EL CÁLCULO DE LA LONGITUD TERRESTRE
Teoría frente a realidad
El problema teórico de la longitud y la latitud es algo que está resuelto desde tiempos de la antigua Grecia. En el siglo III a. C., Eratóstenes ya propuso que la Tierra era esférica con un diámetro de 40.000 kilómetros y propuso un mapa en el que se dividía el mundo utilizando meridianos y paralelos.
Los meridianos se definieron como líneas que unían el polo norte y el polo sur y que servían para medir la longitud de cualquier punto de la superficie terrestre. Los paralelos, por su parte, se definieron como líneas perpendiculares a los meridianos que servían para medir la latitud de cualquier punto.
En el siglo II a. C., Hiparco de Nicea aportó la información necesaria para medir la latitud y la longitud. Para la latitud, el problema se solucionó fácilmente con una serie de herramientas para medir la altura del sol al mediodía, cuando está en su punto más alto, y una serie de tablas que definían la latitud en función del momento del año.
Por tanto, medir la latitud es algo simple que ya eran capaces de hacer los fenicios y los polinesios varios siglos antes de Cristo. Para cualquier navegante o maestro geógrafo, era sencillo saber en qué latitud se encontraba en cada momento, sin embargo, el gran problema era conocer la longitud, que impedía conocer el meridiano exacto en el que se situaba un punto concreto.
La longitud se mide de forma relativa. Hiparco ya sabía que el sol sale antes en las ciudades situadas más al este y amanece más tarde en las ciudades situadas al oeste. Si se toma una duración del día de 24 horas y los 360° en los que se divide la esfera terrestre, cada hora se corresponde con 15°de longitud de diferencia. Lo único que haría falta sería medir el tiempo, y este es el punto clave, la diferencia entre la teoría y la práctica, ya que la tecnología de la época no estaba a la altura e impedía aplicar la teoría definida perfectamente por Hiparco.
La longitud era algo prácticamente imposible de calcular con precisión si no se tenía a mano un instrumento de medición exacta del tiempo (que se invento siglos después) y que, además, funcionase de forma absoluta. Es decir, no calculando la hora solar de cada punto, sino una hora universal.
Por esta razón el cálculo de la longitud terrestre fue durante siglos un quebradero de cabeza que, desde el s. XVI hasta prácticamente el s. XIX, sólo supieron resolver los navegantes españoles utilizando otros medios, y que volvía locos a otras potencias ante su incapacidad para estimarlo.
Su cálculo exigía saber bastante de matemáticas, mucho de cosmografía, conocer trigonometría esférica e incluso física. España en esa época no era el país "fanático católico inepto en ciencias" que nos han hecho creer, durante ese periodo España era la primera potencia mundial en esas disciplinas.
Pero, ¿por qué era tan difícil?
La Tierra gira. Para saber tu longitud, necesitas comparar la hora de tu puerto de origen con la hora local (basada en el sol). Sin relojes precisos que aguantaran el balanceo del mar, calcular la distancia era pura adivinación... o casi.
¿Cómo sabes dónde estás en medio del océano si no hay señales? En el siglo XVI, navegar era fácil de norte a sur (latitud), pero saber tu posición este-oeste (longitud) era un auténtico quebradero de cabeza. Un error de cálculo podía significar morir de hambre, naufragar o terminar en un lugar distinto al esperado.
Mientras ingleses y franceses tenían muchos problemas en el Atlántico, los pilotos españoles de la Casa de Contratación de Sevilla demostraban una asombrosa precisión.
¿Su secreto? Una combinación de ciencias, matemáticas, astronomía puntera y una red de información y espionaje de datos geográficos sin precedentes.
Felipe II se tomó este asunto tan en serio que en 1567 ofreció una fortuna a quien resolviera el problema. Pero mientras llegaba la solución "mágica", España perfeccionó el método de las distancias lunares y la observación de eclipses.
