SlideShare una empresa de Scribd logo
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 1
Museu Marítim de Barcelona
L’ESFERA TERRESTRE:
PUNTS CARDINALS, LÍNIES IMAGINÀRIES I COORDENADES TERRESTRES
Punts cardinals i eix de rotació de la Terra
Donat que va caldre unificar criteris a l’hora de decidir
les direccions sobre la superfície del planeta, la direcció
fonamental aprovada per consens és la direcció Nord-
Sud que correspon a l’eix de rotació de la Terra. L’eix de
rotació de la Terra no es troba perpendicular al pla de
l’òrbita de translació al voltant del Sol sinó inclinat uns
23º i “apuntant” cap a l’estrella Polar, aquesta és la
direcció Nord, i la contrària, la direcció Sud. Sobre la
superfície de la Terra, l’extrem Nord s’anomena Pol Nord
i l’extrem Sud s’anomena Pol Sud. D’altra banda, mirant
al Nord, tenim l’Est a mà dreta i l’Oest a mà esquerra..
Nord, Sud, Est i Oest són els punts cardinals terrestres.
A partir d’aquí es poden fer altres combinacions tipus
direcció nord-est, nord-oest, sud-est, sud-oest, nord
nord-est,...etc.
Línies imaginàries de la Terra.
La idea de traçar línies imaginàries sobre la superfície de la Terra sorgeix de la
necessitat d’orientar-se ja des de l’Antiguitat (300 a JC). Ptolemeu va traçar les línies
imaginàries en els 27 mapes del Primer Atles Mundial l’any 150 a JC. A més, va incloure un
índex ordenat alfabèticament amb la longitud i la latitud del lloc a partir dels relats dels
viatgers.
Si aproximem la forma de la Terra a una esfera i la tallem per la meitat, obtenim dues
parts iguals: l’Hemisferi Nord i l’Hemisferi Sud. La circumferència imaginària que separa
ambdós hemisferis s’anomena Equador. Les circumferències que tracen en direcció Nord
i direcció Sud paral·leles a l’equador són els paral·lels. Els paral·lels van canviant de
diàmetre, disminueix a mida que s’apropen als pols, el cercle màxim és, doncs, l’equador.
Eix de rotació
de la Terra
TALLER DE CONSTRUCCIÓ D’UN QUADRANT
ESO
Centre de Recursos Educatius del Mar
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 2
Museu Marítim de Barcelona
Si prenem l’esfera de la Terra i ens situem als pols, ens podem imaginar tota una sèrie
de cercles màxims, d’igual diàmetre que passen pols, són els meridians. La ubicació del
Primer Meridià o meridià de Greenwich és una decisió absolutament política i que ha
anat canviant al llarg de la història. Ptolemeu va decidir fer passar el 0º del Primer
Meridià per les Illes Afortunades (actuals Canàries i Madeira), després altres cartògrafs
van fixar-lo a les Açores, a les Illes de Cap Verd, també a Roma, a Copenhaguen,
Jerusalem...fins acabar essent fixat, per acord internacional el 1884, a l’observatori
astronòmic de Greenwich a Anglaterra.
La xarxa geogràfica de paral·lels i meridians abracen tota la superfície terrestre. Les
interseccions entre uns i altres són punts. Per tant, ja només cal introduir un criteri de
mesura que permeti classificar numèricament aquests punts. Quan ho hàgim aconseguit,
tindrem una posició, una posició universal entesa des de qualsevol punt de la Terra.
Finalment, ens haurem orientat.
COORDENADES TERRESTRES: LONGITUD I LATITUD
Conèixer la latitud i la longitud d’un punt de la Terra significava saber la posició del
lloc, tant a terra ferma com a alta mar. Aquest fou el problema clau pels marins aventurers
que realitzaven grans viatges fora de les aigües del Mediterrani, en la immensitat dels
oceans que separen els grans continents. Tant si eren qüestions purament comercials
com si es tractava de conflictes militars, resultava crucial conèixer, el més exacte possible,
les coordenades de latitud i longitud per poder anar i tornar al mateix punt de partida
sense pèrdues de vides humanes, de mercaderies ni de temps.
La latitud
La latitud terrestre d’un punt sobre la superfície de la Terra és la distància angular entre
el pla de l’Equador i aquest punt, mesurada al llarg del meridià que passa pel punt. Es
simbolitza amb la lletra grega l i es mesura en graus minuts i segons ( º ’ ’’).
Però...com es mesura aquest angle? De moltes maneres: Els grans observadors
del cel, astrònoms, matemàtics, filòsofs, en definitiva, els savis, ja des de temps molt
antics van veure en el firmament la resposta a aquesta pregunta. L’eix de rotació de la
Paral·lel
Equador
Pol Nord
P. Sud
Pol Nord
Pol Sud
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 3
Museu Marítim de Barcelona
Terra que assenyala la direcció Nord, es troba “apuntant” a l’estrella Polar, fàcil de
localitzar en la constel·lació de l’Óssa Menor. Per tant, aquesta estrella es veu immòbil
des de qualsevol punt de l’hemisferi Nord. Aplicant geometria: l’angle que formen dues
rectes és el mateix que el que formen les seves perpendiculars, s’arriba a la conclusió de
que la latitud també es pot mesurar com l’angle comprès entre l’estrella Polar i l’horitzó
del lloc on ens trobem. A mesura que ens apropem a l’equador, la latitud disminueix fins a
fer-se zero just a l’equador. Al contrari, a mida que ens apropem al Pol Nord, la latitud va
augmentant el seu valor fins a 90º per un punt situat just al Pol Nord.
Aquesta mesura de la latitud només és vàlida en l’Hemisferi Nord, és a dir en els
punts de la Terra des d’on és visible l’estrella Polar. Pel cas de l’Hemisferi Sud, s’utilitza
com a referència una constel·lació anomenada Creu del Sud, ja que no existeix una
estrella concreta vers la qual la direcció Sud de l’eix de rotació de la Terra hi estigui
apuntant.
Els navegants que es passaven dies, fins i tot mesos al mar, necessitaven mesurar la
latitud tant al cel de nit com al cel de dia. El procediment és semblant al de l’estrella
Polar, però en aquesta cas amb l’estrella Sol i un pèl més complicat degut a que el Sol no
manté una posició fixa diàriament.
La Terra gira sobre sí mateixa realitzant una volta completa en 24 hores, és a dir,
en un dia. Un habitant de l’Hemisferi Nord, a la ciutat de Barcelona, per exemple, en
realitat el que “veu” és el Sol sortint per l’Est i amagant-se per l’Oest, justament perquè
la Terra gira d’Oest a Est. En un moment del dia, el Sol assolirà la posició més alta sobre
l’horitzó i després anirà descendint fins a desaparèixer per l’Oest. Aquest instant de
posició més alta, simbolitzada amb la lletra grega a s’anomena migdia solar verdader i
no ha coincidir necessàriament amb les 12 del migdia que marca el rellotge. El rellotge
marca l’hora oficial de cada país que s’avança o es retarda depenent dels interessos
econòmics i d’estalvi energètic.
Però com es pot saber amb exactitud l’hora del migdia solar veritable per mesurar
l’alçada del Sol just en aquest instant? El procediment “casolà” de dedicar varies hores a
marcar ombres projectades per un estilet però no és massa pràctic en el nostre cas. Per
tant, en el taller, aquesta serà una dada que no es calcularà, senzillament la donarem
explicant d’on surt.D’altra banda, la inclinació dels raigs de Sol respecte l’equador és
l’angle anomenat declinació, que es simbolitza amb lletra grega d i es mesura en graus
minuts i segons (º ’ ’’).
La declinació canvia cada dia de l’any degut al moviment de translació de la Terra al
voltant del Sol. Per un habitant de l’Hemisferi Nord les hores de llum i les hores de nit
canvien al llarg de l’any. A l’estiu hi ha més hores de dia que de nit. La nit més curta és la
del 20 de juny i a partir d’aquí es va allargant fins al voltant de Nadal, quan hi ha la nit
més llarga, i així any rere any en cicles eterns. Conclusió: a l’estiu l’òrbita del Sol per
damunt de l’horitzó és “més alta” i “més ampla” perquè hi ha més hores de llum, el Sol
triga més a amagar-se. En canvi, a l’hivern, l’òrbita del Sol per damunt de l’horitzó és
“més estreta” i “més baixa” perquè hi ha menys hores de llum, el Sol s’amaga més ràpid.
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 4
Museu Marítim de Barcelona
pàg.4
Per a que s’acabi d’entendre: un habitant de l’equador gaudeix de 12 hores de llum
i 12 hores de nit tot l’any, cada dia. En canvi un habitant del Pol Nord “gaudirà” de 6
mesos de llum i 6 mesos de nit.
Però com es pot saber amb exactitud la declinació? es por recórrer a les taules de
declinació solar o gràficament, a l’analema on es pot recollir directament la declinació
del Sol per cada dia de l’any en cada punt concret de la superfície terrestre.
Per què ens interessen el migdia solar verdader i la declinació? Dons perquè obtenim un
conjunt d’angles que estan relacionats entre si de forma senzilla:
( l - d) + a = 90º
Finalment, aïllant la latitud:
l = 90º + d - a
La longitud
Meridià
Meridià
P.
Pol
La longitud terrestre d’un punt sobre la superfície de la Terra
és la distància angular entre el Meridià de Greenwich i aquest
punt, mesurada al llarg de l’equador que passa pel punt. Es
simbolitza amb la lletra L i es mesura en graus, minuts i segons
( º ’ ’’).
Per conèixer la longitud cal saber el temps que marca
el rellotge. Per què? La Terra realitza una volta sobre si mateixa
en 24 hores, ja ho hem dit abans. Si fixem un meridià, just
passades 24 hores tornarem a estar sobre aquest mateix
meridià. Vol dir, que l’angle de gir de la Terra està directament
relacionat amb el les hores: per exemple quan a Greenwich
siguin les 12 del migdia, a Moscou que es troba cap a l’est
serà més tard i a Nova York que es troba a l’Oest serà molt
més d’hora. Per tant, sabent l’hora de Greenwich, si el nostre
rellotge assenyala un temps superior, sabrem que ens trobem
a l’Oest; i si assenyala un temps inferior, sabrem que ens
trobem a l’Est. Ja només cal relacionar l’angle de gir de la
Terra amb les hores locals de forma quantificada, és a dir,
passades x hores ens haurem desplaçat y graus en direcció
Est o Oest.
Com que la Terra gira 360º en 24 hores a velocitat
constant, en una hora haurà girat 15º (360º/24h = 15º).
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 5
Museu Marítim de Barcelona
Per tant,
- Si l’hora local de Moscou supera, aproximadament, en dues hores i mitja la de
Greenwich, vol dir que es troba a 2,5 x 15º = 37,5º Est, aproximadament.
- Si l’hora local de Nova York és, aproximadament, cinc hores inferior a la de
Greenwich, vol dir que es troba a 5 x 15º = 75º Oest, aproximadament.
Cal, però precisar molt aquests valors perquè, tenint en compte que 1º de longitud
equival a 111 km sobre la superfície de la Terra i a quatre minuts de diferència en el
nostre rellotge, si volem fer mesures amb un error màxim d’un kilòmetre haurem de fer
mesures de temps fins a precisió de dos segons!!!
Per determinar amb exactitud la longitud, doncs, calia un rellotge estable i precís.
Abans de la seva invenció fins i tot els millors mariners es perdien en alta mar perquè els
instruments i mètodes que disposaven no assolien, ni de bon tros, la precisió necessària.
De totes maneres, hi havia l’esperança, però, de llegir la longitud en el cel en les posicions
relatives dels astres, tal i com s’havia fet amb la latitud. Però l’agravant d’haver de
conèixer el temps amb tanta precisió fou un enorme problema pels navegants fins al
segle XVIII. Tanmateix, científics i astrònoms com Johannes Werner (1514), Galileu (1610),
Giovanni Domenico Cassini (1668), Ole Roemer (1676) o Flamsteed (1675) van inventar
sistemes per mesurar la longitud a través d’observacions astronòmiques de la Lluna, les
llunes de Júpiter, algunes estrelles, la velocitat de la llum...importants pel fet que l’Astronomia
va avançar en estudiosos, construccions de grans observatoris astronòmics i, com a
conseqüència, en catàlegs acurats d’estrelles i descobertes de nous satèl·lits naturals
però sense cap èxit en precisió per a la mesura de la longitud.
Tan gran era la desesperació per la mesura de la
longitud, ja que molts vaixells s’estavellaven i es perdien
milers de vides i grans càrregues, que la qüestió va arribar
al palau de Westminser. Des del Parlament d’Anglaterra, es
