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1 CIMAG “Liderando la investigación hidro- oceanográfica para la conservación de Galápagos” Principios básicos y prácticos de cartografía náutica Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 2 Contenido Capitulo 1. Principios cartográficos 1.1. Definición de Cartografía…………………………………………………..4 1.2. Escala Cartográfica……………………………………………………….……4 1.3. Localización geográfica de un punto………………………………….5 1.4. Proyecciones Cartográficas……………………………………………….6 1.5. Proyección Mercator………………………………………………………...7 1.6. Proyección UTM………………………………………………………………10 1.7. Sistemas de Referencia…………………………………………………...12 Capitulo 2. Proceso de elaboración de la carta náutica 2.1. Levantamiento Hidrográfico………………………………………….. 14 2.2. Elaboración de la carta náutica……………………………………….16 2.3. Normas Internacionales………………………………………………….17 2.4. Plan Cartográfico…………………………………………………………….18 Capitulo 3. Información contenida en una carta náutica 3.1. Unidades ………………………………………………………………………..19 3.2. La I.O.A. 1………………………………………………………………………19 3.3. Información Topográfica…………………………………………………20 3.4. Información Hidrográfica………………………………………………...20 3.5. Ayudas a la navegación……………………………………………………21 Ejercicios de aplicación Plano de Puerto Ayora-Mercator Plano de Puerto Ayora-U.TM. Zona de gráficos UTM Sistema de señalización marítima Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 3 CIMAG 2010 Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 4 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo Capítulo I: Principios Cartográficos 1.1. Cartografía: Ciencia y arte que nos enseña a interpretar, analizar y representar gráficamente la superficie terrestre. Se apoya en proyecciones, coordenadas y escalas. La representación de toda o parte de la superficie terrestre en una superficie plana constituye un mapa. Todo producto cartográfico ya sea un mapa, una carta, o un plano, contiene información específica y acorde a su propósito: escala, unidades, información marginal, signos y símbolos, nomenclatura en calles y estructuras, fuentes de la información representada, entre otras. 1.2. Escala La escala relaciona las medidas de la realidad con las representadas en el plano. Conocer la escala de una carta náutica nos permitirá medir distancias, determinar áreas y realizar comparaciones entre diferentes objetos. Escala numérica: La escala numérica se expresa mediante una fracción que indica la relación entre la distancia medida de dos puntos en la carta (numerador) y la correspondiente en el terreno (denominador) de modo directo entre unidades del sistema; así por ejemplo, si una carta náutica posee una escala de 1:50.000, esto nos indica que una unidad medida en la carta equivale a 50.000 unidades medidas en la realidad. La escala se expresa mediante una fracción o separada por dos puntos (1: 7000). Por ejemplo en la carta I.O.A 20310 su escala es 1: 7500; esto significa que una unidad medida en esta carta, representará 7500 unidades en la realidad; Clasificación General de la Cartografía Analítica Desarrollo de SIG Gráfica Mapas: topográficos temáticos Cartas: aeronáuticas, náuticas y topográficas Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 5 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo Diferentes escalas gráficas utilizadas en productos cartográficos independientemente de la unidad de medida que se utilice ya sea: metro, pie, yarda o cualquier otra. Escala gráfica: La escala gráfica es una línea situada en el mapa carta o cualquier producto cartográfico, a menudo en el margen de la hoja, que se ha subdividido en segmentos para indicar las distancias correspondientes con la realidad. Gracias a este elemento, es posible medir la distancia real directamente sobre la carta o mapa utilizando regla un compás o cualquier otro instrumento de medición. Las escalas gráficas varían según la escala del producto cartográfico, a mayor escala, el área de la carta será menor Calcular distancias utilizando la escala numérica: Existen dos maneras de calcular distancias sobre cualquier producto cartográfico; la primera es utilizando la escala gráfica, para lo cual medimos sobre el papel (producto cartográfico) la distancia que deseamos conocer y luego sobreponemos en la escala gráfica, obteniendo así la distancia real. Otra manera de obtener distancias es utilizando la escala numérica, para explicar el procedimiento que debemos realizar, tomemos el siguiente ejemplo: Imaginemos que deseamos conocer la distancia existente entre los dos muelles de Puerto Ayora; para ello solamente necesitamos la carta I.O.A. 20310 de Puerto Isidro Ayora, y seguimos los siguientes pasos: 1.3. Localización geográfica de un punto La localización geográfica de un punto se puede realizar utilizando sistemas de coordenadas; los dos sistemas más utilizados en cartografía para determinar la posición son: el sistema geográfico de coordenadas, que utiliza las líneas de longitud y latitud para fijar las posiciones, y el Sistema de Cuadrícula Universal Transversal Mercator (UTM), que utiliza valores métricos hacia el Este y hacia el Norte como método de ubicación, sobre este último explicaremos en detalle sus 1. Medimos sobre la carta (con una regla graduada) la distancia que hay entre los dos muelles: 1,05 cm 2. Revisamos la escala de la carta, en este caso 1:7500 (se lee 1 a 7500) 3. Relacionamos la escala con la distancia medida (regla de 3 simple) Si 1cm en la carta equivale a 7 500 cm 1 cm 7500 cm entonces 1, 05 cm cuanto será? 1.05 cm ? 