Catálogo de algunos instrumentos de medición antiguos y algunos modernos

Actualmente hablamos con bastante naturalidad acerca de la medición del tiempo, las distancias, la latitud y la longitud, no obstante, en los siglos XV y XVI en la Europa occidental esto fue todo un problema, porque aún cuando poseían cierto conocimiento para la elaboración de mapas, sus instrumentos de medición eran todavía bastante elementales, por un lado y por otro habrá que hacer mención de la ideología heredada por la formación de la iglesia católica con respecto de la interpretación de las dimensiones del mundo, así por ejemplo “para un observador del siglo XXI, el mapa del mundo de Ptolomeo sigue pareciendo bastante extraño. Sin embargo, para un gobernante o un mercader el siglo XV, la versión del mapa publicada en Ulm resultaba una representación razonablemente precisa del mundo de la época”[1]

Para los pesadores e inventores de aquel tiempo esto era un gran dilema, porque por un lado la observación detenida y detallada de los fenómenos naturales les permitía plantear distintas hipótesis con respecto de lo que sucedía a su alrededor, pero por otro lado estaba la presión de la iglesia católica con respecto de la publicación de sus escritos y descubrimientos, “sin embargo se mueve” y la ciencia avanza –para fortuna nuestra- en el terreno del descubrimiento, la observación y el replanteamiento de viejas teorías. Así se “desarrollaron tablas solares, mapas celestes, astrolabios, cuadrantes y cruceros…aunque estas innovaciones no siempre fueron útiles, estimularon futuros viajes y la creación de nuevos mapas precisos”[2]

Por el momento me permito presentar un brevísimo catálogo de instrumentos y mapas que podrán guiarnos en el transcurso de la evolución de los métodos y formas de medición antigua con respecto de la era moderna, esto a su vez nos sugiere un indicador de la evolución del pensamiento de la humanidad a través de los siglos.


Brújula

La más antigua que se conoce es la calamita. Es un objeto en el que la aguja imantada se coloca sobre un trozo de madera o de corcho que, al flotar en la superficie del agua, orienta. La ilustración de abajo corresponde a una reconstrucción llevada a cabo por el Institut für Geschichte der Arabisch-Islamischen Wissenschaften (Frankfurt). Su diámetro es de 21 cm. El origen de la brújula no está muy claro. Las primeras noticias que se tienen en Europa Occidental son de la primera mitad del siglo XIII. Aunque, en al-Andalus parece que se conoce desde mitad del siglo IX. Su existencia, como el de otras técnicas de navegación, se mantiene en secreto. A los navegantes andalusíes proporciona grandes ventajas sobre sus enemigos.

Brújula colgante azimutal

Actualmente esta brújula es una de tantas que sirve para medir superficies y alineaciones en una única operación. Los limbos verticales son visibles desde arriba, por eso pueden medirse al mismo tiempo el azimut y el ángulo de incidencia. Se puede fácilmente quitar la parte superior de la caja para ajustar la declinación y la inclinación. La aguja de la brújula: bloqueada automáticamente cuando no se utiliza el extremo norte esta pintada de rojo, el extremo sur esta pintada de negro, con peso de inclinación ajustable, longitud de 44 mm, diámetro delimbo horizontal 60 mm, intervalo de la graduación 2º lectura por estimación 1º, numera-ción continua de 10º en 10º, puntos cardinales internacionales (este y oeste cambiados), ajuste de la declinación 360º diámetro del limbo vertical 19 mm, zona de medición 270º,intervalo de la graduación 5º,lectura por estimación 1º, numeración por cuadrantes de 20ºen 20º charnela de la tapa ajustable, dimensiones de la brújula cerrada 86X70X20 mm, peso 240 g. No3019[3]

Con este instrumento habrá soñado más de un marino en los siglos XV y XVI, aunque lo más seguro es que ni siquiera se la hubieran imaginado, digo tal vez.

