O problema da LATITUDE A ideia da esfericidade da Terra não foi muito difícil de aceitar. A projecção das sombras da Terra na Lua durante os eclipses parciais e a forma da Lua e do Sol, eram os sinais com que a Natureza argumentava contra aqueles mundos planos cheios de precipícios para os infernos. Os gregos já aceitavam a esféricidade da Terra e o geógrafo Eratóstenes, que dirigia então a célebre biblioteca de Alexandria, foi o primeiro a calcular o perímetro do nosso planeta e com um erro bem inferior a Cristóvão Colombo 2.000 anos antes deste. A partir da sombra de um obelisco em Alexandria calculou que, ao meio-dia do dia do solstício de Verão, o Sol distava do zénite 1/50 da circunferência. Sabia também que em Siena no Alto-Egipto (hoje em dia Assuão), e naquele dia, o sol não projectava qualquer sombra nos fundos dos poços ao meio-dia. Como as duas cidades estavam aproximadamente no mesmo meridiano, concluiu assim que o comprimento deste seria 50 vezes a distância entre elas, distância esta já conhecida. Com os meios técnicos de então a precisão foi espantosa. Um erro apenas de 24 em 40.000 Km! Esquema de Eratóstenes para cálculo do meridiano Foi talvez a primeira noção de latitude, ainda que não angular. Hiparco, um matemático grego e um grande astrónomo, a quem se atribui a criação da Trigonometria, passou a medir a latitude de 0 a 90 graus a partir do Equador e especificou lugares na terra usando coordenadas do tipo latitude / longitude. Atribui-se também a Hiparco a criação do astrolábio, com o qual se mediam alturas, instrumento que os portugueses simplificaram e adaptaram para o uso náutico. Ao longo dos tempos outros instrumentos náuticos para tomar alturas foram aparecendo, como o quadrante, a balestilha e finalmente o sextante, cuja precisão de leitura foi sendo melhorada até ao segundo de arco. Tomando altura de um astro Não se pode propriamente falar do problema de latitude à semelhança do da longitude, já que o método de determiná-la era conhecido desde a antiguidade e não oferecia grandes problemas. Quando não se avistava terra, as navegações oceânicas obrigavam ao conhecimento da posição, e como não havia pontos de referência, foram os astros a servirem esse propósito. O primeiro terá sido a estrela Polar, pela qual os portugueses no séc.XV tomavam a altura quando saíam e comparavam dias depois transformando a diferença da medida do arco em léguas navegadas. No início um grau equivalia a 16 léguas e 2/3 acertando-se no final do séc.XV para 17,5 léguas por grau. Este método obrigava a que a tomada da altura fosse feita num determinado momento. O nocturlábio ou roda polar foi o instrumento usado para se saber as horas e também fazer as necessárias correcções na leitura, já que no séc.XV a estrela Polar não estava directamente sobre o pólo e fazia um raio de 3,5º com este. Devido ao fenómeno de precessão dos equinócios, este astro encontrava-se num movimento de aproximação do pólo e um século depois o raio era já bem inferior a 3º. As tabelas tinham de ser sucessivamente corrigidas ao longo dos tempos. Este tipo de navegação era conhecido por Regimento do Norte e foi um grande avanço na navegação astronómica. À medida que a navegação se aproximava do equador a estrela polar ia desaparecendo sendo a alternativa encontrar outra estrela com propriedades semelhantes. No hemisfério Austral uma estrela, Crucis ou Pé do Cruzeiro, foi usada para o cálculo da latitude, mas a distância daquela relativamente ao pólo não terá permitido cálculos muito rigorosos. Chegou-se também a fazer um regimento daquela estrela, mas o cálculo a partir daquela não era muito do agrado da maioria dos pilotos portugueses. O uso da meridiana, tomada da altura do Sol quando este passa no meridiano do observador, foi o método mais apreciado e fácil qualquer que fosse o hemisfério. As regras eram simples e já havia tabelas com a declinação para todos os dias do ano. Este método era conhecido pelo Regimento do Sol. As cartas náuticas, até então pouco ou nada