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Temas 3 y 4 Navegación Parte 2Curso PY online:
En este apartado, veremos la Segunda parte de los temas 3 y 4, dedicado a la navegación.
Son los apartados,
3.6. MEDIDA DEL TIEMPO.
3.7. MAREAS.
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Temas 3 y 4 Navegación Parte 2
Temas 3 y 4
Teoría y Cálculos de Navegación
3.6. MEDIDA DEL TIEMPO.
Podríamos definir el tiempo como la magnitud utilizada para medir un cambio.
Día: Partiendo del movimiento de Rotación de la Tierra, se considera un día como el tiempo que tarda un astro en pasar dos veces consecutivas por un meridiano. Por ejemplo desde que sale el sol hasta que vuelve a salir.
Según el astro de referencia será el día sidéreo (estrella), el día solar o día medio (Sol) y el día lunar (Luna).
La Tierra también tiene un movimiento de Traslación alrededor del sol siguiendo una elipse y no una circunferencia, por lo que el movimiento angular del Sol verdadero es irregular, y para evitar estas irregularidades, se creó un sol imaginario llamado Sol medio con velocidad angular constante (velocidad media del sol verdadero).
DÍA VERDADERO: Tiempo entre dos pasos seguidos del Sol Verdadero por un meridiano superior del lugar.
DÍA MEDIO: Tiempo entre dos pasos seguidos del Sol Medio por un meridiano superior. 24 horas, de 60 minutos y 60 segundos. Promedio de todos los días verdaderos del año para que sean iguales. Todos los días medios son iguales.
DÍA CIVIL: También lo regula el sol medio, pero se cuentan los pasos por el meridiano inferior del lugar.
Ecuación del tiempo: El día medio y verdadero empiezan y terminan con poca diferencia. A esta diferencia se le llama ecuación del tiempo, su valor máximo es de 16,4 minutos. Por ejemplo, el paso de sol verdadero por el meridiano superior, el 1 de Septiembre, es a las 12:00,0 horas, pero el 3 de Noviembre de 2022 es a las 11:43,6 horas.
Año Solar o trópico: Intervalo de tiempo empleado por el Sol en completar su órbita aparente en torno a La Tierra, tomando como referencia el punto Aries o Equinoccio de primavera. 365.2422 días.
Año civil: Tiene una duración variable, dado que el año solar no tiene un número de días enteros, y hay que compensarlo. Año Común: 365 días. Año Bisiesto 366 Días.
Año bisiesto: Múltiplo de 4, pero no de 100 y si de 400. 1600 fue bisiesto; el 1700, 1800 y 1900 no fueron bisiestos, pero el año 2000 fue bisiesto.
Hora: Intervalo de tiempo desde el paso del sol por un meridiano inferior, es decir, a medianoche.
Fecha: Indica el orden del día en que vivimos. Por eso conviene poner la fecha al lado de las horas. Las únicas horas que tienen fecha son las regidas por el Sol Medio, o sea: HcG, HcL, Hz y Ho.
3.6.1. Tiempo universal u Hora Civil de Greenwich (TU, UTC, HORA ZULU, HcG, GMT)
Tiempo Universal (TU o UT), Hora Zulu (ZULU), Hora Civil de Greenwich (HcG), Greenwich Mean Time (GMT).
Tiempo universal: Es el tiempo civil referido al meridiano inferior de Greenwich con respecto al sol medio. Es el tiempo que ha transcurrido desde que el sol medio pasó por el Meridiano inferior de Greenwich (Meridiano 180º) .
Así, en todos los lugares del mundo hay una hora común.
3.6.2. Hora Civil del Lugar (Hcl)
Hora civil del lugar (Hcl): Tiempo transcurrido desde que el sol medio pasó por el meridiano inferior del lugar.
Cada meridiano tiene una Hcl diferente. Dos lugares de diferente Longitud tendrán distinta Hcl. Será mayor o menor que la HcG, según estemos al Este o al Oeste del meridiano de Greenwich.
Para calcularla partimos de la HcG y le aplicaremos el arco de Longitud en tiempo correspondiente.
La Tierra tiene 360º de Longitud, y tarda en rotar 24 horas, por lo que a cada hora, le corresponden:
Por eso:
$$ (L_t)_{\text{horas}} = \frac{L^\circ}{\left( \frac{15^\circ}{\text{hora}} \right)} $$
$ Hcl = HcG \pm L_t $
- Si L = Este, +Lt. Hacia el Este sumamos horas.
- Si L = Oeste, -Lt. Hacia el Oeste, restamos horas.
Ejemplo.
Si la hora en tiempo universal es HcG = 10h30m,
¿Cuál es la hora civil del lugar en longitud 127º30’ W?
En dos lugares de diferente longitud, la diferencia de hcl entre ellos, será su diferencia de Longitud en tiempo (Lt).
