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Hoy hablaremos acerca de la Tierra y las coordenadas geográficas. Antes de poder empezar a ver los conceptos de la navegación bcr, debemos entender y comprender los conceptos básicos del sitio donde vamos a navegar, es decir, la Tierra.
La Tierra es el tercer planeta del sistema solar contado a partir del Sol, y su forma es casi esférica, ya que esta tiene una circunferencia polar de cuarenta mil nueve kilómetros y una circunferencia ecuatorial de 40 mil 75 kilómetros. Lo que significa que la Tierra es achatada en sus polos y alargada en el ecuador. Esta forma en particular se debe en parte a la fuerza centrífuga que se produce cuando la Tierra gira, dando como resultado una forma llamada un esferoide o plato.
La Tierra cuenta con dos movimientos principales. El primero es el movimiento de rotación, ya que la Tierra gira sobre su propio eje y tarda aproximadamente 24 horas en dar una vuelta completa. El eje de rotación de la Tierra se encuentra entre su polo norte y su polo sur. Ahora, aparte de esto, el lado hacia el cual gira la Tierra se conoce como este, mientras que el lado opuesto se conoce como oeste.
El otro movimiento de la Tierra es el movimiento de traslación. La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica que dura aproximadamente 365 días, y la trayectoria que sigue la Tierra durante esta órbita es conocida como eclíptica. Algo que debemos recalcar es que el eje de rotación de la Tierra se encuentra inclinado con este plano orbital eclíptico alrededor del Sol. Su inclinación es de aproximadamente 23 grados y medio, lo cual es suficiente para dar cabida a fenómenos tales como las estaciones a lo largo del año u otros fenómenos como el solsticio o el equinoccio. Esto se produce debido a que la diferencia en luz solar que recibe una parte de la Tierra durante el año va cambiando, lo cual lleva también a cambios de temperatura y presión y un cambio general en el clima.
Habiendo visto estos datos básicos sobre la Tierra, podemos definir qué son los puntos cardinales. Estos se utilizan para la orientación y expresar direcciones, y tenemos cuatro puntos cardinales principales: norte y sur, este y oeste. Sin embargo, estos cuatro puntos principales pueden derivar en otros nuevos, tales como lo son el noreste, el sureste, el suroeste o el noroeste, que como podemos observar son combinaciones de los cuatro puntos originales. Y aunque estos son los puntos más conocidos y más utilizados en la navegación, estos también se pueden dividir aún más. Por ejemplo, el punto comprendido entre el norte y el noreste es conocido como nor noreste, mientras que el punto comprendido entre el noreste y el este es conocido como el este noreste, y así sucesivamente, dando de esta forma una mayor precisión en el momento de expresar una posición relativa. Como una nota adicional, para no tener que decir las palabras completas, en aviación se puede utilizar el alfabeto fonético internacional para nombrar los puntos cardinales utilizando las letras november, sierra, whisky o eco.
Ahora, otra cosa que debemos recalcar es que, a no ser de que se utilice un sistema de referencia universal, cada persona va a expresar los puntos cardinales desde su punto de vista. Veamos un ejemplo. Supongamos que tenemos estas dos posiciones: un círculo rojo y un círculo verde sobre la superficie de la Tierra. Cada uno de estos puntos tendrá sus propios puntos cardinales. Si, por ejemplo, le preguntamos a alguien que se encuentra en el círculo rojo dónde está el círculo verde, nos dirá que se encuentra al nover eco, es decir, al noreste. Mientras que si le preguntamos a una persona en el círculo verde dónde está el círculo rojo, nos dirá que se encuentra 'la sierra' whisky, es decir, al suroeste. En otras palabras, el punto cardinal contrario. Y es que, como ya dijimos, a no ser de que se establezca un sistema de referencia general, cada persona establecerá su posición relativa con respecto a su punto de vista, lo que vendría siendo más un sistema para determinar direcciones que para determinar posiciones.
Para poder ver cómo se determina realmente una posición de forma exacta sobre la Tierra, debemos ver algunos conceptos adicionales.
Veamos los hemisferios terrestres. La Tierra se divide en cuatro hemisferios principales. Tenemos el hemisferio este y oeste, al igual que el hemisferio norte y sur. El hemisferio este y oeste se encuentran divididos a partir del meridiano de Greenwich, la cual es una línea de referencia que va de polo a polo pasando por la ciudad de Greenwich en Inglaterra. Mientras que, por otro lado, el hemisferio norte y sur se dividen a partir de la línea del ecuador, la cual es una línea perpendicular al eje de rotación de la Tierra y que se encuentra a la misma distancia de ambos polos.