precisas, passam a partir de agora a ter um maior rigor graças a uma latitude observada. latitude A latitude é o arco do meridiano que passa no lugar desde o equador até ao paralelo do lugar. Contase de 0º a 90º a partir do Equador e é Norte ou Sul conforme o hemisfério terrestre onde se encontra o lugar. Nos cálculos a latitude toma valor positivo a Norte e negativo a Sul. Para obtermos a latitude de um lugar temos de tomar a altura do astro (normalmente o Sol ao meio-dia solar, também chamada de meridiana) e em conjunto com as tabelas náuticas, onde obtemos a declinação do astro naquele dia, fazemos os cálculos necessários. Um meridiano é um círculo máximo que passa por ambos os pólos. Os paralelos, que devem o seu nome ao facto de serem círculos paralelos ao Equador, marcam as latitudes. O problema da LONGITUDE O primeiro a propor o uso de duas coordenadas para definir um lugar no globo foi Hiparco na Antiguidade: a latitude, um lugar num meridiano (círculo máximo que passa pelos pólos), e a longitude, um lugar num paralelo (círculo paralelo ao Equador). O cálculo da latitude era relativamente fácil e conhecido e era obtido com um astrolábio. Por sua vez a longitude oferecia mais problemas e nunca foi correctamente calculada até ao séc.XVIII, mesmo que teóricamente se soubesse como fazê-lo. A ciência é que ainda não tinha produzido instrumentos suficientemente precisos e a matemática ainda não tinha podido fornecer tabelas rigorosas. Em termos de orientação em terra não havia grandes problemas já que os pontos de referência se mantinham fixos. No mar, onde não existem quaisquer referências a não ser os astros, e estes ainda por cima móveis, é que se punham dificuldades na orientação. Quando no séc.XV os portugueses se lançaram pelo Atlântico, deu-se início a uma nova era nas viagens marítimas que obrigaram a alterar o tipo de navegação até então efectuado. Passou-se de uma navegação típicamente costeira para uma navegação puramente oceânica. No Mediterrâneo, apesar de algumas viagens serem feitas sem a costa à vista, a navegação era feita num espaço relativamente fechado e com muitas ilhas com base em cartas de rumos, onde os astros serviam apenas como companhia aos pilotos, ou para estes se guiarem nos rumos. A verdadeira navegação astronómica começa sim com a exploração dos oceanos e a leitura nos astros das posições dos navios. Não foram só os portugueses os percursores deste tipo de navegação, que continua nos nossos dias, já que pela mesma altura os chineses exploravam com métodos similares o mar do Japão e a costa chinesa até Mombaça, na costa oriental africana pela mão de Zheng He. Para uma obtenção de uma latitude mais rigorosa e menos complicada no mar, houve que aperfeiçoar e adaptar alguns métodos e instrumentos, já mais ou menos conhecidos. A procura da longitude, no entanto, foi uma aventura que durou cerca de trezentos anos com inúmeras tentativas de solução, revelando uma imaginação muito fértil e variada nas soluções apresentadas. Na época o único método usado para a obtenção da longitude era a estima, o que por vezes originava erros por demais grosseiros. Graças à sua experiencia alguns pilotos obtinham resultados satisfatórios mas sempre sujeitos a dúvidas. A estima era resultante do rumo que o navio levava, da velocidade, o que era feita literalmente "a olho" e do tempo percorrido com o uso de ampulhetas. Contava portanto, e muito, a experiência dos pilotos. Como se vê nunca se poderiam obter resultados credíveis e o primeiro caso concreto passou-se logo em 1494 quando os dois reis ibéricos assinaram o Tratado de Tordesilhas que dividia o globo em duas zonas de influência. Uma castelhana e outra portuguesa, delimitadas por um meridiano que passava a 370 léguas a oeste de Cabo Verde. Esse meridiano "movia-se" consoante os interesses e resultou mais tarde em alguns problemas quanto à posse das Molucas e parte do Brasil. A cartografia por sua vez, se tinha melhorado, era apenas quanto à latitude, pois a longitude era grosseiramente