10 enero, 2022

INSTRUMENTOS DE NAVEGACIÓN (CAPÍTULO II) - LA BRÚJULA (PARTE 1): HISTORIA Y PROBLEMATICA

Siempre se ha mantenido que la aguja imantada procedía del milenario Imperio Celeste. Ya en la antigüedad viajeros que venían de china traían relatos de la sorprendente aguja que indicaba el camino. Esos relatos, entre la realidad y la fantasía, hablaban de las agujas magnéticas o calamitas para encontrar la dirección cuando se perdían otras referencias.

En una crónica recopilada por el jesuita Juan Bautista de Halde se hace mención que ya por el año 2600 a. C. en la batalla librada por el emperador Hoang Ti contra Tchi Yeou, este último se retiró amparado por una intensa niebla, pero fue perseguido y al final capturado gracias a un artilugio (parece ser que era un pequeño carro que llevaba los cuatro puntos cardinales) donde una aguja imantada indicaba el sentido de la marcha.

Brújula china de cuchara
La cualidad de la magnetita se conocía en Europa ya en el siglo VII a. C. Tales de Mileto (640 a. C.)  se refería a la piedra de Heraclea con las cualidades de atraer el hierro. El nombre de magnetita posiblemente viene de Magnesia de Tesalia, aunque una fábula de Plinio el Viejo (s I d.C.) la atribuye a un pastor llamado Magnes que descubrió el mineral en el monte Ida cuando se le adhería a los clavos de su calzado.


Las aplicaciones de la magnetita se creen posteriores, por lo menos en occidente, aunque hay pruebas de que en oriente ya se aplicaba para orientarse fundamentalmente en tierra. Los mercaderes chinos recorrían la ruta de la seda ayudados por los Fse Nan que literalmente significa “indicadores del sur”. Al contrario de los occidentales los chinos preferían que sus agujas indicaran al Sur ya que según su cultura y supersticiones todo lo malo venia del Norte y lo bueno y las lluvias que traían buenas cosechas del Sur.
Del  uso de la aguja magnética para orientarse en el mar se tiene conocimiento a partir de la dinastía de los Tsin en el siglo IV de nuestra era, cuando los chinos montaron expediciones que surcaron el Indico hasta las costas de África.

No es a partir del siglo XI que la aguja imantada es utilizada en occidente, posiblemente importada por los cruzados que la trajeron de los comerciantes árabes del Índico. Literalmente la palabra “imán” proviene del árabe y significa “guía” y se cree que los primeros occidentales que las utilizaron fueron navegantes españoles, concretamente mallorquines y catalanes. La primera brújula magnética conocida en navegación marítima y que llego probablemente a Europa a través de la ruta de la seda, está señalada en Europa en 1187, por el inglés Alexander Neckham. Describe una aguja transportada a bordo, que permite seguir un rumbo, incluso cuando la estrella polar está cubierta por las nubes.
Las primeras brújulas marítimas consistían en una aguja imantada colgada de un hilo, o flotando dentro de una caña (de ahí viene el nombre calamita, de cálamo o caña) en un recipiente de agua. Posteriormente se hacen versiones más sofisticadas en forma de pez o girando sobre un fiel dentro de un recipiente de vidrio, según describe Pedro de Maricourt en 1269. La palabra brújula deriva del italiano “bossola” que es una pequeña caja de boj (bosso) donde se clavaba un pivote que suspendía la aguja.
En España se utilizaba la palabra “marear” con el significado de pilotar una embarcación, naciendo de ahí la “aguja de marear” de tan honda raigambre española.



Los navegantes españoles, junto con italianos y posteriormente portugueses son los primeros en emplear la aguja imantada para orientarse en el mar. Ya Alfonso X el Sabio en su obras de las  “Partidas” cita: “Et bien así como los marineros se guían en la noche oscura por la aguja que le es medianera entre la estrella y la piedra…”. Así mismo el mallorquín Ramon Llull establece una forma general de utilizar las calamitas destacando la gran importancia que tiene para el marinero, citándola en sus obras “Liber contemplationis” (1272), “De virtute magnetis” y “Ars generalis ultima”.
Uno de los problemas que tenían las agujas en esos primeros tiempos era la facilidad para desmagnetizarse. Por ello era necesario que los capitanes guardaran en el barco un trozo de magnetita “piedra de cebar” para remagnetizar las agujas cuando estas perdieran su intensidad.
Piedra de cebar

