas deben asegurar la mejor cobertura del área de acuerdo al orden o grado del levantamiento, el cual está dado por las características del área (puertos, canales, mar abierto, etc.). El espaciamiento entre líneas se calculo de acuerdo a la profundidad o la escala de la carta. A modo de ejemplo, en el trabajo del multihaz se considera en cobertura del 100% traslapados en un 60 % del área cubierta.

3 Traslapo

2 1

Fig N° 14 (“Traslapo del 60% en las corridas del Multihaz.”)


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Una vez determinado el espaciamiento entre líneas, el hidrógrafo debe calcular las millas que se navegarán para cubrir todas las líneas de sondaje y así poder obtener el tiempo requerido para el trabajo, debiendo además considerar los factores climáticos e imprevistos. Se debe asegurar que no se produzcan áreas no sondadas y suficientes traslapos entre las diferentes áreas previstas. Con los datos anteriores, la configuración de la costa, la orientación de las líneas en el área a navegar, se determina definitivamente el track a navegar con el respectivo espaciamiento entre el buque y las embarcaciones menores. Las líneas que son más importantes deben ser verificadas con otras líneas que la crucen perpendicularmente. Éstas se llaman líneas de verificación. Otras tareas que se deben realizar son la toma de muestra del fondo, un perfil acústico para determinar la velocidad del sonido en el agua, entre otras. 4)

Procedimiento para sondar a) Buque Hidrográfico. Durante el sondaje, el buque hidrográfico, navegará de acuerdo al track trazado registrándose automáticamente la información del ecosonda o multihaz y la posición GPS, las cuales serán modificadas en tiempo real de acuerdo a la corrección que dará el GPS diferencial instalado en tierra. Durante esta navegación se tendrá en el computador una copia de la restitución del área, lo cual permitirá llevar claramente la navegación cubriendo toda el área planificada evitando pasar por áreas ya sondadas. b) La embarcación (bote de goma y lancha hidrográfica): Actualmente el proceso de sondaje se realiza de la siguiente manera: •

•

•

Antes de iniciar el sondaje se debe hacer la prueba de la barra o plancha, que consiste en instalar bajo el transductor una plancha metálica con agujeros a diferentes profundidades objeto determinar los parámetros para calibrar el equipo.. Previamente se debe definir las líneas a navegar y la distancia entre cada línea de sondaje, lo que nos da el tiempo entre cada observación. Normalmente será de 30 segundos. Al comenzar el sondaje, se registrará en el ecograma del ecosonda el punto de partida y desde ese momento, éste automáticamente registrará la hora y la profundidad desde el transductor. Ver Ecograma.


IX - 20

Fecha

Hora Profundidad

Fig N° 15 (“Ecograma”) • •

o

Automáticamente se registrará la posición del bote (Transductor) y la hora con GPS. Terminadas las corridas y el procedimiento a bordo. - Se verifica si fue cubierta toda el área planificada, para eso se hace correr la información digital del GPS en computador que tiene la restitución incorporada.

- Se realiza la prueba de la barra o plancha. - Se guarda toda la información para trabajo posterior en gabinete. •

En tierra Se post-procesa la información de la posición obtenida por ambos GPS (móvil v/s base (tierra)).

•

En el SHOA. Se digitaliza los ecograma, es decir se mide la profundidad para cada intervalo de tiempo considerado (cada Nº de sonda y hora (hh.mm.ss.) le corresponde una profundidad). Durante este proceso se verifica la existencia de bajos o anomalías detectadas en el ecograma. Su valor constituye la sonda ecograma o sonda leída. -

Se corrige la marea de acuerdo a las mediciones efectuadas durante el sondaje, la altura del transductor respecto a la superficie del mar y por último la corrección por calibración del ecosonda. (prueba de la barra).

-

Se integra la información de posición con la sonda calculada, es decir los datos quedan transformados en :N° sonda, Fecha, Hora, Latitud y longitud ( o en coordenadas UTM) y Sonda real.


IX - 21

4

Posición GPS buque

Corrección Posición GPS lancha

1

3 1

Posición Geodésica

2

Medición de mareas (Mereógrafo)

Sondaje Monohaz Sondaje con Multihaz

5 Bote / Lancha

B

En esta figura se muestra el resumen de la actividad Hidro - Oceanográfica en terreno. 1.- El buque efectuado sondaje con Multihaz, obteniendo la posición mediante una constelación de satélites, corregida mediante el GPS diferencial tiempo real. 2.- La Lancha Hidrográfica y botes de gomas sondando mediante un ecosonda Monohaz 3.- Mediciones de mareas para corregir el sondaje y las observaciones de corrientes para complementar la cartografía. 4.- Obtención de posición geodésica en tierra para vincular la carta a la red geodésica del SHOA o IGM y a las restituciones. 5.- El resultado final será una carta preliminar como se muestre al lado derecho con el sondaje obtenido por ambas naves. F.- PROCESAMIENTO EN GABINETE Toda la información obtenida en terreno es procesada, validada, corregida, editada y compilada para producir los datos necesarios para producir la carta náutica. Los datos básicos son: La topografía, el contorno de costa, las sondas ya reducidas al NRS y posición de accidentes geográficos y de ayudas a la navegación útiles a para los navegantes.


IX - 22

G.- EDICIÓN DE LA CARTA NAUTICA El producto final de todo el proceso Hidro – Cartográfico - Oceanográfico es la Carta Nautica de Papel y Electrónica, cuyas etapas de producción generales son las siguientes 1.-

Compilación y edición. Para la confección de la carta de navegación es necesario contar con la restitución (contorno de costa, las alturas mas significativas, las cotas de alturas, el sondaje previamente seleccionado de acuerdo a la escala de la carta, el graticulado de las coordenadas geográficas (latitud y longitud), puntos notables de referencia como faros, balizas, estanques, etc. Todos se encuentra en formatos digitales • Posteriormente se le incorporan los nombres geográficos, la simbología para cada accidente geográfico de acuerdo a la carta N° 1, las características de los faros, corrientes, advertencias, datos de mareas, nombre de la carta, la roza, diseño de las escalas de medición de la carta, etc., es decir toda la información adicional que contienen una carta de navegación. Esta etapa es de aproximadamente dos meses. •

2.-

Control de calidad y corrección. En esta etapa se revisa cada información contenida en el proyecto de carta, comparando con otros antecedentes como son los derroteros, cartografía antigua, cartografía internacional, política de simbología, chequeo bajo el punto de vista del usuario, incorporación de los último avisos, que las frases no interfieran la navegación, la ortografía, etc. • Durante este chequeo, el proyecto pasa por los diferentes departamentos técnicos donde se verifica el sondaje, las mareas, las corrientes, los puntos de fondeo recomendado, las ayudas a la navegación como faros, balizas, etc, los nombres geográficos, etc. • Al término del este proceso de chequeo, el Sr. Director del SHOA da el visto bueno para su impresión. •

3.•

4.-

Obtención originales de reproducción Una vez que se encuentra aprobada, la carta es transformada en cinco antecedentes cartográficos (positivos) los cuales corresponden: a. Negro : Planimetría, rosas, canevas, sondajes y toponimia. b. Amarillo : Representa la Tierra c. Azul : Bajos fondos, lagos y lagunas. d. Sepia : Curvas de nivel, cotas de altura. e. Magenta : Luces, fondeaderos, “Ver carta”, zonas de planos, zona de pesaca, entrada y salidas de puerto.

Traspaso a plancha offset. Es necesario traspasar a una plancha de impresión para offset. Para ello los cinco antecedentes ya definidos anteriormente que corresponden a los cinco colores que componen la carta náutica, se reproduce en positivos el cual posteriormente cada antecedente es copiado a una plancha de impresión gráfica. • Tendremos entonces las cinco planchas para formar la carta de navegación.

•

5.•

El proceso de impresión. Para imprimir se emplea una máquina de impresión offset bicolor, que permite gran exactitud en los colores y en el calce de las cinco planchas. • En la 1ra. pasada se imprime el negro y el amarillo • En la 2da. pasada se imprime el azul y el magenta. • En la 3ra. Pasada se imprime el color sepia.

Navegación Costera R.L.D. 2008 6.-

IX - 23

La carta Náutica, producto final. • • •

•

El producto final es la carta de navegación. La exactitud de la carta resultante dependerá del sistema de posicionamiento utilizado para colocar la data obtenida por el buque, de la acuciosidad del trabajo en terreno y de la calidad de los equipos. Al utilizar las cartas de navegación con equipos electrónicos como GPS, se debe tener la precaución de ajustarlo al dátum de la carta con la cual se navega. La Carta electrónica es una de las mejores ayudas al navegante, su provecho va a estar determinado por el profesionalismo del que la utilice. La actualización constante y automática de la posición de las naves respecto a lo mostrado puede dar al navegante un falso sentido de seguridad, haciéndolo confiar en la exactitud de una carta cuando los datos fuente de los cuales la carta fue hecha no pueden apoyar la escala de la carta utilizada.


IX - 24



X-1

Capítulo Nº 10 “TEORÍA DEL GIROCOMPÁS” Ref.: a.- Manual de Navegación Pub. SHOA Nº 3030 y 3031. b.- Admiralty Manual of Navigation BRd 45 (3) “Navigation Systems, Equipment & Instruments. (1966)

A.- Introducción. El girocompás es un instrumento electro mecánico que tiene la propiedad de orientarse en dirección Norte - Sur geográfica y permanecer orientado, bajo la influencia combinada de la rotación de la tierra, de la gravedad y de las propiedades giroscópicas (rigidez y precesión). Para su uso en navegación, sus indicaciones se transmiten a una Rosa Magistral y por medio de circuitos eléctricos, a una serie de repetidores. El origen del girocompás, fue el giroscopio, y el origen de éste el trompo. B.- Características del Girocompás. 1.2.3.4.5.6.7.8.-

El girocompás provee de indicación segura de dirección. Es de gran estabilidad y sensibilidad no presentando oscilaciones en los balances, lo que se traduce en absoluta seguridad en el rumbo y en demarcaciones. No es afectado por la escora. Provee de muchas indicaciones a los repetidores, en cualquier parte del buque. Permite utilizar un gobierno automático y registrar gráficamente el rumbo navegado. En caso de existir error, este es constante para todas las proas, y por lo tanto, puede ser corregido. Gran fuerza directriz, la que disminuye hacia los polos en menor proporción que el compás magnético. Debido a su gran período de oscilación, necesita mucho tiempo para orientarse.

C.- Principios generales de Funcionamiento: 1.-

Fenómeno elemental del trompo El eje de cualquier trompo, que baila en cualquier sentido, describe un cono, y el extremo superior del eje, un círculo alrededor de una vertical que pasa por el punto de apoyo del trompo. El sentido del movimiento cónico del eje con respecto al sentido de rotación del trompo, depende de la posición del centro de gravedad con respecto al punto de apoyo. Este movimiento también lo tiene el eje de la tierra, se llama "Precesión", y como veremos más adelante, se debe a la acción de la gravedad sobre la masa del trompo. Fig Nº 1. Un trompo construido y montado en tal forma que su centro de suspensión o punto de apoyo coincide con su centro de gravedad se llama "Giroscopio Elemental".


X-2

Fig Nº 1 “Precesión del Trompo”

2.-

Giroscopio elemental. (Ver Fig Nº 2 ) Eje vertical Giróscopo

Plataforma de montaje

Eje rotación rotor Eje horizontal Sistema Cardan

Fig Nº 2 “Giroscopio elemental”


X-3

El giroscopio elemental puede definirse como un trompo o cuerpo giratorio montado en tal forma que puede rotar libremente alrededor de su eje; que este eje puede colocarse en cualquier dirección del espacio y permanecer en ella, y que el centro de gravedad del trompo coincide con su centro de suspensión. Sirve para estudiar y demostrar las propiedades y fenómenos giroscópicos. Para que la gravedad no tenga efecto sobre el rotor alrededor de ninguno de los tres ejes, el centro de gravedad de él debe coincidir con el punto de intersección de los tres ejes, punto que es a la vez el centro de suspensión del sistema.

Fig Nº 3 “Ejes que intervienen en un Giroscopio elemental” 3.-

Propiedad Giroscópica. Todos los fenómenos giroscópicos conocidos, se derivan de dos propiedades particulares del instrumento: RIGIDEZ o INERCIA y PRECESION.


X-4

Rigidez o inercia giroscópica. Es la propiedad que tiene un giroscopio de mantener su eje de rotación en una dirección fija del espacio mientras está rotando, siempre que una fuerza extraña no la saque de ella. Si una fuerza extraña tratara de hacerlo, la rigidez no opone ninguna resistencia, pues la rigidez no es fuerza, sino un estado de inercia. Esta propiedad se debe a la primera ley de Newton sobre movimiento, que dice: "Un cuerpo permanece en reposo o continúa en movimiento uniforme rectilíneo, mientras una fuerza extraña no la saque de ese estado". La rigidez se demuestra haciendo rotar un giroscopio y tomándolo de su montaje, darle movimientos suaves que no influyan en la fricción de sus ejes, observaremos que el eje de rotación no altera la dirección en que se encuentra, Fig. Nº 4.

Fig. Nº 4. 5.-

Rotación aparente. La rotación aparente de un giroscopio es un movimiento cónico circular de su eje, en sentido contrario a la rotación de la tierra, alrededor de una recta que pasa por su centro de giro, paralela al eje terrestre. Este movimiento es una consecuencia de la rigidez y de la rotación real de la tierra de Weste a Este. Es aparente porque no es el giroscopio el que gira, sino la tierra, y en consecuencia la superficie de ésta cambia de posición con respecto a la dirección del eje del giroscopio, aparentando que fuera este eje el que hace la rotación. Ver Fig. Nº 6


X-5

Fig. Nº 5

Fig. Nº 6

.


X-6

Posición de Reposo. Se entiende por posición de reposo, aquella en que el eje de un giroscopio no demuestra rotación aparente y permanece fijo con respecto a la superficie de la tierra. Es decir, no se mueve en declinación, ni se mueve con la rotación de la tierra. Ejemplo. Si en Latitud 20° N. colocamos el eje de un giroscopio en sentido de N. a S. y el extremo Norte del eje levantado 20° sobre el plano horizontal, tampoco se observará rotación aparente, es decir estará en reposo.

7.-

Diagrama Polar. Se llama diagrama polar al gráfico de la trayectoria descrita por uno de los extremos del eje de rotación del giroscopio, sobre un plano perpendicular al eje de la tierra, durante su rotación aparente (Fig. 7.)

Se vio que esta trayectoria es un círculo descrito en 24 horas alrededor de una paralela al eje terrestre, por lo tanto, el centro del diagrama polar es la intersección de esa recta con el plano del diagrama, y la posición del centro del diagrama, con respecto al plano horizontal, depende de la inclinación de esta recta, inclinación que depende de la Latitud del lugar.

Fig. Nº 7 Diagrama Polar 8.-

Precesión. Al aplicar una fuerza, el eje de rotación de un giroscopio se desvía en dirección perpendicular al sentido de la fuerza y opone resistencia para moverse en el sentido de ella. Este fenómeno llamado precesión y la resistencia encontrada, se deben a una combinación mecánica, de la fuerza aplicada con la fuerza de rotación. Coloquemos horizontal el eje de rotación y dirigido de Norte a Sur. Mirando el giroscopio desde el Sur démosle rotación en el sentido de las agujas de un reloj. (Fig. 8)


X-7

Fig Nº 8 Precesión

Apliquemos que el extremo Sur del eje de rotación una fuerza horizontal hacia la izquierda, que trata de girar el eje de rotación alrededor del eje vertical. Encontramos una gran resistencia y en vez de conseguir un movimiento en ese sentido, veremos que el extremo Sur bajará hasta quedar vertical el eje de rotación del giroscopio; en este momento la resistencia cesa. Ley de precesión señala: "Cuando un giroscopio se somete a una fuerza angular que trate de desviar la dirección en que está su eje de rotación, opone resistencia y su eje precede en dirección perpendicular a la fuerza aplicada, hasta colocar, por el camino más corto, el plano y el sentido de su rotación en el plano y sentido de la fuerza".


9.-

X-8

Precesión continua. Cuando se dispone en tal forma que, la fuerza aplicada vaya cambiando de plano al movimiento de precesión, la precesión continuará indefinidamente, porque nunca llegará el plano de rotación a coincidir con el plano de la fuerza. La precesión se hace continua. Si al eje de rotación, colocado horizontal, le colgamos un peso en un extremo, el eje precederá desviándose perpendicular a la fuerza representada por el peso, o sea, girando alrededor del eje vertical; además debido a la resistencia, continuará horizontal sin ceder a moverse en el sentido de la fuerza, Fig. Nº 9.

Fig. Nº 9 “Precesión continua” Entonces la precesión se hace continua, puesto que el peso o fuerza irá trasladándose paralelamente asimismo y obrará indefinidamente en la misma forma sobre el giroscopio. Sacando el peso, la precesión cesa. Invirtiendo el sentido de la rotación, o cambiando el peso al otro extremo del eje, se invierte el sentido de la precesión continua.


X-9

D.- El Girocompás 1.-

Propiedades fundamentales. Se ha visto que un giroscopio colocado en cualquier punto de la superficie de la tierra, manifiesta Rotación Aparente o permanece en Posición de Reposo. Ninguna ley ni fenómeno lo obliga a orientarse de Norte a Sur con su eje de rotación horizontal, ni lo obliga tampoco a colocar su eje paralelo al terrestre. Si estando en posición de reposo, una fuerza extraña lo saca de ella, ninguna propiedad lo hace recuperarla.

2.-

Balístico de Mercurio Se ha visto que un peso colocado en un extremo del eje de rotación de un giroscopio, produce precesión continua en un mismo sentido. En vez de un peso, coloquemos un vaso con mercurio en cada extremo del eje de rotación y ambos vasos comunicados por un delgado tubo inferior, montados en forma que el centro de gravedad de ellos coincida con el centro de gravedad del rotor. En este par de vasos comunicantes que se llama "Balístico de Mercurio", el mercurio en él contenido estará sometido a trasladarse de un vaso a otro cada vez que se incline el eje de rotación del giroscopio, debido a la rotación aparente, Fig. Nº 11. El objeto del Balístico de Mercurio es hacer preceder el eje de rotación hacia el meridiano y cambiar el sentido de la precesión continua, cada vez que cambie la inclinación del eje de rotación. Con el balístico provocamos intencionalmente un desequilibrio en el giroscopio elemental y hacemos intervenir la gravedad de la tierra (peso del mercurio) para orientarlo.

Resulta que debido al balístico, el diagrama polar se ha convertido en una elipse cuyo eje menor es una vertical contenida en el plano del meridiano y el eje mayor es una horizontal (Fig. 10).

Fig Nº 10


X - 10

En resumen: 1) Con el balístico se ha convertido el diagrama polar en una elipse. 2) Se ha completado un diagrama polar en mucho menos de 24 horas. 3) El eje de rotación del giroscopio ha permanecido todo el tiempo casi horizontal, es decir, ha oscilado alrededor de una horizontal dirigida de Norte a Sur y no alrededor de una paralela al eje terrestre, como lo hace el giroscopio sin balístico, las oscilaciones producidas por el balístico también serán continuas, como la rotación aparente y duran indefinidamente. 3.-

Amortiguamiento. El balístico no logra dejar quieto en la dirección Norte - Sur horizontal (dirección de la línea meridiana) al eje de rotación del giroscopio. La rotación aparente lo hace continuar describiendo un diagrama polar que es una elipse horizontal alargada cuyo centro está en la dirección del meridiano (Fig. 12). Es decir, el eje de rotación queda "oscilando" alrededor del meridiano y la horizontal. El amortiguamiento consiste en reducir mecánica y automáticamente estas oscilaciones horizontales en cada semi-oscilación que el eje efectúa, en forma tal, que el sentido de la precesión cambie antes que el extremo del eje haya terminado su carrera horizontal con que se aleja del meridiano. El objeto del amortiguamiento es obligar al eje de rotación a que concluya sus oscilaciones, quedando orientado por si solo, haciendo que las elipses que describen vayan siendo cada vez menores hasta convertirse en un punto que es centro de ellas y es también la dirección horizontal del meridiano. El amortiguamiento se consigue inclinando el eje mayor de las elipses, un cierto ángulo con la horizontal, en forma que antes que el eje de rotación llegue a los extremos de su oscilación elíptica, pase por la posición horizontal, donde recibe inmediatamente un impulso contrario al sentido de la precesión que lleva. El diagrama polar resultante es una espiral convergente que, después de tres o cuatro oscilaciones, se reduce a un punto, el que lógicamente coincide con la intersección del meridiano y la horizontal (centro de la elipse original). Así se obtiene que el eje de rotación queda orientado, y si alguno fuerza extraña la saca de su orientación, el fenómeno se repite y vuelve a orientarse. Para obtener el amortiguamiento y mantener la orientación del eje de rotación del giroscopio hay que inclinar los ejes de la elipse un cierto ángulo; es decir, inclinar la elipse. Esto se consigue por medio del pivote excéntrico, pues si el punto de contacto del balístico con la caja del rotor estuviera en línea con el eje vertical, el momento producido por el balístico, sólo actuaría en el eje horizontal haciéndolo preceder alrededor del eje vertical, esto es, no tendría amortiguamiento. Pero, ubicando el punto de contacto, una fracción de pulgada al Este de la vertical, (equivale inclinar el eje de lo elipse) el momento actuará en el eje horizontal y vertical; o sea, presión en ambos ejes; siendo la presión alrededor del horizontal mucho más pequeño que la alrededor del vertical, debido o la pequeña excentricidad del pivote.


X - 11

Resumen de la Orientación. a.b.c.d.-

El efecto vertical del balístico de mercurio hace preceder al Weste cuando el extremo Norte del eje está sobre la horizontal. El mismo efecto hace preceder al Este cuando está el eje bajo la horizontal. La excentricidad del punto de apoyo hace bajar el extremo Norte cuando éste está sobre la horizontal, y lo levanta cuando está bajo esa horizontal. Esta excentricidad trata, por lo tanto, de llevar el eje del rotor al plano horizontal.

Fig Nº 11 “Orientación”

De lo anterior de puede concluir que el eje llega al punto de reposo O por tres causas: 1) Rotación de la tierra. 2) Efecto de precesión al meridiano por el balístico de mercurio (gravedad). 3) Pivote excéntrico del punto de apoyo colocado al Este. Si el instrumento es sacado de la posición de reposo por cualquier causa extraña, volverá a hacer la espiral hasta quedar nuevamente en reposo en la línea N-S. Al describir el eje una espiral, las amplitudes horizontales al meridiano van disminuyendo hasta llegar al punto de reposo. la paulatina disminución de estas amplitudes se llama amortiguamiento.


X - 12

Este amortiguamiento dura por lo general tres horas. Si es necesario que se demore menos, puede colocársele inmediatamente más o menos orientado en la dirección del Norte verdadero con su eje horizontal ya los quince minutos está prácticamente orientado. E.-

Errores del girocompás. Para que un girocompás sea un instrumento que indique con precisión el meridiano verdadero, debe diseñársele de tal manera que tenga los medios de compensar todas las influencias que puedan producir errores en su indicación. Se destacan los siguientes: 1.-

Línea de Fe desplazada: De haber un error debe ser corregido.

2.-

Error por tangente de la Latitud: Este se produce debido únicamente al pivote excéntrico. Para corregirlo, sólo es necesario colocar la escala en la Latitud en que se navega. El mecanismo automáticamente aplica la corrección necesaria.

3.-

Error de Latitud, Velocidad y Rumbo: estos errores depende de: • De la velocidad del buque. El error "aumenta" con el "aumento" de velocidad. • De la latitud. El error se "agranda" con "aumento" de latitud. • Del rumbo del buque. El error es "mayor" según sea la componente Norte-Sur del rumbo y "decrece" con la disminución de ésta. El girocompás viene equipado con el mecanismo necesario para corregir este error, basta colocarlo en la correspondiente velocidad y Latitud para que automáticamente se mueva la línea de fe en la dirección y magnitud conveniente para compensarlos.

4.-

F.-

Efectos del balance y cabeceo: Este efecto se produce cuando el instrumento no está bien montado en el sistema de suspensión Cardán. Su corrección se debe hacer en un taller especializado.

Otras aspectos relacionados con el Girocompás. Debido que el girocompás no está influenciado por el magnetismo no está sujeto a correcciones por Variación Magnética ni Desvíos. Cualquier error del giro es constante e igual a todas las proas. Su valor puede reducirse a menos de un grado, con lo cual cabe decir que efectivamente puede eliminarse del todo. A diferencia del compás magnético puede enviar su señal a repetidores espaciados alrededor del buque en variadas posiciones. Por otra parte, requiere de un suministro de poder constante y estable y si éste se interrumpe, se necesitan varias horas para que se oriente nuevamente al meridiano. Este lapso puede reducirse, alineando el compás con el meridiano, antes de conectar el poder, una vez éste haya sido restituido. El girocompás está situado normalmente bajo cubierta tan cerca como sea posible del centro de balances, cabeceos y guiñadas del buque, a fin de minimizar los efectos de movimiento de éste sobre el giro. Los repetidores se encuentran situados frente a la caña del timón en el puente de gobierno, en los alerones para tomar demarcaciones, en el servomotor en caso de gobierno en una emergencia, etc. Sus señales alimenta registradores de rumbos, sistemas de piloto automático, plottings, sistemas de control de fuego y radares. Los repetidores deben controlarse periódicamente comparándolos con el giro patrón para asegurarse que estén perfectamente alineados. Los de los alerones, empleados para tomar demarcaciones principalmente, estarán provistos de alidadas para tomar demarcación verdadera.


XI - 1

Capítulo N° 11 “MAGNETISMO Y COMPÁS MAGNÉTICO” El propósito de este capítulo, es explicar los principios sobre los cuales funciona el compás magnético, definir las reglas que permiten su comportamiento satisfactorio, habilitar a los oficiales para hacer los preparativos necesarios para su ajuste, efectuar una compensación práctica y calcular los coeficientes. Todas las naves y aeronaves poseen aún compases magnéticos, como método principal o auxiliar de orientación. I.-

MAGNETISMO Y MAGNETISMO TERRESTRE A.-

IMANES NATURALES En tiempos remotos, se descubrió que ciertos hierros, cuando eran libremente suspendidos, mantenían su eje en una dirección particular. Además, poseían la propiedad de atraer ciertas piezas de hierro y acero. Dichos hierros, constituyen los imanes naturales.

B.-

IMANES ARTIFICIALES Ciertos tipos de acero, pueden ser transformados en imanes artificiales y conservar por un tiempo las mismas propiedades, mediante: 1.-

Contacto con otros imanes;

2.-

Electro magnetismo;

3.-

Siendo sometidos a vibraciones mientras permanecen bajo el campo de acción de otro imán.

Un compás magnético, es básicamente un imán artificial construido en forma especial y libremente suspendido en el plano horizontal. C.- POLOS MAGNÉTICOS Una pequeña barra imantada, se comporta como si sus propiedades de atracción estuvieran concentradas en dos puntos cerca de sus extremos. Estos puntos se llaman "polos magnéticos". El polo de una barra magnética se sitúa a 1/12 de su largo, medido desde un extremo. Todo imán, posee dos polos, y si se divide en pequeñas partes, cada parte se transforma en un imán. Si dos imanes se colocan cerca uno de otro, se puede comprobar que el polo azul de uno de ellos, atrae el rojo del otro imán y repele al azul. De ahí se deriva la ley fundamental del magnetismo: POLOS DE DIFERENTE NOMBRE SE ATRAEN Y DE IGUAL NOMBRE SE REPELEN.


XI - 2

D.- CAMPO MAGNÉTICO Se asume que las "línea de fuerza" salen del polo magnético rojo y entran por el azul. Estas líneas, que constituyen el "campo magnético" del imán, se pueden considerar como el camino que seguiría una partícula roja aislada si pudiera existir. Por otra parte, si se suspende libremente una pequeña aguja imantada, esta se alinea con las líneas de fuerza del lugar donde encuentra suspendida. E.-

F.-

EFECTO DEL CALOR, ÓXIDO Y VIBRACIONES •

Calor: El efecto de la temperatura varía con el tipo de metal. Para efectos prácticos, se puede considerar que los cambios de temperatura atmosféricos no tienen ningún efecto en el magnetismo. Sin embargo, cuando un acero se calienta al rojo, pierde totalmente su magnetismo.

•

Óxido: Considerable cantidad de óxido en los imanes, reducen su magnetismo.

•

Vibraciones: Tal como se mencionó anteriormente, las vibraciones hacen variar el magnetismo de los aceros, aumentándolos o disminuyéndolos de acuerdo a las circunstancias.

INDUCCIÓN Un imán induce magnetismo en una pieza de acero o fierro colocada dentro de su campo de acción. Bajo estas circunstancias, las líneas de fuerza, tienden a concentrarse en el metal y se reduce la densidad de las mismas en el aire adyacente.

G.- ENTRAMPAMIENTO MAGNÉTICO El área encerrada por un fierro o acero, tal como el puente de mando o sala de gobierno, contiene solo una parte de las líneas magnéticas originadas por una fuente externa, ya que ellas tienden a concentrarse en el metal que rodea dicho espacio. De esta forma, el magnetismo terrestre que orienta un compás instalado en esos lugares, se ve reducido. Por este motivo, el compás magistral se instala en una posición lo más libre posible de estructuras susceptibles de imantarse. Cuando lo anterior, no se cumple y se instalan compases en cubiertas intermedias, se producen aumentos en el período de oscilación de la aguja y grandes desvíos. H.- TIPOS DE ACERO E IMANES Acero y hierro, se pueden dividir en tres tipos de imanes, de acuerdo a la reacción del metal dentro de un campo magnético. •

Aceros duros: es el término usado para indicar aquellas formas de acero o hierro que son capaces de llegar a actuar como imanes permanente. Se debe tener presente que estrictamente hablando, lo anterior es imposible, ya que con el tiempo todo magnetismo se va disipando. Sin embargo, se les llama imanes permanentes.

•

Aceros blandos: es el término que se usa para indicar aquellas formas de acero o hierro que se comportan como imán "solo cuando están bajo la esfera de acción de un campo magnético". Cambian su comportamiento tan pronto cambia la dirección o intensidad del campo magnético y dejan de comportarse como imanes cuando desaparece el campo magnético que los rodea. Se les llama imanes inducidos.


•

II.-

XI - 3

Aceros intermedios: es el término que se usa para indicar aquellos tipos de acero o hierro que pueden ser clasificados entre los dos extremos anteriormente indicados. Estos reciben el nombre de imanes semi permanentes.

MAGNETISMO TERRESTRE A.-

NATURALEZA DEL MAGNETISMO TERRESTRE El campo magnético de la Tierra, es similar al que se produciría por efecto de un pequeño imán colocado cerca del centro de la misma, con su eje pasando por la Bahía de Hudson en Canadá y la Tierra de Victoria del Sur, en el territorio Antártico (al Sur de N. Zelandia). A pesar que estos puntos no son los polos del imán imaginario anteriormente descrito, se les considera como los Polos magnéticos Norte y Sur respectivamente. Estos Polos magnéticos tampoco coinciden con los Polos geográficos, ubicados en el eje de rotación de la Tierra. Los Polos magnéticos no están fijos; poseen movimientos constantes de dirección desconocida cuyos ciclos tardarían probablemente cientos de años en cumplirse. Una aguja magnética libremente suspendida se coloca en forma paralela a las líneas del campo magnético terrestre. En el Polo magnético Norte y Sur, la aguja se coloca vertical, con el Polo de nombre contrario al terrestre hacia abajo. En conformidad a la ley que establece que polos de diferente nombre se atraen, el lado de la aguja magnética que apunta hacia el Norte magnético se le denomina "rojo". En el ecuador magnético, ubicado aproximadamente a medio camino entre los polos, la aguja magnética, libremente suspendida, permanece horizontal. En cualquier otra latitud, la aguja se inclina un ángulo que se conoce como "depresión".

B.-

LAS LÍNEAS DE FUERZA TERRESTRE La dirección que adoptaría una aguja imantada, libremente suspendida, en el plano vertical y horizontal, cuando solo se encuentra sometida al campo magnético terrestre, se conoce como "línea de fuerza total". El plano vertical que contiene una línea de fuerza completa, se define como "meridiano magnético". De esa forma, una aguja imantada permanece alineada dentro del meridiano magnético. Se debe tener en cuenta que como consecuencia de las irregularidades en el magnetismo terrestre (incluyendo el hecho que los Polos no se encuentran diametralmente opuestos), los meridianos magnéticos, a pesar de ser semi círculos máximos, no pasan necesariamente por los Polos magnéticos.

C.- DEPRESIÓN El ángulo vertical entre una aguja imantada, libremente suspendida en el plano vertical y la horizontal, se llama "ángulo de depresión". Este ángulo, es cero en el ecuador y 90 grados en los Polos magnéticos. Las líneas que unen puntos de igual inclinación se llaman "isoclinas". Estas líneas, incluyendo el ecuador magnético (que ahora se puede definir como la línea que une los puntos de inclinación cero), son análogos a los paralelos de latitud y ecuador Terrestres respectivamente.


XI - 4

D.- "H" Y "Z". Una línea de fuerza total, se divide en dos componentes: •

La componente vertical, llamada Z. Los valores de Z se expresan en dinas por unidad polo, o sea; "oersteds".

•

La componente horizontal, llamada H (también expresada en "oersteds").

H

A

α Z

T

Z

Fig. Nº 1 E.-

VARIACIÓN MAGNÉTICA El campo magnético Terrestre es muy irregular y, en general, los meridianos magnéticos y verdaderos no coinciden. El ángulo horizontal entre el meridiano magnético y verdadero, se llama "Variación magnética". La Variación Magnética de un lugar específico, es Weste, cuando el Norte Magnético queda al Weste del Norte Verdadero. Debido al movimiento de los Polos Magnéticos, se producen tres tipos de cambios en la Variación Magnética. 1.2.3.-

Alteración continua, llamada cambio "secular". Fluctuación estacional,. Fluctuación diaria, llamada cambio "diario".

De estos; los cambios (2) y (3), son despreciables para efectos prácticos de navegación, a pesar que en ciertos lugares pueden llegar a ser mayor de 1/4 de grado. El cambio secular de la Variación Magnética, se muestra en las Rosa impresa en las Cartas de Navegación. Por ejemplo: En una Rosa se lee: Variación Magnética 10º 25' E (1989). Decrece 10' anual. Siempre es necesario considerar este cambio anual, antes de usar la Rosa Magnética. En el caso del ejemplo, la Variación Magnética el año 1996, será: 09º 15'E. La Variación Magnética, se puede obtener también de la Carta de Variaciones Magnéticas (S.H.O.A. Nº 9). Esta Carta, muestra las líneas de igual Variación Magnética, llamadas "isogónicas".