4. Ahora solo multiplicamos 1,05 por 7500 y obtenemos 7 875 cm esto equivale a 78, 75 metros. Hemos calculado así la distancia existente entre los dos muelles utilizando únicamente una carta náutica. 1.05 cm Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 6 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo principios y bases conceptuales, cuando estudiemos las proyecciones cartográficas, por ahora nos centraremos en describir el sistema geográfico de coordenadas Sistema geográfico de coordenadas Es el sistema más generalizado para determinar la posición de un punto sobre la superficie terrestre, definiéndola en términos de longitud y latitud. Antes de describir el significado de estos dos temimos, debemos estar familiarizados con los conceptos de meridianos y paralelos. Los meridianos son círculos máximos que convergen en los polos, y dividen a la Tierra en dos hemisferios Oeste u Occidental y Este u Oriental. Su origen es el meridiano de Greenwich, denominado también meridiano 0O. Los círculos menores situados entre el ecuador y los polos se llaman paralelos, porque justamente son paralelos entre sí y con el ecuador. Los paralelos son perpendiculares al eje terrestre y disminuyen de tamaño al acercarse a los polos Latitud: La latitud es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto. Se expresa en grados sexagesimales. Todos los puntos ubicados sobre el mismo paralelo tienen la misma latitud. Aquellos que se encuentran al norte del Ecuador reciben la denominación Norte (N). Aquellos que se encuentran al sur del Ecuador reciben la denominación Sur (S). Se mide de 0º a 90º. Al Ecuador le corresponde la latitud de 0º. Los polos Norte y Sur tienen latitud 90º N y 90º S respectivamente. Longitud: La longitud es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto. Se expresa en grados sexagesimales. Todos los puntos ubicados sobreel mismo meridiano tienen la misma longitud. Aquellos que se encuentran al oriente del meridiano de Greenwich reciben la denominación Este (E). Aquellos que se encuentran al occidente del meridiano de Greenwich reciben la denominación Oeste (O). Se mide de 0º a 180º. Al meridiano de Greenwich le corresponde la longitud de 0º. El antimeridiano correspondiente está ubicado a 180º. Los polos Norte y Sur no tienen longitud. Meridianos y paralelos, que permiten comprender el concepto de latitud y longitud http://www.aularagon.org/files/espa/atlas/longlatitud_index.htm#Longitud Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 7 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 1.4 Proyecciones Cartográficas La forma del planeta Tierra puede representarse utilizando un globo o esfera. El globo es capaz de mantener sin distorsiones las relaciones geométricas entre latitud y longitud, ecuador y polos, continentes y océanos y por lo tanto puede mostrar direcciones, distancias y áreas sin distorsiones. La latitud (paralelos) representa líneas imaginarias que se desplazan desde el Ecuador en sentido Norte y Sur alrededor de la Tierra. Por su misma naturaleza nunca se juntan y por lo tanto la distancia entre líneas de latitud es prácticamente constante. La longitud (meridianos) representa líneas imaginarias pero orientadas hacia el Este y Oeste que convergen en los polos. Por esta razón 1° de longitud representa una distancia diferente en el ecuador y en los polos. A pesar de sus ventajas geométricas el globo es poco práctico para estudiar los atributos de la superficie terrestre. Por su parte los mapas son más prácticos y versátiles y por esta razón su utilización ha prevalecido sobre los globos o esferas en muy diversas aplicaciones. Sin embargo, como veremos, los mapas sacrifican la exactitud geométrica en aras de su practicidad. La proyección cartográfica permite representar una superficie esférica como la Tierra en una lámina de papel plana. Mediante una proyección cartográfica hacemos corresponder cada punto del plano con un punto en la realidad. Toda proyección presentan distorsiones, las cuales pueden afectar a la forma, al área, a las distancias o a los ángulos de los elementos representados, es por ello que cada país escoge el tipo de proyección más adecuada para utilizarla en su cartografía. Las proyecciones que se utilizan en la actualidad se han derivado a partir de modelos matemáticos del globo terrestre y todas ellas comparten la misma característica: mostrar la posición correcta de las líneas de longitud y latitud del Planeta. En otras palabras, cada proyección es solamente un reordenamiento de los meridianos y paralelos traslados del Globo Terrestre a un mapa. Dado que no hay forma de eliminar los errores al trasladar una superficie curva (Tierra) a una superficie plana (mapa) ninguna proyección es geométricamente perfecta. En síntesis, cada proyección es elaborada a partir de una figura geométrica con un propósito particular y por ende tiene sus propias virtudes y limitaciones Todas las cartas náuticas ecuatorianas, se encuentran en proyección Mercator, por ser esta la más adecuada para el área ecuatorial. Pero existen muchas más proyecciones cartográficas, clasificadas en función del elemento o sistema utilizado; en el desarrollo de este curso centraremos nuestra atención solo en dos: Mercator y U.TM. ; a continuación se muestra una clasificación de las principales proyecciones existentes. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 8 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 1.5. Proyección Mercator La proyección cartográfica probablemente más conocida, es la proyección de Mercator. El nombre se debe a un cartógrafo flamenco llamado Gerard Kremer (1512-1594), Kremer significa mercader, y la forma latina del nombre es Gerardus Mercator. En la proyección Mercator los meridianos se transforman en rectas verticales, paralelas y equiespaciadas, y cortan en ángulo recto a los paralelos que son horizontales y cuyo espaciamiento varía y se incrementa a medida que los mismos se acercan hacia los polos. La relación de proporcionalidad que hay entre el espaciamiento de los paralelos varía con la secante la latitud. La proyección de Mercator es una proyección conforme, es decir que conserva los ángulos y por lo tanto respeta las formas de las figuras en la esfera al proyectarlas al plano, pero produce alteraciones en el área para zonas ubicadas en altitudes altas. El mayor mérito que tuvo la proyección de Mercator estuvo asociado a la navegación ya Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 9 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo que transforma en una recta sobre la carta o mapa a las líneas que en la esfera conservan una dirección constante respecto del norte, llamadas líneas loxodromas. Por lo tanto, los barcos que solo poseían instrumentos muy elementales, entre ellos la brújula, eran capaces de navegar por una ruta que no era la más corta ente dos puntos pero que era una ruta segura ya que les permitía saber en dónde estaban a partir de conservar siempre el mismo ángulo respecto del norte. Las principales características de esta proyección son: La línea de rumbo o loxodrómica se representa por una recta, midiéndose con facilidad. Las distancias se miden fácilmente sobre líneas rectas. Utiliza el sistema de coordenadas rectangular. En superficies pequeñas se conservan las formas geométricas. La escala de distancias no es uniforme. Los polos no tienen representación, deformación excesiva. En la representación de grandes superficies se acusa cierta distorsión que aumenta a mayor latitud. La proyección de Mercator se considera práctica hasta los 70º de latitud N o S, para latitudes mayores, la deformación por amplificación resulta excesiva para su uso. Determinación de la posición Todas las cartas náuticas ecuatorianas, se encuentran en proyección Mercator, lo cual nos permite ubicar un punto en grados( o ), minutos („) y segundos („‟). Par determinar la posición debemos encontrar la latitud y longitud del lugar que deseamos conocer; entonces primero ubicamos su latitud desplazando la posición hacia la derecha o la izquierda y luego su longitud desplazando la posición hacia arriba o hacia abajo (Ver gráfico). Es muy importante fijarse en el valor de cada intervalo para no cometer errores a la hora de determinar el valor de los segundos („‟). Latitud Longitud Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 10 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 1.6. UTM (Universal Transversa de Mercator) Es el sistema de proyección que actualmente se utiliza con carácter universal. Fue el sistema adoptado por Estados Unidos después de la Segunda Guerra Mundial y se conoce con las siglas U.T.M. (Universal Transverse Mercator). Es una proyección cilíndrica igual que la de Mercator, si bien, en este sistema la superficie cilíndrica se encuentra formando tangencia con un meridiano, siendo el eje del cilindro un diámetro de la circunferencia ecuatorial, en lugar de coincidir con el eje de La Tierra. Al desarrollar la superficie cilíndrica, el meridiano tangente a dicha superficie se transforma en el eje de coordenadas Y, y el ecuador se transforma en el eje de coordenadas X, correspondiente a la generatriz del cilindro tangente en el ecuador. El sistema U.T.M. es el sistema de proyección universalmente aceptado. Para ello La tierra se ha dividido en 60 husos de 6º, es decir, 3º cada lado del meridiano de origen; las principales características de este sistema de coordenadas UTM son: Es conforme y por lo tanto representacon exactitud áreas pequeñas. La distorsión de áreas grandes es mínima en cada zona. Área: La distorsión es mínima en cada zona. Dirección: Ángulos locales son verdaderos. La Tierra aparece dividida en 60 zonas o husos. Cada zona UTM tiene como bordes o límites dos meridianos separados 6° Por convenio, se considera el origen de una zona UTM al punto donde se cruzan el meridiano central de la zona con el ecuador. A este origen se le define con un valor de 500 km Este, y 0 km Norte cuando consideramos el hemisferio norte. Con un valor de 500 km Este y 10.000 km Norte cuando consideramos el hemisferio sur. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 11 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo Como encontrar la zona UTM de un lugar El gráfico siguiente permite ubicar fácilmente la zona U.T.M. de un área en particular; para ello solamente necesitamos conocer la longitud del lugar y con ello podremos ubicar la zona correspondiente. Por ejemplo: Para determinar la zona U.T.M en que Puerto Ayora se encuentra, debemos conocer la longitud que pasa por este lugar, utilizando la carta náutica I.O.A 20310 apreciamos que la longitud va desde los 0900 16‟ hasta 0900 17‟ aproximadamente; es decir la longitud es mayor que 0900. Utilizando el gráfico inferior buscamos que zona comprende longitudes mayores a 0900. Podemos deducir entonces que Puerto Ayora se encuentra en la zona 15, pues esta zona tiene como límites las longitudes 0900 y 0960. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 12 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 1.7. Sistemas de Referencia Los sistemas de referencia son el origen de los sistemas de coordenadas, y son utilizados en geodesia, navegación, cartografía y sistemas globales de navegación por satélite para la correcta georreferenciación de elementos en la superficie terrestre. Estos sistemas son necesarios dado que la tierra no es una esfera perfecta. Sistemas de referencia y dátum existentes A continuación se presentan algunos conceptos importantes Sistemas de referencia World Geodetic System 1984 (WGS84): Sistema de referencia global que originalmente fue establecido para determinar las coordenadas de las órbitas de los satélites Doppler. Fue adoptado también para las órbitas de los satélites NAVSTAR GPS (broadcast ephemerides). IERS Terrestrial Reference System (ITRS): Sistema de referencia del Servicio Internacional de Rotación Terrestre (IERS) establecido para la determinación de la rotación de la Tierra en el sistema de referencia celeste (ICRS) por combinación de diferentes técnicas espaciales. Marcos de referencia IERS Terrestrial Reference Frame (ITRF): Materialización del ITRS por un número de estaciones en la superficie terrestre (apróximadamente 300) con coordenadas dadas para una época fija y sus variaciones en el tiempo (velocidades). Sirve para la determinación de las órbitas precisas de los satélites GPS por el Servicio GPS Internacional (IGS). Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS): Densificación del ITRF, inicialmente establecido para América del Sur por 58 estaciones en 1995 y extendido al Caribe, Norte y Centroamérica en 2000 (formalmente adoptado en febrero de 2001). Dátum geodésicos Preliminary South American Datum 1956 (PSAD56): Establecido por coordenadas astronómicas y desviaciones de la vertical observadas en La Canoa, Venezuela, referidas al elipsoide internacional (Hayford). Desviación del geocentro: X = -288 m, Y = 175 m, Z = -376 m. South American Datum 1969 (SAD69): Establecido por coordenadas astronómicas y desviaciones de la vertical observadas en Chua, Brasil, referidas al elipsoide internacional (Hayford). Desviaciones del geocentro: X = -57 m, Y = 1 m, Z = -41 m. North American Datum 1983 (NAD83): Establecido por ajuste común de observaciones clásicas (azimutes, direcciones, distancias), Doppler y lineas de base VLBI referidas al elipsoide del sistema geodésico 1980 (GRS80). Desviaciones del geocentro 2 m. http://es.wikipedia.org/wiki/Geodesia http://es.wikipedia.org/wiki/Navegaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Cartograf%C3%ADa http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_global_de_navegaci%C3%B3n_por_sat%C3%A9lite http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_global_de_navegaci%C3%B3n_por_sat%C3%A9lite http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra http://es.wikipedia.org/wiki/Esfera Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) 13 Instructor: CBOS-HI Roby Arturo Ellipse a f Airy 1830 6377563.396 299.3249646 Bessel 1841 6377397.155 299.1528128 Clarke 1866 6378206.4 294.9786982 Clarke 1880 6378249.145 293.465 Everest 1830 6377276.345 300.8017 Fischer 1960 (Mercury) 6378166 298.3 Fischer 1968 6378150 298.3 G R S 1967 6378160 298.247167427 G R S 1975 6378140 298.257 G R S 1980 6378137 298.257222101 Hough 1956 6378270 297.0 International 6378388 297.0 Krassovsky 1940 6378245 298.3 South American 1969 6378160 298.25 WGS 60 6378165 298.3 WGS 66 6378145 298.25 WGS 72 6378135 298.26 WGS 84 6378137 298.257223563 Principales elipsoides utilizados en Cartografía ¿Qué sistemas de referencia utilizan las cartas náuticas ecuatorianas? En el área continental, todas las cartas náuticas ecuatorianas están referidas al DATUM WGS-84; en Galápagos, la mayoría de cartas náuticas se encuentran el DATUM local PSAD 56, existiendo solo tres cartas referidas al WGS-84 que son la I.O.A 20310, I.O.A 20003 y la I.O.A 20214. Se debe tener en cuenta esta consideración pues estaríamos cometiendo un grave error si ploteamos coordenadas geográficas obtenidas del sistema GPS en una carta referida al DATUM PSAD 56. El sistema GPS utiliza como referencia el WGS-84. Datúm geodésico clásico: los puntos de coincidencia del elipsoide con el geoide están sobre la superficie terrestre o topográfica Datúm geodésico moderno: El centro de masas coincide con el centro del elipsoide. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 14 Capitulo 2. Proceso de elaboración de la carta náutica 2.1 Levantamiento Hidrográfico Definición de Hidrografía: Es una rama de las ciencias aplicadas que se ocupa de la medida y descripción de las características del mar y de las áreas costeras con el propósito primario de la navegación y el resto de los propósitos y actividades marinas, incluyendo actividades costa afuera, la investigación, la protección del ambiente, y servicios de predicción. (OHI Pub. S-32). Áreas de competencia Transporte Marítimo Administración de Zonas Costeras Exploración y Explotación de Recursos Marinos Protección y administración del Medio Ambiente Ciencias Marinas Defensa Marítima Delimitación marítima costera Turismo Definición de Levantamiento Hidrográfico: El levantamiento hidrográfico se ocupa de la configuración del fondo y de las áreas terrestres adyacentes a los océanos, lagos, ríos, puertos, y otras formaciones de agua en la Tierra. En sentido estricto, el levantamiento hidrográfico es definido simplemente como el levantamiento de un espacio acuático; sin embargo, usualmente puede incluir una variedad amplia de otros objetivos tales como mediciones de mareas, corriente, gravedad, magnetismo terrestre, y determinaciones de las propiedades físicas y químicas del agua. El objetivo principal de la mayoría de los levantamientos hidrográficos, es obtener datos batimétricos e información del fondo oceánico para la compilación de cartas náuticas con énfasis en las características que pueden afectar la seguridad de la navegación.Para realizar un levantamiento hidrográfico, se utilizan equipos de medición de profundidad, equipos de posicionamiento, sensor de movimiento, software especializados, observación de mareas, levantamientos geodésicos, entre otros. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 15 Entre los ámbitos de aplicación de la información obtenida por un levantamiento hidrográfico se encuentran: navegación marina, administración de la zona costera, la ingeniería, geología marina, estudios de medio ambiente, oceanografía, etc. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 16 2.2 Elaboración de la carta náutica Carta Náutica: Es un producto cartográfico destinado a satisfacer requerimientos de navegación marítima, mostrando profundidades de agua, tipo de fondo, elevaciones, configuración y características de la costa peligros y ayudas a la navegación. También denominada carta marina, carta hidrográfica o simplemente carta. (OHI Pub. S-32). Una carta náutica contiene información detallada y útil para la navegación marítima. El proceso de elaboración de una carta náutica, inicia con la recopilación de información de distintas fuentes: levantamientos hidrográficos, levantamientos geodésicos, topografía, información de ayudas a la navegación, información de mareas, información oceanográfica, entre otras. El trabajo de un cartógrafo náutico, consiste en recopilar el mayor numero de información, clasificarla y seleccionar la más idónea para ser utilizada en el proceso de elaboración de la carta náutica. Archivo de sondas total Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 17 2.3 Normas Internacionales La Organización Hidrográfica Internacional es una organización intergubernamental consultiva y técnica que se estableció en 1921 para apoyar la seguridad de la navegación y la protección del medio marino. La OHI ha publicado y mantenido actualizada una colección de Normas de Levantamientos Hidrográficos de la OHI, proporcionando a los Estados Miembros directrices sobre los criterios específicos que deberían observarse al dirigir levantamientos hidrográficos para diferentes aplicaciones Durante cerca de 80 años, la OHI ha trabajado con tesón para lograr la mayor normalización posible en las especificaciones, símbolos, estilo y formatos usados por las cartas náuticas y publicaciones afines, y así, hoy en día, los navegantes de todo el mundo pueden usar con confianza las cartas compiladas por cualquier otro miembro de la Organización. El objeto de la Organización es que se produzcan: La coordinación de las actividades de las oficinas hidrográficas nacionales La mayor uniformidad posible en cartas y documentos náuticos La adopción de métodos fiables y eficaces de ejecución y explotación de los levantamientos hidrográficos El desarrollo de las ciencias en el campo de la hidrografía y las técnicas empleadas en la oceanografía descriptiva Las cartas náuticas ecuatorianas son elaboradas bajo las normas emitidas por esta organización, lo que garantiza que cualquier usuario de cualquier parte del mundo pueda entender y utilizar eficientemente nuestras cartas náuticas, y a su vez, cualquier navegante ecuatoriano podría sin ningún inconveniente utilizar cartas náuticas extranjeras Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 18 2.4 Plan Cartográfico En nuestro país existen tres planes cartográficos: el Plan Cartográfico Continental, el Plan Cartográfico Insular y el Plan Cartográfico Amazónico Plan Cartográfico Insular Plan Cartográfico Continental Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 19 Capitulo 3. Información contenida en una carta náutica 3.1. Unidades Las unidades en una carta náutica serán las siguientes Parámetro unidades Profundidades Metros(m) y decímetros(dm) Alturas Metros(m) Dimensiones en la carta Milímetros(mm) Velocidad Nudos Kn Posiciones geográficas Grados/minutos/segundos Nivel de referencia para alturas Nivel medio del mar Nivel de referencia profundidad Bajamares de sicigia 3.2 La I.O.A. 1 La I.O.A. 1 contiene todos los símbolos, abreviaturas y términos usados en las cartas náuticas ecuatorianas, y está basada en las especificaciones internacionales emitidas por la OHI. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 20 3.3. Información Topográfica La información topográfica en una carta náutica, incluye toda la información terrestre, desde su la línea de costa, las características naturales (elevaciones, acantilados, etc.) y las características artificiales (Carreteras, puentes, muelles, edificios, etc.). En cualquier carta náutica referida al DATUM WGS-84, el área terrestre se represente en color amarillo. La información topográfica incluye curvas de nivel, símbolos de edificaciones urbanas las cuales incluyen, iglesias, hospitales, edificios principales, capitanía de puerto, etc. Las alturas en toda carta náutica están referidas al nivel medio del mar 3.4. Información Hidrográfica La información hidrográfica comprende las profundidades representadas en la carta, donde las sondas y veriles nos permiten determinar las variaciones de profundidad existentes. En toda carta náutica los veriles más comunes representados son: 0, 2, 5, 10, 20,30, 50, y 100 metros. Toda la batimetría de las cartas náuticas se encuentra referida al nivel de bajamares de sicigia, esto quiere decir que las profundidades representadas son las mínimas que se pueden encontrar en el área. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 21 3.5. Ayudas a la navegación Conocer el significado de las ayudas a la navegación simbolizadas en una carta náutica es de suma importancia para cualquier usuario. Esta simbología está acorde con las normativas IALA (Asociación Internacional de Autoridades de Faros). Referencias bibliográficas: http://www.cartesia.org/data/apuntes/cartografia/cartografia-utm.pdf http://www.cartesia.org/data/apuntes/cartografia/cartografia-geograficas-utm-datum.pdf www.iho-ohi.net/english/home/ http://www.faudi.unc.edu.ar/~topografia/Escala.PDF www.iala-aism.org/ Tipo de ayuda color Característica luz Descripción Lateral babor G: verde FL G(2) Luz de destello que se repite en grupo de dos destellos Lateral Estribor R: roja FL R(2) Luz de destello que se repite en grupo de dos destellos Cardinal norte BY: negro sobre amarillo Q/VQ Luz centellante Cardinal este BYB: negro con una banda amarilla Q/VQ (3) 5S Luz centellante mostrando tres destellos rápidos Cardinal sur YB: amarillo sobre negro Q/VQ (6) 10S Luz centellante mostrando seis destellos rápidos Cardinal oeste YBY: amarillo con banda negra Q/VQ (9) 10S Luz centellante mostrando siete destellos rápidos Peligro aislado BRB: negro con banda horizontal roja FL(2) Luz de destello que se repite en grupo de dos destellos Aguas navegables RW: franjas verticales rojas y blancas ISO Igual destello y ocultación Faros N/A FL (2) Luz de destello que se repite en grupo de dos destellos http://www.cartesia.org/data/apuntes/cartografia/cartografia-utm.pdf http://www.cartesia.org/data/apuntes/cartografia/cartografia-geograficas-utm-datum.pdf http://www.iho-ohi.net/english/home/http://www.faudi.unc.edu.ar/~topografia/Escala.PDF http://www.iala-aism.org/ Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 22 EJERCICIOS DE APLICACIÓN Ejercicios de aplicación del capítulo 1 1. ¿Cuál es el principal propósito de una carta náutica? 2. Completa las siguientes unidades de medida: 1 km equivale a………..metros (m) 1 Km equivale a………..centímetros (cm) 1 metro equivale a………centímetros (cm) 1metro equivale a …………milímetros(mm) 1 Milla náutica (M) equivale a…………metros (m) 1 Milla náutica (M) equivale a………….Km 3. Seleccione la respuesta correcta: Las cartas náuticas ecuatorianas son elaboradas por a) Instituto Geográfico Militar (IGM) b) Organización Hidrográfica Internacional (OHI) c) Instituto Oceanográfico de la Armada (INOCAR) 4. Seleccione la respuesta correcta: En todo producto cartográfico usted encontrará a) Escala numérica y escala gráfica b) Escala magnética y escala representativa c) Escala topográfica y escala de alturas 5. Determinar cuánto equivale en la realidad, 10 centímetros medido en las siguientes cartas náuticas: Carta Escala Metros kilómetros I.O.A 205 1: 100 000 I.O.A 2061 1: 30 000 I.O.A 20310 1: 7500 6. Seleccione la respuesta correcta: En una carta náutica o en cualquier producto cartográfico, escala 1: 10 000 significa que a) Un milímetro equivale a 100 metros b) Una unidad medida en la carta equivalen a 10 000 unidades en la realidad c) Un metro equivale a 10 000 mm 7. Seleccione la respuesta correcta: En la zona ecuatorial un minuto(‘) de longitud equivale aproximadamente a a) Un Kilometro b) 1852 metros c) 1000 yardas 8. Cuanto equivale un milímetro en una carta náutica a escala 1: 7500 9. A cuantos cm equivale un kilometro en una carta náutica 1: 20 000 10. Para determinar la latitud debo observar………………….(meridiano/paralelo) 11. Para determinar la longitud debo observar………………..(meridiano/paralelo) 12. La proyección Mercator me permite obtener posiciones en …. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 23 13. La proyección U.T.M. me permite obtener posiciones en…… 14. Responda Verdadero o Falso: Existe solo dos tipos de proyecciones cartográficas que son Mercator y U.T.M. 15. Que significa “Proyección conforme” 16. Complete: La proyección U.TM. divide a la Tierra en ……zonas 17. Galápagos se encuentra en las zonas U.TM. ____y_____ 18. Determinar (en la carta I.O.A 20310) que longitud de costa está cubierta por manglar. 