Los Planos, la brjula, el GPS y la Orientacin

Introduccin Bsica

El PLANO Y LA BRJULA

Qu es la orientacin? A la hora de realizar una ruta, debers tener, adems de buena forma fsica- y en el caso de mountain bike, bici en buen estado- la informacin y documentacin sobre la zona en que se va a desarrollar o ir con un compaero que ya la conozca. En cualquier caso es aconsejable poseer un buen mapa de la zona y una brjula. Se pueden hacer bonitas rutas con solo seguir al compaero que la conoce, pero eso supone una limitacin a la aventura de abrir nuevos caminos o la de seguir itinerarios poco conocidos y frecuentados. En todo caso, se hace necesario el conocimiento de estos dos elementos bsicos en la orientacin. Pero, qu es la orientacin? Una respuesta simplista, pero fcil de entender, sera definirla como la forma de reconocer el espacio que nos rodea a partir de unos puntos ya conocidos que actan como referencias. La orientacin, vista de esta manera, consiste en conocer tres elementos: saber dnde nos encontramos; saber adnde vamos y conocidos los anteriores seleccionar la mejor ruta. Por supuesto, una vez determinada la ruta a seguir, continuamente hay que buscar y hacer un seguimiento de los puntos de referencia.

Cuando se habla de orientacin, de manera inmediata pensamos en el mapa y la brjula. Ambos medios nos permiten una gran precisin. El uso o no de estos instrumentos ya nos permite establecer una clasificacin de la orientacin como "artificial" o "natural" aunque tambin resulta til para nosotros saber que existen otros instrumentos creados por el hombre para orientarse: el astrolabio, el octante, el sextante, el GPS y otros.Conocer el uso de estos instrumentos no solo implica saber de sus caractersticas, tambin lo es la base fsica de su funcionamiento. As que a continuacin nos centraremos en la brjula y el mapa.

Qu es la brjula?Es una aguja imantada que responde al campo magntico de la tierra (Era conocida y utilizada por los chinos). Mide ngulos horizontales con respecto a la lnea magntica en que nos encontremos. Pero, qu es eso del magnetismo?

El magnetismo.El magnetismo es la manifestacin de fenmenos que se producen a nivel de la estructura atmica de los materiales y que estn vinculados a fenmenos elctricos. Cuando un conductor se mueve dentro de un campo magntico, surgen en l una corriente eclctica. De la misma forma que el magnetismo produce electricidad, se puede conseguir el proceso inverso. La tierra se manifiesta como un inmenso imn. Los polos magnticos casi coinciden con los geogrficos. De aqu que sea posible usar un pequeo imn permanente en forma de aguja, denominado brjula, que nos sirva para determinar la direccin del campo magntico terrestre. Sirve par hallar aproximadamente la direccin geogrfica norte-sur. As pues hay que tener en cuenta, en la utilizacin de una brjula y un mapa, la ligera diferencia que existe entre el norte que nos marca su aguja (norte magntico) y el norte que nos indica el mapa. Esto es lo que se conoce como variacin magntica y que deberemos tener presente para hacer los clculos exactos del rumbo

Los mapas son una representacin a escala de la superficie terrestre. Ponen a nuestra disposicin el espacio al que representan en dos dimensiones legibles gracias a una serie de signos convencionales y elementos grficos de uso universal. Por ejemplo, generalmente llamamos planos para designar a los de grandes escalas (1:100.000- 1:50.0000) y mapas a los de escalas menores (1:200.000).

Este extrao numerito es la escala del mapa, y nos informa de cual es la proporcin utilizada por el cartgrafo en la representacin de la realidad.

Esta relacin, entre el objeto real y su representacin en el mapa, se expresa como una fraccin en la que el numerador es el valor del elemento dibujado y el denominador el tamao que tiene ese elemento en la realidad. Cuanto ms pequeo sea este denominador, mas detallado ser el mapa. Si un mapa tiene una escala de 1:3000, un objeto que mida 1 cm. En el mapa, medir 3000 centmetros en la realidad.

