John Harrison, relojero y sabio inglés,
defensor de la medida del tiempo por aparatos portátiles.
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Las Palmas de Gran Canaria, 8 de Mayo de 2007
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En la época que estamos viviendo,
nos parece natural conocer nuestra situación
en cualquier lugar de la esfera terrestre
con una precisión centimétrica
mediante el uso de un sencillo aparato de bolsillo
conocido universalmente como
G.P.S. (Global Positioning System).
Sus principales aplicaciones son: Navegación marítima y aérea, salvamentos, uso en coches como guía en carreteras y ciudades, navegación deportiva, etc. El GPS, explicado muy escuetamente, consiste en una red de 24 satélites en órbita a 20.200 kilómetros de altura, girando sincronizadamente para abarcar toda la superficie terrestre. Nuestro aparato localiza cuatro satélites, de los que recibe señales que indican la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza su reloj y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite, y por triangulación calcula la posición del observador.
Dando pasos atrás en el tiempo, la situación de los buques en el mar se conoce mediante observaciones del sol, luna, planetas o estrellas consistentes en medir con un instrumento llamado sextante el ángulo formado por el astro elegido, el ojo del observador y el horizonte (conocido en el mar como altura) y a una hora exacta proporcionada por el cronómetro oficial del buque.
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SEXTANTE
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Este reloj se encuentra en suspensión cardánica dentro de una caja situada en el cuarto de derrota y sus ligeros adelantos o atrasos son controlados diariamente por radio. Por este reloj conocemos exactamente la hora oficial en Greenwich. Comparada con la hora obtenida por nuestra observación astronómica (dada la altura y coordenadas de un astro, hallar la hora del lugar) nos da una diferencia horaria que es precisamente la longitud en que nos encontramos. La diferencia en horas (longitud) se convierte en grados sabiendo que a una hora de tiempo corresponden 15 grados de arco.
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CRONOMETRO MODERNO
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La obtención de la latitud no ha ofrecido en el tiempo mayores problemas y fue conocida por los navegantes mediante un sencillo cálculo a mediodía, tomando como dato de partida la altura máxima del astro rey (altura meridiana) en el momento en que detiene su ascenso y comienza la tarde. Otro medio para conocer la latitud es tomando la altura de la estrella polar sobre el horizonte (se emplea un horizonte artificial) que coincide con la latitud del lugar previa una muy pequeña corrección (delta cos. h).
Ya en tiempos más modernos, en base a conocer en todo momento la hora exacta en el primer meridiano, el método más usado para situar un buque en el mar por observaciones astronómicas consiste en tomar la altura sobre el horizonte de varias estrellas con sus horas cronométricas correspondientes durante los crepúsculos matutinos o vespertinos, justo en el momento en que comienzan a verse las estrellas y aún se ve perfectamente el horizonte. Con el cálculo trigonométrico adecuado, que es el “pan nuestro de cada día” del navegante, se puede trazar en la carta náutica una línea recta llamada recta de altura que es un lugar geométrico sobre el que debe encontrarse el buque. El cruce con otra u otras rectas de altura obtenidas por la observación simultánea de otra u otras estrellas nos da la situación del buque. Simultáneamente con estos sistemas de situación en el mar fueron conociéndose nuevos adelantos en la navegación, como el uso del girocompás o aguja giroscópica que señala exactamente el norte verdadero, el uso del radar, la sonda ecoica, correderas eléctricas, etc.
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GIROCOMPAS
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EL LARGO E HISTÓRICO PROBLEMA DE LA SITUACIÓN DE UN BUQUE EN EL MAR FUE NO PODER OBTENER CORRECTAMENTE LA LONGITUD POR NO DISPONER A BORDO DE LA HORA EXACTA DEL PRIMER MERIDIANO.
