Las Proyecciones

Tal como hemos explicado, una de las características fundamentales de una carta náutica, es que debe ser un dibujo plano.

Sin embargo, representar la superficie de una esfera —o, mejor dicho, de un esferoide, tal como lo es la Tierra— no es tan sencillo puesto que, al momento de trasladar las figuras de una forma a la otra, sufren alteraciones que modifican tanto sus proporciones como su escala, siendo entonces necesario adoptar algún método que permita la representación gráfica de la superficie de la Tierra sobre un plano.

Ese método es el que se llama proyección y que en términos generales abarca al conjunto de procedimientos matemáticos y gráficos que permiten transferir y representar todos los puntos de la Tierra en un plano o superficie de una figura geométrica desarrollable —es decir, que puede desarrollarse sobre un plano—.

A partir de esta definición se han creado varios métodos de proyección utilizados para producir cartas náuticas. Los más conocidos son:

Proyección Cilíndrica

En la proyección cilíndrica, la superficie de la Tierra se proyecta sobre un cilindro que envuelve al globo terrestre, tangente al ecuador o secante a determinados paralelos. Al desarrollar ese cilindro sobre un plano, los meridianos terminan siendo representados como líneas rectas y paralelas entre sí, mientras que los paralelos también son líneas rectas horizontales igualmente espaciadas.

Si bien este tipo de proyección mantiene una estructura ortogonal muy conveniente para el trazado y lectura de rumbos, introduce deformaciones que aumentan progresivamente hacia los polos, donde las escalas lineales y superficiales se exageran notablemente.

Cuando el autor dice que la proyección cilíndrica tiene una estructura ortogonal muy conveniente, está diciendo que, en la carta resultante, los meridianos y los paralelos se cortan formando ángulos rectos —ángulos de 090º—.
Es decir, las líneas de latitud y longitud forman una cuadrícula perfectamente ortogonal, como si fuera una hoja cuadriculada que facilita el trazado de rumbos y marcaciones pues se lo hace como líneas rectas.

Proyección Polar

La proyección polar, también conocida como proyección estereográfica polar, es un tipo de proyección azimutal en la que la superficie de la Tierra se representa sobre un plano tangente a uno de los polos geográficos, ya sea el Norte o el Sur. En esta proyección, los meridianos aparecen como líneas rectas que parten radialmente desde el polo, mientras que los paralelos se representan como circunferencias concéntricas alrededor de él. Una de sus propiedades más importantes es que mantiene correctamente la dirección desde el polo, lo que permite conservar los ángulos desde este punto de referencia.

Este tipo de proyección resulta especialmente útil para la navegación en altas latitudes, ya que facilita el trazado de rumbos ortodrómicos —el camino más corto entre dos puntos sobre la superficie terrestre— como líneas rectas aproximadas cerca del polo. Sin embargo, a medida que nos alejamos del polo, las distorsiones aumentan, por lo que su uso se limita principalmente a las regiones polares.

En la navegación oceánica y aérea, las cartas polares se emplean para planificar rutas transpolares y analizar desplazamientos en latitudes elevadas, donde la proyección cilíndrica pierde practicidad debido a las exageradas deformaciones cerca de los polos.

Proyección Cónica

La proyección cónica consiste en proyectar la superficie de la Tierra sobre un cono que toca o corta el globo terrestre a lo largo de uno o dos paralelos, conocidos como paralelos estándar. Al desplegar el cono sobre un plano, los meridianos aparecen representados como líneas rectas convergentes que se cruzan en el vértice del cono, mientras que los paralelos aparecen como arcos de circunferencia concéntricos con respecto al vértice del cono.

Este tipo de proyección combina precisión y facilidad de uso para representar áreas extensas en latitudes altas —antes de ser necesario apelar a una proyección polar— ya que las deformaciones se concentran fuera de los paralelos estándar, permitiendo que la escala sea relativamente exacta dentro de la zona de interés. Por esta razón, la proyección cónica es especialmente útil para cartografía regional y cartas náuticas de bahías o zonas costeras amplias en latitudes altas, donde se busca mantener la proporcionalidad de distancias y formas sin la exageración que ocurriría con una proyección cilíndrica en estas latitudes.

