Navegación Astronómica y Costera: Conceptos Esenciales, Mareas y Sistemas de Ayuda Electrónica

Fundamentos de Navegación y Coordenadas Geográficas

La navegación se basa en un sistema de referencias terrestres y celestes para situar la embarcación con precisión:

• Ecuador: Círculo máximo perpendicular al eje de la Tierra.
• Meridianos: Círculos máximos perpendiculares al Ecuador. Destacan dos especiales: el meridiano 0 (Greenwich) y el del lugar.
• Paralelos: Círculos menores paralelos al Ecuador. Cuatro son especialmente relevantes: el Trópico de Cáncer (23° 27' N), el Trópico de Capricornio (23° 27' S), el Círculo Polar Ártico (66° 33' N) y el Círculo Polar Antártico (66° 33' S).
• Latitud: Arco de meridiano entre el Ecuador y el paralelo del punto. Sus valores oscilan entre 0° y 90° Norte o Sur (L).
• Longitud: Arco de Ecuador entre el meridiano de Greenwich y el del lugar. Sus valores van de 0° a 180° Este u Oeste (λ).
• Variación local o declinación magnética: Ángulo formado entre el meridiano magnético y el meridiano geográfico. Este valor cambia con los años.
• Compás: Instrumento compuesto por rosa, capitel, estilo, mortero, línea de fe y suspensión en bitácora. Posee dos propiedades fundamentales: sensibilidad (capacidad de acusar la mínima variación del rumbo) y estabilidad (mantenerse en reposo aun con los movimientos del barco). El desvío es el ángulo entre el Norte de aguja y el Norte magnético.
• Demoradura (Demora): Ángulo entre la línea de crujía (proa-popa) y la visual del objeto.
• Rumbo: Ángulo entre el Norte y la proa.

Estudio de las Mareas y su Cálculo

Las mareas son movimientos periódicos y alternativos de ascenso y descenso de las aguas del mar, repitiéndose aproximadamente cada 6 horas (cuatro veces al día).

Causas y Tipos

Su origen principal es la atracción gravitatoria ejercida sobre el agua por la masa de la Luna y el Sol (siendo la influencia lunar unas 2,3 veces mayor).

• Por altura: Pleamar (marea alta) y bajamar (marea baja).
• Por movimiento vertical: Creciente y menguante.
• Por movimiento horizontal: Flujo y reflujo.

Conceptos Clave de Mareas

• Periodo de marea: Tiempo transcurrido entre dos bajas o pleamares sucesivas.
• Nivel medio: Nivel que habría en ausencia de mareas.
• Amplitud: Diferencia de altura entre la pleamar y la bajamar.
• Sonda de la carta o datum: Nivel mínimo de aguas con bajamar escorada (suele referirse a 1,2 m en UK o 0,94 m según la zona).
• Mareas vivas o muertas: Las vivas presentan mayor amplitud y ocurren cuando el Sol y la Luna están en línea recta con la Tierra (sicigias). Las muertas tienen menor amplitud y se producen cuando la posición de ambos astros forma un ángulo recto con la Tierra.
• Otros elementos: Edad de la marea, escalas de marea, mareógrafos, anuario de mareas y tablas de cálculo para puertos principales y secundarios.

Sistemas Horarios en la Navegación

• Hora civil: Intervalo de tiempo entre dos pasos sucesivos del Sol frente al meridiano del lugar.
• Sol medio: Sol imaginario que describe arcos iguales en tiempos iguales.
• Hora universal (Hora GMT / UTC): Hora basada en el meridiano 0 de Greenwich.
• Hora oficial (Ho): La establecida legalmente por el gobierno de un país.
• Hora del reloj de bitácora (Hrb): Hora a la que está ajustado el reloj del barco en consonancia con la hora legal.
• Hora legal (Hz): Dividida en 24 husos horarios de 15° cada uno (7,5° a cada parte). Se resta al oeste y se suma al este.

Derroteros, Publicaciones y Sistemas de Balizamiento

Derroteros y Publicaciones Náuticas

Los derroteros son libros editados por el Instituto Hidrográfico de la Marina que abarcan las costas españolas (o el Almirantazgo británico para el resto del mundo). Contienen datos de gran interés sobre el reconocimiento de la costa, puertos, fondeaderos, peligros, corrientes, resúmenes de vientos y climatología.

Tipos de Luces y Balizamiento

Las ayudas luminosas se clasifican según su función y aspecto:

• Clasificación funcional: Luz ordinaria, luz de sectores, luz direccional, luz de enfilación, luz de niebla, luz aeromarítima y luz no vigilada.
• Clasificación según aspecto: Fija, de destellos, grupo de destellos, isofásica, de ocultación, grupo de ocultaciones, centillante, grupo de centelleos, de signos Morse, fija con destello y luces alternativas.

Otras publicaciones indispensables son el Libro de Radio Señales, los Avisos a los Navegantes (incluyendo NAVAREAs y radioavisos náuticos), el Cuaderno de Bitácora y el Catálogo de Cartas Náuticas.

El Radar y los Sistemas Electrónicos de Posicionamiento

Funcionamiento del Radar

El radar (Radio Detection and Ranging) es un aparato electrónico que mide distancias mediante la emisión de ondas de radio y la recepción de su eco. Se visualiza en una pantalla de tubo de rayos catódicos.

• Marcaciones y Demoras: Relaciona la línea proa-popa (marcaciones) con el Norte-Sur verdadero (demoras verdaderas).
• Alcance: Depende de la potencia del equipo, la longitud de onda, la altura de la antena (aproximadamente un 15% superior al radio del horizonte), el tamaño y naturaleza del objeto, y las condiciones atmosféricas.

Controles y Perturbaciones

• Botones principales: Range (escala de distancia), VRM (anillo concéntrico variable) y EBL (línea de fe móvil).
• Perturbaciones comunes: Ecos de mar (sea clutter), ecos de lluvia o granizo (rain), ecos múltiples y zonas de sombra debidas a la propia estructura del barco.

Reflectores y AIS

Para mejorar la detección se emplean reflectores radar (mecánicos o electrónicos), RACONs y RAMARKs. Asimismo, el sistema AIS (Automatic Identification System, o SIA en español) transmite en VHF datos esenciales de navegación e identificación de otros buques (clases A y B).

Fórmulas de Navegación Loxodrómica

Caso Directo

Conociendo la situación de salida, el rumbo y la distancia, se calcula la situación de llegada.

$$\Delta l = d \times \cos(r)$$ *(El incremento de latitud es igual a la distancia por el coseno del rumbo)*

$$a = d \times \sin(r)$$ *(El apartamiento es igual a la distancia por el seno del rumbo)*

$$\Delta L = \frac{a}{\cos(l_m)}$$

*(El incremento de longitud es igual al apartamiento partido por el coseno de la latitud media)*

Caso Inverso

Conociendo la situación de llegada y de salida, se determinan el rumbo y la distancia.

$$a = \Delta L \times \cos(l_m)$$ *(El apartamiento es igual al incremento de longitud por el coseno de la latitud media)*

$$\tan(r) = \frac{a}{\Delta l}$$

*(La tangente del rumbo es igual al apartamiento partido por el incremento de latitud)*

$$d = \Delta l \times \cos(r)$$ *(La distancia es igual a la amplitud de la latitud multiplicada por el coseno del rumbo)*