Sistema Cardan
En cuanto a la forma del compas, este iba instalado en el barco  dentro de  un mortero de madera (boj normalmente), protegido por un cristal como "tapa de quita y pon", para poder cebar la aguja. Esta se introducía dentro de otra con dos círculos enejados uno con otro para que no “penda la aguja cuando penda la nao”. Esto último es una suspensión “Cardan”, normalmente atribuida al matemático italiano Girolamo Cardano aunque este posiblemente la copio de Filón de Bizancio, ingeniero griego que vivió en el s. III a. C.
Como nota curiosa, Cardano describe en su obra “De Substilitate” un ingenio similar fabricado para la silla del Emperador (se trata probablemente de Carlos I de España) para que "puesta la silla en movimiento a pesar de todas las oscilaciones esta quede firme".  


La inclinación y declinación magnética

Unas de las características que primero se observaron al utilizar la aguja fue la tendencia que esta tenía, cuando estaba suspendida de un hilo, de formar un ángulo con el horizonte, es decir se inclinaba, y la tendencia que esta tenia a variar o errar el ángulo que difería del norte geográfico, según los diferentes rumbos posiciones de latitud y longitud, es decir declinaba.
Estas características fueron descritas por Colón en su primer viaje, que anota en su diario que las agujas “nordesteaban” al comienzo de la noche y a la mañana “noruesteaban”. Parece ser que en este caso Colón tomo de referencia la observación de la polar de cuando se encontraba al este de la declinación nula pero ya cerca de la posición del cambio de valor de la declinación.

Brújula con piedra de cebar
(Museo Naval de Madrid)
Foto: Gonzalo González 



El aragonés Martin Cortes  en su "Breve compendio de la Sphera y de la Arte de Navegar" acepta el fenómeno de la declinación y lo describe y atribuye a la atracción del polo, pero no terrestre sino celeste, idea que partía de Colón y que también la hizo suya Cardan y no fue refutada hasta cien años después.

Martin Cortes lo expresa de la siguiente manera:

«Muchas y diversas son las opiniones que he oído y, en algunos modernos escritores, leído acerca del nordestear y noruestar de las agujas y, a mi parecer, ninguno da en el fiel y pocos en el blanco. Dicen nordestear cuando el aguja enseña del Norte hacia el Nordeste. Y noruestear cuando el Norte declina hacia el Norueste. Para entendimiento de estas diferencias que las agujas difieren del polo, hase de imaginar (estando en el meridiano donde las agujas señalan el polo) un punto bajo el polo del mundo, y este punto esté fuera de todos los cielos contenidos debajo del primer móvil. El cual punto o parte del cielo tiene una virtud atractiva que atrae así el hierro tocado con la parte de la piedra imán este punto no está en los cielos movibles ni tampoco está en el polo, porque si en él estuviese el aguja no nordestaría ni noruestaría; luego la causa de nordestear y noruestear, o apartarse del polo del mundo, es que estando en el dicho meridiano el punto atractivo y el polo están en aquel mismo meridiano, y señalando la aguja el punto, señala derechamente el polo. Y caminando de aquel mismo meridiano a Levante (como el mundo sea redondo) vase quedando el polo del mundo a la mano izquierda» (f. LXXIv del Breve compendio de la Sphera y del Arte de Navegar de Martín Cortés.

También el cosmógrafo aragonés describe la construcción de una aguja magnética, además de otros instrumentos de navegación, como el astrolabio, el nocturlabio,   o la ballestina. 

La corrección de la declinación magnética se llego a realizar mediante los llamados “aceros trocados” que no eran otros que hierros e imanes situados estratégicamente para corregir los desvíos de la aguja. Esto fue un error, ya que al variar la declinación de un punto a otro, los imanes preparados para corregir la declinación en Cádiz, que contrariamente a hoy era NE, al navegar hacia occidente, llegaba un momento que marcaba una variación mayor que la de salida, porque pasando el meridiano de las Azores la declinación cambiaba a NW. No obstante, los pilotos españoles de mediados del siglo XVI ya conocían, al contrario que otros pilotos europeos, que esta declinación variaba de un punto a otro y la tenían en cuenta en sus travesías oceánicas.

Estos fenómenos llevaron a pensar que a través de la aguja magnética, y dado que las desviaciones variaban en diferentes longitudes, se podría establecer un sistema para hallar la longitud, uno de los mayores problemas de la navegación que existía en esos momentos, pero hallar la longitud no sería posible hasta que siglos más tarde, en el s. XVIII, no se construyera un cronometro náutico fiable.

