Orientación espacial

Grandes inventos: Orientación espacial

Orientación espacial, posición de un punto, lugar, objeto o persona sobre la superficie terrestre respecto a un sistema de referencia. El término orientación procede del vocablo Oriente (oriens, -entis, participio activo del verbo latino oriri que significa ‘aparecer’ y que designaba el lugar por el que aparecía el Sol, por contraposición a Occidente, del verbo latino occidere, ‘caer’, que denominaba el lugar por el que se ocultaba el Sol).

Los puntos cardinales son la base de un sistema de referencia utilizado para orientarse en cualquier lugar de la Tierra. Gracias a ellos se puede conocer la posición y determinar las direcciones de los desplazamientos. Al formar parte de un sistema de referencia general, universal y reconocido en todos los países, la utilización de los puntos cardinales sirve para orientarse tanto en los mapas como al aire libre.

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LA ORIENTACIÓN EN LOS MAPAS

Además de conocer los puntos cardinales, es necesario tener en cuenta al menos otros dos elementos para orientarse en los mapas y planos: la dirección y las coordenadas cartográficas.

La dirección se indica en el mapa mediante un símbolo, normalmente una punta de flecha, que señala el norte. Actualmente, muchos mapas carecen de este símbolo, debido a que el norte coincide con su parte superior, el este con la derecha, el sur con la parte inferior y el oeste con la izquierda. Así ocurre, por ejemplo, en los mapamundi de los atlas y en mapas de pequeña escala; pero también con los mapas topográficos utilizados en excursiones o con los mapas de carretera. Antiguamente, los mapas no siempre reflejaban el norte en su margen superior, especialmente los usados para la navegación, que utilizaban la rosa de los vientos. Las rosas de los vientos eran un elemento muy importante para los marinos porque indicaban los puntos cardinales y la intensidad de los principales vientos.

Las coordenadas cartográficas sirven para determinar la posición de cualquier lugar terrestre en un mapa. Para ello utilizan un sistema espacial de referencia basado en dos ejes principales perpendiculares entre sí, uno horizontal y otro vertical, y una red o malla de cuadrículas formada por líneas paralelas a los ejes. Como la red de cuadrículas cubre todo el espacio se puede situar cualquier punto de un territorio indicando la distancia que tiene, por un lado, hasta el eje horizontal y, por otro, hasta el eje vertical. Un sistema similar de coordenadas y cuadrículas para orientarse se utiliza, por ejemplo, en el juego del ajedrez para apuntar los movimientos, o en el juego de los barcos para anotar las tiradas. Asimismo, es el sistema que utilizan los índices de planos y atlas para localizar los accidentes geográficos; por ejemplo, Mérida 46-H7 significa que esa ciudad se encuentra en la página 46, columna H, fila 7 de la cuadrícula.

En los mapas también se utiliza el sistema de coordenadas geográficas, en el que el eje principal horizontal en dirección este-oeste es el ecuador, mientras que el vertical norte-sur es el meridiano cero o de Greenwich. El resto de la malla o cuadrícula de referencia está formado por toda la red de meridianos y paralelos. La distancia que separa cualquier punto del ecuador es la latitud, que puede ser norte o sur según a qué lado del ecuador se sitúe el mencionado punto. Por su parte, la distancia que lo separa del meridiano cero es la longitud, y puede ser este u oeste dependiendo del lado en que se encuentre el punto con respecto a ese meridiano.

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LA ORIENTACIÓN AL AIRE LIBRE

Los animales desconocen los puntos cardinales y carecen de ejes de referencia. Sin embargo, hay especies que poseen un instinto natural que les permite orientarse al aire libre y recorrer cientos o miles de kilómetros para llegar a sus destinos. Es el caso de las aves migratorias, de algunos peces, tortugas y mamíferos marinos, o de las mariposas monarca, que partiendo de Estados Unidos pueden recorrer más de 2.000 km para llegar a México a pasar el invierno.

Las personas empleamos otras habilidades, al no tener ese instinto natural tan desarrollado, para orientarnos y no extraviarnos. Unas veces utilizamos instrumentos artificiales (brújulas, mapas…) y otras veces observamos los elementos naturales (Sol, sombras, estrellas, musgos…).

