Coordenadas

Un aspecto de los mapas que merece un capítulo por si solo es el referente a las coordenadas, que nos permiten conocer u obtener nuestra posición.

La amplia mayoría de los mapas y, desde luego, todos los topográficos, se encuentran georeferenciados, es decir, disponen de diversos tipos de cuadrículas que nos permiten conocer el lugar exacto donde nos encontramos.

Estas cuadriculas o «coordenadas» se encuentran situadas en dos ejes, el vertical y el horizontal, de manera que podemos definir un punto por los valores que éstos presentan allí donde se cruzan.

Existen múltiples tipos de coordenadas, muchas de ellas de uso exclusivamente regional. No obstante las más utilizadas, que abarcan la totalidad de la superficie de la tierra, son las Coordenadas Geográficas y las UTM/UPS, por lo que será en ellas en las que centraremos nuestra explicación.

Igualmente, explicaremos diversos factores referentes a la tierra y sus movimientos, por la importancia que tienen para ayudarnos a entender este capítulo.

COORDENADAS GEOGRAFICAS

 

Llamamos coordenadas geográficas a aquellas que tienen como origen la división de la tierra en grados sexagesimales. Para comprenderlas mejor, comenzaremos explicando cómo se realiza esta división.

La tierra tiene forma de geoide o esferoide, es decir, de esfera ligeramente achatada, en este caso por los polos. Si trazamos una línea imaginaria que a del interior de la tierra una los polos Norte y Sur veremos que presenta, en cada uno de ellos, un achatamiento de aproximadamente 21 Km, es decir, que esta línea (que llamaremos eje de rotación y nos servirá para otras explicaciones) tiene 42 km. Menos que si trazásemos una equivalente en el Ecuador. No obstante, para nuestra explicación despreciaremos esta deformación y la trataremos como una esfera perfecta.

Recibe el nombre de Ecuador la línea imaginaria que corta la tierra horizontalmente en dos mitades iguales, a las que llamaremos hemisferios norte y sur.

Si dividimos en grados sexagesimales cada uno de éstos hemisferios, veremos que entre el Ecuador y el polo correspondiente tenemos 90º. En cada uno de los puntos donde la corteza terrestre es cortada por este método trazamos una línea circular paralela al Ecuador y tendremos así 90 divisiones o zonas en cada hemisferio (a los que llamaremos grados de latitud Norte o Sur).

Los grados de Latitud siempre tienen la misma distancia sobre la superficie terrestre, aproximadamente 111 Km.

Los meridianos, que determinan las coordenadas de Longitud, son líneas que tienen como principio y final cada uno de los dos polos, y recorren la corteza terrestre, dividiéndola en 360ª sexagesimales. Estos grados tienen como origen el llamado «Meridiano 0 ó de Greenwich», aceptado internacionalmente para este fin. Desde él, comienzan a sumar en ambos sentidos, dando lugar a las longitudes Este y Oeste.

Simulación de método empleado para definir los paralelos. Desde el Ecuador y hasta el polo Norte, se trazan los grados sexagesimales correspondientes (90) y en el punto en que cortan la corteza terrestre se traza una línea paralela al ecuador. Esto genera una serie de lineas concéntricas, de diametro variable, que determinan las latitudes. El mismo sistema se utiliza para el Hemisferio Sur.Totalmente opuesto a Greenwich encontramos el meridiano 180. Las zonas separadas por estos dos meridianos dan lugar a los hemisferios Este y Oeste. Todos los meridianos tienen la misma distancia, y se juntan en los polos. Así, mientras un grado de Longitud mide entre 111 y 112 Km. en su parte más ancha (el ecuador), mediría unos 85 Km en el centro de la Península Ibérica, aproximadamente 44 Km en los círculos polares y 0 metros en los polos. Para que lo comprendamos bien, es como si cortásemos la tierra en «gajos»: serán mas anchos en su parte central y más estrechos a medida que nos aproximamos a sus bordes.

Todas las medidas en grados se pueden fraccionar, para obtener la precisión necesaria, una serie de subdivisiones. Un grado se divide en 60 minutos y, cada minuto puede dividirse en 60 segundos, en centésimas o en milésimas, según el sistema empleado.