obtida. Este problema tornou-se assunto de estado para vários países envolvidos na exploração dos mares e vários monarcas europeus ofereceram recompensas pela descoberta de um método simples e eficaz para obter a longitude no mar. Em 1598 Filipe III de Espanha ofereceu 10.000 ducados como prémio. Entre os que concorreram contase Galileu que propunha em 1610 a medição do tempo a partir das observações das luas de Júpiter. A correspondência de alguns anos com a corte espanhola não convenceram o rei. Os holandeses também instituem um prémio em 1636 e levam Galileu mais a sério, só que entretanto este é impedido de ser contactado pela Inquisição e ao fim de alguns anos acaba por morrer. A solução passava de facto pela conservação do tempo do meridiano referêncial durante a viagem, mas todos reconheciam que com os tipos de relógios então existentes não era possível a precisão necessária. Em 1514 Johann Werner apresenta o método das distâncias lunares e apesar de teóricamente correcto a técnica de então era ainda insuficiente. Pela mesma altura João de Lisboa imagina um processo de determinar a longitude pela variação da declinação magnética, partindo do princípio de que existia uma proporcionalidade linear entre elas. D.João de Castro provou em 1538 a impossibilidade desta teoria. Variados e elaborados métodos para a determinação da longitude foram sendo apresentados ao longo dos anos. Apoiavam-se na observação de eclipses solares, lunares, dos satélites de Jupiter, da ocultação de astros pela Lua, de relógios e até explosão de bombas! Esta última solução, de M.Whiston e Ditton, propunha a instalação de morteiros ao longo da costa e ilhas que disparariam a horas certas e regulares. Assim os navegadores saberiam as horas em terra que comparadas com as do navio daria a diferença de longitudes entre dois lugares!! Em França era criada em 1666 a Academie Royale des Sciences com o objectivo de reunir os melhores cientistas da época e, claro, empenhada na resolução práctica do problema da longitude. Um prémio instituido por Luis XIV de 100.000 florins era o aliciante para essa descoberta. Os franceses acreditavam num relógio para medir a diferença de tempo entre o meridiano do lugar e um referêncial, e para isso criaram em 1667 o Meridiano de Paris, que passava no Observatório de Faubourg em St.Jacques. Porém o uso do pêndulo nos relógios de bordo não dava a precisão para um cálculo no mar. Anteriormente a ampulheta também foi o obstáculo no cálculo, pois a sua precisão não dava qualquer confiança. Só para ter uma noção de erro lembramos que um erro de 4 segundos origina uma diferença de 1 milha náutica! Em 1707, em resultado de uma catástrofe em que uma esquadra inglesa e o seu conceituado almirante se perderam nas rochas das ilhas Scilly, o parlamento inglês criou em 1714 a Board of Longitude com o fim específico de resolver o problema. Perder uma esquadra no apogeu da navegação inglesa por acidente e não por acção inimiga foi humilhante. Por sua vez um prémio de 20.000 libras era a recompensa oferecida. Não faltaram candidatos, entre os quais se incluiam Newton que propunha o método lunar, e em 1735 John Harrison apresenta o primeiro protótipo de um cronómetro marítimo acabando mais tarde por ganhar o prémio. Apesar de tudo e devido à falta de confiança no instrumento e ao seu preço, somente quando o sinal horário começou a ser emitido por rádio é que o uso do cronómetro se generalizou. Até lá usou-se o método lunar para a obtenção do tempo e cada país usava o seu meridiano de referência para a obtenção do lugar. Portugal o meridiano de Lisboa, que passava pelo Real Observatório da Marinha, Espanha o de Cádiz, França o de Paris e os ingleses o de Greenwich desde 1767, data em que Nevil Maskelyne começou a editar tabelas náuticas. Isto obrigava a que cada país fizesse tabelas diferentes em função do meridiano escolhido. Observatório Observatório Astronómico Astronómico de Lisboa de Paris Observatório de Greenwich Em 1884, na Conferência Internacional do