F.-

XI - 5

PERTURBACIONES MAGNÉTICAS De vez en cuando se producen perturbaciones en el campo magnético Terrestre que producen desvíos de magnitud desconocida. Estos se deben generalmente a dos causas: 1.- Tormentas magnéticas. 2.- Atracciones locales. Las tormentas magnéticas, frecuentemente acompañadas de Auroras Boreales, produce perturbaciones fugaces. Las atracciones locales ocurren cuando existen minerales de hierro o naufragios en las vecindades del buque. Debido a que la atracción que ejerce un imán sobre otro, varía en proporción al cubo de la distancia entre ellos, rara vez ocurren perturbaciones cuya causa se encuentra en la costa. Más bien, se deben a masas de hierro en el fondo, especialmente en aguas someras. Normalmente estas perturbaciones se encuentran localizadas y su posición se indica en las Cartas de Navegación y Derroteros.

III.- EL COMPÁS MAGNÉTICO Puesto que las demarcaciones son arcos de un círculo plano horizontal, es esencial que la aguja del compás quede libremente suspendida, "pero solo en el plano horizontal". Lo anterior se consigue haciendo que el centro de gravedad de la aguja, con todo lo que ella arrastra, se ubique bajo el pivote o punto de suspensión. El efecto de la fuerza magnética Terrestre sobre el compás, produce un "par", que tiende a mantener la aguja en el meridiano magnético. (Un "par", consiste en dos fuerzas iguales y paralelas, de dirección contraria). Por conveniencia, es recomendable considerar solo el efecto buscador del Norte en el extremo correspondiente de la aguja. Como consecuencia de su construcción, la aguja del compás solo puede actuar por efecto de la componente horizontal (H), del magnetismo Terrestre. A pesar que la fuerza total del magnetismo terrestre es más fuerte cerca de los Polos que del Ecuador, la fuerza directriz (que orienta el compás), es mayor cerca del Ecuador. A medida que la latitud aumenta, la componente H, disminuye hasta que cerca del los Polo llega a cero y el compás se vuelve inservible. IV.- MAGNETISMO DEL BUQUE Y SU CORRECCIÓN A.-

EFECTOS PERTURBADORES DEL BUQUE SOBRE EL COMPÁS Siempre que no existan perturbaciones, la aguja del compás, se alinea con el meridiano magnético, indicando el camino más corto al Polo magnético. Desafortunadamente, los materiales con que se construye el buque, producen perturbaciones al igual que ciertos equipos eléctricos cuando se activan.


XI - 6

En un instante cualquiera, el campo magnético total alrededor del compás, es una combinación de: 1.-

El magnetismo Terrestre.

2.-

El magnetismo permanente del buque. (Aceros duros).

3.-

El magnetismo inducido del buque (Aceros blandos), que depende de la dirección de la proa y de la posición geográfica.

4.-

El magnetismo semi permanente del buque (Aceros intermedios), que dependen de los cambios en la dirección de la proa, así como, de los movimientos anteriores y vibraciones, todo los cuales cambian constantemente.

Los tres últimos puntos; (2), (3), y (4), comprenden lo que se llama "campo magnético del buque" y se pueden representar como un solo vector. Por causa del campo magnético del buque, el compás deja de mantenerse alineado con el meridiano magnético, y se sale un cierto ángulo, llamado "Desvío". Cuando la aguja del compás, apunte hacia el Este del Norte Magnético, se dice que el Desvío es Este(+), y si apunta hacia el Weste, el desvío se llama Weste(-). El campo magnético del buque cambia su dirección y magnitud, en parte; cuando el buque cambia la dirección de su proa. Por lo tanto, el desvío es diferente a cada rumbo. Como resultado de lo anterior, a las demarcaciones tomadas con el compás, se les debe corregir el Desvío a ese rumbo, a fin de transformarlas en demarcaciones magnéticas. Por otra parte, a las demarcaciones y rumbos magnéticos también se les debe corregir el Desvío para transformarlas en demarcaciones y rumbos del compás a gobernar. Este tema fue tratado en el capítulo “Dirección y Orientación en la Tierra”. B.-

TEORÍA DE LA COMPENSACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO DEL BUQUE Para asegurar la confiabilidad de un compás, es necesario contrarrestar el efecto del campo magnético total del buque. Lo anterior se logra, colocando un sistema de imanes permanentes e inducidos entre la aguja del compás y el buque, de igual magnitud y dirección contraria. Debido a que la fuerza de un campo magnético, varía con el cubo de la distancia, solo es necesario colocar pequeños imanes cerca del compás para neutralizar el campo del buque. El método de compensación se basa en dividir el efecto del campo perturbador en un número conveniente de componentes y neutralizarlas cada una por separado. Las componentes seleccionadas, son aquellas que pasan por el compás en forma longitudinal, transversal y vertical.


XI - 7

C.- MAGNETISMO PERMANENTE Cuando se construye un buque, sus aceros duros, adquieren un magnetismo permanente por efecto del campo magnético Terrestre. Este magnetismo se incrementa como consecuencia del martilleo, remachadura y otras vibraciones. La magnitud y naturaleza de este magnetismo dependen principalmente de la dirección en que se construyó el buque y de la latitud magnética. El magnetismo permanente, tiene el efecto de transformar al buque en un largo y complejo imán permanente de acero duro, cuya polaridad se mantiene en la misma posición relativa del buque, sin importar que este se mueva. Se corrige con imanes permanentes horizontales y verticales, en la forma que se detalla más adelante. D.- MAGNETISMO INDUCIDO En virtud de sus propiedades particulares, el magnetismo inducido actúa sobre el compás magnético, como un imán cuya magnitud y polaridad desaparecen tan pronto el buque cambia su rumbo o latitud magnética. Esta forma de imán, también se clasifica en componentes, y se corrige con hierros blandos en la forma que se detalla más adelante. E.-

MAGNETISMO SEMI PERMANENTE Este es un término muy general aplicado a aquella parte del magnetismo del buque que se adquiere como consecuencia de los hierros intermedios, cuando el buque ha permanecido a una proa o rumbo determinado por períodos muy prolongados. Este efecto se acentúa por las vibraciones pero tarda en producirse. Involuntariamente, el magnetismo semi permanente, se suele corregir inicialmente como si fuera permanente, ya que originalmente es la causa de los desvíos. Sin embargo, luego deja de comportarse como tal. Para evitar errores causados por el magnetismo semi permanente, durante la compensación, se deja pasar un tiempo después que el buque se ha colocado a un rumbo determinado. Por norma general, el tiempo en completar una vuelta al horizonte con el buque, durante la compensación, no debe ser menor a 40 minutos.

F.-

EFECTO DE LOS RAYOS Si un buque es tocado por un rayo, probablemente, su magnetismo se verá afectado en un grado de magnitud desconocida. Sin embargo, su efecto es de naturaleza temporal.

G.- RESUMEN El magnetismo semi permanente, se puede producir cuando se cumple una o más de las circunstancias que se indican: 1.2.3.4.5.-

El buque ha permanecido mucho tiempo sin cambiar la dirección de la proa. El buque abandona el dique después de una reparación. Rayos sobre, o cerca del buque. Se han realizado tiros con grandes calibres. Se han experimentado fuertes malos tiempos.

Bajo cualquiera de las circunstancias anteriores, el desvío debe ser comprobado frecuentemente. La magnitud del magnetismo semi permanente, no se puede calcular ni corregir.


V.-

XI - 8

FUNDAMENTOS DE LA CORRECCIÓN DE COMPASES Los múltiples efectos del magnetismo del buque, que producen los desvíos, se corrigen en principio, de la siguiente forma: A.-

COMPONENTES DEL MAGNETISMO PERMANENTE: Mediante imanes permanentes, colocados en la Bitácora de manera tal que; sus campos magnéticos actúen sobre la aguja del compás en dirección contraria al campo magnético del buque que están corrigiendo.

B.-

COMPONENTES DEL MAGNETISMO INDUCIDO: Mediante hierros blandos, colocados alrededor de la rosa, de tal manera que; su campo inducido actúe sobre la aguja en la dirección contraria al campo del buque que están corrigiendo.

C.- CORRECTORES 1.-

Correctores de imanes permanentes Son barras de acero de forma cilíndrica que vienen en varias dimensiones, desde 1/2 a 9 pulgadas, dependiendo del tamaño de los casilleros que posea la Bitácora. Están pintados de color rojo y azul. Algunos correctores se proporcionan plastificados para evitar el óxido. Estos imanes se introducen en casilleros fijos ubicados debajo de la rosa en tres direcciones; longitudinales, transversales y verticales. En los compases grandes los imanes verticales se colocan en un canastillo cuya altura se puede regular con una cadenilla. Aquellos imanes que no se encuentran instalados en la bitácora se deben guardar en sus correspondientes estuches, con sus polaridades contrarias adyacentes, para evitar su pronta disipación.

2.-

Correctores de hierro blando Estos consisten en: a.-

Un par de esferas de hierro blando, colocadas transversalmente. En compases mal ubicados, es posible que estas esferas se encuentren un poco giradas. En compases de fabricación japonesa, se usan unas cajas de aluminio, que en su interior traen láminas de acero horizontales cuya cantidad se puede variar.

b.-

Una barra de hierro blando vertical, llamada barra "Flinders", que va montada en un cilindro de bronce vertical por la parte delantera o trasera del compás. Normalmente se encuentra en la parte delantera del compás. El tamaño y posición de los correctores anteriores, se puede calcular mediante tablas. Debido a que la inducción en los hierros blandos, tanto del buque como de los correctores, depende del rumbo y la latitud, los correctores son eficaces a cualquier rumbo y en cualquier latitud. Por este motivo, una vez ajustados, rara vez se vuelven a mover.


XI - 9

VI.- EL ERROR DE ESCORA Y SU CORRECCIÓN A.-

CAUSAS DEL ERROR DE ESCORA El magnetismo vertical del buque, representado por un imán vertical colocado debajo del compás, no produce efecto alguno mientras el buque permanezca adrizado. Sin embargo, cuando el buque se escora, también se inclina en igual medida el imán representativo del magnetismo permanente vertical, acercando un polo a la horizontal y provocando un desvío que se denomina "error de escora". Cuando el buque balancea, los desvíos causados por este efecto, hacen oscilar la aguja, haciendo difícil el gobierno. Si el buque permanece escorado, se produce un desvío constante que es proporcional a la escora.

B.-

FUNDAMENTO DE LA CORRECCIÓN DEL ERROR DE ESCORA Todo el magnetismo vertical, ya sea permanente o inducido, se corrige mediante imanes permanentes verticales. Esta situación, de mezclar los magnetismos permanentes e inducidos, violando las reglas establecidas anteriormente, trae como consecuencia, que la corrección, una vez efectuada, será eficaz solo para la latitud magnética en que se encuentre. Normalmente, el error de escora se corrige antes de efectuar una compensación de todos los otros desvíos. Sin embargo, cuando el buque cambia de latitud, el error de escora reaparece.

C.- PROCEDIMIENTO PARA LA CORREGIR EL ERROR DE ESCORA EN LA MAR Se ordena un rumbo del compás Norte o Sur. A estos rumbos las oscilaciones producto del error de escora es máximo. Luego, se mueve, el canastillo que contiene los imanes permanentes verticales, hasta que las oscilaciones desaparecen o disminuyen al máximo. Si es preciso, se invierten, se agregan o se quitan imanes del canastillo. Habiendo reducido el error de escora al rumbo cuyo efecto es máximo, a otros rumbos el efecto será aún menor. La posición original y final de los imanes y del canastillo, deben quedar registradas. VII.- PREPARATIVOS PARA LA COMPENSACIÓN DEL BUQUE La expresión "compensar el buque", se usa para describir el proceso completo de ajuste de los compases magnéticos. Lo anterior se efectúa en dos pasos: •

La colocación y ajuste de los correctores para reducir los desvíos.

•

La "vuelta al horizonte", durante la cual se anotan los desvíos remanentes para confeccionar las Tablas y curvas de Desvíos.


A.-

XI - 10

OPORTUNIDADES EN LAS CUALES SE DEBE COMPENSAR. Un buque debe ser compensado para obtener los desvíos en las siguientes circunstancias: 1.2.3.4.5.6.-

B.-

Antes del zarpe, una vez finalizada su construcción. Después de cambios estructurales de magnitud cerca del compás. Después de considerables cambio en la latitud magnética. Después de haber sido sometido a reparaciones o haber permanecido por tiempo prolongado a una misma dirección. Si se ha movido alguno de los correctores. Al menos una vez al año.

PRECAUCIONES DURANTE UNA COMPENSACIÓN. Durante una compensación, se deben tomar las siguientes precauciones:

B: No debe haber otros Buques a menos de 3 cables A: El buque se debe encontrar Adrizado. T: Tiempo mínimo a cada proa debe ser 4 minutos, para evitar influencia del magnetismo semi I: C: L: A: P:

permanente. Imanes probados en cuanto a fuerza y coloración Prueba de sensibilidad para comprobar roce del Chapitel y estilo del compás efectuada. La Línea de fe del compás debe estar paralela al eje longitudinal del buque Prisma Azimutal con su alineación comprobada Pescantes, plumas, escotillas y puertas de hierro trincadas para la mar. Profundidad del área de compensación mayor de 35 metros.

Notas: 1.-

Nótese que las letras mayúsculas en cada párrafo forman la palabra "BATICLAP", que sirve como ayuda de memoria, para recordar las precauciones.

2.-

La prueba de sensibilidad, consiste en acercar un imán a la aguja del compás, para que se salga unos 2 a 5 grados del rumbo. Luego se aleja el imán y se comprueba que la aguja vuelva a la posición que tenía originalmente. Hasta un cuarto de grado de diferencia, es aceptable. Naturalmente que durante la prueba el buque no debe variar en absoluto la dirección de su proa. Si lo anterior no es posible, la prueba se puede efectuar en tierra.

C.- PREPARACIÓN ANTES DE COMPENSAR Antes de compensar, se deben efectuar las siguientes acciones preparatorias: Imanes: Asegurarse que existan imanes de tamaño adecuado, bien imantados y con los colores correspondientes bien pintados. Llaves: Asegurarse que las llaves para abrir y cerrar las puertas de la bitácora, sean las correctas. Barras Flinders: Aunque rara vez se mueven de su lugar, es conveniente asegurarse que se puedan sacar y poner con facilidad para comprobar su largo de acuerdo a historial.


XI - 11

Cartas: Debe existir una Carta en el Puente, debidamente preparada que indique demarcaciones magnéticas. Comunicaciones: La intercomunicaciones con las diferentes posiciones de los compases, así como, con el panel de control del equipo Degaussin deben estar probadas. Herramientas: Herramientas para soltar y apretar tuercas de las esferas deben ser adecuadas. Equipo Degaussin: El equipo Degaussin, debe encontrarse en condición de ser activado en cualquier momento (Stand-by). Las bobinas de las cajas de resistencia deben ser activadas por lo menos cuatro horas antes, para que alcancen su temperatura de trabajo. D.- MÉTODOS PARA COMPENSAR Existen cinco métodos para compensar: 1.-

Por demarcaciones a objetos distantes Este método requiere que la posición del buque sea conocida; las demarcaciones magnéticas a objetos distantes se obtienen de la Carta. Para asegurarse que exista un error por paralaje menor a 1/2 grados, las distancias entre el objeto lejano y buque deben ser mayor a: • • •

2.-

Compensando amarrado a boya; 4 Millas Compensando a la gira: 6 Millas Sobre las máquinas: 10 millas. En este caso el buque no debe cambiar su posición más de 160 yardas.

Por demarcaciones recíprocas Normalmente esto implica informarle al buque, las demarcaciones magnéticas desde un lugar en tierra, que pueda ser fácilmente identificable desde abordo. De esta forma, la demarcación magnética al buque, tomada desde tierra, más 180 grados; es la demarcación magnética correcta, desde el buque a tierra. Su diferencia con la demarcación tomada desde el buque a tierra, es el desvío a ese rumbo.

3.-

Por Azimut a un astro. La altura o elevación del astro debe ser menor a 30 grados. El Sol es adecuado después del orto y antes del ocaso. Usando este método el buque no queda restringido en sus movimientos. Para saber la demarcación magnética al Sol en un instante cualquiera, se confecciona una curva de Azimut (eje horizontal), versus hora zona local (eje vertical), que cubra el período de la compensación.


4.-

XI - 12

Por enfilaciones En este método, el buque se hace girar detenido, sobre la línea que une dos objetos conspicuos en línea. Este método tiene la ventaja que no se produce error de paralaje, pero tiene la desventaja que es muy difícil mantenerse detenido en la enfilación cuando existe viento o corriente. Por lo tanto, este método, es más largo que los anteriores. Puede ocurrir que existan dos o más enfilaciones disponibles. En este caso, deben quedar suficientemente separadas y con el objeto o marca delantero o trasero, en común.

5.-

Por girocompás Este es el método más usado hoy en día en buques que poseen este instrumento. La precisión de este método depende del error del giro, razón por la cual debe ser constantemente comprobada por cualquier sistema antes y durante la compensación. Al compensar por cualquier método, es indispensable izar las señales internacionales de reglamento.

E.-

PRUEBAS DE SENSIBILIDAD Y ESTABILIDAD DE LAS ROSAS Para que una rosa sea buena debe ser “sensible y estable”. Una rosa es sensible cuando acusa toda alteración en el rumbo, por pequeña que sea; las agujas múltiples tienen este objeto, al igual que el material con que se fabrican el “estilo” y el “chapitel” que al ser duros disminuyen la fricción a un mínimo, contribuyendo a lo mismo el reducido peso de la rosa. Que un rosa sea “estable” significa que no debe apartarse del meridiano del compás con los balances, guiñadas, vibraciones, etc. Para ello se le monta de tal manera que, su centro de gravedad quede por debajo del de suspensión; con ello se consigue anular la inclinación debido a la fuerza vertical terrestre (Z) y que tenga la mayor cantidad de magnetismo las propias agujas además de la fuerza orientadora H del magnetismo terrestre. Tanto la sensibilidad como la estabilidad pueden comprobarse; la primera depende del mayor o menor roce entre las piezas que lo componen, y la segunda de la cantidad de magnetismo que tengan las agujas. Estas pruebas se hacen en tierra, en un lugar libre de perturbaciones magnéticas extrañas al magnetismo terrestre, lo que se puede verificar mediante demarcaciones recíprocas entre puntos situados a 50 metros como mínimo, las que deben resultar iguales y contraria; en caso que esta condición no se cumpla se deber buscar otro lugar. 1.-

Sensibilidad Se coloca el mortero en el centro del sitio elegido, dejando la rosa en reposo y la línea de fe en coincidencia con el norte de la rosa; es decir que la línea de fe quede en el meridiano magnético. Conseguido esto, con un imán, se desvía el Norte de la rosa unos cinco grados de su posición, dejándola oscilar libremente hasta que vuelva al reposo perfecto. Debe quedar al Norte de la rosa coincidiendo con la línea de fe. El máximo de error que puede aceptarse es ¼ grado. En seguida se repite la operación desviándola al otro lado. En caso que el error en coincidencia sea mayor de ¼ grado, se procede a cambiar el estilo o el capitel o ambos si fuera necesario, repitiendo nuevamente esta prueba a cada lado. Si el error se mantienen; habrá que cambiar la rosa por mala ya que carece de fuerza orientadora.


2.-

XI - 13

Estabilidad El objeto de la prueba de estabilidad es apreciar, si el o los imanes de la aguja del compás, conservan aún, un grado aceptable de magnetismo permanente. Para hacerlo, se deja la rosa en reposo con su norte coincidiendo con la línea de fe. Luego con un imán, se desvía el Norte de la rosa 40 grados de su posición y con un cronómetro se toma el tiempo en que demora en pasar tres veces consecutivas la graduación norte por la línea de fe. Este tiempo se denomina “período practico”. Para saber si la estabilidad de la rosa está buena o mala, será necesario comparar el periodo practico del lugar, con el período teórico que debe tener la rosa en el mismo lugar Como la componente horizontal del magnetismo terrestre en el lugar de construcción, es diferente a la del lugar actual, es necesario calcular, cuanto habría tardado esa misma oscilación completa en el lugar actual, si se hubiera medido una vez terminada la construcción de la rosa. Para esto, se debe tener en cuenta que; la componente horizontal del magnetismo terrestre es inversamente proporcional al cuadrado de período. Por lo tanto, para hacer el cálculo se requiere conocer: 1.- La componente horizontal en el lugar de construcción (H). 2.- La componente horizontal en el lugar actual (H'). 3.- El período original en el lugar de construcción, una vez terminada la construcción de la Rosa (T). El valor (1) y (3), se obtienen del Certificado de la Rosa. Deben figurar además en el Historial del Compás. El valor (2), se obtiene de la Carta S.H.O.A. Nº 10. Lo que habría demorado una oscilación en el lugar actual, si se hubiera medido inmediatamente después de terminada la construcción de la Rosa, se denomina Período Teórico (T'), y se obtiene en segundos, mediante la fórmula:

T '= T ×

H H'

T ' = (3) ×

(1) (2)

Si el período práctico actual, (medido con el cronógrafo), es menor a tres segundos, que el período teórico, T', (obtenido de la fórmula); quiere decir que ese compás puede ser compensado; lo contrario, significa que las agujas de esa Rosa requieren una urgente reimantación, sobre todo si se pretende efectuar un viaje a latitudes altas. En oportunidades, Rosas con períodos prácticos obtenidos en P. Montt, ligeramente mayores a tres segundos de los períodos teóricos, han empezado a girar junto con el buque, al llegar a la Antártica. Normalmente, en Rosas líquidas, los períodos tienen un valor de 26 a 32 segundos.


XI - 14

VIII.- COMPENSACION PRÁCTICA La “Compensación Práctica" o método de Koch aunque no es exacta, si se hace con cuidado, puede dejar un compás en estado de inspirar confianza cuando se necesite de él. Al llegar a la posición que se va a compensar y estando el buque "BATICLAP" procédase: A.-

Colocar esferas a media carrera en sus consolas.

B.-

Colocar la cantidad de Flinders de acuerdo con el historial o de un buque similar.

C.- Eliminar el error de escora con balanza a las proas E o W; o sin balanza a las proas N o S anulando las oscilaciones producidas por el balance. D.- Con proa Norte determina un buen desvío, anulándolo totalmente con imanes transversales con el Azul a Babor si es positivo y con el Azul a Estribor si es negativo, colocados en el bitácora al lado contrario a la que va el Flinders. Recuerde que de debe colocar correctores a 90º con las agujas del compás. E.-

F.-

Proa al Este tome un buen desvío y anúlelo íntegramente con imanes longitudinales con azul a popa si es positivo. Azul a proa si es negativo. Proa al Sur, tome un buen desvío corrigiendo únicamente la mitad subiendo o bajando los imanes transversales. Tome un desvío final enseguida.

G.- Proa al Weste, tome un buen desvío y corrija la mitad subiendo o bajando los imanes transversales. Tome un desvío final enseguida. H.- Proa al NW tome un buen desvío y anúlelo íntegramente con las esferas acercándolas si es positivo. Alejándolas si es negativo.

“E” Desvío final “SE” Desvío final

“NE” 1/2 Esferas Desvío final

“N” Desvío final

“NW” Desvío final “SW” Desvío final

“E” Todo imanes longitudinales

“N” Todo imanes transversales

“S” 1/2 imanes transversales

“NW” Todo Esferas “W” 1/2 imanes longitudinales

Fig. N° 2 “Compensación Práctica

I.-

Proa al Norte tome un buen desvío final.

J.-

Proa NE tome un buen desvío y corrija la mitad con las esferas: Acercándolas Alejándolas si es negativo. Tome desvío final.

K.-

Proa al E - SE – SW – NW tomará a cada una, el desvío final completando la Tabla definitiva.

si

es

positivo.


Rmg

Vmg

XI - 15

Rv

Eg

Rg

Rmg

Pc

Desvío

Anular

Medio

000º

Todo

I. Trans

090º

Todo

I. Long

180º

½ - Desvío final

I. Trans

270º

½ - Desvío final

I. Long

315º

Todo

Esferas

000º

Desvío final

045º

½ - Desvío final

090º

Desvío final

135º

Desvío final

225º

Desvío final

315°

Desvío final

Esferas

Fig N° 3 “Guía para una compensación Práctica” Ej. N° 1 Efectuar una compensación práctica si la Vmg = 10.3 y el Eg = -0.1. Se debe navegar los Rumbos Magnéticos cardinales e intercardinales. Para la compensación se empleará como referencia el girocompás, para ello se empleará el Girocompás. Para Rmg= 000° se debe navegar al Rg = 010.4. Cuyo desvío una vez compensado es de +1.9. Rmg

Vmg

Rv

Eg

Rg

Rmg

Pc

Desvío

Anular

Medio

000º

010.3

010.4

000º

Todo

I. Trans

090º

100.3

100.4

090º

Todo

I. Long

180º

190.3

190.4

180º

177.8

+2.2

½ - Desvío final

I. Trans

270º

280.3

280.4

270º

268.2

+1.8

½ - Desvío final

I. Long

315º

325.3

325.4

315º

Todo

Esferas

010.4

000º

358.1

+1.9

Desvío final

000º

10.3 E

010.3

-0.1

045º

055.3

055.4

045º

045.2

-0.2

½ - Desvío final

090º

100.3

100.4

090º

091.6

-1.6

Desvío final

135º

145.3

145.4

135º

135.5

-0.5

Desvío final

225º

235.3

235.4

225º

222.5

+2.5

Desvío final

315°

325.3

325.4

315º

312.2

+2.8

Desvío final

Esferas


XI - 16

Fig N° 4 “Datos del ejemplo”


E -2

-1

0

+1

+2

+1

+2

+3

030 060 090 120 150 180 210 240 270 300 330 -3

-2

-1

0

W

+3 E

Fig N° 5 “Tabla de desvío obtenida del ejemplo” IX.- CÁLCULO Y ANÁLISIS DE LOS COEFICIENTES El análisis de los coeficientes, permite apreciar el efecto de los imanes permanentes e inducidos del buque sobre el compás y la forma de compensarlos. Los coeficientes se identifican por letras mayúsculas de la A a la E, más la letra J. Las causas de cada uno de ellos, las formas de calcularlos en forma práctica y corregirlos, son los siguientes:


XI - 17

Coeficiente A: Se debe a que la línea de fe, no coincide con la proa, o el compás está mal instalado. Se obtiene calculando el promedio de los desvíos ( ∆ ). Su fórmula es: A = ( ∆N + ∆NE + ∆E + ∆SE + ∆S + ∆SW + ∆W + ∆NW ) / 8 El coeficiente A, no puede ser corregido en forma práctica. Coeficiente B: Se debe al magnetismo permanente transversal del buque. Su fórmula es: B = ( ∆E - ∆W ) / 2 El coeficiente B, se corrige aumentando la cantidad de imanes permanentes longitudinales, con el rojo hacia popa. Coeficiente C: Se debe al magnetismo permanente transversal del buque. Su fórmula es: C = ( ∆N + ∆S ) / 2 El coeficiente C, se corrige reduciendo el la cantidad de imanes permanentes transversales, con el rojo a estribor. El mismo efecto se consigue insertando imanes con el rojo a babor. Coeficiente D:

Se debe al magnetismo inducido longitudinal del buque. Su fórmula es:

D = ( ∆NE - ∆SE + ∆SW - ∆NW ) / 4 El coeficiente D, se corrige reajustando las esferas. El monto o distancia a la que deben quedar, se puede obtener de Tablas. Coeficiente E: Se debe al magnetismo inducido transversal del buque. Su fórmula es: E = ( ∆N - ∆E + ∆S - ∆W ) / 4 El coeficiente E, se puede corregir solo en caso que las esferas se puedan gira. Coeficiente J: Se debe al magnetismo vertical del buque. Se obtiene midiendo el cambio en el desvío por cada un grado de escora al rumbo Norte. Se corrige subiendo, bajando, aumentando, disminuyendo o invirtiendo los imanes del canastillo. Los coeficientes se calculan antes de una compensación para planificar la cantidad y forma en que se efectuaran las correcciones y una vez terminada la misma, para obtener la ecuación del desvío, llenar los formularios correspondientes y saber a que atenerse en el futuro. La ecuación final del desvío es:

∆ = A + B x Sen Rc + C x Cos Rc + D x Sen(2Rc) + E x Cos (2Rc) Rc: es el Rumbo del Compás. Existen otras formas de obtener los coeficientes, basadas en la magnitud de los parámetros representativos del magnetismo permanente e inducido del buque, combinado con el efecto de las componentes horizontales y verticales del magnetismo Terrestre.


XI - 18

Detalles sobre este tema, se pueden obtener en textos especializados sobre la materia. Ej. N° 2: Los siguientes desvíos se obtuvieron en un compás instalado abordo de un buque recién construido, sin correctores y adrizado: Rc 000º 045º 090º 135º

∆ 1,5 W 34,0 W 31,0 E 13,5 E

Rc 180º 225º 270º 315º

∆ 8,0 E 1,5 W 29.0 W 36,0 W

Al escorar el buque 1 grados al rumbo Norte el nuevo desvío fue: - 2.7 E. Los coeficientes son: A = + 2.3 B = +30.0 C = - 4.8 D = +13.8 E = + 1.1 J = - 1.2 ( -2.7 - -1.5)

∆ = 2,3 + 30 x Sen(Rc) - 4.8 x Cos (Rc) + 13.8 x Sen (2 Rc) + 1.1 x Cos (2 Rc)



XII - 1

Capítulo Nº 12 ANEMÓMETRO A.- Concepto general: El Anemómetro es un instrumento utilizado para medir la dirección e intensidad del viento, empleando para ello una veleta para medir la dirección y un pequeño generador impulsado por unas aspas para medir la intensidad.

B.-

Conceptos previos: 1.- Viento verdadero: Es al dirección e intensidad del viento referido a la tierra. A modo de ejemplo correspondería a las mediciones efectuados en tierra, en que la dirección está referida al norte verdadero. 2.- Viento relativo: Es la velocidad e intensidad del viento con relación a la proa del buque cuando éste está en movimiento. 3.- Viento aparente: Es la velocidad e intensidad del viento con relación al norte verdadero cuando el buque está en movimiento

C.- Problemas para medir la velocidad y dirección del viento A bordo de un buque se presentan las siguientes dificultades: 1.- Al estar fondeado, es decir sin movimiento, la intensidad del viento se puede medir directamente, sin embargo la dirección del viento está referida normalmente a la proa del buque, es decir dicha dirección es relativa. Para calcular la dirección verdadera, bastará con sumar la proa del buque. 2.- Cuando el buque está en movimiento, tanto la intensidad como la dirección del viento serán relativas a la proa del buque. D.- Descripción del anemómetro: El anemómetro posee una o dos unidades detectoras o veletas, la cual tiene un peso aproximado de 5 kilos, que puede ser instalada en lugares despejados, permitiendo así un mejor resultado en la indicación de vientos turbulentos. Los componentes del sistema son: 1.- Unidades detectoras (Anemómetro Grímpola: Intensidad; Veleta: Dirección) 2.- Unidad de retransmisión de velocidad y dirección del viento. 3.- Receptores de velocidad y dirección del viento (repetidores). 1.- Unidades detectoras o veletas combinadas Esta unidad está compuesta de un sincro transmisor que está ubicado en la veleta (dirección) y un generador de inducción cuyo rotor está girando por las aspas del anemómetro (Grimpola).


XII - 2

Al gira las aspas generan un pequeño voltaje, el cual es enviado a la unidad de retransmisión. La dirección es obtenida por la veleta la cual se transmite a la unidad de retransmisión en forma sincrónica. 2.- Unidad de Retransmisión Esta unidad convierte las señales de dirección y la débil señal de velocidad del viento, desde el la veleta y el anemómetro, a formas adecuadas para los repetidores. La señal de entrada (dirección y velocidad), controla a los servomotores, los cuales posicionan a los sincros transmisores. 3.- Unidad repetidores. A lo largo del buque se cuenta con repetidores de dirección e intensidad del viento, los cuales reciben la señal sincrónica del la unidad retransmisoras y la transforman en indicación de velocidad y dirección del viento. 4.- Buques equipados con dos unidades detectoras (babor y estribor). En un sistema de dos anemómetros, normalmente un por banda, permite seleccionar aquel detector que tenga menos turbulencias, asegurando una indicación lo mas correcta posible.

Aspas

Viento

Pequeño generador

Amplificador

Sincrotransmisores Servomotores

Indicador de intensidad

Veleta Indicador de dirección

N Servomotores

Sincrotransmisores

Sincro transmisor

Unidad detectora

Unidad Retransmisora

Unidad Receptora


XIII - 1

Capítulo Nº 13 “CORREDERAS” Ref.: a.- Admiralty Manual of Navigation BRd 45 (3) “Navigation Systems, Equipment & Instruments. (1996) b.- Manual de Navegación Pub. SHOA 3030.

A.- Introducción Las correderas son usadas para medir la velocidad y la distancia navegada por el buque. Por lo general estas mediciones son sobre el agua, aunque algunas correderas más avanzadas, como la Doppler y correderas de correlación con el sonido en el agua, pueden ser usadas para determinar la velocidad y la distancia navegada respecto a la tierra. Es importante que la corredera sea calibrada y sea instalado e instalada en el casco en una posición que asegure una correcta medición. La exactitud de la velocidad y de la distancia por el agua debería tener, como máximo un error del 2%, es decir un coeficiente de corredera de 0,95 en cualquier momento. Por ejemplo, para una velocidad de 15 nudos, la distancia medida en una hora debería estar dentro 15 +/- 0,75 millas, sin tomar en cuanta la deriva y la corriente. Este capítulo analizará a grandes rasgos el concepto de las correderas electromagnéticas y Doppler, las más comunes utilizadas actualmente. B.- Corredera electromagnética La corredera electromagnética aparece en la década del 1960 para reemplazar a las correderas 1 2 Pitometer y Chernikeeff , que eran usadas en la Armada. En la actualidad gran parte de los buques utilizan las correderas electromagnéticas.

1.- Principio de operación de la corredera electromagnética Está basada en la inducción que se produce en unos electrodos de bronce adosados al exterior de un domo, cuando el buque se desliza hacia delante cortando las líneas magnéticas generadas por un electroimán en el interior del domo. Este voltaje llega a un amplificador donde la señal es aumentada y electrónicamente transformada en indicación de velocidad y distancia a los repetidores. Este arreglo es montado el casco de la nave en un bulbo, ver Fig. 1, o como una espada retráctil. Una sensor fijo es más exacto que un sensor retráctil, llamada espada, ya que éste sobresale más allá de la quilla. Normalmente, un sensor fijo se encuentra en submarinos. El sensor retractil ofrece la misma exactitud que el sensor fijo y es usado el algunas barcazas y embarcaciones menores. El sensor retráctil requiere pruebas especiales de estanqueidad, entre la espada y la válvula de fondo.

1

Corredera PITOMETER: Esta corredera se basa en la diferencia de presión estática y dinámica que ejerce el agua cuando el buque estará en movimiento. Esta diferencia es nula cuando el buque está detenido puesto que ambas presiones serán iguales e irá aumentando con la velocidad del buque 2

Corredera CHERNIKEEFF: El sensor consiste de un mecanismo sumergido compuesto de una hélice de cuatro aspas que gira mediante la acción del agua, poniendo en movimiento un tornillo sin fin que actúa sobre un mecanismo mecánico, transformando la señal, a electrónica para ser transmitida a los repetidores.