Sistema utilizado para definir los Meridianos. La vista presentada es un corte de la tierra realizado en el ecuador. El círculo resultante se divide en 360º sexagesimales, que se numeran desde el Meridiano 0 o de Greenwich en ambos sentidos, llamándose «Este» (en sentido antihorario) y «Oeste» (en sentido horario). De esta manera, el meridiano opuesto al 0 será el 180, a la vez Este y Oeste.Esto es algo que deberemos tener presente a la hora de utilizar coordenadas geográficas. Si confundimos segundos con centésimas de minuto, ocasionaremos un error que puede llegar a 2 kilómetros. Para evitarlo, debemos tener en cuenta:

– Normalmente, las indicaciones en grados, minutos y segundos suelen aparecer como ddº mm’ ss’’. Por el contrario, si son centésimas, se presentan como ddº mm,mm’. Debemos prestar mucha atención a los signos y las comas.

– Si el tercer bloque de cifras son tres, indudablemente nos encontramos ante milésimas de minuto.

– Igualmente, si analizando el último bloque las cifras son dos, en el momento que en una coordenada sobrepase el valor 60 estamos ante centésimas; por el contrario, si todas tienen valores inferiores a 60, casi con total seguridad hablamos de segundos.

TROPICOS Y CIRCULOS POLARES

 

En los Mapamundis, nos llaman la atención unos paralelos destacados que no corresponden a ninguna Latitud «redonda». Hablamos de los Trópicos y de los Círculos Polares. ¿Qué son?

Movimiento de oscilación de la tierra. La primera imagen corresponde al Equinoccio (o «igual noche») de Primavera. Los rayos del Sol inciden de forma perpendicular al Ecuador; en todo el globo terráqueo hay día y noche, siendo ambos de igual duración. Poco a poco, la tierra se desplaza hasta alcanzar, en el plazo de 3 meses, una inclinación máxima de 23º y 27’ (segunda imagen) durante el Solsticio de Verano. Los rayos de sol inciden perpendicularmente sobre esta latitud, correspondiente al Trópico de Cáncer. Es la estación cálida en el hemisferio Norte, donde el día es mucho más largo que la noche, y la fría en el Sur, donde ocurre lo contrario. Además, en las latitudes superiores a 66º 33’ N (Círculo Polar Artico) es siempre de día, dando lugar al conocido «Sol de Medianoche». Por el contrario, en las situadas entre el Círculo Polar Antártico (66º 33’ S) y el Polo Sur, es noche contínua. Esta situación se invierte totalmente cuando seis meses después, tras pasar por el Equinoccio de Otoño (tercera imagen, de igual comportamiento que la primera) llegamos al Solsticio de Invierno: ahora tenemos frío y noche en el Norte, y calor y día en el Sur, ya que los rayos solares se encuentran perpendiculares al Trópico de Capricornio (23º 27’ S) Tres meses más tarde, estamos de nuevo en el Equinoccio de Primavera; en el plazo de un año, se ha cerrado el ciclo completo.La tierra tiene tres movimientos: Traslación, rotación e inclinación. Es en tercero el que los determina, aunque repasaremos todos.

El primero de ellos, el de traslación, se realiza por medio de la órbita terrestre alrededor del sol, en el plazo que todos conocemos de aproximadamente 365 días.

El segundo, de rotación, tiene lugar mediante el propio eje Norte-Sur, al que ya nos hemos referido antes como «Eje de Rotación.

El último, el de inclinación, completa cada ciclo también en el intervalo de un año, y determina con sus movimientos los Trópicos y los Círculos Polares, así como la rotación de las estaciones.

Los Trópicos (de Cáncer, en el hemisferio Norte, y de Capricornio en el Sur) están situados a 23º 27’ del Ecuador. Son los paralelos que limitan la zona tropical, es decir, aquella en la cual, al menos durante un día al año, pueden incidir los rayos de sol de forma perpendicular debido a su movimiento de inclinación.

Esto ocurre precisamente en los trópicos durante los solsticios (de verano, en el hemisferio norte y de invierno en el sur).

Por su parte, los círculos polares (Ártico para el hemisferio norte y antártico para el sur), delimitan las zonas polares, es decir, aquellas donde al menos un día de invierno no sale el sol o, por el contrario, en verano no llega a ponerse, dando lugar a fenómenos como el conocido «Sol de Medianoche». Su latitud es de 66º 23’ en cada uno de los hemisferios. Cuanto más al norte o al sur, respectivamente, más serán los días en que éste fenómeno tiene lugar.

