Historia
de la cartografía
Tal como contábamos
en números anteriores, la creciente navegación
comercial trajo acarreada la necesidad de una representación
fidedigna de la superficie terrestre, tanto más importante
cuanto mayores eran las relaciones y el comercio entre países
distantes. Los mapas terrestres y las cartas náuticas
se obtienen en su gran mayoría de “proyectar” alguna
porción de la superficie terrestre sobre un plano de papel,
o bien sobre alguna otra forma geométrica, seguido de
algún desarrollo posterior.
Se define como proyección a la figura que resulta de proyectar,
en una superficie determinada, todos y cada uno de los puntos
de una figura cualquiera. Muchas de las cartas marinas que se
utilizan en la actualidad se construyen proyectando la esfera
terrestre sobre un plano. Si para ello se toman en cuenta superficies
pequeñas (100 a 200 km2), la representación obtenida
puede considerarse perfecta, ya que prácticamente no existen
deformaciones propias de la curvatura terrestre. En el caso de
representaciones de grandes territorios, las deformaciones son
de consideración ya que el intentar desarrollar una esfera
sobre un plano, de forma tal que ambos coincidan exactamente,
se torna absolutamente imposible. Veamos algunas formas de resolverlo.Las
distintas proyecciones
Si bien las cartas náuticas o los mapas terrestres se
pueden clasificar de miles de maneras diferentes, la única
clasificación que interesa a nuestros fines es aquella
que se basa en la “forma” en que se obtiene la proyección,
y dentro de esta categoría podemos diferenciar a tres
grandes grupos:
• Proyecciones puras: son aquellas que surgen directamente de proyectar
la superficie terrestre sobre un plano o sobre una forma geométrica
que más tarde se desarrolla a fin de convertirla en un plano. Las
proyecciones puras se subdividen a su vez en tres grupos:
- Naturales o poliédricas.
- Perspectivas.
- Por desarrollo.
• Proyecciones modificadas: son proyecciones que se obtienen a partir
de modificar a alguna de las proyecciones puras con el objeto de mejorar
ciertas particularidades que se precise utilizar. En realidad son proyecciones
puras ligeramente modificadas.
• Proyecciones calculadas: las proyecciones calculadas están
basadas en formulaciones matemáticas precisas que relacionan los
puntos de la carta con los de la superficie terrestre a proyectar.
En la figura que Nº 1 podemos apreciar un resumen de las
proyecciones más utilizadas.
Proyecciones naturales o poliédricas
Las proyecciones naturales o poliédricas se utilizan mayormente
para representar una pequeña superficie de la esfera terrestre
y se caracterizan por reproducir muy bien el terreno comprendido
dentro de la misma. Se utilizan en realidad para efectuar levantamientos
topográficos más que para cartas náuticas,
y surgen de superponer la porción de la esfera terrestre
a representar a un plano tangente a su centro.
Proyecciones perspectivas
Este tipo de representaciones surgen de proyectar a la esfera
terrestre directamente sobre un plano, sin necesidad de posterior
desarrollo. Dentro de las proyecciones perspectivas podemos
encontrar cuatro variantes, que dependen exclusivamente del
punto de vista del observador:
• Proyecciones ortográficas: En las proyecciones ortográficas
el punto de vista del observador se encuentra por fuera de la esfera terrestre
y a una distancia infinita de la misma. Sirve básicamente para
mostrar la apariencia que tiene la tierra vista desde el espacio y no
se utiliza en navegación ya que no muestra áreas reales
por sufrir enormes distorsiones (Fig. 2).
• Proyecciones escenográficas: Similares a la anterior, en
este tipo de representación el punto de vista se ubica por fuera
de la esfera terrestre pero a una distancia determinada (Fig. 3).
• Proyecciones estereográficas: En la proyección estereográfica,
el punto de vista se encuentra sobre la esfera terrestre y en las antípodas
del plano de proyección (Fig. 4).
Según se sabe, las primeras proyecciones estereográficas
que se conocen pertenecen a Ptolomeo y se encuentran publicadas
en su célebre planisferio, aunque se supone que la idea
original se atribuye a Hiparco (200 a.C.).
En realidad, el primer mapa conocido que utiliza este tipo de
proyección pertenece a Johann Werner y representa a la
ciudad de Nuremberg. Dicho mapa data del 1514.
• Proyecciones gnomónicas: Surgen de ubicar al observador
en el centro mismo de la esfera (centrográfica). El desarrollo
de este tipo de proyección es atribuido a Thales de Mileto en el
año 500 a.C. y continúa utilizándose en la actualidad
para la navegación ortodrómica o por círculo máximo.
La ventaja de este tipo de proyección por sobre las demás
es que todos los círculos máximos se ven representados como
líneas rectas. Esto es fácilmente comprensible si pensamos
que cualquier círculo máximo contiene a la posición
del observador, ya que éste se encuentra ubicado en el centro de
la esfera (Fig 5).
Estereográficas y gnomónicas
De las proyecciones perspectivas las únicas utilizadas
en navegación son las estereográficas y las gnomónicas,
especialmente esta última ya que el uso de la estereográfica
se limita solamente a regiones polares.
