LA MILLA NÁUTICA Y EL NUDO (2)

 

Veamos como median la velocidad en los barcos antes de desarrollarse otros sistemas de control. Se utilizaba un tambor en el que se arrollaba un cabo en el que se hacían nudos cada 15,43 m. Se dejaba deslizar por la popa el mecanismo del tipo que se puede apreciar en la imagen adjunta. La unidad de velocidad que se utiliza tanto en la navegación marítima como en la aérea es el nudo, en inglés knot y es equivalente a millas náuticas/hora. Y entonces ¿porqué al igual que se dice en tierra no se expresa la velocidad en esos dominios en millas/hora?. Pues se me ocurre que por razones históricas, además de ser más corto el término nudo que el de millas/hora.
Las paletas de la imagen de la derecha llevaban en la parte inferior un contrapeso de plomo que hacia que quedaran en posición vertical de forma que al arrojarlas al agua el cabo se iba desenrollando. El equipo se completaba con una ampolleta - reloj de arena - calibrado para 30 segundos. Cuando la arena pasaba toda a la parte inferior de la ampolleta se detenía el desenrollado del cabo y se contaban los nudos que habían pasado, indicando el número de ellos la velocidad que llevaba el barco en millas/hora. Pero como se contaba en nudos, pues ahí quedo el nombre de la unidad para los restos. (Bueno, por lo menos hasta que los norteamericanos digan otra cosa).
Ahora queda por demostrar la equivalencia entre los nudos y las millas/hora. Supongamos que el número de nudos contados eran 8, que equivalen, como decíamos a una velocidad de 8 millas/hora. 
Bien, 8 nudos contados supone que el barco se ha desplazado 15,43 x 8 = 123,44 metros que han sido recorridos en 30 segundos, luego en una hora - 3.600 seg. - el barco recorrerá (naturalmente manteniendo constante su velocidad), 14.812,80 metros, distancia que dividida por el valor de una milla náutica, que ya sabemos que son 1.852 metros, nos da 8 como resultado, por lo que queda demostrado que efectivamente el nº de nudos que se han desenrollado en 30 segundos nos da la velocidad del barco en millas náuticas /hora.
Con esta medida de la velocidad del barco, con una rosa de los vientos y un reloj, podían trasladar a la carta de navegación la singladura efectuada y determinar diariamente su posición estimada. La determinación de esa forma de la ruta y posición diaria del barco es lo que se llama "navegación por estima". Esa posición era confirmada en cada mediodía local (cuando el Sol "pasa" por el meridiano del barco), determinando la latitud y la longitud de su posición, tomando la altura del Sol, pero eso es otra historia que diría Kipling.
Hay que reconocer al autor o autores de este sistema, que data como poco del siglo ¿XV?, un ingenio fuera de lo común. 

LA MILLA NÁUTICA Y EL NUDO (1)

La elevada audiencia que ha tenido la página de este blog titulada         " Formas de expresar los rumbos" me ha hecho pensar que estos temas marineros tienen un buen predicamento y como quiera por otra parte que evadirse siquiera unos minutos del famoso "procés" catalán tampoco viene mal para dejar descansar las neuronas que han venido (y lo que les falta) sufriendo un constante bombardeo de opiniones de todo tipo, dejemos a un lado este importante tema toda vez que nuestras preocupaciones no van a alterar el curso de los acontecimientos.
Y vamos a lo que reza el título de esta página. En alguna ocasión se habrán preguntado porqué se emplea la milla náutica como unidad de medida de longitud en las navegaciones marítimas y aéreas, incluso cual es su valor y que representa el mismo.
Eratóstenes, geógrafo, matemático y astrónomo griego (276 - 194) aC. determinó mediante un ingenioso procedimiento el diámetro de la Tierra obteniendo un resultado asombrósamente preciso para la época en que fue efectuado ya que se aproximó de manera notable al valor que finalmente se fijó en 12.732 Km. Este diámetro ecuatorial (el polar tiene 43 km. menos, de ahí que nuestro planeta no sea considerado como una esfera sino como una geoide), da como resultado que en el ecuador terrestre tenga un desarrollo de 40.000 km. La primera definición que se hizo del metro viene precisamente de esa cifra, recuerden que se definía así en nuestros tiempos mozos, "el metro es aproximadamente la diez millonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre que pasa por París". Hoy se define teniendo en cuenta la velocidad de la luz. Evidentemente estamos en otra época.
En los albores de la navegación, esta se efectuaba teniendo siempre la costa a la vista, de modo que las referencias de la situación de la embarcación siempre estaban presentes, pero en la medida que los navegantes fueron teniendo más experiencia y mejores medios, se fueron adentrando en mares abiertas en las que no existían otras referencias que el cielo y el mar. Es entonces cuando las distancias recorridas, los rumbos y la velocidad de los barcos empezaron a ser objeto de atención. 
De haber elegido el sistema centesimal para definir los grados de una circunferencia esta habría tenido 400º. Se eligió el sexagesimal y el valor quedó fijado en el que conocemos, 360º. Pues bien, si cada grado tiene 60 minutos de arco, los 360º tendrán 21.600 minutos. Si dividen bien los 40.000 km. del desarrollo del ecuador terrestre entre los minutos citados, les dará 1,852 km. que es precisamente la longitud de la milla náutica. Consecuentemente la definición de esa milla (la terrestre es de 1.609 m.), se ajusta a " la longitud de un minuto de arco del ecuador terrestre".
Así, un grado en el ecuador y en los meridianos tendrá un valor de 60 millas náuticas. ¿Capito?