va convocar el “Decret de la Longitud de 1714” amb un
selecte jurat (científics, oficials navals i funcionaris de
govern) conegut com El Consell de la Longitud. El Decret de
la Longitud era un concurs amb dotació econòmica (vint mil
lliures esterlines ó milions de dólars actuals) per l’inventor
d’un sistema capaç de mesurar la longitud amb un error
màxim de mig grau i dos premis menors per mètodes menys
precisos: dos terços de grau i un grau.
És innombrable el nombre d’enginys i invents que van arribar a El Consell de la Longitud.
No fou fins l’any 1773 que un rellotger anglès anomenat John Harrison va obtenir el premi
després d’una lluita de quaranta anys per fer valer el seu rellotge mecànic. Va haver-hi molts
conflictes polítics, rivals corruptes ,daltabaixos econòmics i el rellotge de Harrisson va haver
de superar moltes proves i viatges abans de concedir-li el premi.
Avui dia qualsevol persona disposa d’un rellotge estable, precís i protegit dels
canvis meteorològics. A través de l’equació del temps es pot fer un càlcul senzill per
determinar la longitud:
Harrison amb un dels
seus cronòmetres a la mà
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 6
Museu Marítim de Barcelona
hora solar Greenwich – hora solar local = x hores y minuts z segons
(Nota: hem pres com a referència l’hora solar de Greenwich, el primer meridià, però es podria
prendre altres referències com l’hora de sortida del port, l’hora de pas per una far, etc.)
- Si la diferència és positiva serà direcció Est .
- Si la diferència és negativa serà direcció Oest.
Finalment, (x hores, y minuts, z segons) · 15º = x’graus y’minuts z’segons
Est o Oest
S’ha establert el conveni de donar, en primer lloc, el valor de la latitud i després el de
la longitud per expressar la posició d’un punt sobre la superfície de la Terra.
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 7
Museu Marítim de Barcelona
INSTRUMENTS CIENTÍFICS DE NAVEGACIÓ FINS AL SEGLE XVIII
La necessitat dels instruments científics per a la navegació
L’impuls de l’home a aventurar-se a la mar no es deu només a un esperit inquiet o
aventurer. Raons prou fortes com la fam, la recerca de millors espais vitals o la fugida de
l’enemic van “obligar” l’home a ser navegant. Per orientar-se a la mar aquests navegants
van crear una “tecnologia” que va des de la memòria a instruments actuals tan sofisticats
com els GPS (via satèl·lit).
Cap al segle XV van començar les grans descobertes revolucionàries amb l’objectiu
de millorar les relacions comercials i les estratègies militars. El desenvolupament de la
cartografia, la nova concepció del món i la necessitat de protegir les vides dels tripulants
i de preservar la càrrega, milloren la recerca de la instrumentació per a orientar-se al
mar.
Els instruments científics de navegació dels segles XVI i XVII
En els apartats anteriors hem definit la latitud i la longitud i les unitats amb què es
mesuren, però no les hem quantificat com ho feien al segle XVI i fins al segle XIX, abans
de la revolució industrial. Com s’obtenien, amb la precisió desitjada, els nombres que
mesuraven la latitud i la longitud?
Durant el segle XVI es desenvolupa i perfecciona la “navegació astronòmica”. De
les quatre magnituds bàsiques per pilotar un vaixell: latitud, longitud, rumb i distància
recorreguda, només la latitud es podia determinar a través dels astres amb bona precisió.
La longitud s’obtenia amb greus errors mitjançant rellotges força imprecisos i inestables
al moviment del vaixell, exposats a la pluja, canvis d’humitat, pressió, etc. El rumb
l’assenyalava una agulla magnètica bellugadissa i la distància recorreguda es basava en
l’experiència del pilot. El punt traçat sobre la carta nàutica no acostumava a coincidir
amb la posició real del vaixell i, a més, la pròpia carta tampoc era d’un detall exhaustiu i
d’unes projeccions i proporcions perfectes i fidels a la realitat. Davant d’aquest panorama
sorgeix immediatament la necessitat de millorar la instrumentació observacional i la
construcció naval, i com a conseqüència, vindrà un important avenç en la ciència.
D’altra banda, els segles XVI i XVII, foren segles amb uns canvis socials importants: una
nova mentalitat de ciència moderna i un augment i revalidació d’artistes, artesans i
tècnics.
Els instruments utilitzats pels navegants servien, bàsicament, per mesurar la latitud
amb força precisió. En l’època del Renaixement utilitzaven l’astrolabi nàutic, la ballesteta,
els quadrants d’altura, la corredora i l’agulla nàutica. Al segle XVIII els instruments
milloren i s’introdueix el sextant, el mètode dels cronòmetres marins i les distàncies
lunars. Cap a segle XIX l’Almanac Nàutic dóna un panorama complet del cel nocturn ple
de referències pels navegants.
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 8
Museu Marítim de Barcelona
L’astrolabi
L’astrolabi és un instrument astronòmic que es construeix
mitjançant una representació plana de l’esfera celest. L’esfera
celest és la imatge del cel nocturn com si fos una esfera
concèntrica a la Terra, considerant que totes les estrelles
es troben a la mateixa distància de la Terra.En concret,
l’astrolabi, mostra la posició dels astres en relació a la Terra
com si aquests fossin observats des de l’interior de l’esfera
celest.
L’astrolabi és un conjunt de peces i làmines de múltiples
usos i que conté la imatge del cel projectada en les seves
làmines. En el cas de la navegació, la utilitat es troba en la
obtenció de la latitud i l’hora del lloc d’observació.
Concretament, l’astrolabi nàutic es diferencia de l’astrolabi terrestre en que no
conté una projecció del cel ni la latitud de l’observador. Estava pensat específicament
per a determinar, en el mar, l’altura del sol o d’una estrella per mitjà d’una escala
gravada en el semicercle superior i d’una alidada amb dues pínules. Els astrolabis
nàutics eren més pesats en la base, la qual cosa incrementava la seva estabilitat
quan hi havia mala mar. En ser calats, el vent passava pels forats i no afectava
massa a la verticalitat de l’aparell.
La ballesteta
La ballesteta és un instrument típicament
nàutic utilitzat en els vaixells a partir de la
primera meitat del segle XVI per a determinar
la latitud. El nom de ballesteta prové de la
semblança del gest de l’observador i
l’instrument amb el ballester quan dispara amb
la seva arma. Aquest instrument va rebre
altres noms: radius visorius, radius
astronomicus, bàcul de Jacobi i bàcul mensori.
La ballesteta està formada bàsicament per dues parts: la primera, és una regla de
fusta de secció quadrada i amb una escala graduada anomenada fletxa, radi, verga o
virot. La segona peça és una taula rectangular que, mitjançant un orifici en el centre
de la mida de la secció de la fletxa llisca per aquesta de forma perpendicular. Aquesta
peça s’anomenava transversari, franja, sonall, martinet o martell. El conjunt forma
una creu de braços desiguals.
Com s’utilitzava va ballesteta? El sistema emprat per a la observació amb la
ballesteta era molt simple: s’apropa l’ull a l’extrem 0 de la regla amb l’escala, i es feia
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 9
Museu Marítim de Barcelona
simultàniament una doble enfilació: OA cap a l’astre i OB cap a l’horitzó de la mar,
fent còrrer el transversari amb suavitat fins a aconseguir aquest doble intent. Aleshores,
en C, sobre l’escala graduada en el virot OL, es llegia l’alçada de l’astre, i per tant
la latitud. Però la dificultat de l’observador per aconseguir una línia d’enfilació en les
observacions realitzades en la mar donava lloc a greus errors d’imprecisió a l’hora de
trobar la latitud.
El quadrant d’altura
El quadrant també s’utilitzava per trobar l’altura dels astres per sobre l’horitzó
amb la intenció de determinar la latitud del lloc d’observació. El quadrant és un
instrument medieval que fou utilitzat també en els segles posteriors. Consisteix en
una quarta part de cercle (d’aquí el seu nom) dividida en graus de 0º a 90º i una
plomada que marca el punt de graduació. El seu
funcionament és també força senzill: per unes pínules
situades en l’extrem del quadrant on marca els 90º
s’observava l’astre escollit.
La plomada, fixada al vèrtex del quadrant, assenyala
l’alçada de l’astre en graus, i per tant, la latitud del
lloc. El quadrant, però, era d difícil utilització a la mar
perquè les oscil·lacions del vaixell impedien mantenir
la verticalitat del fil de la plomada. Els primers intents
d’adaptar el quadrant als usos nàutics venen quan es
substitueix la plomada per una barra metàl·lica.
Tanmateix, les oscil·lacions del vaixell seguien dificultant la verticalitat d l’instrument.
En general, aquest instrument era de grans dimensions per a que l’escala graduada
pogués tenir el màxim de subdivisions possibles, d’aquesta manera es guanyava en
precisió, però, és clar era de més difícil maneig.
A finals del segle XVI, l’anglès John Davis va dissenyar una nova versió de
l’instrument, el quadrant de Davis, també anomenat quadrant doble o quadrant anglès.
Es tractava d’un instrument amb dos sectors circulars, un se 60º i l’altre de 30º,
muntats a partir d’un centre comú. El seu fàcil maneig i la lleugeresa de l’instrument
van motivar una ràpida acceptació del quadrant per part dels marins.
La corredora
Mentre no es va poder obtenir un mètode
fiable per obtenir la longitud, l’única possibilitat
d’establir la posició de la nau era utilitzar el
mètode de l’estima de la velocitat de la
navegació en un rumb determinat, de la qual
s’intentava extraure la distància recorreguda
des del punt de partida. Durant els segles XV i
XVI, la major part dels pilots estimaven la velocitat
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 10
Museu Marítim de Barcelona
de l nau mitjançant el càlcul mental, basat en la seva experiència i en una sèrie de
factors com el coneixement dels vents i del corrents o l’efecte en la velocitat a causa
de la càrrega transportada.
A finals del segle XVI, Wiliam Bourne va inventar la corredora, que seria la
primera de les importants aportacions dels anglesos en l’art de navegar. Consistia en
una taula de fusta que es llençava des de la popa del vaixell, lligada amb un cordill
enrotllat en un cabdell que portava una sèrie de nusos situats a intervals iguals.
Mitjançant un rellotge de sorra es mesurava el temps transcorregut entre un nus i
l’altre a mida que es desfeia el cabdell, tenint en compte que cada nus mesurat en
mig minut corresponia a una milla per hora, es trobava la velocitat, i després, la
distància recorreguda.
L’agulla nàutica
Els orígens de la brúixola o de l’agulla nàutica
segueixen sent incerts avui dia. Les propietats
d’orientació magnètica de la barra de ferro imantada
foren descobertes, sembla ser, pels xinesos en
l’Antiguitat. La seva arribada a la Mediterrània es
va produir a través de la civilització islàmica, que
en els seus contactes amb l’Índia va adquirir
coneixements sobre aquest mitjà d’orientació i el
va introduir en la navegació per l’oceà Índic i pel
mar Mediterrani.
Inicialment es tractava d’un aparell poc
desenvolupat consistent en una barreta de ferro imantada que flotava en un bol d’aigua
a mercè d’un suro. A principis del segle XIV, els italians ja havien perfeccionat la brúixola,
convertint-la en un instrument apropiat per a la navegació. Les modificacions més
importants foren l’adopció d’un eix per evitat que l’agulla estigués suelta, la seva col·locació
en un suport, la divisió d’aquest en graus i l’aplicació de la rosa dels vents. Va ser
aleshores quan la seva utilització va ser freqüent entre el mariners de la Mediterrània.
3.4. Els instruments científics del segle XVIII
Som a l’època en què Newton formula la Teoria de la Gravitació Universal. Arrel
d’aquestes novetats aportades a la ciència, floreix el desenvolupament de la mecànica
celeste i de l’astronomia observacional. Això va significar un interessant avenç en les