XIII - 2

Salida desde los electrodos hacia las unidades de transmisión de velocidad y distancia

Entrada de corriente al electroimán

Domo o estructura de soporte

Voltaje inducido

Electroimán

Electrodos de bronce

Campo Magnético

Eje de la bobina

Movimiento del buque

Fig. 1. Sensor de la corredera electromagnética

2.- Descripción general Un sensor fijo (Ver Fig. 1), sobresale algunos centímetros del casco. El voltaje generado en los electrodos es transmitido a la Unidad de Velocidad y la Unidad de Transmisor de Distancia (SDTU), (ver Fig. 3), para ser convertido en velocidad y distancia. Este voltaje generado es aproximadamente 400 microvoltios (400 µV) por nudo. Un diagrama de bloque de un sistema típico se muestra (ver Fig. 2) la interconexión del sensor, el SDTU, las Unidades de Nueva transmisión (RTUs) e indicadores de distancia.


XIII - 3

Unidad de velocidad y trasmisión de distancia (SDTU) (3) (5) Señal amplificada

Pequeña Señal

(1)

(2)

(4)

Transductor

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

Amplificador Unidad Servo Indicador de Velocidad Indicador de Distancia Distribución de la señal de Velocidad. Distribución de la señal de distancia

(6)

Fig. 2. Diagrama general del ecosonda. a.- La unidad de Velocidad y Transmisión de Distancia (SDTU). Un pequeño voltaje generado en el sensor es preamplificada y alimenta a una unidad servo de velocidad, que transforma a una representación de velocidad de la nave, mostrada en un indicador análogo o digital, ver Fig. 2. Esta indicación de la velocidad de la nave varía según la corredera (1 a 30 nudos, o 2 a 60 nudos). La unidad proporciona la corriente para estimular el electroimán en el sensor de casco, y también produce varias señales de corrección requeridas en los amplificadores de velocidad de modo que la velocidad del buque por el agua pueda ser mostrada en muchos indicadores.


XIII - 4

Fig. 3. Unidad de transmisión de velocidad y distancia (SDTU) b.- Unidades de retransmisión (RTU). La unidad servo de velocidad en el SDTU también tiene dos sincros transmisores y un potenciómetro de distancia. La velocidad de la nave es tomada de uno de los sincro transmisores a la Unidad RTU, de modo que la velocidad de la corredera pueda ser transmitida a los sistemas de navegación y a los de armas que requieren una entrada de velocidad. Dentro del RTU hay un disco graduado en nudos. Este disco puede ser leído desde el exterior del RTU, por una ventana de cristal, ver Fig. 3. El potenciómetro de distancia genera un voltaje proporcional a la velocidad del buque para alimentar el servo de distancia. Se producen una serie de pulsos de 24 voltios, para representar la distancia navegada, en los rangos de 100, 200 y 400 pulsos por milla. Un registro numérico ubicado en las cercanía de la indicación de velocidad, muestra la distancia navegada, hasta 99.999.99. c.- Indicadores de velocidad y de distancia. Los indicadores de velocidad y de distancia, (Fig. 4), reciben directamente la señal del SDTU, entregando la indicación visual de la velocidad del buque en nudos (0-40) y la distancia a través del agua (no es verdadera) en millas (0999.99). Estos indicadores están distribuidos a lo largo en muchas partes del buque como el puente, CIC, camarote del Comandante, en consolas varias, cubierta de vuelo, púlpito, puente secundario, sala de control de la máquina, etc. Un repetidor similar pero impermeable al agua, es empleado en lugares abiertos, como el púlpito, puente de señales, etc. d.- Unidad de Calibración. Para calibrar la corredera se puede emplear una unidad integrads a la SDTU que permite generar señales de 0 a 60 nudos, como la parte del SDTU. e.- Corredera Muda: Si el sensor es dañado, es posible transmitir una señal manual de velocidad y distancia a todos los repetidores de la corredera, teniendo la precaución de ajustar lo mas posible a la velocidad verdadera del buque dado por otros sensores (Ej. GPS, plataforma inercial, etc) o por medio de situaciones geográficas. Existe un interruptor que desconecta la corredera y la substituye por señal manual.


XIII - 5

Fig. 4. Indicador de velocidad y distancia f.- Exactitud de la corredera: se debe partir del supuesto que la corredera esta bien ubicada y adecuadamente calibrada, debería tener aproximadamente la siguiente exactitud: 0-3 nudos : ± 0.1 nudos 3-10 nudos : ± 0.2 nudos Sobre 10 nudos: ± 2% g.- Calibramiento de una corredera electromagnética La exactitud de la corredera electromagnética depende del tipo de sensor usado y su posición bajo el casco. Sin embargo, aún la más exacto, son afectados por el flujo de agua alrededor del casco. Al estar directamente relacionada la señal del sensor con el flujo de agua que pasa por éste, es poco probable que exista una linealidad directa entre señal y flujo de agua para el rango de velocidades. Todas las correderas tienen errores que varía según un rango de velocidad, por eso es necesario calibrar en todos estos niveles. Es decir, al estar bien calibrada, la corredera entregará información exacta para el Oficial Navegante, Oficial de Guardia, para la Central de Informaciones de Combate y para los sistemas de Armas. Las consideraciones que se deben tomar en cuenta al calibrar la corredera.: 1)

El error de la corredera, debe ser calculada como un porcentaje de la velocidad de la corredera y no de la velocidad verdadera.

EC = 2)

Dv − Dc × 100 Dc

La velocidad de la corredera se expresa en nudos, es decir la distancia en millas recorrida por el buque en una hora y la distancia se expresa en millas


XIII - 6

3)

La corredera debe ser calibrar a lo menos en las siguientes circunstancias: • Cuando se instala por primera vez • Después de un reacondicionamiento si la estructura o forma del casco fue alterada. • Al reemplazar el sensor

4)

Procedimiento de calibración Para calibrar la corredera se debe calcular la velocidad navegada según la corredera y en segundo lugar, calcular la velocidad verdadera. Esto requiere un mínimo de dos y un máximo de cuatro "patas" en la milla medida, a varias velocidades, ver Fig. 5. La comparación entre la velocidad de la corredera y la verdadera dará el % de error. Para calibrar la corredera se debe navegar a varias velocidad, de otra manera sería imposible determinar los errores en todo el rango de velocidades. Procedimiento: a. El área necesaria para calibrar la corredera, dependerá de cada buque. Algunas están limitadas por la geográfica, las velocidades, el tipo de buque, el radio de giro, el tráfico marítimo, etc. b. Para calibrar la corredera se requiere normalmente un día dedicado a ello. Se debe tener en cuenta el mal tiempo y otras contingencias, por lo cual es aconsejable programar dos días. Respecto al tiempo, considerar tiempos adicionales para repetir corridas ante la ocurrencia de fallas e imprevistos. c. Previo a las pruebas en la mar, se debe efectuar un calibramiento preliminar, que está descrito en el manual correspondiente. d. Inicialmente la SDTU debería ser ajustado de la siguiente manera: (1) La nave debe estar inicialmente detenida sin flujo de agua en el sensor, es decir no debe haber ningún movimiento relativo entre la nave y el agua. (2) Ajustar todos los controles de velocidad a cero. e. Para calibrar la corredera se debe asegura que la nave se encuentre en condiciones normales de navegación, especialmente en lo relacionado con pesos y elementos sumergidos.

1 Milla de aproximación

Milla Medida

1 Milla de aproximación

Fig. 5. Milla Medida.


f.

XIII - 7

Se realizan una serie de corridas a velocidades diferentes en una distancia fija (normalmente una milla (milla medida). (Ver Fig. 5). Las corridas son por lo general a las siguientes velocidades: (1) 6, 12, 18, 24 nudos y cada 6 nudos hasta la máxima velocidad o (2) 4, 8, 12, 16, 20, 24 y en intervalos de 4 nudo hasta la máxima velocidad.

g. Algunas correderas sólo pueden se ajustadas a una velocidad, sin embargo las corridas se harán a varias velocidad, objeto determinar dichos errores y ajustarlos manualmente. h. Cuando la corriente de marea es insignificante, o es asumida constante, basta con hace dos corridas para cada velocidad en direcciones opuestas para contrarrestarla. Si la corriente de marea es fuerte o variable, es necesario hacer dos corridas en cada dirección. i. Para cada corrida, se toma el tiempo exacto, entre el cruce de dos parejas de enfilaciones objeto calcular la velocidad verdadera. j. Las normas que se deben cumplir son: (1) Las revoluciones de los motores se deben mantener constante durante las corridas a un velocidad determinada. Para asegurar que la velocidad apropiada ha sido alcanzada para los motores, es necesario navegar en línea recta por cinco minutos, antes de ingresar a la milla medida. Ver Fig. 5. (2) El ángulo de caña durante la caída entre corridas a una misma velocidad, no debe exceder 15 grados, para asegurar al mínimo, la disminución de la velocidad en la caída. La velocidad disminuida se puede alcanzar durante la fase de navegación recta. (3) La cantidad de grados de caña debe ser mínimo, para evitar fuerzas en los timones que afecte a la velocidad del buque. (4) Estas pruebas se deben hacer con mar calma. El viento no debe de exceder de 10 nudos, ya que el efecto del mar y del viento, afecta significativamente ya que y no pueden ser estimado con exactitud para su corrección. (5) El intervalo de tiempo entre corridas en la milla medida, deben ser registradas y deben ser razonablemente constante. En la siguiente tabla se muestra un ejemplo: Velocidad (nudos) Distancia (millas) 6 1 12 1 18 1 24 1

k.

5)

Tiempo (Segundos) 600 300 200 150

Cuando es necesario hacer cuatro corridas a una velocidad determinada, la velocidad de cada corrida debe ser lo mas similar posible, ya que la fórmula usado en estas circunstancias asume que el error de porcentaje de la corredera es constante sobre la velocidad en las cuatro corridas.

Cálculo de velocidad de la corredera La velocidad según la corredera y la velocidad verdadera se determina midiendo la distancia realmente navegada en la milla medida. Es decir: Al tener el tiempo, la distancia de la milla medida (normalmente una milla) y la distancia de la corredera (distancia indicada en la corrdera entre los dos cruces consecutivos) se puede determinar la velocidad de corredera y verdadera. Adicionalmente se medirá la velocidad de la corredera según el indicador de velocidad, para comprobar la calculada.

Navegación Costera R.L.D. 2008 6)

XIII - 8

Cálculo del % de corrección La velocidad verdadera y la de la corredera, en cada nivel de velocidades cuando sólo es necesario realizar dos corridas, cuando la corriente de marea puede ser asumida como constante. La fórmula que da la corrección en % de la corredera es:

 V + V2  C = 100 ×  1 − 1  L1 + L2  Cuando la corriente de marea varía, se debe navegar cuatro corridas (dos en cada dirección). En este caso la fórmula de corrección en % es:

 V + 3 × V2 + 3 × V3 + V4  C = 100 ×  1 − 1  L1 + 3 × L2 + 3 × L3 + L4  C = Error de la corredera (en %). V1, V2, V3, V4 = Velocidad verdadera en las corridas 1, 2, 3 y 4 respectivamente. L1, L2, L3, L4 = Velocidad de la corredera en las corridas 1, 2, 3 y 4 respectivamente.

La velocidad verdadera es calculada con la siguiente fórmula:

 V + 3 × V2 + 3 × V3 + V4  Velocidad =  1  8   Ejemplo 1 Un buque calibra su corredera empleando la milla medida (1 milla). Las corridas son hechas afectadas con la corriente de marea (a favor y en contra), que se consideran constante durante las dos corridas. Primera corrida: Corredera 1 = 2342.5600 Corredera 2 = 2343.4622 Tiempo = 3 minutos 38 segundos.

Segunda corrida: Corredera 1 = 2345.1250 Corredera 2 = 2346.1317 Tiempo = 4 minutos 00 segundos.

¿Cuál es la corrección? •

Cálculo velocidad Corredera

Primera corrida: Corredera 1 = 2342.5600 Corredera 2 = 2343.4622 Dif = 0.9022 millas T1 = 3 minutos 38 segundos Vc1 = 14.8987 = 14.9 nudos

Segunda corrida: Corredera 1 = 2345.1250 Corredera 2 = 2346.1317 Dif = 1.0067 millas T2 = 4 minutos 00 segundos Vc2 = 15.1005 = 15.1 nudos

Resumen: velocidad por corredera fueron 14.9 y 15.1 nudos.


•

XIII - 9

Cálculo velocidad verdadera

Corrida Nº 1 : 218 segundos. Corrida Nº 2 : 240 segundos. Velocidad Verdadera 1 = Vv1 = D/T = 1 (milla) / 218 (seg) = 0.0045871559 millas / seg = 15,5 nudos Velocidad Verdadera 2 = Vv2 = D/T = 1 (milla) / 240 (seg) = 0.0041666667 millas / seg = 15,0 nudos

 V + V2  − 1 C = 100 ×  1  L1 + L2   16.5 + 15.0  C = 100 ×  − 1  14.9 + 15.1 

De la fórmula:

•

Resultado : Corrección = 5 % de error

Las lecturas de la corredera debería ser aumentada 5 % para leer correctamente la velocidad verdadera. Ej.: para 10 nudos de velocidad de corredera se tendrá realmente 10 + 0.5 = 10,5 nudos.

Ejemplo 2 Se obtuvieron los siguientes valores en la milla medidas, para cuatro corridas: Corrida 1 – Velocidad verdadera: 21.59 nudos. Velocidad por corredera: 20.3 nudos. Corrida 2 – Velocidad verdadera: 17.76 nudos. Velocidad por corredera: 20.8 nudos. Corrida 3 – Velocidad verdadera: 21.27 nudos. Velocidad por corredera: 20.6 nudos. Corrida 4 – Velocidad verdadera: 18.37 nudos. Velocidad por corredera: 20.7 nudos. ¿Cuál es la corrección a la corredera?

De la fórmula =>> C

 V + 3 × V2 + 3 × V3 + V4  = 100 ×  1 − 1  L1 + 3 × L2 + 3 × L3 + L4 

Se tendrá

 21.59 + 3 × 17.76 + 3 × 21.27 + 18.37  C = 100 ×  − 1  20.3 + 3 × 20.8 + 3 × 20.6 + 20.7   157.05  C = 100 ×  − 1  165.2  C = 100 x (0.95 –1) = - 5% Las lecturas de velocidad de la corredera deberían de reducir en un 5 % para determinar la verdadera. Ej.: para 10 nudos de velocidad de corredera se tendrá realmente 10 - 0.5 = 9.5 nudos. 6)

Exactitud del cálculo La exactitud del cálculo dependerá de la calidad de la medición de los datos. El error esperado de la lectura del cronómetro, es ± ½ segundo como máximo. Se puede esperar que esto afecte la exactitud de la velocidad verdadera por lo menos en ± 1%.


XIII - 10

Cuando la velocidad de la corredera es leída directa, la exactitud dependerá de la exactitud de la lectura. Cuando la escala de velocidad puede ser leída a 0,1 nudo, el error será casi ± 1% para altas velocidades, aunque mucho mayor que esto en bajas velocidades. El cálculo de distancia con la corredera es una buena forma de comprobación. En general, el % de error de la corrección del error de la corredera debería estar dentro del ±1%. Ej.: el Error de corredera es + 5%, para una velocidad determinada, el error real será entre 4% y 6%. 7)

Aplicación de las correcciones Las correcciones son aplicadas a los ajustes del SDTU tal como lo establece cada manual técnico. A modo de ejemplo. Ver Fig. 6. a. b. c. d. e. f. g.

Inicialmente se colocan en cero los potenciómetros de ajuste por velocidad por ejemplo en 4, 8, 12, 16, 24. Se calculan los % de errores por velocidad. Se determina un valor promedio de error. Se ajusta el valor promedio. Se calcula la diferencia entre el valor promedio y el valor calculado por velocidad. Se ajustan los potenciómetros individualmente. Se comprueba la calibración con algunas corridas de verificación.

Ejemplo: Datos Velocidad Error inicial 4 8 12 16 20 24

0,4 0,3 0,6 0,4 0,1 0,3

Promedio

0,35

Corrección Corrección lineal 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35

0,05 -0,05 0,25 0,05 -0,25 -0,05


XIII - 11

∆ Nudos +0.7 +0.5 Corrección lineal

+0.3 +0.1 0 -0.1

4

8

12

16

20

24

Nudos

24

Nudos

-0.3 -0.5 -0.7

Errores iniciales por velocidad

∆ Nudos +0.7 +0.5 +0.3 +0.1 0 -0.1

4

8

12

16

20

-0.3 -0.5 -0.7

Errores finales por velocidad

Fig. 6. Ajuste de la corredera electromagnética

6)

Métodos alternativos de calibramiento. Si no está disponible la milla medida, las corridas de calibramiento de las corredera se pueden realizadas usando la alta exactitud GPS. El procedimiento es idéntico al de la Milla Medida. Se debe navegar rumbo Norte o Sur y medir exactamente un milla verdadera (1 minuto de latitud = 1 millas).


XIII - 12

B.- Corredera Doppler 1.- Principios del efecto Doppler Cuando la fuente de ondas y el observador están en movimiento relativo con respecto al medio en el cual la onda se propaga, la frecuencia de las ondas observadas es diferente de la frecuencia de las ondas emitidas por la fuente. El efecto Doppler se observa por ejemplo en el cambio de tonalidad de un sonido cuando la fuente que lo emite se acerca o se aleja: el motor de un carro, el pito de una locomotora, el paso de un avión en vuelo bajo, entre otros ejemplos. A este fenómeno se le denomina efecto Doppler y está directamente relacionado con la naturaleza ondulatoria del sonido. Cuando el origen de las ondas se desplaza en un sentido causa la frecuencia de la onda se acorte en la dirección hacia adonde se esta moviendo y se alargue en el sentido contrario. De esta manera el tono del sonido cambia haciéndose mas alto en la dirección hacia donde el origen de la onda se acerca y de tono bajo hacia adonde se aleja.

1 2

1 2

3 4

3 4

Θ

Θ

λ

Θ (A)

1 2 3 4

λ'

Θ (B)

λ''

Θ : Observadores

Doppler Bajo

Fuente fija con respecto al observador: la frecuencia de la fuente y la frecuencia observada coinciden.

Doppler Alto. Onda comprimida Fuente en movimiento: La frecuencia de la fuente es menor que la observada por el observador del cual se aleja y mayor que la observada por el observador al cual se dirige.

Fig. 7. Efecto Doppler.


XIII - 13

Principios generales de la corredera Doppler La corredera Doppler, consiste en un haz angosto de energía ultrasónica (por lo general entre 100 kHz y 1 MHz) orientado al fondo del mar en un ángulo Φ, como lo muestra la Fig. 8. Siendo la velocidad de desplazamiento del buque es “V”. “∆F” es la variación de la señal recibida (diferencia de frecuencia) por los transductores (Señal Doppler):

∆F =

2 × V × F0 × Cos (Φ ) C

Donde F0 es la frecuencia transmitida y C es la velocidad de sonido en el agua. La función de la corredera Doppler esta medida por F0 , C y Φ que son parámetros conocidos. Por lo tanto es posible calcular la velocidad verdadera (respecto a la tierra) V, que está directamente proporcional a la variación de la señal Doppler.

V =C×

∆f 2 × F0 × COS (Φ )

Por ejemplo, para un transmisor que trabaja (F0 ) sobre 300 kHz, una velocidad de sonido en el agua (C ) de 1.500 m/seg., un ángulo Φ de 60 °, una variación de frecuencia de 1 kHz (∆F = 1 kHz).

 m  1.500  × 1(kHz ) sec   V = 2 × 300(Khz ) × cos 60 º

( )

 m  V = 5  = 9.72(nudos )  sec 


XIII - 14

Fig. 8. Corredera Doppler

2.- Requerimientos para la corredera Doppler El cabeceo del buque (P) y la componente vertical de movimiento (Vz), producen importantes efectos en la la medición de la diferencia de frecuencia de las señal Doppler, al producir cambios continuos en el ángulo del haz de sonido. Este cambio en la frecuencia de la señal recibida está en relación al cambio del coseno del ángulo. Gran parte de estos efectos pueden ser corregidos usando una configuración empleando dos o cuatro haces verticales, a proa, a popa, banda de estribor y banda de babor, uno frente a otro.

3.- Limitaciones Los ecos de la corredera Doppler reflejados del fondo normalmente son débiles, no sólo por la pérdida de propagación de una haz angosto de alta frecuencia y de gran energía, sino también por el ángulo inclinado de incidencia con el fondo, hace dispersar el haz de energía dependiendo de la calidad del fondo, por lo tanto sólo se recibe una pequeña proporción de la energía total transmitida. Esto quiere decir que la corredera Doppler sólo puede ser usado en profundidades relativamente baja. En condiciones ideales, esta corredera debería ser capaz de detectar el movimiento del buque respecto al fondo del mar con una exactitud de ± 0.1 nudo (0.05 m/seg.), en agua no mayor de 200 metros, según la frecuencia transmitida, mientras más alta, menor deberá ser la profundidad para obtener una respuesta satisfactoria Por otro lado, para disminuir la frecuencia objeto aumentar la profundidad, es necesario aumentar los tamaños de los transductores. Existe un compromiso entre Frecuencia, profundidad y tamaño del transductor.


XIII - 15

El poder requerido debe ser el adecuado para asegurar que el nivel de señal que rebota sea suficientemente fuerte para que el receptor discrimine entre la señal y el ruido de fondo. Aunque en el mercado existen muchos tipos de correderas Doppler, generalmente no son usados en la Armada, debido a: a. Su funcionamiento es muy pobre en mares agitados b. Está limitado a aguas poco profundas. Nuestro litoral se caracteriza por las altas profundidades c. Las estelas de los buques altera el normal funcionamiento de esta corredera.


XIII - 16

Fin Capítulo 13


XIV - 1

Capítulo Nº 14 “ECOSONDA” Ref.: a.- Admiralty Manual of Navigation BRd 45 (3) “Navigation Systems, Equipment & Instruments. (1966) b.- The Mariner’s Handbook , NP 100, 1999.

El presente capítulo tiene el propósito de describir los principios generales de un ecosonda, sus pruebas, las precaución en su operación, etc. No pretende agotar el tema, sin embargo se entregan las herramientas fundamentales para operar cualquier equipo de estos. A.- Concepto del ecosonda El Ecosonda es utilizado para medir profundidad en el mar, siendo fundamental que toda nave, no importando sus características, cuenten con uno de estos equipos para medir profundidad, de tal manera de contribuir significativamente a la seguridad de la navegación. B.- Principios Generales 1 Un pulso de sonido es transmitido desde un transductor , ubicado bajo el casco del buque, en dirección vertical hacia el fondo. Al alcanzar el fondo, una parte del pulso rebota y es reflejado hacia el buque, que al llegar a éste puede ser mostrado gráficamente sobre un registrador de papel, como en la Fig 1. Una aguja rotativa, llamada estilo, marca el momento de transmisión del pulso del transductor. El pulso que regresa también puede ser mostrado en forma alfanumérica en un registrador digital como la profundidad. La profundidad del agua puede se calculada mediante la siguiente fórmula:

d=

c×t 2

c: Velocidad de sonido en el agua, (aproximadamente 1.500 m/s o 4.920 pies/s). t: Intervalo de tiempo entre la transmisión y la recepción. d: Profundidad del agua. El intervalo entre el pulso transmitido y el recibido puede ser mostrado sobre un inscriptor de profundidad. Es importante comprender que una ecosonda no mide la profundidad directamente, sólo el intervalo de tiempo entre la transmisión y la recepción del pulso de sonido. Por lo tanto si la fórmula usada para determinar la velocidad de sonido es incorrecta o el intervalo de tiempo es inexacto, entonces la profundidad del agua registrada también será incorrecta. La velocidad de sonido en el agua de mar varía con la temperatura, la presión (la profundidad) y la salinidad, es por lo general entre 1.445 y 1.535 metros por segundo. La velocidad del estilo en el inscriptor debería ser proporcional a esta velocidad.

1

Transductor: Dispositivo que transforma el efecto de una causa física, como la presión, la temperatura, la dilatación, la humedad, etc., en otro tipo de señal, normalmente eléctrica.


XIV - 2

Si la velocidad de sonido es más alta que la velocidad de inscriptor, la profundidad registrada será demasiado pequeña; y viceversa. Cuando se asume que la velocidad de sonido es 1500 m/s la profundidad registrada debería estar dentro del 4 % de la profundidad verdadera, aún en condiciones extremas. Las profundidades pueden ser corregidas por velocidad del sonido, pero esto no es normalmente necesario. Durante los sondajes Hidrográficos, es decir de alta precisión, debe de ser corregida esta variable. C.- Señales de Transmisión. Si el pulso transmitido por el transductor es recibido casi instantáneamente por el transductor de recepción y es mostrado sobre el registrador como una línea continua. Por el contrario, si la señal transmitida es recibida posteriormente, debido al tiempo que se demora en el rebote desde el fondo, en el registrador se mostrará con una línea debajo de la línea de transmisión. Se debe tener en cuanta, que la profundidad registrada por el ecosonda es bajo la quilla, por lo cual la profundidad real medida será la del ecosonda mas el calado. Los buques de guerra tienen pocas variaciones de calado, por lo que se puede ajustar directamente la distancia entre la línea de flotación y la posición vertical del transductor, objeto que la lectura sea realmente la profundidad en el lugar. Sin embargo, los submarinos, petroleros, portacontenedores o en general los buques mercantes, operan en todas partes del mundo en áreas donde las cartas no son suficientemente confiables en lo relativo a los sondajes y por otro lado se les producen importantes variaciones en los calados, en este caso es prudente poner la señal de transmisión en cero y registrar profundidades debajo de los transductores, es decir el ecosonda indicara cantidad de agua bajo la quilla. Marca Instante de Duración Comienzo transmisión Transmisión recepción

Cambio Escala

Intervalo Marca de Rango 0-20 m. de un minuto chequeo Escala 3 Movimiento del papel

Escala 3

Fig. 1: Típico registro de ecosonda

Cambio Escala

Escala 2


XIV - 3

D.- Operación del ecosonda A no ser que el comandante ordene otra cosa, los reportes y procedimientos de empleo del ecosonda son los que se indican a continuación, los cuales deberán estar escritas en las cercanías del equipo. 1.- Reporte de profundidad o sondaje •

Naves de Superficie. Las lecturas del ecosonda se deben informar como profundidad, nunca como sonda, debido a que se puede confundir como “Fondo”. Ejemplo: “Profundidad 10 metros” y cuando corresponda “Profundidad 10 metros bajo la quilla”.

•

Submarinos. Para el caso de estas naves, “la Profundidad” corresponde a la profundidad que navega el submarino debajo de la superficie del mar, por lo cual todas las lecturas del ecosonda se les debe decir sonda. A diferencia del buque de superficie, no se presenta confusión con la palabra fondo, ya que el submarino sumergido rara vez por no decir nunca, fondea estando sumergido. Ejemplo “sonda 10 metros”.

2.- Reporte estándar. En cualquier momento que se ordene, una persona deberá cubrir el ecosonda objeto informar las profundidades, de acuerdo al siguiente reporte estándar, en intervalos no mayores de 1 minuto, o de acuerdo a la siguiente tabla: Profundidad / sonda entre 0 - 20 metros Profundidad / sonda entre 20 - 40 metros Profundidad / sonda sobre 40 metros

: Informe cada 1 minuto. : Informe cada 5 minutos. : Informe cada 10 minutos.

3.- Empleos de sufijos para el reporte estándar. El operador deberá anteponer la palabra profundidad / sonda con aumentando, pareja, disminuyendo o mínima bajo la quilla. Ejemplo: profundidad 10 metros aumentando. 4.- Reunión informativa y de coordinación (Briefing). Durante esta reunión, el operador del ecosonda será informado por el oficial de guardia o el navegante sobre la mínima profundidad o sonda esperada en el track de navegación. Si durante la navegación, la profundidad está bajo del mínimo esperado, se informará inmediatamente con voz fuerte y urgente, hasta que sea escuchado y comprendido, especialmente por el oficial de guardia y por el encargado de llevar la navegación. 5.- Medición de profundidad desde la línea de flotación o desde el transductor. Por lo general los ecosondas deben ser ajustadas para leer profundidades tomando como referencia la línea de flotación, a no ser que expresamente lo ordene el Comandante. Excepcionalmente, en las naves que tienen variaciones importantes en el calado, como los submarinos, petroleros, barcos dique, etc., los comandante ordenarán expresamente leer e informar la profundidad desde el transductor, diciendo por ejemplo “sonda 10 metros bajo la quilla”, ya que esta situación de excepción pueden conducir a errores graves. En todo caso cada ecosonda debe estar claramente marcado y a la vista de todas de esta disposiciones y ordenes. 6.- Unidad de medida para el reporte. Las lecturas del ecosonda serán informadas en la unidades de medida de las sondas indicadas en la carta de navegación, normalmente en metros. En la eventualidad de usar una carta con sondas en pies o brazas, el operador del ecosonda transformará a las unidades correspondientes, usando tabla de conversión que se tiene a un costado del indicador.


XIV - 4

7.- Anotación en el registro del ecosonda. En submarinos, es obligatorio registrar en el papel los acaecimientos más importantes que ocurren a bordo, indicando el hecho, la hora y fecha. Adicionalmente se registrará el momento que ocurren los sucesos más importantes. Esta información adicional es necesaria para poder reconstituir una navegación. Para las naves de superficie es recomendado este procedimiento y obligatorio marcar en los siguientes casos. • Cada 6 minutos. • En cada situación. • Todas las alteraciones de rumbo y velocidad. • Cualquier cambio de profundidad del submarino. • Cualquier incidente u otra información útil. E.-

Corrección por separación del transductor. En ocasiones es necesario aplicar una corrección a la profundidad medida si los transductores están separados una distancia como se muestra en la Fig. 2. Estas profundidades son mayores a los profundidades verdaderas en ese lugar, en una cantidad que aumenta al disminuir la profundidad. La corrección de separación, que siempre debe ser restada de la profundidad registrada, puede ser encontrada en la fórmula.

s2 d = 2× r − r − 4 2

Profundidad desde la superficie = d + h

r s d h

= Profundidad registrada debajo de los transductores. = Distancia horizontal entre los transductores en metros. = Profundidad verdadera = Distancia desde la línea de flotación al transductor (normalmente calado)

Las naves cuyos transductores están a 2 metros o más deberán construir una tabla de profundidades verdaderas y medidas para su uso en aguas someras. La corrección de separación siempre deberá ser aplicada cuando se calibre, compruebe la profundidad registrada del ecosonda y en aguas someras.


XIV - 5

Línea de flotación

h

S Transmisor

Receptor

d

r

Fondo del Mar

Fig. 2: Corrección por separación

F.-

Calibramiento del ecosonda. 1.-

Método de calibración por Comprobación de Barra. En muchas ocasiones la nave debe navegar aguas someras, por lo cual se requiere una gran precisión en el sondaje. Adicionalmente, los buques de guerra deben estar capacitados para desarrollar sondajes hidrográficas. Por lo anterior es necesario que el ecosonda se encuentre correctamente calibrado. Para profundidades entre 0 - 40 metros, se usa el método de "Comprobación de Barra"' que en síntesis, consiste en comparar las profundidades registradas por el ecosonda con la profundidad a una barra metálica que es bajada horizontalmente bajo el transductor, a varias profundidades conocidas. Estos datos son ploteados en un gráfico. Ver Fig. 3. Procedimiento: • Se obtienen varias sonda a diferentes profundidades. • Se calcula la diferencia entre la profundidad a la barra (medida por el ecosonda) y la verdadera (distancia de la quilla a la barra). • Se dibuja la línea de error cuyos parámetros es la profundidad seleccionada y el error calculado a las distintas profundidades. • Se ajusta el equipo para las distintas profundidades llevando la línea de error al eje “X”. • Se repite la prueba para comprobar las correcciones efectuadas.

Navegación Costera R.L.D. 2008 •

XIV - 6

Si no es posible utilizar el método de Barra, se podrá hacer el mismo gráfico con profundidades conocidas y confiables, debidamente efectuadas las correcciones de marea y calado.

Ecosonda < Barra

Profundidad Ecosonda

.3

Diferencia en profundidad

.2

.1

5

10

15 Error de velocidad del sonido. 0.15 metros bajo 6,5 metros

.1 .2

20 Profundidad de la barra

Error en la transmisión. El ecosonda mide 0,1 mts. mas que la profundidad ajustada por la barra

Ecosonda > Barra .3

Fig. 3: Gráfico para calibrar el ecosonda

2.- Ocasiones para Calibrar el ecosonda. Un ecosonda debería ser calibrado en las siguientes circunstancias: • Al término de su reacondicionamiento. • Cuando cualquier parte del equipo es cambiada • Si hay duda sobre su exactitud. • Cada año. G.- Interpretación del sondaje. El tipo de fondo afecta a la calidad del eco, ya que pueden representar variaciones considerables en la fuerza de eco. En general, la arena dura, el coral, la tiza y la roca dan un eco bueno; el fango grueso o espeso da un mal eco. La roca puede producir un eco falso, alterando el eco real. Otros factores externos producen ecos sobre el papel del registrador y es importante estar atento a esto, para interpretar adecuadamente los ecos. H.- Ecos Falsos Inferiores Los poderosos y modernos ecosondas pueden sondar a grandes profundidades, pero son afectados por otro grupo de errores. El eco que vuelve es recibido cuando el inscriptor ha completado una o varias rotaciones y el siguiente pulso ya ha sido transmitido. Por ejemplo, una lectura de 30 metros del ecosonda en una escala de 450 metros podría significar un sonda de 30, 480 (450 + 30) o aún 930 (450 + 450 + 30) metros. En tales circunstancias, el operador del ecosonda puede asumir que la nave está sobre el peligro mientras la profundidad correcta es otra.


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Si es posible (ejemplo 778 metros), seleccione una escala más larga (ejemplo 880 metros o mejor aun 8.800 metros) para determinar la profundidad real. O bien, dejar de transmitir y permitir que el estilo complete al menos cinco revoluciones; cuente las revoluciones desde el inicio de la transmisión hasta el regreso del eco. Con esto se podrá ajustar la escala correcta. I.-

Ecos reflejados En aguas poco profundas o someras, el casco de la nave y la superficie de mar pueden rebotar el eco original hacia el fondo del mar y crear dos ecos falsos, en aproximadamente dos veces la profundidad indicada. Ver Fig 4. Un eco reflejado también puede ser recibido en aproximadamente dos veces o aún tres o cuatro veces la profundidad indicada a profundidades tan grande como varios cientos de metros. El segundo eco es siempre más débil que el eco verdadero y puede ser eliminado reduciendo el poder de transmisor o la ganancia del receptor. Ecos múltiples pueden ser recibidos en buenas condiciones de transmisión. Estos ecos múltiples pueden ser eliminados de la misma manera como los ecos dobles. Tenga cuidado para no ser engañado por dobles o múltiples ecos cambiando los ajustes de fase del ecosonda.