La importancia de comprender qué son los Trópicos no sólo radica en saber qué significa ese «paralelo más destacado» de los mapamundis. Cuando veamos la orientación por el sol, nos daremos cuenta de lo necesario que resulta para lograr situar los puntos cardinales. Al conocer nuestra latitud, podemos saber, según la época del año, si tenemos el sol al norte o al sur, lo que nos ayudará a orientarnos.

COORDENADAS UTM/UPS

 

Las siglas UTM y UPS significan respectivamente «Universal Transverse Mercator» y «Universal Polar Stereographic». Son dos sistemas de coordenadas complementarios, que se encargan de representar, entre ambos, con un sistema de cuadrícula, la totalidad de la tierra.

Detalle de las zonas UTM en las cuales está comprendida España. La numeración de las zonas arranca en el meridiano 180, y cada una de ellas tiene una anchura de 6º. Por ello, la zona 30 tiene como límite occidental el meridiano 0 (30 zonas x 6º= 180º= 1 hemisferio completo)Las coordenadas UTM se utilizan para realizar representaciones de la superficie de la tierra comprendida entre las latitudes 84º N y 80 º S. Para las zonas comprendidas al norte y al sur, respectivamente, de estos paralelos, no se usa este sistema dado que, debido a la curvatura de la tierra, se ocasionarían grandes distorsiones que desvirtuarían el tamaño de las superficies al ser trasladadas a un sistema de proyección cilíndrico.

En su lugar, para mostrar estas zonas se utilizan las coordenadas UPS, que utilizan cada uno de los polos como centro de representación mediante una proyección Azimutal, ocasionando de esta manera una distorsión mucho menor.

Ambos sistemas son complementarios, hasta el punto de que la mayoría de los GPS los ofrecen como una única opción. Por ello, y debido a que es muy difícil que tengamos la oportunidad de trabajar con el sistema UPS, centraremos nuestra explicación en las coordenadas UTM, mucho más fáciles de utilizar con una pequeña práctica que las ya conocidas coordenadas geogáficas, y hoy día más utilizadas en las cuadrículas de los mapas detallados que éstas últimas.

HUSOS O ZONAS UTM

 

Esquema orientativo de la Zona UTM 30. En primer lugar, vemos los meridianos Inicial (6º W) y Final (0º), así como el central (3º W). En la intersección de este último con el Ecuador, asignamos los valores iniciales de Northing (en negro) y Easting (en rojo), desde los que comenzamos a sumar o restar, hasta los límites de la zona. Obsérvese como los valores máximos y mínimos de Easting varían con la Latitud, a medida que la anchura en metros de la zona se hace más pequeña. El sistema se repite con cada una de las 60 zonas.El sistema UTM divide la superficie de la tierra en 60 husos o «Zonas UTM» de forma paralela a los meridianos; como habíamos visto a la hora de abordar las coordenadas Geográficas, la tierra se encuentra dividida en 360º. Así, la primera conclusión a la que llegamos, es que cada zona UTM tendrá una anchura de 6º.

Las zonas UTM se numeran comenzando en el meridiano 180, aplicando el número consecutivo a la situada a la derecha de cada una. De esta forma, cada hemisferio tiene 30 zonas UTM.

España se encuentra distribuida en las zonas 28 (Canarias, entre 18º W y 12º W), 29 (Galicia, entre 12º W y 6º W), 30 (Casi toda la Península, entre 6º W y 0º) y 31 (Cataluña, Baleares y una pequeña parte de Alicante, entre 0º y 6º E). Vemos como, al pasar el meridiano 0 por la península, parte de su geografía se encuentra situada en las zonas limítrofes de los dos hemisferios (30 y 31).

Para estudiar más a fondo el funcionamiento de las coordenadas UTM, vamos a centrarnos en el estudio de una zona concreta, y la 30 es la que más facilidades nos permite para su comprensión.

Hemos dicho que una zona UTM siempre tiene 6º de anchura, constantes en todas sus latitudes (desde 84º N hasta 80º S). A cada uno de estos meridianos (que coinciden con otros dos del sistema geográfico) se les denomina Meridiano Inicial (el situado a l oeste de la zona) y Meridiano Final (el que la delimita por el Este). Para nuestra zona concreta en estudio, estos son los meridianos 6º W y 0º, respectivamente.