Muchos dramas tuvieron que suceder en el mar hasta la solución de este problema. En Octubre de 1707, una flota inglesa al mando del almirante Sir Cloudesley Shovell, a consecuencia de una densa niebla, estimó que se encontraba mucho más al Oeste del cabo Ouessant de lo que estaban. Por ello siguieron con rumbo Norte hasta embarrancar en las pequeñas islas Scilly -también conocidas por Sorlingas-, situadas a unos 17 millas náuticas al sudoeste del cabo Land’s End de Inglaterra. Se perdieron cuatro buques y dos mil hombres, entre ellos el propio almirante Shovell. En 1714 se promulgó el famoso Decreto de la Longitud, mediante el cual se otorgaría un premio de 20.000 libras a la persona que encontrara una solución a este antiguo problema. Hasta que se construyó un reloj capaz de soportar sin mayor error las diferencias de temperaturas, humedad, presión atmosférica y violentos balances y cabeceos de los buques, los capitanes fijaban en sus cartas de navegación la situación del buque “por estima”. Desde el punto de salida navegaban con la aguja magnética (brújula) y calculaban la velocidad del navío con un tosco instrumento llamado corredera. El corte de la línea del rumbo trazado con la latitud observada daba la situación estimada del buque. Las primeras correderas llamadas de barquilla constaban de un sector de madera con plomo en el arco del sector para mantenerlas verticales en el agua. Se largaba la barquilla al agua por la popa, amarrada a un cordel adecuado y previamente mojado, que tenía un nudo cada 15,43 metros. Un reloj de arena de 30 segundos de duración completaba el equipo. El número de nudos que pasaban por la mano del marinero en dichos 30 segundos es la velocidad estimada del buque por la siguiente y sencilla razón: 1 milla náutica son 1.852 metros. En un segundo el barco recorre 1.852:3600 y en 30 segundos.(1.852:3600) x 30=15,43 m. De ahí que para referirse a la velocidad de un buque sea indistinto decir nudos o millas por hora.
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CORREDERA DE BARQUILLA
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Todo marino sabe que una milla náutica es un minuto de arco y equivale a 1.852 metros, puesto que el círculo máximo del globo terrestre que pasa por los polos tiene 360 grados = 21.600 minutos = 40.000 kilómetros de circunferencia. Un cuadrante del mismo (desde el ecuador al polo) son 90º ó 5.400 minutos =10.000 kilómetros. Luego 1 minuto de arco equivalente a 1 milla náutica = 10.000 : 5.400 = 1,852 kilómetros = 1.852 metros.
Y volviendo a nuestro problema principal de la longitud, el primer meridiano usado a estos efectos fue variando con el tiempo. Uno de ellos fue, durante muchos años, el que pasaba por el punto terrestre más occidental conocido entonces, que era Punta Orchilla en la Isla Canaria del Hierro, donde todavía existe un faro que muestran con orgullo los habitantes de esta isla. Hoy y desde hace ya muchos años ha sido aceptado universalmente el meridiano de Greenwich, cerca de Londres.
La discusión estuvo centrada durante años entre una solución astronómica para obtener directamente la longitud a través del movimiento de los astros o la de construir un reloj lo suficientemente exacto, con el que se podría tener a bordo en todo momento la hora del primer meridiano elegido.
En 1610 Galileo descubrió los cuatro satélites que giran alrededor del planeta Júpiter. Los observó durante todo un año, calculó sus períodos orbitales y contó el número de veces que estos pequeños satélites desaparecían tras la sombra del gigantesco planeta. Según sus cálculos, los eclipses de las lunas tenían lugar mil veces al año, y con tanta exactitud que se podrían poner los relojes en hora. En base a estas observaciones hizo unas tablas de desapariciones y nuevas apariciones para cada satélite durante varios meses; comparadas con las horas calculadas y tabuladas de las mismas observaciones en cualquier otro lugar, solucionarían el problema de la longitud. Este proyecto fue presentado al rey Felipe III de España, pero los consejeros del rey no aceptaron la idea, aduciendo con cierta lógica que los marinos no podrían reconocer los satélites desde los barcos y que sólo podrían efectuarse muy dificultosas observaciones nocturnas y con el cielo despejado, lo que no satisfacía la necesidad de conocer la situación del buque en cualquier momento. Empeñado en sacar adelante su teoría, Galileo inventó un casco de navegación muy especial llamado “celatone”, provisto de un telescopio fijo a uno de los ojos del observador y con el otro orificio vacío. Por éste, el observador podría localizar a simple vista al planeta Júpiter, mientras que con el otro ojo vería las lunas de Júpiter por el telescopio. Finalmente, este método de Galileo fue aceptado sólo para elaborar cartas de navegación, y no para su uso en la mar.