tècniques de construcció d’instruments, sobretot en la millora de la precisió. El mateix
Newton ve ser el primer que va proposar utilitzar dos miralls en un instrument, amb la
finalitat principal de mesurar distàncies entre estrelles “fixes” i la Lluna, l’anomenat
mètode de les distàncies lunars per trobar la longitud.
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 11
Museu Marítim de Barcelona
Des de que, en el Renaixement, es realitzaren les grans navegacions que van
portar als europeus a l’exploració d’Amèrica i van permetre l’expansió de les colònies
d’Espanya i Portugal, la nàutica no havia enregistrat grans millores ni progressos
espectaculars. Els navegants seguien comptant amb molt pocs medis per a poder realitzar
una travessia segura: la brúixola (que no marcava el nord amb exactitud degut a la
declinació magnètica de la Terra), les cartes nàutiques (generalment imperfectes), rellotges
de poca exactitud.
Fins a ben entrat el
segle XVIII no es va produir
l’aparició d’una nova
generació d’instruments per a
la seva utilització en alta mar,
es tracta dels instruments de
reflexió desenvolupats per a
usos nàutics. El primer va ser
l’octant de Hadley, un
instrument composat per un
sector circular (arc de
circumferència) de 45º provist
de dos miralls i d’una ullera
astronòmica, capaç de mesurar angles fins a 90º. Amb aquesta disposició, Hadley va
aconseguir reunir en la mateixa línia de mira els dos objectes que l’observador havia
d’enfilar simultàniament amb la ballesteta i amb el quadrant de Davis, és a dir, l’horitzó i
l’astre a observar. El perfeccionament de mètode de les distàncies lunars per a la
determinació de la longitud geogràfica va donar lloc a una sèrie de reformes que acabarien
convertint aquest instrument en un sextant. Es tracta d’un sector circular de 60º
provist de dos miralls i una ullera astronòmica que permet realitzar les observacions
destinades a obtenir l’altura dels astres i la medició d’angles fins a 120º en un altre tipus
d’observacions astronòmiques, la qual cosa el va convertir en l’instrument ideal per a la
determinació de la longitud mitjançant el mètode de les distàncies lunars.
Durant la segona meitat del segle XVIII, van ser perfeccionats dos dels mètodes
proposats per a solucionar el problema de la determinació de la longitud. Aquests mètodes
basats en l’ús dels cronòmetres i el mètode de les distàncies lunars no s’havien posat del
tot en pràctica a causa, com sempre de la gran imprecisió. Per a millorar aquests mètodes
era necessari, per a qualsevol navegant, recórrer a l’astronomia i al càlcul. Però la
majoria de marins trobaven grans dificultats en l’adquisició de formació científica i tècnica
necessària per a l’ús de la instrumentació. Un mètode alternatiu al de les observacions
astronòmiques fou la invenció de rellotges o cronòmetres prou precisos com per no
perdre el còmput del temps a alta mar, capaços de mesurar la longitud. El sistema
proposat era el següent: el vaixell partia amb un rellotge que marcava l’hora del meridià
del punt d’origen; ja en alta mar, mitjançant observacions astronòmiques, es deduïa
l’hora local del punt on estava situat el vaixell. La diferència entre aquesta i la marcada
pel rellotge, es traduïa directament en la diferència de longitud entre la posició del vaixell
i el punt de partida. El problema de la longitud era tan desesperant que a Anglaterra, el
El primer (1735) i el quart (1755-59) cronometres de
Harrison
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 12
Museu Marítim de Barcelona
Parlament va establir un saborós premi en metàl·lic per qui fos capaç de trobar la
longitud amb un error menor de mig grau. Així doncs, es va convocar el “Decret de la
Longitud de 1714” amb un selecte jurat (científics, oficials navals i funcionaris de
govern) conegut com El Consell de la Longitud. L’any 1773, un rellotger anglès anomenat
John Harrison va obtenir el premi després d’una lluita de quaranta anys per fer valer el
seu rellotge mecànic. Va haver-hi molts conflictes polítics, daltabaixos econòmics, rivals
poderosos com Nevil Maskelyne, que formava part del Consell i afèrrim defensor del
mètode de les distàncies lunars, que van dificultar l’èxit merescut de Harrison. Va construir
fins a quatre rellotges marins cada vegada més perfeccionats en precisió, material i
dimensions. Amb l’últim rellotge es van aconseguir uns resultats òptims, ja que després
de vuitanta un dies de navegació de prova, només havia acumulat un error de cinc
segons. El rellotges de Harrison resultaven molt complicats i extravagants per l’època,
per aquesta raó i les abans esmentades, va haver de superar moltes proves i viatges
abans de ser-li concedit el premi. L història de Harrison és la història d’un geni solitari que
va resoldre el problema científic més important de la seva època.
Amb el pas dels anys, altres rellotgers com Kendall, Mudge i Arnold van prendre els
rellotges de Harrison com a patró per aconseguir models més compactes i manejables,
fins al punt de poder-los dur a la butxaca.
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 13
Museu Marítim de Barcelona
INTRODUCCIÓ
Colom era d’aquestes persones obstinades, tossudes,
orgulloses, de plantejaments fixos, però també fou una
persona intuïtiva, viva, enginyosa, d’indiscutibles habilitats
en les relacions humanes, i també irat com tots els genis.
Una vegada concebia una idea o un propòsit, no els
abandonava mai, i tampoc reconeixia que s’havia equivocat.
En el viatge a les Índies, Colom ha de navegar pel
paral·lel 28º, no semblava que fos la millor ruta, però no
vol donar el seu braç a tòrcer, ni tan sols produir la impressió
que dubta. Qualsevol cosa abans de quedar malament o
sense raó davant del seus subordinats. Sembla lògic pensar
que Colom havia escollit aquest paral·lel per alguna raó
més que no fos únicament la seva tossudesa, l’aprofitament
dels vents alisis, el respecte pels territoris de Castella i Portugal després de la pau
d’Alcaçovas i les referències d’alguns mapes que apuntaven a les illes de La Española o
Haití o Antilia semblen raons de més pes per justificar la seva obsessió. De fet, degut a la
imprecisió dels instruments científics de navegació, sigui per mala construcció o per
rudimentaris, no va poder seguir perfectament la ruta; tanmateix, això fou un factor de
sort perquè l’ajudà a arribar on va arribar.
Per saber on es troba, el punt d’intersecció entre la longitud i la latitud, Colom posa
en pràctica tots els medis al seu abast, que no eren molts. D’una banda, la latitud es
mesurava fàcilment amb els instruments que mesuren angles en alçada. El quadrant
mesurava l’angle d’altura de la Polar, equivalent a la latitud. La gran dificultat per mesurar
la longitud no permetia, de cap manera, tenir una idea precisa de la posició. Brúixoles
flamenques i genoveses que no marquen el mateix rumb, rellotges de sorra imprecisos
per mesurar el temps, mapes poc fidels a la realitat De fet, el seu mapa era el cel
estrellat. D’altra banda, les oscil·lacions del vaixell, les condicions meteorològiques, la
humitat... impedien fer les mesures correctes.
Tenint en compte tots aquests entrebancs i una tripulació descontenta i desconfiada
és pot afirmar, amb escreix, que Colom va ser, a més d’un navegant extraordinari, un
home d’una sort extraordinària.
La construcció d’un QUADRANT
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 14
Museu Marítim de Barcelona
DESCRIPCIÓ
La construcció i ús del quadrant permetrà calcular angles en alçada. De l’habilitat en
la CONSTRUCCIÓ PRECISA de l’instrument i la realització de MESURES EXACTES dependrà
que sigui o no sigui un instrument científic valuós … les conseqüències d’un petit error en
les mesures poden ser dramàtiques: podem naufragar i fins i tot morir.
Un quadrant és un quart de cercle de fusta o llautó graduat de 0º a 90º amb dues
pínules de mira i una plomada penjada exactament al centre de curvatura que marca un
punt en la graduació. Quan mirem cap a un astre a través de les pínules, la plomada
marcarà sobre la graduació l’angle d’altura sobre l’horitzó d’aquest astre.
Aquest instrument data de
l’època medieval i, llavors era de
dimensions enormes. Un instrument
tan simple però de mides tan grans
servia als astrònoms per realitzar
observacions amb certa precisió
perquè es podien fer moltes
subdivisions entre graus. Alguns
quadrants, fins i tot portaven
gravades taules d’ombres, escales
gràfiques de tangents i cotangents,
etc amb la finalitat de resoldre
problemes elementals de
trigonometria, importants en la vida
pràctica.
ÚS
El quadrant s’utilitza per mesurar angles d’alçada sobre l’horitzó, no només d’astres
sinó també d’edificis, murs i muntanyes. Altres usos són determinar l’hora durant el dia i
representar tot el moviment diürn. La utilització del quadrant depenia de la finalitat: el
quadrant nàutic, per exemple, s’utilitzava per mesurar l’altura de l’estrella Polar o l’altura
del Sol o un altre astre en el moment del seu pas pel meridià del lloc. En tots els casos
servia per trobar la latitud del lloc i, saber la posició del vaixell per establir el rumb de
forma fiable. La utilitat del quadrant a bord es feia difícil degut a les oscil·lacions constants
del vaixell. Per aquesta raó hi va haver una sèrie de millores en l’instrument com substituir
el fil de la plomada per una barra metàl·lica i fer-lo calat per evitar la força del vent i la
conseqüent desestabilització de l’aparell.
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 15
Museu Marítim de Barcelona
Com s’utilitza el quadrant?
En la navegació: es subjecta el quadrant amb les dues mans intentant mantenir-lo el
màxim d’estable. Amb un ull enfilem un astre al cel a través de les dues pínules alhora. La
plomada marca un punt en el quart de cercle graduat que indica l’altura de l’astre sobre
l’horitzó. Si aquest astre és l’estrella Polar, aleshores tenim directament l’angle de latitud
de la posició del vaixell.
Per mesurar l’altura d’un edifici: es mesura la distància, d, des d’on som fins a
l’edifici. Enfilem amb el quadrant el punt més alt de l’edifici de manera que obtenim
l’angle d’altura, a, d’aquest edifici respecte el nostre pla horitzontal. Finalment, a través
de la relació trigonomètrica tangent obtenim l’altura, h, de l’edifici:
αα tg·tg dh
d
h
=⇒=
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 16
Museu Marítim de Barcelona
CONSTRUCCIÓ
Components i eines per a construir el quadrant:
- Quadrat de fusta 25 x 25 cm.
- Llistó o pom per subjectar l’instrument.
- Fil de nylon de color.
- Plomada de pescador.
- Cartolines o cartrons que faran de pínules.
- Negatius de fotos B/N que faran de filtres solars.
- Fotocòpia de l’arc graduat.
Pautes de construcció:
1) Es pren la fusta de 25 x 25 cm. Amb l’ajut del compàs s’assaja el lloc on anirà
situat l’arc graduat i el seu centre de gir, lloc on anirà lligat el fil de la plomada. Es
tracta del pas més important perquè d’això en depèn la precisió de l’instrument
i que les mesures resultin prou vàlides.
2) S’enganxa l’arc graduat al lloc corresponent de forma correcta i es fa el forat
al seu centre de gir, amb l’ajut de la barrina..
Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 17
Museu Marítim de Barcelona
3) Tot seguit se fa passar el fil de nylon pel forat. Es fa un nus en un extrem i de
l’altre, es lliga la plomada de pescador.
4) A continuació, es fan dos talls amb el cúter que serviran de base per les
pínules de mira. Aquestes pínules són els cartrons provistos d’un forat fet amb la
punxa del compàs. Cal que estiguin perfectament alineats. A més a més es poden
col·locar els filtres (negatius de B/N) en cas que l’observació i la mesura es fessin en
direcció propera a la del Sol.
5) Finalment, i per aconseguir un fàcil maneig de l’instrument, s’enganxa el llistó
de fusta a la part posterior. Serà l’agafador de l’instrument.
Plomada
Talls per a les pinules
Filtres solars