La posibilidad de establecer los perfiles topogrficos de nuestras rutas o averiguar los porcentajes de las subidas es una de las posibilidades que podemos obtener del anlisis de las curvas de nivel. Los perfiles de rutas se realizan exagerando la escala vertical, ya que si utilizamos la escala del plano, el perfil aparecer muy atenuado; se recomienda que la escala de altitud sea el doble que la longitudinal. Las sendas de montaa, zigzaguean por las laderas para salvar de un modo cmodo los desniveles ms duros, aumentan la longitud de ascenso logrando que la pendiente sea asequible. La pendiente es por tanto la relacin entre la altura ascendida y la distancia recorrida en el ascenso expresndose en porcentajes (en ciclismo) o en grados sexagesimales (montaismo). Su clculo de ascenso es sencillo mediante una regla de tres. Imagina que en un kilmetro hemos subido 200 metros de desnivel (en un mapa 1:50.000). Si recorremos 1000 metros para ascender 200 metros recorriendo 100 metros, ascenderamos en X metros: X= 100 x 200/ 1000=20% Que nos indica que el tramo subido es bastante duro para recorrerlo en bicicleta.

El mapa ms usado tanto por senderistas como bikers, es el topogrfico a escala 1:50.000. En este sentido los mapas del Servicio Geogrfico del Ejrcito, y del Instituto Geogrfico Nacional son de esta escala. En Madrid los puedes encontrar en: Direcciones de IntersEl otro elemento bsico es la brjula. No es objeto de esta pgina describirla pero si veremos su uso en conjunto con el mapa.

EL USO DE LA BRJULA. ORIENTACIN DEL MAPA.DETERMINACIN DE UNA DIRECCINUna adecuada utilizacin e interpretacin del mapa puede hacer innecesaria la utilizacin de la brjula en tanto que esta por si sola tiene poca utilidad quedando limitado su uso a casos de visibilidad reducida, de noche, mal tiempo, nieblas, situaciones estas en que los puntos de referencia del horizonte no son visibles o en caso de navegacin martima simplemente no existen. Tales situaciones tambin suelen darse en los desiertos y zonas polares. La brjula es despus del mapa el instrumento ms importante para el orientador. Consta de dos partes fundamentales -ver imagen-: La Base (A). Hecha de material plstico, transparente lleva en sus bordes pequeas reglas o escalillas y en su interior la Flecha de Direccin. El Limbo (B). Va colocado sobre la base y puede rotar sobre si mismo. En su interior se encuentra la aguja imantada y la Flecha Norte. Otros elementos de la brjula son: (6) La Flecha de Direccin, (1) Reglas o escalillas; (4) Flecha Norte; (3)Aguja Imantada; (5) lnea Norte-Sur; (2)Limbo graduado; (7)Lnea de Direccin; (8)Lupa.

La brjula, se puede utilizar con y sin plano; en el primer caso nos servir para determinar el rumbo a seguir y mantenerlo. Con el plano, adems, podemos determinar nuestra posicin. Cmo se hace? Fcil, bastar con colocar la base de la brjula en paralelo con el borde del mapa y hacer coincidir esta posicin girando ambos hacia el Norte magntico y seguidamente descontar los grados del ngulo de declinacin indicados en el mapa. Ms claramente: se coloca uno de los bordes largos de la brjula sobre el mapa, mirando desde el punto de partida hasta el punto destino. Se gira el limbo de manera que las lneas de meridiano tengan la misma orientacin que las lneas de meridiano del mapa, coincidiendo la flecha del norte en el limbo con el norte en el mapa. La brjula se mantiene en la mano en posicin horizontal, y se gira hasta que la parte roja de la aguja magntica coincida con la flecha del norte en el limbo. En este momento el mapa est orientado, y nos ser muy fcil determinar la correspondencia entre lo representado en l y lo que se ofrece a nuestra vista. A continuacin buscaremos puntos de referencia en el horizonte y los localizamos en el mapa, con lo cual estaremos localizados. Esta es la pauta a seguir, lgicamente explicada de una manera muy bsica y el asunto no es siempre tan fcil; ni tan difcil como para no saber trazar un rumbo, calcular tiempos.... Resumiendo, para orientar el mapa se coloca la brjula encima, girndolo hasta que la aguja magntica, se sita paralela a las lneas N-S (meridianos). Una vez orientado, es mucho ms fcil compararlo con el terreno.