Sextante astronómico

Se usa fundamentalmente para medir las posiciones de las estrellas. Actualmente han caído en desuso y han sido sustituidos portelescopios de tránsitos, técnicas astrométricas y satélites artificiales como Hipparcos

Sextantes de montura

Sextante de Tycho Brahe usado para medir distancias angulares entre estrellas.
Un sextante basado en una gran montura metálica tiene la ventaja respecto al instrumento mural de que puede usarse en cualquier orientación. Esto permite realizar medidas de distancias anculares entre cuerpos astronómicos.Estos instrumentos difieren sustancialmente de un sextante para navegación en que este último es un instrumento reflectante. El sextante para navegación utiliza espejos para llevar la imagen del sol, la luna o las estrellas al horizonte y así medir la altura del objeto. Debido al uso de espejos, el ángulo medido es dos veces la longitud del arco del instrumento. Entonces, el sextante para navegación mide hasta 120° usando un arco en el instrumento de 60°. En comparación, el sextante astronómico son grandes y miden los ángulos directamente - un arco de 60° medirá como mucho 60°.
Johannes Hevelius usó un sextante con una mira particularmente ingeniosa para permitir medidas precisas de las posiciones de las estrellas.
John Flamsteed, el primer Astrónomo Real usó un sextante en el Real Observatorio de Greenwich [4]

Anteojo zenital

Este aparato fue usado en Geodesia, para determinar al latitud y la longitud astronómicas de un punto en la superficie de la tierra, con respecto a la dirección de la gravead (la vertical), por medio de observaciones zenitales hacia los astros, no corregidas para la desviación de la vertical. La gravedad es perpendicular a la superficie del geoide, en los puntos de observación.

La latitud astronómica de un punto, es el ángulo comprendido entre la vertical del punto de observación y el plano del ecuador celeste, la latitud es la que resulta de las observaciones zenitales de los astros.

La longitud astronómica de un punto, es el ángulo comprendido entre el plano del meridiano de origen y el plano del meridano celeste, la longitud es la que resulta de las observaciones zenitales de los astros.

Estereoscopio de espejos

Instrumento óptico de espejos, que se encuentran a 25 cm. De altura, con respecto a las fotografías aéreas, consta de un soporte de madera, con cuatro espejos, dos superiores y dos laterales en la parte central, constituyéndose en dos sistemas de observación.

En fotometría, se utilizó el principio de observaciones de imágenes de fotografías superpuestas, fundado en sus principios matemáticos, como proyecciones perspectivas centrales para aplicaciones topográficas y cartográficas.

La estereoscopía se realiza cuando dos imágenes planas sobrepuestas una a la otra por la visión binocular producen en la mente del observador la tercera dimensión.

Cuando la orientación de las fotografías es colocada apropiadamente para la visión estereoscópica, se dice que están en seudoscopia o estereo, el diseño de aparatos para visión estereoscópica hace uso de lentes, espejos y mapas o una combinación de estos tres elementos.


Regla

Es una regla de madera, con una longitud de 4 m. de altura, pintada a cada metro alternativamente en colores negro y rojo, graduada en centímetros, sirve para medir distancias de hasta 400 m. en el terreno. Los números de esta regla, están pintados a la inversa, ya que los instrumentos topográficos que complementan las medidas de ángulos y distancias horizontales (taquímetros), tienen sus sistemas ópticos también invertidos.

INSTRUMENTOS DE NAVEGACION

Tablas de declinaciones

Son indispensables para determinar la latitud.

Tablas astronómicas

La Astronomía conoce un gran desarrollo en al-Andalus. Las tablas astronómicas proporcionan información sobre la declinación del sol o de una estrella en una fecha determinada. Conocida la declinación y la altitud meridiana se puede obtener la latitud del lugar con una suma o con una resta. Para calcular posiciones planetarias, estas tablas se fundamentan en los modelos geométricos planetarios ptolemáicos, que sabemos se revisan en Córdoba en el siglo X. Por otra parte, las aportaciones teóricas de Azarquiel en el siglo XI representan un notable avance en la precesión de los equinoccios y del modelo solar y lunar. Todas estas modificaciones están recogidas en una serie de valiosas tablas andalusíes fechadas en el siglo XIII.

Almanaques

La tradición de los almanaques perpetuos se inicia en al-Andalus en el siglo XI y se introducen en el mundo cristiano en fecha temprana. Son herencia del mundo clásico. Se trata de un tipo especial de tabla astronómica que permite obtener posiciones planetarias para una fecha determinada mediante la lectura directa y sin necesidad de cálculos. Se basan en una serie de ciclos, de origen babilónico, peculiares a cada planeta. Los ecuatorios tienen una finalidad análoga.