Meridiano em Washington, vinte e seis países concordaram em usar o meridiano que passa por Greenwich como referêncial. Apenas os franceses não o reconheceram e continuaram a usar o de Paris até 1911, ano em que decidiram, ainda que com algumas reservas, usar finalmente o de Greenwich. longitude Os círculos que marcam a longitude são os meridianos, círculos máximos e perpendiculares ao Equador que passam pelos pólos. Paralelos são círculos paralelos ao Equador, que marcam as latitudes. A longitude é o arco do paralelo qua passa no lugar desde o meridiano de referência até ao meridiano do lugar. Conta-se de 0º a 180º a partir do meridiano de Greenwich e é Oeste ou Este conforme o lugar se encontre respectivamente à esquerda ou à direita deste meridiano. Nos cálculos a longitude toma valor positivo a Este e negativo a Oeste. Para obtermos a longitude de um lugar temos usar um cronómetro com a hora do meridiano de referência. Tomando o instante em que o Sol passa no meridiano de lugar (meio-dia solar), calcula-se a diferença para a mesma passagem que ocorreu em Greenwich. Converte-se a diferença temporal em arco e obtém-se a longitude: Ex: Segundo as tabelas náuticas deu-se, num determinado dia, a passagem da meridiana em Greenwich às 12:03:42 (é necessário consultar a equação do tempo no almanaque). Tomou-se a hora da meridiana no lugar às 12:51:05 A seguinte fórmula dá-nos a longitude a partir da diferença das horas: l = TU - h onde TU é o Tempo Universal (hora de Greenwich), h a hora da passagem meridiana no local e l a longitude em tempo. Assim a diferença é de -00:47:23. Para converter em graus basta lembrar que a 360º correspondem 24 horas (15 graus equivalem a uma hora, 15 minutos de arco a 1 minuto tempo e cada segundo tempo a 15 segundos de Assim temos que a nossa longitude é W 011º45'6'', Oeste porque a diferença é negativa. arco). UNIDADES DE MEDIDA Unidades de medida que se usam ou usaram na marinha e não só. Umas estão fortemente implantadas como o nó e a milha marítima. De outras ainda nos lembramos do uso delas até há bem pouco tempo. Será interessante notar que por vezes, não poucas, as equivalências entre unidades com o mesmo nome não eram iguais, tanto ao longo dos tempos, como até na mesma época e região. Adivinhe-se então a dificuldade de alguns investigadores na interpretação correcta de algumas medidas antigas. Para alguma das unidades mais usadas em navegação pode usar um programa de conversão. Unidade Almude Designação Antiga medida de capacidade (cereais e líquidos) que levava 12 canadas ou 48 quartilhos equivalente a cerca de 16,8 litros. No sistema métrico decimal corresponde a 25 litros. Alqueire Antiga medida muito utilizada com cereais. Tem a particularidade de poder ser usada como medida de capacidade, peso e superfície. Dependendo da região pode equivaler de 10 a 14 litros de cereais, (mais comummente a 13 litros) ou entre 11 e 15 Kg. Quando usada com líquidos equivale a cerca de meio almude ou 6 canadas. Também é uma medida agrária que se originou na quantidade de terreno que se pode cobrir com um alqueire de semeadura, apróximadamente 100 braças (de 2,20) ou 15.625 palmos quadrados (cerce de 4,48 ha). Amarra Unidade de comprimento equivalente a um décimo de milha. Também pode ter um comprimento de 120 braças usando-se ainda hoje no mar para se indicar distâncias. Em meados do século XIX equivalia a 100 braças. Arrátel Antiga medida de peso que tinha 16 onças. Era 1/32 da arroba e 1/128 do quintal. Correspondia a 459 gramas. Na Índia em certas mercadorias o arrátel era de 14 onças. Arroba Uma arroba correspondia a 32 arráteis e era 1/4 do quintal. Correspondia a 14.688 kg. Na Índia em certas mercadorias era empregada a arroba de 28 arráteis. Bar ou unidade de peso que foi usada no Oriente. Variava muito de região para região Bahar consoante a mercadoria. No Oriente na pesagem de especiarias pelo Estado valia 4 quintais de 4 arrobas. Na compra de sândalo em Timor equivalia a 6 picos e com outras mercadorias podia valer 3 