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Presentacio projecte espai
Presentacio projecte espaiPresentacio projecte espai
Presentacio projecte espai
jbigas
 
Els agents interns i externs
Els agents interns i externsEls agents interns i externs
Els agents interns i externs
Paula20031511
 
ELS VOLCANS
ELS VOLCANSELS VOLCANS
ELS VOLCANS
Marigregor
 
L'edat mitjana
L'edat mitjanaL'edat mitjana
L'edat mitjana
eplaneco7
 
Pregó carnestoltes
Pregó carnestoltesPregó carnestoltes
Pregó carnestoltesprimer1213
 
Els factors del clima
Els factors del climaEls factors del clima
Els factors del climaMarga Lazaro
 
Les zones climatiques de la terra
Les zones climatiques de la terraLes zones climatiques de la terra
Les zones climatiques de la terra
Joan Monferrer
 
Fitxa unitat 1.l'univers i el sistema solar
Fitxa unitat 1.l'univers i el sistema solarFitxa unitat 1.l'univers i el sistema solar
Fitxa unitat 1.l'univers i el sistema solarRafael Alvarez Alonso
 
Projecte La materia 6
Projecte La materia 6Projecte La materia 6
Projecte La materia 6
escolanovacervello
 
T7 Descobriments Edat Moderna
T7 Descobriments Edat ModernaT7 Descobriments Edat Moderna
T7 Descobriments Edat Moderna
Maria Polo
 
Esquema Animals Vertebrats
Esquema Animals VertebratsEsquema Animals Vertebrats
Esquema Animals Vertebrats
Catigin
 
Pregó carnestoltes'14
Pregó carnestoltes'14Pregó carnestoltes'14
Pregó carnestoltes'14Miquel127
 
Les etapes de la vida
Les etapes de la vidaLes etapes de la vida
Les etapes de la vidaMprof
 
Projecte volcans comprimit
Projecte volcans comprimitProjecte volcans comprimit
Projecte volcans comprimit
escolanovacervello
 
Les roques
Les roquesLes roques
Les roques
virusdenespola
 
Projecte els volcans
Projecte els volcansProjecte els volcans
Projecte els volcansmflore22
 
Els animals vertebrats i invertebrats
Els animals vertebrats i invertebratsEls animals vertebrats i invertebrats
Els animals vertebrats i invertebrats
6primariaparecollvic
 
Power point edat mitjana
Power point edat mitjanaPower point edat mitjana
Power point edat mitjana
SILOCOS
 

La actualidad más candente (20)

Presentacio projecte espai
Presentacio projecte espaiPresentacio projecte espai
Presentacio projecte espai
 
Els agents interns i externs
Els agents interns i externsEls agents interns i externs
Els agents interns i externs
 
ELS VOLCANS
ELS VOLCANSELS VOLCANS
ELS VOLCANS
 
L'edat mitjana
L'edat mitjanaL'edat mitjana
L'edat mitjana
 
Pregó carnestoltes
Pregó carnestoltesPregó carnestoltes
Pregó carnestoltes
 
Els factors del clima
Els factors del climaEls factors del clima
Els factors del clima
 
Les zones climatiques de la terra
Les zones climatiques de la terraLes zones climatiques de la terra
Les zones climatiques de la terra
 
Fitxa unitat 1.l'univers i el sistema solar
Fitxa unitat 1.l'univers i el sistema solarFitxa unitat 1.l'univers i el sistema solar
Fitxa unitat 1.l'univers i el sistema solar
 
Projecte Terra i Univers
Projecte Terra i Univers Projecte Terra i Univers
Projecte Terra i Univers
 
Projecte La materia 6
Projecte La materia 6Projecte La materia 6
Projecte La materia 6
 
desert fred
desert freddesert fred
desert fred
 
T7 Descobriments Edat Moderna
T7 Descobriments Edat ModernaT7 Descobriments Edat Moderna
T7 Descobriments Edat Moderna
 
Esquema Animals Vertebrats
Esquema Animals VertebratsEsquema Animals Vertebrats
Esquema Animals Vertebrats
 
Pregó carnestoltes'14
Pregó carnestoltes'14Pregó carnestoltes'14
Pregó carnestoltes'14
 
Les etapes de la vida
Les etapes de la vidaLes etapes de la vida
Les etapes de la vida
 
Projecte volcans comprimit
Projecte volcans comprimitProjecte volcans comprimit
Projecte volcans comprimit
 
Les roques
Les roquesLes roques
Les roques
 
Projecte els volcans
Projecte els volcansProjecte els volcans
Projecte els volcans
 
Els animals vertebrats i invertebrats
Els animals vertebrats i invertebratsEls animals vertebrats i invertebrats
Els animals vertebrats i invertebrats
 
Power point edat mitjana
Power point edat mitjanaPower point edat mitjana
Power point edat mitjana
 

Similar a La construcció d'un Quadrant

Planetari Mariner ESO
Planetari Mariner ESOPlanetari Mariner ESO
Planetari Mariner ESO
Museu Marítim de Barcelona
 
Repàs de geografia
Repàs de geografiaRepàs de geografia
Repàs de geografiaMROSAL422
 
La creublanca eclipsi_fitxa_2
La creublanca eclipsi_fitxa_2La creublanca eclipsi_fitxa_2
La creublanca eclipsi_fitxa_2
fgfcesc
 
T5i6 coordenades
T5i6 coordenadesT5i6 coordenades
T5i6 coordenades
Albert Grau Gatell
 
La terra en l'univers
La terra en l'universLa terra en l'univers
La terra en l'universsansol
 
Rellotges solars
Rellotges solarsRellotges solars
Rellotges solars
pepet2006
 
T7i11 duesesferessol
T7i11 duesesferessolT7i11 duesesferessol
T7i11 duesesferessol
Albert Grau Gatell
 
Exercicis socials tema 1-2
Exercicis socials  tema 1-2Exercicis socials  tema 1-2
Exercicis socials tema 1-2carmenbolufer98
 
Moviments de la terra
Moviments de la terraMoviments de la terra
Moviments de la terra
Raquel Ibáñez
 
El planeta terra
El planeta terraEl planeta terra
El planeta terralministr
 
La Terra. El nostre planeta.
La Terra. El nostre planeta. La Terra. El nostre planeta.
La Terra. El nostre planeta.
professor_errant
 
Unitat 1. El nostre planeta. 1rESO
Unitat 1. El nostre planeta. 1rESOUnitat 1. El nostre planeta. 1rESO
Unitat 1. El nostre planeta. 1rESOcsantan2
 
Ud1 Donem la volta al món?
Ud1 Donem la volta al món?Ud1 Donem la volta al món?
Ud1 Donem la volta al món?
JavierEugenio
 
EXERCISIS TEMA 1
EXERCISIS TEMA 1EXERCISIS TEMA 1
EXERCISIS TEMA 1llulsil23
 
ACTIVITATS TEMA 1
ACTIVITATS TEMA 1ACTIVITATS TEMA 1
ACTIVITATS TEMA 1llulsil23
 
Orientacio mapes
Orientacio mapesOrientacio mapes
Orientacio mapesjgutier4
 

Similar a La construcció d'un Quadrant (20)

Planetari Mariner ESO
Planetari Mariner ESOPlanetari Mariner ESO
Planetari Mariner ESO
 
Taller del quadrant
Taller del quadrantTaller del quadrant
Taller del quadrant
 
Planeta Terra
Planeta TerraPlaneta Terra
Planeta Terra
 
Repàs de geografia
Repàs de geografiaRepàs de geografia
Repàs de geografia
 
La creublanca eclipsi_fitxa_2
La creublanca eclipsi_fitxa_2La creublanca eclipsi_fitxa_2
La creublanca eclipsi_fitxa_2
 
T5i6 coordenades
T5i6 coordenadesT5i6 coordenades
T5i6 coordenades
 
La terra en l'univers
La terra en l'universLa terra en l'univers
La terra en l'univers
 
Rellotges solars
Rellotges solarsRellotges solars
Rellotges solars
 
Tema c socials
Tema c socialsTema c socials
Tema c socials
 
T7i11 duesesferessol
T7i11 duesesferessolT7i11 duesesferessol
T7i11 duesesferessol
 
Orientacio
OrientacioOrientacio
Orientacio
 
Exercicis socials tema 1-2
Exercicis socials  tema 1-2Exercicis socials  tema 1-2
Exercicis socials tema 1-2
 
Moviments de la terra
Moviments de la terraMoviments de la terra
Moviments de la terra
 
El planeta terra
El planeta terraEl planeta terra
El planeta terra
 
La Terra. El nostre planeta.
La Terra. El nostre planeta. La Terra. El nostre planeta.
La Terra. El nostre planeta.
 