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INSTRUMENTOS ARTIFICIALES DE ORIENTACIÓN

4.1

Los mapas topográficos

El elemento más difundido para poder orientarse al aire libre es el mapa topográfico. Se trata de un mapa muy detallado hecho a una gran escala (1:50.000 o mayor), en el que aparecen reflejados ríos, curvas de nivel, lagos, puentes, carreteras, casas...

Lo primero a tener en cuenta para orientarse con el mapa topográfico es que la parte superior siempre está orientada al norte, por lo que se sabe dónde están los puntos cardinales en todo momento. Si se quiere determinar una dirección a seguir, hay que localizar dos elementos del paisaje que resalten, sean visibles y puedan figurar señalados en el mapa (un pico, el meandro de un río, una torreta eléctrica...). Estos dos puntos servirán de referencia para orientar el mapa y colocarlo de manera que coincida con la realidad. De esta forma se puede seguir el camino en la dirección adecuada. A veces es conveniente subirse a una zona elevada para tener una mejor perspectiva y localizar bien los elementos que ayudan a posicionarse.

4.2

Las brújulas

La brújula consiste en una pequeña aguja imantada metida en una caja protectora. Está sujeta al centro de un círculo graduado, llamado limbo, donde aparecen marcados los puntos cardinales. De esta forma, la aguja está sujeta, pero puede girar libremente.

El mecanismo de la brújula es sencillo. La aguja imantada reacciona porque la Tierra es como un gran imán con dos polos magnéticos (norte y sur): la aguja siempre señala hacia los polos magnéticos.

Los polos magnéticos están cerca de los polos geográficos (norte y sur). Cambian de lugar con el paso del tiempo y por eso no coinciden exactamente con los polos geográficos, aunque están muy próximos.

La declinación magnética mide la distancia que hay entre los polos magnéticos y los geográficos. Para una persona que se orienta al aire libre esta medida tiene muy poca importancia cuando se encuentra lejos de los polos: es tan pequeña, que es como si la brújula señalara la dirección de los polos geográficos. Sin embargo, en los proyectos de ingeniería y militares o en los trabajos cartográficos es muy importante tener en cuenta la declinación magnética. En los mapas topográficos más detallados, la declinación aparece indicada en los márgenes.

La brújula es un instrumento utilizado para orientarse en la superficie terrestre ya que permite conocer en qué dirección se encuentran los cuatro puntos cardinales, aunque el cielo esté nublado o sea de noche. Las primeras brújulas se fabricaron en China en el siglo X. Utilizaban un imán natural, la magnetita, que dejaban flotar sobre agua.

Las brújulas son manejadas por personas que practican senderismo, montañismo, ciclismo de montaña, aviación deportiva, navegación a vela...

4.3

Las redes de localización por satélite

En los últimos años han aparecido instrumentos y técnicas muy precisos para determinar la posición de un punto de la Tierra: informan sobre su latitud, su longitud e, incluso, su altitud. Son las redes de localización por satélite, y muchas personas las utilizan en lugar de las brújulas.

El más conocido es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), Global Positioning System en inglés, que surgió para que las naves militares estadounidenses realizaran trayectos más seguros. Aunque en origen era un sistema militar propio de la Guerra fría, hoy día, tiene la posibilidad de ser utilizado, en parte, por civiles.

Los aparatos GPS son unos receptores de pequeño tamaño que pueden ser transportados por cualquier persona. También se están incorporando receptores GPS en vehículos (automóviles, barcos, camiones…) para dotarlos de un sistema de navegación. En todo momento, este sistema informa sobre dónde se encuentra el objeto o persona que lleva el receptor y, mediante un pequeño ordenador que lleva incorporados mapas de carretera y planos urbanos, sirve para trazar distintos recorridos. Marcando los datos y las coordenadas geográficas, el ordenador indica el rumbo e, incluso, en qué calles o cruces puede girar el vehículo que lo integra.

Los receptores GPS son tan precisos que dan la posición en cualquier lugar del globo con un error de apenas unos pocos metros. Funcionan con una red de satélites artificiales (al menos tres) que están continuamente girando alrededor del planeta Tierra.