Primer eco (real) Segundo eco (doble profundidad)

Fig. 4: Ecos reflejados J.-

Otros ecos falsos Varios ecos, que no son verdaderos, pueden ser registrador en el inscriptor. Se les llama "ecos falsos", que en general son poco frecuentes. Tales ecos, normalmente no dificultan la medición de profundidad, pero su interpretación correcta a menudo requiere de experiencia en el equipo. Algunos ejemplos de tales ecos:


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1.- Peces. Los cardúmenes pueden causar ecos falsos que a veces enmascaran el eco real. Ellos son fáciles de identificar en alta mar por su característico eco o huella, y por que se mantienen a una determinada profundidad. Sobre la roca y el coral, los peces son difícil de identificar y pueden ser confundido con otros elementos. 2.- Capas en el agua. En el agua se producen capas productos del diferencial de temperatura y densidad del agua, que tienden a reflejar parte de la onda sonora en dirección al transductor. Sin embargo, en casos muy extremos, el eco inferior por lo general puede rebotar y devolver en forma muy débil. La capa profunda, probablemente será Plankton, reflejará una fuerte onda sonora. Esto por lo general se produce entre 350 a 400 metros de profundidad, y disminuye hacia la superficie durante la noche. La capa es más pronunciada en el día cuando el cielo es claro que cuando esté cubierto. El eco de la capa a menudo es acentuado por los cardúmenes que comen el plankton, en particular de noche cerca de la superficie del mar. El eco verdadero puede ser visto a través de la capa, pero debería ser buscado usando los controles o a una escala diferente. El rebote profundo en la capa genera frecuentemente errores en la medición de profundidad. 3.- Corrientes verticales submarinas. La masa de agua salada fría, cuando es afectada por agua salada de altas temperaturas, genera frecuentemente interferencias al ecosonda. Ocurre a menudo en primavera y donde hay falla geológica o por actividad volcánica. En estos, el agua caliente se eleva desde el fondo por el agua más fría como un géiser sobre la tierra. Este fenómeno a menudo causa un eco fuerte que se parece a una ruina o un pequeño bajo. 4.- Alga marina. Los ecos producto de las algas marinas son fáciles de identificar. El eco inferior por lo general puede ser visto y en otras oportunidades no aparece. Por lo general no existe alga marina en profundidades bajo los 30 metros. 5.- Ecos laterales. No toda la energía transmitida de un ecosonda es concentrada en su lóbulo principal. Hay algunos que se transmiten hacia el lado simultáneamente, y uno de estos puede producir un eco de un objeto no se encuentra inmediatamente bajo de la nave, pero donde la profundidad de inclinación es menor que la profundidad del agua. Los ecos laterales pueden producir un eco diferente del real, la mezcla entre ellos puede producir confusión. 6.- Turbulencia. La turbulencia en el agua, a menudo causada por la interacción de corrientes de marea o remolinos fuertes, a veces puede producir ecos sobre el inscriptor. 7.- Ecos artificiales. Durante el mantenimiento se producirán ecos instrumentales. Si el poder del transmisor o la ganancia del receptor son ajustados en señales demasiado altas, pueden ocurrir ecos falsos en el inscriptor. El ruido de maquinaria, sónar, etc., ajustados en la misma frecuencia puede causar interferencia y producir ecos falsos. K.- Ecos Débiles Este tipo de ecos se pueden producir por: 1.- Interferencia de ruido de agua: • • • •

Forma y condición del casco. Velocidad de la nave. Ubicación inadecuada de los transductores. Mar y tiempo.


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2.- Aireación: • Empleo de excesivo de la caña. • Malas condiciones de mar. • Navegación por la estela de naves. • Con la nave asentada

Fotografías de diversas consolas de ecosondas modernos


XIV - 10

Fin Capítulo 14


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Capítulo Nº 15 “SISTEMA GLOBAL DE POSICIÓN (GPS)” Ref.:

Admiralty Manual of Navigation BRd 45 (3) “Navigation Systems, Equipment & Instruments. (1966)

A.- Introducción Sistema de Posicionamiento Global, conocido también como GPS, es un sistema de navegación basado en 24 satélites, que proporcionan posiciones en tres dimensiones, velocidad y tiempo, las 24 horas del día, en cualquier parte del mundo y en todas las condiciones climáticas. Al no haber comunicación directa entre el usuario y los satélites, el GPS puede dar servicio a un número ilimitado de usuarios. B.- Historia y Desarrollo Dirigido por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, el Sistema de Posicionamiento Global Navstar se creó en 1973 para reducir los crecientes problemas en la navegación. Al ser un sistema que supera las limitaciones de la mayoría de los sistemas de navegación existentes, el GPS consiguió gran aceptación entre la mayoría de los usuarios. Desde los primeros satélites, se ha probado con éxito en las aplicaciones de navegación habituales. Como puede accederse a sus funciones de forma asequible con equipos pequeños y baratos, el GPS ha fomentado muchas aplicaciones nuevas. C.- Características El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) está disponible en dos formas básicas: SPS, iniciales de Standard Positioning Service (Servicio de Posicionamiento Estándar), y PPS, siglas de Precise Positioning Service (Servicio de Posicionamiento Preciso). El SPS proporciona la posición absoluta de los puntos con una precisión de 100 m. El código PPS permite obtener precisiones superiores a los 20 m; este código estaba accesible sólo a los militares de Estados Unidos y sus aliados, salvo en situaciones especiales. En la actualidad está abierto a todo usuario. Las técnicas de mejora, como el GPS diferencial (DGPS), permiten a los usuarios alcanzar hasta 3 m de precisión. Los investigadores fueron los primeros en usar portadoras para calcular posiciones con una precisión de 1 cm. D.- Funcionamiento del GPS Los satélites GPS llevan relojes atómicos de alto grado de precisión. La información horaria se sitúa en los códigos de transmisión mediante los satélites, de forma que un receptor puede determinar en cada momento en cuánto tiempo se transmite la señal. Esta señal contiene datos que el receptor utiliza para calcular la ubicación de los satélites y realizar los ajustes necesarios para precisar las posiciones. El receptor utiliza la diferencia de tiempo entre el momento de la recepción de la señal y el tiempo de transmisión para calcular la distancia al satélite. El receptor tiene en cuenta los retrasos en la propagación de la señal debidos a la ionosfera y a la troposfera. Con tres distancias a tres satélites y conociendo la ubicación del satélite desde donde se envió la señal, el receptor calcula su posición en tres dimensiones.


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Sin embargo, para calcular directamente las distancias, el usuario debe tener un reloj atómico sincronizado con el Sistema de Posicionamiento Global. Midiendo desde un satélite adicional se evita que el receptor necesite un reloj atómico. El receptor utiliza cuatro satélites para calcular la latitud, la longitud, la altitud y el tiempo.

La distancia a cada satélite es determinada haciendo uso de la siguiente forma. PR = c x ∆t c = Velocidad de la luz ∆t = Tiempo de recorrido de la señal desde el satélite al receptor Siendo el diferencial de tiempo la variable que se exige mayor precisión. Para determinar la distancia real de cada satélite se debe corregir la distancia de acuerdo a la siguiente fórmula: R PR c ∆ta ∆tu ∆ts

= Distancia real. = Distancia mediada. = Velocidad de la Luz. = Retraso en la propagación y otros errores. = Corrección de reloj del receptor a partir de tiempo de sistema GPS. = Corrección de reloj de satélite a partir de tiempo de sistema GPS.

R = PR − c × (∆t a + ∆t u − ∆t s )

Satélite C∆tu

R (Distancia verdadera)

Corrección de hora entre receptor y GPS

C∆ts Corrección de hora del satélite

C∆ta Corrección propagación atmosférica

Posición real

PR (Distancia sin corregir)

Fig. Nº 1 “Distancia medida de un satélite”


XV - 3

El efecto de error de reloj de receptor, al utilizar tres satélites simultáneamente para obtener una posición, se muestra en la Fig Nº 2. Las distancias no se cortan en un punto, produciéndose un área ABC. Cada satélite tiene su propio error ∆tu, el cual puede ser restado para cada satélite, cortando las señales en el punto “P”, que corresponde a la posición del usuario. Este error de reloj de receptor es calculado permanentemente desde el momento que se recibe la señal del satélite. S2

S1

S3

P

c∆tu B

A

c∆tu

C

c∆tu

Fig. Nº 2 Corrección por error de recepción de la hora. Conociendo la distancia, desde el satélite al receptor; la posición espacial de cada satélite, es posible determinar geométricamente la posición del receptor, ya que cada satélite es el centro de una esfera con centro en un punto conocido y de radio calculado. Ver Fig Nº 3.


XV - 4

S2

S3

S1

Posición buque

Fig. Nº 3 “La tierra, los tres satélites con sus órbitas y posiciones conocidas y el corte del lugar geométrico de las esferas, proporciona la posición del buque”.

E.-

Partes del GPS El GPS consta de tres divisiones: espacio, control y usuario. 1.-

La división espacio incluye los satélites y los cohetes Delta que lanzan los satélites desde Cabo Cañaveral, en Florida, Estados Unidos. Los satélites GPS se desplazan en órbitas circulares a 17.440 km de altitud, invirtiendo 12 horas en cada una de las órbitas. Éstas tienen una inclinación de 55° para asegurar la cobertura de las regiones polares. La energía la proporcionan células solares, por lo que los satélites se orientan continuamente dirigiendo los paneles solares hacia el Sol y las antenas hacia la Tierra. Cada satélite cuenta con cuatro relojes atómicos.


XV - 5

2.-

La división control incluye la estación de control principal en la base de las Fuerzas Aéreas Falcon, en Colorado Springs, Estados Unidos, y las estaciones de observación situadas en Falcon AFB, Hawai, en la isla de Ascensión en el Atlántico, en Diego García en el océano Índico, y en la isla Kwajalein en el Pacífico sur. Las divisiones de control utilizan las medidas recogidas en las estaciones de observación para predecir el comportamiento de las órbitas y relojes de cada satélite. Los datos de predicción se conectan a los satélites para transmitirlos a los usuarios. La división control también se asegura de que las órbitas de los satélites GPS permanezcan entre los límites y de que los relojes no se alejen demasiado del comportamiento nominal.

3.-

La división usuario es un término en principio asociado a los receptores militares. Los GPS militares utilizan: •

• •

En el ámbito de la navegación, equipos integrados en armas de fuego, armamento pesado, artillería, helicópteros, buques, submarinos, carros de combate, vehículos de uso múltiple y los equipos individuales para soldados. Aplicación en el campo militar incluye designaciones de destino, apoyo aéreo, municiones ‘terminales’ y puntos de reunión de tropas. Lanzadera espacial está dotada de un Sistema de Posicionamiento Global.

Con más de medio millón de receptores de GPS, los usuarios civiles tienen una división propia, grande y diversa. Incluso antes de que todos los componentes de los satélites estuvieran en órbita, los investigadores utilizaban el Sistema de Posicionamiento Global para adelantar días o semanas los métodos oficiales de investigación. El GPS se usa hoy en: • • • •

F.-

Aeroplanos y barcos para dirigir la navegación en las aproximaciones a los aeropuertos y puertos. Los sistemas de control de seguimiento envían camionetas y vehículos de emergencia con información óptima sobre las rutas. El método denominado ‘granja de precisión’ utiliza el GPS para dirigir y controlar la aplicación de fertilizantes y pesticidas. También se dispone de sistemas de control de seguimiento como elemento de ayuda a la navegación en los vehículos utilizados por excursionistas.

Aplicaciones Futuras En la actualidad hay 24 satélites GPS en producción, otros están listos para su lanzamiento y las empresas constructoras han recibido encargos para preparar más y nuevos satélites para el siglo XXI. Al aumentar la seguridad y disminuir el consumo de carburante, el Sistema de Posicionamiento Global será el componente clave de los sistemas aeroespaciales internacionales y se utilizará desde el despegue hasta el aterrizaje. Los conductores lo utilizarán como parte de los sistemas inteligentes en carretera y los pilotos para realizar los aterrizajes en aeropuertos cubiertos por la niebla y otros servicios de emergencia. El sistema ha tenido una buena acogida y se ha generalizado en aplicaciones terrestres, marítimas, aéreas y espaciales.


G.-

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EL GPS EN LA ARMADA Prácticamente todas las unidades de la Armada, de superficie, aéreas y de la Infantería de Marina, cuentan con este moderno sistema de posicionamiento, constituyendo una excelente ayuda a la navegación. Además el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada emplea el DGPS para los levantamientos hidrográficos, tema que será tratado en el Capítulo 9. La operación de estos equipos es sencilla. Entregan la información de Posición y hora a los sistemas de mando y control de las unidades, en particular a los computadores de las CIC. (Sistema IMAGEN). En el puente de mando, este equipo proporciona la posición, la cual nos permite compararla con la obtenida por medios visuales o por radar, debiendo tener presente, que el GPS puede tener un error de aproximadamente +/- 30 mts. A lo anterior habrá que sumarle el error propio de la cartografía antigua, que en ocasiones aumenta significativamente el error de este instrumento satelital.

Por todo lo anterior, en navegación costera, no se debe emplear como método primario de situación.

H.- PROGRAMAS DESARROLLADOS PARA GPS. Prácticamente todos los programas de Puente y de CIC que se han desarrollado en la Armada, ya sea el Centro de Desarrollo de Software de la Armada o por algunos oficiales que tiene como pasión la computación, han empleado últimamente la información digital entregada por el GPS. A modo de ejemplo destacamos el sistema "GOP ELECTRONICO" para las unidades navales,. Esta recibe la señal de GPS y con la carta digital del área que se navega, nos entrega la información gráfica de la posición del buque referida directamente a la carta digital. Otro programa desarrollado es el sistema "DATA PLOT" o "PLOTTER" existentes en varias versiones y opciones, destacando las desarrolladas para los Centros de Mando y Control terrestres, para Análisis de Encuentros Tácticos, para Exploración Aeromarítima, entre otras variantes. En todas ellas se recibe la información digital del GPS, la información de demarcación y distancia los contactos y con las formulas de estima, ya explicadas en este capítulo, nos proporcionarán la información requerida para el campo táctico. A modo de ejemplo, se ha querido mostrar un programa de computación muy simple, donde se recibe la señal de posición de GPS (Hora, Latitud y Longitud) y se le ingresa periódicamente la información de demarcación y distancia a un contacto.


XV - 7

Posición buque propio por GPS

Track Nº 1 14:30

14:30 Dato "A"

14:35

14:35 Dato "B"

14:40

14:40 Dato "C"

14:45

Rumbo y Velocidad

Pasos que se efectuarían para determinar el rumbo y velocidad del Track Nº 1 (Contacto). 1.-

Conocer la posición (L1 - G1) del buque propio en el momento (Hora 14:30) de la demarcación y distancia al contacto.

2.-

Ingresar la Demarcación y Distancia al contacto. (Dem 1 - Dist 1).

3.-

Mediante las Fórmulas de Estima se determina la posición del contacto. (Lc1 Gc1). Esta información la archivamos para emplearla posteriormente (Hora 1- Lc1 Gc1 - Track Nº 1)

4.-

Se repite el proceso para las 14:35, es decir se calcula la posición del contacto (Hora2 - Lc2 - Gc2 - Track Nº 1).

5.-

Conociendo la posición del contacto de las 14.30 y de las 14:35, emplearemos la formula de estima para determinar el rumbo y velocidad de contacto entre ambas horas.

6.-

Problema resuelto. Sin embargo será necesario repetir el proceso con otra dato (14:40) para confirmar los datos calculados. La respuesta puede ser entregada en forma numérica o gráfica, de acuerdo al programa que se desarrolle.

7.-

Este proceso se repetirá tantas veces se tenga información del contacto. Con la ayuda de un computador, las operaciones matemáticas se harán rápidas y sin error. El mayor problema radica en la obtención e ingreso de la información. Tema que será visto en el curso de especialidad.

Nota:

Con la ayuda del GPS se facilitará enormemente los cálculos cinemáticos en la mar, ya que se contará con la posición propia y de las fuerzas amigas con una exactitud razonable, facilitando la toma de decisiones.


XV - 8

Fin Capítulo 15


XVI - 1

Capítulo Nº 16 EL RADAR DE NAVEGACIÓN Ref.:

A.-

Manual de Navegación Volumen II

Fundamentos del Radar. El radar (Radio Detecting And Ranging), tal como se emplea en navegación, es una sistema que permite determinar distancias mediante la medición del tiempo que transcurre entre la emisión y el regreso de una señal electrónica que ha sido reflejada hacia el receptor por un blanco. El transceptor genera automáticamente una señal cuando es interrogado por una señal de una frecuencia adecuada. Con este dispositivo también pueden obtenerse demarcaciones. Ej.: Si la velocidad de la energía es 161.829 (millas/seg) y el tiempo que se demoró en regresar la onda es de 0,0003 seg. ¿A qué distancia está el blanco?

d

Fig. Nº 1 “Concepto de medición de distancia de un radar. d = (v x t) / 2 d = (161829 [millas/seg] x 0,0003 [seg] / 2 d = 24,27 millas

N

Dirección de la antena en el momento que sale y regresa el haz del radar. Dirección 114º Haz

Antena

Contacto (costa)

Fig. Nº 2. “Concepto de dirección medida por el radar”.

Navegación Costera R.L.D. 2008 B.-

XVI - 2

Componentes y sus funciones. El esquema general de un radar, es el que se muestra en la Fig. Nº 3, siendo sus principales componentes los siguientes:

Modulador

Transmisor Fuente de Poder

Indicador

Sistema de Antena. Receptor

Fig. 3 “Unidades componentes de un radar” 1.- Fuente de poder: Proporciona todos los voltajes necesarios para la operación de los componentes del sistema. 2.- Modulador: Produce la sincronización de la señal que hace que el transmisor emita el número necesario de veces por segundo. También hace partir el barrido del indicador y coordina los otros circuitos asociados para que todos los sistemas trabajen entre ellos con una relación de tiempo bien definido. 3.- Transmisor: Genera la energía de radiofrecuencia en la forma de cortos y poderosos pulsos. 4.- Sistema de antena: Toma la energía de Radiofrecuencia (RF) del transmisor y la irradia en la forma de haz altamente direccional, recibe los ecos reflejados que regresan y los hace llegar al receptor. 5.- Receptor: Amplifica la intensidad de los ecos y los transforma en señales de video que traspasa al indicador. 6.- Indicador (Pantalla): Produce la indicación visual de los pulsos de eco, en forma tal que proporciona la información deseada con una presentación visual de las demarcaciones y distancias de los ecos que recibe el Radar. En Fig. Nº 4 se muestra un esquema que de un sistema básico de Radar.


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Señal de Transmisor Señal de Eco Reflector Alimentador

Scanner Guía de Onda

Transmisor (Magnetrón)

Modulador

Receptor

Video

Trigger de sincronismo Indicador

Transmisor – Receptor

Fig. Nº 4 “Sistema básico de un Radar”. C.- Constantes de un sistema de radar. Las constantes que se encuentran asociadas a cualquier sistema de Radar son: 1.- La frecuencia de la portadora. 2.- La frecuencia de repetición del pulso. 3.- La relación de poder. La elección de estas constantes para un sistema en particular lo fija el empleo operativo, la exactitud necesaria, el alcance que se desea, el tamaño del equipo y el problema de generar y recibir las señales.


XVI - 4

1.- Frecuencia de la portadora. Es la frecuencia a la cual se genera la radiofrecuencia. Los principales factores que afectan la selección de la frecuencia portadora son las directividad deseada y la generación y recepción de la energía de radiofrecuencia. Para la determinación de la dirección y para la concentración de la energía, la antena debe ser altamente direccional. Cuanto más alta es la frecuencia de la portadora, menor es el largo de onda y por consiguiente más chica será la antena que se necesite para obtener una agudeza determinada en la característica de radiación. El problema de generar y de amplificar cantidades razonables de energía de radiofrecuencia a frecuencias extremadamente altas se complica, es por ello que se deben emplear unidades especiales como el Magnetrón. 2.- Frecuencia de repetición del pulso. La Frecuencia de Repetición del Pulso (PRF) es el número de pulsos transmitidos por segundo.

0,01 seg Largo de pulso

Fig. Nº 5 “ Ejemplo de dos PRF” En el primer caso se tiene que en 0,01 seg se han transmitido 4 pulsos, lo que implica una PRF de 400 pulsos por seg. En el segundo caso, en el mismo tiempo se han trasmitido 2 pulsos, correspondiendo a una PRF de 200 pulsos por seg. Es necesario dejar un intervalo de tiempo suficiente entre pulsos, para que un eco pueda regresar desde cualquier blanco que se encuentre dentro del alcance máximo de operación del sistema. De otra forma, la recepción de los ecos de los blancos más lejanos quedaría bloqueada por la transmisión de los pulsos subsiguientes. El alcance máximo de un equipo de radar, depende del poder irradiado en relación a la PRF. Suponiendo que se ha irradiado un poder suficiente, la distancia máxima desde la cual pueden recibirse ecos puede aumentarse, disminuyendo la PRF, para así tener un mayor lapso entre pulsos transmitidos. La PRF debe ser lo suficientemente alto para permitir que una cantidad suficiente de pulsos golpee al blanco, como así mismo que un número suficiente de ellos regresen como para detectar el blanco. Al girar la antena, el haz de energía incide sólo por un corto tiempo en el blanco. Durante este lapso deberán transmitirse un número tal de pulsos que permita recibir a su vez un número suficiente de ecos como para producir una indicación en la pantalla del radar. Con la antena girando a razón de 15 RPM, un radar que tiene un PRF de 900 pulsos/seg., producirá aproximadamente 10 pulsos por cada grado de giro de la antena. El tiempo que retiene la imagen de los ecos en la pantalla y la velocidad de rotación de la antena, serán por lo tanto los factores que fijan el menor PRF a emplear. Cálculo:


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15 RPM = 15 Rev de la antena 1 Rev = 360º de giro de la antena 1º

en 60 segundos en 4 segundos (60 / 15). en 0,011111 segundo (4 / 360º)

900 pulsos .......................................... en 1 segundo X .......................................... en 0,01111 segundo Resultado: por cada 1º de giro de la antena se emiten 10 pulsos 3.- Largo de Pulso. El largo del pulso, medido en microsegundos, es el transmisión de un solo pulso de energía de radiofrecuencia.

tiempo que dura la

La distancia mínima a la cual puede detectarse un blanco la fija básicamente la longitud del pulso. Si un blanco se encuentra tan cerca del transmisor que su eco regresa antes de que la transmisión termine, la recepción del eco estará confundida con el pulso transmitido. Por ejemplo, un radar que tiene una longitud del pulso de 1 microsegundo, tendrá una distancia de detección mínima de 164 yardas. Esto significa de que el eco de un blanco dentro de esta distancia, no se verá en la pantalla, debido a que se encuentra tapado por pulso emitido. Blanco cercano

Largo de Pulso

Transmisión

Recepción.

Distancia recorrida 324 yardas. Fig Nº 6 “Mínima distancia de detección”


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Como la energía de radio frecuencia se desplaza a una velocidad de 161.829 millas/seg., la distancia que la energía recorre en un microsegundo es de aproximadamente 0,162 millas a 324 yardas. Como esta energía debe efectuar un viaje de ida y vuelta, el blanco no debe estar a menos de 162 yardas si se desea ver su eco en la pantalla, empleando una longitud de pulso de 1 microsegundo. Por consiguiente, para distancias menores se emplean pulsos más cortos de alrededor de 0.1 microsegundo (0,00001 segundo). Ver Fig. Nº 6. 1 microsegundo = 0,00001 segundo V = 161.829 millas / seg. D = (V x T ) / 2 D = ( 161.829 x 0,000001 ) / 2 D = 0,0809145 milla = 162 yardas. (Distancia mínima de detección) Una gran cantidad de equipos de radar han sido diseñados para operarlos, ya sea con pulso largo o con pulso corto. Muchos de esto radares, a su vez, cambian automáticamente de pulso, cuando se cambia de las escalas más grandes a las más pequeñas. Los radares pueden alcanzar mayores distancias de detección al emplear pulsos más largos, debido a la mayor cantidad de energía que se transmite con cada pulso. Mientras se sacrifica un mayor alcance al emplear pulsos más cortos, se obtiene en cambio, una mayor exactitud y resolución en la medición de distancias. Con los pulsos más cortos, se obtiene una mejor definición en la pantalla y por consiguiente la exactitud en la medición de la distancia puede mejorar. La RESOLUCIÓN en DISTANCIA es una medida de la capacidad de un equipo de radar para detectar la separación entre blancos que se encuentran en la misma demarcación, pero separados por muy poca distancia. Si el borde delantero de un pulso llega a un blanco a una distancia ligeramente mayor, mientras el borde trasero del pulso está llegando a un blanco cercano, es obvio que el eco reflejado de los dos blancos aparecerá en la pantalla como una sola imagen alargada. D.- Características de propagación de las ondas de radar. 1.- La onda de radar. Las ondas de radar se emiten en forma de pulsos de energía electromagnética en la banda de frecuencia entre los 3.0 (MHz). Al igual que las ondas luminosas que son de una frecuencia mucho mayor, las ondas de Radar tienden a desplazarse en línea recta a una velocidad casi igual a la de la luz. Las ondas de Radar están expuestas a la refracción atmosférica y al igual que las ondas del mar (olas) las ondas de Radar tienen energía, frecuencia, amplitud, largo de onda y velocidad de desplazamiento. Así como las olas tienen energía mecánica, las ondas de Radar tienen energía electromagnética, la que se expresa y se mide en watts de poder.


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Largo de Onda Amplitud

Ciclo

Fig. Nº 7 “comportamiento típico de una onda de Radar” 2.- La frecuencia. Es el número de ciclos completados en un segundo y se expresa en ciclos por segundo, es el HERTZ. 3.- Longitud o largo de onda. Es la distancia entre dos cretas medida en el sentido de propagación. Al completarse un ciclo la onda se ha desplazado una longitud de onda. 4.- Amplitud Es el máximo desplazamiento de la onda de su valor medio o cero. Como la velocidad de desplazamiento de las ondas de Radar es constante y alcanza los 300.000 Km/seg., es posible establecer una relación bien definida entre frecuencia y largo de onda. Frecuencia =

Velocidad Ondas de Radar Largo de onda

Cuando el largo es 3.2 cm. (0,000032 km.) 300.000

km. seg

0,000032

km.

Frecuencia =

Frecuencia = 9.375 Megahertz 5.- Refracción. Si las ondas de radar realmente se desplazan en línea recta, la distancia al horizonte alcanzado por estos rayos dependerá exclusivamente de la altura de la antena, suponiendo que se cuenta con el poder suficiente para alcanzar ese horizonte. Sin los efectos de la refracción, la distancia al HORIZONTE DE RADAR sería la misma que la del horizonte visible para la altura de esa antena. Sin embargo, al igual que los rayos ópticos, los de Radar están sujetos a una cierta deflección o refracción en la atmósfera debido a que pasan por zonas de distinta densidad. Pero debido a las frecuencias empleadas, esta deflección es mayor para las ondas de Radar que para las luminosas u ópticas.


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Si tenemos una antena de una altura de “h” pies, suponiendo que se encuentra en una atmósfera standard, la distancia “d” al horizonte de Radar, puede encontrarse mediante la siguiente fórmula:

D = 1,22 h (h en pies) Si: Distancias a los horizontes geográfico

D = 1,06 h

Distancia óptica está dados por las fórmulas D = 1,15 h Se puede ver claramente que el geográfico es aproximadamente un 15% y al visible en un 6%. Es decir los rayos de Radar en una atmósfera standard, son ligeramente refractados hacia abajo siguiendo la curvatura de la tierra (Ver Fig. Nº 8).

Propagación en línea recta Refracción normal

Altura h en pies Horizonte de Radar = 1.22 √h

Fig. Nº 8 “Horizonte de Radar”

La distancia al horizonte Radar en sí mismo no limita la distancia desde la cual se pueden recibir ecos. Si suponemos que se cuenta con un poder adecuado, podrán recibirse ecos de blancos que se encuentran más allá del horizonte de radar, pero siempre que su superficie reflectadora se alce sobre él. Nótese que la distancia a la cual los rayos de Radar rozan a la superficie de la tierra. Se denomina atmósfera standard a aquella que tiene una distribución vertical hipotética de la temperatura, presión y densidad y la que se toma como referencia en distintos objetivos. Debido a que las condiciones standard, la pequeña deflección que el haz de radar sufre en esas circunstancias puede considerarse como el caso típico.


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6.- El haz de radar. Los pulsos de energía de RF, ya sea que estos sean enviados por la bocina de alimentación al punto focal del reflector, conformarán en su mayor parte un diagrama lobular de radiación si ésta se efectuase en el espacio libre.

Fig. Nº 9 “Haz de Radar” En la Fig. Nº 9, se muestra un diagrama tipo de radiación en el cual se han incluido los tan molestos lóbulos laterales que se producen debido a que las antenas en la práctica no pueden constituirse siguiendo exactamente el modelo teórico del diseño. El gráfico que solo se ha confeccionado con fines didácticos, ha sido deliberadamente distorsionado y no muestra por esta razón, la verdadera relación de proporciones que existe entre el lóbulos principales y los laterales. La energía irradiada es un haz relativamente angosto, similar al haz de luz de una linterna, en que la energía se concentra a lo largo del eje del haz, su intensidad decrece en función de la distancia a lo largo del eje del haz. Con la rápida disminución de la energía irradiada al alejarse del eje y con la disminución de la energía con la distancia, se deduce que deben emplearse límites prácticos de poder o voltaje de manera de definir las dimensiones de haz de radar o de establecer sus límites de energía útil. 7.- Ancho del haz. Se llama ancho del haz de radar al ancho angular del haz medido entre puntos dentro de los cuales tienen una determinada densidad de campo El diagrama de radiación de la Fig. 10, muestra las relaciones de poderes que existen en puntos igualmente distanciados del eje en un mismo plano horizontal y a las mismas distancias de la antena en origen.


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Pto. de medio poder

Ancho del Haz

Eje del Haz

Fig. Nº 10 “Ancho del Haz de Radar” Para aumentar las distancias de detección, la energía se concentra en un haz lo más angosto posible. Debido a consideraciones prácticas relacionadas con la detección y discriminación del blanco, solo el ancho horizontal del haz se hace angosto, con valores tipos que varían entre 0º.65 y 2º.0. el ancho vertical es relativamente ancho con valores tipos que fluctúan entre 15º y 30º. Ver Fig. Nº 11.

Angulo vertical 15º a 30º

Angulo horizontal 0º,65 y 2º,0

Fig. Nº 11 “Dimensión angular del haz de radar”. El ancho del haz depende de la frecuencia o largo de onda, de la energía transmitida, diseño de antena y sus dimensiones físicas. Para un tamaño determinado de antena, se pueden obtener haces más angostos empleando menores largos de ondas. Para una longitud de onda determinada, se debe aumenta el tamaño de la antena si se desea angostar el haz.


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8.- Difracción. Es la deflección que sufre una onda cuando pasa un obstáculo. Debido a la difracción, es que se produce alguna iluminación de la zona detrás de una obstrucción o blanco. Los efectos de la difracción son mayores a las frecuencias bajas. Es así que, el haz de un radar de frecuencia baja tiende a iluminar más la zona sombría que existe tras una obstrucción que el haz de un radar de una frecuencia más alta. Ver Fig. Nº 11.

Fig Nº 11 “Ejemplo de la difracción.” 9.- Atenuación. Es la dispersión o absorción de energía del haz de radar al pasar por la atmósfera, y produce una disminución en la intensidad del eco. La atenuación es mayor a frecuencias más altas. 10.-Características del eco. A pesar de que los ecos reflejados son mucho más débiles que los pulsos transmitidos, las características del regreso a la fuente, son similares a las características de propagación. A la intensidad de estos ecos depende de la cantidad de energía transmitida que llegue al blanco, así como del tamaño y características reflectoras de él. E.- Factores que afectan al alcance máximo y mínimo. 1.- Frecuencia. Cuanto mayor es la frecuencia de las ondas del radar, mayor será la pérdida de poder. Es por esto que, generalmente, con frecuencias más bajas (mayor largo de onda) se tienen mayores alcances de detección. 2.- Energía transmitida. El alcance del radar aumenta cuando se aumenta la energía. Al duplicarla el alcance aumenta en un 25 % aproximadamente.


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3.- Largo del pulso. Cuanto mayor es la longitud del pulso, mayor es el alcance del radar, debido a la mayor cantidad de energía transmitida. 4.- Frecuencia de repetición de pulso (PRF). La PRF, fija la distancia máxima que puede medirse con el radar. Debe dejarse un amplio espacio de tiempo entre pulsos, para que el eco regrese de cualquier blanco que se encuentre dentro de los alcances operativos del sistema. De otra forma, los ecos que regresan de los blancos más lejanos se verían bloqueados por pulsos sucesivos. Este intervalo de tiempo es el que fija el mayor PRF que puede ser empleado. La PRF puede ser lo suficientemente alto, siempre que un número conveniente de pulsos de en el blanco y puedan, a su vez, regresar al radar un número convenientemente de ecos. 5.- Ancho del haz. Cuanto más concentrado es el haz, mayor es al alcance de detección del radar. 6.- Características del blanco. Blancos grandes pueden verse en la pantalla a mayores distancias, siempre que exista horizonte visual entre la antena del radar y el blanco. Materiales conductores (como un casco de acero por ejemplo) producen ecos relativamente fuertes, mientras que materiales no conductores (un casco de madera de un pesquero) producen ecos más débiles. 7.- Sensibilidad del receptor. Cuanto más sensible sea el receptor, mayor será el alcance, pero está más expuesto a la interferencia y bloqueo electrónico. 8.- Velocidad de rotación de la antena. Cuanto menor es la velocidad de rotación de la antena, mayor es el alcance de detección del radar. Un radar que tenga un PRF de 1.000 pulsos por segundo, un haz de un ancho horizontal de 2º,0 y una velocidad de rotación de la antena de 6 RPM (1 revolución en 6 segundos o un barrido de 36º en un segundo), puede transmitir un pulso cada 0º,036 de rotación. Se producirán por consiguiente 56 pulsos durante el tiempo que la antena gira a través del ancho de su haz: Ancho del haz Grados por pulso

=

2º,0 0º,036

=

56 pulsos

Con una velocidad de giro de la antena de 15 RPM (1 revolución en 4 segundos o 90º de rebusca por segundo) se tiene solamente un pulso transmitido cada 0º,09 de giro, y se transmitirán sólo 22 pulsos durante el tiempo que necesita la antena para girar a través del ancho del haz. Ancho del haz Grados por pulso

=

2º,0 0º,09

=

22 pulsos


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De lo expuesto anteriormente, se hace evidente de que a las menores velocidades de rotación de la antena, se producen los alcances máximos a los cuales se pueden detectar, especialmente, blancos pequeños. F.-

Operación del radar. En los radares de navegación se encuentran dos tipos básicos de presentación que permiten indicar tanto la posición de los blancos en la pantalla como su movimiento: 1.- Radar de movimiento relativo. El radar de movimiento relativo proporciona el movimiento de un blanco en relación al movimiento del buque propio, por medio de la presentación continua de los pips del blanco a la correspondiente distancia y demarcación, a partir de una posición fija del buque propio que se encuentra al centro de la pantalla. Si tanto el blanco como el buque propio, se encuentran en movimiento, es evidente que los sucesivos pips del blanco no indican su movimiento real o verdadero. Se hace necesario una solución gráfica del problema para tener la respuesta adecuada. Ahora bien, al estar el buque propio en movimiento, los pips tales como masas de tierra se desplazan en el PPI a una velocidad igual a la del buque propio pero en dirección opuesta. Por otra parte, si el buque propio está parado, los pips en el PPI se mueven de acuerdo a su movimiento verdadero. Contacto (buque) Contacto (costa)

t1

t4

Resumen en la pantalla de Radar

t2

t3

t5

t6

t1 t2 t3 t4 t5 t1 t6

Fig. Nº 12 “Movimiento relativo en la pantalla de radar” 2.-

Radar de movimiento verdadero. El radar de movimiento verdadero presenta tanto el buque propio como a los objetos móviles con su movimiento real. A diferencia de la que sucede en el radar de movimiento relativo, la posición del buque propio no está fija. Tanto el buque propio como el resto de los móviles se desplazan por la pantalla de acuerdo a sus propios rumbos y velocidades. También al revés de lo que sucede en los radares de movimiento relativo, los objetos fijos se mantienen estacionarios como sucede con las masas terrestres. En esta forma se puede apreciar el desplazamiento tanto del buque propio como el de otros buques con respecto a la masa terrestre.