Los españoles no solo miraban las estrellas, "mapeaban" el cielo. Gracias a las Tablas Alfonsíes (tablas astronómicas realizadas por iniciativa de Alfonso X el Sabio cuyo objetivo era proporcionar un esquema de uso práctico para calcular la posición del Sol, la Luna y los planetas de acuerdo con el sistema de Ptolomeo) y su posterior evolución, los cosmógrafos españoles tenían cálculos de la posición lunar mucho más precisos que sus vecinos europeos. Eso se consiguió con el desarrollo de unas matemáticas avanzadas y con mucha ciencia aplicada.
Los navegantes españoles lograban precisiones de minutos de arco, mientras que ingleses y holandeses cometían errores de grados (cientos de kilómetros). ¿Cómo? Gracias a un sistema de "Big Data" analógico: cada capitán debía anotar y entregar sus observaciones al volver a Sevilla, esos datos se anotaban y guardaban, siendo utilizados para confeccionar y corregir el Padrón general de la carta de marear (la carta maestra y oficial que representaba el mundo conocido, este documento se actualizaba continuamente con los nuevos descubrimientos de los pilotos) y los distintos mapas.
Mapamundi de Diogo Ribeiro. 1529. Biblioteca Apostólica Vaticana. Foto: FIne Art / Album
Este conocimiento era secreto de estado. La Corona española prohibía publicar mapas detallados. Las potencias rivales sabían que los españoles "conocían algo" que ellos no controlaban, pero no eran capaces de replicar la exactitud que demostraban los españoles en las rutas del Galeón de Manila o la Flota de Indias.
Pero no sólo las cartas de navegación les permitían calcular su posición con exactitud. Además aprendieron a observar la Estrella Polar y calcular pequeñísimas diferencias que les confirmaban la longitud. La forma y la salida y puesta de la luna también les daban otras medidas.
¿Cómo lograban esa precisión? No era magia, era trigonometría esférica. Mientras otros improvisaban, los españoles usaban la estrella Polar de forma magistral. Pero no solo para la latitud: observaban sus pequeñas oscilaciones (la "precesión" y el giro aparente) para ajustar el tiempo local.
El método de las distancias lunares era el "GPS" de la época. Medir el ángulo exacto entre la Luna y una estrella fija permitía consultar las efemérides y saber la hora en el meridiano de referencia (Sevilla o Cádiz).
Era un cálculo matemático impresionante que pocos dominaban fuera de España. Con estos métodos, que eran los únicos que sabían usar de modo combinado, los navegantes españoles conocían perfectamente donde estaban y eso nos permitió llegar antes a lugares recónditos del planeta y ganar algunas batallas navales simplemente haciendo encallar al enemigo.
En el XVIII, los jóvenes marinos Jorge Juan y Antonio de Ulloa llevaron este asunto al siguiente nivel. Partieron de Cádiz para unirse en Cartagena de Indias a una expedición de la Academia de Ciencias de París en una misión geodésica que pretendía medir el arco de un grado de meridiano a la altura del Ecuador.
Se trataba de conocer la figura de la Tierra, si era melón o sandía, una cuestión que había tomado un gran auge desde que Newton estableciera que el planeta era un elipsoide oblato y que acabó por convertirse en la polémica científica más importante de la Ilustración.
En esta extenuante expedición, entre 1735 y 1744, los marinos españoles junto con los académicos franceses demostraron que la Tierra estaba achatada por los polos. España no solo sabía dónde estaba, sino qué forma tenía el mundo.
El cronómetro
Sin embargo, desde un principio se sabia que para calcular la longitud, bastaba con un reloj preciso, un cronómetro: cada meridiano terrestre está separado exactamente 15 grados, es decir, una hora respecto a un meridiano de referencia (hoy en día, Greenwich). Era tan fácil como llevar un cronómetro a bordo y saber qué era a mediodía en Greenwich. Si te marcaba dos horas, significaba que estabas a 30 grados al oeste (o el este). Como la latitud sí sabia medirse midiendo el ángulo de la estrella polar con un astrolabio, de esa forma tenias ya las dos coordenadas.