Nota. La historia seguirá en una próxima entrega.

FUNDAMENTOS DEL GPS Y SUS HOMÓNIMOS

Hoy se utiliza el sistema GPS en muchas aplicaciones con una naturalidad semejante a la empleábamos manejando un lápiz, por poner un ejemplo. Pero como tantas otras cosas que el desarrollo de la ciencia nos va deparando, la aceptamos sin mas, sin saber el por qué de su funcionamiento quizás porque son tantos los avances que se están acumulando por el vertiginoso desarrollo de la misma, que se nos amontona el trabajo. Pero si alguien tiene curiosidad por conocer los rudimentos de este sistema y de los que posteriormente han nacido, que siga leyendo y en caso contrario que haga un click y cambie de tema. Así que, va por Uds.
La abreviatura GPS corresponde a la denominación en inglés de Global Positioning System título que puede traducirse como Sistema de Posicionamiento en el Globo Terrestre. En principio se denominó NAVSTARGPS (¿NAVSTAR por estrella de navegación?) para quedar finalmente en la denominación más coloquial de GPS y proporciona en todo momento, con cobertura mundial, tres coordenadas : latitud, longitud y altura, valor este útil para la navegación aérea, con una exactitud de pocos metros, que en el caso de utilizarlo para fines militares es todavía más preciso.
Su investigación comenzó a desarrollarse en 1.973 en el Departamento de Defensa de EEUU, obviamente con fines militares, pero el sistema no se completó hasta 1.993, es decir, 20 años después de haber iniciado el proyecto bajo la dirección del norteamericano Ivan A. Getting.

 Tras su puesta en vigor, este sistema ha desplazado, por exactitud, comodidad de uso y coste, a los sistemas electrónicos anteriormente empleados (DECCA y LORAN) y no digamos al viejo sistema de cálculo. El ábaco, los logaritmos, la regla de cálculo, las calculadoras especiales, el sextante, el cronómetro, los programas de navegación, muchas de las tablas que se utilizaban y que se habían recopilado desde hacía siglos, alguna como la "Efemerides Astronómica" que data de 1.475, las tablas necesarias para establecer "a que hora pasa el Sol por el meridiano de Greenwich" que son de 1.755 y la compilación que se hizo en 1.767 en el "Brithis Nautical Almanac"..... Todos ellos, como tantas otras cosas que el devenir de los tiempos se ha llevado por delante, han pasado a formar parte de la historia en un plazo verdaderamente récord. Quien tiene la "llave" del sistema de posicionamiento global puede alterar a voluntad la precisión del mismo, (como ocurrió en la guerra en Irak durante la cual EEUU puso patas arriba el GPS para el resto de los mortales) de ahí que - otra vez hay que hacer referencia a su uso militar -, la extinta URSS lanzara también su sistema llamado GLONASS, que hoy está operado por la Federación Rusa. Naturalmente, tal como funcionan las cosas de este mundo, India, China y Japón se ha incorporado a este selecto Club de posicionamiento espacial. Europa también se lanzó a la carrera, con el proyecto GALILEO, en esta ocasión con el objetivo puesto principalmente para su uso civil, (por eso su operación está en manos civiles), esperándose terminar la implantación del mismo para el 2.020, aunque probablemente esta fecha no se cumpla porque el proyecto ha tenido en su desarrollo numerosas demoras

La precisión de este sistema será mucho más fina que la de los anteriormente citados, toda vez que determinará la posición de un objeto en la superficie de la Tierra con una precisión de 4 metros en horizontal. En el caso del GPS son 24 satélites (Galileo 30) en órbita, de los cuales 21 son operativos y tres en reserva. Giran en 6 órbitas casi circulares y separadas entre ellas 60º, de modo que en cada órbita hay 4 satélites.