En la actualidad todas las cartas náuticas llevan impresa una rosa de rumbos con la declinación en el año de su impresión   (si hay diferentes declinaciones, porque la carta abarca mucha superficie, pueden llevar varias rosas)  y su variación  anual. Para saber la corrección total solo debemos contar el numero de años trascurridos desde su impresión y por cada año trascurrido sumarle o restarle la variación anual total dependiendo si es E  o W . 


Antiguo puente y bitácora del Britannia
Museo del Britannia (Edimburgo)
Foto: Angel Romero


El problema del desvío de las agujas a causa de los hierros del buque

Otro de los fenómenos de los que se dieron cuenta era de la atracción que tenían los hierros de las embarcaciones sobre las agujas, pero este fenómeno era fácilmente evitable dado que la construcción de barcos en ese momento era de madera. El problema se acentuaría cuando siglos después se construyeron barcos con gran cantidad de elementos de hierro o acero, o incluso ya con el casco totalmente metálico

Ya, a finales del siglo XVIII, diferentes marinos de todo el mundo dan cuenta del efecto perturbador de los hierros sobre la aguja náutica. Entre ellos el español José de Mendoza Ríos que en su Tratado de Navegación (1787) cita: “después del articulo anterior y de lo dicho sobre el magnetismo parecerá ocioso apoyar aun sobre la necesidad de alejar de las cercanías de la aguja todo fierro, acero o cuerpo que contenga este metal en cantidad sensible…”, “es cosa demostrada por las experiencias que el imán actúa a través de todos los cuerpos a excepción del mismo imán y del fierro…”, “Por esta razón, el paraje en que se situé la aguja deberá elegirse a la mayor distancia posible de todo fierro, siendo costumbre muy viciosa conducir las agujas a las regalas de los costados para hacer las marcaciones, cuando en medio del buque se hallarían mas lejos de los candeleros, cañones, etc. Estas grandes masas pueden producir alteraciones considerables en la dirección de la planchuela.”

Compensador de Barlow

A estas perturbaciones de la aguja, aunque se sabía la causa, no se les encontraba una explicación satisfactoria, ya que el llamado a partir de entonces “desvío” no era constante y variaba en función del rumbo del barco y de la posición de la aguja cuando esta se trasladaba de un lugar a otro del buque. Uno de los primeros en documentar esto fue el capitán Flinders cuando a bordo de la fragata “Investigator” se dedico entre los años 1801 a 1803 a cartografiar las costas de Australia. Una de las propuestas de Flinders fue el instalar candeleros de hierro a popa de la aguja, que neutralizaran el efecto de los restantes

Fueron varias las teorías y soluciones propuestas, alguna de ellas curiosas y más cerca de las supersticiones que de la ciencia,  como que todo cuerpo vertical de cualquier clase se imantaba.

Esferas Thomson
Conocido que la aguja se desviaba, la primera solución que se tomo fue el determinar los desvíos en diferentes lugares del barco y en diferente posición de rumbo de este, comparándolas con medidas tomadas en un barco totalmente de madera.

Para minimizar los desvíos se utilizaron varios medios de compensación de la aguja. Algunos de ellos dieron lugar a las utilizados hasta la actualidad. Aparte de las conocidas como barras Flinders, estaba el compensador de Barlow, que consistía en un platillo compuesto por dos placas de hierro separados por otra de madera, que se deslizaba a través de un eje de cobre perpendicular a una de las caras de la bitácora y este se podía verticalmente alejar o acercar a la aguja.

Tablilla de desvíos

Otras formas de compensar los desvíos de la aguja eran mediante imanes estratégicamente situados en la bitácora o también las conocidas esferas Thomson, que son dos esferas de hierro dulce situadas a los lados de la bitácora, normalmente la de estribor pintada en verde y la de babor en rojo, que se deslizan a través de un brazo para acercarlas o alejarlas de la aguja a fin de compensar los desvíos de esta

Además todos los buques comenzaron a llevar una tablilla de desvíos, que reflejaba la lista de los desvíos a cada rumbo. Esta tablilla es hoy en día uno de los requisitos que le es solicitado a la mayoría de los buques, dependiendo de la zona de navegación para la que están homologados. 

En este video podemos ver la evolución de la brújula.

Historia de la brújula

Un saludo

Angel Romero Bello

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