Varios eminentes científicos continuaron estos estudios, entre ellos Jean-Dominique Cassini, Christiaan Huygens, Sir Isaac Newton y Edmund Halley. Los dos últimos eran miembros de la Royal Society de Londres. Newton estaba convencido de que la solución al problema de la longitud estaba en la mecánica astronómica o movimiento de los astros. Uno de los métodos posibles era el de la distancia lunar, por el que se podría conocer la longitud midiendo las distancias entre el sol y la luna o entre ésta y determinadas estrellas, según fuera de día o de noche. Para ello era necesario completar el estudio de la situación de los astros, confeccionando un catálogo sideral. Esta magna obra llevaba cuarenta años en manos del astrónomo Flamsteed, del Real Observatorio.
Hubo otras muchas propuestas. Algunas eran disparatadas, como la de fondear buques en alta mar en situación perfectamente conocida, manteniendo entre ellos distancias de 600 millas náuticas. No logro comprender cómo se pudo pensar en mantener fondeados barcos en alta mar en profundidades oceánicas. Desde ellos se dispararían cañones, y los observadores tomarían el tiempo transcurrido entre la visión del fogonazo del disparo y la llegada del sonido, cuya velocidad de transmisión ya era conocida, para conocer la distancia con la nave fondeada y la consiguiente situación geográfica. Desechada esta propuesta, por absurda y costosa, se pensó también en sacar partido a la desviación del norte magnético señalado por la aguja de a bordo con respecto al norte verdadero marcado por la estrella polar.
Se trazaron mapas relacionando la longitud terrestre con la diferencia en grados entre el norte verdadero y el norte magnético que aún actualmente llamamos declinación magnética o variación. Pero esta teoría tenía el inconveniente de que a veces la aguja náutica no indica exactamente el norte magnético. Por otra parte, el magnetismo terrestre sufría y sigue sufriendo variaciones paulatinas en aumento o en disminución, dato que aún hoy siguen suministrando las cartas náuticas y que hay que tener en cuenta para trazar un rumbo magnético correcto.
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John Harrison, relojero y sabio inglés,
defensor de la medida del tiempo por aparatos portátiles.
Dedicó su vida a mejorarlos.
Entre 1730 y 1759 construyó cuatro relojes,
cada vez más perfeccionados.
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Harrison H1
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Harrison H2
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Harrison H3
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Harrison H4
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Con el último de éstos, su hijo William salió en 1764 con rumbo a las islas Barbados,
fijando las longitudes del barco en base a la precisión de este reloj.
Al llegar a Barbados, después de 47 días de travesía, el reloj había acumulado un error de 39 segundos.
Su precisión era tres veces superior a la requerida para ganar el premio establecido en el Decreto de la Longitud.
Hasta Junio de 1773 no llegó el Parlamento Británico a reconocer a este ilustre súbdito británico
el mérito de la resolución definitiva del problema y librarle la parte del premio que tenía pendiente de cobro.
John Harrison murió en Londres a los 84 años de edad.
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CRONOMETRO MODERNO
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BIBLIOGRAFIA:
Las imágenes de este artículo han sido extraídas del servidor Google,
y de «Elementos de Astronomía» de García Paredes, publicado en 1941.
Algunos apuntes hacen referencia al libro «Longitud» de Dava Sobel.
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The American Practical Navigator…
Todos vamos en el mismo barco…
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