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t1

t4

t2

t3

t5

t6

Fig. Nº 13 “Movimiento verdadero en la pantalla de Radar” 3.- Mediciones de distancia y demarcación. Ver Fig. Nº 14 a.-

Cursor de demarcación y distancia Ver Fig. Nº 14 a). La pantalla del Radar tiene un cursor que le permite determinar la demarcación y distancia a los contactos. Para la medición, se le puede utilizar desde el centro de la pantalla o descentrado desde un determinado contacto objeto determinar la demarcación y distancia desde el contacto a cualquier otro.


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c) Lectura en Anillos de Distancia: 7,32 millas .

350°

000°

010°

340°

020°

330°

030°

320° 040°

310° 050° 300°

060°

290°

070°

280°

080°

270°

1

2

3

4

5

7

8

9 1

1 260°

090°

100°

2

a)

3 250°

110°

4

b)

240°

5

120°

6

230°

130°

7 220°

140°

8 210°

150°

9 200° 190°

1

180°

a) Lectura en curso electrónico: Distancia = 6,45 millas. Demarcación = 233º

160° 170°

b) Lectura en curso mecánico : Demarcación = 212º.

Fig. Nº 14 Demarcaciones y distancia electrónica y demarcación mecánica. b.-

Cursor mecánico de demarcación. Ver Fig. Nº 14 letra b). Consiste en una línea radial o retículo inscrito en un disco transparente que puede ser girado manualmente alrededor de su eje, el cual coincide con el centro del PPI. Se le emplea para tomar demarcaciones. A menudo se hallan también inscritos en el disco una serie de líneas paralelas a la línea central del disco, en cuyo caso el dispositivo toma el nombre de Cursor de Líneas Paralelas o Índice Paralelo. Cuando el origen del barrido es el centro del PPI, que es lo normal en las presentaciones relativas, la demarcación a un blanco pequeño y bien definido se toma colocando la línea radial a una de las líneas radiales del retículo sobre el centro del eco. Las demarcaciones verdaderas o relativas del eco se pueden ver en el dial de demarcaciones.


c.-

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Anillo variable de distancia. Ver Fig. Nº 14 letra c). El anillo variable de distancia (VRM) se emplea básicamente para tomar distancias a ecos de blancos en el PPI. Como función secundaria está la de proporcionar una distancia límite alrededor de la posición del observador, dentro de la cual no pueden entrar blancos por razones de seguridad. El VRM es en realidad solo un punto luminoso rotatorio. La distancia desde el punto al origen del barrido corresponde a la distancia, la que se mide ajustando el círculo del VRM de modo que apenas toque el borde interior del eco. El VRM se ajusta mediante el movimiento de una manivela manual y la distancia se lee en un contador especial.


XVII - 1

Capítulo Nº 17 “NAVEGACIÓN COSTERA” “INDICE Y ESQUEMA GENERAL DE “NAVEGACIÓN COSTERA”

Recopilación de antecedentes

Planificación

Confección del Plan

Ejecución de la Navegación

Pilotaje

Navegación de baja visibilidad

Fondeo

Reglas Prácticas

A.- Cartas y publicaciones B.- Información requerida C.- Evaluación

A.- Selección de la ruta B.- Distancia a pasar C.- Rutas y separaciones de tráfico D.- Resguardo bajo la quilla

A.- Horas de zarpe y recalada (P.I.M.) B.- Preparación de la cartografía. A.- Métodos de situación B.- Selección de objetos para obtener situación C.- Instrumental de navegación D.- Marcas y demarcaciones de seguridad E.- Distancia de seguridad. F.- Selección de marcas para demarcar G.- Ploteo de la posición del buque H.- Frecuencia en las situaciones I.- Velocidad J.- Tiempo en situarse K.- Registro de situaciones L.- El rumbo efectivo M.- Hora de arribo

“Consideración para el fondeo” A.Elección del fondeadero B.Profundidad C.Area de borneo D.Proximidad a peligros E.Cantidad de cadena a arriar F.Distancia a otros buques G.Radio de borneo reducido “Fondeo en un punto escogido” A.Planificación de la aproximación B.Aproximación al fondeadero C.Ejecución del plan de fondeo “Situaciones especiales” A.Fondeo en aguas profundas B.Fondeo con corriente C.Mal tiempo a la gira D.Fondeo a una hora determinada. E.Fondeo en lugares mal levantados


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“NAVEGACIÓN COSTERA” Nota 1 Experiencias recientes demuestran que más de un 75% de los accidentes marítimos, especialmente varadas, se deben a errores humanos.

Es posible que un plan de navegación elaborado cuidadosamente no prevenga una varada, pero de hecho reducirá sustancialmente las posibilidades de cometer errores. ETAPA I “RECOPILACIÓN DE ANTECEDENTES” A.-

CARTAS Y PUBLICACIONES La primera parte consiste en seleccionar todas las cartas de Navegación y Publicaciones que cubren la ruta a navegar. Lo anterior se realiza estudiando el catálogo de Cartas Náuticas y Publicaciones, teniendo presente que durante la navegación se usarán siempre las cartas de mayor escala. También se requiere una carta o cuarterón de escala suficientemente pequeña como para cubrir toda la ruta. Esto último permite trazar el track optativo y sirve para medir distancias. Posteriormente se debe asegurar que todas las cartas seleccionadas estén con las correcciones correspondientes a los Avisos Permanentes, Temporarios y Preliminares, así como Mensajes Urgentes a los Navegantes, actualizados. Las instrucciones de detalle para la actualización de cartas y publicaciones se encuentran en el catálogo de Cartas y Publicaciones, Pub. SHOA 3000. Otras publicaciones que deben tenerse a mano y consultarse son: Ver copia de las publicaciones en la Cartilla de Tablas de Apoyo. • • • • • • • •

1

Tabla de Distancias Símbolos Convencionales y Abreviaturas (Carta Nº1) Derroteros Almanaque Náutico Tablas de Marea Lista de faros Radio Ayudas a la Navegación Recomendaciones IMO sobre normas que deben tenerse presente relacionadas con las Guardia de Mar.

Estos apuntes se confeccionaron sobre la base del trabajo efectuado por el CN Sr. J Yuseff S. y el CC Sr. C. Soro C. “Apuntes de Navegación Costera” de 1994. Se actualiza, se reordena y se complementa con nuevos antecedentes.

Navegación Costera R.L.D. 2008 B.-

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INFORMACIÓN REQUERIDA Además de la información que pueden proporcionar las publicaciones mencionadas, el navegante debe recopilar informaciones respecto a algunos o todos los puntos que se indican: • • • • • • • • • •

Distancia entre el Puerto de zarpe y recalada. Abatimiento y variación de velocidad a experimentar por efectos de corrientes. Horas de las Pleas y Bajamares durante la travesía. Precauciones y recomendaciones de los derroteros. Rutas recomendadas y zonas de separación de tráfico. Condiciones meteorológicas correspondientes al promedio de observaciones efectuadas en la época a navegar. Duración de los períodos de luz y oscuridad. Radio ayudas disponibles durante el tránsito. Calados aproximados al zarpe y recalada y resguardos bajo la quilla. Disposiciones sobre rebusca y rescate vigentes en la ruta. Toda la información anterior se anota en el cuaderno de navegación.

C.-

EVALUACIÓN Una vez recopilada toda la información, el oficial encargado debe efectuar una evaluación general de la navegación estudiando todas las cartas que cubren la ruta con el Derrotero, Lista de Faros y Tablas de Marea a la vista, hasta lograr un claro cuadro mental sobre lo que se encontrará en la ruta relacionado con ayudas a la navegación, tales como luces, configuración de la costa, objetos conspicuos, marcas, balizas, peligros, mareas etc. El estudio implica también recopilar información sobre tráfico marítimo portuario, avisos meteorológicos, profundidades en las entradas y salidas de puerto, detalles sobre fondeaderos, muelles, lugares de desembarco, señales de llamada a las autoridades portuarias, etc. Sobre la carta se anota resumidamente la descripción de estructuras de faros, edificios notables, color de los acantilados, etc.


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ETAPA II 2 “PLANIFICACIÓN”

El plan de pilotaje debe ser completo, analizando cada uno de los detalle. Los datos preplaneados son esenciales para una navegación segura. El Track debe ser trazado, de ser posible, usando marcas de proa. La posición en el track debe estar permanentemente colocada empleando demarcaciones o distancias de radar, a intervalos regulares. La parte del canal que se navegará, debe estar limitada en cada uno de los lados por demarcaciones de seguridad. Los detalles importantes deben ser escritos o dibujados en un Libro de Nota correctamente preparado, para consulta del Oficial de Navegación, sin necesidad de ver la carta o las publicaciones permanentemente. Los reportes del ayudante del navegante, del operador de ecosonda, del vigía, contribuyen a la precisión de la navegación. Si se debe invertir tiempo estudiando minuciosamente las cartas y publicaciones durante el pilotaje en vez de descansar, evidentemente el plan estará bien elaborado y se tendrá confianza en él. El plan debe estar muy bien estructurado y organizado en cada etapa, de tal manera que el Oficial de guardia reconozca aquellos factores que exigen su atención, con el suficiente tiempo para adoptar oportunamente, las medidas que correspondan. Por ejemplo, el plan tendrá que incluir la selección de los grados de caña en los puntos de caída o la observación necesarias durante el tránsitos para determinar el error de girocompás. Ningún aspecto a considerar debe interferir con el otro. Estos puntos conciernen a la ejecución del plan más bien que la planificación, pero la consideración de tales detalles en la etapa de planificación asegurará un plan más seguro y más simple de ejecutar. A.- Selección del track Con la lectura del derrotero, las cartas y las diferentes publicaciones y regulaciones portuarias, podemos seleccionar el track a navegar. El Track normalmente debería ser trazado a estribor del eje de canal de acuerdo a las reglamento para Evitar Colisiones en el Mar, 1972. Esto permite que los buques que vienen vuelta encontrada pasen con seguridad. Si el buque es grande en relación con el tamaño del canal, puede ser necesario planificar el track a medio canal, pudiendo ocurrir lo siguientes:

El buque debería de desplazarse a estribor del canal para permitir el espacio necesario para que el otro buque cruce. Que los otros buques se mantenga claro y no entorpezcan la navegación, es el caso de la prioridad de paso en la Angostura Inglesa, Canal Gray, Angostura Guía, entre otros. Tal regulación se establece en los derroteros de la Costa de Chile. Se pueden establecer normas especiales de calado y de eslora. Tales regulaciones especiales por lo general sólo se aplican a los buques; sobre 10 metros de calado y sobre 270 metros de eslora y sobre 100,000 toneladas.

1.- Peligros Se debe asegurar que el track seleccionado este libre de peligros, y que el buque no pase innecesariamente cerca de ellos. Los peligros ya deberían haber sido destacados con la lápiz de color rojo y con adecuadas demarcaciones y distancias de seguridad. Si la corriente de marea pronosticada tira el buque hacia un peligro, es aconsejable aumentar los márgenes de seguridad.

2

Admiralty Manual of Navigation Volume 1 “General Navigation, Coastal Navigation and Pilotage”


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2.- Corrientes de marea y viento Si las corrientes de marea a través del track se prevé de gran intensidad, los rumbos deberían ser decididos de antemano. Una regla básica para esto es para cada nudo de corriente de marea: Velocidades de 10 a 12 nudos, contrarrestar 5°. Velocidad de 5 nudos, contrarrestar 10°. Esta regla es aproximada dentro del 1° rumbo para corrientes de marea de hasta 3 nudos a través del track. La deriva causada por el viento también debe ser considerada. Esta información debería estar disponible en el Libro de Datos de navegación. Para una fragata a baja velocidad y con 20 nudos de viento, equivale a 1 nudo de corriente de marea. Cuando la profundidad del agua bajo la quilla es restringida, disminuirá el efecto de deriva. Este hecho a menudo puede ser usado como ventaja. 3.- Puntos controles. Para asegurar la recalada a tiempo, se marcará en la carta diferentes puntos controles indicando la hora en que el buque debe estar en un determinado lugar. En la etapa final de fondeo las distancias a recorrer deben ser marcadas cada milla durante la última etapa de aproximación y cada cable en la última milla al fondeo o al muelle. Esto ayudará a regular la velocidad para cumplir lo planificado. 4.- Entrada y salidas nocturnas. De ser posible, los track escogidos deberían ser utilizados durante navegación diurna como nocturna 5.- Pilotaje ciego Se debe considerar las mediadas necesarias en caso de navegación de visibilidad restringida. El plan debe contemplar igualmente para el pilotaje ciego como para malas condiciones visuales. El Track seleccionado debería permitir el cambio de condiciones de visibilidad en cualquier momento. El radar con frecuencia puede ser usado para apoyar la navegación visual. Esto es una práctica común en barcos mercantes y buques de guerra donde el equipo de pilotaje es reducido. 6.- Canal estrecho Si el track tiene que pasar por una angostura, se debe planificar estabilizar el rumbo con anticipación. Esto es aún más importante si hay fuerte corriente de marea o viento a través del track, que puede hacer abatir el buque hacia costa. Además, esta precaución da el tiempo necesario para incorporarse al track planificado, ante fallas o abatimientos. 7.- El Sol Se debe calcular la dirección del ocaso del sol y su altura, ya que probablemente puede encandilar durante la navegación. Se debe evitar trazar el track proa al sol, sobre todo cuando éste se encuentre a baja altura, ya que puede dificultar tomar demarcaciones, como así mismo ver peligros por la proa. B.- Puntos notables Al trazar el track se debe considerar con anticipación los puntos notables para tomar demarcaciones. Una navegación puede ser muy buena, pero, si no cuenta con objetos visibles y dibujados en la carta, esta se verá dificultada, afectando la seguridad. Se debe seleccionar un objeto como un faro, un muelle, una torre, etc. que difícilmente pueda ser confundida. Chimeneas, mástiles, mástiles de radio y hasta las iglesias pueden causar la confusión si hay un gran número en estas en las cercanías. Los mástiles con frecuencia son quitados o colocados de nuevo; las chimeneas y mástiles de radio pueden cambiarse sin el oportuno aviso. Evite escoger los objetos que más pueden ser visibles debido a cambios topográficos.


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D.- Mantenerse claro de los peligros Considerar en todo momento señales visibles, demarcaciones verticales y horizontales de seguridad, para mantenerse claro de peligros. 1.- Demarcaciones de seguridad Una vez decidido el track, se debe determinar las demarcaciones de seguridad que aseguran una navegación libre de peligros. 2.- Ángulos de seguridad vertical y horizontal Si no es posible contar demarcaciones de seguridad adecuados es recomendable emplear, los métodos de ángulos de seguridad vertical o horizontal. Para esto se requerirá de un ayudante que esté dedicado a medir los ángulos, normalmente con un sextante. Estos métodos se explican en otro capítulo. 3.- Ecosonda Deben conocer la menor profundidad esperada en cada uno de las "patas" del track, previendo el curso de acción a seguir si la lectura del ecosonda es menor a la profundidad esperada. El ecosonda también puede ser usado para proporcionar una profundidad de seguridad similar al empleado en las demarcaciones de seguridad, pero como complemento a ésta.

E.-

Tener presente las siguientes consideraciones en la lectura de la profundidad: La marea. El calado Sonda de la carta. La unidad de medida (Brazas o metros). Informes de estándar de operador ecosonda.

Otras consideraciones 1.- Verificación de girocompás Debe estar planificado un chequeo periódico y frecuente del girocompás. El team de puente debe conocer y aplicar el error de girocompás. Antes de zarpar, el error debe ser calculado por algunos de los siguientes métodos:

Observación del sol o una estrella. Por enfilaciones. Método de tres demarcaciones. Comparación con otro girocompás o plataforma inercial.

2.- Situaciones impredecible Todas las marcas de referencia usadas en el pilotaje (puntos notables, línea de proa, marcas para situación) deben ser identificadas positivamente y sus detalles incluidos en el Libro de Nota. Importante es evitar improvisar, prevé el máximo situación impredecibles en el proceso de obtener la posición el buque.


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3.- Empleo del radar como apoyo a la navegación El radar puede ser un buen apoyo a la navegación, por ejemplo: Verificar la posición de las boyas y confirmar la distancia a pasar. Verificar si el buque se encuentra en el Track, usando las técnicas de paralelos del Radar. Identificar faros, boyas, barcos, Racon, etc. Confirmar la posición para iniciar la caída. Comprobar la distancia para la caída y para el fondeo. Conocer la distancia y dirección a los buques cercanos. Verificar el correcto fondeo. 4.- Punto de no retorno En cualquier plan de pilotaje, normalmente hay una posición mas allá de cual el buque no puede regresar o tomar una acción alternativa. Esta posición depende de muchos factores tales como: el tamaño del buque, el tiempo, la estrechez y la complejidad del paso, la corriente de marea, etc., la cual debe ser determinada durante la planificación. En el Plan considerar: ¿Puedo cambiar esta "Pata" que se navegará, fondear o retromarchar y volver hacia un área mas segura, o la situación me obliga a seguir?. El punto de no retorno puede estar ubicado bastante lejos, en particular si el buque es grande. 5.- Rutas y puntos de Fondeo alternativas En toda planificación es conveniente considerar canales, pasos y puntos de fondeo alternativos ante la eventualidad de necesidad de cambios en la planificación. 6.- Libro de Notas del Oficial de Navegación. Los principales detalles del plan deben ser resumidos en el Libro de Nota del Oficial de Navegación mediante un croquis, de modo que el navegante pueda pilotar el buque, usando el Libro de Nota, sin la necesidad de consultar o ver permanentemente la carta y las publicaciones. No hay ninguna regla fija en cuanto a cómo llevar el Libro de Notas. Sin embargo algon aspectos a considerar:

El libro debe ser secuencial, ordenado y exacto. La información disponible debe ser suficiente para conducir el buque usando sólo el libro. La carta o parte de ellas pueden ser usadas como una alternativa al croquis. En ocasiones se requiere más de un bosquejo. Las distancias a pasar de boyas, islas, puntas notables, etc. y cualquier otra información que pueden ayudar en la ejecución del plan. El Track Planificado y la marca de referencia de proa. Si el buque sale del track en cualquier momento y por cuanto tiempo. Los límites de seguridad definidos por las demarcaciones de seguridad. La distancia y punto de referencia al próximo punto de caída. La proximidad de peligros. La corriente de marea. Diagrama de luz y oscuridad. La profundidad mínima esperada sobre cualquier "Pata" del track. Los puntos de control para la siguiente caída y referencia. Demarcaciones de caída. La evaluación de la situación después de la caída. Características propias del buque como, dimensiones, errores importantes, diagrama de radiación del radar, curvas de avance y traslación, calados, velocidad, aceleración, etc.


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La Tabla de desaceleración y reducción de velocidad para accesos al fondeadero, amarre a boyas y maniobra de atraque. Información especial para atracar (por ejemplo tipo de remolcadores requeridos, longitud de frente de atraque, numeración de las bitas, etc.). La cantidad de paños disponible para cada ancla.

7.- Control del buque El punto donde el Comandante asume el control, debe ser planificado con anticipación. Por regla general, el Oficial de Navegación debería tomar el control del Oficial de Guardia con el suficiente tiempo para compenetrarse adecuadamente de la navegación, alcanzar un alto grado de "sensibilidad" del buque y tiempo necesario para usar el Libro de Nota. El método de dar las órdenes en la etapa de aproximación y fondeo / atraque es muy importante. Algunos Comandantes prefieren tomar el control ellos mismos; otros prefieren hacerlo por intermedio del Oficial de Navegación, retransmitiendo éste las órdenes al timonel. Si el Capitán toma el control directamente, él se acostumbra a que el buque cae más rápidamente, pero puede perder el control general de la situación. 8.- Remolcadores Se debe estudiar la necesidad de emplear remolcadores durante la maniobra de atraque, de ser necesario debe quedar claramente definido en el Plan. Los patrones de los remolcadores requerirán de una reunión informativa sobre la idea de maniobra, que debe incluir el detalle de cómo y dónde se harán firmes las espías. Se debe planificar también la posición de espera de los remolcadores para hacer firme las espías y no entorpecer la maniobra de aproximación. 9.- Las etapas finales del plan Considerar: Cuánto falta y posición durante la aproximación. Personal para ayudar en la obtención de datos para la situación y demarcación de fondeo. Operador del ecosonda, definir escala y secuencia de reporte. Anclas listas a fondear. Calderas adicionales, turbinas en paralelo, el segundo motor disponible, etc. según corresponda. Poder eléctrico suficiente con alternativas. Detalles de comunicaciones de puerto, frecuencias, etc. Procedimientos especiales ceremoniales, saludos, etc. Izar espada de la corredera, domos de sonar, ajustar escala de radar, etc. Mostrar el Plan al Comandante para su aprobación, tanto para el zarpe como para la recalada, incluyendo los problemas que encontrarán. Realizar lo antes posible, la reunión informativa y de coordinación con los principales Jefes que participan en la maniobra tales como el 2º Comandante, oficial de guardia, oficiales de maniobras (castillo, toldilla, centro), oficial ingeniero, etc.

F.-

Lista de Chequeo Es aconsejable considerar el empleo de una lista de chequeo durante la preparación del Plan de Pilotaje. Esto asegura que todo fue considerado. Un ejemplo de una lista de Chequeo es la que se muestra como Anexo a este capítulo.


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Ejemplo: Croquis preparado para la Navegación de la Angostura Guía de Sur a Norte.

74º 25’W Datos de mareas: Plea = 13:28, 2.4 m; Baja: 17:37, 0.3 m. Corriente Llenante dirección SE hasta 2 nudos en Porpoise DLO: - Ocaso Sol 17:35, Fin. Crep 18:23, No hay luna.

Rv=305º Rc=293º I. Guard 1,4 c 81

9,3 c

Rv=296º Rc=280º

50º 45’ S

2,6 c 60 2c

Pta. Porpoise

2,6 c 9,1 c

270º Observaciones: Preferencia de paso de Sur a Norte. Atención en canal 16 y canal 70. Informar cada 15 horas cruce. Referencia Porpoise 0

1

2 millas

121 Escala Alta Rv=330º Rc=313º


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LIBRO DE NOTAS DEL OFICIAL DE NAVEGACIÓN Ejemplo

Rumbo - Velocidad

Rv = 330º Rc = 313

Rv = 296º Rc = 280

Rv = 305º Rc = 293

Navegación Angostura Guía (De sur a norte) Miércoles 6 de julio de 2005. Distancia a navegar Angostura 3,8 millas Total Navegación 5,3 millas Se espera cruzar Porpoise a las 16:34 Derecho a paso. Datos de mareas: Plea = 13:28 , 2.4 m ; Baja: 17:37 , 0.3 m. Corriente: Vaciante: NW hasta 2 nudos en Porpoise DLO: Ocaso Sol 17:35, Fin. Crep 18:23. No hay luna. Distancia al Profundidad Comentario punto de mínima caída - Faro escala Alta: por babor, señal 121 m. costera. - Al demarcar al 270º se cae al nuevo rumbo 296º - Considerar paralelo de chequeo de 2 cables por babor y 2,6 cables por estribor. - Por chequeo distancia a proa 9,1 cables - Navegación limpia. 3 millas. 60 m. - La baliza Porpoise debe quedar 12 minutos. abierta por babor 5 grados app. - Identificar la salida del paso marcada por las dos balizas. - Baliza Roja por estribor y verde por babor. - Se pasa a 2 cables por babor y luego un grupo de islas a 2,6 cables. - A 9,3 cables isla Guard. Cae al 305º - Paralelo de chequeo 1,4 cables por babor. - El rumbo entre ambas balizas. 81 m. - Precaución con la corriente, puede tirar hacia Porpoise. - Cruzar cargado un poco mas a la costa norte. - Cruce app 16:34. - Salida limpia.


XVII - 11

ETAPA III “CONFECCIÓN DEL PLAN” El Plan de Viaje debe ser lo más sencillo posible. Los cálculos y datos se vacían en el cuaderno de navegación. El procedimiento que se sigue es el siguiente: A.-

HORAS DE ZARPE Y RECALADA (P.I.M.) 1.- Se determina la distancia entre el puerto de zarpe y el puerto de destino de la Tabla de Distancias. Luego se le suma un porcentaje entre el 1 y 10%, dependiendo de los factores indicados en los párrafos precedentes. 2.- Se consideran los factores que afectan la hora de paso por angosturas en términos de horas ganadas o perdidas. 3.- Se consideran los factores que pueden ser calculados en términos de velocidad por efecto de marea, corrientes y viento. 4.- Se calcula el tiempo en la mar tomando en cuenta cualquier restricción de velocidad que pudiera ser impuesta, (Por ejemplo, velocidad económica) y se le suma un resguardo de 1 a 1 1/2 hora por día de navegación. 5.- Se determina la hora estimada de zarpe (E.T.D.) y la hora estimada de arribo (E.T.A.). La distancia total dividida por el tiempo da la velocidad de avance (S.O.A.). Esta velocidad puede ser reajustada para conveniencia del ETA o ETD. Luego se chequea si a esta velocidad se llega oportunamente o no a las angosturas. Ejercicio: Determinar ETA y ETD con los siguientes datos. 1.-

2.-

3.-

Distancias • Dist. P.Arenas P.Montt • Dist. adicional por peso a Tortel (2 x 54) • Dist. por reconocimiento Hidrográfico (2 x 54) Total Distancia Planificada

978 millas 108 millas 50 millas 1.136 millas (D)

Tiempos no Avanzados • Estadía en Tortel • Estadía en área de Trabajo Hidrográfico. • Aprovisionamiento de pesos en ruta • Resguardo por imprevistos Total Tiempo Adicionales

4 horas 12 horas 3 horas 6 horas 36 horas(T)

Velocidades • Velocidad económica (546 Mn) • 0,6 nudos de corriente en contra primeras 526 millas. • 1,5 nudos en contra Golfo Penas (64 millas.) Veloc.Prom. (64 x 9,5 + 526 x 10,4 + 546 x 11)/1136 10,63 Nds.(V) Tiempo en la mar= D / V + T= 1136 / 10,63 + 25= 131h 47m Luego se determina el ETD y ETA.

11,0 Nds. 10,4 Nds. 9,5 Nds.


XVII - 12

Ejercicio: Confección del Plan de Navegación, Ud. es el oficial de navegación de la LST “Chacabuco” que se desplazará de Valparaíso a Punta Arenas transportando contenedores del personal transbordado y fiscal. Proponer el PIM (posición e Intención de Movimiento) a su comandante considerando los siguientes parámetros. • • • • • •

Recaladas a Talcahuano, Puerto Montt, Puerto Williams, Pto. Harris y Punta Arenas Navegar por ruta normal de navegación, pasando con la Estoa en el Chacao y angostura Inglesa. Considerando marea llenante para la recalada a Puerto Montt. Navegar de día Angostura Inglesa. Considerar tiempo para descarga de la nave Soa 12,6 nudos

Formato de un P.I.M (Posición e Intención de Movimiento) DE Lugar

Fecha

A Hora

Lugar

Fecha

Tiempo Hora

Puerto

Valparaíso

4-mar-07

12:00 Talcahuano

5-mar-07

07:00

Talcahuano

5-mar-07

13:00 Corona

6-mar-07

15:48

Corona

6-mar-07

15:48 Pto. Montt

6-mar-07

23:18

17

Pto. Montt

7-mar-07

16:18 Ang. Inglesa

9-mar-07

10:30

Ang. Inglesa

9-mar-07

11:30 Punta Arenas

10-mar-07

Punta Arenas

12-mar-07

23:00 Pto. Williams

13-mar-07

Pto. Williams

14-mar-07

19:00 Pto Harris

Pto Harris

16-mar-07

2:48 Punta Arenas

6

Distancia

SOA

Mar 19,0

239

12,6

26,8

338

12,6

7,5

83

11

1

42,2

532

12,6

23:00

48

35,4

446

12,6

23:00

20

23,7

299

12,6

15-mar-07

14:48

12

19,8

250

12,6

16-mar-07

07:00

3,9

49

12,6

Fig Nº 1 (“Cuadro de PIM”). El P.I.M. se informa al mando operativo previo al zarpe y cada vez que se tengan variaciones de más de las 6 horas. Mensaje PIM E.T.D. -----------050700 061548 062318 091030 102300 132300 151448 160700

Puerto / Lugar Valparaíso Talcahuano Corona Puerto Montt Angostura Inglesa Punta Arenas Puerto Williams Puerto Harris Punta Arenas

E.T.A. 041200 051300 061548 071618 091130 122300 141900 160248 -----------

Ruta: Oceánica, Chacao, Canales Interiores SOA: 12,6 nudos.


XVII - 13

Mensaje de Fondeo: 140930 fondee en Puerto Lagunas en espera mejores condiciones meteorológicas Golfo de Penas. E.T.D. Parenas 150800. Mensaje Zarpe: 140930 zarpe Puerto Harris en cumplimiento a ORVIA 3880/04/2005, Austral 3. Mensaje de Chequeo: Check 36. (Puede ser cada 24, 48 o 72 horas) Posición: L: 33º24’S y G: 72º 25’W. Rumbo: 233º SOA : 12,6 nudos Distancia al próximo puerto o punto de control: 453 millas. Todos estos mensajes son transmitidos al mando Operativo dependiente y a los mandos relacionados con la navegación. B.-

PREPARACIÓN DE LA CARTOGRAFÍA 1.-

CARACTERÍSTICAS TÁCTICAS Y SU EMPLEO.

(Ver Fig Nº 2).

Las curvas de giro de una nave proporcionan lo que se llama "Características Tácticas" de ella, las cuales se refieren esencialmente a la manera que el buque responde a las órdenes y efectos tanto de las máquinas como del timón. Cada buque reacciona de modo diferente con los ángulos de timón y cambios de velocidad, atendiendo a sus propias condiciones evolutivas determinadas por el tipo de buque, hélice y paso, calado, poder de máquinas, tipo y tamaño del timón, etc. y también por otros factores como son el estado del mar y viento, la profundidad de las aguas donde se navega, corrientes, etc. El navegante debe, entonces, conocer muy bien los datos tácticos de su buque, como asimismo debe saber aplicarlos en las variadas circunstancias que pueden presentarse, como ser: navegación en escuadra, en canales o pasos angostos, entrada y salida de puertos, en áreas restringidas de maniobras, en parajes correntosos, entre otros. En general, los diferentes métodos para efectuar y determinar las curvas de giro consisten en la realización de giros completos de 360º que hace el buque por estribor y babor a distintas velocidades y ángulos de timón. De esta manera se tienen una curva de giro para cada condición y de ella se deducen los elementos que la terminología náutica denomina "datos tácticos".

AVANCE: Es la distancia alcanzada en la dirección del rumbo original, desde el punto en que el buque colocó un determinado ángulo de caña (timón) hasta otro cualquiera de la curva y se mide sobre la línea del rumbo original.


XVII - 14

TRASLACIÓN: Es la distancia que el buque alcanza perpendicularmente a la dirección del rumbo original, desde el punto inicial de caída hasta otro cualquiera de la curva. Se mide sobre una línea perpendicular a la dirección del rumbo original. CE es la traslación después que el buque completó un giro de 90º y HD es la que corresponde a la caída de 45º. Nuevo Rumbo Traslación a 90º

C

E

H

D

B G

Avance a 90º

Diámetro Final

F

A

Diámetro táctico Fig Nº 2 (“Ejemplo de curva evolutiva”). DIÁMETRO TÁCTICO. Es la traslación del buque después de haber caído 180º. DIÁMETRO FINAL. Es aquel que determina el círculo que corresponde al movimiento giratorio cuando se hace uniforme y que está comprendido entre la caída de 180º a 360º. DISTANCIA A UN NUEVO RUMBO. Es la distancia alcanzada en la dirección del rumbo original, medida desde el punto inicial de caída hasta la intersección del rumbo final con el original. Además de los elementos mencionados, junto con la determinación de las curvas de giro una nave debe conocer también: • • • • •

Tiempo en recorrer su propia eslora a diferentes velocidades. Influencia de los calados extremos sobre la curva de giro. Area de maniobra con máquinas avante, dando atrás, etc. Aceleración y desaceleración por cambios de velocidad. Influencia del mar y viento sobre la curva de giro.

Una vez graficadas las curvas de giro, se confeccionan las diferentes tablas (generalmente de 15º a 20º de ángulo de caída) que contienen los valores de los elementos que las constituyen y que ya han sido explicados, de tal modo que el navegante pueda emplearlos cuando los necesite. Ver ejemplo en cartilla de Tablas de Apoyo.


XVII - 15

C.- Cambio de rumbo Se debe planificar con anticipación el lugar en el track donde se debe iniciar la caída, considerando las curvas evolutivas, la velocidad y los grados de caña, de tal manera que al terminar la caída el buque se encuentre en el track. Las curvas evolutivas de un buque pueden encontrarse en forma tabular o gráfica. Para la interpolación exacta es más fácil usar el gráfico, ya que se dibujan curvas para distintos avances, translación, distancia al nuevo rumbo (DNC) y el tiempo para completar la caída Ver siguiente figura. Velocidad 10 nudos Grados Tiempo de caída Grados Min. Sec. 30 50 60 1 20 90 1 50 120 2 30 150 3 10 180 3 40

Avance Yardas 259 384 453 415 300 133

15º de caña Distancia Nuevo Traslación Rumbo DNC Yardas Yardas 57 162 178 285 338 453 515 710 645 711

DNC Distancias Tiempo Yardas 700

3m 30s

600

3 min.

500

2m 30s

400

2 min.

300

1m 30s

200

1 min.

Tiempo Traslació n

Avance

100

20º

40º

60º

80º

100º

120º

140º

Grados de Caída

Fig. 7. “Curvas evolutivas”.