Habiendo visto esto, veamos ahora sí cómo podemos determinar una cierta posición. Para determinar una posición sobre un plano, es decir, sobre una superficie de dos dimensiones, podemos utilizar un plano cartesiano, el cual, como recordaremos, emplea dos ejes: el eje y el eje x, al igual que una escala de unidades. Si, por ejemplo, queremos expresar la posición de este punto rojo, diríamos que se encuentra en una posición x 43, pues simplemente contamos las unidades en cada eje y las ponemos allí. Esta forma de expresar una posición es conocida como las coordenadas cartesianas, y realmente, utilizando este sistema, podemos determinar y expresar cualquier posición que se encuentre dentro de la escala en función de las unidades que hayan para cada eje.
Ahora, para expresar una posición sobre la Tierra, utilizamos un sistema de referencia bastante similar, que es conocido como el sistema de coordenadas geográficas. Este, al igual que el del plano cartesiano, emplea dos ejes para poder determinar las unidades en las cuales se encuentra una posición. Sin embargo, estos ejes no son conocidos como y y x. Ya los veremos a continuación cómo se adapta a este modelo a la Tierra.
Este sistema de coordenadas geográficas es un sistema de referencia que permite expresar cualquier posición en términos de latitud y de longitud. Esta latitud y longitud es equivalente a las unidades que habíamos visto en el plano cartesiano. Ahora, algo que debemos decir es que el sistema de coordenadas geográficas asume que la Tierra es una esfera perfecta, es decir, que no podemos utilizar unidades tan planas como las habíamos utilizado en el plano cartesiano, sino que en este caso la latitud y la longitud se expresan en términos de ángulos medidos a partir del centro de la Tierra, utilizando el sistema de grados sexagesimales, el cual es un sistema que ya veremos más adelante cómo se utilizan. En otras palabras, es el sistema de grados, minutos y segundos de arco. Hasta este punto, lo importante es saber que la latitud se utiliza para expresar qué tan al norte o qué tan al sur se encuentra un punto, mientras que la longitud se utiliza para expresar qué tan al este o qué tan al oeste se encuentra ese punto. Es decir, la latitud serían como las unidades del eje y, mientras que la longitud serían como las unidades del eje x.
Pasemos ahora sí a ver cuáles son los ejes que se utilizan en el sistema de coordenadas geográficas. Estos ejes de referencia son la línea del ecuador y el meridiano de Greenwich, coincidencialmente los mismos que dividen los cuatro hemisferios terrestres.
Para poder dar una definición acertada de estos dos ejes de referencia, debemos ver lo que son las definiciones de círculo máximo y círculo menor. Un círculo máximo es un plano en una esfera que, pasando por su centro, la divide en dos partes iguales, mientras que un círculo menor es un plano en una esfera que la divide en dos partes desiguales. Como podemos observar en esta imagen, en otras palabras, un círculo máximo sería una circunferencia que, pasando a través de la superficie de la Tierra, la divide en dos hemisferios exactamente iguales, mientras que un círculo menor vendría siendo una circunferencia cualquiera que pueda dividir la Tierra en dos partes desiguales, como se puede observar en este ejemplo.
Ahora, habiendo visto esto, veamos ahora sí la definición de la línea del ecuador. Este es un círculo máximo perpendicular al eje de rotación de la Tierra, el cual la divide en los hemisferios norte y sur, como ya habíamos visto anteriormente. Por otro lado, el meridiano de Greenwich, también conocido como meridiano 0, es un arco de círculo máximo comprendido entre el polo norte y el polo sur que pasará por la ciudad de Greenwich en Inglaterra. Ahora podemos observar que aquí decimos que es un arco del círculo máximo, ya que un círculo máximo rodea la Tierra totalmente, mientras que el meridiano de Greenwich únicamente va del polo norte al polo sur, es decir, que es medio círculo máximo, y por eso es que decimos que es un arco de círculo máximo.
Ahora, habiendo definido correctamente estos dos ejes de referencia, tenemos entonces algo muy similar a un plano cartesiano, donde tenemos el eje y, que ahora es el meridiano de Greenwich, y el eje x, que es la línea del ecuador. Sin embargo, debido al tamaño de la Tierra, es necesario utilizar unas líneas de referencias secundarias que son conocidas como meridianos y paralelos.