Para determinar una direccin con la brjula seguiremos unos pasos: A) Elegimos una ruta, por ejemplo, desde el punto de inicio hasta el punto final u otro intermedio. Colocamos uno de los cantos mas largos de la brjula uniendo los dos puntos (De donde nos encontremos a donde queremos ir). B) Con la base de la brjula apoyada sobre el mapa, giramos el limbo hasta que las lneas norte-sur de su interior sean paralelas a los meridianos norte-sur del mapa. Importante: La flecha norte del limbo debe quedar dirigida al norte del mapa. C) Se levanta la brjula del mapa y se mantiene en la mano, nivelada horizontalmente. Giramos sobre nosotros mismos hasta que el norte de la aguja magntica coincida con la flecha norte del limbo de la brjula. La direccin a seguir nos vendr dada por la flecha de direccin.

Siempre que tomes rumbos has de recordar: - Orienta correctamente la brjula sobre el mapa, con la flecha de direccin hacia el punto de destino. - Orienta la flecha del norte en el limbo hacia el norte del mapa.

COMO ENCONTRAR EL NORTE SIN LA BRJULAHemos de tener en cuenta que la orientacin por mtodos naturales es sumamente imprecisa. En la mayora de los casos, sirve nicamente para casos especficos, no tiene una prctica utilidad. Por ejemplo, siempre suele decirse que el sol sale por el Este y se pone por el Oeste. Pues esto no es siempre as ya que esto solamente ocurre dos das al ao, en los equinoccios de primavera y otoo (21 marzo, 23 septiembre). El resto de los das, a partir del equinoccio de primavera, se va desviando y segn se acerca el solsticio de verano (22 de junio) sale por el Nordeste y se pone por el Noroeste volviendo a "desviarse" hasta su posicin normal en el equinoccio de otoo. Este proceso se repite con el desvi hacia el Sudeste a partir de esta fecha. En cambio la orientacin del sol a medioda (punto de mxima verticalidad) es siempre hacia el sur con lo que ponindose de espaldas al sol nuestra sombra indica el Norte. Claro, en verano, puede ser problemtica su localizacin y adems debemos tener en cuenta que la hora oficial de nuestros relojes no suele estar ajustada con la solar.

LA LUNA. Cuando se encuentra en su fase creciente, con forma de "D", los cuernos apuntan al este. mientras que en el perodo menguante, con forma de "C", estos apuntan al oeste.

CON EL RELOJ. Fijar la hora solar y apuntar con la manecilla pequea hacia el sol. La bisectriz del ngulo que forman la manecilla pequea y las doce del reloj sita al sur.

LA ESTRELLA POLAR. Adems de ser la nica estrella fija del firmamento est situada marcando el norte geogrfico. Para localizarla hay que trazar una lnea imaginaria que sea cinco veces la longitud distante entre las dos ltimas estrellas de la Osa Mayor.

INDICIOS NATURALES. Los rboles y las rocas suelen tener musgo en su parte norte. Las hormigas abren las bocas de sus hormigueros mirando hacia el sur. Los crculos concntricos de los tocones de los rboles cortados estn ms juntos en la direccin sur. Al medioda, el Sol se encuentra inclinado en direccin Sur.

El GPS. LA BRUJULA DEL SIGLO XXIEl GPS, Global Positioning System- una compleja red de satlites operada por el departamento de defensa de los EEUU- y un sofisticado aparato porttil han hecho imposible perderse en casi cualquier circunstancia. El GPS nos ofrece nuestra situacin o la del punto al que queremos llegar en trminos de longitud y latitud, fcilmente localizables sobre el mapa. Las seales que lanza continuamente cada satlite son captadas por el receptor que el excursionista lleva consigo, y mediante UN COMPLEJO SISTEMA DE TRIANGULACIN y una sencilla operacin matemtica y geomtrica, ste nos ofrece con precisin nuestra localizacin al indicarnos las coordenadas geogrficas del punto en que nos encontramos. No obstante necesitaremos el mapa para situar dichas coordenadas. Con slo unos pocos aos de existencia, el GPS ha revolucionado el mundo de la navegacin, el del excursionismo, y en definitiva todas aquellas actividades que requieren el uso de mapas, brjulas, altmetros o sextantes: el esqu fuera de pista, el montaismo, bicicleta de mountain bike...etc. Este aparato es interconectable con otros sofisticados equipos. Por ejemplo un mapa digitalizado, una antena, un plotter...etc. En la montaa deberemos utilizarlo en la cima de las colinas, all siempre ser ms ntida la recepcin de datos que en el fondo de los valles. Imaginemos que deseamos seguir una ruta por la montaa. El GPS nos ofrece la opcin de ir grabando los puntos por dnde pasamos. a estos se les denomina waypoints. Si por ejemplo grabamos en el GPS la posicin que ocupamos en un refugio, nos facilitar enormemente la labor en el regreso pues nos guiara sin ningn peligro hasta ese punto. Una ruta larga puede descomponerse en todos los waypoints que necesitemos y que el GPS permita grabar. Hay GPS que permiten una precisin de 50 a 100 mts. y fijar una ruta con casi 200 puntos con lo que se puede saber en todo momento si nos estamos desviando de la ruta prefijada y hacia dnde lo hacemos. Un ejemplo:

De: XPuig

El sistema GPS (Global Position System) sirve para saber tu posicin en el globo terrqueo a travs de satlites. A m no me sirve de nada saber que estoy a x grados de latitud norte y x grados de longitud este, pero s que me sirve cuando me guarda una ruta que hago y luego la puedo volver a repetir. Yo utilizo el GPS para esto ltimo, pues cuando salgo con la bici a perderme por los caminos que no conozco, a veces me encuentro con alguna ruta que me gustara volver a repetir de nuevo, y si no voy con el GPS me encuentro que no recuerdo como. Yo coloco el GPS en el manillar con un anclaje parecido al de la luz, lo conecto y le digo que grabe la ruta. Cuando llego a casa conecto el GPS al ordenador (con un cable), y con un programa destinado a ello guardo la ruta que me he hecho en un fichero (esto lo hace automticamente un programa llamado OziExplorer). Si algn da quiero repetir esta ruta solo tengo que volver a conectar el GPS al ordenador y ponerme en el punto de inicio de la ruta, luego le digo al GPS que no grabe la ruta, sino que muestre la que est grabada y me ir sealando, como si fuera una brjula, por donde tengo que ir para seguir el camino.

Veamos, voy a tratar de ampliar el tema un poco ms. Para ello empleare un texto recogido en la pgina oficial del GPS en espaol

Como funciona el sistema GPS, en cinco pasos lgicosCopyright by Trimble Navigation Limited. All rights reserved. Traducido al espaol por Pedro Gutovnik Triangulacin. La base del GPS es la "triangulacin" desde los satlites Distancias. Para "triangular", el receptor de GPS mide distancias utilizando el tiempo de viaje de seales de radio.Tiempo. Para medir el tiempo de viaje de estas seales, el GPS necesita un control muy estricto del tiempo y lo logra con ciertos trucos. Posicin. Adems de la distancia, el GPS necesita conocer exactamente donde se encuentran los satlites en el espacio. Orbitas de mucha altura y cuidadoso monitoreo, le permiten hacerlo. Correccin. Finalmente el GPS debe corregir cualquier demora en el tiempo de viaje de la seal que esta pueda sufrir mientras atraviesa la atmsfera. Veamos alguno de estos puntos en detalle.