160º

180º


XVII - 16

1.- Avance y traslación Para determinar el punto de caída con el avance y la translación hacer lo siguiente a.b.c.d.-

e.f.g.h.i.-

Determinar el punto donde el track de dirección. Determinar la cantidad de grados de la caída. (diferencia entre ambos rumbos). Seleccionar la velocidad y grados de caña a emplear. Obtener de la curvas evolutiva correspondiente, interpolando si es necesario: Avance Traslación DNC Tiempo de la caída. Trazar una línea paralela al rumbo inicial a una distancia igual a la traslación. El punto de intersección entre la línea paralela y el nuevo track será el punto de llegada C. Desde el punto C trazar la perpendicular al rumbo original, determinando el punto D. Desde el punto D, medir el avance en dirección al rumbo original, determinando el punto de caída en A. También se puede determinar directamente el DNC (distancia AB) con la siguiente fórmula:

DC = Avance −

Traslación Tag (Grados ⋅ de ⋅ caída )

Rv =005º

C Traslación B

D

Pto. de caída A

DNC

Rv =070º Avance

Fig. 8. “Determinación del Punto de caída”.


XVII - 17

2.- Determinación del Punto de caída En la Fig. 8. se desea cambiar el track del 070º al 005°, siendo: B el punto de intersección de la ambos track. A es el punto de caída donde se le ordena al timonel cae a babor. C es el punto de llegada final donde el buque se estabiliza en el nuevo track. Con los datos de la tabla, considerando 10 nudos y 10º de caña se determina que para 65º de caída corresponde:

Tiempo de la caída Avance Traslación DNC

= 1 min. 24 s. = 400 yardas = 200 yardas = 305 yardas.

El procedimiento para determinar el Pto de caida A es:

Determinar B proyectando ambos track. Determinar D y C, donde DC es igual a la traslación (200 yardas) . Desde D trazar el avance (400 yardas), para encontrar el punto de inicio de la caida A.

Se puede determinar el punto A trazando el DNC, en este caso son 305 yardas desde B. (DNC = 400 – [200 / Tan. (35º) ] La demarcación de caída, en este caso al muelle, debe estar visible ante la eventualidad que el buque no se encuentre exactamente en el track. Ver Fig. 9 y 10, donde se muestra dos posibilidades a babor o a estribor del track planificado, objeto poder emplear las líneas paralelas del radar.

Fig. 9. “Caída desde el punto determinado A, considerando la demarcación al muelle empleando las líneas paralelas al nuevo rumbo”.

Rv =005º

λ

C

A Rv =070º


XVII - 18

Fig. 10. “Caída en un track determinada cuando no se emplea una demarcación paralela al nuevo track”.

Rv =005º

Si la demarcación de caída es paralela al nuevo rumbo como lo muestra la Fig. 9, el buque llegará al track planificado, si la demarcación es sobre un objeto notable a la cuadra como lo muestra la Fig. 10. y al estar fuera del track planificado, el buque quedará al término de la caída, corrido a estribor o babor del track final.

λ C

A

Rv =070º

Por esta razón, la referencia para la caída debería ser la paralela al nuevo track si es posible. Con frecuencia un objeto que tiene una paralela al nuevo track no será visible y en tales circunstancias, el punto de referencia para la caída será el mejor objeto disponible. La demarcación de caída a un objeto debe: Estar paralelo, en lo posible, al nuevo track. Debe tener una alta razón de cambio. Siempre se debe tener una alternativa de demarcación de caída.


XVII - 19

3.- Efecto de la corriente de marea al cambiar el rumbo En la Fig. 11 se muestra un ejemplo cuando se debe cambiar el rumbo que es afectado por la corriente. C Rumbo corrigiendo corriente

Del NW – 4 nudos

X

F Rumbo corrigiendo corriente

K B G

E

C

A

Fig. 11. “Determinación del Punto de caída G, considerando corriente”.

Un buque navega por el track AB, dirigiéndose al punto de fondeo D. Durante la navegación es afectado por una corriente del NE. El buque debe navegar el track CD, debiendo corregir el rumbo como se muestra en X. Adicionalmente durante la caída debe corregir también el efecto de la corriente. De las curvas evolutivas, determinar el punto de caída E. La diferencia angular de la caída corresponderá a la diferencia de rumbo entre el Rumbo original que se trae en A y en X ambos considerando la corriente. Desde E, en dirección contraria a la corriente, trace la distancia correspondiente al efecto de la corriente durante la caída. Para este cálculo se debe determinar el tiempo de la caída y la intensidad de la corriente, determinando el punto F. Ej.: Si el tiempo de la caída es 2 minutos y la corriente es de 4 nudos, La distancia se calculará empleando la fórmula D = V x T, es decir: D = 4 x 2/60 = 0,1333 millas = 267 yardas. Trace una línea paralela al track final (DC, que pase por F. La intersección con el rumbo original dará el nuevo punto de caída G, considerando la corriente. Es decir, el buque caerá en G, empleando los grados de caña y velocidad planificada, llegando al punto K en el nuevo track CD, que permite recalar al punto de fondeo D.


XVII - 20

Ejercicio: Calcular el punto de caída, en la Angostura Inglesa navegando de N. a S. con los siguientes datos obtenidos de las tablas de curvas de giro: Ángulo de caña de 15º para una caída de 85º a estribor se tiene un avance de 700 metros y una traslación de 400 metros a una velocidad de 12 nudos.

Rv = 175°

I. Cavour

0

Angostura Inglesa

500

1 km.

c I. Disraeli Ite. Patagonia

O80° - 260°

ab = Traslación cb = Avance c = Inicio caída a = Término caída

b a

I. Medio Canal

Pta. Cedar

I. Cabrales

Fig. N° 12 (“Trazado de curvas evolutivas en Angostura Inglesa trazado de N a S”). Procedimiento: • • • •

Trace una paralela a la línea del rumbo original 175º hacia el lado W. La intersección de esa paralela con el nuevo rumbo 260º indica el punto de término de la caída. Desde el punto a trace una perpendicular ubicando el punto "b". El tramo "ab" corresponde a la traslación. Desde "c" trace una demarcación al islote Patagonia la que fijará el momento de la caída. No olvidar la comprobación con lo que debe marcar la corredera.

Además se deberá ir atento con la corriente, ya que su efecto obligará a aumentar o disminuir el ángulo de caña.


XVII - 21

2.- SIMBOLOGÍA UTILIZADA EN LA DERROTA En la fase de planificación se debe usar la siguiente simbología para la confección del track.

Rv = 233º Rc = 212º

3c 0 200 500 1.000

a.- Track trazado e indicación de Rv y Pc

b.- Distancia de caída.

c.- Distancia al punto de caída.

296º

3c

d.- Dirección de la Proa.

e.- Demarcación de caída.

270º

f.- Distancia a pasar

2C Topocalma

Rv = 270º Rc = 257º

g.- Demarcación de seguridad.

h.- Distancia de seguridad.

Ocaso 19:32

i.- alcance de faro. Plea = 13:30 – 2,3 mts. Baja = 18:34 – 0,4 mts. Estoa = 13:45 / 14:10 Corriente de flujo = 233º - 1,2 nds. Corriente de reflujo = 053º - 0,5 nds. Información del Derrotero

j.- Resaltar las ayudas a la navegación.

k.- Orto y Ocaso del sol

l.- Informaciones varias.


XVII - 22

m.- Enfilación

n.- Línea de aproximación

Fig Nº 13 (“Simbología utilizada en la derrota”)

Explicación de la simbología a.- Track Trazado e indicación de Rv y Rc. El track se traza con una línea recta, indicando en un rectángulo horizontal el Rumbo Verdadero (Rv) y el Rumbo del compás Magnético (Rc), como medida de seguridad ante falla del girocompás. Adicionalmente se dibujará una flecha que indica la dirección de la navegación. b.- Distancia de caída: Desde el punto de caída, previamente determinado, se raza en dirección de la proa un arco al punto de referencia, indicando con una flecha la distancia de la caída. Es importante que dicha flecha no sea dibujada sobre la punta para no interferir no ocultar la identificación de esta. c.- Distancia al punto de caída: Desde el punto de caída, se trazan arcos de distancia que señalan la cantidad de yardas o cables que faltan a la caía. Se marcan por ejemplo: 0, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 1000, 1500, 2000 yardas, o lo que se estimen conveniente. d.- Dirección de la proa: Es una línea que marca la dirección de la proa, a modo de referencia visual para el oficial de guardia. Es conveniente que SIEMPRE exista por la proa una referencia clara y visible, para poder controlar fácilmente si el buque va en el track planificado o ha tenido un desplazamiento a babor o a estribor del track. e.- Demarcación de caída: Señala la demarcación que debe tener el oficial de guardia para iniciar la caída. Este punto se debe seleccionar por la banda de la caída lo mas próximo a la cuadra. El dibujo consta de una flecha corta en el punto de la caída y una flecha larga en la referencia (faro, punta, baliza, objeto notable, etc.) encerrando en un óvulo el valor de la demarcación. f.- Distancia a pasar: Indica la distancia que debe pasar el buque de accidentes geográficos. Se emplea principalmente con el radar con los parallel index. Se traza una línea paralela al track, tangenteando el punto mas saliente que se desea medir. Posteriormente se traza una flecha vidireccional entre el track y la línea paralela en un punto lejano de la línea de tangencia (para no ocultar dicho punto). Posteriormente se escribe la distancia en un lugar que “no moleste” a la navegación. g.- Demarcación de seguridad: Es una demarcación que se traza para indicar el límite de un área que no se debe navegar debido a la existencia de peligros. Es conveniente que en todo track, especialmente en aguas restringidas, se tracen estas demarcaciones las cuales permitirán crear un verdadero “camino” donde el buque pueda navegar con seguridad.


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h.- Distancia de seguridad: Es un arco con centro en el peligro, que señala la mínima distancia que el buque se puede aproximar. Es muy útil para los bajos fondos debidamente marcados, rocas e islas pequeñas. i.- Alcance de faros: Es un arco, trazado sobre el track, que indica el alcance luminoso y el nombre del respectivo faro. j.- Resaltar las ayudas a la navegación: Es recomendable que todo faro, baliza, señal costera o ayudas a la navegación visible en la costa sea destacada, mediante un círculo de color, y luego en un costado de la carta dibujar la ayuda con sus características físicas de forma y color. Esto facilitará la identificación de estas ayudas. k.- Orto y Ocaso del sol: Son dos líneas paralelas en el track, que indica la ocurrencia del orto y ocaso del sol. l.- Informaciones varias: En la carta se escribirán toda otra información útil como mareas, corrientes. Derecho a paso, tráfico marítimo, orto y ocaso del sol y de la luna, peligros especiales en la carta o paso, etc. m.- Enfilaciones: Las enfilaciones alineadas, permiten la navegación segura y libre de peligros. La unión de ambas señales son graficadas en la carta con línea recta segmentada. n.- Línea de aproximación Si no hay enfilaciones durante la aproximación, se podrá emplear en su reemplazo una demarcación de aproximación, que se traza con una línea segmentada m.- Cambio de carta: Si la carta de navegación no figura la carta que continúa en el track, se trazarán dos líneas paralelas que indique “A la carta ____”. En el caso que aparezca ver carta _____, se subrayará estas palabras para destacarlas. o.- Marcar el veril más peligroso: El veril de los 20 mts. o el que disponga el comandante del buque, deberá ser resaltado con un lápiz de color rojo. q.- Observación de la costa Los contornos de la costa como es una roca, pueden ser demarcaciones útiles, en particular si ellos son verticales y cercanos. Si la costa tiene pendiente como lo muestra la siguiente Figura, se debe emplear los accidentes que están visibles en pleamar.


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Costa visible en

Costa visible en Pleamar

Nivel del mar en Pleamar Nivel del mar

Fig. 14. “Empleo de costa visible en Pleamar para tomar demarcaciones”. r.- Distancia con la demarcación Mientras mas cerca se encuentren los puntos notables será mejor, porque es más fácil descubrir cualquier cambio en la demarcación. Así será más fácil "meter" el buque a la línea de aproximación. Un grado fuera de la demarcación es equivalente a una distancia de aproximadamente 35 yardas en 1 milla, 100 yardas en 3 millas, 350 yardas en 10 millas. 35 yardas

1 milla

100 yardas

2 millas

3 millas

1º fuera de la demarcación.

Fig.15. “Cálculo de distancia fuera de track”.

s.- No hay puntos notables para las demarcaciones Si no hay puntos de referencia para tomar demarcaciones de caída o distancia a proa a un punto de referencia notable, se puede caer por estima. Para ello se fija la posición del buque con el mejor método disponible, de preferencia por demarcaciones visuales, para luego calcular el momento de la caída. En todo caso es conveniente tener referencias claras para situarse después de la caída.


XVII - 25

3.- TRAZADO DEL TRACK DE NAVEGACIÓN Una vez cumplido el punto anterior, se traza el track sobre las cartas de mayor escala asegurándose que, además, queden anotados los siguientes datos de interés para el Oficial de Guardia: • • • • • • • • • • •

Distancia al punto de llegada. Track, rumbo verdadero y proa del compás. Distancias a pasar. Proa. Hora de cambios de rumbo y posiciones planificadas. Marea y corrientes. Peligros resaltados. Demarcaciones de seguridad. Horas de orto y ocaso. Alcance de los faros de acuerdo a la altura del ojo en el Puente. Demarcaciones y distancias donde se deben iniciar las caídas. Lugares en que se debe cambiar carta. 359º

Rv =137º Rc = 115º

5c Rv =042º Rc = 033º

028º 6c

5c

2.000 yds 7c 1.000 yds 094º Rv =094º Rc = 080

20c

19c

0

0

5c

10c

1

2 Escala en millas

Fig Nº 16 (”Ejemplo de empleo de la simbología utilizada en la derrota”).

4


XVII - 26

ETAPA IV “ EJECUCIÓN DE PLAN DE NAVEGACIÓN” La ejecución del Plan de Navegación implica un adecuado procedimiento de puente que asegura una organización capaz de detectar oportunamente los errores y prevenir una varada. En aguas abiertas, normalmente se navega de un punto a otro, situando el buque a intervalos regulares. La variación entre las velocidades y rumbos estimado con los efectivos, como el grado de precisión y confiabilidad de los sistemas de gobierno y navegación, determinan la frecuencia entre situaciones. A.-

MÉTODOS DE SITUACIÓN El procedimiento estándar para situar el buque en navegación costera, siguen siendo las demarcaciones visuales, para luego plotear la posición estimada de la próxima situación. Todos los otros sistemas tales como radar, GPS, etc., son sólo auxiliares y, cuando la visibilidad lo permite, se deben utilizar preferentemente métodos visuales. El ecosonda también debe considerarse como elemento de chequeo, sobre todo en baja visibilidad. Si sobreviene cualquier duda respecto a la posición del buque, debe pararse la máquina sin vacilación hasta obtener una situación confiable.

B.-

SELECCION DE OBJETOS PARA OBTENER SITUACIÓN Una marca natural o artificial notable, fácil de identificar y claramente visible para el navegante se llama objeto conspicuo. Normalmente se indican en la carta. Por ejemplo: árbol notable, torre, etc. Normalmente es necesario escribir en la carta la descripción del objeto según el Derrotero. Por otra parte, se tendrá presente que, objetos tales como chimeneas (Tocopilla), mástiles de antena (Golfo de Arauco), iglesias (Chiloé), etc. pueden provocar confusión, si hay varias en las proximidades. Para evitar ambigüedades con las luces, es vital identificar la característica de la luz avistada. También tendrá presente que existen luces no diseñadas para la navegación (como las del estadio Playa Ancha) pero que son visibles a distancias considerablemente mayores que los faros.

C.-

INSTRUMENTAL DE NAVEGACIÓN Es importantísimo asegurarse que todo el instrumental de navegación funcione en óptimas condiciones. Los errores se deben chequear antes y durante la navegación a intervalos regulares, después de las caídas y antes de las angosturas. Téngase presente que el giro o compás magnético están sometidos a errores aleatorios, asimismo, el radar puede experimentar variaciones y deteriorarse sin aviso.

D.-

MARCAS Y DEMARCACIONES DE SEGURIDAD Navegando en lugares difíciles, en que existan bajos fondos, que hagan peligrosa la navegación, dentro de ciertos límites, las cartas traen indicadas una línea recta denominada "MARCACIÓN PELIGROSA" como advertencia para navegar libre de peligros sumergidos. Marcación dentro de la cual no debe navegar una nave. Cuando no existe esta marcación trazada en la carta, el navegante puede y debe procurarse una, mediante la demarcación a un punto notable, convenientemente elegido y observándola constantemente podrá darse cuenta si va claro o no, manteniéndose por fuera de la marcación.


XVII - 27

Track de navegación

Marcación de seguridad (090º)

Area peligrosa Fig Nº 17 (“Demarcación de seguridad”). Ejemplo: de demarcaciones de seguridad. Un buque proveniente del sur, demanda el fondeadero indicado en la siguiente figura. Este no deberá caer a estribor hasta después que vea el muelle; porque en el instante que éste se enfila con la punta, ha quedado superado el peligro que representa las rocas de la punta sur. Por otra parte en ningún momento la demarcación a la cruz de la Iglesia debe ser mayor de 085º, porque de lo contrario, se aproximaría a la roca del sector norte.

085º

Rv=080º Rc=098º Rv=076º Rc=065º

090º

Fig Nº 18 (”Demarcaciones de seguridad”)


E.-

XVII - 28

DISTANCIA DE SEGURIDAD. ÁNGULO VERTICAL DE SEGURIDAD Si con centro en un punto faro o punto conocido de la costa se traza el círculo adecuado que abarque los bajos o peligros contiguos, dicho radio representa la distancia de seguridad al mencionado lugar (faro).

h     D × 1,852 

α º = Artag 

Fig N º 19 (“Distancia de seguridad por ángulo vertical”) Si es un faro y conocemos su elevación, el ángulo medido con el sextante deberá ser siempre menor que el dado por la fórmula de la Fig. Nº 19. Siendo: h: D:

Altura del faro en metros sobre el nivel del mar. Distancia de seguridad en millas.

Cuanto menor sea el ángulo, más lejos estaremos del faro. Ejemplo: Un buque desea asegurarse de no acercarse a menos de 6 cables del faro cuya altura es 58 mts. sobre el nivel del mar, mientras efectúa faenas de aprovisionamiento. Resolución: Dist = 6 cables = 0,6 millas = 111.2 mts. Angulo = Arctg ( Alt / Dist) = Arc tg (58/1111.2) = 3º 04’ Por lo tanto mientras el ángulo sea menor, el buque estará a mayor distancia.

3º 04'

Fig Nº 20 (”Angulo vertical de seguridad”).


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Ejercicio: ¿Qué ángulo vertical, medido con el sextante, es el que tendremos que tener en cuenta para no pasar a menos de 5 millas de un faro, que tiene una altura de 70 m sobre el nivel del mar?

F.-

SELECCION DE MARCAS PARA DEMARCAR 1.-

Selección de objetos: Cuando se seleccionan dos objetos, el ideal es que sus demarcaciones se corten a 90º. Cuando se seleccionan tres, el ideal es que se corten a 60º. En ningún caso es recomendable que se corten a menos de 30º. La figura indica la diferencia en posición producida por un error de 5º, con ángulos de corte de 20º y 90º. "A" es la posición correcta y "B" la incorrecta.

A

B

A

B

Fig Nº 21 (”Demarcaciones de seguridad”). 2.-

Procedimiento para situarse: a.- Seleccionar los objetos a demarcar en la carta. b.- Chequear el valor de las demarcaciones desde la posición estimada. c.- Mirar hacia afuera para identificar las marcas. A menudo puede ser necesario el uso de prismáticos mirando hacia la dirección de la demarcación estimada. Es muy mala práctica tomar una demarcación y luego empezar a identificar el segundo o tercer objeto. d.- Escribir el nombre de los objetos a demarcar en el cuaderno. e.- Tomar las demarcaciones lo más rápidamente posible. Primero las que varían mas lento, o sea, a proa y popa. Finalmente las que varían más rápido, o sea, a la cuadra. El ideal es que el instante de la última demarcación coincida con la hora de la situación y sea la misma que corresponde a la posición estimada de la carta. (Este procedimiento difiere ligeramente del usado para fondear). f.- Anotar el valor de las demarcaciones tomadas en el cuaderno. g.- Plotear la situación en la carta usando la simbología y la hora. h.- Chequear la posición estimada verificando la corriente y abatimiento. Plotear la posición futura y seleccionar objetos a demarcar en la próxima situación. i.- Verificar la hora de caída si corresponde.


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j.- Continuar con la vigilancia visual hacia el exterior. A un navegante experimentado el procedimiento anterior no le toma más de un minuto.

3.-

•

Si la situación no da, no trate de engañarse a si mismo, rehaga el trabajo, elimine errores o sitúese de nuevo. Si después de hacer todo lo anterior aún le asisten dudas, pare la máquina sin vacilación.

•

En todo caso recuerde que la situación es el punto donde el buque estaba, y el trabajo en la carta no está completo hasta que la posición futura ha sido ploteada para el lugar en que se volverá a situar o a caer. Un período razonable entre situaciones es de 15 a 20 minutos, como máximo.

La identificación de objetos: El navegante siempre debe ir adelantándose a identificar los próximos objetos a usar en las situaciones. Hay varios procedimientos adecuados. a.- Posición estimada • •

Chequear la demarcación al objeto desde la posición estimada en la carta. Mirar en dirección a la demarcación en el instante adecuado.

b.- Enfilaciones • •

Chequear en la carta la demarcación al objeto seleccionado cuando éste se enfile con otro conocido. Cuando el objeto conocido esté en la demarcación, el objeto que se quiere identificar debe estar enfilado.

c.- Demarcaciones • • • 4.-

Tomar demarcación a tres objetos conocidos y al mismo instante observar la demarcación a un cuarto que se desea identificar. Situar el buque. Desde la situación trazar la demarcación al objeto desconocido e identificarlo.

Distancia al horizonte Cuando no dispongamos de tablas, podemos hallar la distancia al horizonte por medio de la siguiente fórmula:


XVII - 31

D2

D1

D1+ D2

D = 2 ,08

(

EO +

EF

)

Fig Nº 22 (“Distancia al horizonte y a un objeto”). Siendo: D: EO: EF: 2,08:

Distancia en millas. Elevación de la vista del observador sobre el nivel del mar en mts. Elevación del faro u objeto sobre el nivel del mar en mts. Coeficiente función del radio de la Tierra y de refracción normal.

Este sistema se puede emplear igualmente cuando el faro o su luz desaparecen en el horizonte, o con otro punto visible que asome en el horizonte y, por supuesto, que se conozca la altura o elevación del mismo. Ejercicio: Calcular la distancia en que avistará un bote si Ud. Se encuentra en el puente a 7.5 mts. de altura. 5.-

La identificación de objetos no cartografiados: En ciertas oportunidades sucede que objetos terrestres o boyas no figuran en la carta, su posición se puede obtener por demarcaciones o enfilaciones en forma similar a la descrita. Una vez que los objetos han sido identificados y localizados en la carta se pueden usar para situar el buque.

Navegación Costera R.L.D. 2008 G.-

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PLOTEO DE LA POSICION DEL BUQUE La posición estimada futura del buque a partir de la última situación debe mantenerse siempre en consideración para ir comparándola con la situación y asegurándose que no ha cometido error en la identificación de objetos, además permite obtener una magnitud estimada de la dirección e intensidad de la corriente. La posición estimada futura es particularmente importante que sea determinada después de cada caída.

H.-

FRECUENCIA EN LAS SITUACIONES La frecuencia de situaciones depende fundamentalmente del tiempo que el buque requiere para acercarse a nuevos peligros y por lo tanto debe tenerse muy en cuenta la velocidad. Por lo tanto, en cartas de escala grande, 1/25.000 por ejemplo, el intervalo entre situaciones tiene que ser menor que en cartas de escala pequeña, 1/100.000, por ejemplo. En todo caso las situaciones deben coincidir con la posición estimada futura indicada en la carta. Para facilitar la conversión de distancia navegada entre situaciones a velocidad, se puede usar la siguiente tabla.

Intervalo en Minutos

3

4

5

6

10

12

15

20

Multiplicar por

20

15

12

10

6

5

4

3

Fig. Nº 23 (”Frecuencias de situaciones”). Ejemplo: Si la distancia navegada en 5 minutos es 0,77 M.N. la velocidad es 12 x 0,77 = 9.24 nudos. Ejercicio: ¿Cuál es la velocidad de su buque si en 12 minutos navegó 5.3 millas?

I.-

VELOCIDAD La velocidad ordenada se anota en un cuadrado al lado del track. La velocidad efectiva no es necesario anotarla sobre la carta, pero debe ser cuidadosamente calculada para predecir la posición estimada futura y tener en cuenta que por efectos de corriente puede estar cambiando.

j.-

TIEMPO EN SITUARSE El tiempo que toma anotar las demarcaciones y hora, plotearlas en la carta, chequear la posición estimada, calcular y plotear la posición estimada futura y verificar la hora de iniciar una caída (cuando corresponda) no debe tomar mas de dos minutos. Un navegante experimentado no toma más de 60 segundos y cuando es esencial obtener situaciones a intervalos menores, se le debe asignar un ayudante o trabajar en equipo.

K.-

REGISTRO DE SITUACIONES El cuaderno de registro de situaciones debe contener la información completa y detallada para reconstruir la navegación en forma precisa.


XVII - 33

La siguiente simbología se puede usar en el cuaderno cuyo formato se recomienda en figura. Modelo de registro de situaciones Fecha Hora 09:15

Guardia Rumbo Verdadero 180º

09:23

Velocidad

Corredera

Observaciones

11.3

16.3

Lobos al 263º Pájaros al 193.5º Medio al330.0º

11.3

17.8

Se cae al: Rv 260º, Rc = 250º

09:35

266º

11.3

20.1

Falla giro compás.

10:30

255º

11.3

31.2

Avistamiento de pesquero al 250º y 8.4 millas app.

Fig Nº 24 (”Ejemplo de registro de situación y de novedades”). L.-

EL RUMBO EFECTIVO Inmediatamente después de una caída debe obtenerse una situación. Luego de un intervalo corto se debe obtener una nueva situación para lograr las siguientes conclusiones: • • •

¿Está el buque en el track o no?. ¿Cuál es el rumbo y la velocidad efectiva?, por lo tanto. ¿Cuál es el efecto del viento y corrientes?.

De las conclusiones anteriores emanan las siguientes preguntas: • • • • M.-

¿El rumbo efectivo coincide con la derrota y es seguro?. ¿Conviene cambiar el rumbo para entrar al track?. ¿Es aceptable la separación entre el rumbo efectivo y el track (si existe) hasta el próximo cambio de rumbo?. ¿Cuándo será la próxima caída?.

HORA DE ARRIBO Durante la etapa final de la travesía, se debe indicar la hora exacta a la cual debe estar pasándose por determinado punto del track, de manera que la velocidad pueda ser fácilmente ajustada para llegar a la hora correcta.

N.-

RECOMENDACIONES GENERALES 1.- Anotar con cuatro números la hora de la próxima caída en una posición apropiada del track. Lo anterior debe hacerse lo antes posible. 2.- Traspasar la posición de una carta a otra por demarcación y distancia desde un punto común. Las cartas podrían estar basadas en elipsoides diferentes o distintos dátum, por lo que el graticulado puede no ser confiable.

Navegación Costera R.L.D. 2008 3.- Situarse lo antes posible después de cambiar carta. 4.- Usar la rosa más cercana. 5.- Recordar los cambios de variación magnética impresos en las cartas. 6.- Mantener una sola carta sobre la mesa en el puente. 7.- Al medir distancias en la escala de latitud, hacerlo en la latitud media. 8.- Usar lápiz 2B y goma suave para borrar.

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XVII - 35

PILOTAJE A.-

GENERALIDADES Lo esencial de un buque plan es conocer los límites dentro de los cuales el buque puede navegar con seguridad. El Oficial Navegante debe estar en condiciones de responder las siguientes preguntas en cualquier fase del pilotaje: • • • •

B.-

¿Está el buque en el track? ¿En caso negativo, a que distancia y por que banda está del track? ¿Cuál es la distancia al peligro más cercano? ¿La profundidad y corriente son las pronosticadas?

ORGANIZACION Y REGISTROS Para la ejecución de un plan de pilotaje se requiere un esfuerzo de equipos. La organización del equipo depende del personal disponible y del tamaño del buque. El equipo de pilotaje debe producir la cantidad y calidad de registros que sean necesarios para reproducir con precisión la navegación a fin de que posteriormente puedan ser analizadas todas las situaciones de riesgo y errores cometidos.

C.-

MANTENCION DEL TRACK Cuando se navega proa a un objeto, es posible estimar la distancia fuera del track, poniendo la demarcación a que debería estar en la aliada y apreciando cuantos metros a la derecha e izquierda del objeto pasa la demarcación. Ejercicio: Si la iglesia estuviera al 350º el buque estaría sobre el track. Pero el 350º apunta aproximadamente 50 metros a la izquierda. Por lo tanto el buque está también 50 metros a babor del track.

350º

50º

Fig Nº 25 (”Mantención del track de aproximación”).

Navegación Costera R.L.D. 2008 D.-

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TRACK HACIA ENFILACION Cuando se navega proa o popa a una enfilación hay que "SEGUIR LA SEÑAL DELANTERA"

Fig Nº 26 a)

E.-

Fig Nº 26 b)

TRACK HACIA OBJETO CONSPICUO Cuando se navega proa a una sola señal u objeto, es frecuente caer a la banda equivocada para meterse al track. Lo anterior se puede evitar: • •

Poniendo la demarcación que debería estar el objeto en la aliada y luego: Caer hacia la banda en que se encuentra el objeto. Caer a Babor

Caer a Estribor

Fig Nº 27 (”Navegación proa a un punto notable de costa”)


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En la Fig. Nº 27, el buque de la izquierda debe caer a babor y el de la derecha a estribor para meterse al track.

F.-

SORTEO DE PELIGROS Siempre hay que estar alerta al peligro más cercano. Este puede ser un buque a la gira o boya en la dirección hacia la cual el buque se va desplazando. El peligro puede ser también un buque navegando por el mismo track que se seguirá después de hacer la próxima caída. Es importante tener presente que las cartas sólo proporcionan información de los objetos que siempre están en un lugar, pero hay otros peligros tales como embarcaciones, buques, o fallas en los propios sistemas de gobierno o propulsión. El navegante siempre debe pensar en forma tan pesimista que ninguna situación de emergencia lo sorprenda sin haber imaginado la acción más acertada a adoptar en tal caso.

G.-

IDENTIFICACION DE MARCAS Hay dos métodos fáciles y rápidos para identificar objetos terrestres.

H.-

•

Identificando en la carta el objeto que se encuentra directamente a proa. Si se si tienen dudas o confusiones entre objetos adyacentes se pueden clarificar tomándoles demarcaciones.

•

Identificándolas por medio de enfilaciones en la forma ya explicada.

NORMAS DE GOBIERNO En proximidades con otros buques hay que hacer los cambios de rumbo con suficiente antelación. Cuando esta acción se retrasa, el oficial de guardia del otro buque puede alarmarse y realizar acciones inesperadas y peligrosas.

Fig Nº 28 (”Normas de gobierno en un canal”)


XVII - 38

Tampoco se le debe cortar la proa a buques fondeados, si es posible hay que pasar por la popa. La posición de un buque a la gira se puede plotear en la carta mediante una demarcación visual combinada con una distancia de radar tomadas en el mismo instante que se obtuvo una situación. Con la posición del otro buque en la carta se facilita la decisión de pasar por su proa, popa o simplemente paran las máquinas si, por ejemplo; el otro buque está bloqueando la entrada a un canal. I.-

USO DEL ECOSONDA El uso inteligente del ecosonda es esencial para un pilotaje seguro. La altura calculada de la marea se debe tomar en cuenta en todo momento. Cuando la profundidad del ecosonda es diferente de la calculada y el resguardo es pequeño, se debe analizar la causa y adoptar la acción apropiada cayendo en la dirección contraria al peligro o parando la máquina hasta que la situación se clarifique.

J.-

CAMBIOS DE RUMBO Y VELOCIDAD Cuando se hace una caída para dejar el buque proa a alguna marca, esta se debe iniciar con suficiente antelación. Si se inicia la caída con retraso es posible que el buque se pase porque ni con la caña cerrada es posible meter al buque al track. En cambio, si inicia antes la caída, el error se puede corregir volviendo por algunos segundos la caña al medio. Por otra parte, ángulos de caña muy grandes reducen la velocidad creando problemas con el abatimiento o con otros buques de la formación. Para considerar el efecto del viento se debe tener presente que en general los buques caen más fácilmente a barlovento que a sotavento. Antes de cambiar el rumbo asegurarse visualmente que al nuevo rumbo no hay peligros. Durante la caída asegurarse que el timón se está colocando en la dirección correcta mirando el axiómetro. De lo contrario, ordenar de inmediato caña al medio y luego repetir la orden; no perder el tiempo llamándole la atención al timonel. El mismo predicamento anterior debe cumplirse cuando se ordenan cambios de revoluciones.

K.-

BOYAS Las boyas son una ayuda esencial para la navegación de pilotaje, pero su posición puede diferir de la carta. Al pasar cerca de una boya es conveniente chequear su posición mediante enfilación con dos o tres objetos terrestres. También es útil usar el radar para chequear la situación de las boyas. Durante el día se chequea además el color y marcas de tope. De noche la característica de su luz. La corriente crea, en algunas oportunidades, la sensación que la boya va navegando. Esta apreciación permite chequear si la dirección e intensidad de la corriente calculada coincide con la del instante.


XVII - 39

Corriente

Posición de la boya en la carta

Posición real afectada por la corriente

Fig Nº 29 (”Posición de un boya. ¡Cuidado no es la misma de la carta, es afectada por la corriente y el viento!”) L.-

MAREAS Y CORRIENTES Como consecuencia de las condiciones meteorólogicas, la altura de la marea y la hora de esta pueden llegar a diferir de la alturas y horas calculadas. Unas buenas prácticas para comprobar el efecto de la corriente es observando las boyas o la proa de buques a la gira.

También se debe tomar un adecuado resguardo con las corrientes de través ya que es difícil retomar el track cuando el buque ha sido sacado de él, sobre todo a baja velocidad. Como norma, es preferible cargarse al lado del track contrario hacia donde va la corriente, ya que en este caso es más fácil meterse al track. M.-

APOYO AL MANDO El Oficial navegante se debe anticipar a los requerimientos del Capitán o Comandante y proporcionarle la información relevante en el momento oportuno. Lo anterior incluye: • • • • •

Demarcación a la marca u objeto que debe estar a proa. Cuanto se encuentra el buque fuera del track y rumbo recomendado para meterse al track. Distancia y tiempo para iniciar una caída. Mínima profundidad esperada. Intensidad de la corriente y efecto del viento.


N.-

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ACCION AL COMETER ERRORES Al cometer un error se debe informar de inmediato. Si el error crea incertidumbre respecto a la situación, debe pararse la máquina de inmediato. El Oficial navegante debe ser escrupulosamente honesto y no tratar jamás que sus errores pasen inadvertidos. Puede que ante el Comandante pase claro, pero no de los bajos ni rocas.