Otro sistema de navegación por satélite, similar al anterior y de uso casi exclusivamente militar, es el sistema ruso GLONASS, que comenzó a funcionar en 1982 tras poner en órbita los primeros satélites. Aunque utilizan sistemas de referencia diferentes, ya existen receptores que permiten recibir señales pertenecientes a los sistemas GLONASS y GPS.

Como los sistemas GPS y GLONASS siguen estando bajo administración militar, la Unión Europea ha desarrollado el sistema GALILEO, para formar una nueva red que logre una mayor precisión que el actual sistema GPS, con apenas un metro de error, y que esté controlada desde la administración civil. En el proyecto GALILEO intervienen países de otros continentes, como China. Desde Japón también se están adelantando proyectos en este sentido.

Gracias a las redes de localización por satélite también es posible realizar mapas topográficos más precisos.

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ORIENTARSE DE FORMA NATURAL

Además de utilizar ciertos instrumentos artificiales, el excursionista puede orientarse al aire libre basándose en la observación de ciertos elementos de la naturaleza. En la mayor parte de los casos el único requisito que tiene una persona para orientarse de forma natural es conocer en qué hemisferio se encuentra: en el sur o austral, o en el norte o boreal.

5.1

La orientación con el Sol

El método más conocido y sencillo es utilizar el Sol, que siempre sale por el este y se pone por el oeste. Esto permite conocer en cada momento la situación de los cuatro puntos cardinales básicos. Este cálculo solo es exacto en los equinoccios, mientras que en el resto del año es aproximado, pues en invierno el Sol sale levemente hacia la derecha del este y en verano, un poco hacia la izquierda.

En el hemisferio norte, si se mira al Sol al amanecer, habitualmente se dirige la vista hacia el este; al mediodía, la gran estrella solar se encuentra hacia el sur; y al atardecer, hacia el oeste. En cambio, en el hemisferio sur, al mediodía nos parecerá que el Sol está hacia el norte.

En ocasiones puede haber nubes o niebla y es imposible situar el Sol con exactitud. En este caso, una persona se puede orientar por medio de las sombras, ya que la luz solar es tan potente que incluso en esos casos proyecta levemente la sombra de los objetos. Las sombras son contrarias al Sol: al amanecer apuntan al oeste y al atardecer señalan hacia el este. A mediodía una sombra apuntará al norte en el hemisferio norte, y viceversa en el hemisferio sur.

Otro método consiste en clavar un palo en el suelo y marcar el extremo de la sombra; se dejan pasar 15 minutos y se marca de nuevo el límite de la sombra. Al unir estos dos puntos con una línea, el primer punto indicará el oeste y el segundo el este. Al trazar una línea perpendicular a la anterior, se obtiene la dirección norte-sur.

En casos muy extremos de mala visibilidad, un espejo o una plancha de metal pueden ayudar a reflejar los rayos de luz; de esta forma se localiza la posición del Sol, elemento natural básico en la orientación espacial.

Un reloj de agujas también sirve para encontrar el norte con facilidad. En la zona templada del hemisferio norte, se debe alinear la aguja horaria (la pequeña) con el Sol; el sur se encuentra siempre en la bisectriz que forma esta aguja con la cifra '12' del reloj. En la zona templada del hemisferio sur, es la cifra '12' del reloj la que debe apuntar hacia el Sol: el norte se encuentra en la bisectriz que forma con la aguja horaria. Ahora bien, hay que tener en cuenta que la hora solar no siempre coincide con la oficial del país en el que se realice el cálculo, y debe conocerse la diferencia para que este método funcione bien. Por ejemplo, en España hay que retrasar el reloj 1 hora en invierno y 2 horas en verano; en Argentina, Brasil y Uruguay habría que adelantar 3 horas; en Venezuela 4 y en gran parte de México y América Central, 6 horas. Los mapas de husos horarios ayudan a conocer las horas oficiales de las regiones terrestres.