Estas órbitas están inclinadas 55º respecto al ecuador terrestre y su altura sobre la Tierra es de 20.182 Km. Los satélites completan su órbita en 11h. 57 m. 2 seg., es decir, que su velocidad angular es doble que la de la Tierra, que recordémoslo, completa su giro alrededor de su eje en 23 h. 54 m. 4 seg.

El funcionamiento de los sistemas que nos ocupan se basa en conocer la distancia del satélite al objetivo mediante triangulación en cualquier lugar de la Tierra. En definitiva el ordenador del equipo receptor en tierra está preparado para obtener el tiempo (y de ahí la distancia) que le separa de tres satélites como mínimo. Sabe entonces donde están los satélites (tiempo en que tarda en llegar la señal x la velocidad de la luz) y como estos saben cual es su posición respecto a la Tierra, el ordenador receptor en tierra determina su posición como una función de función.

Los receptores no solo proporcionan la situación del mismo sino que realizan además una serie de funciones, dependiendo del fabricante y así por ejemplo -refiriéndonos a la navegación - definen “wayspoints” o puntos de paso pudiendo determinar rumbos entre ellos así como distancias. Guardan en memoria situaciones de faros, balizas.... De todas formas la popularidad que han alcanzado los GPS comerciales, caseros, hablan por si solos de las múltiples prestaciones que realizan.

El esquema que se muestra aclara la disposición de los satélites.

Imagen cortesia de XATAKA CIENCIA

COMO LOS HERMANOS MARX... ¡ MÁS MADERA ! (3º Y ÚLTIMO)

La lenta implantación en Japón de las energías renovables les pasa ahora factura ya que ante la caída en el mix energético del rublo nuclear, tienen que aumentar la participación del consumo de combustibles fósiles. El futuro, en general - no solo en Japón -, de la energía nuclear de fisión como consecuencia del suceso de Fukushima se ha vuelto muy oscuro por varias razones. Una por la creciente concienciación ciudadana acerca de la peligrosidad de este tipo de instalaciones en las que como decía el que fue Presidente de Panamá, Somoza (1), sobre su país, "en Panamá nunca pasa nada, hasta que pasa". Pues aquí nunca pasaba nada, las instalaciones eran muy seguras y nunca pasaba nada, hasta que pasó en Three Mile Island, Chernobil y Fukushima con resultados catastróficos. Dos, porque el incremento sustancial de las medidas de seguridad que se están adoptando como consecuencia de los accidentes citados (que son de los que tenemos noticia) encarecen los KWh. producidos por ellas de manera importante.
Por otro lado y como es típico en todo desarrollo industrial, en la medida que van madurando las nuevas tecnologías, los costes por MW instalado en las plantas de energía renovable (eólica y lumínica) están disminuyendo de una manera drástica, de forma tal que este tipo de energía en sus diversas manifestaciones, puede convertirse en la cuarta revolución de la humanidad, tras las producidas por la agricultura, la industria y las tecnologías de la información. 
El Acuerdo de París de 2.016, adoptado con la intención de frenar el cambio climático a través de disminuir las emisiones de CO2 a la atmósfera, ha sentenciado la utilización del carbón como combustible, por tanto nos encontramos con el panorama siguiente:
1). El mundo sigue instalado en un proceso de crecimiento continuo que demanda a su vez el aumento constante de la energía consumida para mantener ese modelo en marcha.
2). La energía nuclear pierde fuerza.
3). El Acuerdo de París frena la utilización del carbón y del petróleo como combustibles para generar electricidad.
4). No se ha encontrado aún la forma de almacenar la energía producida por medios renovables.
5). Por tanto, ese colchón de energía que producen las nucleares que una vez iniciada su puesta en marcha producen de manera continua electricidad a plena potencia de las mismas (salvo en los tiempos de recarga de combustible y revisiones y/o reparaciones), solo puede ser sustituido como mal menor por el GLN, es decir por el gas natural licuado.
6). En resumen, en tanto se descubre un método para almacenar la energía producida por las renovables, parece que el modelo de mix japonés  nº 3, será el que se implante a medio plazo a la espera de que al final el mix quede compuesto por el GLN y las renovables, siempre y cuando no se de con la fórmula para almacenar la energía producida por las renovables como queda dicho más arriba.