O.-

APRECIACION ANTES DEL ZARPE O RECALADA Siempre hay que apreciar la situación en las proximidades del buque antes de un zarpe. La altura de la marea se chequea en el muelle si el buque está atracado. Lo anterior sumado a la dirección de la corriente y el viento puede hacer recomendable alterar el plan. Lo anterior no se puede observar al entrar a puerto, pero la situación debe ser apreciada lo mas acuciosamente posible.

P.-

APRECIACION VISUAL Hasta ahora lo expuesto es un proceso formal del uso de cartas e instrumentos. Sin embargo, en la práctica el ojo es la última herramienta que se usa antes de cualquier resolución. Lo anterior es particularmente decisivo en la evaluación del efecto del viento y corriente.

Q.-

USO DE COMUNICACIONES Las comunicaciones son un excelente recurso para apoyar la ejecución de un plan. Por ejemplo: • • •

R.-

Comunicaciones con las Autoridades de puerto. Comunicaciones con los remolcadores, especialmente para saber las condiciones en el muelle. Comunicaciones con otros buques para informar las intensiones.

EQUIPO DE PUENTE El Oficial de navegación se debe asegurar que en la organización del equipo de navegación, el personal disponga de los elementos adecuados, tales como: prismáticos, anteojos polarizados, cuadernos, linternas, lápiz, etc.

S.-

SITUACIONES NOCTURNAS Jamás se debe suponer que las luces de costa son el único recurso para obtener demarcaciones durante la noche. En no pocas oportunidades las islas son perfectamente demarcables a la luz o contraluz de la luna.

Navegación Costera R.L.D. 2008 T.-

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CAMBIOS DE RUMBO Antes de cualquier cambio de rumbo hay que mirar siempre en la dirección al nuevo rumbo para asegurarse que está claro de peligros naturales o buques. 1.-

Caer manteniendo la distancia a un punto: Cuando se hace una caída alrededor de un punto cercano al buque, se cae por grados de caña y estos se regulan de manera tal, que se mantenga la demarcación relativa por la cuadra. La primera orden se da ligeramente antes que el objeto esté a la cuadra. Este sistema tiene el inconveniente que si el buque se encuentra fuera del track al inicio de la caída, al término de la caída quedará igualmente fuera del track. Track actual Track planeado Track actual

Fig Nº 30 (“Caer manteniendo la demarcación relativa al faro”).

2.-

Caer por demarcación a la Amura: Cuando se elige una demarcación para iniciar la caída sobre un objeto ubicado en la amura, al terminar la caída el buque se encontrará menos fuera del track que lo que estaba al iniciarla. De la Fig, Nº 31 “A” > “B”.

Track actual

Track planeado Track actual B

A

Fig Nº 31 (“Caer por demarcaciones a la Amura”).

Navegación Costera R.L.D. 2008 U.-

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RUMBOS A GOBERNAR En aguas restringidas se debe gobernar a rumbos múltiplos de 5º. Esto se debe a que son fáciles de recordar y a que caídas menores suelen ser totalmente insuficientes creando falsas apreciaciones. En aguas muy restringidas es recomendable gobernar a rumbos múltiplos de 10º.

V.-

RUMBO DE COLISION Cuando una demarcación (verdadera o relativa) a otro buque, se mantiene inalterable, es porque hay una situación de aproximación a rumbo de colisión y solo puede ser evitada si uno o ambos buques alteran su rumbo o velocidad. Mantiene demarcación ¡CUIDADO!

Fig Nº 32 (“Rumbo de colisión”).


XVII - 43

NAVEGACION DE BAJA VISIBILIDAD A.-

GENERALIDADES La principal consideración que se debe tener al navegar con niebla es la proximidad con otros buques. Enseguida la presencia de témpanos y finalmente los peligros cartografiados. En condiciones de baja visibilidad los elementos electrónicos pasan a ser el recurso principal para obtener situación y prevenir las colisiones, pero en tiempos de tensión internacional los radares pueden ser llamados o, simplemente, el peligro de transmitir puede ser mayor que el de chocar o vararse. Por otra parte, a los sistemas de ayudas electrónicas a la navegación, terrestres o espaciales se le introducirán errores aleatorios. Todo lo anterior demuestra la necesidad de llevar una buena posición estimada por sondas. Otro factor importantísimo es que a baja velocidad, el abatimiento aumenta.

B.-

ANTES DE ENTRAR A NIEBLA Las siguientes recomendaciones constituyen el procedimiento que se adopta al entrar a niebla. • • • • • • • • • • • • • • •

Reducirá a velocidad de seguridad (Reglas 19 y 6 Reglamento Internacional para prevenir colisiones). Operar el radar y radio ayudas como método principal (Regla 7). Adoptar una organización de Pilotaje ciego. Apostar vigías con intercomunicaciones eficientes con el puente. Mantener vigilancia permanente del ecosonda. En proximidades de costa tener ancla lista para fondear. Mantener silencio en cubierta. Establecer condición estanca. Hacer señales reglamentarias de niebla. Alertar la Sala de Máquinas. Dividir necesidad de poner en servicio más calderas, diesel o turbinas a gas. Apreciar la posibilidad de escuchar señales de niebla. Asegurarse que la sirena no esté sincronizada con otro buque. Estar preparado para usar demarcaciones radiogoniométricas. Si existen dudas respecto a la posición, adoptar un rumbo de seguridad paralelo o divergente de los peligros.


XVII - 44

REGLAS PRACTICAS A.-

REGLA DE LOS 3 MINUTOS La distancia navegada en yardar/100 en tres minutos, equivale a la velocidad (aproximada) en nudos. Ejemplo: Tiempo Velocidad Respuesta Distancia Navegada

= 3 minutos = 8 nudos = 800 yardas (D=V x T)

3   D = 8×  × 2 . 000 60   B.-

REGLA DEL 60 AVO La regla del 60 avo es particularmente útil para calcular la distancia a que se pasará de un buque fondeado o de una punta que se encuentra por una amura. Un ángulo de 1º, sustente un arco de 1 M.N. a 60 M.N. de distancia. Por lo tanto, dividiendo la distancia a un objeto, por 60, se tiene la distancia a pasar, por cada un grado que se abra. EJEMPLO: El buque A desea pasar a 200 yds de la Punta B (dejándola por babor) que se encuentra a 3.000 yds. Mentalmente se divide la distancia por 60. ( 3.000/60 = 50 yds.). Por lo tanto: por cada 1º que se abra pasará a 50 yds., como desea pasar a 200 yds. se debe abrir 4 veces 1 grado = 4º

B A

3.000 YDS.

090º 200 YDS. 094º

Fig. Nº 33 “ Regla del 60 Avo” C.-

LA HORA DE ARRIBO Las circunstancias tienden por lo general a atrasar el buque más que a adelantarlo, por lo que es una buena práctica tomarse siempre un resguardo. La distancia al punto de llegada marcada en la carta facilita enormemente el cálculo de la velocidad en la etapa final del viaje. Pero cuando se resuelve cambiar la velocidad puede haber un tiempo muerto entre el lugar donde se debió ajustar y el instante en que realmente se ajustó la velocidad. También debe considerarse que el tiempo que el buque ganó o perdió como consecuencia de factores meteorológicos y de corriente puede mantenerse o variar.


XVII - 45

FONDEO PARTE I “CONSIDERACION PARA EL FONDEO” A.-

ELECCIÓN DEL FONDEADERO Los siguientes factores deben tenerse en cuenta cuando se elige un fondeadero: • • • • • • • • • •

B.-

Profundidad. Eslora y calado del buque. Calidad del fondo. Proximidad de peligros, bajos, rocas, etc. Proximidad con otros buques. Grado de protección al viento que proporciona la carta. Intensidad y dirección del viento reinante. Dirección e intensidad de la corriente. Rango de la marea. Distancia a los desembarcaderos.

PROFUNDIDAD

Siempre debe haber suficiente agua abajo la quilla. Por lo tanto se debe dibujar una línea límite de los peligros que encierra el área de fondeo. Como norma, se deben considerar 2 metros bajo el buque, como mínimo, durante la estadía.

C.-

ÁREA DE BORNEO El área de borneo debe estar clara de buques y peligros. Esto último incluye el área de borneo de los buques que ya se encuentran fondeados.

D.-

PROXIMIDAD A PELIGROS El área de borneo debe quedar completamente dentro de las líneas límite de seguridad. A su vez el radio del círculo que forma el área de borneo se establece tomando en cuenta: • • •

Eslora Cantidad máxima de cadena susceptible de arriar Margen de seguridad. Esto a su vez depende de:

Que el buque no fondee exactamente en el punto seleccionado Posibilidad de mal tiempo Posibilidad de garreo Intervalo entre la orden de fondear e instante que el ancla toca el fondo.

La magnitud de los márgenes de seguridad, lejos de ser constantes dependen de las condiciones meteorológicas en el instante de fondear, así como a las condiciones de visibilidad, corriente y mar existentes en el área.


E.-

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CANTIDAD DE CADENA A ARRIAR La cantidad de cadena que se arría (fila) depende de varios factores tales como: • • •

Intensidad del viento y corriente Tipo de ancla y cadena Calidad de Fondo

En general, con buen tiempo se considera como referencia para establecer la cantidad de paños a filar la "raíz cuadrada de la profundidad en metros".

Paños = 2 × P(m) P(m) = Profundidad en metros Ejemplo: Profundidad 9 16 25 36 49 64 81

Paños 3 4 5 6 7 8 9

Con el mal tiempo, o si se prevé mal tiempo, se recomienda fondear la cantidad de paños que resulte de la siguiente fórmula:

Paños = 2 × P(b) P(b) = Profundidad en brazas. F.-

DISTANCIA A OTROS BUQUES El punto de fondeo se selecciona de manera que no haya peligro aunque los otros buques borneen en diferentes direcciones. Para que se cumpla lo anterior el radio de borneo es por lo tanto la eslora, más la cantidad de cadena filada, menos la profundidad. Por lo tanto la distancia entre buques adyacentes debe ser el doble del mayor radio de borneo.


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Radio de Borneo= Eslora + cadena filada - profundidad Eslora en Mts.

Cantidad de cadena en Mts. Profundidad

Radio de borneo

Fig Nº 34 (“Radio de Borneo”). G.-

RADIO DE BORNEO REDUCIDO En lugares donde el espacio disponible es reducido y se prevé que corriente moderada, el radio de borneo se puede reducir a una eslora más 45 metros. De esta forma, la circunferencia del área de borneo del buque más largo pasa por la posición de la o las otras anclas.

Fig Nº 35 (“Radio de Borneo reducido”).


XVII - 48

PARTE II “FONDEO EN UN PUNTO ESCOGIDO” A.-

PLANIFICACIÓN DE LA APROXIMACIÓN Antes de elegir el punto de fondeo se dibuja en la carta las líneas límite de seguridad. Luego se sigue el siguiente procedimiento: 1.- Trazar en la carta las líneas y demarcaciones de seguridad durante la aproximación. 2.- Seleccionar las marcas que quedaron por la proa durante la aproximación y los rumbos a gobernar. El tramo al último rumbo debe ser lo más largo posible. 3.- Desde la posición del ancla en el sentido contrario al último rumbo, marcar la distancia escobénaliada o radar (fondeo nocturno). 4.- En este Punto se ordenará "FONDO" 5.- Desde el punto "FONDO", marcar los últimos 5 cables sobre el track, luego marcar el punto distante 1 milla y el punto donde se reducirá la velocidad. 6.- Seleccionar las marcas a la cuadra para controlar la distancia que falta y las marcas que se usarán para situar el buque en el instante de fondeo. 7.- Calcular el resguardo por efecto de viento y corriente. 8.- Anotar la mínima profundidad durante cada rumbo. 9.- Resolver que ancla se fondeará y cantidad de cadena a filar 10.- Marcar sobre el track los puntos donde se iniciarán las caídas y las marcas que se usarán. 11.- Preparar un plan alternativo en caso que la ruta de aproximación o fondeadero estén ocupados. 12.- Rechequear que el área de borneo quede fuera de las líneas límite de seguridad. 13.- Vaciar al cuaderno de navegación los datos de importancia 14.- Someter el plan a la consideración del Comandante y luego de aprobado ponerlo en conocimiento de los Oficiales que corresponda. Oficial de Guardia, del Castillo, etc.

B.-

APROXIMACIÓN AL FONDEADERO La llegada al punto de fondeo se facilita con velocidades que permitan gobernar hasta el instante de fondear. Sin embargo, velocidades superiores a 3 nudos sobre el fondo, son altamente inconvenientes por el riesgo de cortar la cadena o hacer garrear el ancla. En general se puede fondear con viada avante o con viada atrás. El fondo con viada avante es conveniente cuando se efectúan fondeos simultáneos, pero tiene la desventaja que la cadena quedará tendida en la dirección contraria al viento cuando éste sopla de tierra a mar, como sucede casi siempre. Además se hará trabajar la cadena contra la dirección del escoben sometiendo la cadena a desgaste. Las posibilidades de garreo disminuyen cuando se fondea con poca viada atrás y la proa contra el viento. El fondeo con viada atrás tiene el inconveniente que es más difícil dejar el ancla en el punto exacto y la maniobra resulta más larga.


D.-

XVII - 49

EJECUCIÓN DEL PLAN DE FONDEO Los aspectos relevantes del plan son: 1.2.3.4.5.6.7.-

Asegurarse lo antes posible que el fondeadero y la ruta de aproximación estén claras. Chequear constantemente la velocidad para fondear a la hora precisa. Adoptar resguardo adicional por efecto del viento o corriente de través. En lo posible usar el ancla de barlovento si el efecto de la corriente no es considerable. Reapreciar la cantidad de cadena a filar de acuerdo a las condiciones. Gobernar por rumbos en la etapa final en vez de grados de caña. Situar el buque en el instante del fondeo. En esta situación se toman primero las demarcaciones por la cuadra y luego por amura y aletas. 8.- Una vez que se ha largado el ancla mantener informado al Comandante sobre la viada. 9.- Situar en la carta la posición del ancla en el instante de fondeo. No la del puente (para ello se debe sumar la distancia Yack - Puente en la dirección de la proa, al instante del fondeo). 10.- Una vez que el buque se haya acomodado al efecto del viento, corriente y dirección del ancla, anotar las demarcaciones de seguridad en la carta y en lo posible enfilaciones por la cuadra para advertir oportunamente un eventual garreo (todo lo anterior con referencia al Puente - Aliada o Radar). La viada con que se fondea se debe ir reduciendo gradualmente a medida que se va tendiendo la cadena en el fondo, sin hacerla trabajar hasta que haya salido toda la cadena que se va a filar.

C AB :RUMBO DE APROXIMACIÓN X : POSICIÓN DEL ANCLA PLANIFICADA X’ : POSICIÓN DE FONDEO CD : ENFILACIÓN DE SEGURIDA PARA ADVERTIR GARREO

143º MUELLE

X

A

X’

090º

D

VIENTO Y CORRIENTE

Fig Nº 36 (“Ejecución maniobra de fondeo ¡Cuidado con el viento y la corriente!”)

B


XVII - 50

PARTE III “SITUACIONES ESPECIALES” A.-

FONDEO EN AGUAS PROFUNDAS Antes de fondear se arría cadena, dependiendo de la dureza del fondo, con el objeto que el ancla se encuentra próxima al fondo al momento de fondear, evitando de esta manera que la cadena adquiera mucha velocidad y se haga difícil frenarla en el paño deseado. En oportunidades la profundidad impide cumplir con la regla de la raíz cuadrada y es necesario alargar una cadena con paños de la otra. En oportunidades, cuando no hay apremio y la carta está insuficientemente sondada, es recomendable buscar el mejor fondeadero, haciendo un sondaje de la bahía.

B.-

FONDEO CON CORRIENTE En el territorio nacional los lugares susceptibles de fondear con efecto considerable de corriente, están localizados en la Boca Oriental del Estrecho de Magallanes. Lo anterior no significa que en otros lugares la corriente sea despreciable. Corral, Puerto Montt, Territorio Antártico, etc. Cuando se planifica el fondeo en zonas correntosas, el margen de seguridad para el borneo se debe incrementar considerablemente. La forma ideal de llegar al punto de fondeo es con el buque atravesado a la dirección de la corriente. Osea, abatiendo 90º. Una vez que el escoben se encuentra sobre el punto seleccionado, se larga el ancla y se dejan salir tantos paños como sea la raíz cuadrada de la profundidad. Es una mala práctica aguantar la cadena antes de haber arriado toda la cadena que corresponde para ver si el ancla aguanta.

C.-

MAL TIEMPO A LA GIRA 1.-

FONDEO DE UNA SEGUNDA ANCLA Cuando sobreviene un temporal estando a la gira, el buque incrementa la velocidad y forma del borneo. Al atravesarse al viento la cadena lo hace escorarse y caer violentamente proa al viento. Este efecto se repite luego por la otra banda con los consecuentes tirones y raspaduras de la cadena con el escobén y la roda. Para evitar el borneo en esas condiciones, lo más recomendable es fondear la segunda ancla en el instante que el ancla fondeada esté a punto de hacer caer la proa en dirección al viento y, luego que la segunda ancla topa el fondo, arriar uno o dos paños a ambas cadenas.

2.-

GARREO El garreo se puede advertir mediante demarcaciones o enfilaciones a la cuadra. Las enfilaciones no necesitan estar cartografiadas y se pueden probar caminando por cubierta para verificar con que rapidez se abren. El método más seguro para comprobar un garreo es mediante un ángulo horizontal a dos objetos ubicados en tierra. Cuando las posibilidades de garreo son hacia mar afuera, los objetos se eligen por la proa. Cuando las posibilidades de garreo son hacia la costa, los objetos se eligen por la popa.


XVII - 51

Los objetos seleccionados deben estar lo suficientemente separados para producir un buen corte.

Viento

Viento

Fig. Nº 37 (“Ángulos de seguridad”). D.-

FONDEO A UNA HORA DETERMINADA SIN VARIAR LA VELOCIDAD Siempre es deseable fondear a la hora anunciada, pero variaciones drásticas de velocidad pueden ser imposibles o indeseadas. Por lo tanto, la aproximación debe ser planificada de manera que la distancia al punto de fondeo se pueda ajustar mediante cambios de rumbo. Durante la aproximación el buque ingresa a los círculos y va controlando la aproximación al fondeadero.

12:33

700 yds

12:37

600 yds

500 yds

12:41

400 yds

300 yds

12:45

200 yds

Fig. Nº 38 ”Fondeo a una hora determinado”

100 yds 50 yds

Navegación Costera R.L.D. 2008 E.-

XVII - 52

FONDEO EN LUGARES INSUFICIENTEMENTE LEVANTADOS Cuando los detalles de la carta son insuficientes o imprecisos, lo recomendable es efectuar un sondaje a lo menos 3 cables alrededor del punto de fondeo para asegurarse que no existan peligros no cartografiados.

F.-

FONDEO SIMULTANEO Para fondear en forma simultánea con otra unidad, se deben tener presente las siguientes acciones durante la aproximación: 1.- Si en la formación navegan buques de diferente clase, se debe informar que diámetro táctico se usará. 2.- El intervalo de maniobra entre buques se debe reducir considerablemente. 3.- El fondeo se debe planificar con viada avante. 4.- Al planificar el rumbo de aproximación, la demarcación de fondeo de los buques no debe quedar tapada por otros buques. 5.- El punto de fondeo debe ser informado oportunamente. 6.- Las intenciones del buque guía deben ser puestas oportunamente en conocimiento de los otros buques para que, a su vez, estos puedan preparar sus cartas y apreciar las intenciones de movimiento del guía. 7.- La información de fondeo debe ser adoptada oportunamente para que de ahí en adelante los cambios de rumbos se hagan sólo por caídas simultáneas y no conversiones. 8.- El rumbo final se debe adoptar lo más lejos posible para darle tiempo al resto de los buques de ajustar su puesto y apreciar la situación. 9.- En el rumbo final cambiar los rumbos por caídas de 5º o 10º a babor o estribor con el consiguiente intervalo entre stand by y ejecución. 10.- Los buques deben estar en condiciones de fondear independientemente si así se ordena, en caso que el buque guía no logre cumplir su plan de aproximación.


XVII - 53

Apéndice “1” REPORTE STANDARD 3

Situación minuto

Buque

: ............... Buena / Mala situación. : en el track o..........yds. a Bb/Eb. 4

Rumbo recomendado para entrar al track

Demarcación de caída

: ...........º a punta........................

Distancia de caída

: ......... yds. a punta......................

Peligro más cercano

: .....................................................

Mínima sonda en la pata

: .................. mts.

Próximo rumbo a gobernar

: ..........º

Minuto de caída

: .............

Corredera de caída

: .............

Abatimiento

: .......... experimentado / esperado

: ...........º

3

Depende si se obtuvo un buen corte y si existen dudas respecto a la situación obtenida.

4

De acuerdo al tiempo dispuesto por el Oficial de Guardia.


XVII - 54

Apéndice “2” LISTA DE CHEQUEO EN EL PILOTAJE Ref.: Admiralty Manual of Navigation Vol 1, BR 45 (1) Ed. 1987 - 2002 Esta lista de chequeo es una buena guía para preparar el Plan de Pilotaje y durante su ejecución. Se divide en 1.- Actividades previas 2.- Durante la Navegación 3.- A la recalada. 1.- ACTIVIDADES PREVIAS a.- Cartas seleccionadas. Identificar las cartas a emplear. Escala adecuada. Al día, corregida con el ultimo Boletín de Noticias y el NURNAV. b.- Publicaciones Derrotero Lista de Faros. Tabla de Mareas, Carpeta de datos propios del buque. Carpeta de zafarranchos y procedimientos de seguridad. etc. c.- ETA, ETD Definir puntos de controles según Plan de Pilotaje d.- Evaluación de la navegación. Tener una clara imagen y visión de la navegación Estudiar las cartas y derroteros, lista de faros, etc. Describir los objetos conspicuos o notables y las luces que aparecerán durante la navegación. e.- Trazado del track. Definir la Línea Límite de Seguridad. Demarcación y distancia de caída. Destacar balizas, boyas, bajos y puntos notables. Indicar el Rv y Pc. Banda de estribor del canal. Contorno de la costa y veriles. Área libre de peligros. Considerar la corriente de marea y el viento. Analizar si es apropiado para navegación nocturna y baja visibilidad. Posición del sol.


XVII - 55

f.- Equipos de Navegación y material de puente. Radar con error de índice visible en las cercanías del equipo de puente, ajustado a las condiciones meteorologías, de mar y función (Navegación – Rebusca). Girocompás con error escrito en un lugar visible del puente y repetidores. Ecosonda con papel suficiente, escala adecuada a las profundidades que se navega. Anemómetro con indicación clara si es aparente o relativo. Comunicaciones internas y externas desde el puente probado conforme. Compases, paralelas, goma, lápices grafito (amarrado y con punta), entre otros, en el puente. 2.- DURANTE LA NAVEGACIÓN a.- Briefing El oficial de Navegación expone al oficial de guardia y al comandante de los aspectos mas relevantes de la navegación. b.- Briefing del oficial de guardia Al Comandante A los oficiales del Puente y CIC. Al personal que este relacionado con la navegación (Timoneles, Ayudante Navegante, Vigías, Personal de maniobra cuando corresponda, comunicaciones, entre otros.) c.- Posición Método de posicionamiento. Tiempo entre posición. d.- Cambios en el rumbo Cantidad de grados de caña y velocidad Avance y traslación. Definición clara del punto de caída. Parrallel para próxima caída, razón de cambio de la demarcación de caída. Efectos de la corriente en la caída e.- Libre de peligros en la ruta. Demarcaciones y distancias de seguridad claras dentro del área de navegación definida Ángulos verticales y horizontales de seguridad. Transductor del Ecosonda con profundidad clara, agua bajo la quilla suficiente, calcular altura de la marea y corrientes. f.- Verificar Equipos (Girocompás, ecosonda) Durante el Tránsito verificar error y comportamiento. Comparar con compás magnético. Comparar con enfilaciones naturales y artificiales. g.- Punto de no retorno. Marca en la carta. h.- Fondeaderos alternativos Determinar fondeaderos y rutas alternativas ante emergencias o cambios en la planificación. i.- Libro de notas. Aspectos importantes del Plan. Confeccionar un bosquejo


XVII - 56

3.- AL RECALAR a.- Remolcadores Definir la cantidad, lugar desde donde se pasan y afirman las espías, punto de espera, y comunicaciones. b.- Antes de fondear. Verificar carta preparada para fondear y alternativa. Briefing. Equipos de navegación chequeados. Gobierno auxiliar probado. Condiciones meteorológicas, mareas y corrientes. Sus efectos en el gobierno y situación. Condiciones de visibilidad. Maniobra de fondeo, embarcaciones, escala real, tangones, espías, señales, etc., listos.


XVII - 57

Apéndice “3” OBLIGACIONES Y RESPONSABILIDADES DEL OFICIAL DEL CARGO DE NAVEGACIÓN

Ref.: a) Ordenanza de la Armada. Tratado Quinto, Capítulo II, Título 1, Artículos Nº 818 al Nº 839

A.-

OFICIAL DE NAVEGACION 1.-

Sin perjuicio de lo establecido en la Ordenanza de la Armada, el Oficial de Cargo de Navegación, llamada también “Oficial de Navegación”, será designado por el Comandante del buque, para administrar el Cargo de Navegación y asesorar al Comandante y al personal de guardia de puente, en todos aquellos aspectos particulares relacionados con la seguridad de la navegación.

2.-

Obligaciones específicas

3.-

a.-

Corregirá las cartas de navegación y demás publicaciones náuticas, tan pronto como se reciba a bordo el Boletín de Noticias a los Navegantes. Verificará que los radioavisos náuticos que afectan a la navegación, estén en conocimiento del Comandante y de los Oficiales de Guardia en la Mar.

b.-

Estará en conocimiento de las publicaciones que establecen los procedimientos, instrucciones, recomendaciones y normas de seguridad relativos a la navegación, que edita el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada.

c.-

Será el responsable de los cronómetros y comparadores del buque, velando por su cuidado, mantención, estado operativo y determinación de su "Estado Absoluto", "Marcha" y "Comparación", según corresponda.

d.-

Compensará los compases magnéticos del buque a los menos una vez al año y cuando las circunstancias así lo aconsejen y mantendrá permanentemente visible en el puente, una tablilla con los desvíos correspondientes. Mantendrá expuesto en un tablero el error del girocompás, el coeficiente de la corredera y el error de índice del radar.

e.-

Se constituirá como Instructor de Navegación de los Oficiales, personal Gente de Mar y vigías, informando al 2° Comandante de los progresos que se evidencien o de las deficiencias que se observen, a fin de que se adopten las medidas pertinentes que contribuyan a mejorar la seguridad del buque en la mar.

f.-

Será El Oficial corrector de cálculos de navegación de requisitos de ascenso de los Oficiales.

g.-

Será responsable de los cartapacios y demás publicaciones de navegación que le corresponden al buque, manteniéndolos actualizados con el NURNAV, NAVTEX y Boletín de Noticias a los Navegantes.

En la navegación: a.-

Estudiará con la debida anticipación la derrota que el Comandante desea seguir, consultando las cartas, derroteros, publicaciones de ayudas a la navegación, libros de experiencias, y todos los documentos náuticos disponibles. Asimismo, alistará las cartas de


XVII - 58

navegación e instrumentos que se usarán durante la navegación. Propondrá el comandante el mensaje Posición Intención de Movimiento (PIM). b.-

Trazará la derrota y propondrá al Comandante, con la suficiente antelación al zarpe, la ruta detallada que el buque habrá de seguir de acuerdo a la idea general de navegación dispuesta por el Comandante, sugiriéndole fondeaderos de emergencias o de alternativa.

c.-

Aprobada la ruta por el Comandante, hará una breve descripción de la navegación a realizar, al 2° Comandante y todos los Oficiales que se desempeñan como Oficiales de Guardia en la Mar, resaltando los cuidados que deben extremarse en pasos estrechos, peligros a la navegación, tráfico marítimo, efectos de corrientes, condiciones climáticas y estado del mar, baja visibilidad, nieblas cerrazones de nieve, hielos y témpanos.

d.-

Diariamente calculará el diagrama de luz y oscuridad, lo que puesto en conocimiento del Comandante, permitirá programar la derrota, según los pasos estrechos que se deben navegar.

e.-

Calculará con suficiente anticipación el estado de la marea para una hora determinada, cuando deba cruzar canales con corrientes locales, al entrar a puertos o en accesos oceánicos donde fuera necesario tener en cuenta esta precaución.

f.-

Llevará un libro de Cálculos del Piloto en el cual registrará todos sus cálculos y observaciones que dicen relación con la navegación.

g.-

Dispondrá que en el Puente se lleve un Registro de Navegación, en el cual se anotarán las demarcaciones, distancias de radar, lectura del GPS, con su correspondiente hora y registro de corredera, que se han utilizado para fijar la posición del buque.

h.-

Presentará oportunamente al Comandante el Libro de Ordenes de Navegación para la redacción de las ordenes correspondientes para la navegación nocturna.

i.-

Propondrá al Comandante los documentos que correspondan, para dar aviso oportuno de las novedades hidrográficas y de las observaciones a las ayudas a la navegación, como asimismo, elaborará el Informe de Experiencias de Navegación del Parte de Viaje.

j.-

Presentará el Bitácora al 2° Comandante para que le ponga el conforme diario en puerto y al Comandante para que otorgue y rubrique el Visto Bueno en la mar.

k.-

Controlará que se efectúen las observaciones diarias y la recolección de datos meteorológicos, en conformidad a lo dispuesto en el Reglamento respectivo.

l.-

Se cerciorará personalmente que se registre en el bitácora la hora y la posición del ancla al fondeo. Trazará en la carta de navegación el radio de borneo y las demarcaciones de seguridad.

m.-

Verificará y se cerciorará que se cumpla la derrota del buque aprobada por el Comandante.

n.-

Cuando se navegare en pasos difíciles, estrechos, lugares correntosos o cerca de bajos fondos, entrada y salida de puerto y en maniobra de fondeo, el Oficial de Navegación, se mantendrá en el Puente y asesorará al Oficial de Guardia especialmente en aspectos relativos


XVII - 59

a la correcta mantención de la derrota y al cumplimiento de las medidas de seguridad a la navegación, que sean necesarias aplicar. o.-

Disponer que se verifiquen las características de luminosidad, visibilidad y alcance de los faros, balizas luminosas y boyas que se encuentran durante la navegación.

p.-

Asesorar debidamente a los Oficiales sobre la aplicación del Reglamento Internacional par Prevenir los abordajes

q.-

En caso de accidentes: -

-

B.-

En caso de un siniestro marítimo (varada, tocada de fondo, colisión, incendio, vías de agua, entre otras) sacará copia de las anotaciones que interesen del Bitácora, confeccionará un plano del lugar en que ocurrió el accidente, con anotación de las demarcaciones y distancias tomadas a puntos notables, registro de situación por hora, situación por GPS en número suficiente, para fijar con exactitud la posición del sitio del siniestro y registrará la hora y el calado del buque. En caso de pérdida total y abandono del buque, asistirá al Comandante, en la preparación de todo el material de navegación necesario para ser utilizado en las embarcaciones de salvamento, debiendo difundir oportunamente la posición del buque y las condiciones meteorológicas del área, dirección y distancia a la costa más cercana, entre otras.

EQUIPOS Y MATERIAL DE SU RESPONSABILIDAD 1.-

Cartas (Ordinarias y Reservadas, de papel y electrónicas ) y Publicaciones Náuticas.

2.-

Servicio de Información y Visualización de la Carta Electrónica (S.I.V.C.E.).

3.-

Instrumental Meteorológico. Termómetros, Barógrafo, Anemómetro, Barómetro,), sextantes, alidadas, estadímetro, Telémetro de Navegación., Prismáticos, Transportador de sondas, Cronómetros y Comparadores, Compases Magnéticos, Girocompás, Repetidores del Giro, Sistema de Navegación Inercial, G.P.S., Radares de Navegación, Ecosondas y Escandallos, Corredera, Facsímile meteorológico, Libro Bitácora y Luces de Navegación.

C.- OBLIGACIONES 1.Cartas y publicaciones − Mantener al día cartas y publicaciones náuticas. − Solicitar con anticipación las cartas de navegación que necesitare, cuando el buque fuere destinado a desempeñar una comisión en otros mares. − Cuando el SHOA suministrare cartas nuevas, el Oficial de Navegación colocará éstas, sin demora, en el cartapacio en el orden respectivo, y las cartas excluidas o anuladas las enviará al SHOA. − Cuando el buque hiciere un viaje al extranjero, solicitar al SHOA cartas generales o un Atlas de los parajes en que el buque navegará, para el servicio de consulta de los Oficiales, el cual estará en la Cámara. − Solicitar cartas generales de la región donde se va a navegar, para la consulta de la tripulación, las que se colocarán en un marco y bajo cubierta de vidrio, con la situación del punto diario.


XVII - 60

2.-

Operar y eventualmente mantener el Sistema de Información y Visualización de la Carta Electrónica y Sistema de Navegación Inercial, preocupándose especialmente de elaborar detallados instructivos con respecto a la operación de los mismos sin perjuicio de adoctrinar a los Oficiales de Puente sobre su debida operación.

3.-

Mantener en estado operativo el instrumental meteorológico. El barómetro con su error bien determinado. Su recorrida y calibramiento se deberá efectuar a lo menos una vez al año en el SHOA.

4.-

Procurar que todos los instrumentos tales como: Sextantes, Alidadas, Estadímetros, Telémetro de Nv., Prismáticos, Transportador de Sondas, etc., estén en estado operativo y con sus errores bien determinados.

5.-

Mantener los cronómetros y relojes de a bordo. − En puerto y en la mar determinará sus estados absolutos y marcha. Llevará el libro de cronómetros. − Periódicamente y de acuerdo al estado absoluto de los cronómetros los llevará al SHOA para que sean ajustados a la hora oficial. − En los puertos nacionales y navegaciones cortas arreglará los relojes de a bordo por la hora oficial de Chile y en los extranjeros por el huso horario correspondiente a la nación donde se encuentra. − En navegaciones de travesía los arreglará a mediodía por la hora verdadera del lugar o según la forma que lo disponga el Comandante, o el buque Jefe si la nave es viere subordinada.

6.-

Mantener un cuidado y vigilancia constante sobre los desvíos de los compases magnéticos, revisando los resultados de los mismos en el Libro Bitácora, en navegación.

7.-

Cada vez que el buque vaya a hacerse a la mar disponer o verificar la puesta en marcha de él o los girocompases con la anticipación dispuesta en las instrucciones técnicas del equipo, cerciorándose, antes del zarpe que estén perfectamente orientados y con los repetidores sincronizados. Para el manejo y mantención de los girocompases a su cargo deberá ceñirse estrictamente a lo dispuesto en las instrucciones técnicas del equipo. Mantendrá expuesto en un tablero el error actualizado del Giro.