3.6.3. Hora Legal (HZ)
Para no tener en cada Longitud una hora distinta (Hcl), se inventó el concepto de huso horario y Hora Legal, asi, solo tendremos 24 horas distintas en todo el mundo, según la zona en la que nos encontremos.
Hora legal: Tiempo transcurrido desde el paso del meridiano inferior central del huso en el que nos encontramos por delante del sol medio. Es la hora correspondiente a cada huso horario
Para ello dividimos la Tierra en 24 zonas horarias o husos horarios siendo $ 1 \text{ huso} = \frac{360^\circ}{24 \text{ h}} = 15^\circ = 1 \text{ hora} $.
De esta manera, todos los meridianos de un huso, tendrán la misma hora, esta Hora Legal (Hz). Solo cambiamos la hora al cambiar de huso, sumando o restando una hora dependiendo de si lo cruzamos hacia el Este (+) u oeste (-).
El meridiano superior de Greenwich es el meridiano central del huso cero, comprendido entre 7°,5 E y 7°,5 W.
Para calcular el huso (Z) que corresponde a cada longitud, solo hay que redondear la Lt al entero más próximo:
Ejemplo.
Calcular el huso de la L=156º15´E
Ejemplo.
Calcular el huso de la L=156º15´W
Ejemplo.
Si la hora en tiempo universal es HcG = 10h20m,
¿Cuál es la hora legal del lugar en longitud 127º36’ W?
Navegando, es Hora del reloj de Bitácora a bordo, por lo que al pasar de un huso a otro, tendremos que adelantar o atrasar una hora el reloj. No se suele cambiar la hora al cruzar el huso, sino que se espera a las guardias de la noche.
3.6.4. Hora Oficial (HO)
Hora Oficial (Ho): Hora u horas que establece un gobierno para economizar energía eléctrica, o por unificación de horarios nacionales o internacionales . Esta o estas horas puede estar adelantadas o retrasadas con respecto al huso.
El almanaque Náutico nos da la diferencia entre la Ho y la HcG para diferentes países, en las páginas 393-396.
UT - Ho = O
En la península ibérica tenemos 1 hora de adelanto (Adelanto vigente) respecto a la hora TU (horario de invierno) y dos horas (horario de verano). De modo que: Ho = UT + ∆h, siendo ∆h = adelanto vigente.
En Puerto, es la hora del Reloj de Bitácora, por lo que adaptaremos nuestro reloj a la hora oficial de cada país.
Ejemplo: Al ser HcG =0248 del 6 de Junio de 2022. Calcular la Ho en Colombia:
Del A.N. Página 394 (2015). Colombia: UT - Ho= + 5horas. Ho = UT-O
3.6.5. Hora Reloj de bitácora (HRB).
Hora Oficial (Ho): Hora u horas que establece un gobierno para economizar energía eléctrica, o por unificación de horarios nacionales o internacionales . Esta o estas horas puede estar adelantadas o retrasadas con respecto al huso.
El almanaque Náutico nos da la diferencia entre la Ho y la HcG para diferentes países, en las páginas 393-396.
$ UT - Ho = O $
En la península ibérica tenemos 1 hora de adelanto (Adelanto vigente) respecto a la hora TU (horario de invierno) y dos horas (horario de verano). De modo que: $ Ho = UT + ∆h $ , siendo ∆h = adelanto vigente.
En Puerto, es la hora del Reloj de Bitácora, por lo que adaptaremos nuestro reloj a la hora oficial de cada país.
Línea internacional de cambio de fecha y fecha del meridiano de 180º
El atraso o adelanto que realizamos en los barcos al cruzar el meridiano 180º, no es tan riguroso en Tierra, donde se usa la línea internacional de cambio de fecha, la cual contiene inflexiones.
Línea internacional de cambio de fecha: Salvo inflexiones, línea imaginaria que coincide con el meridiano 180°.
En el meridiano 180º (LW= -12h o LE= +12h), tendremos la misma hrb, pero en 2 fechas diferentes.
Al cruzar el meridiano 180º en la navegación, se cambia la fecha de la hrb, pero no la hora.
- Navegando hacia el Este, vamos adelantando la hrb al paso de cada huso, y al cruzar el meridiano 180º, pasamos de tener una Longitud Este a una Longitud Oeste, y retrasaremos un día la hrb.
- Navegando hacia el Oeste, vamos retrasando la hrb al paso de cada huso, y al cruzar el meridiano 180º, pasamos de tener una Longitud Oeste a una Longitud Este, y adelantaremos un día la hrb.
Igual que pasaba con la Hcl, para la Hz en el uso correspondiente al meridiano de los 180º se ha puesto una mitad -12 y la otra +12. Las horas de los lugares de la zona 12 situados en distintas mitades se diferencian en 24 horas, es decir, tienen la misma hora pero con un día de diferencia.