Veamos qué son estas. Un meridiano es un arco de círculo máximo comprendido entre el polo norte y el polo sur. Estos meridianos se miden en grados con respecto al meridiano 0, como podemos ver en la imagen, y se utilizan como referencia para determinar la longitud de una posición, es decir, qué tan al este o qué tan al oeste se encuentra un punto. Por otro lado, los paralelos son círculos menores paralelos a la línea del ecuador, como podemos ver en esta imagen, y se miden en grados con respecto justamente al ecuador. Estos se utilizan como referencia para determinar la latitud de una posición, es decir, qué tan al norte o qué tan al sur se encuentra.
Ahora, aunque ya vimos a groso modo qué es la latitud y qué es la longitud, vamos a definirlas correctamente. La latitud es la distancia comprendida entre el ecuador y un punto en la superficie terrestre, medida en grados, minutos y segundos de arco. Decimos que se mide en grados, ya que literalmente medimos el ángulo comprendido entre el centro de la Tierra y el punto cero, que sería la línea del ecuador. Veamos un ejemplo un poco más gráfico. Aquí podemos ver que la latitud equivale a 0 grados en el ecuador, ya que es medido a partir del centro de la Tierra hacia la línea del ecuador, y a partir de allí empezamos a medir la distancia hacia arriba a términos de ángulos hasta llegar a 90 grados en los polos. Es decir, que la latitud puede ser de 0 a 90 grados, ya sea al norte o al sur del ecuador.
Ahora, la longitud tiene una definición bastante similar. La longitud es la distancia comprendida entre el meridiano 0 y un punto en la superficie terrestre, medida en grados, minutos y segundos de arco. Nuevamente, tomamos como referencia al centro de la Tierra y el meridiano de Greenwich para poder medir este valor. Observando el ejemplo gráfico, podemos ver que entonces la longitud equivale a 0 en el meridiano de Greenwich y empieza a aumentar en grados hasta llegar a 180 grados en el lado opuesto al meridiano de Greenwich. Es decir, que la longitud puede ser de 0 a 180 grados, ya sea al este o al oeste del meridiano de Greenwich. En esta imagen no parece muy evidente esto, sin embargo, aquí podemos observar cómo se distribuyen los 180 grados al este y al oeste, al igual que en esta imagen desde una perspectiva superior.
Ahora, aquí en esta imagen podemos ver ya todos los conceptos que acabamos de ver acerca de las coordenadas geográficas y cómo se determina la posición sobre la Tierra.
Habiendo entonces visto toda esta teoría, podemos pasar a la práctica. Aquí entonces vamos a dibujar los dos ejes: el meridiano 0 y el ecuador. Como una nota adicional, en este mapa no están correctamente representados, sin embargo, es suficiente para entender el concepto. Supongamos que queremos determinar la posición de este círculo rojo. Lo primero es determinar la latitud, es decir, qué tan al norte o qué tan al sur se encuentra. Aquí podemos leer en la escala que se encuentra a 40 grados al norte, mientras que después determinamos la longitud, es decir, qué tan al este o qué tan al oeste se encuentra. Aquí podemos ver que la escala nos marca 100 grados al oeste. Por lo tanto, las coordenadas de este punto serían 40 grados norte, 100 grados oeste. Es importante siempre al expresar una coordenada que se dé primero la latitud y después de la longitud. Y como podemos ver, de esta forma podemos determinar cualquier otra posición sobre este mapa. Por ejemplo, este otro punto estaría 20 grados norte, 40 grados este, mientras que este otro punto estaría 60 grados sur, 40 grados oeste.
Ya que hemos visto cómo se utilizan estas coordenadas geográficas, hasta este momento únicamente hemos visto cómo se aplican con grados, pero anteriormente habíamos dicho que se utilizan grados, minutos y segundos, lo que es conocido como el sistema sexagesimal. Y es que los grados no bastan para determinar una posición precisa, pues da una gran cantidad de error. Por lo tanto, debemos utilizar escalas aún más pequeñas para poder aumentar la precisión. Y es que cada grado se divide a su vez en 60 minutos de arco, es decir, que entre grado y grado hay 60 minutos. Ahora, a su vez, cada minuto se puede dividir en 60 segundos de arco, es decir, que entre minuto y minuto se encuentran 60 segundos de arco. Podemos ver entonces que la escala se hace cada vez más pequeña, lo que la hace a su vez más precisa.