Unitat 1. El nostre planeta. 1rESO
Unitat 1. El nostre planeta. 1rESOUnitat 1. El nostre planeta. 1rESO
Unitat 1. El nostre planeta. 1rESO
 
Ud1 Donem la volta al món?
Ud1 Donem la volta al món?Ud1 Donem la volta al món?
Ud1 Donem la volta al món?
 
EXERCISIS TEMA 1
EXERCISIS TEMA 1EXERCISIS TEMA 1
EXERCISIS TEMA 1
 
ACTIVITATS TEMA 1
ACTIVITATS TEMA 1ACTIVITATS TEMA 1
ACTIVITATS TEMA 1
 
Orientacio mapes
Orientacio mapesOrientacio mapes
Orientacio mapes
 

Más de Museu Marítim de Barcelona

Quadern de l'alumnat 2017 18
Quadern de l'alumnat 2017 18Quadern de l'alumnat 2017 18
Quadern de l'alumnat 2017 18
Museu Marítim de Barcelona
 
Fitxa tècnica Far Barceloneta
Fitxa tècnica Far BarcelonetaFitxa tècnica Far Barceloneta
Fitxa tècnica Far Barceloneta
Museu Marítim de Barcelona
 
Fitxa tècnica Far Barcelona
Fitxa tècnica Far BarcelonaFitxa tècnica Far Barcelona
Fitxa tècnica Far Barcelona
Museu Marítim de Barcelona
 
Fitxa molar caps a una clavilla. doc
Fitxa molar caps a una clavilla. docFitxa molar caps a una clavilla. doc
Fitxa molar caps a una clavilla. doc
Museu Marítim de Barcelona
 
Fitxa Far de Formentera
Fitxa Far de FormenteraFitxa Far de Formentera
Fitxa Far de Formentera
Museu Marítim de Barcelona
 
Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0
Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0
Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0
Museu Marítim de Barcelona
 
Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0
Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0
Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0
Museu Marítim de Barcelona
 
Recull relats VI Edició Concurs Microrelats
Recull relats VI Edició Concurs MicrorelatsRecull relats VI Edició Concurs Microrelats
Recull relats VI Edició Concurs Microrelats
Museu Marítim de Barcelona
 
Programa Pedagògic 2017-2018
Programa Pedagògic 2017-2018Programa Pedagògic 2017-2018
Programa Pedagògic 2017-2018
Museu Marítim de Barcelona
 
¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?
¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?
¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?
Museu Marítim de Barcelona
 
Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...
Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...
Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...
Museu Marítim de Barcelona
 
Els programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de Cerdanyola
Els programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de CerdanyolaEls programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de Cerdanyola
Els programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de Cerdanyola
Museu Marítim de Barcelona
 
La participació cultural de la joventut Catalana
La participació cultural de la joventut CatalanaLa participació cultural de la joventut Catalana
La participació cultural de la joventut Catalana
Museu Marítim de Barcelona
 
La participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicació
La participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicacióLa participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicació
La participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicació
Museu Marítim de Barcelona
 
Dossier per als docents "Att full sail"
Dossier per als docents "Att full sail"Dossier per als docents "Att full sail"
Dossier per als docents "Att full sail"
Museu Marítim de Barcelona
 
Programa 19 deac
Programa 19 deacPrograma 19 deac
Programa 19 deac
Museu Marítim de Barcelona
 
Jornada museuseducacio 2015
Jornada museuseducacio 2015Jornada museuseducacio 2015
Jornada museuseducacio 2015
Museu Marítim de Barcelona
 
Navega a bord (mestre) mmb
Navega a bord (mestre) mmbNavega a bord (mestre) mmb
Navega a bord (mestre) mmb
Museu Marítim de Barcelona
 
La navegació tradicional (respostes 2a)
La navegació tradicional (respostes 2a)La navegació tradicional (respostes 2a)
La navegació tradicional (respostes 2a)
Museu Marítim de Barcelona
 
La navegació tradicional (fitxes 2a)
La navegació tradicional (fitxes 2a)La navegació tradicional (fitxes 2a)
La navegació tradicional (fitxes 2a)
Museu Marítim de Barcelona
 

Más de Museu Marítim de Barcelona (20)

Quadern de l'alumnat 2017 18
Quadern de l'alumnat 2017 18Quadern de l'alumnat 2017 18
Quadern de l'alumnat 2017 18
 
Fitxa tècnica Far Barceloneta
Fitxa tècnica Far BarcelonetaFitxa tècnica Far Barceloneta
Fitxa tècnica Far Barceloneta
 
Fitxa tècnica Far Barcelona
Fitxa tècnica Far BarcelonaFitxa tècnica Far Barcelona
Fitxa tècnica Far Barcelona
 
Fitxa molar caps a una clavilla. doc
Fitxa molar caps a una clavilla. docFitxa molar caps a una clavilla. doc
Fitxa molar caps a una clavilla. doc
 
Fitxa Far de Formentera
Fitxa Far de FormenteraFitxa Far de Formentera
Fitxa Far de Formentera
 
Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0
Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0
Guia del docent Observadors del Mar-Plàstic0
 
Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0
Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0
Quadern de camp Observadors del Mar-Plàstic0
 
Recull relats VI Edició Concurs Microrelats
Recull relats VI Edició Concurs MicrorelatsRecull relats VI Edició Concurs Microrelats
Recull relats VI Edició Concurs Microrelats
 
Programa Pedagògic 2017-2018
Programa Pedagògic 2017-2018Programa Pedagògic 2017-2018
Programa Pedagògic 2017-2018
 
¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?
¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?
¿Te gustaría llevar a cabo un proyecto en Artium?
 
Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...
Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...
Listen Up - Approaches for engaging young people at the National Portrait Gal...
 
Els programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de Cerdanyola
Els programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de CerdanyolaEls programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de Cerdanyola
Els programes joves d'un museu novell. Experiències al Museu d'Art de Cerdanyola
 
La participació cultural de la joventut Catalana
La participació cultural de la joventut CatalanaLa participació cultural de la joventut Catalana
La participació cultural de la joventut Catalana
 
La participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicació
La participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicacióLa participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicació
La participació dels joves en la cultura, com cercar la seva implicació
 
Dossier per als docents "Att full sail"
Dossier per als docents "Att full sail"Dossier per als docents "Att full sail"
Dossier per als docents "Att full sail"
 
Programa 19 deac
Programa 19 deacPrograma 19 deac
Programa 19 deac
 
Jornada museuseducacio 2015
Jornada museuseducacio 2015Jornada museuseducacio 2015
Jornada museuseducacio 2015
 
Navega a bord (mestre) mmb
Navega a bord (mestre) mmbNavega a bord (mestre) mmb
Navega a bord (mestre) mmb
 
La navegació tradicional (respostes 2a)
La navegació tradicional (respostes 2a)La navegació tradicional (respostes 2a)
La navegació tradicional (respostes 2a)
 
La navegació tradicional (fitxes 2a)
La navegació tradicional (fitxes 2a)La navegació tradicional (fitxes 2a)
La navegació tradicional (fitxes 2a)
 