picos. Bota Antiga medida de capacidade usada no Mediterrâneo com valores variáveis entre 450 e 750 l. Havia por vezes a equivalência de 1 tonel com 2 botas. Braça Antiga medida de comprimento. Era sobretudo usada no comprimento das amarras e das linhas de prumo. A braça marítima entre nós tinha 8 palmos, cerca de 1,76 m. A que hoje ainda se usa tem duas jardas, ou seja cerca de 1,83 m. Cabo Um décimo da milha, cerca de 185 m. Canada Antiga medida de capacidade que era 1/12 do almude. (1,4 l). Candil Antiga medida de peso indo-portuguesa equivalente a 3 quintais e 3 arrobas de 32 arráteis. Como cada quintal tinha 4 arrobas, o candil perfazia 15 arrobas ou 480 arráteis, cerca de 200 kg. Por vezes equivalia ao Bahar. Cantare Unidade antiga de peso equivalente a cerca de 47,65 kg. Cate Unidade antiga de peso na Ásia de valor incerto que se julga estar entre 0,3 e 3 kg. Existe quem pense em cerca de 373 ou 625 gr. É equivalente a 20 taeis. Celamim Antiga medida de capacidade, usada com cereais, correspondente a 1/16 do alqueire. Chang Antiga medida chinesa correspondente a cerca de 10.167 pés ou 3.100 metros. Chi Antiga medida linear chinesa correspondente a 33,33 cm . Conderim Unidade antiga de peso na Ásia de valor entre 0,05 gr e 0,5 gr. Corda Medida de comprimento usada nas armações de atum. Corresponde a 21 ou 22 braças. Côvado Medida de comprimento usada na construção naval que equivalia a cerca de 0,68 m. O Côvado das Ribeiras da Índia, medida ali usada, correspondia a 1/3 do rumo ou a dois palmos de goa. O côvado real era o nome que também davam à goa. A expressão proveio de se dizer que fora aquela a medida usada na Arca de Noé. Cun Antiga medida chinesa correspondente a equivalente a 3,33 cm Dedo Antiga medida de comprimento que correspondia a 2/3 da polegada (16,5 mm). Considerava-se a largura do dedo com a mão espalmada. Fen Antiga medida chinesa equivalente a 0,1 cm. Gen Antiga medida chinesa usada em navegação equivalente a 30 Km. Galão Medida de capacidade. O galão imperial ou galão inglês corresponde a 4,55 litros enquanto que o galão americano a 3,78 litros. Goa O nome desta antiga medida usada na construção naval nada tem a haver com Goa da Índia Portuguesa. É um aportuguesamento da palavra francêsa goue, uma medida usada em França na construção das galés. Equivalia a três palmos de goa, cerca de 0,75 cm. Isba Unidade angular equivalente a 1º37' usada pelos pilotos árabes no Índico na avaliaçao das latitudes. Media-se pondo o dedo na horizontal com o braço esticado. Isba em árabe significa dedo. Também correspondia a uma polegada. Jarda Usada entre nós equivalia a três pés, cerca de 91 cm. Jarra Medida de capacidade equivalente a cerca de 45 litros. Jau Na Índia era uma medida de itenerário equivalente a cerca de 3 ou 4,5 léguas. Jiao Antiga medida angular chinesa que era 1/4 de Zhi. Légua Medida de comprimento que entre nós correspondia apróximadamente a 3,2 milhas ou marítima 5,9 Km. Li Medida chinesa correspondente a 0,5 Km . Libra Medida de peso inglesa equivalente a cerca de 454 gramas. Linha Medida de comprimento que correspondia a 1/12 polegada. Mão Antiga medida de peso que era usada na Índia. No início do séc.XVII equivalia a 24 arráteis. Como medida de capacidade, também na Índia, correspondia a cerca de 12 canadas, podendo no entanto variar de local para local. Mão Antiga medida de comprimento que correspondia a cerca de 0,45 do palmo comum, travessa cerca de 10 cm. Maz Unidade antiga de peso na Ásia equivalente a 20 conderins. Teria o peso equivalente a 1,166 gr. Milha Valor médio do comprimento de um minuto de arco de um meridiano. Equivale a 1852 marítima metros. Miliare Unidade de peso usado em Veneza. O miliare grosso (séc.XIII) tinha cerca de 477 kg e miliare subtil (séc.XIV) 301 kg. Moio medida de capacidade correspondente a 60 alqueires. Nó Medida de velocidade equivalente a uma milha marítima por hora. 10 nós correspondem a 18,5 Km/h. Onça Antiga medida de peso equivalente 1/16, ou em certos casos, 1/14 do arrátel. Era