(1). EEUU. desde el final de su Guerra de Secesión en 1.865, se convirtió con la aplicación del lema acuñado por su presidente Monroe, "American first", en un auténtico depredador del mundo, comenzando por América del Sur, que pasó a ser una especie de patio trasero de su casa. El canal de Panamá y por ende el país entero, fue un auténtico paradigma de lo manifestado. Los Presidentes sucesivos de ese país han sido marionetas que garantizaban para EEUU el dominio de esa llave de las comunicaciones marítimas que era y es el canal citado. Entre los presidentes marionetas destacó uno en Panamá, el famoso dictador Somoza, de cuya actuación se quejó el embajador de EEUU en aquel país ante el Presidente Roosevelt diciendo ante las barbaridades cometidas por Tacho Somoza, que era una auténtico hijo de puta, a lo que el Presidente norteamericano coincidiendo con esa apreciación dicen que exclamó "si, es un hijo de puta, pero es nuestro hijo de puta".

COMO LOS HNOS. MARX...¡ MÁS MADERA ! (2)

La industria de producción de energía eléctrica partiendo de la energía nuclear de fisión, se puso en marcha, como tantas otras cosas, en Estados Unidos, bajo el mandato de su Presidente Einsenhower con el título de "Átomos por la paz" y que tenia como sutil telón de fondo una especie de expiación por la salvajada que ellos cometieron en Hiroshima y Nagasaki, pero que en el fondo escondía la puesta en marcha de un negocio para la industria nuclear norteamericana, ya que los 450 reactores instalados, con la excepción de los franceses y rusos que utilizan tecnología propia, a 5.000 millones de dolares USA por cada MW instalado, ha supuesto una cifra de negocio importantísima para las divisiones nucleares de GE Co. y Westinghouse. Pero a lo que íbamos.
Para enmarcar el tema de la energía en Japón hay que recordar que es el cuarto consumidor de energía a nivel mundial y que prácticamente debe importar la casi totalidad de los recursos energéticos. Esta circunstancia ha creado en las autoridades japonesas una especie de síndrome que algunas opiniones definen como de "angustia energética". 
Dependiente como es de fuentes externas, Japón revisa sus planes estratégicos energéticos cada 3 o 4 años. El III P.E. se puso en marcha el 18.3.2010, bajo el Gobierno del Partido Democrático de Japón. Ocurre el suceso de Fukushima el 11.3.2011 y las elecciones generales del país celebradas en el 2.012 dan como resultado que se hace con el poder el Partido Liberal Democrático, decidido defensor de lo nuclear. Por tanto, vuelta del burro a la era, si bien la sombra alargada de la tragedia de Fukushima pone freno a volver a poner en marcha, sin más, los 43 reactores que estaban funcionando en Japón antes del desastre. Un órgano, el NRA, similar a nuestro Consejo de Seguridad Nuclear, CSN, pero a la japonesa, (pequeño detalle) queda encargado de endurecer de manera severa las condiciones de seguridad de aquellas centrales que soliciten volver a ponerse en marcha. Algunas de ellas se han vuelto a poner en funcionamiento pese a la fuerte oposición de la opinión pública, pero el que manda, manda.
Japón se debate pues, como todos lo países grandes consumidores de energía con instalaciones nucleares en su seno, con un triple dilema : La seguridad de sus centros de producción de energía (léase la de las plantas nucleares), la competitividad resultante de su mix energético y la sostenibilidad ambiental, en la que el Acuerdo de París de 2.016 juega un papel importante. Acuerdo al que por otra parte no se suscribieron los EEUU (el mayor contaminador del planeta) de ese personaje que es Trump y otros dos países que a lo mejor no se han enterado de que va la cosa. Son Síria, ocupada en otras cosas y la caribeña Nicaragua.
En busca de ese dificil equilibrio Japón ha barajado tres mix, cuales son : 

OPCIÓN            1           2            3

Nuclear              0%       15%     20 -25%
Comb. fósiles   65%       55%       50%
Renovables      35%       30%     25 -30%

En cada revisión de sus Planes Estratégicos deberán elegir una de las opciones, que en realidad acabará siendo la 3, por lo cual casi se puede parodiar al aventajado alumno de geografía que manifestaba que los 4 puntos cardinales eran 3, a saber, norte y sur.

(Seguirá para rematar el asunto)