19. Para poder transformar coordenadas geográficas a coordenadas U.T.M. es necesario utilizar: a) Una calculadora magnética b) Una calculadora logarítmica c) Una calculadora geodésica 20. Utilizando el Anexo 2 “Plano de Puerto Ayoraen proyección Mercator”(tambien puede utilizar la carta I.O.A 20310), calcule la longitud que posee el viejo muelle de pasajeros. Determinar la posición al inicio y al final del muelle y exprésela en coordenadas geográficas y UTM. 21. El municipio de Puerto Baquerizo M. desea construir un muelle de carga en el sector conocido como La Predial, el largo del muelle debe ser tal, que buques de 9 metros de calado puedan dejar su carga en el. ¿Qué largo debe tener el muelle aproximadamente?, expresar su posición final en coordenadas UTM y geográficas. Para este ejercicio debe utilizar la carta I.O.A. 20003 Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 24 22. La Estación Científica Charles Darwin organiza un triatlón por su fecha de aniversario; los competidores nadaran desde el nuevo muelle de pasajeros de Puerto Ayora en dirección a la boya cardinal sur, tocaran esta ayuda flotante y regresaran al muelle. Desde allí correrán en dirección al cementerio por la avenida Charles Darwin, regresaran por la misma avenida, seguirán por la avenida Baltra y en la segunda cuadra giraran a la izquierda en dirección la entrada de la laguna de las Ninfas. Iniciaran aquí etapa de ciclismo, por la misma ruta regresaran a la avenida Baltra, luego se dirigirán por la avenida Charles Darwin hasta la posición 90o 18’ 13.7’’ w, 00o 44’ 33.1’’ s; donde se encontrará una persona controlando a los competidores, luego regresaran por la misma ruta hasta la entrada de la laguna de las Ninfas; repetirán este recorrido de ciclismo 2 veces y terminarán en la avenida Charles Darwin a la altura de la iglesia. Utilizando el anexo 2 “Plano de Puerto Ayora” en proyección Mercator (tambien puede utilizar la carta I.O.A 20310), determine: a) La distancia que nadaran los competidores b) La distancia que correrán c) La distancia que recorrerán en la etapa de ciclismo d) La posición geográfica del lugar donde terminara la competencia y su correspondiente posición en U.TM. 23. Explique con sus palabras que entiende por WGS-84 y por PSAD-56 24. Para conocer la zona U.TM. de un lugar necesita conocer a) La latitud del lugar b) La longitud del lugar c) La variación magnética del lugar 25. A qué nivel de referencia se encuentran las alturas en una carta náutica y la información batimétrica. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 25 Ejercicios de aplicación del capítulo 2 26) Escriba que entiende por levantamiento hidrográfico 27) Describa el tipo de información que se recopila y se utiliza para elaborar cartas náuticas: por ejemplo información de ayudas a la navegación Observando la siguiente imagen determine: 28) En qué año fue recopilada la información batimétrica 29) A que año corresponde la información de línea de costa 30) Explique para que utilizo la información del párrafo AJUSTE DE DATUM 30) ¿La carta se encuentra en el mismo DATUM del sistema GPS? Si/no explique 31) Cuantos dígitos tendrá la numeración de esta carta 32) Que tipo de carta es 33) Cual es la escala y la proyección de la carta Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 26 Conteste 34) Las cartas náuticas son elaboradas bajo normas internacionales……..(IALA/OHI/INOCAR) 35) Cuantos dígitos poseen las cartas de Puerto 36) Cuantos dígitos posee una carta general 37) Cual posee mayor escala, la carta I.O.A 20 o la carta I.O.A 20003 38) Cuantos planes cartográficos existen en el país 39) Escriba el nombre de una carta de fondeadero 40) Escriba el nombre de una carta costera Ejercicios de aplicación del capítulo 3 Dibuje: 41) El símbolo de la capitanía de puerto 42) El símbolo de faro, hospital, cementerio 43) Una costa cubierta con manglar 44) Una costa arenosa (playa) Observando el siguiente gráfico indique 45) El color de la boya 46) El tipo de boya 47) El significado del término Fl 48) El significado del término 4s 49) A qué altura se encuentra el faro 50) El significado del término 7M 51) El significado del término Fl (2) Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 27 Ejercicios varios 52) Explique que es la variación magnética 53) Que instrumento nos indica el norte verdadero y que instrumento nos indica el norte magnético 54) Para resolver este ejercicio debe utilizar la carta I.O.A 2000: Un navegante que ejercía sus actividades al rededor de la isla San Cristóbal, reporta vía radio que el motor de su embarcación se encuentra averiado, sin un medio propio de propulsión la embarcación se encuentra a la deriva. El navegante (ex-alumno del curso “Principios básicos y prácticos de cartografía náutica”) informa la posición quemarca su GPS con el ajuste de DATUM correspondiente, estas son 89o 28’ 30’’ w, 00o 45’ 54’’ s. Luego de una hora vuelve a reportar su posición 89o 36’ 30’’ w, 00o 46’ 06’’ s. Por Dos horas pierden comunicación con el navegante, hasta que brevemente se restablece y reciben el último reporte de su posición 89o 44’ 15’’ w, 00o 58’ 12’’ s. Determine: -La distancia a la que se encuentra este navegante desde Puerto Baquerizo Moreno -La distancia total que ha recorrido la embarcación desde su primer reporte hasta su último reporte -El rumbo magnético que deben seguir para ir a auxiliarlo -El tiempo aproximado que le tomara a una embarcación de rescate llegar al sitio del último reporte si sale desde Puerto Baquerizo Moreno a una velocidad de 9 nudos. 