5.2

La orientación por la noche

Otras estrellas diferentes al Sol ayudan a orientarse por la noche. Si el cielo está despejado, en el hemisferio norte se utiliza la Estrella Polar porque está siempre señalando el norte. Se trata de una estrella muy brillante y fácilmente visible, que es la última de la cola de la constelación Osa Menor (Carro menor). Como esta constelación es poco refulgente, se suele localizar la Estrella Polar a partir de la Osa Mayor (Carro mayor), que es una constelación mucho más luminosa y fácil de observar a simple vista. Para localizarla se prolonga cuatro veces la distancia que separa las dos estrellas frontales de la Osa Mayor y se obtiene la posición de la Estrella Polar.

También es posible orientarse con otras estrellas menos destacadas. Para ello se escoge y fija una estrella bien visible, y se hace una alineación entre la estrella, dos palos fijados en el suelo y el ojo del observador. Pasados unos minutos se observa que la estrella se ha desalineado: si se ha desplazado hacia arriba, la estrella marca el este; si ha sido hacia abajo, el oeste; si aparece a la izquierda, señala el norte; y si se ha movido hacia la derecha, apunta al sur.

En el hemisferio sur se utiliza la Cruz del Sur para orientarse, que es una constelación formada por cuatro estrellas agrupadas en forma de rombo o cometa. Si se prolonga la longitud de la cometa unas cuatro veces y media, el punto imaginario que se localiza indica siempre el sur.

La Luna es otro medio de orientación nocturna ya que varía con sus fases. La Luna llena, que alumbra toda la noche, se encuentra a las 18 horas en el este; a medianoche en el sur; y a las 6 horas de la mañana en el oeste. En su fase creciente (tiene forma de “D”) sus picos o puntas señalan hacia poniente (oeste) y en su fase decreciente o menguante (tiene forma de “C”), hacia levante (este). Cuando está en cuarto creciente (alumbra solo la primera mitad de la noche), se encuentra a las 18 horas en el sur y a medianoche en el oeste; cuando se encuentra en cuarto menguante (alumbra solo la segunda mitad de la noche), está a las 12 de la noche en el este y a las 6 de la mañana en el sur. Estas observaciones se realizan con rigurosa exactitud el día en que comienza cada fase de la Luna; después tiene un retraso de unos 50 minutos en su paso por el sur.

5.3

Observación de plantas y animales

Los musgos suelen crecer en las caras de los árboles y rocas que son más húmedas y sombrías. Así, en el hemisferio norte miran predominantemente al norte y en el sur, al sur.

En los tocones, o troncos de los árboles cortados, aparecen los anillos concéntricos de crecimiento. Estos anillos están más separados por la parte en la que recibieron más la luz y el calor solares, es decir, por el sur en el hemisferio norte, y al contrario en el hemisferio sur. Lo mismo ocurre con las ramas: crecen más por la parte del árbol que recibe más luz solar.

Los refugios de animales, como las madrigueras y los hormigueros, también suelen estar orientados al sur en el hemisferio norte, y a la inversa en el sur, para tener una mejor climatización.

5.4

Observación del paisaje

En las montañas, las umbrías (laderas que reciben menos luz y calor solar) suelen ser más húmedas y retienen la nieve más tiempo, a no ser que estén expuestas a vientos muy fuertes. En el hemisferio norte, estas laderas tienden a estar orientadas hacia el norte mientras que las solanas (laderas que reciben más luz y calor solar) tienden a mirar hacia el sur. En el hemisferio sur, su orientación es la contraria.

El curso de los ríos puede servir de orientación en determinados lugares si aplicamos conocimientos previos de carácter geográfico. Por ejemplo, en Asturias (España), los ríos fluyen desde la cordillera Cantábrica (sur) hacia el mar Cantábrico (norte); y en Chile, las aguas fluviales tienden a discurrir hacia el océano Pacífico (oeste).

Las veletas, que se utilizan para saber desde dónde sopla el viento, tienen a veces una cruz de hierro con los cuatro puntos cardinales.

El altar de las iglesias europeas de estilo románico está orientado hacia el este. El mihrab de las mezquitas musulmanas se orienta hacia La Meca. En el hemisferio norte, los muros de estos edificios y de otros suelen ser más secos en la parte meridional a causa del calor solar.