Una consideración a tener en cuenta es que, dependiendo
de la posición del plano de proyección, estas representaciones
pueden ser de cuatro tipos:
Meridiana: Cuando el plano de proyección es tangente a
la esfera en el ecuador.
Ecuatorial: Cuando el plano de proyección coincide con
el del Ecuador.
Polar: Cuando el plano de proyección es tangente a alguno
de los polos.
Horizontal: Cuando el plano de proyección es tangente
a un punto cualquiera de la esfera terrestre.
De lo anterior se desprende que, dependiendo de las necesidades
particulares de cada navegación, las cartas a utilizar
puedan ser: gnomónica meridiana, gnomónica polar,
gnomónica horizontal, estereográfica meridiana,
estereográfica ecuatorial, estereográfica polar
y estereográfica horizontal.
Para zonas polares, si bien pueden utilizarse cartas con proyección
gnomónica horizontal, es más frecuente el uso de
gnomónicas polares. Las medidas de rumbos y distancias
en este tipo de cartas suelen verse facilitadas por la inclusión
de diagramas.
En la carta gnomónica meridiana, también conocida
como carta “Hilleret”, tanto el Ecuador como el meridiano
de tangencia son líneas rectas perpendiculares entre sí.
El resto de los meridianos serán rectas paralelas al meridiano
central, mientras que los paralelos resultarán hipérbolas
con su concavidad hacia los polos. En la proyección gnomónica
polar, llamada también “carta alemana”, los
meridianos serán radios del círculo que limita
la proyección, mientras que los paralelos se verán
representados como círculos concéntricos. La razón
de esto es que el plano de tangencia se encuentra en alguno de
los polos. La gnomónica horizontal, menos utilizada que
las anteriores, sirve para representar a la zona que rodea al
punto que se precisa proyectar, y sobre este punto se aplica
el plano de tangencia. En ésta, los meridianos aparecerán
como líneas inclinadas que convergen en alguno de los
polos, pudiendo quedar el punto de convergencia (polo) por fuera
de la carta. Aquí los paralelos se verán como trozos
de parábola. En la figura Nº 6 pueden apreciarse
con claridad las diferencias entre las tres variantes de proyecciones
gnomónicas.
Las cartas estereográficas de uso más frecuente
son las polares. Su característica principal es que todos
los paralelos son círculos que se van separando cada vez
más hacia el Ecuador, siendo este último el círculo
exterior de la carta (Fig. 7). Ésta es en realidad la
característica principal que distingue a la estereográfica
polar de la gnomónica polar, ya que en esta última
el ecuador no se encuentra representado. Esto se debe a que,
como vimos, el punto de vista de las gnomónicas se encuentra
en el centro del globo terráqueo, razón por la
cual el Ecuador se proyecta en el infinito.
Proyecciones por desarrollo
Las proyecciones por desarrollo surgen de utilizar un cono, o
bien un cilindro como planos de proyección, los que luego
deberán desarrollarse para obtener un plano. De ahí su
denominación. Según sea la figura geométrica
utilizada, las proyecciones por desarrollo se dividen en tres
grandes
• Proyecciones cónicas: Este tipo de proyección surge
a partir de hacer coincidir al eje de un cono con algún diámetro
de la esfera terrestre. Sobre la superficie de dicho cono se proyectan
todos los puntos del globo y posteriormente se desarrolla el mismo.
En caso de que el eje del cono coincida con el eje de los polos,
la proyección cónica resultante llevará el
nombre de “directa”. Aquí, los meridianos
se verán como líneas rectas que convergen en el
polo, mientras que los paralelos serán círculos
menores paralelos entre sí.
Si el eje del cono no coincide con el de los polos, la proyección
resultante se llamará “transversa”.
Las proyecciones cónicas son muy útiles ya que
dan lugar a numerosas variantes de proyecciones modificadas.
Entre ellas, la más importante es la “proyección
conforme de Lambert”. Esta última es muy usada tanto
en aviación como en el ejército, aunque casi no
se utilizan para navegación. La conforme de Lambert surge
de proyectar los distintos puntos del globo hacia un cono, que
es “secante” a la esfera en lugar de ser tangente
a la misma (fig. 8). La ventaja de este tipo de proyección
radica en que al penetrar algo el cono en la esfera se obtienen
dos paralelos de contacto, lo que redunda en una menor distorsión
de la zona proyectada.
La ventaja más importante de este tipo de proyecciones
radica en que la ortodrómica podría considerarse
casi una recta con un error despreciable. La desventaja fundamental
es que los rumbos loxodrómicos quedan representados por
líneas curvas, razón por la cual no se utilizan
en navegación. Las cartas policónicas se contruyen
a partir de superponer varias proyecciones cónicas puras,
aunque difícilmente sean utilizadas con fines náuticos.
Dentro del grupo de las proyecciones por desarrollo podemos encontrar
a las cilíndricas puras. Esta forma de representación,
si bien en sí misma no sirve para la construcción
de cartas náuticas, es la base fundamental de la proyección
mercatoriana, la más utilizada en navegación. Y
este será el tema de la próxima entrega.
dfernandez@eand.com.ar