8.-

Mantener, operar y preocupándose de instruir debidamente a los Oficiales de Guardia sobre su correcta operación del GPS, Navtex y Facsímil meteorológico, Ecosonda del buque y escandallo y corredera. Tendrá expuesto en un tablero los errores actualizado.

9.-

Operar y eventualmente mantener de los radares de navegación, disponiendo oportunamente y con la debida anticipación su puesta en marcha previa a los zarpes. Al igual que en el resto de los equipos de Nv. A su cargo elaborará un instructivo sobre el encendido y apagado del equipo, consignando si procediere el error de índice del o los radares.

10.-

Cumplir oportunamente con el calendario de informes técnicos y revistas a los cargos solicitados por dichas Direcciones, los que remitirá por intermedio de la Comandancia.

11.-

Verificar el buen estado de las luces de navegación, su intensidad y su correcto empleo.

12.-

Verificar el correcto estado del sistema de gobierno y alternativo.

13.-

Contar con las características evolutivas y curvas de Giro debidamente actualizadas.


XVII - 61

Apéndice “4” ORGANIZACIÓN DEL TEAM DE NAVEGACIÓN 1. Oficial de Guardia (ODG): a. Autoridad delegada en el Oficial de Guardia para la conducción del gobierno de un buque, para lo cual es el único que tiene autoridad para dar órdenes al timonel y a las máquinas. b. El ODG mantiene siempre, por delegación directa e intransferible del Comandante, la responsabilidad sobre la seguridad de la navegación. 2. Oficial de Pilotaje a. Mantiene el Control de la Navegación b. Tiene autoridad sobre todo el team de Pilotaje. c. Aparte del Comandante, sólo el Oficial de Guardia tiene autoridad sobre él. d. Responde directamente al Comandante de la correcta ejecución del pilotaje. e. Mantiene el Control del Gobierno. f. Mantiene inalterable su responsabilidad respecto de la seguridad del buque en lo que se refiere a prevención de choques y abordajes y evitar colisiones con cualquier objeto flotante. 3. Situación Puente a. Puede ser un Oficial o Gente de Mar b. Realiza el trabajo en la carta (situación, posición estimada, etc.) c. Ejerce el control directo sobre team de situación del puente (alidada, radar, registro, ecosonda, corredera). d. Determina las referencias (incluyendo secuencia) a emplear para la situación. e. Da el reporte estándar. 4. Registro situación a. Registra datos situación (dem., dist., hora, corredera, sonda) b. Se desempeña como ayudante del Situación Puente. c. Lleva la secuencia de la situación. d. Coopera al SP en cálculos del minuto y corredera de caída, velocidad de carta, etc. 5. Alidada a. Toma demarcaciones según instrucciones SP. b. Monitorea demarcaciones Guía por la popa. 6. Radarista a. Monitorea P.I., paralell de caída, distancia caída, apoyo plotting A/C. b. Toma distancias para situación de acuerdo instrucciones SP. 7. Registro puente a. Registra órdenes dadas por ODG. b. Puede reemplazarse por grabadora.


XVII - 62

APENDICE “5” FORMATO DE BRIEFING DE PILOTAJE 1.- Instrucciones generales Pilotaje Guardia : __________________ (color de guardia apostada). Se navegará Canal : __________________. Condiciones de visibilidad permiten / no permiten ayudas a la navegación visual. Hora de inicio del pilotaje será a las : __________________ horas. 2.- Detalle de la derrota (El Oficial de Pilotaje explicará brevemente la derrota planificada, utilizando la carta como apoyo) 3.- Condiciones meteorológicas VIENTO MAR CORRIENTE VISIBILIDAD ABATIMIENTO ESPERADO

: _________________ : _________________ : _________________ : _________________ : _________________

4.- Instrucciones específicas Velocidad a emplear durante el pilotaje : _________________ nudos Grado de caña a emplear en lo puntos de caída : _________________ grados Frecuencia de las situaciones : _________________ minutos. Tiempo máximo para entrar al Track (recomendación de rumbo) : _________________ minutos. Al inicio del pilotaje las situaciones serán por la banda de : Estribor / Babor Prioridad en el empleo de las referencias de caída será : Demarcación / Distancias / Mixto (Demarcaciones/ Distancias/ Paralelas/ Hora/ Corredera, etc.) En caso de falla de máquinas, el curso de acción será : _________________ En caso de falla de gobierno, el curso de acción será : _________________ En caso de falla del girocompás, el curso de acción será : _________________ En caso de Hombre al Agua, el curso de acción será : _________________ (Parar la viada y arriar embarcación manteniendo al buque en el canalizo) Movimiento esperado de buques en la bahía / el canal / el paso : _________________ Buques fondeados en las cercanías del track : _________________ Peligros cercanos al track : _________________ 5.- Operatividad de equipos Giros Giro en la Línea Error de Giro Ecosondas G.P.S. Corredera Coeficiente de la Corredera Unidades Servo Pitos

: _________________ : _________________ : _________________ : _________________ : _________________ : _________________ : _________________ : _________________ : _________________

6.- Chequeo de top horario 7.- Otras instrucciones Nota: Podrá tenerse disponible en el Puente una tablilla de plexiglás con esta información, a la vista del personal que interviene en el pilotaje.


XVIII - 1

Capítulo N° 18 “TALLERES DE NAVEGACIÓN COSTERA”

Taller N° 1 “Emplear con curvas evolutivas”. Taller N° 2 “Construir un track de navegación básico”. Taller N° 3 “Trabajar en la carta de navegación.”. Taller N° 4 “Familiarización con la Carta de Navegación”. Taller N° 5 “Obtener la posición del buque por demarcaciones y distancias a puntos notables”. Taller N° 6 “Situar un buque mediante demarcaciones y distancias a costa”. Taller N° 7 “Confeccionar un track de navegación y situar el buque en carta de navegación y efectuar reporte de posición. Taller N° 8 “Ejercicio general de toda la materia N° 1”. Taller N° 9 “Ejercicio general de toda la materia N° 2”.


XVIII - 2


XVIII - 3

TALLER DE NAVEGACIÓN Nº 1 OBJETIVO : “Determinar el punto de caída, considerando las curvas evolutivas. " Determinar el punto de caída, los rumbos y las distancias, si su buque navega a 20 nudos y cae con 15º de caña. Ver curvas evolutivas de Tabla de Apoyo.

0

100

200

30 0

40 0

500 yds.


XVIII - 4


XVIII - 5

TALLER DE NAVEGACIÓN Nº 2 OBJETIVO : "Confeccionar un track de navegación básico” Hacer un track de navegación empleando toda la simbología aprendida en clases y las curvas de avance y traslación empleada en los talleres.

0

1

2 mn


XVIII - 6


XVIII - 7

TALLER DE NAVEGACIÓN Nº 3 OBJETIVO : "FAMILIARIZACION CON LA CARTA DE NAVEGACION" REFERENCIA : CARTA 1309, PTO. WILLIAMS 1.-

DETERMINAR LA POSICION GEOGRAFICA DE LAS SIGUIENTES AYUDAS A LA NAVEGACION:

Latitud A.-

Faro Pta. Gusano

B.-

Enf. Ant. Pta P. Buena

C.-

Baliza Río Ukika

D.-

Torre control aeropuerto

Variación magnética del Área Sonda carta, pto Fondeo pto Williams

Longitud


4.-

XVIII - 8

CALCULAR LA DEMARCACION (Verdadera y Magnética), DISTANCIA (Millas, Cables y Metros) entre:

Rumbo De

A Verdadero B

A

C D A

B

C D A

C

B D A

D

Distancia

B C

Magnético

Millas

Yardas

Cables


XVIII - 9

TALLER DE NAVEGACIÓN Nº 4 OBJETIVO : "FAMILIARIZACION CON LA CARTA DE NAVEGACION" REFERENCIA : CARTA 1309, PTO. WILLIAMS Empleando la carta trazar el track de aproximación al pto. de fondeo indicado en la carta, considerando que Ud. viene del Weste, por track recomendado y rumbo de aproximación al punto de fondeo = 224º Lista de chequeo para la confección del track: 1.-

Trazar los track

2.-

Colorar los rumbos verdaderos y magnéticos en cada track en un cuadrado.

3.-

Distancias a pasar.

4.-

Distancias de caída.

5.-

Curvas evolutivas. (de acuerdo a tabla)

6.-

Demarcación de seguridad

7.-

Distancias al punto de fondeo

8.-

Demarcación de fondeo

9.-

Proa de los track

10.-

Distancia al pto. de caída

11.-

Radio de borneo

12.-

Señalización de los bajos fondos y marcas notables.

13.-

Marcar veriles de 20 mts.

Datos 1.- Curvas evolutivas (15 grados de caña a 15 nudos) Obtener de Tabla de Apoyo. 2.-

Considerar buque de 180 mts de eslora.


XVIII - 10

3.-

Distancia castillo puente 40 mts.

4.-

Velocidad hasta 6.000 yardas

15 nudos

de 6.000 a 2.000 yds.

10 nudos

de 2.000 a 1.000 yds.

5 nudos

de 1.000 a 500 yds.

3 nudos

de 500 a 200 yds.

2 nudos

PREGUNTAS 1.-

Radio de borneo: ____________________ yardas

2.-

Tiempo total de la maniobra: _________ minutos

3.-

Cuanto tiempo falta para fondear cuando el oficial de guardia ordena ajustar 5 nudos: ___________________


XVIII - 11

TALLER DE NAVEGACIÓN Nº 5 OBJETIVO : “OBTENER LA POSICION DEL BUQUE POR DEMARCACIONES Y DISTANCIAS A PTOS NOTABLES" REFERENCIA : CARTA 1309, PTO. WILLIAMS Situar el buque empleando los siguientes datos:

HORA

CORREDERA

14:00

98.7

14:03

VELOCIDAD

16.0

ENFIL.

ENFIL.

PTA.

PTA.

GABLE

GABLE

GUSANO

GUSANO

DEM.

MILLAS

DEM.

CABLES

PTA. ROBALO

FARO PTA. TRUCCO

RADIO ESTACION UQUIKA

MUELLE

MUELLE

P.WIL

P.WIL

DEM.

CABLES

TORRE AEROP.

184º

090º

4.0

137º

01.7

202º

089º

3.22

152º

20.2

14:06

02.5

216º

090º

2.45

175º

18.0

124

14:09

03.3

227º

091º

1.73

201º

18.6

133

14:12

03.9

080º

1.1

219º

20.0

141

14:15

04.5

233º

17.8

136

202º

14:18

04.9

235º

13.2

119

195º

14:21

05.9

244º

8.8

186º

221º

14.0

230º

14:24

05.6

250º

6.5

175º

220º

11.3

230º

14:27

05.9

264º

4.5

163º

217º

9.0

232º

14:30

06.0

280º

3.3

156º

218º

7.3

234º

14:33

06.1

300º

2.8

217º

6.0

235º

14:36

06.2

316º

2.8

215º

5.2

236º

14:40

06.29

329º

215º

4.5

237º

14.0

10.0

5.0

3.0

2-para

18.5


XVIII - 12

Preguntas Hora

Distancia al Pto. Fondeo

Hora caída

Tiempo caída (minutos)

Demarcación de caída

Rumbo

14:03

XXXX

14:06

XXXX

14:09

XXXX

14:11.5

XXXX

XXXX

XXXX

14:12 14:13

XXXX XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

14:18

XXXX

XXXX

14:21

XXXX

XXXX

14:24

XXXX

XXXX

14:27

XXXX

XXXX

14:30

XXXX

XXXX

14:33

XXXX

XXXX

14:15

14:36

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

14.40

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX


XVIII - 13

TALLER DE NAVEGACIÓN COSTERA Nº 6 OBJETIVO

: "SITUAR UN BUQUE MEDIANTE DEMARCACIONES Y DISTANCIAS A COSTA"

A partir de tres situaciones conocidas, situar el buque con los datos entregados y dar respuesta a a las preguentas:

Trabajo previo: Dibujar el track de navegación, distancias de caída, demarcación de caída, distancia a pasar a la cuadra y distancias al punto de caída Trabajo de carta Hora 13:15

Corredera 25.7

13:30

28.6

13:45

32.4

14:00

13.9

Datos Isla Entrada Punta Mamá Faro Isla del Medio Distancia Punta Papá Faro Isla del Medio Distancia Punta Papá Faro Isla Lejos "W"

Dem: 006º Dem: 056º Dem: 093º Dist.: 3.7 millas Dem: 038º Dist: 3.3 millas Dem: 154º

Faro Isla del Medio Punta Papá Punta Hijo Faro Isla Lejos "E" Caleta Díaz Punta Hijo Faro Isla del Medio Caleta Díaz

Dem: 356º Dist: 3.8 millas Dem: 060º Dem:118º Dem:015º Dem:046º Dem: 314º Dist: 3.8 millas

Preguntas Distancia próxima caída : _______________ Velocidad buque : _______________ Rumbo : _______________ Tiempo al punto de caída: _______________ Dem. Caída al Faro : _______________ Dist. Caída a Proa : _______________ Latitud caída : _______________ Longitud caída : _______________ Dist. Nav. desde 12:30 : _______________ Dist. Corredera Idem : _______________ Coeficiente corredera : _______________


XVIII - 14

36º 25’S

TALLER Nº 4

Isla Entrada H: 12:30 C: 14,7

2,

H: 12:45 C: 18,2

Pta. Mamá

Rv= 135º Rc= 120º

30’

H: 13:00 C: 21,7

Isla del Medio Pta. “N”

Pta. Papá

Cta. Díaz Pta. Hijo 35’

Isla Róbalo

40’

Pta. “S” Isla Lejos

Pta. “W” 10’

05’

77º W

55’

Pta. “E” 50’ R. LENIZ D. 45’


XVIII - 15

TALLER DE NAVEGACIÓN COSTERA Nº 7 OBJETIVO

: “SER CAPAZ DE CONFECCIONAR UN TRACK DE NAVEGACIÓN Y SITUAR UN BUQUE EN CARTA DE NAVEGACIÓN Y RESPONDER PREGUNTAS CARACTERÍSTICAS.”

A.- Trabajo previo Confeccionar un track de navegación sobre la carta SHOA Nº 13.150 considerando: • Demarcación y distancias de caída. • Distancias al punto de caída. • Distancia a pasar a la cuadra. • Rumbos verdaderos • Proa del compás de las 03:00 horas considerando Vmg=13º 32’E (1993) decrece 2’. Datos para la confección del track referidos al faro Gable Anterior (Círculo verde) Pto caída Nº 1 al 187º y a 13,8 cables. Pto caída Nº 2 al 226º y a 26,5 cables. Pto caída Nº 3 al 253º y a 14,4 cables. Pto caída Nº 4 al 270º y a 23,1 cables. B.- Dibujar las curvas evolutivas del Pto Nº 2. C.- Situar el buque y responder a las siguientes preguntas:

1.2.3.-

H: 03:03 C: 15.0 Demarcación al Faro Punta Gusano Demarcación a Faro Punta Trucco anterior Distancia Punta Gusano

Preguntas: 1.Distancia y demarcación al muelle de Puerto Williams, (centro) 2.Velocidad del buque 3.Rumbo verdadero del track 4.Tiempo al próximo punto de caida 5.Profundidad del lugar

= 262º = 123º = 20 cables

: _________ : _________ : _________ : _________ : _________


1.2.3.-

H: 03:06 C: 15.8 Demarcación al Faro Punta Gusano Demarcación a antena Uquika Distancia Punta Gusano

Preguntas: 1.Distancia de corredera entre las 03:00 y las 03:06 2.Distancia verdadera navegada entre las 03:00 y las 03:06

1.2.3.4.-

H: 03:09 C: 16.5 Demarcación al Faro Punta Gusano Distancia Punta Gusano Demarcación a antena Uquika Demarcación a Baliza Uquika

Preguntas: 1.Próximo rumbo 2.Distancia al próximo punto de caída (Pto Nº 3)

1.2.3.-

H: 03:12 C: 17.2 Demarcación Enfilación Gable anterior Demarcación Faro Trucco anterior Distancia más cercana a Isla Gable

Preguntas: 1.Distancia al punto de caída 2.Tiempo al punto de caída 3.Minuto de caída 4.Próximo Rumbo

XVIII - 16

= 266º = 216º = 12,2 cables

: _______ : _______

= 283º = 1.100 yardas = 166º = 194º

: ________ : ________

= 055º = 110º = 17,4 cables

: ________ : ________ : ________ : ________


XVIII - 17

TALLER DE NAVEGACIÓN COSTERA Nº 8 Objetivo : Evaluar toda la materia pasado durante el año. 1.- Situación: • Usted es el Oficial de Operaciones de la LM "Chipana". • Su buque se encuentra en Bahía Cumberland (390) después de haber participado en la celebración del 21 de mayo de 1999. • Se recibe un mensaje en el cual se le ordena encontrarse con la Escuadra en un Pto. "L" a las 24 de mayo a las 12:40 horas, pasando previamente por el Pto. "R".

• • •

Puntos Geográficos Bahía Cumberland ("C") L = 33° 37' S Pto "R" L = 31° 30' S Pto "L" L = 34° 12' S

Datos • Andar medio (SOA) • Corredera inicial • Coeficiente Corredera • Variación Magnética • Desvío según tablas. • Corriente despreciable. • Calado

y y y

G = 78° 50' W G = 75° 20' W G = 71° 52'' W

= 20 nudos. = 04.7 = 1,09 = 14.4 W (1 980) decrece 3' anual.

= 2.33 mts.


XVIII - 18

II.- Ejercicio 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.-

Confeccionar una carta plotting que permita graficar la situación. Distancia entre paralelos 1 0 millas = 7mm. (Utilizar hoja grande, cuadro de 7mm, horizontal) (20 puntos). Graficar los puntos Geográficos. (5 puntos) Calidad del dibujo (10 puntos) Trazar el track. (3 puntos) Dibujar la estima del buque cada una hora que permita cumplir con el encuentra con la Escuadra. (5 puntos) Determinar la hora de zarpe y llegada al Pto. "R" (5 puntos) Determinar gráficamente la Distancia Verdadera. (3 puntos) Determinar gráficamente el Rumbo Verdadero. (3 puntos) Calcular la distancia corredera y la indicación de corredera en el Pto. "R" y Pto. "L". (5 puntos) Calcular la Variación Magnética. (3 puntos) Calcular los Rumbos Magnéticos y Proas del Compás. (5 puntos) Calcular el agua bajo la quilla al Zarpe si la sonda carta es de 37 metros. (20 puntos) Calcular el orto sol, ocaso sol, ocaso luna y orto luna preliminar de¡ 23 al 24 de mayo de 1999.. (10 puntos). Calcular la posición estimada al orto sol, ocaso sol, ocaso luna y orto luna. (10 puntos) Calcular el DLO completo de¡ 23 al 24 de mayo de 1999 incluyendo el gráfico. (emplear formulario) (20 puntos) Si el pasar el Pto. "R" detecta un avión al 205° y a 470 millas. Cuáles son la coordenadas geográficas (L y G.) empleando las fórmulas de estima. (10 puntos) Calcular el Rumbo Verdadero y Distancia de "R" a "L" empleando las fórmulas de estima. (5 puntos).


III.- Respuestas 1.- a la 5.- en gráfico. 6.- Fecha/hora zarpe=________________ Fecha/hora en Pto. “R”____________ 7.- Distancia verdadera de "C" a "R" = ____________ “R” a “L” = ____________ 8.- Rv de "C" a "R” _____________ Rv de "R" a "L” = _____________________ 9.- Dc de "C" a "R" _____________ Dc de “R” a “L” ______________________ C en Pto "R" = ______________ C en Pto "L" = ________________________ 10.- Variación Magnética = ______________ 11.- Rmg de "C" a "R” ______________ Rmg de "R" a "L” =___________________ Rc de "C" a "R" _______________ Rc de “R” a “L” _____________________ 12.- Agua bajo la quilla ________________ 13.- Orto Sol preliminar ___________________ Ocaso Sol preliminar _________________ Ocaso Luna preliminar ________________ Orto Luna Preliminar __________________ 14.- Posición estimada Orto Sol L = ___________ G = ____________ Ocaso Sol L = ___________ G = ____________ Ocaso Luna L = ___________ G = ____________ Orto Luna L = ___________ G = ____________ 15.- Emplear Formulario. 16.- Coordenadas aeronave L = ___________ G = ____________ 17.- Rv = ______________ Distancia = ______________

XVIII - 19


XVIII - 20


XVIII - 21

TALLER DE NAVEGACIÓN COSTERA Nº 9 Objetivo : Evaluar toda la materia pasado durante el año. I.- Situación: • Su buque se encuentra en Talcahuano. • Se le ordena zarpar el día y mes de su cumpleaños y dirigirse al puerto de Ancud por un track definido por los Ptos. “R”, “L” y “D”. Ptos de referencia Talcahuano Pto “R” Pto “L” Pto “D” Ancud Datos • Andar medio (SOA) • Corredera inicial • Coeficiente Corredera • Eg • Variación Magnética • Desvío según tabla • Calado

: Mostrado en la carta : Lat: 35° 32’ S y Long: 73° 06’ W. : Lat: 36° 12’ S y Long: 74° 50’ W. : Lat: 38° 22’ S y Long: 75° 15’ W. . Mostrado en la carta.

: 20 nudos. : 98.7 : 1,13 : 0.8 : 14,4 E (año de su nacimiento) decrece 6’ anual. : 3,4 mts.


XVIII - 22

II.- Tareas • • • • • • • • • • • • • •

Calcular hora de zarpe, considerando exactamente al orto sol (por tabla), correspondiente a Talcahuano. Calcular agua bajo la quilla al zarpe, si la sonda es de 10.o mts. Graficar los puntos Geográficos. Trazar el track. Dibujar la estima del buque cada dos horas. (horas enteras 08:00; 10:00; etc) Determinar en la carta la Distancia Verdadera de cada track y el total. Determinar gráficamente los Rumbos Verdaderos. Calcular la hora e indicación de corredera en el Pto. “R” , Pto. “L” y Pto “D”. Marcar en la carta el período que habrá luz crepuscular, se navegara de noche y el momento en que habrá luna. Calcular ETA a Ancud. Calcular sonda al fondeo en Ancud si la profundidad del ecosonda fue de 13,4 mts. Determinar si habrá estoa en el canal Chacao. Calcula la proa del compás para cada rumbo utilizando el desvío de la tabla de desvío de la cartilla página II-15 y los Rumbos del giro. Estando en el punto “D” qué velocidad debe ajustar para demorarse 3h 25m hasta Valdivia. Calcular ETA.

Navegación Costera XVIII - 23 R.L.D. 2008

Talcahuano 37°

38° I. Mocha

39°

Valdivia

40°

41° Pto. Montt

Ancud

42° 77°

76°

75°

74°

73°


XVIII - 25

Término del Capítulo N° 13

Formatos de Cálculos de Navegación

Alto

Tamaño Hoja: : 33,0 cm / Ancho: 21,5 cm

2003

ÍNDICE FORMATOS DE CÁLCULOS DE NAVEGACIÓN

1.-

Cálculo de error y coeficiente de corredera.

2.-

Cálculo de reducción de sonda al fondeo.

3.-

Diagrama de luz y obscuridad.

4.-

Cálculo de error del giro por azimut de sol.

5.-

Cálculo de error del giro por azimut de estrella.

6.-

Cálculo del desvío del compas por azimut de sol

7.-

Punto al medio día por recta AM y meridiana de sol.

8.-

Punto al medio día por recta AM y circunmeridiana de sol.

9.-

Punto al medio día por recta AM y PM de sol.

10.-

Punto observado por tres rectas casi simultaneas (estrellas y planeta).

11.-

Punto observado por tres rectas casi simultaneas (estrella y estrella Polar).

12.-

Posición por observaciones de circunzenitales de sol.

13.-

Fórmulas que se pueden amplear en los cálculos de navegación astronómica.

Roberto Léniz Drápela

CÁLCULO DE ERROR Y COEFICIENTE DE CORREDERA

Navegando de ________________________ a _________________________ Nombre ___________________________________________________ Fecha _____________________ Le1

= _________

Ge1

= _________

Pe1

Le2

= _________

Ge2

= _________

Pe2

Fecha = _________ Hz = _________ C1 = _________

Fecha = _________ Hz = _________ C2 = _________

Le2 Le1 l l

Ap

Ap = g * Cos(LM)

Dv

Dv2 = l2 + ap2

Le2 Le1 LM

C2 C1 Dc

Ge2 Ge1 g g

Ec Cc

% [(Dv - Dc )*100] / Dc Dv/Cc

Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

CÁLCULO DE REDUCCIÓN DE SONDA AL FONDEO

Navegando de ________________________ a _________________________ Nombre ___________________________________________________ Fecha Puerto Fondeo Hora Fondeo Profundidad ecosonda Calado medio buque Puerto Patrón

= ________________ = ________________ = ________________ = ________________ mts. = ________________ mts. = ________________

Hora

Altura

Hora

Altura

Puerto Patrón (*) Corrección (Tabla II) Puerto Fondeo (*) Tener presente el cambio de hora. Hora P/B Hora P/B Duración Ll/V

Corrección por Tabla III

Hora P/B Hora Fondeo Lapso

Alt. Plea Alt. Baja Amplitud

= __________ mts.

Altura Plea/Baja = __________ mts. Corrección por Tabla III (+/-)= __________ mts. Alt. Marea Fondeo = __________ mts. Profundidad al fondeo Calado medio buque (+) Altura Mar Fondeo

= __________ mts. = __________ mts. = __________ mts.

Altura Mar Fondeo Alt. Marea Fondeo (-) Sonda Carta

= __________ mts. = __________ mts. = __________ mts.

Alt. Marea

NRS

Alt. Mar Instante

Calado

Prof. Ecosonda Sonda Carta

Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

DIAGRAMA DE LUZ Y OBSCURIDAD DEL ______ AL _______ Navegando de ____________________ a ____________________ Nombre __________________________________________ Puntos Estimados Ocaso sol

L: G:

Ocaso luna

L: G:

Orto sol

L: G:

Orto luna

L: G:

Ocaso Sol Hml cxl Hml c Ge Hmgr Z Hz Fecha

Fin. Crepúsculo (

)

Ocaso Luna Hml cxl cxG Hml c Ge Hmgr Z Hz Fecha

( (

(

Com. Aurora )

(

Orto Luna ) )

Orto Sol )

(

12:00

( (

) ) 18:00

06:00

00:00

Del __________

Al __________ Luz diurna Luz crepuscular Luz lunar Obs. Absoluta Edad Luna :

Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

)

CÁLCULO DE ERROR DEL GIRO POR AZIMUT DE SOL Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________

Le Ge

= _________ = _________

Azg

Hcp Cp Ea Hmgr Ahgr¤ co Ahgr¤c Ge AHL¤ P¤ Dec¤ c Le

Hz Zh Hmgr Fecha

Dec¤ c Dec¤ c (1) r = (2) k = (3) Z = (4) Azv =

= _________

(

∆ k k+Le Z Azv¤ Azg Eg

)

(1) (2) (3) (4) (

90° + |Dec| (Signo L diferente signo Dec) 90° - |Dec| (Signo L igual signo Dec) arctg ( Tg (r) * Cos (P) arctg (Tag(P) * Sen (k) / Sec (k + Le )) Z 360° - Z 180° - Z 180° + Z

Le = N ; P = E Le = N ; P = W Le = S ; P = E Le = S ; P = W

Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

)

CÁLCULO DE ERROR DEL GIRO POR AZIMUT DE ESTRELLA Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________

Le Ge

= _________ = _________

Azg

Hcp Cp Ea Hmgr Ahgrg co Ahgrg co + AHS Suma - 360° Ahgr co¬ P¬ Dec¬ Le

(1) r = (2) k = (3) Z = (4) Azv =

= _________

Hz Zh Hmgr Fecha

∆ k k+Le Z Azv¬ Azg Eg

(1) (2) (3) (4) (



Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

)

CÁLCULO DEL DESVIO DEL COMPÁS POR AZIMUT DE SOL Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________

Le Ge

= _________ = _________

Azc Vmg

Hcp Cp Ea Hmgr Ahgr¤ co Ahgr¤c Ge AHL¤ P¤ Dec¤ c Le

Hz Zh Hmgr Fecha

Dec¤ c Dec¤ c

(1) r = (2) k = (3) Z = (4) Azv =

= _________ = _________

(

∆ k k+Le Z Azv¤ Vmg Azmg Azc. Desvío Pc

)



Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

(1) (2) (3) (4)

PUNTO AL MEDIO DÍA POR RECTA AM Y MERIDIANA DE SOL Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________ Recta AM de Sol Le Ge

= _________ = _________

Eo Ei

Hcp Cp Ea Hmgr Ahgr¤ co Ahgr¤c Ga AHL¤ P¤ Dec¤ c La

C1

= _________ = _________

Rv Cc

Hz Zh Hmgr Fecha Dec¤ c Dec¤ c

(

)

Ac cxd Ac co

(

)

Meridiana de Sol (Del gráfico) Le = _________ Ge = _________ Hvl Ge HvGr Et Hmgr Zh Hzl m

Eo Ei

12h 00m 00s

Dec¤ c Dec¤ c

= _________ = _________ = _________

Ai¤ Ei Ao¤ Dip Aap¤ CT Av¤ Ac co I Az¤ ¤

C2

= _________

= _________ = _________

(

)

Ai¤ Ei Ao¤ Dip Aap¤ CT Av¤ 90° Dzv Dec c Lo

89° 60'

Punto Observado: Lo Go Hz C

= _________ = _________ = _________ = _________ Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

PUNTO AL MEDIO DÍA POR RECTA AM Y CIRCUNMERIDIANA DE SOL Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________ Recta AM de Sol Le Ge

= _________ = _________

Eo Ei


C1

= _________ = _________

Rv Cc


(

)

Ac cxd Ac co

(

)

Circunmeridiana de Sol (Del gráfico) Le = _________ Ge = _________

Eo Ei


= _________ = _________

Ai¤ Ei Ao¤ Dip Aap¤ CT Av¤ Ac co I Az¤

C2

= _________

= _________ = _________

Hz Zh Hmgr Fecha Dec¤ c Dec¤ c ap

= _________

(

2

a

)

Ai¤ Ei Ao¤ Dip Aap¤ CT Av¤co 2 ap Av¤m 90° Dzv Dec¤ c Lo

a De la tabla 29 Boutdich 2

ap De la tabla 30 Bowtdich

Punto Observado: Po

Lo Go Hz C

= _________ = _________ = _________ = _________

___________________________ Firma

Vº Bº

___________________________

PUNTO AL MEDIO DIA POR RECTA AM Y PM DE SOL Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________ Recta AM de Sol Le Ge

= _________ = _________

Eo Ei


C1

= _________ = _________

Rv Cc


(

)

Ac cxd Ac co

(

)

Recta PM de Sol (Del gráfico) Le = _________ Ge = _________

Eo Ei


= _________ = _________ = _________


C2

= _________

= _________ = _________


(

)

Ac cxd Ac co

(

)


Punto Observado: Po

Lo Go Hz C

= _________ = _________ = _________ = _________ Vº Bº

___________________________ Firma

___________________________

PUNTO OBSERVADO POR TRES RECTAS CASI SIMULTANEAS Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________

Le Ge

Hz Zh Hmgr

= _______ = _______

= _______ = _______ = _______

Eo Ei Fecha

= _______ = _______ = _______

Estrella Hcp Cp Ea Hmgr Ahgrg co Ahgrg co + AHS Suma - 360° Ahgr co¬ Ga AHL¬ P¬ Dec¬ La Ac cxd Ac co

Planeta Hcp Cp Ea Hmgr Ahgr ¬ + co x hora + / - co v Ahgr co¬ Ge AHL¬ P¬ Le Dec¬ c Dec c¬

(

)

(

)

(

)

(

)

Ac cxd Ac co

Ai¬ Ei Ao¬ Dip Aap¬ CT Av¬ Ac co I


Az ¬ Corr.

Az ¬ Corr. Punto Observado:

Po

Lo Go Hz C

= _________ = _________ = _________ = _________

___________________________ Firma

Vº Bº ___________________________

( (

) )

(

)

PUNTO OBSERVADO POR TRES RECTAS CASI SIMULTANEAS Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________

Le Ge

= _______ = _______

Eo Ei

Hz Zh Hmgr

= _______ = _______

= _________ = _________ = _________

Estrella Hcp Cp Ea Hmgr Fecha Ahgrg co Ahgrg co + AHS Suma - 360° Ahgr co¬ Ga AHL¬ P¬ Dec¬ La Ac cxd Ac co

Polar Hcp Cp Ea Hmgr Fecha Ahgrg co Ahgrg co Ge AHLg

(

)

(

)

(

)


(

)

Ai ¬ Ei Ao¬ Dip Aap¬ CT Av¬ -1° Av ¬co + Ao + A1 + A2 Lo Corr.

Az ¬ Corr.

Po

Punto Observado: Lo = _________ Go = _________ Hz = _________ C = _________

___________________________ Firma

V°B° ___________________________

POSICIÓN POR OBSERVACIONES DE CIRCUNZENITALES DE SOL Navegando de ____________________ a ____________________ Fecha Observación _____________________ Nombre _________________________________________

Le = _________ Hz Ge = _________ Zh Hmgr Fecha Obs. N° 1

= _________ = _________ = _________ = _________

Obs. N° 2

Obs. N° 3

Obs. N° 4

Hcp Cp Ea Hmgr Ahgr¤ co Ahgr¤ ¤ c (Long - PG) Dec¤ c Dec¤ ¤ c (Lat - PG) Ai¤ Ei Ao¤ Dip Aap¤ CT Av¤ -90° Dzv Corr.

(

)

(

-89° 60'

)

(

-89° 60'

)

-89° 60'

Punto Observado: Po

Lo Go Hz C

= _________ = _________ = _________ = _________

V°B° ___________________ Firma

______________________

(

)

-89° 60'

FÓRMULAS PARA CÁLCULOS ASTRONÓMICOS I.- Para calcular Av y Azv de un astro. A.- Método de la Tangente de la Mitad del Ángulo Altura Verdadera Sol a = Sen(Le) * Sen(Dec c) b = Cos(Le) * Cos(Dec c) * Cos(AHL) Av = arc Sen [a/b]

Signos Sur (-) Norte (+)

Azimut Verdadero del Sol c = -Cos(Le) * Cos(Dec c) * Sen (AHL) d = Cos (Av + Le) + Sen (Dec c) Azv

= 2 * arc tg [c/d]

Si Az < 0 Suma 360º

B.- Método Meyer

r r

= 90° + |Dec| (Signo L diferente signo Dec) = 90° - |Dec| (Signo L igual signo Dec)

k

= arctg ( Tg (r) * Cos (P)

Azimut Verdadero del Sol Z = arctg (Tag(P) * Sen (k) / Sec (k + Le )) Azv Azv Azv Azv

= = = =

Z 360° - Z 180° - Z 180° + Z

Altura Verdadera Sol Ac = ArcSen (Sen (k + Le) * Cos (r) /Cos (k)


Signos Sur (-) Norte (+)

ap

P

2

2 = (4 * a * P )/(15)

= Angulo al Polo en Grados

Norte (+)

Patrón de Nave Menor: material de estudio para examen

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