Ejemplo.
Al ser HcG=2152 del 6 de Junio de 2022. Fecha en Greenwich
¿Que Hz (hrb) es en un lugar de L=179ºE y en otro de L=179ºW?
La L=179º corresponde a Z=12.
3.6.6. Paso de una hora a otra y diferencia de horas entre lugares. (Fuera de Temario)
Vamos a ver las formulas que emplearemos para pasar de unas horas a otras.
$ HcG = Hcl- L _t \mid Hcl = HcG+ Lt \mid Lt = L / 15 $
$ HcG = Hz - Z \qquad \mid \qquad Hz = HcG + Z $ Z=redondeo L/15
$ HcG = Ho- O \mid Ho = HcG + O $ O = Adelanto o atraso oficial del país (AN)
El resto de las fórmulas de horas, pasaremos primero a HcG, y luego al tipo de hora que queramos.
- L= E+
- L = W –
Ejemplo.
El 06 de Junio de 2022 en Roma (L=012º30´E) a hz=0428. Queremos saber hcG, hcl, hz y fecha en las I. Hawai (L=155ºW).
Ejemplo.
El 06 de Junio de 2022, fecha en el lugar, en situación l=00ºN, L=179ºE, a Hz=0952 navego por loxodrómica a Vs=8 nudos, hasta el punto de llegada l=00ºN y L=179ºW.
Calcular: Rv y hrb, HcG y fecha llegada.
Navegando por el ecuador Rv = 090º. l = 0º y D = ∆L = 2º = 120´.
Para que en el lugar sea día 6, HcG tiene que ser del día 5, ya que Z = 12E(+).
Hz a HcG
Si navego 12 millas a 8 nudos, tardo 15 horas ($ 120/8 $)
Cáculo de hora de llegada
Cáculo de Hz de llegada
3.7. MAREAS.
3.7.1. Concepto y utilidad de su conocimiento
Oscilaciones periódicas de ascenso y descenso del nivel del mar, producidas por las atracciones gravitatorias del sol y luna, los cuales según su posición respecto a la Tierra, producen variaciones de más o menos amplitud según el lugar y la época.
Las mareas tienen dos tipos de movimientos:
- Vertical: creciente si sube, y menguante o decreciente si baja de altura.
- Horizontal o corriente de marea: flujo o entrante si sube, y reflujo, saliente o vaciante si baja, siendo a mitad de marea su punto de máxima velocidad.
Repunte de la marea: Minutos en los que en sus punto de máxima altura o mínima altura deja de subir o bajar.
La utilidad del conocimiento de la marea, es la de no tocar fondo, calculando en todo momento el agua que tenemos bajo quilla. También nos da una idea de la intensidad de corriente que podemos tener en una ría o desembocadura.
Anuario de Mareas
Publicación anual del Instituto hidrográfico de la Marina, en el que se reflejan las horas y alturas de las mareas.
Las horas vienen dadas en hora Legal o de huso (Hz), por lo que tendremos que aplicar el adelanto vigente para hallar las horas oficiales (Ho). Según lo acordado el horario oficial en toda la Comunidad Europea se adelanta una hora en el último domingo de marzo, península UTC + 2 e islas Canarias UTC + 1, y se retrasara una hora en el último domingo de octubre, península UTC + 1, e islas Canarias UTC
Las alturas vienen expresadas en metros. Están referidas al DATUM o CERO hidrográfico, o Bajamar escorada, que es el mínimo nivel de marea (bajamar) que nos vamos a poder encontrar (cuando el sol y la luna se encuentran en conjunción u oposición, en el plano del ecuador y a sus distancias mínimas de la tierra), y coincide con las sondas referidas en las cartas náuticas (Sc).
3.7.2. Cálculo de la Sonda en un momento cualquiera, problema directo e inverso. (Se preguntará como cuestión independiente de los ejercicios de navegación).
El movimiento del nivel de agua es el que describe un punto recorriendo una circunferencia con velocidad constante, lo que se llama movimiento armónico simple.
PLEAMAR: Momento en el que se da el nivel superior de la marea.
BAJAMAR: Momento en el que se da el nivel inferior de la marea.
NIVEL MEDIO: Es el nivel que tendría el mar si no existieran mareas.
CERO HIDROGRÁFICO O DÁTUM. Nivel o altura a partir del cual se miden las mareas. En España coincide con la bajamar escorada.
BAJAMAR ESCORADA. Mayor bajamar teórica de la historia que ha habido y habrá. A partir de aquí se cuentan las alturas de mareas hacia arriba, y las sondas leídas en las cartas hacia abajo.