Paso 1: La Triangulacin desde los satlites Aunque pueda parecer improbable, la idea general detrs del GPS es utilizar los satlites en el espacio como puntos de referencia para ubicaciones aqu en la tierra. Esto se logra mediante una muy, pero muy exacta, medicin de nuestra distancia hacia al menos tres satlites, lo que nos permite "triangular" nuestra posicin en cualquier parte de la tierra. Olvidmonos por un instante sobre cmo mide nuestro GPS dicha distancia. Lo veremos luego. Consideremos primero como la medicin de esas distancias nos permite ubicarnos en cualquier punto de la tierra. La gran idea, Geomtricamente, es: Supongamos que medimos nuestra distancia al primer satlite y resulta ser de 11.000 millas (20.000 Km.) Sabiendo que estamos a 11.000 millas de un satlite determinado, no podemos por lo tanto estar en cualquier punto del universo sino que esto limita nuestra posicin a la superficie de una esfera que tiene como centro dicho satlite y cuyo radio es de 11.000 millas. A continuacin medimos nuestra distancia a un segundo satlite y descubrimos que estamos a 12.000 millas del mismo. Esto nos dice que no estamos solamente en la primera esfera, correspondiente al primer satlite, sino tambin sobre otra esfera que se encuentra a 12.000 millas del segundo satlite. En otras palabras, estamos en algn lugar de la circunferencia que resulta de la interseccin de las dos esferas. Si ahora medimos nuestra distancia a un tercer satlite y descubrimos que estamos a 13.000 millas del mismo, esto limita nuestra posicin an ms, a los dos puntos en los cuales la esfera de 13.000 millas corta la circunferencia que resulta de la interseccin de las dos primeras esferas. O sea, que midiendo nuestra distancia a tres satlites limitamos nuestro posicionamiento a solo dos puntos posibles. Para decidir cual de ellos es nuestra posicin verdadera, podramos efectuar una nueva medicin a un cuarto satlite. Pero normalmente uno de los dos puntos posibles resulta ser muy improbable por su ubicacin demasiado lejana de la superficie terrestre y puede ser descartado sin necesidad de mediciones posteriores. Una cuarta medicin, de todos modos es muy conveniente por otra razn que veremos mas adelante. Veamos ahora como el sistema mide las distancias a los satlites. -------------En Resumen: Triangulacin Nuestra posicin se calcula en base a la medicin de las distancias a los satlites Matemticamente se necesitan cuatro mediciones de distancia a los satlites para determinar la posicin exacta En la prctica se resuelve nuestra posicin con solo tres mediciones si podemos descartar respuestas ridculas o utilizamos ciertos trucos. Se requiere de todos modos una cuarta medicin por razones tcnicas que luego veremos. Paso 2: Midiendo las distancias a los satlites sabemos ahora que nuestra posicin se calcula a partir de la medicin de la distancia hasta por lo menos tres satlites. Pero, cmo podemos medir la distancia hacia algo que est flotando en algn lugar en el espacio?. Lo hacemos midiendo el tiempo que tarda una seal emitida por el satlite en llegar hasta nuestro receptor de GPS. La gran idea, matemticamente, es:Toda la idea bulle alrededor de aquellos problemas sobre la velocidad que resolvamos en la secundaria, Recordemos que "Si un auto viaja a 60 kilmetros por hora durante dos horas, qu distancia recorri? Velocidad (60 km/h) x Tiempo (2 horas) = Distancia (120 km) En el caso del GPS estamos midiendo una seal de radio, que sabemos que viaja a la velocidad de la luz, alrededor de 300.000 Km. por segundo. Nos queda el problema de medir el tiempo de viaje de la seal (Que, obviamente, viene muy rpido) Sincronicemos nuestros relojes El problema de la medicin de ese tiempo es complicado. Los tiempos son extremadamente cortos. Si el satlite estuviera justo sobre nuestras cabezas, a unos 20.000 Km. de altura, el tiempo total de viaje de la seal hacia nosotros sera de algo mas de 0.06 segundos. Estamos necesitando relojes muy precisos. Ya veremos como lo resolvemos. Pero, an admitiendo que tenemos relojes con la suficiente precisin, cmo medimos el tiempo de viaje de la seal? Supongamos que nuestro GPS, por un lado, y el satlite, por otro, generan una seal auditiva en el mismo instante exacto. Supongamos tambin que nosotros, parados al lado de nuestro receptor de GPS, podamos or ambas seales (Obviamente es imposible "or" esas seales porque el sonido no se propaga en el vaco). Oiramos dos versiones de la seal. Una de ellas inmediatamente, la generada por nuestro receptor GPS y la otra con cierto atraso, la proveniente del satlite, porque tuvo que recorrer alrededor de 20.000 Km. para llegar hasta nosotros. Podemos decir que ambas seales no estn sincronizadas. Si quisiramos saber cual es la magnitud de la demora de la seal proveniente del satlite podemos retardar la emisin de la seal de nuestro GPS hasta lograr la perfecta sincronizacin con la seal que viene del satlite. El tiempo de retardo necesario para sincronizar ambas seales es igual al tiempo de viaje de la seal proveniente del satlite. Supongamos que sea de 0.06 segundos. Conociendo este tiempo, lo multiplicamos por la velocidad de la luz y ya obtenemos la distancia hasta el satlite. Tiempo de retardo (0.06 seg.) x Vel. de la luz (300.000 km/seg) = Dist. (18.000 km)As es, bsicamente, como funciona el GPS. La seal emitida por nuestro GPS y por el satlite es algo llamado "Cdigo Pseudo Aleatorio" (Pseudo Random Code). La palabra "Aleatorio" significa algo generado por el azar. Un Cdigo Aleatorio? Este Cdigo Pseudo Aleatorio es una parte fundamental del GPS. Fsicamente solo se trata de una secuencia o cdigo digital muy complicado. O sea una seal que contiene una sucesin muy complicada de pulsos "on" y "off", como se pueden ver: =>Seguiremos en otro momento.....................