Además, el centro de cada zona UTM coincide con otro meridiano del sistema geográfico, situado exactamente a 3º de los límites de la zona. En nuestro caso, hablamos de la longitud 3º W. Recibe el nombre de Meridiano Central.

La zona UTM no tiene la misma anchura en toda su extensión. Sus 6º son constantes, pero, como ya hemos comentado, un grado equivale a 111 Km en el Ecuador, a 85 en la Península y a 44 en el círculo polar.

Por tanto, la zona UTM tendría una anchura aproximada de 666 Km, 510 Km y 264 Km, respectivamente, en éstas latitudes.

La finalidad de las coordenadas UTM es expresar metros. Para ello, se ha tomado como punto de inicio para la cuadrícula el centro de la zona, es decir, el punto situado en la intersección del Meridiano Central y el Ecuador (Para nuestro huso, la coordenada 0º N, 3ºW). A este punto lo llamaremos «Origen de Zona UTM».

A partir de este punto de origen, vamos a comenzar a aplicar valores en metros, para definir Latitudes y Longitudes, que en UTM reciben el nombre de Northing y Easting, respectivamente.

Empezaremos con los valores de Northing para el Hemisferio Norte. Simplemente, damos valor 0 al Ecuador, y comenzamos a sumar. De esta manera, cualquier valor de Norting correspondiente al Hemisferio Norte nos indica, simplemente, la distancia en metros al Ecuador. Así de Sencillo.

Seguimos ahora con los valores del hemisferio Sur.

Para evitar los valores negativos vamos a dar a este mismo punto un valor inventado (y aceptado por convenio) de 10.000.000 de Metros. Como tenemos que reflejar 80º, y sabemos que un grado son unos 111 Kilómetros, la zona medirá aproximadamente 8.880 Kilómetros al sur del Ecuador, con lo que los 10.000 Kilómetros asignados son suficientes para su representación completa. Este valor que hemos asignado recibe el nombre de falso Northing.

Algo parecido a lo ocurrido en este último caso debemos realizar para asignar los valores de Easting.

Queremos evitar a toda costa que aparezcan valores negativos para facilitar la utilización de las coordenadas. Por ello, y como sabemos que la anchura en metros de la zona es variable, calculamos su distancia en el punto más ancho, es decir, en el Ecuador. Así, llegamos a la conclusión de que será de 6º x 111 Km., aproximadamente 666 Km., es decir, 333 Km. hacía cada lado de el Origen de Zona. Ahora, vamos a dar un falso Easting a este punto, haciéndolo valer 500.000 metros. Así, restando metros, obtendremos los valores al Oeste del Origen (sin llegar nunca a 0) y sumando obtendremos los situados al Este.

Fragmento de dos hojas distintas de la serie MTN50. La hoja de la izquierda corresponde a una zona donde encontramos la longitud 3º W, es decir, el meridiano central de la zona UTM 30. Vemos como este punto corresponde exáctamente con el valor 500000 de la cuadrícula UTM; Así mismo, apreciamos la total verticalidad de la cuadrícula, no existiendo convergencia de la misma, por estar este eje orientado perfectamente al norte geográfico, igual que el mapa. La segunda imagen corresponde, por el contrario, a la longitud 6ºW, es decir, el meridiano Inicial de dicha zona, que es a su vez final de la adyacente (29). Aquí vemos cómo nos encontramos con los últimos valores de la zona 29, y los primeros de la 30. Igualmente, y debido a encontrarnos en los bordes de la zona, la convergencia de cuadrícula es máxima, y en un sentido distinto para cada zona.Como consecuencia de lo dicho anteriormente, hemos definido una cuadrícula UTM, que no nos indica sino metros desde el punto de Origen, en ambos ejes, mediante líneas imaginarias paralelas al ecuador y al Meridiano central. Como la zona se estrecha a medida que se aleja del ecuador, los valores máximos y mínimos de Easting, correspondientes a los Meridianos Inicial y Final, decrecerán a medida que se incrementan o reducen los de Northing desde el Ecuador. Igualmente, por este motivo, la línea o Meridiano Central es la única línea de la cuadrícula de cada zona orientada al Norte. A partir de ella, y a medida que nos alejamos, aumenta la diferencia de orientación respecto al Norte, dando lugar a lo que conocemos como «Convergencia de Cuadrícula».