AMPLITUD DE LA MAREA O CARRERA DE LA MAREA (A). Diferencia de altura entre una bajamar y una pleamar consecutivas o viceversa. Varía para un mismo lugar dependiendo de las posiciones del Sol y Luna con respecto a la Tierra.
- Será máxima en las sicigias (sol y luna alineados), dándose mareas Vivas.
- Será mínima en las cuadraturas (Sol y luna a 90º), dándose mareas Muertas.
ALTURA DE LA MAREA: Nivel del agua en metros desde el Datum o Cero Hidrográfico (sonda marcada en la carta) en un momento dado.
SONDA EN CARTA (Sc). Altura desde el fondo hasta el Datum o Cero Hidrográfico.
SONDA EN UN MOMENTO: Nivel de la marea desde el fondo.
DURACIÓN DE LA MAREA. Es el tiempo entre una bajamar y una pleamar consecutivas o viceversa.
INTERVALO: Tiempo que transcurre desde o hasta la bajamar más próxima.
CORRECCIÓN (c): Corrección a aplicar a la bajamar más próxima.
Formulas para los cálculos
Hbj: Hora de la Bajamar. abj: Altura de la Bajamar
Hpl: Hora de la Pleamar. apl: Altura de la Pleamar.
La marea recorre un ángulo “α” desde o hasta la bajamar más próxima.
Lo primero que hay que hacer, es calcular la Duración (D), la Amplitud (A) y el Intervalo (I).
- Duración = Hbj- Hpl o Hpl – Hbj , dependiendo de lo que ocurra antes.
- Amplitud = apl – abj
- Intervalo = Hm – Hbj o Hbj – Hm , dependiendo de lo que ocurra antes.
Si en el Tiempo que dura la marea (D), recorre 180º, en un Intervalo (I) recorre αº: Regla de tres
$ \frac{D}{180^\circ} = \frac{l}{\alpha^\circ} \quad \to \quad \alpha^\circ = \frac{l \cdot 180^\circ}{D} $
C es la corrección a aplicar, y por trigonometría, sera:
$ c = \frac{A}{2} - \left( \frac{A}{2} \cdot \cos \alpha \right) $
Para calcular la sonda en el momento, Sumamos la sonda en carta, + la altura en la bajamar, + la corrección.
$ Sm = Sc + abj + c $
Problema Directo 1: Conocida la hora y la sonda en la carta, hallar la sonda en el momento.
6 de Enero de 2018. Navegando en la zona de Bilbao a Hrb=0800 en un lugar de Sc=2m.
Hallar la Sm.
Problema Directo 2: Conocida la hora y la sonda en el momento, hallar la sonda en la carta.
Día 6 de Enero de 2018. En el puerto de Bilbao a Hrb=1118 siendo la Sm=3,32.
Hallar la Sc.
Este problema es prácticamente similar al anterior. Despejamos α y después hallamos c, y finalmente:
Problema inverso: Conocida la sonda en la carta y la sonda en el momento, hallar la hora.
En Bilbao el 3 de Agosto de 2018, a Hora oficial (Ho)=0915, tengo una sonda en el momento (Sm)=4,00metros.
Quiero salir en la segunda vaciante del día en el instante de tener Sm=2,20m.
¿Cuál es la Ho de salida?
Puede tener dos soluciones en el día, y para eliminar las dudas, deberemos conocer la marea en que se trata.
3.7.3. Influencia de fenómenos meteorológicos: viento y presión atmosférica
La presión atmosférica influye en el nivel de la marea, haciendo que sea más bajo cuanto más presión existe en el lugar. Se corrige según la siguiente tabla, aunque se considera una variación de 1cm por milibar, o 13.5 mm por cada milímetro de mercurio de presión.
El Viento también influye adelantando o atrasando las horas, así como variando su altura, la cual aumenta con vientos de fuera y disminuyen con los de tierra.
| Presión Atmosférica (mmHg) | Presión Atmosférica (mbar) | Corrección (m) |
| 741 | 988 | +0.25 |
| 745 | 993 | +0.20 |
| 749 | 998 | +0.15 |
| 752 | 1.003 | +0.10 |
| 756 | 1.008 | +0.05 |
| 760 | 1.013 | 0.00 |
| 764 | 1.018 | -0.05 |
| 768 | 1.023 | -0.10 |
| 771 | 1.028 | -0.15 |
| 775 | 1.033 | -0.20 |
| 779 | 1.038 | -0.25 |
Calculadora de Mareas
Datos del Anuario
| Día | Tipo | Hora | Altura |
|---|---|---|---|
Formulario Técnico Detallado
Paso 1: Cálculo de la corrección ($c$)
Paso 2: Resultado Final ($S_m$)
Paso 1: Cálculo del angulo ($\alpha$)
Paso 2: Resultado Final ($H_m$)
Paso 1: Cálculo de la corrección ($c$)
Paso 2: Resultado Final ($S_c$)