La construcció d'un Quadrant

  • 1. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 1 Museu Marítim de Barcelona L’ESFERA TERRESTRE: PUNTS CARDINALS, LÍNIES IMAGINÀRIES I COORDENADES TERRESTRES Punts cardinals i eix de rotació de la Terra Donat que va caldre unificar criteris a l’hora de decidir les direccions sobre la superfície del planeta, la direcció fonamental aprovada per consens és la direcció Nord- Sud que correspon a l’eix de rotació de la Terra. L’eix de rotació de la Terra no es troba perpendicular al pla de l’òrbita de translació al voltant del Sol sinó inclinat uns 23º i “apuntant” cap a l’estrella Polar, aquesta és la direcció Nord, i la contrària, la direcció Sud. Sobre la superfície de la Terra, l’extrem Nord s’anomena Pol Nord i l’extrem Sud s’anomena Pol Sud. D’altra banda, mirant al Nord, tenim l’Est a mà dreta i l’Oest a mà esquerra.. Nord, Sud, Est i Oest són els punts cardinals terrestres. A partir d’aquí es poden fer altres combinacions tipus direcció nord-est, nord-oest, sud-est, sud-oest, nord nord-est,...etc. Línies imaginàries de la Terra. La idea de traçar línies imaginàries sobre la superfície de la Terra sorgeix de la necessitat d’orientar-se ja des de l’Antiguitat (300 a JC). Ptolemeu va traçar les línies imaginàries en els 27 mapes del Primer Atles Mundial l’any 150 a JC. A més, va incloure un índex ordenat alfabèticament amb la longitud i la latitud del lloc a partir dels relats dels viatgers. Si aproximem la forma de la Terra a una esfera i la tallem per la meitat, obtenim dues parts iguals: l’Hemisferi Nord i l’Hemisferi Sud. La circumferència imaginària que separa ambdós hemisferis s’anomena Equador. Les circumferències que tracen en direcció Nord i direcció Sud paral·leles a l’equador són els paral·lels. Els paral·lels van canviant de diàmetre, disminueix a mida que s’apropen als pols, el cercle màxim és, doncs, l’equador. Eix de rotació de la Terra TALLER DE CONSTRUCCIÓ D’UN QUADRANT ESO Centre de Recursos Educatius del Mar
  • 2. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 2 Museu Marítim de Barcelona Si prenem l’esfera de la Terra i ens situem als pols, ens podem imaginar tota una sèrie de cercles màxims, d’igual diàmetre que passen pols, són els meridians. La ubicació del Primer Meridià o meridià de Greenwich és una decisió absolutament política i que ha anat canviant al llarg de la història. Ptolemeu va decidir fer passar el 0º del Primer Meridià per les Illes Afortunades (actuals Canàries i Madeira), després altres cartògrafs van fixar-lo a les Açores, a les Illes de Cap Verd, també a Roma, a Copenhaguen, Jerusalem...fins acabar essent fixat, per acord internacional el 1884, a l’observatori astronòmic de Greenwich a Anglaterra. La xarxa geogràfica de paral·lels i meridians abracen tota la superfície terrestre. Les interseccions entre uns i altres són punts. Per tant, ja només cal introduir un criteri de mesura que permeti classificar numèricament aquests punts. Quan ho hàgim aconseguit, tindrem una posició, una posició universal entesa des de qualsevol punt de la Terra. Finalment, ens haurem orientat. COORDENADES TERRESTRES: LONGITUD I LATITUD Conèixer la latitud i la longitud d’un punt de la Terra significava saber la posició del lloc, tant a terra ferma com a alta mar. Aquest fou el problema clau pels marins aventurers que realitzaven grans viatges fora de les aigües del Mediterrani, en la immensitat dels oceans que separen els grans continents. Tant si eren qüestions purament comercials com si es tractava de conflictes militars, resultava crucial conèixer, el més exacte possible, les coordenades de latitud i longitud per poder anar i tornar al mateix punt de partida sense pèrdues de vides humanes, de mercaderies ni de temps. La latitud La latitud terrestre d’un punt sobre la superfície de la Terra és la distància angular entre el pla de l’Equador i aquest punt, mesurada al llarg del meridià que passa pel punt. Es simbolitza amb la lletra grega l i es mesura en graus minuts i segons ( º ’ ’’). Però...com es mesura aquest angle? De moltes maneres: Els grans observadors del cel, astrònoms, matemàtics, filòsofs, en definitiva, els savis, ja des de temps molt antics van veure en el firmament la resposta a aquesta pregunta. L’eix de rotació de la Paral·lel Equador Pol Nord P. Sud Pol Nord Pol Sud
  • 3. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 3 Museu Marítim de Barcelona Terra que assenyala la direcció Nord, es troba “apuntant” a l’estrella Polar, fàcil de localitzar en la constel·lació de l’Óssa Menor. Per tant, aquesta estrella es veu immòbil des de qualsevol punt de l’hemisferi Nord. Aplicant geometria: l’angle que formen dues rectes és el mateix que el que formen les seves perpendiculars, s’arriba a la conclusió de que la latitud també es pot mesurar com l’angle comprès entre l’estrella Polar i l’horitzó del lloc on ens trobem. A mesura que ens apropem a l’equador, la latitud disminueix fins a fer-se zero just a l’equador. Al contrari, a mida que ens apropem al Pol Nord, la latitud va augmentant el seu valor fins a 90º per un punt situat just al Pol Nord. Aquesta mesura de la latitud només és vàlida en l’Hemisferi Nord, és a dir en els punts de la Terra des d’on és visible l’estrella Polar. Pel cas de l’Hemisferi Sud, s’utilitza com a referència una constel·lació anomenada Creu del Sud, ja que no existeix una estrella concreta vers la qual la direcció Sud de l’eix de rotació de la Terra hi estigui apuntant. Els navegants que es passaven dies, fins i tot mesos al mar, necessitaven mesurar la latitud tant al cel de nit com al cel de dia. El procediment és semblant al de l’estrella Polar, però en aquesta cas amb l’estrella Sol i un pèl més complicat degut a que el Sol no manté una posició fixa diàriament. La Terra gira sobre sí mateixa realitzant una volta completa en 24 hores, és a dir, en un dia. Un habitant de l’Hemisferi Nord, a la ciutat de Barcelona, per exemple, en realitat el que “veu” és el Sol sortint per l’Est i amagant-se per l’Oest, justament perquè la Terra gira d’Oest a Est. En un moment del dia, el Sol assolirà la posició més alta sobre l’horitzó i després anirà descendint fins a desaparèixer per l’Oest. Aquest instant de posició més alta, simbolitzada amb la lletra grega a s’anomena migdia solar verdader i no ha coincidir necessàriament amb les 12 del migdia que marca el rellotge. El rellotge marca l’hora oficial de cada país que s’avança o es retarda depenent dels interessos econòmics i d’estalvi energètic. Però com es pot saber amb exactitud l’hora del migdia solar veritable per mesurar l’alçada del Sol just en aquest instant? El procediment “casolà” de dedicar varies hores a marcar ombres projectades per un estilet però no és massa pràctic en el nostre cas. Per tant, en el taller, aquesta serà una dada que no es calcularà, senzillament la donarem explicant d’on surt.D’altra banda, la inclinació dels raigs de Sol respecte l’equador és l’angle anomenat declinació, que es simbolitza amb lletra grega d i es mesura en graus minuts i segons (º ’ ’’). La declinació canvia cada dia de l’any degut al moviment de translació de la Terra al voltant del Sol. Per un habitant de l’Hemisferi Nord les hores de llum i les hores de nit canvien al llarg de l’any. A l’estiu hi ha més hores de dia que de nit. La nit més curta és la del 20 de juny i a partir d’aquí es va allargant fins al voltant de Nadal, quan hi ha la nit més llarga, i així any rere any en cicles eterns. Conclusió: a l’estiu l’òrbita del Sol per damunt de l’horitzó és “més alta” i “més ampla” perquè hi ha més hores de llum, el Sol triga més a amagar-se. En canvi, a l’hivern, l’òrbita del Sol per damunt de l’horitzó és “més estreta” i “més baixa” perquè hi ha menys hores de llum, el Sol s’amaga més ràpid.
  • 4. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 4 Museu Marítim de Barcelona pàg.4 Per a que s’acabi d’entendre: un habitant de l’equador gaudeix de 12 hores de llum i 12 hores de nit tot l’any, cada dia. En canvi un habitant del Pol Nord “gaudirà” de 6 mesos de llum i 6 mesos de nit. Però com es pot saber amb exactitud la declinació? es por recórrer a les taules de declinació solar o gràficament, a l’analema on es pot recollir directament la declinació del Sol per cada dia de l’any en cada punt concret de la superfície terrestre. Per què ens interessen el migdia solar verdader i la declinació? Dons perquè obtenim un conjunt d’angles que estan relacionats entre si de forma senzilla: ( l - d) + a = 90º Finalment, aïllant la latitud: l = 90º + d - a La longitud Meridià Meridià P. Pol La longitud terrestre d’un punt sobre la superfície de la Terra és la distància angular entre el Meridià de Greenwich i aquest punt, mesurada al llarg de l’equador que passa pel punt. Es simbolitza amb la lletra L i es mesura en graus, minuts i segons ( º ’ ’’). Per conèixer la longitud cal saber el temps que marca el rellotge. Per què? La Terra realitza una volta sobre si mateixa en 24 hores, ja ho hem dit abans. Si fixem un meridià, just passades 24 hores tornarem a estar sobre aquest mateix meridià. Vol dir, que l’angle de gir de la Terra està directament relacionat amb el les hores: per exemple quan a Greenwich siguin les 12 del migdia, a Moscou que es troba cap a l’est serà més tard i a Nova York que es troba a l’Oest serà molt més d’hora. Per tant, sabent l’hora de Greenwich, si el nostre rellotge assenyala un temps superior, sabrem que ens trobem a l’Oest; i si assenyala un temps inferior, sabrem que ens trobem a l’Est. Ja només cal relacionar l’angle de gir de la Terra amb les hores locals de forma quantificada, és a dir, passades x hores ens haurem desplaçat y graus en direcció Est o Oest. Com que la Terra gira 360º en 24 hores a velocitat constant, en una hora haurà girat 15º (360º/24h = 15º).
  • 5. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 5 Museu Marítim de Barcelona Per tant, - Si l’hora local de Moscou supera, aproximadament, en dues hores i mitja la de Greenwich, vol dir que es troba a 2,5 x 15º = 37,5º Est, aproximadament. - Si l’hora local de Nova York és, aproximadament, cinc hores inferior a la de Greenwich, vol dir que es troba a 5 x 15º = 75º Oest, aproximadament. Cal, però precisar molt aquests valors perquè, tenint en compte que 1º de longitud equival a 111 km sobre la superfície de la Terra i a quatre minuts de diferència en el nostre rellotge, si volem fer mesures amb un error màxim d’un kilòmetre haurem de fer mesures de temps fins a precisió de dos segons!!! Per determinar amb exactitud la longitud, doncs, calia un rellotge estable i precís. Abans de la seva invenció fins i tot els millors mariners es perdien en alta mar perquè els instruments i mètodes que disposaven no assolien, ni de bon tros, la precisió necessària. De totes maneres, hi havia l’esperança, però, de llegir la longitud en el cel en les posicions relatives dels astres, tal i com s’havia fet amb la latitud. Però l’agravant d’haver de conèixer el temps amb tanta precisió fou un enorme problema pels navegants fins al segle XVIII. Tanmateix, científics i astrònoms com Johannes Werner (1514), Galileu (1610), Giovanni Domenico Cassini (1668), Ole Roemer (1676) o Flamsteed (1675) van inventar sistemes per mesurar la longitud a través d’observacions astronòmiques de la Lluna, les llunes de Júpiter, algunes estrelles, la velocitat de la llum...importants pel fet que l’Astronomia va avançar en estudiosos, construccions de grans observatoris astronòmics i, com a conseqüència, en catàlegs acurats d’estrelles i descobertes de nous satèl·lits naturals però sense cap èxit en precisió per a la mesura de la longitud. Tan gran era la desesperació per la mesura de la longitud, ja que molts vaixells s’estavellaven i es perdien milers de vides i grans càrregues, que la qüestió va arribar al palau de Westminser. Des del Parlament d’Anglaterra, es va convocar el “Decret de la Longitud de 1714” amb un selecte jurat (científics, oficials navals i funcionaris de govern) conegut com El Consell de la Longitud. El Decret de la Longitud era un concurs amb dotació econòmica (vint mil lliures esterlines ó milions de dólars actuals) per l’inventor d’un sistema capaç de mesurar la longitud amb un error màxim de mig grau i dos premis menors per mètodes menys precisos: dos terços de grau i un grau. És innombrable el nombre d’enginys i invents que van arribar a El Consell de la Longitud. No fou fins l’any 1773 que un rellotger anglès anomenat John Harrison va obtenir el premi després d’una lluita de quaranta anys per fer valer el seu rellotge mecànic. Va haver-hi molts conflictes polítics, rivals corruptes ,daltabaixos econòmics i el rellotge de Harrisson va haver de superar moltes proves i viatges abans de concedir-li el premi. Avui dia qualsevol persona disposa d’un rellotge estable, precís i protegit dels canvis meteorològics. A través de l’equació del temps es pot fer un càlcul senzill per determinar la longitud: Harrison amb un dels seus cronòmetres a la mà