Algo que no debemos pasar por alto a la hora de estudiar las coordenadas UTM es la existencia de 20 bandas horizontales que dividen cada zona, y que se representan por una letra. Se comienza por el sur de la zona con la letra C, y se acaba con la X. Todas las zonas tienen una altura de 8º, excepto la X que es de 12º.

Hasta la M están en el hemisferio Sur, y desde la N al final en el Norte.

La importancia de estas zonas es relativa ya que, tanto para su uso con GPS cómo con mapas, sólo debemos conocer el hemisferio donde se encuentra.

No obstante, esto es un dato que algunas veces debemos deducir de la citada letra.

INTERPRETACION Y PRECISION DE LAS COORDENADAS UTM

 

Ahora que ya conocemos su significado, podemos ver el aspecto más utilizado de las coordenadas UTM.

Una representación estandar de las mismas podría serla siguiente:

30 T 607628

4781123

Donde:

30 es el huso o zona UTM. Nos indica que estamos trabajando entre 6ºW y 0º. T es la letra de la banda. Como es superior a la N, sabemos que corresponde a una latitud del hemisferio

Norte.

607628 es el valor correspondiente al Easting, expresado en metros. Se suelen resaltar siempre las cifras segunda y tercera, correspondientes a kilómetros, dejando las tres últimas más pequeñas, las correspondientes a metros. Esto es así porque los mapas suelen traer la cuadrícula cada kilómetro, y de esta forma se facilita su localización.

4781123 es el Northing. Como sabemos por la letra T que estamos en el Hemisferio Norte, nos indica la distancia en metros desde nuestro punto hasta el Ecuador.

Medio de obtención desde el mapa o de representación de una coordenada UTM. Para ello, debido a que la cuadrícula presenta intervalos de un kilómetro, es necesario, con una regla o escala, subdividir esta para intentar obtener la máxima precisión. Aun así, será muy difícil afinar más allá de los 100 metros de error.Es posible también que la letra no nos venga indicada, y en su lugar se nos diga sólo el hemisferio correspondiente. Con este dato es suficiente, ya que es lo que los mapas o GPS necesitan.

Vemos también como el valor de Easting tiene 6 cifras, y el de Northing, por el contrario, incorpora 7.

Esto es así porque las zonas UTM son mucho más altas que anchas. En el caso del Easting, basta con 6 cifras para representar su anchura máxima en metros, mientras que para definir el Northing, son necesarias las siete.

Hasta ahora nos hemos referido a las coordenadas UTM como si siempre de metros se tratasen. Esto es una verdad a medias, pues si bien suele ser lo más utilizado (los GPS, por ejemplo, siempre nos las pedirán así), no siempre es verdad.

Una coordenada UTM puede disponer de una precisión mucho mayor a los metros, añadiendo mas cifras después de ella. Así la misma coordenada anterior podría presentar este aspecto:

30 T 60762833

478112356

Como vemos, tenemos ahora dos cifras detrás de cada valor anterior. Así conseguimos reflejar un punto con una precisión de centímetros. Esto es algo que, tanto para su uso con mapa (donde seremos incapaces de reflejar esta precisión) como con GPS (que al no admitir tantas cifras nos obligará a despreciar las dos últimas) carece totalmente de utilidad.

También podría darse el caso de que nos apareciese reflejada así:

30 T 6076

47811

En este caso, debido a que sólo aparece una cifra después de los kilómetros, la precisión de la misma sería de 100 metros. Esto es más que suficiente a la hora de trasladar los puntos al mapa, pero al introducirlos en el GPS nos vemos obligados a rellenar con ceros las cifras restantes, condicionando de esta forma la precisión en la navegación.

CONVERGENCIA DE CUADRICULA

 

Gráfico utilizado por algunos mapas para hacernos saber los valores de convergencia de cuadrícula y declinación magnética.Todos los mapas, salvo que se indique lo contrario, están orientados hacia el Norte Geográfico. Sin embargo, en una cuadrícula UTM, la única línea de easting orientada perfectamente en el sentido Norte-Sur es la correspondiente al valor 500000, equivalente al meridiano central del Huso. Todas las demás incorporan una diferencia de orientación, insignificante al principio, pero que se hace más relevante a medida que nos aproximamos a los bordes del Huso.

Esto es lo que llamamos «Convergencia de

Cuadrícula». Es éste un dato que los mapas suelen incorporar junto con el de Declinación Magnética, que veremos más adelante, en el capítulo de Orientación.