¿Cuál era entonces el problema? Que no existía un reloj de cuerda en los siglos XVI, XVII y XVIII. Los relojes más precisos eran de agua, que en un barco en constante movimiento no sirven. Los de arena no son suficientemente precisos y los de péndulo tampoco funcionan en un barco. Sabían cómo hacerlo, pero en un buque era imposible, de ahí que España tuvo que desarrollar las matemáticas, la trigonometría esférica y los cálculos astronómicos más precisos del planeta para poder calcular la longitud.
La Casa de Contratación de Sevilla era la NASA de entonces, y todo era secreto de estado.
Durante casi 300 años, nadie logró la precisión de nuestros marinos. Pero a finales del siglo XVIII Inglaterra inventó el cronómetro. El primero era enorme, ocupaba una buena parte del barco. Pero era muy preciso.
Con anterioridad hubo múltiples científicos e inventores que durante siglos intentaron solucionar el problema de la longitud. Todas las potencias europeas se volcaron en este problema e intentaron mediante múltiples premios conseguir que alguien les diera esa ventaja competitiva para navegar de forma más eficaz los mares.
Finalmente, a mediados del siglo XVIII, John Harrison, un relojero inglés, consiguió encontrar el mecanismo. Con el objetivo de lograr el premio propuesto por el parlamento inglés en 1714, dedicó gran parte de su vida a crear un reloj preciso que le hiciera merecedor de las 10.000 libras que prometía el premio.
Su primer modelo, el H-1, que pesaba 34 kilos, fue el primer cronómetro marino de alta precisión, fue presentado en 1737. Gracias a él se ganó la atención del parlamento, aunque no el premio. Esto le permitió un acceso a más financiación, con lo que pudo diseñar más modelos, hasta que en 1760 presentó el H-4, el reloj que lo cambiaría todo.
Se probó por primera vez en un viaje de Inglaterra a Jamaica y, a lo largo de 81 días de viaje, el reloj únicamente se retrasó 5 segundos, lo cual supuso todo un éxito para la Royal Navy. Aun así, el escepticismo del parlamento y de muchos científicos de la época provocaron que John Harrison nunca recibiera oficialmente el premio, aunque gracias a la presión del rey Jorge III sí que logró que se le pagase parte del mismo, 8.750 libras de las 20.000 prometidas.
Luego se fue perfeccionando y reduciendo su escala hasta hacerlo del tamaño de un reloj de bolsillo, el H-5 y así toda la ventaja de España se esfumó.
A pesar de que el problema de la longitud ya había sido resuelto de forma práctica por John Harrison, el problema persistió en la navegación, ya que el acceso a ese tipo de relojes era muy caro y pocos navíos se lo podían permitir.
Es por esto que fue clave la posterior popularización del telégrafo a lo largo del siglo XIX. Esta nueva tecnología permitía comunicarse de punto a punto del planeta de forma instantánea, lo que facilitaba comparar la hora entre dos puntos y así determinar de forma eficaz la longitud sin necesidad de un reloj que se desplazase de un punto a otro.
La posterior invención de la radio, a comienzos de ese mismo siglo, solucionó también el problema de la longitud para todos los marinos, ya que permitía que se pudieran comunicar de forma instantánea con torres de control que ayudaban a determinar la posición del barco.
Todo ello no quita para que durante tres siglos nadie se pudo ni acercar, ni de cerca, al conocimiento de los marinos españoles, nadie tenia los conocimientos científicos suficientes para lograrlo y, por ello, los exploradores españoles pudieron continuar llegando durante siglos a los distintos rincones del mundo en América, en Asía, en África y en Oceanía, con una precisión matemática.
César J. Pollo - 2026 ©
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