  • 6. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 6 Museu Marítim de Barcelona hora solar Greenwich – hora solar local = x hores y minuts z segons (Nota: hem pres com a referència l’hora solar de Greenwich, el primer meridià, però es podria prendre altres referències com l’hora de sortida del port, l’hora de pas per una far, etc.) - Si la diferència és positiva serà direcció Est . - Si la diferència és negativa serà direcció Oest. Finalment, (x hores, y minuts, z segons) · 15º = x’graus y’minuts z’segons Est o Oest S’ha establert el conveni de donar, en primer lloc, el valor de la latitud i després el de la longitud per expressar la posició d’un punt sobre la superfície de la Terra.
  • 7. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 7 Museu Marítim de Barcelona INSTRUMENTS CIENTÍFICS DE NAVEGACIÓ FINS AL SEGLE XVIII La necessitat dels instruments científics per a la navegació L’impuls de l’home a aventurar-se a la mar no es deu només a un esperit inquiet o aventurer. Raons prou fortes com la fam, la recerca de millors espais vitals o la fugida de l’enemic van “obligar” l’home a ser navegant. Per orientar-se a la mar aquests navegants van crear una “tecnologia” que va des de la memòria a instruments actuals tan sofisticats com els GPS (via satèl·lit). Cap al segle XV van començar les grans descobertes revolucionàries amb l’objectiu de millorar les relacions comercials i les estratègies militars. El desenvolupament de la cartografia, la nova concepció del món i la necessitat de protegir les vides dels tripulants i de preservar la càrrega, milloren la recerca de la instrumentació per a orientar-se al mar. Els instruments científics de navegació dels segles XVI i XVII En els apartats anteriors hem definit la latitud i la longitud i les unitats amb què es mesuren, però no les hem quantificat com ho feien al segle XVI i fins al segle XIX, abans de la revolució industrial. Com s’obtenien, amb la precisió desitjada, els nombres que mesuraven la latitud i la longitud? Durant el segle XVI es desenvolupa i perfecciona la “navegació astronòmica”. De les quatre magnituds bàsiques per pilotar un vaixell: latitud, longitud, rumb i distància recorreguda, només la latitud es podia determinar a través dels astres amb bona precisió. La longitud s’obtenia amb greus errors mitjançant rellotges força imprecisos i inestables al moviment del vaixell, exposats a la pluja, canvis d’humitat, pressió, etc. El rumb l’assenyalava una agulla magnètica bellugadissa i la distància recorreguda es basava en l’experiència del pilot. El punt traçat sobre la carta nàutica no acostumava a coincidir amb la posició real del vaixell i, a més, la pròpia carta tampoc era d’un detall exhaustiu i d’unes projeccions i proporcions perfectes i fidels a la realitat. Davant d’aquest panorama sorgeix immediatament la necessitat de millorar la instrumentació observacional i la construcció naval, i com a conseqüència, vindrà un important avenç en la ciència. D’altra banda, els segles XVI i XVII, foren segles amb uns canvis socials importants: una nova mentalitat de ciència moderna i un augment i revalidació d’artistes, artesans i tècnics. Els instruments utilitzats pels navegants servien, bàsicament, per mesurar la latitud amb força precisió. En l’època del Renaixement utilitzaven l’astrolabi nàutic, la ballesteta, els quadrants d’altura, la corredora i l’agulla nàutica. Al segle XVIII els instruments milloren i s’introdueix el sextant, el mètode dels cronòmetres marins i les distàncies lunars. Cap a segle XIX l’Almanac Nàutic dóna un panorama complet del cel nocturn ple de referències pels navegants.
  • 8. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 8 Museu Marítim de Barcelona L’astrolabi L’astrolabi és un instrument astronòmic que es construeix mitjançant una representació plana de l’esfera celest. L’esfera celest és la imatge del cel nocturn com si fos una esfera concèntrica a la Terra, considerant que totes les estrelles es troben a la mateixa distància de la Terra.En concret, l’astrolabi, mostra la posició dels astres en relació a la Terra com si aquests fossin observats des de l’interior de l’esfera celest. L’astrolabi és un conjunt de peces i làmines de múltiples usos i que conté la imatge del cel projectada en les seves làmines. En el cas de la navegació, la utilitat es troba en la obtenció de la latitud i l’hora del lloc d’observació. Concretament, l’astrolabi nàutic es diferencia de l’astrolabi terrestre en que no conté una projecció del cel ni la latitud de l’observador. Estava pensat específicament per a determinar, en el mar, l’altura del sol o d’una estrella per mitjà d’una escala gravada en el semicercle superior i d’una alidada amb dues pínules. Els astrolabis nàutics eren més pesats en la base, la qual cosa incrementava la seva estabilitat quan hi havia mala mar. En ser calats, el vent passava pels forats i no afectava massa a la verticalitat de l’aparell. La ballesteta La ballesteta és un instrument típicament nàutic utilitzat en els vaixells a partir de la primera meitat del segle XVI per a determinar la latitud. El nom de ballesteta prové de la semblança del gest de l’observador i l’instrument amb el ballester quan dispara amb la seva arma. Aquest instrument va rebre altres noms: radius visorius, radius astronomicus, bàcul de Jacobi i bàcul mensori. La ballesteta està formada bàsicament per dues parts: la primera, és una regla de fusta de secció quadrada i amb una escala graduada anomenada fletxa, radi, verga o virot. La segona peça és una taula rectangular que, mitjançant un orifici en el centre de la mida de la secció de la fletxa llisca per aquesta de forma perpendicular. Aquesta peça s’anomenava transversari, franja, sonall, martinet o martell. El conjunt forma una creu de braços desiguals. Com s’utilitzava va ballesteta? El sistema emprat per a la observació amb la ballesteta era molt simple: s’apropa l’ull a l’extrem 0 de la regla amb l’escala, i es feia
  • 9. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 9 Museu Marítim de Barcelona simultàniament una doble enfilació: OA cap a l’astre i OB cap a l’horitzó de la mar, fent còrrer el transversari amb suavitat fins a aconseguir aquest doble intent. Aleshores, en C, sobre l’escala graduada en el virot OL, es llegia l’alçada de l’astre, i per tant la latitud. Però la dificultat de l’observador per aconseguir una línia d’enfilació en les observacions realitzades en la mar donava lloc a greus errors d’imprecisió a l’hora de trobar la latitud. El quadrant d’altura El quadrant també s’utilitzava per trobar l’altura dels astres per sobre l’horitzó amb la intenció de determinar la latitud del lloc d’observació. El quadrant és un instrument medieval que fou utilitzat també en els segles posteriors. Consisteix en una quarta part de cercle (d’aquí el seu nom) dividida en graus de 0º a 90º i una plomada que marca el punt de graduació. El seu funcionament és també força senzill: per unes pínules situades en l’extrem del quadrant on marca els 90º s’observava l’astre escollit. La plomada, fixada al vèrtex del quadrant, assenyala l’alçada de l’astre en graus, i per tant, la latitud del lloc. El quadrant, però, era d difícil utilització a la mar perquè les oscil·lacions del vaixell impedien mantenir la verticalitat del fil de la plomada. Els primers intents d’adaptar el quadrant als usos nàutics venen quan es substitueix la plomada per una barra metàl·lica. Tanmateix, les oscil·lacions del vaixell seguien dificultant la verticalitat d l’instrument. En general, aquest instrument era de grans dimensions per a que l’escala graduada pogués tenir el màxim de subdivisions possibles, d’aquesta manera es guanyava en precisió, però, és clar era de més difícil maneig. A finals del segle XVI, l’anglès John Davis va dissenyar una nova versió de l’instrument, el quadrant de Davis, també anomenat quadrant doble o quadrant anglès. Es tractava d’un instrument amb dos sectors circulars, un se 60º i l’altre de 30º, muntats a partir d’un centre comú. El seu fàcil maneig i la lleugeresa de l’instrument van motivar una ràpida acceptació del quadrant per part dels marins. La corredora Mentre no es va poder obtenir un mètode fiable per obtenir la longitud, l’única possibilitat d’establir la posició de la nau era utilitzar el mètode de l’estima de la velocitat de la navegació en un rumb determinat, de la qual s’intentava extraure la distància recorreguda des del punt de partida. Durant els segles XV i XVI, la major part dels pilots estimaven la velocitat
  • 10. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 10 Museu Marítim de Barcelona de l nau mitjançant el càlcul mental, basat en la seva experiència i en una sèrie de factors com el coneixement dels vents i del corrents o l’efecte en la velocitat a causa de la càrrega transportada. A finals del segle XVI, Wiliam Bourne va inventar la corredora, que seria la primera de les importants aportacions dels anglesos en l’art de navegar. Consistia en una taula de fusta que es llençava des de la popa del vaixell, lligada amb un cordill enrotllat en un cabdell que portava una sèrie de nusos situats a intervals iguals. Mitjançant un rellotge de sorra es mesurava el temps transcorregut entre un nus i l’altre a mida que es desfeia el cabdell, tenint en compte que cada nus mesurat en mig minut corresponia a una milla per hora, es trobava la velocitat, i després, la distància recorreguda. L’agulla nàutica Els orígens de la brúixola o de l’agulla nàutica segueixen sent incerts avui dia. Les propietats d’orientació magnètica de la barra de ferro imantada foren descobertes, sembla ser, pels xinesos en l’Antiguitat. La seva arribada a la Mediterrània es va produir a través de la civilització islàmica, que en els seus contactes amb l’Índia va adquirir coneixements sobre aquest mitjà d’orientació i el va introduir en la navegació per l’oceà Índic i pel mar Mediterrani. Inicialment es tractava d’un aparell poc desenvolupat consistent en una barreta de ferro imantada que flotava en un bol d’aigua a mercè d’un suro. A principis del segle XIV, els italians ja havien perfeccionat la brúixola, convertint-la en un instrument apropiat per a la navegació. Les modificacions més importants foren l’adopció d’un eix per evitat que l’agulla estigués suelta, la seva col·locació en un suport, la divisió d’aquest en graus i l’aplicació de la rosa dels vents. Va ser aleshores quan la seva utilització va ser freqüent entre el mariners de la Mediterrània. 3.4. Els instruments científics del segle XVIII Som a l’època en què Newton formula la Teoria de la Gravitació Universal. Arrel d’aquestes novetats aportades a la ciència, floreix el desenvolupament de la mecànica celeste i de l’astronomia observacional. Això va significar un interessant avenç en les tècniques de construcció d’instruments, sobretot en la millora de la precisió. El mateix Newton ve ser el primer que va proposar utilitzar dos miralls en un instrument, amb la finalitat principal de mesurar distàncies entre estrelles “fixes” i la Lluna, l’anomenat mètode de les distàncies lunars per trobar la longitud.