aproximadamente 28,7 gramas. Onça Medida inglesa equivalente a 0.0296 litros. líquida Palmo Muito usado em Portugal. O palmo comum ou palmo craveiro media 22 cm. Era também conhecido por palmo ordinário, palmo redondo, palmo de vara ou ainda por palmo singelo. O palmo de covado tinha 34/33 do palmo comum, ou seja cerca de 22,6 cm. Palmo geométrico correspondia à largura de quatro dedos atravessados sendo cada dedo igual a 4 grãos de cevada. O palmo de goa era igual ao palmo craveiro mais o comprimento do polegar até à primeira articulação e tinha 24,5 cm. Correspondia a um terço de uma goa. O palmo da Junta do Comércio era empregado no cálculo da tonelagem das embarcações e equivalia a 2/3 do pé inglês ou 0,927 do palmo craveiro. Passo Medida de comprimento múltipla do pé. O passo singelo podia ter 2, 2,5 e 3 pés consoante o uso. O passo dobrado era o dobro do singelo. O passo geométrico tinha 5 pés e era usado pelos geógrafos. Pé Medida linear inglesa usada nos meios marítimos ainda hoje em uso. Tem 12 polegadas e equivale aproximadamente a 30,5 cm. Pico ou Antigo peso da China, e adoptado em Timor, que correspondia a 100 cates. Teria o Picul valor aproximado de 61,5 kg. Um pico da China equivalia a 100 arráteis de 20 onças cada. Pipa Medida de capacidade de carga equivalente a meio tonel. Polegada Medida de comprimento que corresponde a 2,54 cm. Quarta Uma das 32 partes em que a rosa-dos-ventos está dividida. Corresponde a 11º15'. Quartelada Pedaço de amarra com 15 braças de comprimento. Uma amarra normal é formada por 8 quarteladas (120 braças). Quartilho Antiga medida de capacidade que levava 1/4 de canada cerca de 0,35 l. No séc.XVI três quartilhos era a ração diária de vinho. Quintal Antiga medida de peso que correspondia aproximadamente a 60 kg. O quintal de peso grande ou ordinário tinha 4 arrobas de 32 arráteis e 16 onças por arrátel. O quintal de peso pequeno tinha 4 arrobas de 28 arráteis de 14 onças por arrátel. Oito quintais de peso pequeno correspondiam a sete de peso grande. A pimenta era recebida na Casa da Índia e aí vendida em quintais de peso pequeno e era esta a unidade considerada para efeitos de direitos. Rumo Medida linear usada na antiga construção naval equivalente a seis palmos de goa, cerca de 1,5 m. Salma Unidade de capacidade que equivalia a cerca de 282,20 l. Um tonel português equilaia a cerca de 6 salmas. Tael Unidade antiga de peso na Ásia equivalente a 16 mazes. Toesa Medida antiga equivalente a 6 pés. Tonel Medida de capacidade de carga usada na antiga construção naval. Tinha um rumo de comprimento e 4 palmos de goa de largura (1,5 m x 1 m). Tonelada Antiga medida de peso que valia 13,5 quintais, cerca de 793 kg. A tonelada de arqueação corresponde a um volume de 100 pés cúbicos ingleses, cerca de 2,832 m3. A tonelada de frete equivalia a 40 pés cúbicos ingleses, cerca de 1,44 m3 e tem origem no espaço ocupado por 4 barris de vinho de Bordéus. A tonelada de deslocamento é peso de 1000 kg. Tuo Antiga medida chinesa de profundidade, aproximadamente 2 metros. Vara Antiga medida linear equivalente 1,1 m. Zhi Medida equivalente a uma polegada chinesa, que por sua vez, é igual ao comprimento da falanginha do dedo médio da mão. Era usada como medida angular com um valor próximo de 1,9 graus. DISTÂNCIA ENTRE DOIS PONTOS Para se saber a distância e o rumo inicial entre dois pontos do globo, indique as suas coordenadas geográficas em graus e minutos. A distância obtida é a mais curta entre dois pontos sobre uma superfície esférica como é o caso da nossa Terra. Atenção: para latitudes Sul ou longitudes Oeste os valores a indicar dos graus deverão ser negativos! Local A Latitude: Local B Latitude: Distância entre os locais A e B: 38 43 Longitude: -9 13 Longitude: milhas Km Rumo inicial de A para B: O rumo inicial é sobre a ortodrómica (linha curva) que é a distância mais curta entre dois pontos no globo, e não sobre a loxodrómica, linha de rumo constante que corta os meridianos com o mesmo ângulo numa carta de Mercator.