Veamos un ejemplo de cómo se utilizan esas tres unidades combinadas. Aquí tenemos entonces un plano cartesiano que se encuentra a una escala realmente pequeña, donde alcanzan a apreciarse los minutos y los segundos de arco utilizados en las coordenadas. Digamos que queremos expresar la posición de este punto rojo. Primero entonces vamos a observar la latitud, es decir, qué tan al norte o qué tan al sur está. Aquí podemos ver entonces que se encuentra a 51 grados al norte, 0 minutos y 15 segundos. Después observamos la longitud, es decir, qué tan al este o qué tan al oeste se encuentra. En este caso, se encuentra a 11 grados, 1 minuto y 30 segundos al este. Como pueden ver, de esta forma combinamos los grados, los minutos y los segundos, dando como una posición mucho más precisa.
Veamos este otro ejemplo. Supongamos entonces este punto rojo. Este se encontraría a 51 grados, 2 minutos, 0 segundos al norte y 11 grados, 1 minuto y 0 segundos al este.
Ahora, visto esto, veamos cómo podemos determinar si nos encontramos al norte, sur, este u oeste únicamente observando la escala. Veamos este ejemplo. Supongamos que queremos determinar esta posición. Como podemos ver, no se especifica si nos encontramos al norte, sur, este u oeste, solamente se nos dan los grados de la escala. Primero entonces vamos a determinar la latitud. Como podemos observar, la línea 0, es decir, 0 grados, corresponde al ecuador, se encuentra debajo del punto A, es decir, que nos encontramos al norte del ecuador, y podemos observar en la escala que se encuentra a un grado, es decir, que nos encontramos un grado al norte.
Veamos ahora la escala acerca de la longitud. En este caso, no tenemos un 0 del cual tener referencia, sin embargo, podemos ver que la escala va disminuyendo hacia la derecha, es decir, que 0 grados de longitud se encuentra a la derecha de la escala, con lo cual nos encontramos a la izquierda de ese meridiano de Greenwich, lo que significaría que nos encontramos en el hemisferio oeste. Es decir, que nos encontramos a 1 norte y 74 grados oeste.
Podemos ver la posición B, que se encuentra un grado al sur y 73 grados 30 minutos al oeste. Decimos 30 minutos, ya que se encuentra entre 73 y 74 grados, y el punto medio, como sabemos, entre ambos grados hay 60 minutos, serían entonces 30 minutos. El punto C estaría determinado por las coordenadas 0 grados, 30 minutos sur, 72 grados, 30 minutos oeste.
Veamos un ejemplo más concreto con un mapa. Veamos entonces que queremos determinar la posición de Alemania. En términos de latitud, Alemania se encuentra ligeramente por debajo de 28 grados 30 minutos, es decir, que nos encontramos a 28 grados 29 minutos al norte. Decimos que al norte, ya que si observamos la escala, el 0 quedaría debajo de nosotros, es decir, que nos encontramos al norte del ecuador. Por otro lado, en la longitud, podemos ver que nos encontramos un poco más allá de 74 grados 20 minutos, con lo cual podríamos decir que nos encontramos 74 grados 22 minutos oeste. Nuevamente, decimos oeste, ya que la escala va aumentando hacia la izquierda, lo cual nos indica que nos encontramos al oeste del meridiano de Greenwich.
Ahora, si queremos determinar la posición, por ejemplo, de la población de Esmeralda, diríamos que se encuentra a 27 grados 45 minutos norte y 73 grados 0 minutos o al oeste. Y finalmente, por ejemplo, Miraflores se encontraría en una latitud de 29 grados 20 minutos norte y una longitud de 73 grados 35 minutos oeste.
Ahora, este sistema de coordenadas que hemos venido utilizando y que tiene sistemas de referencia tan precisos y bien definidos es conocido como el sistema de WGS 84 o Sistema Geodésico Mundial de 1984. Este es el sistema de coordenadas geográficas mundial utilizado en cartografía, geología, navegación, etc., que permite que todas las mediciones en cualquier parte del mundo sean las mismas, ya que todo el mundo utiliza el mismo punto de referencia.
Espero que este video les haya servido para entender qué son las coordenadas geográficas, al igual que refrescar algunos datos básicos sobre la Tierra. Suscríbase para más contenido acerca del mundo náutico y dejen en los comentarios qué otro tipo de temas quisieran que tratara en los videos.