55) Un biólogo de INOCAR desea realizar una caracterización oceanográfica de Bahía Academia, para ello debo instalar equipos oceanográficos (CTD, correntómetros, oligrafos, etc) en 4 puntos (estaciones) separados aproximadamente a 300 metros entre sí. La primera estación se realizara en la posición 90o 18’ 22.6’’ w, 00o 44’ 45’’ s (WGS-84). La estación 2 debe instalarse a 300 metros de la primera estación en dirección Sur. La tercera estación debe ubicarse al oeste de la estación 2 aproximadamente a 300 metros. La última estación debe ubicarse a 300 metros de la primera estación en dirección oeste. Determine -Las posiciones de las otras tres estaciones y transfórmelas a coordenadas UTM -La profundidad a la que podrán bajar los equipos sin tomar en cuenta la marea del día 30-11-10 -La profundidad a la que podrán bajar los equipos tomando en cuenta la marea del día 30-11-10 -A qué distancia se encuentra la estación 4 de la estación 2 -Cuál es la estación más próxima a la costa Para resolver este problema utilice el Anexo 2 “Plano de Puerto Ayora” en proyección Mercator (tambien puede utilizar la carta I.O.A 20310). Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 28 ANEXO A Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 29 Anexo B Señales de Balizamiento Marítimo IALA Región B 2.4.1. Marcas de babor 2.4.2. Marcas de estribor Color Verde Rojo Forma (boyas) Cilíndrica, de castillete o espeque Cónica de castillete o espeque Marca de tope (si tiene) Un cilindro verde Un cono rojo con el vértice hacia arriba Luz (si tiene) Color Verde Rojo Ritmo Cualquiera excepto el descrito en la sección 2.4.3. Cualquiera excepto el descrito en la sección 2.4.3. En el punto de bifurcación de un canal, siguiendo el sentido convencional del balizamiento, se puede indicar el canal principal mediante una marca lateral de babor o estribor modificada de la manera siguiente: 2.4.3.1. Canal principal a estribor 2.4.3.2 Canal principal a babor Color Verde con una banda ancha horizontal roja Rojo con una banda ancha horizontal verde Forma (boyas) Cilíndrica, de castillete o espeque Cónica de castillete o espeque Marca de tope (si tiene) Un cilindro verde Un cono rojo con el vértice hacia arriba Luz (si tiene) Color Verde Rojo Ritmo Grupos de 2 + 1 destello Grupos de 2 + 1 destello MARCAS CARDINALES El nombre de una marca cardinal indica que se ha de pasar por el cuadrante correspondiente a ese nombre. Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 30 Marca Cardinal Norte Marca Cardinal Este Marca de tope (a) Dos conos negros superpuestos con los vértices hacia arriba Dos conos negros superpuestos opuestos por sus bases . Color Negro sobre amarillo Negro con una ancha banda horizontal amarilla. Forma (boyas) De castillete o espeque De castillete o espeque Luz (si tiene) Color Blanca Blanco Ritmo Centelleante rápido continuo Rp o centelleante continuo Ct. Centelleante rápido de grupos de tres centelleos GpRp-(3) cada 5 segundos o centelleante de grupos de 3 centelleos GpCt- (3) cada 10 segundos Marca Cardinal Sur Marca Cardinal Oeste Marca de tope (a) Dos conos negros superpuestos con los vértices hacia abajo Dos conos negros superpuestos opuestos por sus vértices. Color Amarillo sobre Negro Amarillo con una ancha banda horizontal Negra Forma (boyas) De castillete o espeque De castillete o espeque Luz (si tiene) Color Blanca Blanco Ritmo Centelleante, rápido, de grupos de 6 centelleos GpRp ( 6 ) más un destello largo cada 10 segundos o centelleante de grupos de seis centelleos GpCt( 6 ) más un destello largo cada 15 segundos.. Centelleante rápido de grupos de nueve centelleos GpRp-(9) cada diez segundos o centelleante de grupos de 9 centelleos GpCt- (9) cada 15 segundos MARCAS DE PELIGRO AISLADO Una marca de peligro aislado es una marca colocada o fondeada sobre un peligro a cuyo alrededor las aguas son navegables. Marca de tope Dos esferas negras superpuestas Color Negro con una o varias anchas bandas horizontales rojas Forma (boyas) A elegir pero sin que pueda prestarse a confusión con las marcas laterales;, son preferibles las formas de castillete o espeque. Luz (si tiene) Color Blanco Ritmo Grupos de dos destellos GpD ( 2 ) MARCAS DE AGUAS NAVEGABLES Las marcas de aguas navegables sirven para indicar que las aguas son navegables alrededor de la marca; incluyen las marcas que definen los ejes de los canales y las marcas de centro de canal. Estas marcas pueden utilizarse también para indicar un punto de recalada, cuando éste no esté indicado por una marca lateral o cardinal Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 31 Color Franjas verticales rojas y blancas Forma (boyas) Esférica, también de castillete o espeque con una marca de tope esférica, Marca de tope Una esfera roja (si tiene) Luz (si tiene) Color Blanco Ritmo Isofase, de ocultaciones, un destello largo cada 10 segundos o la señal de Morse “ A “ MARCAS ESPECIALES Estas marcas no tienen por objeto principal ayudar a la navegación, sino indicar zonas o configuraciones especiales mencionadas en los documentos náuticos apropiados, por ejemplo: Marcas de un “Sistema de Adquisición de Datos Oceanográficos” (SADO). Marcas de separación de tráfico donde el balizamiento convencional del canal puede prestarse a confusión. Marcas indicadoras de vertederos. Marcas indicadoras de zonas de ejercicios militares. Marcas para indicar la presencia de cables o conductos submarinos. Marcas para indicar las zonas reservadas al recreo. Color Amarillo Forma (boyas) De libre elección, pero que no se preste a confusión con las marcas para ayuda a la navegación Marca de tope (si tiene) Un aspa amarilla Luz (si tiene) Color Amarillo Ritmo Cualquiera, excepto los mencionados en las secciones 3,4 ó 5. . Centro de Investigaciones Marinas Galápagos (CIMAG) Instructor: CBOS-HI Roby Arturo 32 R EG IO N ES D EL S IS TE M A D E B A LI ZA M IE N TO M A R ÍT IM O D E LA A IS M -I A LA