  • 11. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 11 Museu Marítim de Barcelona Des de que, en el Renaixement, es realitzaren les grans navegacions que van portar als europeus a l’exploració d’Amèrica i van permetre l’expansió de les colònies d’Espanya i Portugal, la nàutica no havia enregistrat grans millores ni progressos espectaculars. Els navegants seguien comptant amb molt pocs medis per a poder realitzar una travessia segura: la brúixola (que no marcava el nord amb exactitud degut a la declinació magnètica de la Terra), les cartes nàutiques (generalment imperfectes), rellotges de poca exactitud. Fins a ben entrat el segle XVIII no es va produir l’aparició d’una nova generació d’instruments per a la seva utilització en alta mar, es tracta dels instruments de reflexió desenvolupats per a usos nàutics. El primer va ser l’octant de Hadley, un instrument composat per un sector circular (arc de circumferència) de 45º provist de dos miralls i d’una ullera astronòmica, capaç de mesurar angles fins a 90º. Amb aquesta disposició, Hadley va aconseguir reunir en la mateixa línia de mira els dos objectes que l’observador havia d’enfilar simultàniament amb la ballesteta i amb el quadrant de Davis, és a dir, l’horitzó i l’astre a observar. El perfeccionament de mètode de les distàncies lunars per a la determinació de la longitud geogràfica va donar lloc a una sèrie de reformes que acabarien convertint aquest instrument en un sextant. Es tracta d’un sector circular de 60º provist de dos miralls i una ullera astronòmica que permet realitzar les observacions destinades a obtenir l’altura dels astres i la medició d’angles fins a 120º en un altre tipus d’observacions astronòmiques, la qual cosa el va convertir en l’instrument ideal per a la determinació de la longitud mitjançant el mètode de les distàncies lunars. Durant la segona meitat del segle XVIII, van ser perfeccionats dos dels mètodes proposats per a solucionar el problema de la determinació de la longitud. Aquests mètodes basats en l’ús dels cronòmetres i el mètode de les distàncies lunars no s’havien posat del tot en pràctica a causa, com sempre de la gran imprecisió. Per a millorar aquests mètodes era necessari, per a qualsevol navegant, recórrer a l’astronomia i al càlcul. Però la majoria de marins trobaven grans dificultats en l’adquisició de formació científica i tècnica necessària per a l’ús de la instrumentació. Un mètode alternatiu al de les observacions astronòmiques fou la invenció de rellotges o cronòmetres prou precisos com per no perdre el còmput del temps a alta mar, capaços de mesurar la longitud. El sistema proposat era el següent: el vaixell partia amb un rellotge que marcava l’hora del meridià del punt d’origen; ja en alta mar, mitjançant observacions astronòmiques, es deduïa l’hora local del punt on estava situat el vaixell. La diferència entre aquesta i la marcada pel rellotge, es traduïa directament en la diferència de longitud entre la posició del vaixell i el punt de partida. El problema de la longitud era tan desesperant que a Anglaterra, el El primer (1735) i el quart (1755-59) cronometres de Harrison
  • 12. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 12 Museu Marítim de Barcelona Parlament va establir un saborós premi en metàl·lic per qui fos capaç de trobar la longitud amb un error menor de mig grau. Així doncs, es va convocar el “Decret de la Longitud de 1714” amb un selecte jurat (científics, oficials navals i funcionaris de govern) conegut com El Consell de la Longitud. L’any 1773, un rellotger anglès anomenat John Harrison va obtenir el premi després d’una lluita de quaranta anys per fer valer el seu rellotge mecànic. Va haver-hi molts conflictes polítics, daltabaixos econòmics, rivals poderosos com Nevil Maskelyne, que formava part del Consell i afèrrim defensor del mètode de les distàncies lunars, que van dificultar l’èxit merescut de Harrison. Va construir fins a quatre rellotges marins cada vegada més perfeccionats en precisió, material i dimensions. Amb l’últim rellotge es van aconseguir uns resultats òptims, ja que després de vuitanta un dies de navegació de prova, només havia acumulat un error de cinc segons. El rellotges de Harrison resultaven molt complicats i extravagants per l’època, per aquesta raó i les abans esmentades, va haver de superar moltes proves i viatges abans de ser-li concedit el premi. L història de Harrison és la història d’un geni solitari que va resoldre el problema científic més important de la seva època. Amb el pas dels anys, altres rellotgers com Kendall, Mudge i Arnold van prendre els rellotges de Harrison com a patró per aconseguir models més compactes i manejables, fins al punt de poder-los dur a la butxaca.
  • 13. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 13 Museu Marítim de Barcelona INTRODUCCIÓ Colom era d’aquestes persones obstinades, tossudes, orgulloses, de plantejaments fixos, però també fou una persona intuïtiva, viva, enginyosa, d’indiscutibles habilitats en les relacions humanes, i també irat com tots els genis. Una vegada concebia una idea o un propòsit, no els abandonava mai, i tampoc reconeixia que s’havia equivocat. En el viatge a les Índies, Colom ha de navegar pel paral·lel 28º, no semblava que fos la millor ruta, però no vol donar el seu braç a tòrcer, ni tan sols produir la impressió que dubta. Qualsevol cosa abans de quedar malament o sense raó davant del seus subordinats. Sembla lògic pensar que Colom havia escollit aquest paral·lel per alguna raó més que no fos únicament la seva tossudesa, l’aprofitament dels vents alisis, el respecte pels territoris de Castella i Portugal després de la pau d’Alcaçovas i les referències d’alguns mapes que apuntaven a les illes de La Española o Haití o Antilia semblen raons de més pes per justificar la seva obsessió. De fet, degut a la imprecisió dels instruments científics de navegació, sigui per mala construcció o per rudimentaris, no va poder seguir perfectament la ruta; tanmateix, això fou un factor de sort perquè l’ajudà a arribar on va arribar. Per saber on es troba, el punt d’intersecció entre la longitud i la latitud, Colom posa en pràctica tots els medis al seu abast, que no eren molts. D’una banda, la latitud es mesurava fàcilment amb els instruments que mesuren angles en alçada. El quadrant mesurava l’angle d’altura de la Polar, equivalent a la latitud. La gran dificultat per mesurar la longitud no permetia, de cap manera, tenir una idea precisa de la posició. Brúixoles flamenques i genoveses que no marquen el mateix rumb, rellotges de sorra imprecisos per mesurar el temps, mapes poc fidels a la realitat De fet, el seu mapa era el cel estrellat. D’altra banda, les oscil·lacions del vaixell, les condicions meteorològiques, la humitat... impedien fer les mesures correctes. Tenint en compte tots aquests entrebancs i una tripulació descontenta i desconfiada és pot afirmar, amb escreix, que Colom va ser, a més d’un navegant extraordinari, un home d’una sort extraordinària. La construcció d’un QUADRANT
  • 14. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 14 Museu Marítim de Barcelona DESCRIPCIÓ La construcció i ús del quadrant permetrà calcular angles en alçada. De l’habilitat en la CONSTRUCCIÓ PRECISA de l’instrument i la realització de MESURES EXACTES dependrà que sigui o no sigui un instrument científic valuós … les conseqüències d’un petit error en les mesures poden ser dramàtiques: podem naufragar i fins i tot morir. Un quadrant és un quart de cercle de fusta o llautó graduat de 0º a 90º amb dues pínules de mira i una plomada penjada exactament al centre de curvatura que marca un punt en la graduació. Quan mirem cap a un astre a través de les pínules, la plomada marcarà sobre la graduació l’angle d’altura sobre l’horitzó d’aquest astre. Aquest instrument data de l’època medieval i, llavors era de dimensions enormes. Un instrument tan simple però de mides tan grans servia als astrònoms per realitzar observacions amb certa precisió perquè es podien fer moltes subdivisions entre graus. Alguns quadrants, fins i tot portaven gravades taules d’ombres, escales gràfiques de tangents i cotangents, etc amb la finalitat de resoldre problemes elementals de trigonometria, importants en la vida pràctica. ÚS El quadrant s’utilitza per mesurar angles d’alçada sobre l’horitzó, no només d’astres sinó també d’edificis, murs i muntanyes. Altres usos són determinar l’hora durant el dia i representar tot el moviment diürn. La utilització del quadrant depenia de la finalitat: el quadrant nàutic, per exemple, s’utilitzava per mesurar l’altura de l’estrella Polar o l’altura del Sol o un altre astre en el moment del seu pas pel meridià del lloc. En tots els casos servia per trobar la latitud del lloc i, saber la posició del vaixell per establir el rumb de forma fiable. La utilitat del quadrant a bord es feia difícil degut a les oscil·lacions constants del vaixell. Per aquesta raó hi va haver una sèrie de millores en l’instrument com substituir el fil de la plomada per una barra metàl·lica i fer-lo calat per evitar la força del vent i la conseqüent desestabilització de l’aparell.
  • 15. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 15 Museu Marítim de Barcelona Com s’utilitza el quadrant? En la navegació: es subjecta el quadrant amb les dues mans intentant mantenir-lo el màxim d’estable. Amb un ull enfilem un astre al cel a través de les dues pínules alhora. La plomada marca un punt en el quart de cercle graduat que indica l’altura de l’astre sobre l’horitzó. Si aquest astre és l’estrella Polar, aleshores tenim directament l’angle de latitud de la posició del vaixell. Per mesurar l’altura d’un edifici: es mesura la distància, d, des d’on som fins a l’edifici. Enfilem amb el quadrant el punt més alt de l’edifici de manera que obtenim l’angle d’altura, a, d’aquest edifici respecte el nostre pla horitzontal. Finalment, a través de la relació trigonomètrica tangent obtenim l’altura, h, de l’edifici: αα tg·tg dh d h =⇒=
  • 16. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 16 Museu Marítim de Barcelona CONSTRUCCIÓ Components i eines per a construir el quadrant: - Quadrat de fusta 25 x 25 cm. - Llistó o pom per subjectar l’instrument. - Fil de nylon de color. - Plomada de pescador. - Cartolines o cartrons que faran de pínules. - Negatius de fotos B/N que faran de filtres solars. - Fotocòpia de l’arc graduat. Pautes de construcció: 1) Es pren la fusta de 25 x 25 cm. Amb l’ajut del compàs s’assaja el lloc on anirà situat l’arc graduat i el seu centre de gir, lloc on anirà lligat el fil de la plomada. Es tracta del pas més important perquè d’això en depèn la precisió de l’instrument i que les mesures resultin prou vàlides. 2) S’enganxa l’arc graduat al lloc corresponent de forma correcta i es fa el forat al seu centre de gir, amb l’ajut de la barrina..
  • 17. Els navegants i les estrelles: curs d’introducció a l’astronomia i la navegació 17 Museu Marítim de Barcelona 3) Tot seguit se fa passar el fil de nylon pel forat. Es fa un nus en un extrem i de l’altre, es lliga la plomada de pescador. 4) A continuació, es fan dos talls amb el cúter que serviran de base per les pínules de mira. Aquestes pínules són els cartrons provistos d’un forat fet amb la punxa del compàs. Cal que estiguin perfectament alineats. A més a més es poden col·locar els filtres (negatius de B/N) en cas que l’observació i la mesura es fessin en direcció propera a la del Sol. 5) Finalment, i per aconseguir un fàcil maneig de l’instrument, s’enganxa el llistó de fusta a la part posterior. Serà l’agafador de l’instrument. Plomada Talls per a les pinules Filtres solars