La proyección cónica puede ser conforme o equivalente, dependiendo de si se prioriza la conservación de los ángulos o de las superficies, lo que permite adaptarla según la finalidad de la carta. Su utilidad práctica radica en la representación equilibrada de áreas extensas y en la posibilidad de combinarla con otras proyecciones para cubrir zonas específicas de navegación con mínima distorsión.

Proyección Mercator

La proyección de Mercator es una proyección cilíndrica "conforme", lo cual significa que es una variante de la proyección cilíndrica estándar, cuya principal diferencia es que fue diseñada para conservar los ángulos y, por lo tanto, los rumbos locales.

En esta proyección, y al igual que en la proyección cilíndrica estándar, los meridianos se representan como líneas rectas verticales y los paralelos como líneas horizontales. Sin embargo, a diferencia de la proyección cilíndrica estándar, la separación entre los paralelos no es lineal, sino que aumenta progresivamente con la latitud —a medida que aumenta la latitud, aumenta también la separación entre los paralelos— para compensar la curvatura de la Tierra y así mantener la conformidad angular.

Esta modificación implementada por Mercator tiene como objeto facilitar el trazado de los rumbos de tal forma que crucen que los meridianos continuando como una recta, sin tener que corregir su inclinación, como sí debe hacérselo en las cartas de proyección cilíndrica estándar. A esos rumbos "rectos" se los denomina rumbos "loxodrómicos".

En resumen, la proyección de Mercator mantiene la ortogonalidad entre meridianos y paralelos y la conformidad de los ángulos, facilitando así el trazado de los rumbos y las marcaciones como líneas rectas.

Gerard Kremer, más conocido por su nombre latinizado, Gerardus Mercator, fue un geógrafo y matemático nacido en Flandes, que vivió entre 1512 y 1594.
A él le debemos la cartografía moderna, y la elaboración de los primeros atlas, cosa que desarrollo en los tiempos libres que le dejaba la persecución religiosa.

Clasificación de las Cartas Náuticas

Existen varias formas de catalogar a las cartas náuticas, sin embargo, dado que lo que intentamos es formar navegantes, nos interesa hacerlo por su propósito. Así entonces tendremos los siguientes tipos de cartas:

El Datum

El término datum geodésico, o simplemente datum, se refiere al modelo matemático de la Tierra que se toma como base para medir y representar posiciones geográficas. En otras palabras, es el punto de partida y el sistema de referencia que permite definir latitudes y longitudes de manera coherente sobre una superficie que, en realidad, no es perfectamente esférica.

La Tierra, por su parte, tampoco es esférica y además presenta irregularidades. Está achatada en los polos y ensanchada en el ecuador, además de tener relieves y variaciones locales en su gravedad. Por eso, para poder trazar coordenadas precisas, se utiliza un elipsoide de referencia, una figura geométrica regular que se ajusta, lo mejor posible, a la forma del planeta en la región que se desea representar.

Un datum no solo define el elipsoide empleado —su tamaño y forma—, sino también cómo y dónde se lo ubica respecto al centro real de la Tierra.

Dicho de otra forma, ese elipsoide de referencia es una figura geométrica, parecida a una esfera achatada, que trata de representar una forma lo suficientemente simple de la Tierra, sobre la que se pueda trazar una grilla de coordenadas que permita trasladar los detalles que efectivamente muestra la Tierra en su superficie.

En resumen, el datum determina cómo se traduce la superficie irregular de la Tierra en un sistema de coordenadas ordenado y utilizable.

Hasta la aparición de los sistemas de posicionamiento global basados en satélites —más conocidos como GPS— cada país o región elaboraba sus cartas y mapas a partir de un datum propio. Dicho de otra forma, creaban su cartografía en base a un modelo matemático de la Tierra ajustado para representar de la mejor manera posible la geografía de ese país o región. Así entonces, por ejemplo, Argentina utilizaba el datum Campo Inchauspe 1969 mientras que Uruguay trabajaba con el datum Yacaré 1961 y Brasil el SAD 69/IBGE.