Astrolabios

El primero que se conoce en la Península es el carolingio. Pero, tiene algunos defectos, como el trazado vacilante de algunas curvas. Los diseños andalusíes superan estos inconvenientes. El astrolabio clásico es el planisférico que se basa en la proyección estereográfica meridional de la esfera celeste sobre el plano del Ecuador. El astrolabio esférico se conoce en al-Andalus desde el siglo X. Está formado por dos piezas: una esférica dividida por el horizonte en dos hemisferios y una red que se superpone a la esfera y contiene índices para las estrellas. Lleva la eclíptica, un paralelo de declinación que mide coordenadas ecuatoriales y un cuadrante vertical graduado que mide latitudes celestes y distancias polares y cenitales. El astrolabio naútico necesita un círculo graduado y una alidada de pínulas para trazar una visual. El instrumento es más grueso en su parte inferior para desplazar hacia abajo el centro de gravedad y facilitar que el diámetro horizontal coincida con el horizonte cuando el astrolabio esté colgando de la anilla. Surge a fines del siglo XV. En la ilustración de abajo se reproducen las dos caras de un astrolabio. Fue construído en Toledo por el artesano andalusí Ibrahim ibn Sahli. Se fecha en el año 1067 y se conserva en el Museo Arqueológico Nacional (Madrid). Su diámetro es de 24 cm. La red lleva indicaciones para 24 estrellas. Entre otras, lleva láminas para las latitudes de La Meca, Medina, Jerusalén, Damasco, Bagdad, Almería, Granada, Córdoba, Murcia, Toledo y Zaragoza. En el calendario zodiacal del dorso el equinoccio de primavera corresponde al 14´5 de Marzo.

Cuadrantes naúticos

Tienen la misma función que los astrolabios naúticos, es decir, determinar las alturas meridianas del sol o de una estrella, para saber la latitud de un lugar. Son instrumentos sencillos: constan de un cuadrante graduado en uno de cuyos lados llevan dos pínulas de mira y de un hilo con plomada que pende del centro del cuadrante. Si se dirige una visual al astro a través de las pínulas, el hilo marca su altura sobre la graduación del cuadrante.

Azafeas

El astrolabio convencional, basado en una proyección estereográfica polar, tiene una lámina para cada latitud por lo que pierde precisión si no se dispone de la lámina idónea. Los primeros astrolabios universales basados en una proyección estereográfica meridiana surgen en Toledo a mediados del siglo XI. Son instrumentos que pueden utilizarse para cualquier latitud. La azafea es uno de ellos.

Ampolletas náuticas

Son los instrumentos habituales para medir el tiempo a bordo de un navío. También se emplean para realizar estimaciones sobre la distancia recorrida por el barco. Para su construcción se necesita un vidrio inalterable a los cambios de temperatura. Se fabrican en Egipto en el siglo X. El secreto se divulga con rapidez y se conocen ampliamente en el siglo XII.

Nocturbios

Son instrumentos que sirven para determinar la hora durante la noche. El método se basa en la observación de la posición de una estrella circumpolar. Su historia no es clara. Unicamente hay referencias en textos latinos y romances, no en los árabes. Las primeras descripciones se fechan en el siglo XIII. De todas formas, en estudios recientes se dice que en tratados andalusíes de astrometerorología popular se cita un instrumento similar. Parece que ya existe en el siglo X. Además en tratados árabes de los siglos XV y XVI relativos a la navegación en el Indico se explican principios similares a los utilizados por el nocturbio. Por tanto, es probable que los andalusíes conozcan un instrumento similar desde fecha temprana.

YO HUBIÉSE DESEADO PODER AGREGAR MAPAS, ASÍ COMO LAS IMÁGENES DE LOS INSTRUMENTOS, PERO HAGO PATENTE POR MEDIO DE ESTE INSTRUMENTO, QUE NO LO SÉ USAR, POR LO TANTO NO PUDE SUBIR LAS IMÁGNES.

[1] Jerry Brotton. “Un renacimiento global” “Nuevos mundos felices” en:El bazar del Renacimiento. Sobre la influencia de Oriente en la cultura occidental. Barcelona: Paidós, 2003. p 150

[2] Ibídem, p.153
[3] http://www.geologistica.com/equiposdecampo/brujulabreithaukassel.html

[4] John J O'Connor; Edmund F. Robertson. «"Abu Mahmud Hamid ibn al-Khidr Al-Khujandi"» (en inglés). MacTutor History of Mathematics archive.
Tekeli Sevim (1960),'Nasiruddin, Takiyuddin ve Tycho Brahe'nin Rasat Aletlerinin mukayesesi'. Ankara Universitesi, Dil ve Tarih-Cografya, p.4.
http://es.wikipedia.org/wiki/Sextante_astron%C3%B3mico