Si bien cada uno de estos datums era suficientemente preciso, sucedía que las coordenadas geográficas —latitud y longitud— de un mismo punto en la Tierra no coincidían entre cartas de distintos orígenes. Esto ocurría porque cada datum definía de manera diferente la forma, el tamaño y la posición del elipsoide de referencia respecto del centro de la Tierra. El resultado práctico era que, al pasar de una carta a otra con distinto datum, el mismo punto podía aparecer desplazado entre 100 y 300 metros, o incluso más, que en la navegación costera —donde los márgenes de seguridad son reducidos y la precisión es crítica— esa diferencia era más que suficiente para que, por ejemplo, la navegación en una zona con aguas bajas o la aproximación a puerto fuera claramente insegura.

Para resolver esta situación, los pilotos debían aplicar correcciones de conversión para pasar de cartas basadas en un datum a otras de un datum diferente.

Mas tarde, con la aparición de los sistemas de posicionamiento global basados en el datum WGS84 —abreviatura de World Geodetic System 1984— y la adopción del mismo por los organismos responsables de elaborar la cartografía, el problema comenzó a resolverse pues todas las cartas y mapas quedaban así referenciadas a un único datum.

Aun así, no está demás que el navegante verifique el datum de la carta que utiliza, especialmente si ésta es vieja.
Esto es para evitar errores si, por ejemplo, está navegando con un GPS que como tal entrega coordenadas basadas en el datum WGS84, y trata de llevarlas a una vieja carta basada en Campo Inschaupe, encontrará que la posición esta desplazada varios cientos de metros, lo que representa un riesgo significativo al navegar cerca de la costa o de obstáculos.

Cuidado y Tratamiento de las Cartas Náutica

Las cartas náuticas son instrumentos de precisión y su conservación en buen estado es esencial para garantizar la fiabilidad de la información que proporcionan. Cualquier deterioro, pliegue, humedad o mancha puede afectar la lectura de detalles, las mediciones de distancia o la exactitud de los trazados.

Deben mantenerse limpias, secas y extendidas, preferentemente en un planero o carpeta plana, o enrolladas en tubos protectores. Debe evitarse su exposición directa al sol, a la humedad o a fuentes de calor, ya que el papel puede deformarse o decolorarse. A bordo puede complicarse su guardado debido a las restricciones de espacio, pero los tubos protectores de plástico son una buena solución. Otra alternativa es trabajar con cartas más pequeñas —de las que forman parte de los Atlas, en tamaño A3— que inclusive son más fáciles de trabajar en las mesas de navegación. En este caso puede superponer sobre la carta una cubierta plástica transparentes o una lámina de acetato, que permiten realizar sobre ellas los trazados sin alterar el original.

Obviamente, existe software que permite trabajar sobre cartas digitales con, como mínimo, el mismo nivel de eficiencia que se lo haría sobre cartas clásicas de papel... pero ese es tema de una nota diferente.

Un aspecto fundamental del tratamiento de las cartas es su actualización permanente. Ninguna carta conserva su validez indefinidamente, pues las condiciones del fondo, la señalización marítima, los canales de acceso y las instalaciones portuarias pueden modificarse. Para mantenerlas al día, el Servicio de Hidrografía Naval publica periódicamente los Avisos a los Navegantes, donde se informan los cambios y correcciones que deben incorporarse. Estos avisos pueden referirse a variaciones en profundidades, ubicación de boyas, enfilaciones, faros, nombres geográficos o cualquier otra información relevante.

Si va a actualizar la carta manualmente, hágalo siguiendo y verificando cuidadosamente las instrucciones del aviso correspondiente, llevando un registro de la modificación, anotando la fecha y el número del Aviso a los Navegantes incorporado, de manera que pueda verificarse fácilmente su vigencia —puede llevar este registro de cambios en el anverso de la carta, por ejemplo—.

Bien...
Hemos dado un repaso al tema cartografía.
EN la nota que sigue, entraremos en uno de los Cuatro Problemas de la Navegación: el Problema de la Profundidad, explicando primero todo lo relativo a las mareas.

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Fuentes

Este texto forma parte del Manual de Instrucción del Curso de Patrón de Yate de Vela y Motor de la Escuela de Náutica del Club de Veleros Piedrabuena.

ISBN 978-987-88-1913-6

Reproducido con autorización del autor.